鉄道模型には当たり前のようにピボット軸受けが使われています。
以前こんな記事をアップしたことがありました。
その時は、本来の使い方や期待される機能とは実際には違う条件、状態で使われてるのではないかと、ちょっと引っかかっただけでしたが……
よくよく考えたら、主に荷重が小さく精密な位置決めや低摩擦が必要な小型計器指針用の軸受などとして使用されるピボット軸受けを、車両の荷重を支える車軸に横向きに使うこと自体がそもそもイレギュラーな使い方なのではと。
こういう用途に、軸端と軸受け穴の接する面が傾斜していて、荷重がかかれば軸受けから軸端が押し出されると同時に軸受けが外側に押し広げられる様な力が発生する構造の軸受けを使うのは、どう考えてもおかしいように思います。
でもいろいろ考えた結果、鉄道模型がピボット軸受けを採用したわけは、
加工精度が低くても大きな問題無く機能する（軸受けが多少曲がったり位置がずれたりしていても大丈夫。昔の玩具などでは、ポンチで凹ませただけの軸受け穴の位置や軸受け取り付け位置そのものがズレて車軸が斜めになっているようなのもザラにありました。プレーン軸受けではそうはいきません。ペラペラの薄い板にガバガバの軸穴が開いている様な軸受けなら大丈夫でしょうが）
ということと、
摩擦抵抗の軽減（大抵の場合ピボット軸受け本来の効果、機能を期待できない精度、条件だと思われるので、こっちのほうはどちらかというとオマケ的な目的だったのでは無いかという気がしないでもありません。玩具の軸受けで時計や小型計測器指針用のレベルの摩擦抵抗軽減など意図するはずも無いでしょうし）
ということで、
たかが知れている程度の荷重しか掛からない玩具や模型ならではの応用的な選択肢だったのだろう、と納得することにしました。
つまり、その昔ブリキの鉄道模型が大量生産され始めた時代に製造法や加工精度の事なども考慮して採用されたピボット軸受けがそのまま受け継がれて、それが摩擦抵抗の軽減にも効果的だったので、あまり車両が重くないスケールの模型ではそのままずっと使用され続けているのだろうという推測です。
LGBなどＧゲージクラスの模型は自分が知る限り全てプレーン軸受けです。車両重量がＨＯクラスとは比べ物にならないくらい重いですものね。しかし同じように相当重いはずの高級で実感的なＯスケールスタンダードゲージでもピボット軸受けは普通に使用されているようです。
なので結局のところ良くわからないというのが正直なところです。
今更ながらこんな事をメモしているのは、少し前になりますがＨＯ鴨居線を模型部屋のバックグラウンドノイズ？よろしくずーっと走らせ続けていた車両が脱線し、見たらプラ製の軸受け周りが擦り減って車輪が外れていたという事件があったからです。
バックマンＨＯスターターセットに入っていた廉価版アメリカ型貨車のプラ製車輪は車軸一体整形なので、軸も軸穴も両方擦り減っていました。もともと軸長が短くて左右動が大きく、ちょっと力を入れると外れるくらいのユルユルだった上に、注油を全くしていなかったのも良くなかったのだと思います。
ところが差し替えに取り付けようとしたケーディーの車輪は逆に軸が長くて軸受け穴をリューターで掘り込まないとつっかえて回らなかったのには笑ってしまいした。バックマン廉価版の作りはマジいい加減で楽しいです。
Ｎの方も確認したら同じように少しだけですが軸受け穴が擦り減っていたものがありました。
台車のプラの材質は普通はＡＢＳだと思うのですが、擦り減っていたのはスチロール製かもしれません。
いくら負荷が少なくても、それなりの素材と精度、それから潤滑油が無いとかなりの勢いで擦り減ってしまうということでしょう。
プレーン軸受けでも同じです。実際、中古で手に入れたホーンビィのクララベルの車輪は、プレーン車軸でしたが軸受け穴が擦り減って軸端が食い込み渋くて回りにくい状態だったので真鍮パイプを嵌め込んで修理しました。LGBの小型貨車でも同じような修理をした事があります。
ピボット軸受けの場合は最初は尖った軸先端が軸受け穴に点接触したような状態になるので面積あたりの荷重も大きいでしょうし、特に初期段階での擦り減りが大きいのではと思います。
でもまあ、個人の場合は普通まず問題が起こるほど走らせることなどないでしょうし、ピボット軸受けを使うのはどうのこうのという話ではまったなくて、単純にあれこれ思い巡らすのが楽しかったというお話でした。
追記：
ふと気付いたのですが、プラレールやレゴトレイン、ブリオ含めて、鉄道おもちゃはほぼみんなプレーン軸受けですね。構造的にもプレーン軸受けは穴を開けてシャフトを通すだけですし、ピボット軸受けみたいに手間のかかる加工はしなくて良いわけですから、鉄道模型の様に実感的な外見形状を第一に考えるのでなければ当然の選択とも言えますが、素材の材質や加工方法、加工精度の進歩も影響しているのかもしれません。
鉄道模型も、玩具に毛の生えたレベルで大量生産され始めた時代の加工精度がどの程度だったがわかりませんが、ひょっとしたらプレーン軸受けの方がトータルで見て製造が楽だったかもとも思います。
なのになんで鉄道模型ばかりに昔も今もピボット軸受けが目立って採用されているのでしょう？
やっぱりピボット軸受け採用の一番の目的は、摩擦抵抗の軽減という事だったのでしょうか？
またまた良くわからなくなってきました。
2023.9.16 追記；
