機械科「SL大樹」製作の紹介
東京スカイツリーで「ミニスペーシアX」乗車イベントを行いました。
管理者
カテゴリ: 東京スカイツリーで「ミニスペーシアX」乗車イベントを行いました。
１０月１日（日）に東京スカイツリースカイアリーナ(ソラマチの屋上)で機械科の課題研究という授業で製作した「ミニスペーシアX」の乗車イベントを行いました。この企画は「東武鉄道」と「ソラマチ」からのお誘いで実現したもので、会場には１周８５メートルの周回レールを設置。１日で１０３４名のお客様に乗車していただきました。この日は来場者数が１万人ということでしたので朝から２時間半待ちの大行列となってしまいました。お並びいただいた方には大変申し訳ない状況となってしまったことをお詫び申し上げます。機械科の課題研究で電車製作を選択している生徒達（３年生１５名）が地域交流（授業）の一環として精一杯運営させていただきましたのでご容赦ください。
「ミニスペーシアX」については、他のイベントでもご乗車いただけます。以下に予定をPDFファイルで添付致します。
今回のイベントは「春日部工業高校メインで行って欲しい。」ということでしたので機械科電車班による「ミニスペーシアX乗車会」と建築科有志による「木工体験スペーシアXロゴ入りティッシュボックス作り」を行いながら、ステージでは「ミニスペーシアXをどのようにして作ったか」＋「本年度取り組んでいるSL大樹(ライブスチーム)製作」についてと建築科アーチ班による「文化祭での建築科アーチと機械科ミニ電車と電気科案内ロボット」のコラボ企画についての説明、家庭部によるSL駅弁企画のアンケート調査も行わせていただきました。
ご来場いただいた皆さまほんとうにありがとうございました。
C11SL大樹製作の図面作業進度報告
機械科
カテゴリ: C11SL大樹製作の図面作業進度報告
こんにちは、機械科の課題研究電車班です。今回は、C11SL大樹製作における３D図面の進度状況を報告させていただきます。東武鉄道から提供いただいたSL大樹図面を元に、原寸大(実車の大きさ)で３D図面を作成しているところですが、部品数が８００点をこえる図面があり作業が難航しています。C11の製作は２年計画で、今年度は下まわりを完成させる目標で作業を進めています。この下まわりの部品だけでも４００を超える部品があるのですが、夏休みに頑張って２４０点ほどの図面を入力しました。
入力した３D図面を組立てたところ
ある程度、入力が終わって各部の機構（ブレーキ系統、サスペンション系統、クランク系統）を確認できたら、８．４分の１に縮小して実際に製作する模型の大きさで組み立て図と部品図を作成します。ですが、部品の中には複雑な形状のものが多数あって、３Dの形状に出来ないものがあります。これらを１つ１つ解決しながら前に進んでいるのが現在の状況で予定よりもかなり遅れています。
夏休みに頑張って入力した部品(3ページ分あります。)
９０年前に描かれたシリンダー部分の図面
C11の図面は９０年ほど前に国鉄の工作局で作成されたもので、凄く複雑で難解な形状をしています。SLの駆動方式も完全に理解していない状況で図面から３D形状を再現するのはひじょうに難しいです。
３Dで再現したC11のシリンダー部分
先の見えない作業のなか、１０月１日（日）に東京スカイツリーのスカイアリーナで開催されるファミリーイベントから、１２月中旬に開催されるイオンモール春日部イベントまでの８カ所のイベントを運営しつつ、電車班一同頑張ってC11を製作していきますので、みなさん応援よろしくお願いします。
スペーシアXカウントダウンイベント参加しました。
機械科
カテゴリ: スペーシアXカウントダウンイベント参加しました。
令和５年６月１８日（日）に東京スカイツリーソラマチひろばで開催された東武鉄道スペーシアXカウントダウンイベント（開業１ヶ月前イベント）で春日部工業高校機械科電車班で令和４年度に製作したミニスペーシアXを走らせました。会場には想像を超えるたくさんの来場者に乗車(1335名)していただくことができました。また、「ミニスペーシアXをどのようにして作ったか」、「令和５年度の電車班は何を作っているのか」についてステージ企画のオープニングでプレゼンを行わせていただきました。ご乗車いただきましたみなさまありがとうございました。
紹介ページ：https://rail.hobidas.com/feature/464681/
朝、７：３０集合で準備を始めました。Y君が１番で到着です。
準備も完了してミーティングです。そらまちの開店前だというのに長い行列が出来ていました。
Aさんの出発前注意を聞いています。この後、リーダーS君の「出発進行！」の合図で１番列車スタートしました。
線路沿いでレールの安全を確かめながら手を振って「おもてなし」しました。
１１：００に開始して１８：００までの７時間運行しました。その間トラブルなく（バッテリー交換１回）運行することができました。乗車いただいたお客様の数は1335人でした。ありがとうございました。
３DCADによる図面製作とその後。
機械科
カテゴリ: ３DCADによる図面製作とその後。
現在、電車班ではホンモノのスケールで３DCAD(SolidWorks)の中に東武鉄道SL大樹(SL C11)を作成しています。授業で習った図面とは複雑さが桁違いで作業が難航しています。授業で描いた図面は第三角法という技法で表したものが多かったのですが、昭和８年(約１００年前)に描かれた図面は第一角法で描かれているため雰囲気が違います。また、複写をくりかえされた図面のため、ところどころ数字がかすれていたり、外形線が見えなくて形がわからなかったりで苦労しています。こんな状況ですが頑張った甲斐もあってかなりの部品が一通り完成しつつあります。
そこで、今度は製作する大きさ(ホンモノの８．４分の１［ホンモノのレール幅１０６７mmを模型のレール幅１２７mm<５インチ×２５．４mm>で割った値］)に変更して３Dプリンタやレーザ加工機を用いてモックアップ模型の製作を同時進行することにしました。
ホンモノをそのまま縮小してしまうとネジや板材の大きさが現実的な大きさにならない場合や、複雑すぎて製作できない形状になってしまうことがあるので確認・検討のためにモックアップを製作します。
製作するライブスチームは、このモックアップを元に細部の寸法変更や設計変更を行った後、一般構造用圧延鋼材(SS400)や機械構造用炭素鋼鋼材(S45C)などを用いて、機械加工で製作する予定です。
3Dプリンタで出力した前台枠
難解だった昭和８年（約１００年前）に描かれた前台枠の図面(上面図)
レーザー加工機で製作した主台枠と後台枠(材料はMDFを使用)
台枠を組み立てたところ(全長約1.4m［スケール：8.4分の1］)
東武鉄道「SL大樹」の試験走行を見学しました。
機械科
カテゴリ: 東武鉄道「SL大樹」の試験走行を見学しました。
５月２９日（月）に東武鉄道の南栗橋にあるSL検修庫で「SL大樹」の試験走行を見学してきました。この見学の目的は、まだ見たことの無いほんもののSLが走行する姿を見学することで、音や煙の臭いを感じることにあります。絵本や写真で見たことはありますがほんものが走る姿を見るのは生まれて初めての経験となりました。ライブスチームを製作する上でとても参考になりました。東武鉄道の皆様ありがとうございました。（注：この見学は春日部工業高校の課題研究という授業において東武鉄道の特別な計らいで実現したもので通常は見学できません。）
見学は、10:00から始まりました。ボイラーで石炭を燃焼させて水を温め、蒸気が発生する温度になるまで待ちます。その間、製作している図面でわからない部品の形状を実物を観察して確認しました。試験走行の準備で忙しいなか、丁寧に説明してくださいましてありがとうございました。
自分の描いている部品の形を確認しているところです。
ほんものは、部品一つ一つが大きくて凄い迫力です。（この前の見学ではこの部分はバラバラでした。）
人の大きさと比べるとほんものがいかに大きいかわかります。
昼近くになってやっと蒸気圧が上がってきました。
検修庫には大型の集塵装置が設置されているので煙は完璧に処理されています。
昼食を食べて13:30になり、いよいよ検修庫から出ます。
アントという名前の牽引車で走行試験レールまで牽引します。アリの様に小さくても力持ちということでアントと名前がついているそうです。この車、ゴムタイヤでレールからレールを横断して、レールの上に来ると鉄の車輪を下ろして走行できるので、すごく便利なんだそうです。
走行試験レールに到着して蒸気圧もかなり高まっています。出発準備完了です。
加速して走ってくるSLは、ものすごい音と煙を吐いて迫力満点です。本当は、クランクの動きを観察する予定でしたが迫力に圧倒されて見忘れました。それにしてもカッコイイ～！です。いまいちSLに興味がわかない10代ですが、これを見た瞬間とりこになりました。
試験走行の目的はいろいろあるそうですが、走行途中で各軸の温度を測定していました。昭和８年に設計された機械なので軸受けは現代のものとは異なります。調整が悪いと摩擦で加熱してしまうそうです。
走行試験も終盤、フル加速で走ってきたSL大樹の最高速度は45km/時だそうです。近くで見ていると凄い迫力です。
検修庫に、緩急車(イギリスではかんきゅうしゃ、アメリカでは車掌車と呼ばれる。)が置いてあったので中を見学させてもらいました。SL大樹の緩急車にはハイテク機器が所狭しと積載されていました。
最後に、一人々の感想と質問を東武鉄道の皆さんにお伝えしました。思ったようにしゃべれなくて苦労していました。コミュニケーションは大切です。頑張れ３年生！
ディーゼル機関車の前で記念写真を撮りました。あい言葉は、「ハイたいじゅ！」です。
課題研究授業でレール設置・運転練習を行いました。
機械科
カテゴリ: 課題研究授業でレール設置・運転練習を行いました。
今年の課題研究電車班のメンバー(機械科３年生)は、ＳＬ(ライブスチーム)を製作するために集まりましたが、地域交流を行ってコミュニケーション能力向上を目指すことも目的の一つとなっているため、先輩方が作ったスペーシアＸでイベントに参加することも大切な取組の一つです。
今回の授業では、図面作成をお休みして、レールの設置練習と運転練習を行いました。まだ、詳細はお伝えできませんが６月に都内で開催されるイベントに参加予定です。
初めての乗車に緊張気味の電車班メンバー
レール設置練習。つなぎ方が悪いと脱線してしまいます。
バッテリーも充電します。
運転方法を学びます。安全第一。乗車姿勢の確認。「出発進行！」
機械科電車班第３回目の授業を行いました。
機械科
カテゴリ: 機械科電車班第３回目の授業を行いました。
今回の授業では、東武鉄道株式会社鉄道事業本部技術統括部車両部の皆様と５インチライブスチーム(C11207SL大樹)の研究製作における製作図面作成をどう進めていくかを話し合いました。とは言っても、将来お世話になるかもしれない企業の偉い方々ですので生徒達は緊張してなかなか言葉が出ませんでした。後半、先日鬼怒川線で発生したＳＬ大樹のトラブル話などで話が弾み、和やかなムードで打ち合わせが進みました。
東武鉄道様からご提供いただく図面(C11)は数百枚あるためライブスチーム製作に必要と考えられる図面を技術部の方が厳選していただけることになりました。
まずは、SolidWorks(3DCAD)でいただいた2Dの図面を原寸のまま入力して、出来上がった部品を3DCAD上で組立て確認しながら模型の寸法に変換して行きます。C11の図面は100年以上前に描かれたもので、その後コピーをかさねて修正されてきたものなのでみずらく、作業は難航しそうです。
C11のフレーム部分の図面(これを見て3DCADに入力して行きます。)
授業の時間だけでは終わらないので、放課後も頑張って入力します。
ライブスチームの製作は２年計画で進めます。令和５年度は、下まわり部分(フレーム、車輪、ピストン、クランク)を製作して、次年度にボイラ、運転台など残りの部分を製作して完成を目指します。
次回の授業では、また南栗橋車輌区に出向き、整備が完了したC11207大樹の試験走行を見学します。実際に動いているところを見るのは初めてなので楽しみです。
東武鉄道SL大樹を見学しました。
機械科
カテゴリ: 東武鉄道SL大樹を見学しました。
令和５年度機械科課題研究電車班が新たな５インチ鉄道の製作を開始しました。今年は、機械科３年生１５名の生徒達が東武鉄道車輌科の方々のご厚意でほんものの石炭を燃やしてお湯を沸かして発生する蒸気で走るミニ蒸気機関車(SL)を研究製作することになりました。計画は２年計画で、今年は図面作成(3DCADで組立のシミュレーション)、足回り部分の試作を目標に頑張ります。
課題研究２回目(４月２４日(月))の授業では、東武鉄道様のご厚意で南栗橋にある整備工場にドック入りしているＳＬ大樹(Ｃ１１・２０７号機)の見学と会議室でＳＬの仕組みについてご講義いただきました。平成生まれの生徒達は、ほんもののＳＬを見たことがないそうで、100年も前に作られた技術に感動していました。
研究製作では、Ｃ１１・２０７号機の図面をもとに約８分の１に縮小、細部を検討の上、図面化。出来上がった部品を組み合わせて３ＤＣＡＤ上で組立て確認後、部品製作していく予定です。進捗状況は、このＨＰで報告しますのでご覧いただけたらうれしいです。
ほんんものの蒸気ピストンを見て、思わず「でかい！」と言ってしまいました。
思っていた以上にＳＬの部品は構造が複雑です。ほんとに作れるかな？
現代の電車は転がり軸受けにベアリングを用いますが、１００年前はそんなもの無いので滑り軸受けを用いています。機械設計の授業でならいましたが、ほんものの滑り軸受けを見たのは初めてです。
運転席も見学させていただきました。配管の複雑さに感動していました。燃焼室の蓋の開き方が２種類あることに驚きました。
ミニライブスチームの研究製作においてお世話になる東武鉄道車輌管理科の皆様に自己紹介いただきました。
ビデオを視聴しました。東武鉄道のＳＬ大樹は、観光列車として栃木県の下今市駅と鬼怒川温泉駅、東武日光駅間を運行しているそうです。歴史的遺産を動体として現在に残す取り組みに感銘を受けました。
平成生まれの生徒達は、ＳＬを知らないし、見たこともありません。当然、ＳＬがどのような仕組みで動くのかも知りません。
丁寧にご説明いただき、かんたんな仕組みを理解することができました。ただ、実際のミニライブスチーム製作ではもっと深く理解する必要があると思います。
見学の最後に、ＳＬ大樹と東武鉄道の皆様と記念写真を撮りました。かけ声は、「はい大樹～」です。
