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鉄道模型(イギリス英語)または鉄道模型(アメリカおよびカナダ)は、鉄道輸送システムを縮小スケールでモデル化する趣味です。
スケールモデルには、機関車、鉄道車両、路面電車、線路、信号、クレーンが含まれ、風景には、田園地帯、道路、橋、建物、車両、港、都市景観、模型人形、照明、川、丘、トンネル、渓谷などが含まれます。
最も古い鉄道模型は、 1840年代のカーペット鉄道でした。記録に残る最初の鉄道模型は、1859年にナポレオン3世が当時3歳だった息子、同じくナポレオンのためにパリのサンクルー城の敷地内に建設した大公国鉄道(フランス語:Chemin de fer du Prince Impérial)です。ゼンマイ仕掛けで動き、8の字を描くように走りました。[ 1 ]電気で動く列車は20世紀初頭に登場しましたが、これらは粗雑な模型でした。今日の鉄道模型は、技術的にはるかに進歩しているだけでなく、より現実的です。今日、モデラーは鉄道模型のレイアウトを作成し、多くの場合、歴史上の実際の場所や時代を再現しています。
世界最古の現役鉄道模型は、ランカシャー・アンド・ヨークシャー鉄道の信号係の訓練用に設計されたものです。イギリス、ヨークにある国立鉄道博物館に所蔵されており、1912年に製作され、1995年まで使用されていました。この模型は、同社のホーウィッチ工場の見習い工によって訓練演習用に製作され、バセット・ロウク社から車両が供給されました。[ 2 ]
鉄道模型への関わり方は、鉄道模型を所有することから、「レイアウト」と呼ばれる、大型で精巧な鉄道模型と、その鉄道が通る風景に何時間も多額の費用を費やすことまで多岐にわたります。「鉄道模型愛好家」または「模型鉄道愛好家」と呼ばれる愛好家は、乗れるほどの大きさの模型を所有することもあります(ライブスチーム、乗れるミニチュア鉄道、裏庭の鉄道を参照)。
モデラーは鉄道模型を収集し、列車が通過する風景を作り上げます。また、ミニチュアで独自の鉄道を運行することもあります。モデラーの中には、レイアウト製作の目標として、最終的には本物の鉄道のように(製作者の想像力に基づいている場合)または実物大の鉄道のように(プロトタイプに基づいている場合)運行することを目指す人もいます。プロトタイプを模型化する場合は、プロトタイプの線路図や古地図を用いて、実物大の鉄道の線路を線路ごとにミニチュアで再現することもあります。
レイアウトは、円形または楕円形の線路から、実際の場所を忠実に再現したものまで様々です。英国でおそらく最大の風景模型は、英国オックスフォードシャーのペンドン博物館にあり、 1930年代のホワイトホース渓谷のEMゲージ( 00と同じ1:76.2スケールですが、より正確な軌間)模型が製作中です。この博物館には、ジョン・アハーンが製作したマダー渓谷レイアウトという、最も初期の風景模型の1つもあります。これは1930年代後半から1950年代後半にかけて製作され、写実的なモデリングを導入し、大西洋の両側でModel Railway NewsやModel Railroaderなどの雑誌に取り上げられました。バッキンガムシャーのベコンスコットは世界最古の鉄道模型の村で、1930年代にさかのぼる鉄道模型があります。H0スケールの世界最大の鉄道模型は、ドイツ、ハンブルクのミニチュアワンダーランドです。全長25マイル(40 km)の線路を有する最大のライブスチームレイアウトは、アメリカ合衆国オレゴン州チロキンにあるトレインマウンテンです[ 3 ] 。 鉄道輸送モデルにおいて、運行は重要な要素であり、多くのレイアウトは実際の鉄道の運行状況を再現することに専念しています。これらのレイアウトは、複数のルート、移動パターン、時刻表に基づいた運行など、非常に複雑になることがあります。オーストラリア、ニューサウスウェールズ州バンバリー・コネクションズのブリティッシュ・アウトライン鉄道模型は、世界で最も複雑な鉄道模型の一つです[ 4 ] 。
鉄道模型愛好家が集まるクラブがあり、クラブでは模型を一般向けに展示することがよくあります。ある専門部署は、より大規模なスケールやゲージに特化しており、一般的に3.5インチから7.5インチ(89mmから191mm)の軌間を使用しています。これらのスケールの模型は通常、手作業で組み立てられ、蒸気機関車またはディーゼル油圧機関車で駆動されます。機関車は数十人の乗客を運ぶのに十分なパワーを備えている場合が多いです。

1950 年代、 MITのテックモデル鉄道クラブ(TMRC) は、電話リレーを使用した線路切り替えの自動制御の先駆者となりました。
最も古い協会は、英国ロンドンのキングス・クロス近くにある「鉄道模型クラブ」[ 5 ](1910年設立)です。鉄道模型の製作に加え、5,000冊の書籍と定期刊行物を所蔵しています。同様に、ダービーシャー州リプリー近郊のバターリーにある「鉄道模型歴史協会」 [ 6 ]は歴史関連の事柄に特化しており、会員・非会員を問わずアーカイブを閲覧できます。

スケールとゲージという言葉は一見同じ意味に思えますが、意味は異なります。スケールは模型の寸法を実物に対する比率で表したもので、ゲージはレール間の寸法です。
エンジンのサイズはスケールによって異なり、1:4などの最大の乗車可能なライブスチームスケールでは高さ700 mm(27.6インチ)から、 Zスケール(1:220)やTスケール(1:450)などの最小のマッチ箱サイズまであります。一般的なHOスケール(1:87)のエンジンは、高さ50 mm(1.97インチ)、長さ100~300 mm(3.94~11.81インチ)です。最も人気のあるスケールは、Gスケール、ゲージ1、Oスケール、Sスケール、HOスケール(イギリスでは同様のOO)、TTスケール、およびNスケール(アメリカでは1:160、イギリスでは1:148)です。HOとOOが最も人気があります。一般的な狭軌スケールにはSn3、HOn3、Nn3があり、これらはS、HO、Nと同じスケールですが、線路間隔が狭くなっています(これらの例では、4フィート 8インチではなく3フィート(914 mm )のスケールです)。+1 ⁄ 2 インチ(1,435 mm) 標準軌。
最も一般的な縮尺は1/8ですが、公園の乗り物では1/4が使用されることもあります。Gスケール(ガーデンスケール、1/24スケール)は、裏庭での模型作りに最も人気があります。Gスケールの模型は庭に設置しやすく、列車と風景の比率を保ちやすいです。ゲージ1とゲージ3も庭園で人気があります。O、S、HO、Nスケールは屋内でよく使用されます。[ 7 ] [ 8 ]
| 規模 | 比率 |
|---|---|
| T | 1:450 |
| ZZ | 1:300 |
| Z | 1:220 |
| 北 | 1:160 |
| 2mm | 1:152 |
| TT | 1:120 |
| 3mm | 1:101 |
| HO | 1:87 |
| OO | 1:76.2 |
| S | 1:64 |
| お | 1:48 |
| 1 | 1:32 |
| G | 1:22.5 |

当初、鉄道模型は縮尺どおりではありませんでした。全米鉄道模型協会(NMRA)や欧州模型鉄道協会(NEM)などの業界団体の支援を受けて、メーカーや愛好家はすぐにゲージなどの互換性に関する事実上の標準規格に到達しましたが、列車は実物のおおよその近似値に過ぎませんでした。ゲージの公式縮尺は作成されましたが、最初は厳密に従われたわけではなく、選択したゲージに対して必ずしも正しい比率ではありませんでした。たとえば、0(ゼロ)ゲージの列車は、縮尺が1:48と認められているため、米国では線路間隔が広すぎますが、英国では0ゲージは43.5:1または7 mm/1フィートの比率を使用し、ゲージはほぼ正確です。英国のOO規格では、線路が大幅に狭すぎます。16.5 mm(0.65インチ)ゲージの4 mm/1フィートの縮尺は、4フィート 1フィートの軌間に対応します。+1 ⁄ 2 インチ(1,257 mm)、7インチまたは178ミリメートル(小さめ)。16.5mm(0.65インチ4フィート 8インチに相当します。+1 ⁄ 2 インチ(1,435 mm)標準軌、H0(half-0)は3.5 mm/1フィート、または1:87.1です。これは、イギリスの機関車や鉄道車両が他の国のものよりも小型だったため、H0スケールの機構を使用できるようにスケールを拡大したことに起因しています。ほとんどの商用スケールには、車輪のフランジが深すぎる、車輪の踏面が広すぎる、レールの軌道が大きすぎるなどの基準があります。H0スケールでは、レールの高さは100、87、83、70、55、53、40のコードで表されます。これは、レールの底面からレールの先端までの高さを1000分の1インチ単位で表したものです(つまり、コード100は10分の1インチで、156ポンドのレールを表します)。
その後、モデラーたちは不正確さに不満を抱き、すべてを正しくスケール化した標準規格を開発しました。これらの標準規格はモデラーによって使用されていますが、市販のスケールの不正確さとオーバースケール特性が信頼性の高い操作を保証し、コスト管理に必要な近道を可能にするため、量産には普及していません。精密スケールの標準規格には、英国のP4や、さらに精密なS4があり、これらはプロトタイプからスケール化された線路寸法を使用しています。この4 mm:1 ftのモデル化では、幅2 mm (0.079 in) 以下の車輪が、ゲージ18.83 mm ( 0.741 in )の線路上を走行します。チェックレールとウィングレールのクリアランスも同様に正確です。
P4とOOの妥協案として「EM」があります。これは18.2mm(0.717インチ)のゲージを使用し、チェッククリアランスの許容差はP4よりも広くなっています。ポイントワークはP4ほど実物に忠実ではありませんが、OOよりも見栄えが良いです。時間と見た目の向上が重視される多くの用途に適しています。少数ですが、OOと同じ16.5mmゲージを使用しながら、より細かいスケールのホイールとEMと同じ狭いクリアランスを持つファインスケールOOも存在します。これは実質的に「EMマイナス1.7mm」です。
多くのグループがモジュールを構築しています。モジュールとはレイアウトのセクションであり、会議や特別な機会のために、複数のモジュールを組み合わせてより大きなレイアウトを形成することができます。モジュールシステムの種類ごとにインターフェース標準が存在するため、異なる参加者が作成したモジュールであっても、たとえこれまで接続されたことがなくても接続できます。これらのモジュールタイプの多くは、この記事の「レイアウト標準化団体」セクションにリストされています。
スケールの違いに加え、車両を連結するための連結器も種類が異なり、相互に互換性がありません。
HOゲージでは、アメリカではホーンフック、またはX2Fカプラーが標準化されました。ホーンフックカプラーは、Kadee Quality Products社によって普及し、近年では多くのメーカーが模倣したワーキングナックルカプラーと呼ばれる設計に大きく取って代わられました。ワーキングナックルカプラーは、アメリカやその他の国々のプロトタイプで使用されていた「自動」カプラーに近いものです。また、HOゲージではヨーロッパのメーカーも標準化を行っていますが、カプラーそのものではなく、カプラーマウントの標準化です。NEMカプラーボックスには、様々な種類のカプラーを差し込み(または取り外し)できます。しかし、普及しているカプラーはどれも、ヨーロッパ大陸で一般的に使用されているプロトタイプの3リンクチェーンとは似ても似つかないものです。
イギリスの鉄道模型愛好家にとって、最も一般的なスケールはOOですが、標準的な連結器はテンションロック式連結器です。これもまた、一般的なプロトタイプの3リンク式チェーン連結器を模倣したものではありません。バッハマン社、そして最近ではホーンビー社が、NEM連結器ポケットを装備した模型の提供を開始しました。これにより、理論的にはイギリスの鉄道模型愛好家は他のNEM362連結器を自由に置き換えることができますが、バッハマン社の模型の多くは連結器ポケットの高さが適切ではありません。比較的一般的な代替案としては、プロトタイプに見られるチェーン連結器の表現を使用することがありますが、脱線を防ぐために大きな曲線を描く必要があります。
他のスケールでも、同様に互換性のないカプラーが多数存在します。どのスケールでもカプラーは交換可能ですが、難易度は異なります。

モデラーの中には、レイアウトのランドスケープ(景観)に力を入れ、ファンタジーの世界を創造したり、実際の場所(多くの場合、歴史的な場所)をモデリングしたりする人もいます。ランドスケープは「シーナリービルディング」または「シーニッキング」と呼ばれます。
風景の製作には、網戸、段ボール細片の格子、発泡スチロールシートの彫刻など、様々な建築資材を用いて下地を準備することが含まれます(ただし、これらに限定されません)。下地の上に風景ベースを敷きます。典型的なベースとしては、鋳造用石膏、焼石膏、紙とパルプのハイブリッド(パピエマシェ)、またはジオデシックフォーム風景に見られるような軽量フォーム/グラスファイバー/バブルラップ複合材などがあります。[ 9 ]
風景のベースは、グランドカバーの代用品で覆われており、スタティックグラスまたはスキャッターが使用できます。 スキャッターまたはフロックは、ジオラマや鉄道模型の製作時に、草、ポピー、ヤナギラン、線路バラスト、その他の風景のグランドカバーの効果をシミュレートするために使用する物質です。線路バラストをシミュレートするために使用されるスキャッターは、通常、細粒の粉砕花崗岩です。色のついた草をシミュレートするスキャッターは、通常、着色したおがくず、木片、または粉砕フォームです。低木をシミュレートするには、フォーム、天然の地衣類、または市販のスキャッター素材を使用できます。草の場合、スキャッターの代替品として、静電気を使用してシミュレートされた草を実際に立たせる スタティックグラスがあります。
建物や構造物はキットとして購入することも、段ボール、バルサ材、バスウッド、その他の針葉樹、紙、ポリスチレン、その他のプラスチックから作ることもできます。樹木は、ウエスタンセージブラシ、キャンディタフト、カスピアなどの材料に接着剤と模型の葉を貼り付けて作ることもできますし、専門メーカーから既製品を購入することもできます。水は、ポリエステルキャスティングレジン、ポリウレタン、または波型ガラスを使用して再現できます。岩は、石膏または発泡スチロールの裏打ちをしたプラスチックで鋳造できます。鋳造物にステインを塗って色や影をつけることもできます。
ウェザリングとは、実物の車両、建造物、設備の汚れや摩耗を再現することで、模型を使い古し、風雨にさらされたように見せることを指します。ほとんどの模型は箱から出したばかりの状態で新品のように見えます。これは、ウェザリングされていない仕上げの方が製作が容易だからです。また、貨車や建物の摩耗は、年数だけでなく、使用される場所によっても異なります。都市部の貨車には、建物や自動車の排気ガス、落書きなどの汚れが付着し、砂漠地帯の貨車は砂嵐にさらされ、塗装が剥がれてしまうことがあります。ウェザリングされた模型は、購入者自身でウェザリングを施すことができる新品同様の模型ほど多くのレイアウトには適合しません。
ウェザリングには様々な技法があり、ドライブラシまたはエアブラシによる塗装、サンディング、ブレーキング、さらには化学薬品による腐食の表現など、様々な手法が存在します。モデラーのスキル次第で、非常に独創的な手法も存在します。例えば、錆びを表現するために複数の工程を踏むことで、適切な色だけでなく、質感や光沢も確保できます。
購入した模型にウェザリングを施すことは一般的です。少なくとも、ウェザリングの目的は、スケールモデルのプラスチックのような仕上がりを軽減することです。汚れ、錆、泥、摩耗を再現することで、リアルな仕上がりを実現します。タンクの燃料の染みやバッテリーボックスの腐食を再現するモデラーもいます。場合によっては、へこみや塗装済みの交換部品など、事故や修理の痕跡が加えられることもあり、適切に撮影すれば、ウェザリングされた模型はプロトタイプとほとんど区別がつかないほどです。


静止型ジオラマモデル、または「押して動かす」スケールモデルは、動力を持たない機関車を扱う鉄道模型の一種で、ローンスターやエアフィックスなどがその例です。動力付き鉄道模型は現在、一般的に線路から供給される低電圧の直流(DC)電力で走行しますが、メルクリンやライオネル社のように交流(AC)電力を使用する例外もあります。現代のデジタル・コマンド・コントロール(DCC)システムは交流電力を使用します。その他の機関車、特に大型の模型は蒸気機関車を使用する場合もあります。蒸気機関車やゼンマイ駆動の機関車は、今でもコレクターの間で人気があります。
玩具市場向けの初期のモデルのほとんどはゼンマイ仕掛けで動き、機関車側のレバーで操作されていました。そのため操作は粗雑ではありましたが、モデルは大型で頑丈だったため、操作は実用的でした。様々なメーカーが、機関車側のレバーを操作して駅に停車できる減速・停止機能付き線路を発売しました。

最初のミニチュア電気機関車は3線式の線路を採用し、絶縁されていない車輪が金属製の枕木に接する2本の外側のレール上に載っていました。絶縁された中央レールは機関車下のスキッドに電流を供給し、外側のレールは電流の戻りを確保していました。電流は交流で、家庭用電源から供給され、様々な手段(変圧器や直列抵抗器)によって降圧されていました。当時、模型は金属製で導電性があったため、この種の線路は理にかなったものでした。現代のプラスチックは入手できず、絶縁の問題もありました。さらに、精密な模型という概念はまだ発展しておらず、おもちゃの列車と線路は粗雑なブリキ板でした。
1938年、英国のOスケール鉄道模型メーカーであるホーンビーは、1/76スケールの車両に1/87スケールの16.5mm幅の線路と3本目の中央レールを備えたOOスケール電気列車(ホーンビー・ダブロ)シリーズを発売した。電源は12V DCで、線路には絶縁された中央レールと2本の非絶縁走行レールが備えられていた。1959年、ホーンビーはOOスケール電気列車の3レール式線路を廃止し、2レール式線路を採用した。[ 10 ]
メルクリンなどの他のシステムでは、1953年以来[ 11 ]中央のレールの代わりに細い金属スタッドを使用し、既存の3レールモデルでよりリアルな線路を使用できるようにしました。
1935年にトリックス社が初期に導入した3レールシステムの派生形は、3本の絶縁レールを備えた線路を使用し、同じ線路上で2本の列車を独立して制御することができました。架線を使用することで、3本の列車を独立して制御することが可能になりました。中央のレールは、電流の共通リターンを確保しました。[ 12 ]このシステムは、英国ではトリックス・エクスプレスまたはトリックス・ツインとして知られ、最初は交流を使用し、1953年以降は直流を使用しましたが、1997年にメルクリン社がトリックス社を買収した際に廃止されました。この3レールシステムにより、直流機関車と交流機関車が同じ線路を走行できるようになりました。[ 13 ]
1950年代に、より強力な磁石を備えた直流モーターが鉄道模型に使用され始めたとき、 [ 14 ]精度が同時に重要になったため、2レールの線路が一般的に好まれました。互いに絶縁された2本のレールは、同じ車軸に絶縁された車輪と共に使用されます。進行方向に対して、右側のレールは正電位、左側のレールは負電位となります。[ 15 ]このシステムでは、反転ループ、反転三角形、絶縁部と適切な配線のない円内の斜め線路などの特定の線路レイアウトは除外されます。
電気機関車の模型の場合、実物大の機関車と同様に架線から電力供給を受けることができます。デジタル・コマンド・コントロールが利用可能になる以前は、これは同じ線路上で2つの列車を別々に制御する方法の一つでした。電気式の模型には架線から電力を供給し、もう一方の模型には走行レールの1つから電力を供給していました。もう一方の走行レールは共通の帰線として機能します。
19世紀後半から20世紀初頭にかけては、電気が通っている家庭が少なかったため、初期の電気鉄道は線路脇のバッテリーで走行していました。今日では、バッテリーで走行する安価な鉄道模型は再び普及していますが、玩具とみなされており、愛好家が使うことはほとんどありません。屋外のレールから安定した電力供給を得ることが難しいため、模型に内蔵されたバッテリーは、ガーデンレイルウェイやより大規模なシステムに電力を供給することがよくあります。大型ガーデンレイルウェイの消費電力と電流量は、内蔵の充電式バッテリーの方が容易かつ安全です。大型のバッテリー駆動模型のほとんどは、無線操縦を採用しています。
生蒸気で駆動するエンジンは、5インチ(130 mm)と7インチ(130 mm)の大型屋外ゲージで構築されることが多い。+1 ⁄ 2インチ(190 mm)の蒸気機関車は、ゲージ1、 Gスケール、 16 mmスケールでも販売されており、OスケールとOO/HOスケールでも入手可能です。ホーンビー鉄道は、アマチュア模型製作者によって最初に考案された設計に基づいて、OOスケールの蒸気機関車を製造しています。他の模型製作者もHO/OOスケール、OO9スケール、Nスケールの蒸気機関車を製造しており、オーストラリアにはZスケールの蒸気機関車が1台存在します。 [ 16 ]
時折、本物のディーゼル電気機関車を模したガソリン電気式モデルが愛好家の間で登場し、ピルグリム・ロコモティブ・ワークスのような会社がそのような機関車を販売しています。大型のガソリン機械式やガソリン油圧式モデルも販売されていますが、珍しく、電気式よりも高価です。
現代の製造技術により、大量生産モデルはコスト効率よく高い精度とリアルさを実現できます。かつてはそうではなく、スクラッチビルドが非常に一般的でした。シンプルなモデルは段ボール工学技術を用いて製作されます。より複雑なモデルは、エッチング加工された真鍮板と低温鋳造部品を組み合わせて製作されます。車輪やカップリングなど、 機械加工が必要な部品は購入します。
エッチングキットは依然として人気があり、低温鋳造も盛んに行われています。これらのキットは、大手メーカーが取り扱っていないモデルや、量産されていないスケールのモデルを製作できます。レーザー加工技術の進歩により、蒸気機関車やその他の機関車のスケールモデルでは、より厚い素材でも製作できるようになりました。スクラッチビルダーは、製作したパーツのシリコンゴム型を作り、様々なプラスチック樹脂(レジンキャスティング参照)や石膏で鋳造することもあります。これは、作業の重複を省くため、あるいは他者への販売を目的として行われることがあります。レジン製の「クラフトマンキット」も販売されており、様々なプロトタイプ製作に利用できます。


最初のゼンマイ駆動式(ゼンマイ駆動)機関車と蒸気機関車は、動力がなくなるまで走行し、運転士が機関車を停止・再始動したり、速度を変えたりする手段はありませんでした。1890年代に商業的に登場した電気機関車の登場により、電流または電圧を変化させることで速度を制御できるようになりました。列車が変圧器と整流器によって駆動されるようになると、より高度なスロットルが登場し、すぐに交流駆動の列車にも、運転士が電源を入れ直すと方向転換したり、ギアをニュートラルにしたりする機構が搭載されました。直流駆動の列車は、極性を反転させることで方向転換できます。
電気は、レイアウトを独立したブロックに分割することで制御を可能にします。ブロックへの電力供給を低下または遮断することで、列車の速度を落としたり停止させたりすることができます。レイアウトをブロックに分割することで、複数の列車を運行する際に、高速列車が低速列車に接触するリスクを軽減できます。また、ブロックは信号機やその他の付属装置を作動させることもでき、リアルさや奇抜さを加えることができます。3レールシステムでは、通常、線路の一部の共通レールの1本を絶縁し、通過する列車によって回路が完成し、付属装置が作動します。
多くのレイアウトビルダーは、従来のDC設計ではなく、レイアウトのデジタル操作を選択しています。いくつかの競合システムの中で、2020年に大多数のメーカーが提供していたコマンドシステムは、デジタルコマンドコントロール(DCC)の派生でした。DCCの利点は、線路電圧が一定(通常20ボルトACの範囲)であり、コマンドスロットルが機器内に隠された小さな回路カード、つまりデコーダーに信号を送信し、速度、進行方向、ライト、煙、さまざまなサウンド効果など、個々の機関車のいくつかの機能を制御することです。これにより、モデラーが同じ線路上で複数の機関車を個別に操作できるため、よりリアルな操作が可能になります。いくつかのメーカーは、 DCCレイアウトのコンピューター制御を可能にするソフトウェアも提供しています。
大規模なもの、特に庭園鉄道では、庭での無線制御や DCC が人気になっています。


個々のレイアウトセクション(一般に「モジュール」と呼ばれる)間の接続性に関する標準化を策定する組織が複数存在します。これは、複数(十分なスペースと電力があれば数百)の人々やグループが、それぞれのモジュールをまとめ、可能な限り手間をかけずに接続し、列車を運行できるようにするためです。設計や運用の考え方はそれぞれ異なりますが、各組織は共通の目標を掲げています。それは、同じ仕様で製造された他のモジュールとの接続を容易にするための端部の標準化、電気系統、設備、曲線半径の標準化です。
