前回の続き。
ギヤモーターの選定。
主に、130モータに準ずるネタが多し。
220202
コレを見て、ミニモーターなのだが、純正130と同じくらい？のようだ。
ミニ四駆のモーターは、適正トルクで大体17000rpmは回ってるイメージなのですので、
付属のはちょと遅いかも？
でも、これは、加速した後なので実際の使い方では変わってきそうだし、電源電圧も多少変わってくるので。
ただ、ギヤ比は60～70が限界で、遅い場合によっては40～50にしなければならないかも。
あとは、潤滑やガタ、
グリスはゴミがくっつくので、密閉するか、それでも問題ならドライ系のモノが良いのかも？
純正は粘性もあってイイのだろうが、
CRCのテフロン入りシリコーンなシリコングリースメイトもイイかも。
ダメなら、ドライタイプのシリコーンとかPTFEなCRCのドライファストルブ
ハイパワーギヤボックス2種類が適当でありますね。
4速の方は、ガタはどうなのだろう？というのもあるけど、ガタは制御でどうにかするというのが普通かな。
昔、秋月で売っていたCDのピックアップモジュールの制御の概念説明にも、機械的誤差を制御で補うみたいなコト書いてあったし。
ポテンショメーターは、10KΩの角度センサーのストッパーを削って360度以上の回転可能にする。
でもって、
ハイパワの2速タイプは、64.8：1
が特質的なのでソレにすることにしようと思う。シンプルでダイレクトな構造なので、ガタは小さそう。
ハイパワの4速タイプは、47.6：1かな？
ハイパワの2速タイプの41.7：1はステップ数からの分解能がきわどいかもだが、、
速度的には上手く行ければこれもイイかなー、、、
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220204
モーターの電流が大きいので、制御回路の電圧降下⇒ポテンショメーターなどのコントロール電圧が狂うということで、
デッドゾーンが大きくなったり、発振したり、など作動不良もありそう。
電源の強さと、場合によっては抵抗によるモーター電流の制限が必要。
(デッドゾーンに関しては、FETのアイドリング電流を少し上げる程度に設定もあるかな？)
で、モーターは、針しか動かさないけど、それでも自己の慣性モーメントによる、
加速運動のつきが良い感じしないとイケないかも知れないと予想している。
トルク型ほど多く巻いてるので価格が高い傾向があるけど、
線を細くしたりして電流を絞って、トルクも出してるのもあるかも？
まあ、抵抗繋いで制限するテもある。コミュテーター、ブラシの耐久性も良いモノを。
トルクがあって、電流はあまり食わないモーターが欲しいトコ。
つまり、ターン数が多く巻いてるモーターがイイ。
既製品データの存在は考えても無駄でググるしかない。
アトミックチューン2モーターPRO：462円：バランス：金属板ブラシ
アトミックチューン2モーター：462円：バランス：金属板ブラシ
レブチューン2モーターPRO：462円：高回転型：金属板ブラシ
レブチューン2モーター：462円：高回転型：金属板ブラシ
トルクチューン2モーターPRO：462円：トルク型：金属板ブラシ
トルクチューン2モーター：462円：トルク型：金属板ブラシ
ライトダッシュモーター：484円：中間的：耐久性も高い金属ブラシ
ライトダッシュモーターPRO：506円：中間的：金属板ブラシの耐久性を高めた高効率
－－－－ここまでは、ググったら貧弱なブラシ－－－－
ハイパーダッシュ3モーター：506円：高出力：電気効率と耐久性のバランスに優れた銀カーボンブラシ＜＜＜＜
スプリントダッシュモーター：506円：トップスピード重視：？
パワーダッシュモーター：506円：トルク型：？分解とググったら分厚いのが付いてた。＜＜
ハイパーダッシュモーターPRO：528円：高出力？：銀カーボンブラシ
マッハダッシュモーターPRO：528円：高回転：銀カーボンブラシ
ウルトラダッシュモーター：748円：高回転：銀カーボンブラシを採用
プラズマダッシュモーター：968円：高回転：カーボンブラシ
高回転だからトルクが無いとはならないが、、電気を異常に食うことになるようだ。
トルクあたりの消費電流も関係しそう。
PROは軸が両側に出てるダブルシャフト？でも、出力の仕様も微妙に？
あまり強い駆動だと、ギヤを壊す可能性もありそう。
ギヤ購入時にハイパーダッシュ3モーターを購入してたのだけど、これが偶然ベストだったみたい。
で、金属板ブラシというのがなにも書いてないので気になった。
ググると、ただの薄い板のタイプと言ってたヤツです。よって使えない。
ただ、ブラシは取り外し可能なので、交換も出来たりはする。駆王というののサードパーティーのブラシの別売りもあるとか…、、
これも考慮すると、トルクチューン2モーターが最もよさげになりそう。
で、ウチに昔自作サーボ用に買ってたのが、
トルクチューンとトルクチューン2モーター、そして標準のFAモーター。
ブラシを買って交換してみたくも。。
モーターの慣らしは…、
まあ、コミュテーターブラシ間が汚れてきたら、接点復活剤が良く落ちる。＜遠い昔に自分で発見したのである。
タミヤ接点グリス点けてる人居るけど、、なんか薬用効果あるのかな？
RCなどパワー系には厳禁だと思うのだが、、タミヤ接点グリスは例外そうにも思えるけど、シビアな仕様には不味いかも。
で、テスト
トルクチューンモーターは、500mAでは回転が始動しなかったり。＜ブラシの変質したグリスによる汚れが原因のようだった。
トルクチューン2モーターは動くようだ。
ハイパーダッシュ3モーターは行けた。カレントリミッターは働く。
純正モーターも行けた。カレントリミッターは働かない。悪くないと思う。というか、スムーズな始動を考えると一番かも。
まあ、あまりぶん回すコトは考えないで、イイ制御が行いやすいというのがイイですね。
普通の高速サーボのギヤ比はどうなのかな？
で、思い切って分解したら、純正は既にブラシが欠けてる。グリスがべっとり。
ハイパーダッシュ3は、ワッシャが二つアリ、ブラシがリッチ。モーター缶のコミュテーター付近の穴が無い。
後方の軸受けにメタルがハマっている。
純正(ギヤセットに付いてたヤツ)のほうが、細い線で多く巻いている。故にコイルのトルクは出やすい。加熱に注意？
マグネットは、ハイパーダッシュ3の方がかなり強い。なので、トルクも出そうだが、
手で回すと回転に力が要る。いわゆるコギングが硬い。という現象であるので、
始動電圧はどうなのか？スムーズなスタートに向くか？という若干気になる部分もあるが、
で、こうすることにした。
純正のローター、ハイパーダッシュ3のマグネット、ワッシャー、ブラシ。
ただ、純正のワッシャーは、組み付けるとき、ブラシを引っかけやすいので注意ですね。精密ドライバーでブラシをずらしながらはめる感じ。
今、低電圧でならしてるトコ。006Pな高電圧で短時間ブレークインもあるらしいのを見かけた。。
ついでに、トルクチューンモーターも分解してみた。ブラシは生きてた。変質しているグリスが問題だったか？
ブラシは、純正より若干イイかもだが似たり寄ったり。はめやすいのはあるが…、、
後方のベアリングはプラのまま。
ローターのワイヤーは純正と同じくらい。マグネットは、ハイパーダッシュ3よりちょっと弱いくらいで、純正よりは大幅に強い。
同じターン数ならマグネットの強さがトルクと消費電力に効いてきそうなので、注意が必要かも。
軸受けには潤滑被膜の耐久性が非常に高いGRPを塗ってみた。ベルハンマーでも？
性能検証は下記を参照↓
ただし、油脂系や潤滑物質は、ブラシ接点やギヤ取り付け部分には点けると不味いので注意。
ニコイチするなら、ハイパーダッシュ3と純正の方が安くて良いかも？？
見たら、パワーダッシュモーターがニコイチ結果に近いかも。ハイパーダッシュ3と同じ値段。多分メーカーの価格表示が間違ってる？
ポイントがあったので、パワーダッシュと純正FA-130モーターを比べて見るべく、両方を注文。
金曜日遅くなので、日～月に来ると思う。
とにかく、現存するモノでチェック。
ピニオンはとりあえず、カーボンのヤツですが、シャフトの頭を0.5mm～1mm出さないと当たる部分がある。
ハイパワーギヤーボックスで64.8：1設定にて動かしてみるに、1Vちょいで動かしてもメーターとしてイイ感じなので、
もうちょっと比は大きくても良いのかも知れない。
ただし、電圧を上げても速度があまり変わらない気がするのは、多分、無負荷だからかな？たかだかメーターに強烈な電源を要求したくないですものね。
130モーターアダプターは付いてないギヤボックスだけど他から代用した。
無くても、ツラを強めの両面テープでくっつけるだけでも良いかも知れない。
低い電圧では、始動電圧など、グリスも結構効いてくるので、ゴミよけも有効かも知れない。
ギヤボックスのネジをちょっと緩めにすると良いみたいなので、ソコはモーターのワッシャーの寸法のつじつまが合ってない問題かも。
分解してクリアランス取ればイイかもですが、とりあえずこのままで。。
FA-130RAって、18100と2270がある。ミニ四駆は3Vだから、18100だと思われる。ギヤ用の後端が青いのも同じ純正とある。
ターン数は、70で、トルクチューンモーターは50らしい。
ならば、FA-130のを使った方がよさそう。それにハイパーダッシュ3やパワーダッシュのブラシを使う。
マグネットがどうしたモノか？ではあるが、コギングが硬いと始動電圧が下がるかも？でもギヤの抵抗も考慮せねばならない。
効率では9710rpmが一番良いが、無負荷で14000程度回るようだ。まあ、ミニ四駆のチューンドモーターは適正負荷で低くても15000位回る事を考えると…。
ただし、3Vまでだから分からないけど、高電圧はイロイロよろしくない。
直列にある程度の抵抗を繋いで、トルクがデカいときの電圧降下を促すと負担は減るかも知れない。
あんまり細く多く巻くと電流が制限されて、最大トルクが出ないようですが、
小電力でそれなりのトルクに、始動も良いレベル。と考えると、純正なのかも？
メーターは基本、上がるのが早いほうがイイかも。音のメーターはそうなってますね。
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ググってイロイロ調べて見ると、無負荷では、純正とトルクチューンは同じような回転数。
ということはローターのターン数の差からの寄与は少なく、同じようなモノかも。ブラシで制限されてる部分もあり？
パワーダッシュは、トルクが高いが、回転数も高い。電気を食い、ブラシの消耗も多いとか。ココは、選択を間違った感アリ。
効率はどうなのだろう？カタログスペックから(トルク×回転数)/(電流×電圧)を比較して見るに悪くない気もするが、、
とりあえず、部品取りになった感。それなら、ハイパーダッシュ3の方が良いかも？
商品が届いて分解しないとワカメだが、この用途では初動の電流が高すぎるかもで、ローターまでを扱うのは期待薄。
電流は、ブラシへの負担に直結するので。
純正よりもうちょい回ってほしくて、ブラシ、エンドベルの軸受けは高耐久となると、無い。
よって、ニコイチとなる予想。
そこでコスパを考えると、ブラシが良くてとなると、ハイパーダッシュ3＋純正ローター＝コレまでと変わらない…
薄い金属ブラシのチューンドモーターは割高なので…、。
ギヤボックス側も比は、60～70というこの程度であまり打開策がない予想。(40あたりまで下げると分解能がキツイと思うけど。)
Winding値なる4桁のもの、線径二桁ターン数二桁という並び。
高速なモーターで電流が少なめのモノはどうなってるのだろう？トルクはそれなりだし、、、？？
細い線で少ない巻きで、弱いマグネットなら…？効率が逆行するし、、
まあ、モーターが速いとオーバーシュートの原因だから、、、という手詰まり。
部品が届く前に選択に答えが出てきてしまった感。今使ってるのがベストっぽい。
速さだけなら、トルクチューン系のローターでブラシとエンドのベアリング強化してギヤ比下げて使用かな？
残る疑問としては、回転数と電流の限界は、モーターのインピーダンスだが、自己誘導なのか単なる抵抗なのか？両方なのか？
自己誘導にしては、L値にたいし低速すぎるような？計算してないけど。。
モーターはエンジンみたいなモノで、注目を浴びやすいので、既成の論理や技術がまとまってる気がする。ニッチじゃ無いので趣向に反する。
(安物チューンドはどれも小電力でその割にトルクあるのは魅力だが、謎も多い。)
でも、RCヘリなどのブラシレスはKV値で表されるように、ある程度比例なのだから…、、、磁石のポール数多いけど。
コミュテーターの太さは違いはあるかな？
あったら、耐久性や特性に影響するかも。
購入して分解、テストはキツイので、
ターン数、線径、マグネットの強度は諸元表に書いておいて欲しかった。
回転位置の比例制御では、回りだしがスムーズじゃ無いと、その分解能には寄与しづらい。
ステッピングモーターのハーフステップみたいなのは電気食うのだろうなーとかおもったりする。
ブレーキや停止など機能は多いけど。デジタル故の多彩さですね～、、
RCのサーボが気になるにはなりますね。
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220206
モーター来た。
まず、パワーダッシュに比べてハイパーダッシュ3はコギングが倍くらい硬いように思える。
これはマグネットの強さによるモノで、両者ノーマルより強いのだが、それにもランクが細かくあることが分かった。
ローターの寸法は
コミュテーター径：ノーマル：3.25mm、チューンド：3.3mm
で公差レベル。
前の真鍮リングとワッッシャーが当たるエンドの部分までは
ノーマル：22.95mm、チューンド22.6mm
ワッシャー厚は、白はどちらも0.4mm、黒の金属のは0.25mm
で、ノーマルローターには金属のワッシャーは要らないと判断。
前の真鍮リングとワッシャーを含む寸法は、ノーマル23.325、チューンド23.225と大体同じになった。
(ケース部のベアリングの寸法は、見たトコ、同じのようだ。)
よって、前のはギヤボックスのネジを締め付けると回転が落ちたのは分かる。
コイルは見たとおりノーマルが細く巻き数が多く巻いてある。
ブラシは早くすりあわせが出るようにコの字型になってる。
モーター缶とのはめ方は結構悩んだ末、コレがベストに思う。
先に、後ろをセットしといてから、缶に突っ込むのだ。
で、まずは、無負荷運転。
回転のし始めは緑が明らかに低電圧で電流も食わない。
回転数は、緑の方がちょい高い程度。
(モーターはアプリで音から回転数を見るようなモノがあるようではあるがメンドイ。)
それにしても、GRPなOILを軸受けに塗ると、音が静かにはなる。
ただ、後ろの軸受けは、コミュテーターに近いので少量にとどめないとべっちょりで要注意。なので、接点グリスが良いのかも。
で、ギヤボックスに入れ1.5～3.2Vを与えるに、様相が反転した。
緑の方が、遅く感じるのである。つまり加速が悪い。赤がトルクがあるので出だしが良いわけだ。
つまり、強いマグネットで、巻き線数が多い方が初動が良い。(太さも関連するので極端には度合いにもよるのだが。)
モーター自身の慣性モーメントがメインと思われる、回転が上がる速度は重要だった。。
ただし、この場合、加速は速いが、速度も早めにデッドする。はじめのほうからイキナリ定速回転で進む。
とにかく、安く上げるには、ノーマルローター＋ハイパーダッシュ3という結果。
なんだか、最初が一番良くって、弄るほど結果は下がる。間抜けな結果。。
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話がちょっと戻って、
モーターのDATAには、ググりもしてみたが、
ここに来て、昔のトラ技の古本のモーター制御な記事を見つけて読んだ。というか、目を通すレベルだけど。
この発展方向に、納得がいった。
皆考えることは同じだろうけど、
技術って、調べりゃ答えが簡単かもだけど、自分で考えて手に入れることは重要な要素もなると思う。
大体は、考えた後で、調べて確認という感じのルートを好むので離れていた。トラ技は久しく見てないが、良くまとめてある。
近道にはオススメ。
制御工学とかでは必須なんだろうけど、全くの専門外なので。。
あとネットは万能で詳細な情報源では無いので、無い情報は無いことを忘れてはならない。そこは専門書は重要かと。
ところで、
全てを2SKにするなどスイッチング動作ではドレインとソースの関係もあまり考えなくてもイイから、
2SKと2SJもコンプリメンタリーな特性などあまり意味が無いというのはあるとは思いました。
なので、2SJは滅びていくような部分もあるかも？？種類数が減ってる気が。
細かいトコが、少しずつ決まってきてはいるけど、まだ、組むには突き詰めが必要そう。。
特に、微分回路の部分。
特に、制御においてP、D値の選定、特にD値が困る。
まあ、モーター、ギヤ、制御電源電圧で、コレが変わるからである。
ソコに来て、D値は簡単に細かい設定ができない。
つまり万能では無い⇒萎える。
という図式である。
革新論もなければ、萎え気味な気もするので、いつの日にか～、、
今回は、ミニ四駆のモーターネタに傾倒しすぎた気がした。
まあ、新発見も幾つかあったし。。
続きの記事↓
前回の記事↓
まとめ記事↓