鉄道模型
鉄道模型（てつどうもけい）は、一定の縮尺・軌間による鉄道車両・線路の模型をいう。
概要
指先でつまめるようなサイズのものから、実物の数分の一で、乗用台車を牽引して跨って乗れる程度のものまで、実物のように動作をする列車模型と、その周りの情景を含め一般的に「鉄道模型」と呼ぶ。
当初は高価な趣味であったが、一般に普及するにつれて庶民の住宅事情を反映し小サイズの模型がより普及する傾向にある。かつてはブリキ製の玩具との境界はあいまいであったが、次第に決められた縮尺・軌間によって車両やレイアウト・ジオラマを製作して、コレクションしたり線路上を走行させて鉄道の情景を楽しむための規格が定められるようになった。
遊戯施設などで実物の鉄道の1/3サイズで製作され、客車の内部に乗車できるもの（イギリス：ロムニー・ハイス&ディムチャーチ鉄道、日本：伊豆修善寺虹の郷）や、鉄道車両の実物大試作モックアップなども模型ではあるが、一般的にはこれらを鉄道模型とはいわない。また、プラモデルや置物などのような走行させることができない列車模型も、鉄道模型とは区別される。
他の種類の模型と異なり、鉄道模型では車両と線路（軌間）が常に対となっている。縮尺によってサイズはさまざまであるが、ある程度の数の縮尺に集約されている。これは縮尺に規格を定める事で既製品を利用できるようにするためである。
歴史
イギリス
イングランドにおいて19世紀初頭から生産されていた。当初はそれらは実物の宣伝用として製作されていた。
1862年、ロンドンのメイヤーズがカタログに蒸気機関車を掲載した。1898年、バセット・ロークが創業し、ドイツのビングなどを下請けにしてスケールモデルを供給しはじめた。バセット・ロークは1921年にOOゲージを発売した。
ドイツ
1835年、アドラー号と亜鉛製の人形と客車が販売された。1840年、最初のドイツ製の板金による鉄道模型の生産の記録が残っている。1886年、ビングが最初の製品を発売した。1887年、Schonnerが縮尺約1/22・軌間65mmと、縮尺約1/12・軌間115mmの蒸気機関車と客車と線路を発売した。
1891年、メルクリンがライプツィヒ・メッセに最初の鉄道模型を出品した。メルクリンは最初に0番、1番、2番、3番という名称の鉄道模型を生産した。1901年に雑誌上で初めて鉄道模型の標準化・規格化について議論され、1891年のメルクリンの規格を元にすることになった。
1922年にビングから0番規格の半分のサイズのOO番（OOゲージ）が発売され、Bing-Tischeisenbahn（ビング卓上鉄道）の名で展開された。当初はぜんまい式だったが1924年には電気式になった。1935年春にトリックスから、秋にはメルクリンからOOゲージ製品が発売された。
日本
幕末に帝政ロシアのプチャーチンが来航し、蒸気で走る模型を披露したとの記録がある。また、ペリーが黒船で浦賀に来航した際に、幕府に蒸気機関車の模型を献上したとされる[1]。佐賀藩の精錬方であった田中久重が蒸気車の雛型（模型）を作った。桂小五郎がナポレオン号を持ち帰った記録もある。また、加賀の大野弁吉が蒸気機関車の模型を作った記録がある。これらの機関車は2003年に国立科学博物館で開催された江戸大博覧会[2]で展示された。このように日本では実物よりも先に模型の方が完成した。これにより蒸気機関に関する理解が深まった。その後、鉄道省で教材として作られた。
1930年代になり、子供の科学誌で本間清人が「50mmゲージ」を提唱する。その後科学画報誌で香西健が「35mmゲージ」を提唱する。また、ドイツやアメリカから2番、1番、Oゲージ等の鉄道模型が輸入され、愛好者層を中心に徐々に普及した[3]。その後、第二次世界大戦による中断を経て1950年代は進駐軍向けのOゲージ、HOゲージの輸出が盛んになりやがて外貨獲得の手段として輸出が拡大する。天賞堂、カツミ模型店はアメリカ向け高級真鍮製品を手掛け高い評価を得ていた。またトビー模型店の欧州向け製品は当時欧州で大量生産されていたプラ製品に比べディテールや走行性能、美しい塗装など定評があった。他にもフジヤマ、ユナイテッド=合同、熊田貿易、オリオン等の外国型専門のメーカーがあった[4]。1960年代になると16番ゲージが愛好者層を中心として普及していったが、日本型車両の製品はメーカーが輸出品中心もあり例えば天賞堂は1968年時点[5]蒸気機関車は9600形のみ電気機関車は1966年時点[6]EB10形、ED42形、EF15形、EF30形、EF62形という状況であった。また製品の優劣が激しく雑誌の製品紹介で「悪口をかかないのに苦労した[7]」というできであった。時代は下り為替の関係で輸出が困難になる時代がくると国内市場にシフトするようになり日本型も質量とも充実してくるようになる[8]。1980年代以降、Nゲージの普及により愛好者層が拡大し現在に至る。また、一部の愛好者の間では、実物の狭軌を再現するナローゲージも提唱されている。
小型化
1945年にアメリカのH.P.プロダクツから縮尺1/120・軌間12mmの鉄道模型（TTゲージ）が発売された。後にイギリスや西ドイツでも展開された。1960年にイギリスのローンスターが縮尺1/152・軌間9mmの鉄道模型「Treble-0-Lectric」を発売した。後にNゲージとして発展することになる。 1972年、西ドイツのメルクリンから縮尺1/220・軌間6.5mmのZゲージが登場した。当時はこれ以上小さい模型はないという意味からZと名付けられたが、2008年に日本の栄進堂からさらに小さな縮尺1/450・軌間3mmのTゲージが発売された。
規格
鉄道模型には縮尺（スケール）や軌間（ゲージ）、電動式のものは電流・電圧などさまざまな規格が存在し、それら規格にもとづいて製品化されている。また、自作する場合はそれら規格に適合するように製作されることが多い。
軌間（ゲージ）と縮尺（スケール）
鉄道模型の規格は軌間と縮尺の組み合わせにより決定される。
鉄道模型の規格はメーカーや鉄道模型の愛好者団体（NMRAやMOROPなど）により決められているので国・地域、メーカーなどにより違いが見られ、共通性があるが完全に同一ではない。各地域の規格は、軌間はメートル法とヤード・ポンド法での相違以外おおむね同一であるが名称や縮尺は互いに異なっている場合もある。本稿においては日本で慣用されている名称・軌間・縮尺を主に用いる。
規格の名称は日本やイギリスではゲージ、アメリカ（NMRA規格など）ではスケールと呼ばれるいる。
各規格は、原則として実物の標準軌（1435mm）を縮小したものである（スタンダードゲージモデル）。それ以外にも標準軌より狭い狭軌軌間を再現したナローゲージや広軌軌間を再現したブロードゲージも存在する。
| 鉄道模型主要規格概略 | ||||||||||
| 規格名 | 軌間 | 縮尺 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| アメリカ | ヨーロッパ大陸 | 日本 | イギリス | |||||||
| O | 32mm | 1/48 | 1/45 | 1/45 | 1/43.5 | |||||
| 16.5mm | 1/87.1（HO） | 1/87（H0） | 1/80 | 1/76（OO） | ||||||
| N | 9mm | 1/160 | 1/160 | 1/150 | 1/148 | |||||
| Z | 6.5mm | 1/220 | 1/220 | 1/220 | 1/220 | |||||
主な鉄道模型規格
ここでは規格呼称、標準となる縮尺（スケール）・軌間（ゲージ）、用例を記す。
- 3番（III）
- サンバン、現行規格は縮尺1/16 ・軌間89mm（NEM規格）である。縮尺や標準となる軌間は国やメーカー、車種によって異なる。20世紀初頭にイギリスで制定された3番（III）ゲージ〔縮尺1/24・軌間64mm〕は現在の2番（II）ゲージに相当するものなので注意が必要である。
- 16mmスケール
- 縮尺1/19である。1ftを16mmに縮尺したもので、標準となる軌間は存在せず、もっぱらイギリスにおいてナローゲージに用いられる縮尺。3番スケールのナローゲージに相当する。
- 2番（II）
- ニバン、縮尺1/22.5 ・軌間64mm（NEM規格）である。縮尺や標準となる軌間は国やメーカー、車種によって異なる。20世紀初頭にイギリスで制定された２番（II）ゲージ〔縮尺1/27・軌間51mm〕は廃れて現在ではNMRA規格、NEM規格のどちらにも記載されていない。現在の２番（II）ゲージは20世紀初頭にイギリスで制定された3番（III）ゲージ〔縮尺1/24・軌間64mm〕を起源とするものである。庭園鉄道に広く使用されるGゲージは、2番ゲージのナローゲージに相当する。→2番ゲージ、Gゲージを参照
- 1番（I）
- イチバン、縮尺1/30.5 、1/32 ・軌間45mmである。縮尺や標準となる軌間は国やメーカー、車種によって異なる。縮尺1/30.5（10mmスケール）はイギリスで主に採用されている。→1番ゲージを参照
- 0番（0）・O
- レイバン、オー、縮尺1/43.5 - 1/48 ・軌間32mmである。縮尺や標準となる軌間は国やメーカー、車種によって異なる。→Oスケール、Oゲージを参照
- 1/4インチ
- 縮尺1/48 ・軌間29.9mmである。アメリカで1930年代後半に鉄道模型の縮尺として採用された。クォーター・インチ・スケールとも呼ばれる。→Oスケールを参照
- S
- エス、縮尺1/64 ・軌間22.42 - 22.5mmである。アメリカのアメリカンフライヤー、オーストラリア（Sn3 1/2、軌間16.5mm）などで主に採用されている。1番の半分のサイズであったことからH1（ハーフ1）とも呼ばれていた。→Sゲージを参照
- OO
- ダブルオー、縮尺1/76.2 ・軌間16.5mm （イギリス）/ 19mm（アメリカ）である。イギリスにおいて最も普及している規格である。EMゲージ、Proto4（P4ゲージ）はこの規格から派生したものである。→OOゲージを参照
- 縮尺1/80 ・軌間16.5mm
- 主に16番ゲージ日本型で用いられる。日本以外では、1950年代のヨーロッパにおいて技術上HOスケールでの製造が困難な模型を縮尺1/80（3.8mmスケール） で製造することがあった。→16番ゲージを参照
- HO
- エイチオー、縮尺1/87 ・軌間16.5mmである。1930年代にOOと分離した。北米やヨーロッパ大陸で最も普及している。→HOスケール、HOゲージを参照
- TT
- ティーティー、縮尺1/120 ・軌間12mmである。東ヨーロッパで広く普及している。イギリスでは縮尺1/101.6（1/102）の3mmスケールが採用されている。→TTゲージを参照
- N
- エヌ、縮尺1/148 - 1/160 ・軌間9mmである。縮尺は国やメーカー、車種によって異なる。日本で最も普及している規格である。→Nゲージを参照
- Z
- ゼット、縮尺1/220 ・軌間6.5mmである。1972年にメルクリンが開発した当時最小の鉄道模型。2010年現在ではこれを下回るスケールも存在する。→Zゲージを参照
縮尺（スケール）
スケールは「ものさし」・「縮尺」のことであり、サイズは寸法である。日本ではメートル法が採用されているので分数表示が主流であるが、ヤード・ポンド法を採用しているアメリカでは、1フィート (304.8mm) を何インチにするかという表示法が用いられる。
- 例えば、1フィートを1インチとすれば、それは1/12サイズ（1インチスケール）であり、1/2インチとすれば1/24サイズ（1/2インチスケール）である。同じように3/8、1/4、3/16、1/8とすれば、それぞれ1/32サイズ、1/48サイズ、1/64サイズ、1/96サイズとなる。
イギリスではヤード・ポンド法とメートル法と組み合わせた1フィートを何mmとするかという表示法、mmスケールが用いられる。イギリスの鉄道模型の縮尺はmmスケールに基づくものが多い
- 10mmスケール＝1/30.5・・・イギリスにおける1番ゲージの縮尺
- 7mmスケール＝1/43.5・・・イギリスにおけるOゲージの縮尺
- 4mmスケール＝1/76.2・・・OOゲージの縮尺
- 3.5mmスケール＝1/87・・・HOゲージの縮尺（初期のOOゲージもこの縮尺であった。）
- 3mmスケール＝1/101.6・・イギリスにおけるTTゲージの縮尺
- 2mmスケール＝1/152・・・OOOゲージの縮尺、またこの縮尺で9.42ｍｍ軌間の模型規格もある。
軌間（ゲージ）
当初は鉄道線路を構成する2本のレールの中心間距離で表されていたが、現在ではレールの頭部の内側の距離を表す。
実物を縮小するとゲージは好きなように決められるが、実際にはある程度の数の軌間に集約される。
- 標準軌とナローゲージ・ブロードゲージ
原則として実物の標準軌（1435mm）を基準として縮小されたものが模型の標準規格である。日本や南アフリカなどでは実物は狭軌であるものの、市販されている模型は標準軌仕様とする場合が多い。フィンランドやアイルランドなどでは実物は広軌であるものの、市販されている模型は標準軌仕様とする場合が多い。
- ナローゲージ：実物の狭軌鉄道（ナローゲージ）を模型化した規格の総称。市販されている線路や車両は比較的多い。
- ブロードゲージ：実物の広軌鉄道（ブロードゲージ）を模型化した規格の総称。市販されている線路や車両はわずかで、採用する愛好者は非常に少ない。またヨーロッパのNEM規格では 1700mmまでの広軌は標準軌と同じ規格として扱われている。
- ナローゲージとブロードゲージの規格表記法
- ヨーロッパ式では、「XXm」、「XXe」、「XXi(XXf)」、「XXp」と記す。これらの呼称と実物軌間との対応は下表のとおりとなっていて、実物軌間と一対一の対応ではない。
| 実物の軌間 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1250ｍｍ以上1700ｍｍ以下 | 850mm以上1250mm未満 | 650ｍｍ以上850ｍｍ未満 | 400mm以上650mm未満 | 300mm以上400mm未満 | |
| 規格名 | XX （スタンダードゲージモデル） |
XXm | XXe | XXi (XXf) | XXp |
- アメリカ式では、実物の軌間と模型規格を対応させて実物が3フィート軌間のナローゲージ規格を「XXn3」、2フィート半軌間のナローゲージ規格を「XXn2 1/2」のように記す。
- イギリスでは、OO9のような「XXY」もしくは「XX-Y」（Yは模型の軌間）という規格表記も用いられる。
主な軌間（ゲージ）
- 190.5mm
- 縮尺1/5.6（JR/国鉄ファインスケールの場合）。主にライブスチームで採用。7.5インチゲージとも呼ばれる。
- 127mm
- 5インチゲージ・5番ゲージ
- 縮尺1/12。主にライブスチームで採用。縮尺や軌間は国やメーカーによって異なる。
- 89mm
- 3番ゲージ（III）
- 縮尺1/16。主にライブスチームで採用されている。3インチ半ゲージとも呼ばれる。
- 64mm
- 2番ゲージ（II）
- 50mm
- 日本において戦前、子供の科学誌で本間清人が製作記事を執筆し普及した。後に35mmゲージが普及すると廃れた。
- 45mm
- 1番ゲージ(I）
- 縮尺1/30.5 、1/32。もっぱら観賞用や、ライブスチームに用いられる。
- Gゲージ
- 32mm
- Oゲージ（0、零番、0番）
- 縮尺1/43 - 1/48。国やメーカー、車種によって異なる。
- 29.9mm
- Qゲージ、Proto48
- アメリカのOゲージ（Oスケール）の縮尺1/48では標準軌は29.9mmとなるため、軌間32mmのOゲージから派生した規格で使用されている。
- 22.5mm
- Sゲージ
- ヨーロッパでは軌間22.5mm、アメリカでは軌間22.42mm。
- 19mm
- OOゲージ（アメリカNMRA規格）「アメリカンOO」
- アメリカのOOゲージは軌間16.5mmではなく、縮尺1/76から算出した軌間19mmを採用した。現在では廃れている。
ファインとコース
- ファイン
- ファインとは「細かい」という意味の「fine」である。車輪、線路特にポイントのフログを実物に近づける、あるいは同等にした鉄道模型のことであり、どの縮尺・軌間の鉄道模型においても使われる用語である。Oゲージ以上ではProto48などのグループが活動している。HOゲージ以下ではなかなか難しいが、Proto87などのグループが研究している。対する用語はコース（後述）である。
- コース
- コースとは粗いという意味の「coarse」である。鉄道模型は玩具から発達してきたので、脱線しにくいというのがその不可欠な条件の一つであった。そのためには、実物と比べて高いフランジ、厚いタイヤ、幅の広いフランジウェイを持つ分岐器のフログが必要であった。その後「ファイン」な模型を欲する人たちも出てきたので、そのような模型の一群をファインゲージと呼ぶ。「コース」であれば玩具的というわけではなく、「ファイン」がやや特殊であり、「コース」が鉄道模型の標準となることが多い。
ティンプレート
アメリカで発生した鉄道模型の一分野。もともとは高級な模型であったが、クリスマスプレゼント用の大量消費時代が到来した1936年ごろ、ライオネルが発展可能なシステムを提示してから一挙にアメリカの標準模型として大衆化された。文字通り「tinplate」でブリキ製の鉄道模型を指す言葉であり、ハイレール (hi-rail) という言葉と同義である。背の高い中空レールを用いる玩具的鉄道模型であって、スケールモデルに対する用語である。ハイ・フランジ車両が走るように作られており、中央三線式の集電方式が主流である。年少者のみならず大人の趣味としても認知され、アメリカでは大規模な交換会・スワップミートが数日にわたって開かれる。
Oゲージの場合、おおむね縮尺1/64 - 1/48であるが一定しない。小さく作れば大型機でも小半径を走らせることができるため、縮尺1/58としている製品もある。ティンプレートはOゲージが多いがアメリカンフライヤーではSゲージもある。これは当初より二線式を採用していた。
制御方式
交流方式
メルクリンやライオネルに代表される方式で、中央三線式を採用しているが、交流方式であることは必ずしも三線式であることを意味するわけではなく、少数ながら交流二線式や、直流三線式（後述）の鉄道模型も存在する。1930年代には効率のよい整流器や強力な永久磁石が民生用にはなかったので、直巻電動機と電磁石による方向転換装置（逆転機）との組み合わせが採用された。絶縁車輪を用いなくても良いので今でも根強い人気がある。
電子工学の進歩に伴い、多重制御方式（後述）を好むユーザーが増えてきたため、交流とは言えども正弦波ではない交流駆動の模型が増えている。
直流方式
直流を得るには蓄電池あるいは小型の整流器を必要とした。自動車産業の発達したアメリカ合衆国では、セレン整流器が民生用として市販され始めたので、これを流用して「直流12 V」という規格が成立した。通常は左右のレールのみから集電する直流二線式が用いられるが、少数ながら直流三線式の鉄道模型も存在する。トリックスでは、直流二線式の「トリックス・インターナショナル」に対して、直流三線式の「トリックス・エクスプレス」が存在する。
直流二線式では、主に車両から見て右側にあるレールにプラスの電気が流れている時に前進する製品が多い。[9]
直流方式の利点は、機械的な逆転装置なくして自由に前進後退を選べることであった。交流方式の直巻電動機の界磁を車載整流器で一定方向磁界とすれば（これを Polarized という）手元のスイッチひとつで進行方向を切り替えることができた。第二次世界大戦後は永久磁石の界磁となり、これは分巻電動機の一種であって模型車両の駆動用電動機として最も適しているとは言えないが、広く用いられるようになった。
- 直巻電動機は、動力車の起動時に電流の二乗に比例してトルクが発生し、実物の発車（起動）状況を再現しやすく、巡航時には電流値が減少し、登り坂では回転が落ちて電流値が上昇し、牽引力が増す。それに対し永久磁石による界磁を持つモーターでは、磁石が電機子を吸引することにより、車輪を廻した時ギヤを介してモーターが回転しないため、実物の鉄道車両が惰行する様子を再現できない[10]。
現在のもっとも進んだ駆動方式では、電子制御でモーターの回転数を実物を模した加減速曲線で駆動し、Bemf（逆起電力）を測定して回転数を一定に保つ方式をとっている。また、永久磁石に吸着されない無鉄心型モーター（コアレスモーター）を採用し、逆駆動するウォームギヤとの組み合わせで押して動く（Free-rolling mechanism ）動力車が実用化されている。
12 V という電圧は先述のように自動車産業から派生したものであったが、線路が長くなると電気抵抗が無視できなくなり、電流値を減らして電圧降下を小さくすることができる高電圧化の論議が1980年代に始まった。24 V 化という動きもあったが、効率のよいモーターの採用とともにその声は聞こえなくなった。Oゲージ、Gゲージではレイアウトの規模が大きいので、12 V 車でも場合により16 - 18 V を採用することもある。
多重制御方式
同一の線路上の複数の車両を個別に制御する方式の総称。車両の運転のみならず、警笛、前照灯・尾灯の点滅などもこの概念に含まれる。1960年代頃からは直流に交流を混ぜて流し、周波数によって識別する方式としてゼネラル・エレクトリックのアストラック（Automatic Simultaneous Train Controls 、ASTRAC）や交流と直流を同時に流す方式などがあったが、アナログ方式ではせいぜい数台が限度であった。三線式の線路を使用したメルクリンのデルタシステムもあった。デジタル式ではホーンビィのZERO-1やメルクリンのメルクリンデジタル等があった。他にCTC-16というデジタル式もあった。いずれも専用のデコーダを搭載するもので、一部を除き従来の車両と同じ線路上を走らせることはできなかった。
2000年代以降はデジタルコマンドコントロール（DCC）が世界的な標準になり、欧米ではあらかじめDCCの搭載を想定したコネクタを装備した車両が普及している。DCCでは理論上、アドレス長が10bitの場合、同時に1024台に指令を出すことができる。
駆動方式
鉄道模型が登場した頃は、手で押すものであった。時代の進歩とともに、ぜんまい駆動や蒸気による自力走行できるものになり、最終的に電気による外部からのコントロールが可能になった。
それは、乗ってコントロールする必要があったり、あるいは動き始めたら放置せねばならない蒸気駆動より、室内で楽しめるより小さな電動模型への進化であった。もちろん蒸気駆動はライブスチームとして特化した進化をとげたが、電動模型はより小さなサイズへと向かった。
ぜんまいによるもの
初期の鉄道模型ではぜんまい式の動力の物が存在した。それらはスプリングモーターと称された。現在でも一部のブリキ製鉄道玩具に使用される。
蒸気によるもの
当初は簡易なボイラーと単動首振りエンジンを組み合わせた、動き出したら水または燃料がなくなるまで走り続ける物が多かった。そのうちに実物と全く同等なつくりで、人間をのせた車両を牽いて走る模型が主流となった。これは給水、焚火、運転が実物どおりでタービン発電機やインジェクタまで装備するものが現れた。またアメリカで実用化された関節式機関車を、実物どおりのボールジョイントの給排気管で結ぶ模型も出現している。また、蒸気タービンで発電して電動モーターで走る模型も試作されている。
手軽に運転できる電動式模型の普及により一時期廃れていたが、1970年代半ば頃から一部の熱心な愛好者と彼らに支えられた新たなメーカーの参入により以前に比べよりハードルが低くなってきている。また、近年、各地で愛好者が集う運転会が開かれ、徐々に愛好者は増えつつある。
また、メルクリンなどの既存のメーカーも新製品を出しつつある。電子工学の進歩により、小型模型をラジオ・コントロールすることが可能になり、1番ゲージでは多くの人たちが楽しむようになった。2000年代に入るとイギリスのホーンビィからOOゲージの電熱蒸気機関車が発売され、外部から汽笛吹鳴までコントロールできる完成品も発売された。これらはライブスチームと呼ばれる、庭園鉄道の一分野として楽しまれている。
電気モーターによるもの
電動模型は、家庭への配電と同時に始まった。当時の電池は高価で性能が悪かったからである。交流による家庭への配電が開始される前に一部の地域では直流で配電されていた。
当初採用されていた蒸気あるいはゼンマイ式の二線式軌道に集電用の第三軌条を付け加えることにより電動化が実現された。二線式を採用するには車輪を絶縁しなければならないので、それまでに売った車両の改造をしなければならなかったが、実物に習い中央の第三軌条から集電すればそれまでの製品との不整合がなくなる。日本では実物に中央三線式の鉄道が存在しなかったため、このタイプの集電方式は玩具的であると嫌われたが、逆に欧米では本物と同じであるとして受け入れられてきた。
当初は直巻電動機を自作し変圧器または抵抗器で制御していた。抵抗器は食塩水を用いたものもあった。小型の電動機が模型用として発売されるようになると、それを納める動力車の大きさが決まってしまう。すなわち模型のサイズの小型化はモーターのサイズの小型化の歴史であった。界磁コイルを軸の延長上に移したり、両軸モーターを作り車軸間に納めたり、この時期の工夫は目覚しい。
界磁が電磁石の直巻電動機は、交流でも直流でも回転し、実物同様、機関車、電車の駆動には適する特性を持っていた。起動時に電流の2乗に比例して起動トルクが発生し、回転が上がると同時に電流が減少する。速度に応じて徐々に電圧を上げれば実感的な運転ができるわけである。しかし、逆転には界磁の極性を反転させねばならなかった。ライオネル、メルクリンらは、電流を瞬間的に遮断することにより作動する逆転リレーなどを開発し市販した。しかし分岐機を通過する際に誤動作することがあり、モーターの回転による遠心力を用いた誤動作防止装置が一部の愛好者によって開発された。
1930年代になると直流駆動への試みが始まった。一部の地域では直流で配電されていたが、大部分の地域では交流による配電だった。アメリカではモータリゼーションにより自動車用の小型の整流器が民生用として発売されたのを受け、界磁電流をセレン整流器で整流して走行電流の極性を反転して逆行させる工夫がなされた。また電圧は自動車の12Vを標準電圧として採用した。
1940年代になると永久磁石を界磁にしたマグネット・モーターが市販されるようになった。これは、小型軽量で消費電力も少なかったが、分巻特性を持ち、与えられた電圧と回転数が正比例するものであった。すると、抵抗による電流制御よりも電子機器による電圧制御によるコントロールが望ましくなる。これはトランジスタ・コントローラの発達を促し、レオスタットを駆逐した。
マグネット・モーターは、停止時に界磁が電機子を吸着して動きにくくするコッギング（英語ではteethingという）が避けられず、機関車は手で押して動かすことは不可能であった。マグネット・モーターの軸を手で廻すとあたかもサイコロを転がすごとく、特定の位置で引っかかりを感じるが、直巻電動機を採用していたライオネル、メルクリンの機関車は、レールに手で押し付けて押せばモーターが回転する。また、最近ではコッギングがなくスムーズな走行でより大きなトルクが出せるコアレス・モーターやコッギングはあるが、より大きなトルクが出せるブラシレスモーターも普及しつつある。
モーターから車輪までの動力伝達にはウォームギヤが多用される。スパーギヤ、ベベルギヤの使用は少ないが、一部高級機種ではウォームギアの一種であるコースティング・ギヤの使用も認められる。それは前者では一段で大きなギヤ比を実現でき、また、モーター軸と駆動軸が直交するのがモーターの配置上大変便利な位置関係だからである。しかし鉄道模型で使用されるウォームギヤは安全性の観点から逆駆動できないものが多いため、特殊なクラッチを用いて歯車の自動切り離しをする手法も現れた。しかしこの手法は一過性のもので、製品に反映される性格のものではなかった。一方、コースティング・ギヤを使用した機種では逆駆動の問題は解決している。
マグネット・モーターの一種のコアレス・モーターは鉄心を持たないムービング・コイル型モーターでそれをスパーギヤで減速すると押して動く動力車ができる。しかし限られた空間に収められるギヤはギヤ比が1:4程度のものであり、あまりにも牽引力が小さく、最高速が大きすぎるものであった。1984年にコースティング・ギヤが開発され、高効率と静粛性を併せ持つ動力車の実現が可能になった。
これらの電動模型は同一線路上ではすべての動力車が同一の動きをするが、それでは不満足な愛好者は多重制御方式へと向かい、それはデジタルコマンドコントロールとして実現された。
内燃機関によるもの
一部の愛好者やメーカーによって内燃機関を搭載した鉄道模型が製造されている。生産数は少ないが熱心な愛好者の手によって伝承されている。内燃機関にはガソリンエンジンやグローエンジンを使用し、実物のガス・エレクトリック方式のように発電機を駆動して電気モーターで推進するものや、減速機を介して動輪を駆動するものが存在する。またレシプロ機関だけでなくガスタービンを動力としたものも一部の愛好者の手で作られている。
サウンドシステム
1940年代より、電気式蓄音機の出力をレールにつなぎ、車両に搭載したスピーカーから音を出す構造のものが存在した。その後改良され、1970年代には蒸気機関車のロッドの動きに同期してブラスト音を出すPFMサウンドが出現した。また、外部の音源からの音声信号を無線で飛ばし、車載の受信機で受信してスピーカーから再生するものもあった。1990年代にはデジタル式の音源を備えたものが普及している。2000年代以降、サウンド機能のあるDCCデコーダー以外にもカンタムサウンドやMRCシンクロサウンドボックスのように従来のアナログコントローラーを使用し、車載のデジタル音源から車両の電圧変化に応じて音を出すものがある。
楽しみかた
- 運転する
- 列車模型を線路に載せ、実物の鉄道車両のように走行させるという楽しみがある。小型のものはテーブル上や床上で手軽に扱え、これらを「お座敷レイアウト」「フロアーレイアウト」などと言う。大形のものは「庭園鉄道」のように庭などに敷設して楽しむ。
- 情景のついたレイアウト・ジオラマ上で車両を走らせれば、さらなる満足感を味わうことができる。レイアウトは愛好者自身が製作・保有する場合が多いが、模型店の中には、サービスの一環として備え付けのレイアウト・ジオラマを来店客に開放している店もあり、レイアウトを有料で時間貸しするレンタルレイアウトもある。
- さらに、近年では先頭車両に超小型のテレビカメラを仕込み、その映像を無線で受信するモニターテレビとコントローラーを組み合わせた、実車さながらの運転感覚も楽しむ事が出来るようになってきている。
- 収集する
- 製品化された車両は、日本型に限っても数多くにのぼる。これをミニカーのように収集する楽しみ方もある。人によって集め方は様々で、自分の好きな国、地域、年代、鉄道会社、模型メーカー、車種、列車、形式などテーマを決めて車両を集める。収集やコレクションというと、完成品を購入して観賞するというイメージがあるが、鉄道模型の場合、欲しい車両を改造・自作する場合もあり、テーマにあわせたレイアウト・ジオラマを作り、コレクションを走らせる楽しみ方もある。
- 車両を製作する
- 鉄道模型も含めた模型趣味の楽しみ方の基本的なものとして、模型工作がある。車両を製作するといっても多種多様であるが、完成品の車両をより実車に即した形態になるよう手を加える細密化加工、元の車両から別の形式や仕様を作り出す車両改造、真鍮やプラスチック等の素材と部品 (パーツ) から車両をつくりあげるスクラッチビルド (全自作) に大別される。
- レイアウト・ジオラマを製作する
- 鉄道模型においてもう一つの模型工作として、情景を備えたレイアウト・ジオラマの製作がある。鉄道模型クラブの中にはメンバー共同で集合式 (モジュールレイアウト) や分割式のレイアウト・ジオラマを製作しているところもある。個人では実現が難しい長大編成列車でも、このような方法をとれば実現が可能である。
- イベントに参加する
- メーカーやクラブなどが開催するイベントを見学したり、製品について出来栄えや使い勝手などの感想を交換したり、スワップミートと呼ばれる交換会・中古市に参加するといった楽しみ方がある。
- 日本国内外の主なイベント - 国際鉄道模型コンベンション、鉄道模型ショウ、Oスケールウェストなど
主なメーカー・ブランド
（日本国内は50音順、日本以外はアルファベット順）
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脚注
関連項目
鉄道模型を扱った作品
外部リンク
- テンプレート:Dmoz
- Übersicht über Modellbahnnormen
- 全米鉄道模型協会 - 世界最大の鉄道模型団体
- 鉄道模型クラブ（イギリス） - 知られている世界最古の鉄道模型団体（1910年設立）
- The Model Train Wiki - a comprehensive model railroading source specifically for model railroaders, founded
- RMweb - イギリスを拠点とする鉄道模型の記事と議論
- ↑ 昌平坂学問所の河田八之助(河田興)が跨って乗車した記録がある。昌平坂学問所日記を参照
- ↑ 江戸大博覧会
- ↑ この当時は主に富裕層の子弟が愛好家層を形成していた
- ↑ 水野良太郎『鉄道模型入門』廣済堂、1977年、76-79頁
- ↑ TMS編集部「国鉄蒸気誌上展」『鉄道模型趣味』No.239-240
- ↑ TMS編集部「市販国鉄電気誌上展」『鉄道模型趣味』No.212
- ↑ 山崎喜陽「ミキスト」『鉄道模型趣味』No.175
- ↑ 『Tenshodo Book 1949-1999』天賞堂、2000年、21頁
- ↑ NHK趣味悠々 ようこそ!鉄道模型の世界へ ～レイアウト制作入門～（日本放送出版協会）p10
- ↑ 模型車両では列車重量に比して車軸軸受やフランジ・レール間の摩擦抵抗が非常大きいため、スケールスピードで実物通りに何分間も惰行するようなことはもともと望めない。また、通常の電動式鉄道模型車両は制動装置を持たないため、惰行を許す設計を採った場合、下り勾配での速度制御や、勾配上での停止や留置に対する転動対策も必要となる。
