カーブする駅のレイアウト13（信号機） - いまさらながらBトレにハマる

前回はこちらです↓
https://omocha-train.hatenablog.com/entry/2022/05/01/201454

Bトレ車両はライト類はついておらず、過去に何度か点灯化改造にチャレンジしましたが、集電シューや重量増で走行抵抗が増してしまったり問題が多く、ライト付き車両はごく一部に限られています。これは割り切ってしまえば、改造車両の難易度が下がる面があり、レイアウトも夜景とは無縁のものとなって電飾についてもほとんど考慮しておりませんでした。
が、昼間のレイアウトでも目立つ、列車の動きとともに切り替わるトミックス信号機はとても魅力的で、後付けでつけたくなってしまいました。

トミックスの信号機はS70の直線とくっついており、レールなどとの通電も道床内の基板でつながり、誰でも確実に作動させられますが、後付けしようとすると難易度が跳ね上がります。

大きな壁は、カーブ区間への信号機設置をどうするか、とバラストやシーナリー処理まで終わってしまった区間にどうやって電線類を通すか、の2点となります。

前者は、もともとカーブメインで駅区間もカントしていることを重視した設計ですので難しいのは仕方ないですが、せめて後者は最初から考えていれば地面への穴あけやレール下への電線くぐらせなどは遥かに簡単だったはずです。
いまさら嘆いても行き当たりばったりで作っているので仕方ありません。なんとか頑張ります。

その前に、今回非常に大きな学びはこれです↓

『無通電時赤点灯モード』
・電源を入れ、2秒以内に電源切り、その後LEDが消えてから再び電源投入するとモードチェンジする。電源再投入後、3-4秒後くらいに3灯が全部点灯しモードチェンジ成功の合図となる。
・このモードでは従来の逆方向への進行電圧時だけでなく、無通電時も赤となります。

※※このモード変更について意外にネット上に情報がありません。以下に3灯式信号機の取説を載せますが、同じ基板で「5灯式信号機抑速表示モード（黄色・緑点滅あり）」もできます。このモードだと3灯式ではちゃんと光りませんので注意が必要です。

モード設定の仕方は、

●『無通電時赤点灯モード（3灯、4灯、5灯など）』→スイッチオン（緑点灯）→すぐ切る→LEDが消えてから再度スイッチオン→緑点灯→6秒後に全点灯→モード切り替え完了（無通電なら赤に）

●『5灯式信号機抑速表示モード』→上記のオンオフ操作を2回行う→6秒後に全灯が「点滅する」→モード切り替え完了（無通電時赤点灯モードとの共存は不可能なようです）

前者を設定しようとしていろいろいじっていると、不本意に後者が設定されて、点滅することがありますので、ご注意ください。

通常のエンドレス本線上などに信号機を設置する際は、基本は青点灯となり、逆方向への進行電圧時に赤点灯、順方向で列車通過後に赤→黄色→青と点灯すれば特に問題はないのですが、駅構内の待避線ごとに信号機を設置した場合、ポイントが開いてない側の線を含めて全て青になってしまいます。これだといかにも事故になってしまいそうです。

実際はポイントが開いて進行可能な線だけに青が点灯します。

これを可能にするのが上記のモードです。

ポイント開く→パワーパックを進行方向に回す→信号機が青になり列車が動き出す

となるので実感的です。

本当は信号機が青になってから列車が出発するはずなので、これを再現するには常点灯パワーパックを使えばいけると思われます。
（手持ちの車両を使い、常点灯でないパワーパックで列車が動き出すギリギリのダイヤルを狙ってみましたが、信号の赤と青がチカチカ切り替わってしまう感じでした）

そしてこのモードには注意点があります。それは、
『信号機本体の背面まで黒い、2005年ごろ以前？の旧製品には、そのモードがない』
ことです。

これを知らずに貴重な3灯信号機をひとつ潰してしまいました。。。。

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トミックスの信号機付きレールの裏をバラしていきます。

基板には、信号機本体取り付け用のピンと、レール接点が3つあります。
接点はレールとスプリングで通電しています。
それぞれ、信号機と近い方のレール、遠い方のレール、真ん中はセンサーです。
信号機と遠い方のレールを通る金属車輪がセンサーに触れた際にスイッチが入ります。よってセンサーを自作する場合は、信号機と遠い方の車輪が触れる位置にセンサーを設置する必要があります。

これが自作センサーです。

銅板を細く切ったものに線をはんだ付し、ダイソーの厚手両面テープで車輪が踏みそうな位置に仕掛けます。位置決めしてからGボンドではんだ付部を固定しました。反対側は基盤の3つあるうちの真ん中のスプリング接点にはんだ付します。
これは、意外に簡単に動作してくれました。

２本のレールにも基板から引っ張った線をはんだ付します。

難しかったのは、信号機本体と基板の接続です。
コネクタは4ピンでピッチ間隔は1.25ミリと思われます。信号機本体はメス、基板側はオスです。

アキバでいろいろ探しましたが、ちょうど良いコネクタ付きケーブルを見つけられませんでした。

この手のものを探すと、JSTコネクタという名前によくヒットします。これは日本圧着端子製造株式会社というところの規格のようですが、1.25ミリピッチが見つけられず、1ミリ、1.5ミリしかありませんでした。

なんとか入手したのは、
・1ミリピッチ、両端に4ピンメスコネクタがついたケーブル（これも製品ではなく、お店独自につくっているようです）

・1.25ミリピッチ、4ピンのメスコネクタの成形物
・それ用の差し込み金属端子
・同じくそれ用のオスピン（ケーブルなし）

金属端子にリード線をかしめ、メスコネクタ成形物に差し込んで使いますが、かしめ作業はラジオペンチなどではできず専用工具が必要です。また、4連リード線自体もそれなりに細いものが必要です。工具なし、かつ未熟な技術力ではとても手に負えず、暗礁に乗り上げました。

結局は使えない1ミリピッチの端子かしめ済みのリード線を分解し、1.25ミリピッチのメスコネクタ成形物に差し込むことで解決させました。

が、今度はトミックス信号機の端子とイマイチ接触通電してくれません。オス端子の太さや長さの問題か、メス側の端子差し込み深さの問題か、、、。4ピンのうちいくつかは接触するのですが、黄色だけ点灯しない、などを繰り返してしまいました。

そのようにいじっているうちに、信号機本体のコネクタとLED付き基板との接続を壊してしまいました。これは最悪です。

高価な信号機ですのでなんとか使いたく、信号機本体基板に直接リード線をはんだ付けしました。これも自分の技術力的にはかなり無理目な工作です。

信号機本体基板の4ピンは、LEDを表として見た時に左から
・共通＋
・青-
・黄色-
・赤-
です。
4灯、5灯などでもベース基板のプログラムは同様で、LEDが増えても極性をすばやく切り替える電流供給により、同じ基板とプログラムでも複数種の信号機を点灯させられるようです。

目をシパシパさせながら、一本ずつはんだ付でしました。実は接触不良を直すべく何度もつけたり剥がしたりしているうちに、元のはんど付けのキッカケ部分が消失して信号機をひとつダメにしてしまいました。
上記のモードの知識を知らない時にいじり倒して壊してしまった旧製品の信号機本体をなんとか復活させてはんだ付しました。