クレーンをつくる

先日製作したクレーンの主は旧海軍の佐世保工廠(佐世保重工業と米軍の設備の前身)で建造された、工作艦『明石』
あちらこちらで解説されているので略しますが、大雑把にいうと前線で損傷した艦船の修繕を行うための移動工場です。

エッチングつきのキットが手に入らなかったのでクレーンだけ自作パーツでディテールアップします。
ブームと櫓は厚手マットのフォト用紙をレーザーカットして作ってみます。

小さな浮きクレーンが一隻。大牟田港に係留してある大金剛丸っぽいのが一隻。ウインチのドラムとボイラーはちょうどいい細い丸棒がなかったので、なんと大胆にも省略してしまいました。

ゾーセンクレーン
この手のが作りたかった1/700くらい。もうひとつは1/150くらい?

昔ここのサイトのことを紙製のジブクレーンと説明してくれてた方がいましたが、サイトはじめて十数年目にして紙製のいろんなジブクレーンが出来つつあります。
型はざっくり思いつきでかなり適当です。MSペイントでこれくらいで、作りこみはここからですか。

造船所には時々建築用クレーンが転用されていたりします。
石川島、小川、北川などなどこの手の古いが実動で残っているのは造船所くらいのものでしょう。
形はかなり適当です。旋回台の内側になる外マストの後面は省略しています。
黒白ビットマップファイルで型を作ってやれば少し荒くはなりますがそこそこきれいに切ってくれます。

突然ですが怪しい機械がやってきました。
例によってミニチュアをかわずに機械を。

ドライバー基板があれで、Corelとかイラレとインストールして出力というのもあれなので、CNCルーター用の制御基板と同様の奴を作ったら、「削るんです」が「切るんです」になって使えるんじゃないかなと思います。そうするとJWWで描いて出しになるんですね。紙樹脂限定ですが。
やるとして手元に自作の4モーター用ドライバーはあるのだけど電流設定の都合新しく作ったほうがよさそうです。

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。

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。

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。

「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。