鉄道模型 輸入と工作のブログ

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トータス?タートイズ?スローアクションポイントマシンの電動化と基本的な使い方

2018年1月19日加筆・修正

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トータス(Tortoise)のポイントマシンは、消費電力が小さくDCC化もかんたん、なおかつ実感的なスローアクションタイプということで人気の商品です。当店で販売する商品には英文の公式説明書が付きますが、以前より電動化のための図解のご要望をいただいていました。ここでは配線方法と取り付け方を解説します。

トータスのスローアクションポイントマシンの電動化と基本的な使い方

トータス(Tortoise)のポイントマシンについて

Tortoiseの読み方はトータス?タートイズ?

日本では"タートイズ"と呼ぶ方もいますが、正確には"トータス"です。スペルの雰囲気と亀のデザインに惑わされて"タートイズ"な感じがしますがトータスです。

亀を英語にすると"turtle"と"tortoise"のふたつがあります。前者は海亀で後者は陸亀を意味します。日本では「亀=タートル」の印象が強いですが、英語では海亀と陸亀で単語が変わります。それを踏まえてパッケージのデザインを見ると確かに甲羅がこんもりとしている陸亀なのがわかります。

余談ですが、アメリカで大人気の"ミュータント タートルズ"。元々はテレビアニメで日本でも放映されていました。最近ではハリウッド映画にもなりましたが、彼らは海亀ということになります。確かに陸亀のような甲羅を背負ったままでは戦いづらいですね。

特徴とメリット・デメリット

この製品の一番の特徴はスローアクションタイプという部分です。スローアクションタイプはフルグレックス社の製品が有名ですがパチンパチンと切り替わるのでなくジーッとゆっくりポイントが切り替わり、より実物に近い動きをしてくれます。ストールモーターと呼ばれる特殊なモーターを搭載していて、常時通電状態で切り替えている側のレールにトングレールを密着させます。極性を反転させることでポイントを切り替える仕組みです。

スローアクションタイプのポイントマシンは他にもありますが、トータスのポイントマシンは常時通電させても問題ないくらいの低電流で動作します。最大でも20mA程度でLED電球を点灯させるのと変わらないほどです。少ない電流で動作させることができるので、DCC化した場合にも給電はレールから取ることができます

また動作音が静かで、付属のピアノ線1本でポイントを動かせる手軽さも魅力です。ストロークの調整もかんたんなので初めてポイントマシンを電動化させる人にもおすすめのポイントマシンです。

ここまで良いところばかり挙げてきましたが、最後にデメリットです。

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デメリットはズバリ大きさです。トータスのポイントマシンは基本的に縦の状態でボードの下に取り付けるので、ボード下に最低でも100mm以上のスペースが必要です。台枠を使ったレイアウトの場合にはその高さも考慮に入れなければなりません。どうしても縦の状態で取り付けられない場合には、横向きで付けるためのリモートマウント(CIR-6100)が必要です。

配線方法を図解

用意するもの
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①トータス スローモーション スイッチマシン
②駆動用のピアノ線
③ピアノ線固定用ビス
④駆動範囲を簡単に調整できるアタッチメント
⑤6P トグルスイッチ (ON-ON)
⑥配線 (青・赤・黒)

⑦ニッパー
⑧ハンダ
⑨ハンダこて

②と③は付属品です。配線は説明の際にわかりやすくするために青のコードも用意しましたが、赤黒の2種類だけでも問題ありません。スイッチは2PなどのON-OFFではなく必ず6PのON-ONスイッチにしてください。

※前提としてスイッチマシン1台をDCで動作させる場合のものです。DCC化する場合とは異なります。

トータス ポイントマシンの配線図

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まずは最初に配線図を見てください。トータスのポイントマシンの配線はとても簡単です。電気工作に苦手意識を持っている方でも、何か所かハンダ付けするだけですぐにできちゃいます。

配線図を確認したところで、用意した材料を使って実際にやってみましょう!

①トグルスイッチの配線
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トグルスイッチの中で配線をジャンパーさせます。画像のように①と⑥、②と⑤をつないでください。中段の③と④はポイントマシンと接続する分です。

※スイッチの色が青なのでわかりづらくなってしまいすみません。

②給電用の配線
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今回はパワーパックのポイント用からワニ口クリップで挟んで給電します。適当な長さに配線をカットしてクリップにハンダ付けすれば給電用の配線は完成です。反対側はトグルスイッチの①と②に繋ぎます。

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③ポイントマシンとの配線
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適した長さにカットした配線をトグルスイッチの③と④にハンダ付けします。反対側をポイントマシンの①と⑧(両端)にハンダ付けすれば配線は完了です。

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動作確認 ~トータス(Tortoise) スローアクションポイントマシンの動き~


トータス ポイントマシン ~Tortoise SLOW MOTION SWITCH MACHINE~

動作確認の様子をYoutube動画でアップしました。ゆっくりとスムーズな動きで切り替わっています。かなり至近距離で撮影しているのでそれなりに動作音が入っていますが、レイアウトに組み込んだ場合にはベースの下に付くこともありそれほど気にならないと思います。

篠原模型のポイントレールに組み込む

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動作確認ができたら実際にポイントレールに組み込んで動かしてみます。今回は篠原模型さんのHOn2-1/2のポイントレールを使います。

ポイントマシンに付属パーツを付ける
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まずはポイントを切り替えてくれる付属のピアノ線を取りつけます。説明書に曲げ方の図が出ているので、その形に合わせてペンチなどで曲げてください。かなり固いので手で曲げるのは難しいです。

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ピアノ線を曲げたら直角に曲げた方をポイントマシンの駆動部の小さい方の穴に差し込んで付属のビスで固定します。

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アタッチメントの真ん中の穴にピアノ線を通してから、スライドさせながら本体に取り付けます。このアタッチメントは動作時のピアノ線の動きを調節するものです。

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アタッチメントを上げれば上げるほどピアノ線の駆動範囲が狭くなります。逆に下げると駆動範囲は広くなります。アタッチメントひとつで調整ができるのもトータスのポイントマシンのメリットです。

ベースに下穴をあける
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ポイントレールの位置を決めたらピアノ線の駆動範囲に穴あけをします。カッターで切り込むよりも少し大きめの丸穴をあけてしまう方が楽です。篠原模型さんのHOn2-1/2のポイントレールの場合、駆動範囲は5mm程度だったので6mmの木工用ドリルを使いました。

ポイントマシンを固定する

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下穴をあけたらポイントレールにピアノ線を通して本体を固定します。全部で4ヵ所ビス止めするところがありますが、本体を固定するビスは付属していませんので適したものを用意します。ベースの厚みも考慮してホームセンターなどで買ってきましょう。

最後に動作確認をして完成
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トータス(Tortoise) ポイントマシン スローモーション スイッチマシン

動作に問題がなければ余分なピアノ線をカットして完成です。動きがスムーズじゃない場合は、下穴の位置とポイントレールの位置が合っておらずピアノ線がベースにこすっている可能性があります。下穴の大きさやポイントレールの位置、アタッチメントを調整してください。

PECOのポイントレールに組み込む

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PECOのポイントレールに組み込む際にはちょっとだけ加工が必要です。PECOのポイントレールはバネの力でパチンと切り替わる仕様になっています。そのままだとスローアクションどころかトータスのスイッチマシンではポイントが切り替わりません。

ポイントレールのバネを取り除く
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ポイントレールの裏側を見てください。赤丸で囲んだところに小さなバネが入っているのがわかると思います。これをニッパーなどで掴んで外してください。軽く引っ張るだけで簡単に取れます。

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バネを取ると右の画像のようにトングレールが"どっちつかず"の状態になりますが、これでOKです。

ピアノ線用の穴をあける

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On30用とOO/HO用には篠原模型と同じようにピアノ線を通す穴があいていますが、N用とOO-9/HOe用には穴があいていません。ピンバイスを使って穴をあけてください。

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あけた穴にピアノ線を通せば準備完了です。ポイントマシンの固定方法などは篠原模型の時と同様です。

動作確認


Tortoise SLOW MOTION SWITCH MACHINE トータス スローアクションスイッチマシン ~PECOポイントレール編~

通常であればパチンと切り替わるPECOのポイントレールもバネを取るだけで簡単にスローアクションにできます。

開通方向が一目でわかる!ポイントマシンとLEDを連動させる方法!

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ポイントレールをたくさん使った大型レイアウトでは、ポイントがどの方向に開通しているか一目でわかると便利です。脱線や衝突のリスクも減りますし、何よりLEDで確認できるとかっこいいです。

トータスのスイッチマシン、6Pトグルスイッチへの配線が済んだので、次はLEDと抵抗を加えてよりグレードアップしてみます。

今回使ったもの

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  • 配線(赤・黒)
  • PECO PL-29 抵抗器 1/4ワット/1,000Ω
  • PECO PL-30 LED (3mm/5V) 赤・緑
PECO PL-30 LED (3mm/5V) 赤・緑 (各10個入り) &パネルクリップ 

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PECOが出しているLEDです。5Vというのは恐らく最大定格のことだと思います。順電圧と定格電流に関する情報がないのでなんとも言えませんが、恐らく一般的な赤と緑のLEDと同様と思って良いと思います。

順電圧(VF)・・・このくらいの電圧で点灯しますよ、という最低限の電圧の目安
定格電流(IF)・・・これ以下の電流値で使ってください、という最大の電流の目安

PECO PL-29 抵抗器 1/4ワット/1,000Ω (10個入り)

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こちらもPECO製の抵抗器です。1,000Ωなので国内で鉄道模型のLED程度に使うには大きすぎます。恐らくPECOのポイントマシン(16V)との連動を想定して1,000Ωになっているのだと思います。商品紹介も兼ねてPECOの抵抗器を使っていますが、今回電源はパワーパックのポイント用で電圧は4Vなのでこんなに大きな抵抗は必要ありません。あくまで抵抗器とスイッチマシンとLEDの配線のやり方としてご覧いただきたいと思います。ご自身でやってみる場合には、使用するLEDのスペック(VFとIF)と電源の電圧を確認して適切な抵抗器を選びましょう。

抵抗器の役割

抵抗器は電流の量を調節する働きがあります。つまり電源から流れてくる"余分な電流"を受け止めてくれます。

最大定格が5VのLEDに、抵抗器を介さず12Vの電源に繋いだらどうなるか。もちろん一瞬でLEDが焼き切れて壊れてしまいます。抵抗器は余った電流をLEDの代わりに受け止めて正常に点灯するようにしてくれるのです。

抵抗器の選び方 その① 抵抗値(Ω)

"適切な抵抗器を選ぶようにしましょう"と言われても、どれを選んで良いのかわからん、という方もいると思います。私もその一人でした・・・。

学生時代に真面目に理科の授業を受けた方にはお馴染みの公式。抵抗値の計算には"オームの法則"を使います。これで必要な抵抗の大きさを求めてください。

オームの法則

V(電圧) = I(電流) × R(抵抗)

これがオームの法則の原型です。これを置き換えることによって電流と抵抗の大きさを求めることができます。

<電流を求めたい場合>
I(電流) = V(電圧) ÷ R(抵抗)

<抵抗を求めたい場合>
抵抗(R) = V(電圧) ÷ I(電流)

 
抵抗値の計算

①電源が12Vで順電圧(VF)2.1VのLED(x1)を20mAで光らせる場合

抵抗(Ω) = (12V-2.1V) ÷ 0.02A = 495Ω

②電源が12Vで順電圧(VF)2.1VのLED(x2)を20mAで光らせる場合

抵抗(Ω) = (12V-2.1V-2.1V) ÷ 0.02A = 390Ω

LED1つでは495Ω、直列で2つのLEDには390Ωの抵抗が必要なことがわかりました。抵抗器には規格があるので必ずピッタリの抵抗があるとは限りません。上記の例で390Ωの抵抗はありますが、495Ωの抵抗はないのでその上の570Ωの抵抗を使います。計算で出た数値よりも余裕をみてひとつ大きい抵抗を使っておけばよいでしょう。

法則や計算式と聞くと反射的に頭痛がする方は、「余分な電圧(V)を流す電流(A)で割る」と覚えておくと良いと思います。

抵抗器の選び方 その② 定格電力(W)

抵抗器を選ぶ際に、抵抗値(Ω)以外にもうひとつ大事なことがあります。それは定格電力(W)というものです。抵抗器の役割として、"抵抗器は余った電流をLEDの代わりに受け止めてくれる"と書きましたが、上限なしに受け止められるわけではありません。受け止めた分(制限した分)だけ発熱し、それを電力(消費電力)としてとらえその容量が決められています。先ほどの例を使って計算してみましょう。

消費電力の計算
  • 余る電圧=抵抗にかかる電圧
12V - 2.1V = 9.9V
  • 抵抗にかかる電圧 ÷ 抵抗値=LEDに流れる電流
9.9V ÷ 570Ω(495Ωの抵抗がないため)= 17.3mA
  • LEDに流れる電流 × 抵抗にかかる電圧=消費電力
17.3mA × 9.9V = 171.27mW

「電源が12Vで順電圧(VF)2.1VのLEDを1つ20mAで光らせたい場合」に抵抗にかかる定格電力は 約171mW ということになります。定格電力にも抵抗値同様規格があり、1/4W(250mW)・1/2W(500mW)・1W(1000mW)などがあります。通常は安全性を考慮して消費電力の倍以上のものを選びます。この場合であれば余裕を持って1/2W(500mW)を選んでおけば問題ありません。

おすすめ!

抵抗値とか消費電力とかめんどくさい!という方は、抵抗器がセットになっているLEDを購入するのがおすすめです。使う電源の電圧の指定はありますが、その範囲を守れば付属している抵抗器がそのまま使えるようになっています。Amazonやヨドバシ.comなどで入手しやすいのがELPA(朝日電器)の商品です。

ELPA LED 3mm レッド HK-LED3H(R)

ELPA LED 3mm レッド HK-LED3H(R)

 
ELPA LED 5mm グリーン HK-LED5H(G)

ELPA LED 5mm グリーン HK-LED5H(G)

 
配線図

用意した材料を使って実際にやってみます!まずは配線図を確認してください。配線図はポイントマシンにLEDと抵抗器を足したものです。ポイントマシンやスイッチの配線は変える必要はないので、何ヶ所かハンダ付けするだけで簡単にできます。

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①LEDに配線を付ける
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赤と緑、それぞれのLEDに配線をハンダ付けします。画像のように少し"足"を開いてから作業するとやりやすいです。LEDは"足"が長い方が"+"で短い方が"-"です。+に付いている長めの配線はそのままトグルスイッチの真ん中の端子に、-に付いている短い配線は抵抗器を介してからトグルスイッチにハンダ付けします。

②抵抗器に配線を付ける
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抵抗器のどちらか片方に配線をハンダ付けします。抵抗器には+、-はないので向きは気にしなくて大丈夫です。

③LEDと抵抗器を配線する
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先にLEDの-に付いている短い配線同士をよじってハンダ付けしておきます。そのハンダを溶かしながら抵抗器のもう片方と接続するとやりやすいと思います。

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この形ができたらLEDと抵抗器の配線は完了です。あとはトグルスイッチ側にハンダ付けするだけ。

④スイッチ側にハンダ付けする
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トグルスイッチ側にもハンダ付けしたら完成です。配線もハンダも汚くてわかりづらくて申し訳ないですが、逆に言えばこんな感じでもしっかりLEDは点灯しますしポイントマシンも動きます。ハンダが苦手な方も綺麗にやろうとしすぎないで、とりあえずチャレンジすることが大切です。※このハンダはさすがに店長から指摘が入ると思います(笑)

点灯確認
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電源はTOMIXのパワーパックのポイント用から給電します。ポイント用はDC4V、100mAです。LEDの点灯とポイントマシンの動作を確認できたら、実際にポイントレールと組み合わせてみましょう。

ポイントレールにLEDを組み込む
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これは難しいことは何もありません。LEDを組み込みたい位置に印を付けて、ピンバイスやドリルで穴をあけるだけです。穴が大きすぎるとLEDがスカスカになってしまうので穴の大きさだけ注意してください。

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これで完成です。ポイントがメインレール側の時は緑のLEDが点灯し、分岐側に切り替わっている時は赤のLEDが点灯するようになりました。これで開通方向が一目でわかり、切り替えミスもなくなると思います。これだけでもレイアウトのレベルが一段上がった気になりますね。

さいごに

ポイントレールを設ければやはり電動化してみたくなるものです。まだやったことがなく二の足を踏んでいる方にはぜひチャレンジしてもらいたいと思います。初めて電動化してポイントを切り替えた時は必ず感動します。ポイントマシン以外はホームセンターで揃えられますし、電気に詳しくなくてもこの通りにやれば電動化できます。何事もそうですが、模型工作も電子工作もまずはやってみることが大切です。書籍やインターネットである程度情報を集めたらその通りにやってみる。やることで気づくこともたくさんあります。

私は電気の知識も乏しく、ご覧の通りハンダ工作も得意ではありません。しかし実際に手を動かして試行錯誤していくうちに自然と知識も技術も身についていくものだと思っています。トータスに関してはDCC化する際の手順も追記していきたいと思います。

今回の記事も元々はお客様からいただいた要望から生まれたものです。こんなことを解説してほしい、この部分を記事にしてもらいたいなどありましたらご意見をお寄せください。