TOMIX用室内灯をLEDテープで自作

 今まで保有している車両が主にKATO製の車両だったので、その室内灯には安価なLEDテープとりん青板を切り出した部品を自作して使っていました。今回、TOMIX製の真岡鉄道の50系客車を購入したので、試しに室内灯を設けてみることにしました。自作する場合にもっと問題となるのが上下の接続で、3両だけと言うことで純正品と同じようにコイルバネにすることにしました。

 LEDテープの加工
LEDテープの加工
 ブリッジDiのリード(足)を利用したいので、いつもと違い裏返してLEDテープに半田付けします。極性を間違えないようにブリッジDiとLEDテープの+−を確認して半田付けします。従って、LEDテープの向きも逆になっています。今回の加工はこれだけで簡単です。

 購入したコイルバネ
購入したバネ
 一応、接触抵抗が良いというコイルバネを購入しました。

 コイルバネと端子を半田付け
バネと端子を半田付け
 コイルバネをブリッジDiのリードに指して車両に組み込むだけですが、コイルバネは組立てが難しくコイルバネを半田付けした方が車両の組み立てが簡単になります。

 設置完了した車両
設置完了下」車両

 テスト走行
 
 コイルバネは扱いにくく曲がると修正も厄介です。コイルバネを使うと構造が複雑になり、その割りには効果があまりなく接触不良が多いようである。テスト走行でKATOの車両よりもちらつくが多く見られました。ちらつきはTOMIX特有の台車の構造から来ているようでコイルバネが原因の1つで、次に物理的に異種の金属が接触する場合には電位差が生じることが原因です。KATOの製品は構造をシンプルにして同一のりん青銅を使っており、よく考えられています。まあ今回限りなので良しとしましょう。
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    室内灯をLEDテープで製作7

     新モデルの室内灯は全て搭載し終わり一段落しました。しかし、旧モデルがかなり残っており車両によって微妙に寸法や座席側の形状が違うため、どのように搭載するか個別に検討して対応している。基本形は共通化して作業効率を上げていこうと思います。

    (1)基本的なりん青銅板の切り出し
     ー嵶召僚鼎蟆爾僚古堵帖Вmm×140mm
     台車からの集電板  :2mm×25mm
     室内灯の端子板   :4mm×12.5mm

     床下に置いてみました
    旧モデル分解とりん青銅板
    (2)集電板の製作
     ・,裡僑mmの所の中心にΦ1.2mmをあける
     ・△鬘下鑪爐裡矛燭剖覆欧
     ・,硲矛燭劉△鬘寛媾衄湘追佞韻垢襦覆海譴一番面倒)
     <コツ>
      位置決めの穴に合わせて寸法を確認する
      ストッパーに合わせて基地を決めて半田付けする
      余った分はハサミで切断する
      バネ性のため、台車部分のりん青銅板を少し下側に曲げる

     完成した集電板(純正は重りに通電しますが、自作は直接繋ぎます)
    自作の集電板
    (3)端子の製作
     ・のL型に曲げて端子を作る
     ・室内灯のブリッジダイオードのリードにL型の端子を半田付けする
    (4)組立て
     ・車体を屋根から分解して床下を取り出す
     ・製作した集電板を位置決めの突起に入れる
     ・位置決めの突起にぶつからないことを確認する(ぶつかっていれば修正)
     ・中心部の丸い形状の突起に差し込む
     ・重りを載せる
     ・集電板の長い方をL型に曲げる
     ・集電板を穴から通して車体本体を上から載せる
     ・集電板を逆U型の曲げる
     ・屋根に端子付きの室内灯を両面テープで貼り付ける
     ・端子を集電板のに接触させながら屋根を被せる

     自作の集電板を取り付けたので、LEDテープの室内灯を付けて組み立てれば完成
    旧モデルの組立て
     完成でチェック
    自作室内灯の完成

    注意:分解する時に車両本体を留めている床下のツメが折れやすいので慎重に行う。私はマイナス精密ドライバーを穴に入れてそっと慎重に行っています。コツがわかるまでに3両のツメをためにしてしまいました。組立て時に無理に押し込むとツメが折れるので確認しながら組み立てます。
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      ヨ5000の室内灯

       国鉄時代に貨物列車の最後尾に連結されていた車掌車のヨ500で、最新のKATO製ヨ5000はテールライトの点灯する仕様になっているので、簡単に室内灯を点灯できるようにできます。丁度、りん青銅板の切れ端があったので、専用の集電板を作ってブリッジダイオードに直接半田付けして製作しました。あとは適当な抵抗と電球色のLEDを付け出来上がりです。

       集電板の挿入口とブリッジダイオードのリードとの間隔が違うため、集電板を直角に曲げてから半田付けしています。LEDは機関車の交換したものを再利用して、少し暗めになるように抵抗値を選びました。

       ヨ5000は2両あったので2両とも同じようにしました。
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        自作したパワーパックで室内灯の調光テスト

         ほとんど全ての車両に自作した室内灯を装備できたので、テスト走行をしました。電球色と白色の2種類を比較のために走行させてみました。明るさはわかりやすく強めにしています。

         今まで製作してきたパワーパックには全て最大出力調整が出来るようになっています。このツマミでPWMの波高の高さを調整しています。この機能を利用することにより自作した室内灯の明るさを調整できます。
         調光する時には暗い方からしないと本来の機能である出力が変化して走りはじめます。また、常光の調整でないので走行中に調整しても問題はありません。停車中でも同じ機能となります。動画ではわかりやすく常光化加工していないEF81で牽引して点灯の違いを付けています。
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          機関庫にもLEDテープで照明を設置

           LEDテープによる室内灯の加工もほぼ終りました。そこで、電球色のLEDテープに余裕があるので、座敷レイアウトでも使えるように機関庫にLED照明を施すことにしました。でも座敷に配線があちこちにあるのは見栄えが悪いので、対策が必要です。

          ・対策1
           照明用の電源は9V電池でストラクチャーの近くにカモフラージュして設置して、配線を極力短くして見えないようにする。

          ・対策2
           配線を隠すために専用マットを敷く

          1.機関庫
          機関庫
          機関庫
          機関庫

          2.扇形機関庫
          扇形機関庫
          扇形機関庫
          扇形機関庫
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            室内灯をLEDテープで製作6

             ノイズ防止用のチップコンデンサー(25V1μF)は半田付けの距離の関係で3216シリーズをTポイントも使って安く購入できました。
            チップコンデンサー
             ブリッジダイオードを半田付けしたLEDテープの反対側にチップコンデンサーを半田付けして量産しました。3216シリーズにしたのはここの端子パッドに半田付けするためです。他のサイズでは半田付けできないので、このサイズで低価格品を探すのに苦労しました。
            室内灯の製作

            今回の室内灯の製作ににかかった費用は以下の通りです。

            1.LEDテープ 白ベース
              5m 300連SMD 正面発光 12V 白色、電球色 各1本  896円 送料無料
            2.ブリッジダイオード 50個         2本 2400円 送料500円を含む
            3.りん青銅板(0.1×100×180)        2本  390円 送料無料
            4.チップコンデンサ(25V1μF)    100個  301円 送料164円を含む
                                       (Tポイント利用)
            5.ペーパーカッターDN-10PZ          1個 1584円 送料無料
            ------------------------------------------------------------------------------
                              100本 合計  5571円

            1本当り56円で製作できたことになり、6両分では純正品だと約3000円ですが自作では336円ででき1/9で製作できたことになります。たぶん専用のLEDテープよりは点灯する電圧が高いと思いますが、すでに32両に搭載したところPWM方式では問題がなく使用できています。室内灯を搭載していない車両は順次時間を見つけて搭載していく予定です。

             天井まで窓が開いている車両てもいい感じ。

             近寄っても天井のLEDは見えず純正品の導光板がない分すっきりしています。


            なお、ストラクチャー用のLEDテープがなくなってしまったので、電球色のLEDテープを追加発注しておきました。

            【追加】(2015/11/2)
             10月末までに室内灯の設置完了。
            ・ディーゼルカー,14系(2)、12系(1)は白色で36両
            ・客車は電球色で60両
            来月発売予定のKATOの安芸用に7両分を確保して、100両以上の室内灯整備が完了しました。追加には、それなりに費用がかかるため、車両が50両近くまで増えてから考えることにします。

             本数の関係で床下に集電板の入っていない古いモデルの客車は今回の設置を見送っており、いずれこの車両にも設置したいと考えています。りん青銅板から台車長ぐらいある集電板を一体成型するように製作することで組み立てやすく効率よく出来そうなので、どのようにするか検討しておくことにしました。
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              室内灯をLEDテープで製作5

               手持ちのNゲージの古いモデルから最新モデルまでの構造的に対応できることがわかりましたので、家内工業的(?)な量産体制に入ります。そのために、りん青銅板の切り出しに使うペーパーカッターを刃と台との段差を解消すために2mm厚のカッターマットを切って、ペーパーカッターのフタを取って貼り付ける簡単な改造をしました。

               改造したペーパーカッター
              改造したペーパーカッター

               製作中の自作の室内灯
              製作中の自作の室内灯
               なお、チップコンデンサーは容量の大きそうなものを選んで再利用していますが、在庫がなくなりました。必須ではない部品なので購入するか迷っています。タイミングもありますが、安価なものがあれば購入しようを思います。

               手持ちのディーゼルカーは2日間ほどで全て装着できました。なお、ディーゼルカーの動力車は古いモデルもあるためいろいろな構造で形状が違うので個別に工夫する必要がありました。

               カニ24を例に室内灯を装着する様子を紹介します。KATOのトワイライトエクスプレスで7両にしたので1台分の室内灯が足らないことになり、カニ24を自作の室内灯を装着することにしました。多少、標準品と違っても違和感がないためです。

               座席・床下には、自作した2mm幅の集電板を2本差し込み、車両の上部の天井に自作した室内灯を両面テープで貼り付けます。
              カニ24に室内灯を付ける
               集電板を逆U字型に曲げて、貼り付けた室内灯の端子に接続するようにして車両を元通りに組み上げて、出来上がりで簡単でしょ。1両ずつ室内灯のテストをして全て完了です。動力車の場合、シャーシーに金属を使っているので集電板をうまく処理しないとショートしてしまうので、注意が必要です。

               自作の室内灯を装着したカニ24
              カニ24
              カニ24

               今までに完成した車両のテスト走行動画を紹介します。
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                室内灯をLEDテープで製作4

                試作して動作テストした結果

                安価なLEDテープを利用した室内灯は、
                ・DC方式では、走行して点灯するには高速走行になり不向きである
                ・PWM方式で、常点灯機能か類似の機能があるときれいに点灯する



                 うまく出来そうなので大量生産に向けて、りん青銅板の切り出しがカッターナイフでは効率が悪く問題で、あるブログで紹介していたペーパーカッターを購入しました。危険なのでピンクにした訳でなく、一番安かったためです。一応、0.1tのりん青銅板は切れます。外部加工よりも遥かに安くできます。

                 購入したペーパーカッターとカッターマット(2mm厚を100円ショップで購入)
                ペーパーカッターとカッターマット
                 0.1厚のりん青銅板の試し切り
                ペーパーカッター試し切り

                (1)LEDテープの準備
                 ・2ブロック毎に端子部分でハサミで切る
                 ・LEDテープが半田付けで繋がっている箇所は前後4ブロックで切る
                 ・防水保護膜がある場合には全て剥がす
                保護膜剥がす
                 ・半田付けされていたブロックは2ブロックに切り離す
                2ブロック毎に切る
                (2)回路部品を半田付け
                 ・LEDテープにブリッジダイオードの+−を合わせて半田付けする
                 ・できればノイズ対策用コンデンサー(チップ)を半田付け
                  (省略しても可)
                DiとCを半田付け
                (3)りん青銅板の切り出し
                 ・集電板用に2mm×50mmを2本/両とし、3:2でL字に曲げる
                 ・接続端子用に5mm×12.5mmを2個/両とし、5:7.5でL字に曲げる
                 車両によって特殊な加工が必要ななるかもしれませんが、基本的な金属片はこの2つです。
                切り出した金属片
                (4)端子を半田付け
                 ・ブリッジダイオードの〜と〜に端子を折り曲げた金属片の5mm側に半田付けする
                Diに端子を半田付け
                端子を半田付け
                以上が部品加工です。これから車両に組み込みます。車両内は見えにくいので接続していればどのようになっていてもいいと思います。

                〆太幣欧取れる現モデルの組立て
                 ・集電板を差し込む
                 ・車両の天井部分に製作したLEDテープを両面テープで貼る
                車両に部品を貼る
                 ・端子と集電板が接触するように元通りに合体させる
                完成した車両1
                ∈太幣欧取れない旧モデルの組立て(主に客車ですが、このタイプはお勧めできません)
                 ・天井を外し、床を外して集電板を差し込む
                 ・まず、集電板が取れないように床だけを組み立てる
                 ・車両の天井部分に製作したLEDテープを両面テープで貼る
                 ・端子と集電板が接触するように元通りに合体させる
                完成した車両2
                F偉麓屬叛萋車の組立て
                 ・集電板を差し込む。
                 ・シュートする金属部分の絶縁対策をしっかり行う(特に古いモデル)
                 ・車両の天井部分に製作したLEDテープを両面テープで貼る
                 ・端子と集電板が接触するように元通りに合体させる
                 <写真撮り忘れました>

                なお、何にも保証しませんので、チャレンジされる方は自己責任で行ってください。
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                  室内灯をLEDテープで製作3

                   材料が揃ったので一番構造が簡単にできそうな車両で試しに製作してみました。カシオペア10-399(旧モデルのE26)に増設した車両にはまだ室内灯がないので、今回、組み込むことにしました。前置きとして、暗闇での走行はほとんど考えておらず、あまり点灯ムラにはこだわらず点灯しているだけで十分だと考えています。昼間なのに車内が明るすぎるのも違和感があり、暗めで十分でだとも思っています。室内灯にこだわり点灯ムラが気になる方には参考にならないかもしれません。

                  1.りん青銅板から切り出し
                   0.1t×100×180の板から2mm幅で切って、50×2mmを2本にします。反りはドライバーの柄の後でしごくと直ります。


                  2.りん青銅板の成形
                   座席と床下の間の集電板に差し込み2階建ての手前まで入れる。手前側を壁に沿って直角に曲げてさらに電極となる部分で直角に曲げる。電極部分以外の余計な長さは切り落とす。

                  3.プリント基板の切り出し
                   小さいプリント基板を適当なサイズで切り出し、中央に取り付けようの2mmの穴を空ける。


                  4.室内灯の接続部分の加工
                   切り落としたりん青銅の金属片をプリント基板に半田付けして、さらに、用意しておいたLEDテープに半田付けしたブリッジダイオードの反対側の端子をプリントと金属片に半田付けする。


                  5.車両への取り付け
                   集電板のりん青銅板を適度に曲げて接触性を良くしておいて差し込む。上記で作った室内灯を車両に載せてネジ止めする。


                  6.完成
                   導通テストして完成です。


                   早速、試運転です。10-399のカシオペアには純正の電球の室内灯が入っており、今回は増設した1両のみなので他の車両とのバランスが取れるか見てみました。まず走らせたらスローではなかなか点灯しませんでした。理由はLEDテープのLEDが3個シリーズに接続されているためで、Vf≒2V×3の電圧がかからないと点灯しないためです。私が製作したパワーパックには最大出力調整のボリュームがあり、このボリュームでPWMの波高を調整できるようにしていました。これを従来より大きくしました。
                   
                   
                   ボリュームを微調して明るさを他の車両と合わせました。自作の室内灯は2両目で、他は電球の室内灯です。
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                    室内灯をLEDテープで製作2

                     Nゲージの集電板は0.1〜0.15mm厚のりん青銅板で作られています。0.15mm厚は入手できないので、0.1mm厚のりん青銅板(タカチ電機工業 RP-S1 0.1t×100×180)を発注しました。当初は、カッターナイフで裁断する予定でしたが、裁断する本数も多く薄い金属なので、よじれたり、曲がったりしそうで裁断加工が不安です。

                     加工に自信ない方は加工した製品を扱っているメーカーもありますので、コストを考えながら購入も検討できます。
                    (1)集電補助板 燐青銅0.1×40×2 6枚入り
                    (2)オリジナルK集電金具20個セット
                    どちらかというと(2)の方が20個セットなのでお徳かもしれません。

                     本日、ブリッジダイオード(2レール:100個)とりん青銅板(0.1t×100×180:2枚)が到着しました。合間を見て少しずつ製作していきたいと思います。
                    ブリッジDiとりん青銅板
                     さて、どのように切っていこうか。
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                      カレンダ

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