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철도모형

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1. 개요

철도모형은 실제 철도 차량을 축소하여 제작한 모형으로, 1891년 독일에서 처음 등장한 이후 유럽, 미국, 일본 등지에서 발전해왔다. 초기에는 궤간과 축척에 통일성이 없었으나, 20세기 초 표준화가 진행되었고, 현재는 G, O, HO, N, Z, T 게이지 등 다양한 규격이 존재한다. 철도모형은 열차 차량, 레일, 제어 기기, 건물 등으로 구성되며, 전기, 태엽, 증기 등 다양한 구동 방식을 사용한다. 유럽, 북아메리카, 동아시아에서 취미로 보급되었으며, HO게이지와 N게이지가 널리 사용된다. 최근에는 디지털 제어 방식과 사운드 시스템 등 기술 발전이 이루어지고 있으며, 한국에서도 일부 기업이 철도모형을 제작하고 있다.

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철도모형
모형 철도
설명철도 운송 시스템을 축소하여 만든 모형
목적취미 활동
엔지니어링
수집
실물 철도 재현
연구 및 교육
유형기성품 모형
조립식 모형
자작 모형
재료플라스틱
금속
목재
종이
역사
초기 형태1840년대부터 시작
어린이 장난감 형태
초기 모형바닥에 움직이는 기차 장난감
시계 장치로 작동
수동으로 조작
발전1890년대 말 전동식 등장
20세기 초 다양한 축척과 표준 개발
산업화1900년대부터 대량 생산
1920년대 이후 급격한 성장
축척과 궤간
축척실제 크기에 대한 모형 크기의 비율
궤간레일 사이의 거리
주요 축척O 스케일 (1:43 또는 1:48)
S 스케일 (1:64)
HO 스케일 (1:87)
N 스케일 (1:160)
Z 스케일 (1:220)
기타 스케일G 스케일 (정원용)
TT 스케일 (1:120)
OO 스케일 (4mm 스케일)
전원 및 제어
초기 전원시계 장치
수동 조작
전동식대부분의 모형은 전기 모터 사용
직류 (DC) 또는 교류 (AC) 사용
디지털 명령 제어 (DCC) 시스템 사용
제어 시스템기존: 기차 속도 및 방향 제어
디지털: 각 기차 개별 제어
컴퓨터 소프트웨어 제어 가능
모형 철도의 요소
철도 차량기관차
객차
화차
특수 차량 (예: 제설차)
선로 및 설비레일
침목
전환기 (포인트)
신호기
건널목
풍경
언덕
터널
다리
건물
나무
식물
인물 및 동물
모형 철도의 유형
실내형테이블 위 또는 별도 공간에 설치
집 또는 모형 클럽에서 사용
정원형실외에 설치
G 스케일 등 대형 모형 주로 사용
모형 철도 제작 및 수집
조립 및 제작기성품 키트 조립
직접 부품 제작
수집특정 모델, 브랜드, 시대를 수집
모형 철도 장터 또는 온라인 경매 이용
오래된 제품은 희소성 가짐
관련 활동
모형 철도 클럽정보 공유, 공동 전시
모형 철도 애호가들의 커뮤니티 활동
전시회모형 철도 레이아웃 전시
모형 철도 관련 상품 판매
일반 대중에게 공개
디지털 기술
디지털 명령 제어각 기차를 개별적으로 제어
고급 기능 (소리, 조명) 추가 가능
컴퓨터 제어자동화된 열차 운행
복잡한 레이아웃 관리
3D 프린팅맞춤형 부품 제작
개조 및 수리 용이
참고 자료
간행물모형 철도 잡지, 서적
웹사이트온라인 커뮤니티, 포럼
쇼핑온라인 및 오프라인 매장
추가 정보전미 모형 철도 협회 모형 철도 산업 협회

2. 역사

1891년, 독일 라이프치히견본시메르클린(Märklin)사가 궤간 45mm, 태엽 구동 방식의 증기 기관차 철도모형을 출품했다. 이후 유럽과 미국 각지에서 철도모형 제조기업이 등장했지만, 이들 기업의 상품은 궤간이나 축척에 통일성이 없었다.

20세기 전반에 걸쳐 철도모형의 규격 표준화가 진행되었다. 1910년대잉글랜드에서는 S게이지가 보급되었다. 1910년 미국 라이오넬사가 O게이지를 생산 및 판매하기 시작한 후, O게이지는 유럽 및 미국 각지에서 철도모형의 기준으로 널리 보급되었다. 1935년 독일 Trix사가 HO게이지를 발표하고, 1936년 메르클린사가 HO게이지 생산을 시작했지만, 제2차 세계 대전 발발로 생산이 정체되었다.[9] 당시 철도모형은 고급품으로, 유럽, 미국 및 일본의 일부 부자들만이 즐기는 사치품이었다. 제2차 세계 대전으로 유럽과 일본 각지가 파괴되어, 현존하는 당시의 철도모형은 매우 적다.

제2차 세계 대전 이후, HO게이지가 세계적으로 급속히 보급되며 기존의 여러 게이지들을 대체해 나갔다. 동시에 미국에서는 NMRA(National Model Railroad Association)가 규격을 제정하여 철도모형의 통일화(규격화)가 진행되었다.[9] 1962년 서독 Arnold사가 N게이지를 생산 및 판매하기 시작했고, 1965년에는 일본 세키스이금속(KATO)사가 N게이지를 생산 및 판매하면서 N게이지가 세계 각지에 보급되었다. 1968년 서독 Lehmann사가 G게이지를 발표했고, 1977년에는 메르클린사가 Z게이지를 생산 및 판매하면서 현재 철도모형의 기준이 완성되었다.

2006년 일본 에이신도(榮進堂)사가 T게이지를 발표했다. T게이지는 세계 최소의 양산 철도모형으로, 2008년 판매를 시작했지만, 2010년 에이신도사는 제조 및 판매를 중지했다.

2. 1. 영국

괴테의 로켓호 모형 (Goethe, 행방불명)


영국에서는 19세기 초부터 철도모형이 생산되었다. 초기에는 실제 기관차의 홍보용으로 제작되었다.

1862년, 런던의 메이어스(Meyers)가 카탈로그에 증기기관차를 게재했다. 1898년에는 배셋-로크(Bassett-Lowke)가 창업하여 독일의 빙(Bing) 등을 하청으로 하여 축소모형을 공급하기 시작했다. 배셋-로크는 1921년에 OO게이지를 출시했다.

2. 2. 독일

1835년 아드러호와 아연으로 만든 인형과 객차가 판매되었다. 1840년에는 최초의 독일산 판금으로 만든 철도 모형 생산 기록이 남아 있다. 1886년, 빙이 최초의 제품을 출시했다. 1887년, Schonner가 축척 약 1/22, 궤간 65mm와 축척 약 1/12, 궤간 115mm의 증기 기관차와 객차, 선로를 출시했다.

1891년, 메르클린(Märklin)이 라이프치히 메세(Leipzig Messe)에 최초의 철도 모형을 출품했다. 메르클린은 처음에 0번, 1번, 2번, 3번이라는 명칭의 철도 모형을 생산했다. 1901년에 잡지에서 처음으로 철도 모형의 표준화·규격화에 대한 논의가 이루어졌고, 1891년 메르클린의 규격을 기준으로 할 것이 결정되었다.

1922년에 빙에서 0번 규격의 절반 크기인 OO번(OO게이지)이 출시되어 Bing-Tischeisenbahn(빙 탁상 철도)이라는 이름으로 전개되었다. 처음에는 태엽식이었지만, 1924년에는 전기식이 되었다. 1935년 봄에 트릭스에서, 가을에는 메르클린에서 OO게이지 제품이 출시되었다.

2. 3. 미국

1910년, 미국 라이오넬(Lionel)사의 O게이지 생산 및 판매 시작 후, O게이지가 철도모형의 기준으로서 유럽 및 미국 각지에 널리 보급되었다.[9] 제2차 세계 대전 후, 세계에서는 HO게이지가 급속히 보급되었다.[9] 동시에, 미국에서는 NMRA(National Model Railroad Association)가 규격을 제정하여 철도모형의 통일화(규격화)가 진행되었다.[9]

2. 4. 일본

일본에 전래된 철도 모형: 가에이 연간 도래 증기차


타나카 히사시게 등이 제작한 증기기관차 모형 (가에이 6년(1853년))


막말 시대에 제정 러시아의 푸차친이 증기 기관차 모형을 선보였고, 페리는 흑선으로 우라가에 왔을 때 에도 막부에 증기기관차 모형을 헌상했다.[22] 가에이 6년(1853년) 사가번의 타나카 히사시게가 증기 기관차 모형을 만들었다. 키도 다카요시가 나폴레옹호(야마구치현 야마구치 박물관 소장)를 가져왔다는 기록도 있다. 가가의 오오노 벤키치도 증기기관차 모형을 만들었다. 이 기관차들은 2003년 국립과학박물관에서 개최된 에도 대박람회에서 전시되었다.[23] 이처럼 일본에서는 실물보다 모형이 먼저 완성되어 증기기관에 대한 이해가 깊어졌다. 그 후 철도성에서 교재로 만들어졌다.

전기를 동력으로 하는 철도 모형은 1890년 우에노에서 도쿄전등 스프레이그식 전차가 운행된 제3회 내국 권업 박람회에서 전시된 것으로 보인다. 이 모형은 원형 테이블 위에 깔린 선로를 손으로 돌리는 다이너모로 움직였다. 후에 이 모형은 일본 라이브 스팀의 선구자인 다구치 우키치가 입수했다.[24] 이 모형은 도쿄시에 기증되었다.[25]

메이지 후반, 우에노의 기쿠야나 긴자의 이토야에 수입 모형 기관차가 전시되었고,[26] 2번, 1번, O게이지 등이 수입되어 점차 보급되었다. 간토와 간사이의 백화점은 철도 모형에 힘을 쏟았고, 미츠코시에서 판매한 국산 철도 모형 세트에 들어 있던 트랜스(제조: 관전기 제작소)에는 미츠코시의 로고 마크가 있었다.[27] 제2차 세계 대전 이전의 메이커로는 아사히야, 관전기 제작소, 니시오 온키치 모형 공장, 치요다계기공작소, 카와이 모델 등이 있다. 당시의 모형은 부유층 자녀의 고가 장난감이었다. 관전기 제작소에서는 미국이나 영국에 수출했다.[30]

1924년 창간된 『어린이의 과학』에 혼마 키요토가 전기 기관차 만드는 법, 정원 철도의 레이아웃 등 모형 제작 기사를 연재했다. 야마키타 토지로[32]가 전기 기관차와 전기 관련 제작 기사를 연재했다. 과학교재사[33]에 의해 모터, 바퀴, 레일, 트랜스 등 철도 모형 부품 판매가 시작되었고, 어린이의 과학 전람회를 개최하여 철도 모형 발전에 기여했다.[24] 혼마 키요토는 『어린이의 과학』에서 "50mm 게이지"를 제창했고, 이것이 일본에서의 철도 모형 표준 궤간의 선구가 되었다. 이 시대의 축척은 발매된 제품의 밑바퀴와 팬터그래프는 약 1/40, 연결기는 1/20 정도이고 차체는 각자의 취향에 따라 1/21부터 1/30 정도로 통일되지 않았다. 『과학화보』에서 "모범적인 전기 기관차 만드는 법"을 집필한 코사이 켄은 1/30·35mm 게이지를 채용했다. 1927년 니혼바시 미츠코시에서 개최된 어린이의 과학 주최 제1회 모형의 나라 전람회에서 이 규격의 전기 기관차가 최우수상을 수상하며 주목을 받았고, 1929년에 창간된 『철도 (잡지)』는 이 게이지를 추진했다.[24] 메이커도 뒤따라 제품을 발매했고,[36] 35mm 게이지는 전전 일본 철도 모형 규격의 주류가 되었다. 미토이회(35를 본뜬)라는 모형 클럽이 창립되어, 장소를 빌려 자주 공개 운전을 실시했고, 그 모습이 뉴스 영화로 소개되었다.[37] O게이지 유래의 32mm 게이지를 축척 1/40-1/42로 제작하는 애호가도 있어, 치요다 계기 공작소에서는 완성품도 발매되었다. 1938년 『모형 철도』에서 유야마 이치로가 "모형 철도의 표준 궤간"을 발표했다. 이 기사는, 일본 고유의 35mm 게이지와 비교하여 궤간 32mm의 O게이지를 하면, 미국식도 영국식도 일본식도(축척은 조정하지만) 같은 선로 위를 주행 가능하다고 하여 O게이지의 장점을 설명하고, 일본식 축척에 대해서는 1/45를 추천했다. 하지만 35mm 게이지 옹호파의 반발로 양자의 다툼을 낳았고, 일본이 제2차 세계 대전에 패전할 때까지 계속되었다.[38] 『과학과 모형』에 "16번 게이지 일본 표준 규격에 대해"를 발표한 야마자키 키요히도 국적 반역자 비국민이라고 공격받았다.[40]

제2차 세계 대전 후, 모형점에는 철도 모형을 좋아하는 미국인 장교들이 와서 정교한 고가의 모형을 주문하여 호황을 누렸다. O게이지, HO게이지를 수출하여 외화 획득에 힘썼다.[41] 텐쇼도, 카츠미 모형점은 미국 수출용 고급 황동 제품을 제작하여 높은 평가를 받았다. 토비 모형점의 유럽 수출용 제품은 당시 유럽에서 대량 생산되던 플라스틱 제품에 비해 디테일과 주행 성능, 아름다운 도장 등이 평판이 좋았다. 후지야마, 유나이티드=합동, 쿠마다 무역, 오리온 등 외국형 전문 메이커가 있었다.[42] 1960년대가 되면 16번 게이지가 애호가층을 중심으로 보급되었지만, 일본식 차량의 제품은 메이커가 수출품 중심이기도 하여 텐쇼도는 1968년 시점[43] 증기 기관차는 9600형뿐, 전기 기관차는 1966년 시점[44] EB10형, ED42형, EF15형, EF30형, EF62형이라는 상황이었다. 제품의 우열이 심해 잡지의 제품 소개에서 "욕을 하지 않는데 애썼다[45]"는 상황이었다. 환율 관계로 수출이 어려운 시대가 된 후에는 국내 시장으로 전환하여, 일본식도 질과 양 모두 충실해졌다.[47] 1980년대 이후 N게이지의 보급에 따라, 애호가층이 확대되어 현재에 이른다. 경편 철도나 산업용 궤도를 재현하는 내로 게이지 모델을 즐기는 애호가도 있다.

세계에서 가장 작은 양산품인 궤간 3mm의 T게이지 동력차.


2008년에 일본의 영진당에서 축척 1/450, 궤간 3mm의 T게이지가 발매되었다.[49]

2. 5. 한국

대한민국에서는 1980년대 이후 황동 소재의 철도모형(Brass model)을 제조하는 기업이 여럿 나타났다. 삼홍사 등 일부 기업은 제조를 중단했지만, 아진정공, 한국부라스(MKT) 등은 현재도 철도모형 제조를 계속하고 있다.[10] 그러나 이들 기업의 양산 제품은 대부분 수출외국 모형이며, 한국철도 (KORAIL 등) 모형은 2012년 코레일 주최 제1회 철도문화체험전에서 대상을 받은 특대형기관차(GT26CW-2) 모델을 더욱 완벽하게 재현하여 2015년에 [https://www.facebook.com/hkpm7788 hantrack에서] 한국 최초의 구동 모형이 발매되기 전까지는 존재하지 않았다.

이전에는 전시용 열차 차량이 수량 한정으로 제조 및 판매된 적이 있다. 1999년 대한민국 철도청이 한국철도 개업 100주년 기념으로 동차형 새마을호(DHC)를 100세트 판매했고, 2010년 하비프라자가 KTX-산천을 10세트 제조 및 판매했다.[10] 이후 KTX-산천, KTX 등의 생산이 이루어지고 있으며, 가격은 전시용 129000KRW의 풀레진 모형이 판매 중이다. 또한 조립형 키트도 판매 준비 중이다.

2013년 기준으로, 디에프지코리아에서 KORAIL과 협찬하여 8000호대 전기 기관차 모형을 제조할 예정이다.

2011년 현재, 한국철도의 구입 가능한 운전용 양산 모형은 일본 난요물산(南洋物産)사가 판매(제조: YK기획)하고 있는 동차형 새마을호(DHC)뿐이다.[10] [https://web.archive.org/web/20121115132831/http://www.k4.dion.ne.jp/~toa-sato/stocklist.htm 재고표(일본어)]

3. 규격

철도모형은 실물을 특정 비율로 축소한 스케일 모델이기 때문에, 궤간(게이지)과 축척(스케일)이 표준화되어 있다. 이러한 규격은 유럽과 미국의 철도모형 동호회(MOROP, NMRA 등)에 의해 제정되고 있다.[7][8]

여러 게이지와 BRIO 목제 열차 비교


철도 모형에는 축척(스케일), 궤간(게이지), 전동식의 경우 전류·전압 등 다양한 규격이 존재하며, 그러한 규격에 따라 제품화되고 있다. 또한 직접 제작하는 경우에도 이러한 규격에 맞추어 제작되는 경우가 많다.

철도 모형의 규격은 제조사나 철도 모형 애호가 단체에 의해 결정되므로 국가·지역, 제조사 등에 따라 차이가 있으며, 공통점은 있지만 완전히 동일하지는 않다. 각 지역의 규격은 궤간은 미터법과 야드·파운드법의 차이 외에는 대체로 동일하지만, 명칭이나 축척은 서로 다른 경우도 있다.

규격의 명칭은 일본이나 영국에서는 게이지, 미국(NMRA 규격 등)에서는 스케일이라고 불린다.

각 규격은 원칙적으로 실물의 표준궤 궤간 1435 mm를 축소한 것이다(스탠더드 게이지 모델). 그 외에 표준궤보다 좁은 협궤 궤간을 재현한 내로우 게이지나, 광궤 궤간을 재현한 브로드 게이지도 존재한다.

철도 모형 규격 개요
궤간규격축척(주요 것)개요
190.5 mm7.5인치 게이지1/7.5, 1/5.6주로 라이브 스팀에서 채용.
184.15 mm7-1/4인치 게이지
7.25인치 게이지
1/7.8주로 유럽과 미국의 라이브 스팀에서 채용.
127 mm5인치 게이지
5번 게이지
1/12, 1/8.4주로 라이브 스팀에서 채용.
89 mm3.5인치 게이지
3번 게이지(III)
1/16, 1/12주로 라이브 스팀에서 채용. 20세기 초 영국에서 제정된 3번(III) 게이지(축척 1/24·궤간 64 mm)는 현재의 2번(II) 게이지에 해당하므로 주의.
70.7 mmF게이지1/20.3원래는 궤간 45 mm로 궤간 3피트(914 mm) 차량 모형을 위해 생겨난 축척이며, 후에 같은 축척으로 표준궤 차량 모형을 만드는 사람도 나타남.
64 mm2번 게이지(II)1/22.5현재의 2번(II) 게이지는 20세기 초 영국에서 제정된 3번(III) 게이지(축척 1/24·궤간 64 mm)가 기원. 20세기 초 영국에서 제정된 2번(II) 게이지(축척 1/27·궤간 51 mm)는 폐지됨.
50 mm50 mm 게이지불명전전 일본에서 어린이 과학 잡지에서 본마 기요토가 제작 기사를 집필하여 보급. 후에 35 mm 게이지가 보급되면서 폐지.
45 mm1번 게이지(I)1/30.5, 1/32관상용이나 라이브 스팀에 사용. 1/30.5(10 mm 스케일)는 주로 영국에서 채용.
G게이지1/22.5, 1/24, 1/29독일 레만 제품을 시초로 하는 정원 철도용 궤간. 원래는 2번 게이지의 내로우 게이지. 전반적으로 디폴메(쇼티)되어 다소 장난감 같지만, 뿌리깊은 애호가가 있음.
35 mm35 mm 게이지1/30일본에서 전전, 과학화보지에서 고자이 켄이 제창. 전후, 모터 소형화, O게이지, HO게이지 보급에 따라 쇠퇴.
32 mmO게이지
0, 영번, 0번
1/43, 1/45, 1/48
29.9 mmQ게이지
Proto48
1/48미국 O게이지(O스케일)의 축척 1/48에서 표준궤가 29.9 mm이므로, O게이지에서 파생된 규격.
24 mmOJ게이지1/45일본에서 정밀성 추구 애호가들 사이에서 O게이지에서 파생.
22.5 mmS게이지1/64미국 아메리칸 플라이어 등에서 채용. 1번의 절반 크기였던 것에서 H1(하프 1)이라고도 불림.
19 mmOO게이지1/76아메리칸 OO라고도 함. 미국 OO게이지는 궤간 16.5 mm가 아니라 축척 1/76에서 산출한 궤간 19 mm를 채용. 현재는 폐지.
18.83 mmP4게이지1/76OO게이지 파생 규격 중 하나로, P4게이지 또는 Proto4라고 불림. OO게이지, EM게이지보다 축척과 궤간 관계가 더 정확.
18.2 mmEM게이지1/76OO게이지 파생 규격 중 하나. OO게이지보다 축척과 궤간 관계가 더 정확. Eighteen Millimetres가 명칭 유래.
16.5 mmHO게이지1/80, 1/87북미와 유럽 대륙에서 가장 널리 보급. 일본형은 주로 1/80으로 제작되는 외에, 1950년대 유럽에서 기술적 문제로 채용.
OO게이지1/76주로 영국에서 보급. OO/HO 등 HO와 병기되는 경우도 있음.
12 mmTT게이지1/101.6, 1/120동유럽에서 널리 보급. 영국에서는 축척 1/101.6의 3mm 스케일 채용.
9 mmN게이지1/150, 1/160
6.5 mmZ게이지1/220
3 mmT게이지1/4502010년 시점에서 일본에서 양산·시판된 것 중 가장 작은 철도 모형.



스케일은 "자" 또는 "축척"을 의미하며, 크기는 치수를 의미한다. 일본에서는 미터법이 채택되었으므로 분수 표시가 주류이지만, 야드·파운드법을 채택하고 있는 미국에서는 1피트(304.8 mm)를 몇 인치로 할 것인가 하는 표시법이 사용된다.


  • 예를 들어, 1피트를 1인치로 하면 1/12 크기(1인치 스케일)이고, 1/2인치로 하면 1/24 크기(1/2인치 스케일)이다. 마찬가지로 3/8, 1/4, 3/16, 1/8로 하면 각각 1/32 크기, 1/48 크기, 1/64 크기, 1/96 크기로 표시된다.


영국에서는 야드·파운드법과 미터법을 조합한 1피트를 몇 mm로 할 것인가 하는 표시법, mm 스케일이 사용된다. 영국의 철도 모형 축척은 mm 스케일을 기반으로 한 사례가 많다.

: 10mm 스케일 = 1/30.5 … 영국에서 1번 게이지 축척

: 7mm 스케일 = 1/43.5 … 영국에서 O게이지 축척

: 4mm 스케일 = 1/76.2 … OO게이지 축척

: 3.5mm 스케일 = 1/87 … HO게이지 축척(초기 OO게이지도 이 축척)

: 3mm 스케일 = 1/101.6 … 영국에서 TT게이지 축척

: 2mm 스케일 = 1/152 … OOO게이지 축척, 이 축척으로 9.42mm 궤간 모형 규격도 있음.

3. 1. 축척 (Scale)

철도모형은 실물을 비례 축소한 스케일 모델이므로, 궤간(게이지, Gauge)이나 철도 차량, 건축물 등의 축척(스케일, Scale)이 표준화되어 있다. 현재 유럽미국에서 철도모형 동호회(MROP 등)가 통일 규격을 제정하고 있으며, 대표적인 기준은 7종류가 있다.[7][8]

명칭궤간
(mm)
주된 축척
Live Steam184 또는 1901/8
G게이지451/22.5
O게이지321/43.5 - 1/48
S게이지22.421:64
HO게이지16.51:80, 1:87 등
N게이지91/148 - 1/160
Z게이지6.51:220



'축척'과 '궤간'은 서로 바꿔 쓸 수 있는 것처럼 보이지만, 의미가 다르다. '축척'은 원본에 대한 모형의 비율 측정값인 반면, '궤간'은 레일 사이의 간격이다.[7][8]

주된 축척 기준은 유럽 방식(NEM), 북아메리카 방식(NMRA 방식), 영국 방식, 일본 방식의 4종류가 있다. 예를 들어 N게이지의 경우, 궤간은 9mm로 동일하지만, 축척은 NEM 및 NMRA 방식이 1/160, 영국 방식이 1/148, 일본 방식이 1/150(단, 신칸센은 1/160)으로 각각 다르다.

축척비율
T1:450
ZZ1:300
Z1:220
N1:160
2mm1:152
TT1:120
3mm1:101
HO1:87
OO1:76.2
S1:64
O1:48
11:32
G1:22.5


3. 2. 궤간 (Gauge)

(mm)주된 축척Live Steam184 또는 1901/8G게이지451/22.5O게이지321/43.5 - 1/48S게이지22.421:64HO게이지16.51:80, 1:87 등N게이지91/148 - 1/160Z게이지6.51:220



N게이지 궤도 (궤간 9mm)


궤간은 같더라도, 열차 차량 등의 축척은 지역에 따라 다르다. 주로 유럽 방식(NEM), 북아메리카 방식(NMRA 방식), 영국 방식, 일본 방식의 4가지 종류가 있다. 예를 들어 N게이지의 경우 궤간은 9mm로 같지만, 축척은 NEM 및 NMRA 방식이 1/160, 영국 방식이 1/148, 일본 방식이 1/150(신칸센은 1/160)으로 각각 다르다.

초기에는 두 레일의 중심 간 거리로 표시되었으나, 현재는 레일 머리 부분의 안쪽 거리를 궤간으로 사용한다.

실물을 축소하면 궤간은 자유롭게 정할 수 있지만, 실제로는 어느 정도 수의 궤간으로 모여진다.

; 표준궤와 협궤·광궤

원칙적으로 실물의 표준궤(1435mm)를 기준으로 축소한 것이 모형의 표준 규격이다. 일본이나 남아프리카공화국 등에서는 실제로 협궤가 많지만, 시판되는 모형은 표준궤 사양인 경우가 많다. 핀란드아일랜드 등에서는 실제로는 광궤이지만, 시판되는 모형은 표준궤 사양인 경우가 많다.

rowspan="2"|실물 궤간
1250 mm 이상 1700 mm 이하850 mm 이상 1250 mm 미만650 mm 이상 850 mm 미만400 mm 이상 650 mm 미만300 mm 이상 400 mm 미만
규격명XX
(표준궤 모델)
XXmXXeXXi (XXf)XXp

3. 3. 지역별 규격 차이

궤간은 동일하더라도, 열차 차량 등의 축척은 지역에 따라 다르다. 주된 축척 기준은 유럽 방식(NEM), 북아메리카 방식(NMRA 방식), 영국 방식, 일본 방식의 4종류가 있다.[7] 예를 들어, N게이지의 경우 궤간은 9mm로 동일하지만, 축척은 NEM 및 NMRA 방식이 1/160, 영국 방식이 1/148, 일본 방식이 1/150(단, 신칸센은 1/160)으로 각각 다르다.[8]

축척비율
T1:450
ZZ1:300
Z1:220
N1:160
2mm1:152
TT1:120
3mm1:101
HO1:87
OO1:76.2
S1:64
O1:48
11:32
G1:22.5


4. 구성 요소

철도모형은 열차차량, 레일(궤도), 제어 기기(컨트롤러), 건물(스트럭처), 기타 부품과 액세서리로 구성된다. 열차를 운전하려면 열차차량, 레일, 제어 기기 3가지를 갖추어야 한다.

디오라마는 간단한 원형이나 타원형 선로에서 실제 장소를 축척에 맞춰 사실적으로 재현한 것까지 다양하다. 모형 제작자들은 모형 기차를 수집하고 기차가 지나갈 풍경을 만들거나, 자신만의 축소 모형 철도를 운영하기도 한다.

차량을 연결하는 연결기는 종류가 다양하며 서로 호환되지 않는다. HO 스케일에서는 미국이 혼-후크(horn-hook) 또는 X2F 연결기를 표준으로 채택했지만, 작동식 knuckle 연결기 디자인으로 대부분 대체되었다. 작동식 knuckle 연결기는 실제 철도에서 사용되는 "자동" 연결기와 비슷하다. 유럽 제조업체는 연결기 자체가 아닌 연결기 마운트를 표준화했다. 영국 모형 제작자들이 가장 많이 사용하는 OO 스케일의 경우 일반적인 연결기는 장력 고정 연결기(tension-lock coupler)이다.

분류:철도 모형

4. 1. 주행 방법

철도모형은 기본적으로 모형 외부에서 발전된 전기를 이용하여 움직인다. 전기는 가정용 콘센트 또는 전지로부터 얻어 직류 전기로 변환된다. 전류전압 조정 후, 제어 기기는 레일(일부 제품은 가선)에 전기를 보내고, 열차 차량은 레일이나 가선으로부터 전기를 수집해서 모터를 움직인다. 전기 수집 방법은 세계 공통이므로, 기본적으로 동일 선로에서 각국 제조 기업의 차량을 주행할 수 있다.[50]

레일의 전기와 열차의 진행 방향 관계 (직류 방식, N게이지)


다만, 주의사항이 있다. 레일 및 제어 기기는 여러 모형 제조 기업이 판매하고 있지만, 각 기업에서 상세 구조가 다르기 때문에 여러 기업의 레일을 접속할 수 없다. 또, 현재는 대부분의 철도 모형이 직류 전기를 사용하지만, O게이지의 다수 및 메르클린사 제조의 HO게이지는 교류 전기를 사용한다. 교류 방식은 선로 중앙의 전류가 통하는 레일로 전기를 수집하므로, 기본적으로 직류 방식의 모형과 함께 사용할 수 없다.

직류 이선식


직류를 얻으려면 축전지 또는 소형의 정류기가 필요했다. 자동차 산업이 발달한 미국에서는 셀렌 정류기가 가정용으로 시판되기 시작했으므로, 이것을 이용하여 “직류 12V”라는 규격이 성립되었다. 일반적으로 좌우 레일만으로 집전하는 직류 이선식이 사용되지만, 소수이지만 직류 삼선식의 철도 모형도 존재한다. 트릭스에서는 직류 이선식의 “트릭스 인터내셔널”에 대해 직류 삼선식의 “트릭스 익스프레스”가 존재한다.

직류 이선식에서는, 주로 차량에서 보아 오른쪽에 있는 레일에 플러스(+) 전기가 흐를 때 전진하는 제품이 많다.[50]

직류 방식의 장점은 기계적인 역전 장치 없이 자유롭게 전진, 후퇴를 선택할 수 있다는 것이었다. 교류 방식의 직권 전동기계자를 차재 정류기로 일정 방향 자계로 하면(이것을 Polarized라고 한다) 손쉽게 스위치 하나로 진행 방향을 바꿀 수 있었다. 제2차 세계 대전 에는 영구 자석계자가 되었고, 이것은 분권 전동기의 일종이며 모형 차량의 구동용 전동기로 가장 적합하다고는 할 수 없지만 널리 사용되게 되었다.

현재 가장 진보된 구동 방식에서는, 전자 제어로 모터의 회전 수를 실물을 모방한 가감속 곡선으로 구동하고, BEMF(역기전력)를 측정하여 회전 수를 일정하게 유지하는 방식을 취하고 있다. 또한, 영구 자석에 흡착되지 않는 무철심형 모터(코어리스 모터)를 채용하고, 역구동하는 웜 기어와 조합하여 밀어서 움직이는(''Free-rolling mechanism'') 동력차가 실용화되고 있다.

12V라는 전압은 전술한 바와 같이 자동차 산업에서 파생된 규격이었지만, 선로가 길어지면 전기 저항을 무시할 수 없게 되어, 전류값을 줄여 전압 강하를 작게 할 수 있는 고전압화 논의가 1980년대에 시작되었다. 24V로 승압하는 움직임도 있었지만, 효율이 좋은 모터의 채용과 함께 그 목소리는 들리지 않게 되었다. O게이지, G게이지에서는 레이아웃의 규모가 크기 때문에, 12V 차량이라도 경우에 따라 16-18V를 채용하는 경우도 있다.

4. 2. 건물등과 레이아웃

철도모형 레이아웃은 철도 차량, 선로, 건물, 주변 풍경 등을 포함하여 실제 철도 환경을 축소하여 재현한 것이다. 레이아웃 제작은 철도모형 취미의 중요한 부분이며, 다양한 규모와 형태로 제작될 수 있다.

배경 제작에는 금속망, 골판지 조각 격자 또는 확장된 스티로폼(폴리스티렌) 시트 조각 등 다양한 건축 자재를 사용하여 지형을 준비하는 과정이 포함된다. 지형 위에는 석고 주조, 석고, 혼합 종이 펄프(종이죽) 또는 경량 폼/섬유유리/뽁뽁이 복합재(지오데식 폼 조경) 등이 사용된다.[9]

배경은 정전기 잔디 또는 '''산포'''로 덮여 지표면을 대체한다. ''산포'' 또는 ''플록''은 디오라마와 모형 철도 제작에 사용되는 물질로, 잔디, 양귀비, 갯솜, 선로 바닥재 및 기타 경관 지표면의 효과를 모방한다. 선로 바닥재 모방에는 보통 고운 입자의 분쇄된 화강암이 사용된다. 색깔 있는 잔디 모방에는 보통 색이 입혀진 톱밥, 나무 조각, 또는 분쇄된 이 사용된다. 폼이나 천연 이끼 또는 상업용 '''산포''' 재료는 관목을 모방하는 데 사용될 수 있다. 잔디의 경우, 정전기 잔디가 산포의 대안으로 사용되는데, 정전기를 이용하여 모방된 잔디를 실제로 세운다.

건물과 구조물은 키트로 구입하거나 판지, 발사 나무, 너도밤나무, 기타 연질 목재, 종이 또는 폴리스티렌이나 기타 플라스틱으로 제작할 수 있다. 나무는 서양 , 캔디 터프트, 카스피아와 같은 재료로 만들 수 있으며, 여기에 접착제와 모형 잎이 붙여진다. 또는 전문 제조업체에서 기성품으로 구입할 수도 있다. 물은 폴리에스터 주조 수지, 폴리우레탄 또는 물결 모양의 유리를 사용하여 모방할 수 있다. 바위는 석고 또는 폼 백킹이 있는 플라스틱으로 주조할 수 있다. 주조품은 얼룩으로 칠하여 색상과 그림자를 표현할 수 있다.

5. 철도모형의 현황

철도모형은 유럽, 북아메리카, 동아시아 등지에서 취미로 널리 퍼져있으며, 관련 제조 기업도 이 지역들에 몰려 있다. 세계적으로 HO게이지와 N게이지를 쉽게 구할 수 있지만, 지역별로 보급 상황은 다르다.

HO게이지 레이아웃


O게이지 디오라마


철도모형은 실제 철도 차량을 특정 축척(scale)과 궤간(gauge)으로 축소한 것으로, 선로, 역사, 주변 건물, 자연 풍경까지 포함하며, 자체 동력으로 움직인다. 크기는 매우 작은 것부터 사람이 탈 수 있는 큰 것까지 다양하다.

실제 철도와 달리 철도모형 선로의 곡선은 대부분 단심 곡선이며, 전력 공급 방식 등에도 차이가 있다.[21] 초기에는 비싼 취미였으나 점차 대중화되면서, 좁은 주택 사정에 맞춰 소형 모형이 더 보급되는 경향을 보인다. 철도모형은 차량과 궤간이 항상 짝을 이루며, 규격화된 축척 덕분에 기성품을 쉽게 이용할 수 있다.

유원시설 등에 있는 실제 철도의 1/3 크기 모형이나 실물 크기 시제품(mock-up)은 넓은 의미에서 "모형"이지만, 일반적으로 철도모형으로 부르지 않는다.

철도모형은 다음과 같은 다양한 방식으로 즐길 수 있다.

5. 1. 세계 각지

유럽은 현재의 철도모형의 기초가 탄생한 지역이며, 경제적으로 발전한 서유럽, 중앙유럽에서 모형 동호인이 많다. 특히, 독일은 동호인의 인구가 많아 철도모형 기업도 국내에 풍부하게 존재한다. 유럽의 철도모형은 세계에서 가장 오래된 철도모형 기업인 메르클린(Märklin)사를 중심으로 발전해 왔다. 그 때문에, 유럽의 소비 시장에서는 메르클린사의 교류 방식 HO게이지의 시장 점유율이 높다.[3]

북아메리카는 유럽과 같은 시기에 철도모형이 보급된 지역이며, 동호인의 인구는 압도적으로 미국이 많다. 미국에서는 T게이지, Z게이지부터 정원 철도 (Live Steam)까지, 대부분의 철도모형 기준으로 일정한 동호인 인구가 존재한다. 그 때문에, 미국의 소비 시장에서는 각 기준의 철도모형을 비교적 간단히 구입할 수 있다.[3]

동아시아는 비교적 최근에 철도모형이 보급된 지역이며, 동호인의 인구는 일본이 많다. 일본에서는 1960년대 KATO(세키스이금속사)의 N게이지 판매 시작 이후, N게이지를 중심으로 철도모형이 보급 및 발전했다. 1990년대 이후, 철도모형 시장은 타이완 및 중국에도 확대되어, 여러 철도모형 제조기업이 각국의 열차 차량을 HO게이지 및 N게이지로 제품화하고 있다.[3]

5. 2. 한국

대한민국에서는 1980년대 이후 황동 소재의 철도모형(Brass model)을 제조하는 기업들이 등장했다. 삼홍사 등 일부 기업은 제조를 중단했지만, 아진정공, 한국부라스(MKT) 등은 여전히 철도모형 제조를 계속하고 있다. 그러나 이들 기업의 양산 제품은 모두 수출용 외국 모형이며, 한국 철도 (KORAIL 등) 모형은 2015년에 [https://www.facebook.com/hkpm7788 hantrack에서] 한국 최초의 구동 모형이 발매되기 전까지는 존재하지 않았다.

이전에는 전시용 열차 차량이 수량 한정으로 제조 및 판매된 적이 있었다. 1999년 대한민국 철도청은 한국 철도 개업 100주년 기념으로 동차형 새마을호(DHC) 100세트를 판매했고, 2010년 하비프라자는 KTX-산천 10세트를 제조 및 판매했다. 이후 KTX-산천, KTX 등의 생산이 이루어지고 있으며, 전시용 풀레진 모형이 129,000원에 판매 중이다. 조립형 키트도 판매 준비 중이다.

2013년 기준으로, 디에프지코리아에서 KORAIL과 협찬하여 8000호대 전기 기관차 모형을 제조할 예정이었다.

2011년 현재, 한국 철도의 구입 가능한 운전용 양산 모형은 일본 난요물산(南洋物産)이 판매(제조: YK기획)하고 있는 동차형 새마을호(DHC)뿐이다.[https://web.archive.org/web/20121115132831/http://www.k4.dion.ne.jp/~toa-sato/stocklist.htm 재고표(일본어)]

6. 주요 기업 및 단체

1891년, 독일 라이프치히견본시메르클린(Märklin)사가 철도모형(궤간 45mm, 태엽 구동의 증기 기관차)을 출품했다. 그 후, 유럽미국 각지에서 철도모형 제조기업이 출현했지만, 각 기업의 상품은 궤간이나 축척에 통일성이 없었다.

20세기 전반, 철도모형의 규격표준화가 진행되었다. 1910년대잉글랜드에서는 S게이지가 보급되었다. 1910년, 미국 Lionel사의 O게이지의 생산•판매 시작후, O게이지가 철도모형의 기준으로서 유럽 및 미국 각지에 널리 보급되었다. 1935년, 독일 Trix사가 HO게이지를 발표, 1936년에 메르클린사가 HO 게이지생산을 시작했지만, 제2차 세계 대전 발발로 생산은 정체되었다.

메르클린사의 광고 (1928년)


제2차 세계대전 후, 세계에서는 HO게이지가 급속히 보급되었다. 동시에, 미국에서는 NMRA(National Model Railroad Association)가 규격을 제정하고, 철도모형의 통일화(규격화)가 진행되었다. 1962년, 서독 Arnold사가 N게이지의 생산•판매를 시작, 1965년에 일본 세키스이금속(關水金属, 브랜드 명칭: KATO) 사가 N게이지를 생산•판매를 시작하고, N게이지가 세계각지에 보급되었다. 1968년, 서독 Lehmann사가 G게이지를 발표, 1977년에는 메르클린사가 Z게이지를 생산•판매를 시작하고, 현재 철도모형의 기준이 완성되었다.

그 후, 2006년, 일본 에이신도(榮進堂)사가 T게이지를 발표했다. T게이지는 세계최소의 양산 철도모형으로, 2008년에 판매를 시작했지만, 2010년에 에이신도사는 제조•판매를 중지하고 있다.

'''열차 등 제조업체•브랜드'''

'''동호인 단체'''

6. 1. 열차 등 제조업체·브랜드

국가제조사비고
미국Athearn영어HO게이지, N게이지
미국, 영국, 중국Bachmann영어G게이지, O게이지, OO게이지, HO게이지, N게이지 등
독일Fleischmann영어HO게이지, N게이지 등
영국Hornby영어OO게이지 등
일본KATO영어HO게이지, N게이지
독일Lehmann영어G게이지
미국Lionel영어O게이지
미국American Flayer영어S게이지
독일Märklin영어HO게이지, Z게이지
오스트리아Roco영어HO게이지
일본Tomix영어HO게이지, N게이지
일본난요물산https://web.archive.org/web/20090206172953/http://www.k4.dion.ne.jp/~toa-sato/ HO게이지, N게이지
대한민국디테일드케이https://detailedk.com HO게이지, KTX-산천 모형 제작, 한국철도공사 사내벤처 기업
대한민국하비프라자전시용 HO게이지


6. 2. 동호인 단체

7. 제어 방식

철도모형은 Live Steam을 제외하고 기본적으로 모형 외부에서 발전된 전기를 이용하여 움직인다. 전기는 가정용 콘센트 또는 전지에서 얻어 직류 전기로 변환된다. 전류전압 조정 후, 제어 기기는 레일(일부 제품은 가선)에 전기를 보내고, 열차 차량은 레일이나 가선에서 전기를 수집해 모터를 움직인다. 전기 수집 방법은 세계 공통이므로, 기본적으로 동일 선로에서 각국 제조 기업의 차량이 주행 가능하다.

가선을 사용한 전기수집 설명도 (메르클린사, HO게이지)


레일 및 제어 기기는 여러 모형 제조 기업이 판매하고 있지만, 각 기업마다 상세 구조가 달라 복수 기업의 레일을 접속할 수 없다. 현재 대부분의 철도모형은 직류 전기를 사용하지만, O게이지 다수와 메르클린사 제조 HO게이지는 교류 전기를 사용한다. 교류 방식은 선로 중앙의 전류가 통하는 레일로 전기를 수집하므로, 기본적으로 직류 방식 모형과 함께 사용할 수 없다.

초기 전기식 모형 기차는 삼선식 시스템을 사용했다. 바퀴는 전력을 전달하는 금속 침목이 있는 금속 레일 위에 놓였고, 가운데 레일은 기관차 아래의 스키드에 전력을 공급했다. 당시 모형은 금속으로 만들어져 전도성을 띠었고, 현대의 플라스틱은 없었고 절연도 문제였다. 장난감 기차와 트랙은 조악한 주석판으로 만들어졌으며, 정확한 모형이라는 개념은 아직 발전하지 않았다. 삼선식 시스템의 변형인 트릭스 트윈은 디지털 명령 제어 등장 전에 하나의 트랙에서 두 대의 기차를 독립적으로 제어할 수 있도록 했다.

정확성이 중요해짐에 따라 일부 시스템에서는 바퀴가 서로 절연되고 레일이 양극과 음극을 공급하는 이선식 전력 공급 방식을 채택했다. 오른쪽 레일은 양극 전위를 전달한다. 이 시스템은 실제 세계에서 발생하는 일부 트랙 배치는 허용하지 않지만, 이선식 모형에서는 단락 회로를 발생시킬 수 있다. 메르클린은 중앙 레일을 대체하기 위해 미세한 금속 스터드를 사용하여 기존의 삼선식 모형이 보다 사실적인 트랙을 사용할 수 있도록 했다.

모형이 전기 기관차인 경우, 실제 기관차와 마찬가지로 가선으로 전력을 공급받을 수 있다. 디지털 명령 제어 사용 가능 전에는 이것이 같은 트랙에서 두 대의 기차를 별도로 제어하는 한 가지 방법이었다. 전기식 윤곽 모형은 가선으로 전력을 공급받고 다른 모형은 운행 레일 중 하나로 전력을 공급받을 수 있으며, 다른 운행 레일은 공통 귀선으로 작용한다.

초기 전기 기차는 19세기 후반과 20세기 초의 많은 가정에 전기가 없었기 때문에 선로 옆 배터리로 작동했다. 오늘날 배터리로 작동하는 저렴한 기차 세트는 다시 일반적이지만 장난감으로 간주되며 취미가들이 거의 사용하지 않는다. 모형에 있는 배터리는 야외 레일을 통해 안정적인 전력 공급을 얻기 어렵기 때문에 정원 철도와 대형 시스템에 전력을 공급하는 데 자주 사용된다. 대형 정원 모형의 높은 전력 소비량과 전류 소모량은 내부 충전식 배터리를 사용하는 것이 더 쉽고 안전하며, 대부분의 대형 배터리 구동 모형은 무선 조종을 사용한다.

독일의 동전 작동식 모형 기차 레이아웃


최초의 태엽(스프링 구동식)과 실제 증기 기관차는 전력이 소진될 때까지 운행되었으며, 운전자가 기관차를 정지, 재시동하거나 속도를 조절할 방법이 없었다. 1890년대에 상업적으로 등장한 전기 기관차는 전류 또는 전압을 변화시켜 속도를 제어할 수 있게 했다. 기관차가 변압기정류기로 구동되기 시작하면서 더 정교한 조절기가 등장했고, 교류 구동 기관차에는 운전자가 전원을 차단할 때 방향을 바꾸거나 중립 기어로 전환하는 장치가 포함되었다. 직류 구동 기관차는 극성을 반전시켜 방향을 바꿀 수 있다.

전기는 레이아웃을 격리된 블록으로 나누어 제어할 수 있게 해준다. 기차는 블록으로의 전력을 낮추거나 차단하여 속도를 늦추거나 정지시킬 수 있다. 레이아웃을 블록으로 나누면 운전자는 빠른 기차가 느린 기차를 추월하여 충돌할 위험을 줄이고 여러 대의 기차를 운행할 수 있다. 블록은 신호나 기타 부속 장치를 작동시켜 현실감이나 기발함을 더할 수도 있다. 3선식 시스템은 종종 선로의 일부 구간에서 공통 레일 중 하나를 절연하고, 통과하는 기차를 사용하여 회로를 완성하고 부속 장치를 작동시킨다.

많은 레이아웃 제작자는 기존의 직류 설계 대신 디지털 작동 방식을 선택하고 있다. 2020년 대부분의 제조업체가 제공하는 명령 시스템은 디지털 명령 제어(DCC)의 변형이었다. DCC의 장점은 선로 전압이 일정(일반적으로 20볼트 AC 범위)하고, 명령 조절기가 장비 내부에 숨겨진 작은 회로 기판 또는 디코더에 신호를 보내 개별 기관차의 여러 기능(속도, 주행 방향, 조명, 연기 및 다양한 음향 효과 포함)을 제어한다는 점이다. 이를 통해 모델러는 같은 선로 구간에서 여러 기관차를 독립적으로 운행할 수 있으므로 더욱 사실적인 작동이 가능하다. 여러 제조업체는 DCC 레이아웃을 컴퓨터로 제어할 수 있는 소프트웨어도 제공한다.

특히 정원 철도와 같이 대규모에서는 무선 조종과 정원의 DCC가 인기를 얻고 있다.

7. 1. 교류 방식

마르클린(Märklin)과 라이오넬(Lionel)을 대표적인 예로 하는 방식으로, 중앙 3선식을 채택하고 있지만, 교류 방식이라고 해서 반드시 3선식인 것만은 아니며, 소수이지만 교류 2선식이나 직류 3선식(후술) 철도 모형도 존재한다.[1] 1930년대에는 효율이 좋은 정류기나 강력한 영구 자석이 민수용으로는 유통되지 않았기 때문에, 직권 전동기전자석에 의한 방향 전환 장치(역전기)의 조합이 채택되었다.[1] 절연 차륜을 사용하지 않아도 되므로 지금도 꾸준한 인기를 얻고 있다.[1]

전자 공학의 발전에 따라 다중 제어 방식(후술)을 선호하는 사용자가 증가했기 때문에, 정현파가 아닌 교류 구동 모형이 늘어나고 있다.[1]

7. 2. 직류 방식



일반적으로 좌우 레일만으로 집전하는 직류 이선식이 사용되지만, 소수의 직류 삼선식 철도 모형도 존재한다. 트릭스에서는 직류 이선식의 “트릭스 인터내셔널”과 직류 삼선식의 “트릭스 익스프레스”가 존재한다.[50]

직류 이선식에서는 주로 차량에서 보아 오른쪽에 있는 레일에 플러스(+) 전기가 흐를 때 전진하는 제품이 많다.

직류 방식의 장점은 기계적인 역전 장치 없이 전진과 후퇴를 자유롭게 선택할 수 있다는 점이다. 교류 방식 직권 전동기계자를 차재 정류기로 일정 방향 자계로 하면(Polarized) 스위치 하나로 진행 방향을 쉽게 바꿀 수 있었다. 제2차 세계 대전 이후에는 영구 자석 계자가 사용되었는데, 이는 분권 전동기의 일종으로 모형 차량 구동용 전동기로는 최적이라고 할 수 없지만 널리 사용되었다.

현재 가장 진보된 구동 방식은 전자 제어로 모터 회전 수를 실물과 유사한 가감속 곡선으로 구동하고, BEMF(역기전력)를 측정하여 회전 수를 일정하게 유지하는 방식이다. 또한, 영구 자석에 흡착되지 않는 무철심형 모터(코어리스 모터)를 채용하고, 역구동하는 웜 기어와 조합하여 밀어서 움직이는(''Free-rolling mechanism'') 동력차가 실용화되고 있다.

7. 3. 다중 제어 방식

같은 선로 위의 여러 차량을 개별적으로 제어하는 방식의 총칭이다. 차량의 운전뿐만 아니라, 경적, 전조등·미등의 점멸 등도 이 개념에 포함된다. 1960년대 무렵부터는 직류에 교류를 섞어 흘리고, 주파수에 따라 식별하는 방식인 제너럴 일렉트릭(General Electric)의 아스트랙(ASTRAC)이나, 교류와 직류를 동시에 흘리는 방식 등이 있었지만, 아날로그 방식에서는 기껏해야 몇 대를 제어하는 것이 한계였다. 3선식 선로를 사용한 마크린(Märklin)의 델타 시스템, 디지털 방식으로는 혼비(Hornby)의 ZERO-1이나 마크린(Märklin)의 메크린 디지털, CTC-16 등이 있었다. 이들은 모두 전용 디코더를 탑재한 것으로, 일부를 제외하고는 기존 차량과 같은 선로를 달릴 수 없었다.

2000년대 이후로는 디지털 커맨드 컨트롤(DCC)이 세계적인 표준이 되어, 유럽과 미국에서는 미리 DCC 탑재를 상정한 커넥터를 장착한 차량이 보급되고 있다. DCC에서는 이론상, 주소 길이가 10 bit인 경우, 동시에 1024대에 명령을 내릴 수 있다.

8. 구동 방식

철도모형의 구동 방식은 초기에 손으로 밀어서 움직이는 방식에서 시작되었다. 이후 기술 발전에 따라 태엽 구동, 증기 구동, 전기 모터 구동 방식으로 진화했다.

정적인 디오라마 모형이나 "밀어서 움직이는" 축척 모형은 동력이 없는 기관차를 위한 분야로, Lone Star 및 Airfix 모형이 대표적이다. 동력이 있는 모형 철도는 일반적으로 선로를 통해 공급되는 저전압 직류(DC) 전기로 작동하지만, Märklin 및 Lionel Corporation과 같이 교류(AC)를 사용하는 경우도 있다. 현대의 디지털 제어 시스템(DCC)은 교류를 사용한다. 특히 대형 모형에서는 증기를 사용하기도 한다. 증기 및 태엽 장치 기관차는 수집가들 사이에서 여전히 인기가 있다.

철도 모형 초창기에는 손으로 밀어서 움직이는 방식이 주를 이루었다. 시간이 지나면서 태엽이나 증기를 이용하여 스스로 움직이는 모형이 개발되었고, 마침내 전기를 사용하여 외부에서 제어하는 것이 가능해졌다.

증기 구동 방식은 사람이 직접 타고 조종해야 하거나, 일단 움직이면 멈추기 어려웠다. 하지만 전기를 이용한 모형은 실내에서 즐길 수 있고, 크기도 더 작아지는 방향으로 발전했다. 물론 증기 구동 방식도 라이브 스팀이라는 특수한 분야로 발전했지만, 전동 모형은 더 작은 크기를 추구하게 되었다.

8. 1. 태엽 구동

초기 철도 모형은 ゼンマイ식 동력(스프링 모터)을 사용한 제품이 주를 이루었다.[4] 이 방식은 현재도 일부 브리키(ブリキ) 철도 완구에 사용되고 있다.[4] 초기 완구 시장의 대부분의 모형은 태엽으로 작동되었고, 기관차의 레버로 제어하는 방식이었다.[1]

8. 2. 증기 기관을 이용한 방식

초기에는 간단한 보일러와 단동(單動) 왕복 엔진을 조합한 것이 많았으나, 점차 실제와 완전히 동일한 구조로 사람이 탄 차량을 견인하는 모형이 주류가 되었다.[10] 터빈 발전기나 인젝터까지 장비한 것도 등장했으며, 미국에서 실용화된 관절식 기관차를 실제와 같은 볼 조인트의 급배기관으로 연결하는 모형도 등장했다.[10] 증기 터빈으로 발전하여 전동 모터로 달리는 모형도 시제작되었다.[10]

전자공학의 발전으로 소형 모형을 라디오 컨트롤하는 것이 가능해져, 1번 게이지에서 많은 사람들이 즐기게 되었다.[10]

8. 3. 전기 모터를 이용한 방식

가정에 전력 공급이 시작됨과 동시에 전기 모터를 이용한 철도모형이 등장했다. 초기에는 직권 전동기를 직접 제작하여 변압기 또는 저항기로 제어했다. 저항기에는 소금물을 사용한 것도 있었다.[10]

1930년대에는 직류 구동에 대한 시도가 시작되었다. 미국에서는 자동차 보급에 따라 자동차용 소형 정류기가 민생용으로 판매되기 시작하면서, 계자 전류를 셀레늄 정류기로 정류하여 주행 전류의 극성을 반전시켜 역행시키는 고안이 이루어졌다. 전압은 자동차용 12V를 표준 전압으로 채택했다.[10]

1940년대에는 영구 자석을 계자로 한 자석 모터가 시판되기 시작했다. 이것은 소형·경량이고 소비 전력도 적었지만, 분권 특성을 가지고 있어, 주어진 전압과 회전 속도가 정비례했다. 그래서 저항에 의한 전류 제어보다 전자 부품에 의한 전압 제어가 바람직해졌고, 이는 트랜지스터 컨트롤러의 발전을 촉진하여 레오스타트를 대체하게 되었다.[10]

8. 4. 내연기관을 이용한 방식

일부 애호가와 제작자에 의해 내연기관을 탑재한 철도 모형이 제작되고 있다. 생산량은 적지만 열성적인 애호가들의 손에 의해 전승되고 있다. 내연기관에는 가솔린 엔진이나 글로우 엔진을 사용하며, 실물의 가스-전기 방식처럼 발전기를 구동하여 전동기로 추진하는 것과 감속기를 거쳐 동륜을 구동하는 것이 있다. 또한 기관뿐 아니라 가스터빈을 동력으로 한 것도 일부 애호가의 손으로 만들어지고 있다.[1]

9. 사운드 시스템

1940년대부터 전기식 축음기의 출력을 레일에 연결하여 차량에 탑재된 스피커에서 소리를 내는 구조의 것이 존재했다. 이후 개량되어 1970년대에는 증기 기관차의 로드 움직임에 동기하여 기적 소리를 내는 PFM 사운드가 등장했다. 또한, 외부 음원의 음성 신호를 무선으로 보내 차량의 수신기로 수신하여 스피커에서 재생하는 것도 있었다. 1990년대에는 디지털 방식의 음원을 갖춘 것이 보급되기 시작했다. 2000년대 이후로는 DCC 디코더 외에도 퀀텀 사운드나 MRC 싱크로 사운드 박스와 같이 기존의 아날로그 컨트롤러를 사용하여 차량의 디지털 음원에서 차량의 전압 변화에 따라 소리를 내는 것도 등장하게 되었다.

참조

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