クレーンをつくる

仮完成

仮完成

仮完成

櫓は作りかえの予定ありその他調整改造の邪魔になるので、手すり付けない状態で仮完成にしときます。
全くの門外漢ですが『艦隊これくしょん』というオンラインゲームに「ケッコンカッコカリ」なるオプションがあるらしいので、カンセイカッコカリとでも言いましょうか。

ゴライアスクレーン

CAD

この間いただいたコメントの関係、職場で普及型の3dプリンターCubeXを入れたので、どんなもんかテストしていた数ヶ月前にゴライアスクレーンがもうひとつ二つ。IHI風、1/700-1/1200程度で描いて縮小して1/3000-1/3600程度のスケールで吊り具は省略しています。幅は約3cm、ノズル径0.5mm程度なので細かいところはつぶれますが、空中に伸びる運転室もとにかく出るのでいいでしょう。入りずみが丸くなりがちな切削と違って、出隅が丸くなります。この機械では制御の都合かノズル経路の最初と最後が少し膨れます。支えは適当に柱を立ててみたりしましたが、付属ソフトの自動生成に任せるのがいいようです。白い固まりはその辺に転がっていた発泡ウレタンを鑢で削って自動車運搬船にしてみました。

『昭和造船史別冊 日本海軍艦艇図面集』掲載図82-1より抜粋

機械

もうひとつの資料、『昭和造船史別冊 日本海軍艦艇図面集』、学部のころに書庫で一度ぱらぱら見た気がします。拾い物の同じ図が微妙に不鮮明で、船全体の配置もほしかったので職場のやつを複写してきました。もともと大きな図を数分の一に縮刷してあるけど、A3一枚半くらいあるものです。前に紹介したProfile Morskieの図の元はこれでしょう。PMのクレーンの機械類の解釈に疑問なかったわけじゃないので、図をよーく見てみたら。前に「計器盤じゃないかな」と書いた運転台後の箱、他に2つある似たような箱がモーターなので、モーターの出力軸を少し上にオフセットさせてウォーム減速機を使っていることにすると、図とうまく合いそうです。
以前「旋回機」と書いた円柱も脚付きのウォーム減速機箱(水平ホイール)にすると位置関係がぴったりのようです。この減速機箱の出力軸は床を貫通させてみましたが、フレームが通っていそうな位置に軸心があるので、実物では床を貫通していなかったかもしれません。
前ケーブルハンガー状といった構造物はもっと背が低くて、中間歯車覆いの一部と考えると収まりがいいようです。ざっと適当に並べてスケッチのほうが先にできました。歯車は減速機箱のように書いたりピッチ円で代表させていたりばらばらですが大体こうでしょうか。
櫓のてっぺんの形状に関してはいい写真見つけてないのでそのまま行くしかありません。

フック

ドラム

フックが出来てロープ仕込んで試運転、偏角(フリート角)が少し大きいので、ドラムの端から何巻きかは密に巻けていませんが、ドラムを溝つきに改造すれば改善すると思います。櫓は改造も考えているので、それも改善になるでしょう。

フレームの剛性不足とベルトの摩擦不足でウインチが滑ったり、リミットスイッチの未実装など不具合ありますがこれはこれで良しとします。

コントローラー

コントローラーも作っときます。
電子工作趣味ではmbedとかArduino、力技のLinux搭載ボードコンピューター(Raspberry Pi,　Beagle Bone,　etc.)が流行ですが、昔ながらのPIC(PIC16F690)使います。IC単体で200円くらいなもんで安上がりです。大きさにこだわらなくていいので普通に普通の蛇の目基板に部品並べて配線してあります。
送信機も適当な大きさのケースに入れています。
回路図はありません。
信号は赤外線で飛ばします。どの道シリアル通信なのでXbee(Zigbee)やBluetoothやWLANのモジュール使えば電波で飛ぶわけだし、後二者ならパソコンとかスマートフォンから操作できるのだけど、モジュール結構高いので、赤外線です。
センサーにはコーデンシのPIC79603というチップタイプのを使っています。

モーメントリミッターの模型を完成させないまま何年たってしまいました。

柱

柱

柱はビール瓶に加工したギヤをくっつけるのはやめにして、ギヤに中心軸を取り付け、紙筒をかぶせることにしました。数百mNm(数十gf・m)程度のモーメント荷重なので十分です。
ビール瓶よりましだと思います。

ウインチ(仮)

配置

旋回機

「うちでやるからには」というほどモノはつくってないけど、うちでやるんだから電動です。
12mmのギヤードモーターくっつけときます。2年位前Aliexpressで買ったのが手元に十数個はあるのになぜか新しく購入しています。材料が材料でせいぜい数十gくらいしか吊らないので、小さなモーターで適当に減速しておけば十分です。
場所は本来のモーターの位置ではなく、ブレーキ装置と思しき物体のほうに仕込んでいます。
動力伝達はベルトにして、普通にタミヤのプーリーセット使います。ベルトは手芸用に「透明ゴムひも」といって売られているウレタンコードが安くて融着できて便利なんですが、生ゴムより少し滑りやすいです、旋回機に使ったプーリーセット付属の生ゴムベルトが付属品だけに具合がよさそうです。

大体機械のレイアウトは2枚目みたいな感じです。左前の箱は実機では3つに分かれているようです。コントローラー入れるので一体に作ってふたはまだせずにいます。櫓の右後の丸と三角がそれぞれ旋回モーターとケーブルハンガー状の構造です。

旋回機はモーターらしき柱状体が櫓の右後角のあたりにあるので、旋回体下にギヤがあるものとして作っています。陸のクレーンは水平が前提ですが海のクレーンに水平はまず無理なので、旋回機は少し強力そうですが、実機の減速機類の位置関係は再現していません。材質が材質なので後日実機資料揃えて修正するときでもさほど大変ではないでしょう。左脇のケーブルハンガー状の物が旋回ピニオン軸の軸受けの可能性はあります。このてのクレーンでは旋回機が櫓の内側や柱のてっぺんという機械もあるようです。

解説本

運転台

仮組

船と海の関係のコース・専攻の出とはいっても、軍艦は自分でかじらないとないもんなので、手持ちの資料もなければ新たにあさるのにも時間結構必要なので、
いくつかのWEBサイトから写真ひっぱってきたんですが、大体形が出てきたあたりで資料入れています。
日本船の解説本を外国から買うのは結構遠回りですが、ポーランドのProfile Morskieというモデラー向けの参考図集に工作艦『明石』があるので国内販売の有無を調べる前にイギリスの模型やさんから買いました。
写真はWikipediaにも載っている公試運転時の奴だけですが、ほしいものだけ確実に手に入るという点では雑誌記事あさるよりはいいでしょう。

一般艤装図のスキャンも海外サイトにアップされていたので、ある程度は作れるでしょう。運転台は資料に近く作って置きます。柱のようなのは制御器、箱は制御箱・計器盤でしょう。図の感じだとモーターの負荷を見るための電流計は前に3つ立っている制御器それぞれにもつけてあったようです。

全体に前寄りになっていますが機械を置いてみたらだいぶそれっぽくなってきました。ちょっとデフォルメきついような感じがしますが、これはこれで。

ガントリー、旋回フレーム

心柱

仮組み立て

櫓のてっぺんの起伏ブロックが入っているガントリーは、船首側から撮影された写真の陰の出方から、写真のような形だろうと想像入れて作っています。太い部材の裏にはくぼみを作って、心柱のてっぺんに取り付けた直径15mmほどの球体を受けるようにしています。旋回フレームのローラーは小さめの戸車を加工したものです。心柱の外周に接します。
柱にはもっとぴったりのものがありました。しばらくこれにします。あけたら洗ってそのまま店に返すべきだと思いますが。

ブーム

別方向

ローピング

写真を見た限りではブームはどうやらこんな感じで下(腹)側の部材が太くて圧縮力を主に受け持ち、上(背)側は首が折れないように引きとめるのが大きな役目のようです。後日別方向からのスケッチかいてみました。市販模型の部品ではブームの4面ともトラスになっているみたいですが、写真見た限りだと背側は横材だけで斜材は入っていない風です。背側の主材に大きな圧縮力はかからないっぽいので、力学的に問題はないはずだけど、何かが足りないように見える人もいるかもしれません。
ローピングも適当に決めておきます。とりあえず起伏8本掛けとして、中央に巻き上げを通すようにしてみました。ドラムがかなりの幅広なので偏角がかなり大きいのがきになります。さばき装置があったのか、複索だったのか、大型のタワークレーンのように荷重検出のためにガントリーの後ろにロープの折り返しがあったかどうかは不明です。写真から後ろ側ウインチの直径90cm幅2m弱ある感じなので、20mmロープ使用だと250mは巻ける計算で、フック6本掛けなら40m程の揚程があって、型深さ約14m＋船室の高さから最小半径でも船底までフックが届く計算です。起伏は26mmぜんごでも100mもいらないのでドラムの幅は小さくて良さそうです。
調べ物のほうを先にして、多数の資料から一番もっともらしいものにするのが理想ですが。