Darkside(リンクエラー修正しました)

2019年06月の記事

<< 前のページ

2019年6月18日(火) 21:09

パイプ部分

 起動輪部分の出っ張りを再現するため、というより出っ張らせねばパワーパックを格納できないため、ステンレスパイプを切り出す。

 パワーパックの外径は、38ミリ。このパイプは外径42.7ミリ。厚さ1.5ミリなので、内径は39.7ミリとなる。手頃な曲率だ。
 まず、長さ125ミリに切り出す。次に、約4分の1周分になるよう、縦割り2箇所。切断は、大変だった。

 しかも、現物合わせすると0.5ミリ長い。これを0.5ミリだけ短くするというのがまた大変。

 更に、側面装甲は容易に歪む。パワーパックが緩かったりキツかったりしても困わけで、ハンダ付けは難航。何とか要所4箇所だけ、固定する。

 だが、この構造は確実にシャーシの剛性をアップさせる。無意味な回り道ではない、と信じて頑張る。

 パイプ部分の隣接装甲をハンダ付けしようとすれば、恐らく加熱でパイプが脱落してしまう。

 そこで、先に最先端装甲をハンダ付けする。これにより側面装甲が固定され、パイプ部分も動き難くなる。最先端装甲も、正確な前後位置が曖昧で、一度仕上げてから全部溶かし、2ミリ前進した位置に固定し直した。更にその加熱中に、フック部分の重ね合わせが溶けたりともう大変。

 ハンダ付けによるシャーシの製作は、当初イメージしていた何倍も大変だ。

 それでも作業やってられるのは、苦労に見合った見返りがあるため。

 組み上がるに連れて、シャーシ実物を手に持った感触がどんどんヤバくなる。プラスチックやアルミのシャーシでは絶対に感じられない、とんでもない剛性感。これぞ戦車、という圧倒的な雰囲気。

 先端フックも、ステンレス製側面装甲と一体化しているので、実用的な強度がある。市販ラジコン戦車では、えてしてこのパーツは、すぐ破損する。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2019年6月17日(月) 21:43

歪み修正

 床銅板をハンダ付けしたところ、激しくねじれてしまった。
 大面積の金属板をハンダ付けすると歪む現象は、ストームタイガーでも戦闘室が歪んだ仕上がりになっちゃってる。当時は厚さ0.3ミリの薄いステンレス板を使用したのが原因だと思っていたが、厚さ1ミリの銅板でもねじれる。それも、15度ぐらいという凄まじいねじれだ。

 そこでサーボを仮固定し金具で圧着。更にバイスで締め付ける。パワーパックも仮固定し、クランプで押さえつける。
 こうして床銅板うぃ強制的に平らにする。ずっと力を加えていれば、馴染むはずだ。

 背面側のバイスを外し、しかしサーボは結束したまま隣接装甲をハンダ付けする。
 加熱はサーボ内蔵モーターに良くないが、リスクを犯してでも床銅板の歪みは修正せねばならない。

 ピタリとハマるよう、ステンレス装甲の両角を切り欠いてある。2ミリ程度の切れ込みというのは、ヤスリで削るには深過ぎ、ノコギリで切断するには浅過ぎる。だが、実行するとノコギリで充分に可能だった。
 辺部のハンダメッキが、意外に面倒臭い。難易度は低いが、両面と側面まで含めると工数が馬鹿にならない。

 浸水しないよう継ぎ目を完全にハンダで埋めるのは、なかなか煩雑。
 水没したらアウトなのは仕方ないとしても、雨の中を走ったら雨漏りするようなことは発生しないようにしたい。クルマだって水没すれば確実に廃車だが、いっぽうで雨の日に走らせられないような市販車は皆無である。実際に雨の中を走らせるかどうかは別として、ラジコンとは言え戦車が雨漏りするようじゃ興醒めってものだ。

 傾斜センサーをハンダ付けする予定なので、中央部分もハンダメッキしてある。

 床銅板が歪まない状態でハンダ付けしないと意味がない。
 さすがに床銅板との接触部分は、サーボを取り付けたままハンダ付けすることができない。両サイドを先行してハンダ付け後、サーボは外してクランプで床銅板とステンレス装甲を圧着。アングル付近をハンダ付け。

 最後に、床銅板の歪みを正すよう棒で押し上げつつ、ハンダ付けを仕上げた。

 これで床銅板の歪みがかなりマシになり、シャーシの剛性もアップ。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2019年6月16日(日) 19:30

床銅板の活用

 ブラシありモーターは、旧来のHブリッジで制御できる。

 床銅板の中央部分に確保できる空き地のサイズを正確にチェックし、FETと電極の配置を検討する。使用するFETは秋月で扱っている中で最もON抵抗の小さな部類に属するIRF1324Sを選択。ドリル戦車のとき性能だけで足無しFETを買ってしまい、ハンダ付け不能になって泣いた。だから今回は、足が付いているパッケージという条件で選定した。
 FETにありがちなこととして、放熱板がドレインと短絡している問題がある。もちろんドレイン配線を大面積ハンダ付けできるメリットはあるが、放熱板と絶縁せねばならないデメリットがでか過ぎる。しょうじき迷惑過ぎる。せめて、ドレインではなくソースを放熱板と短絡させて欲しいものだ。

 熱伝導の良いヒートシンク向けの物質は、たいてい電気伝導も良い。ガンガン放熱してくれるが絶縁体という都合の良い物質は、ほとんどない。数少ない巨大例外がダイヤモンドだが、さすがにダイヤ製のヒートシンクは無理でしょ(汗)。

 配置確認に使っている厚紙は、本番では銅板になる。FETをハンダ付けし、配線と放熱を兼ねる。床銅板との間には、絶縁体の放熱シートを挟まねばならない。そうなると固定手段も別途必要となり、ネジ穴の場所も確保せねばならない。

 電極のサイズが決まったので、銅板を切り出してネジ穴を開ける。
 床銅板に仮固定し、現物合わせで床銅板にも対応するネジ穴を開ける。

 電極は25×10ミリが4枚。中央のでかいのは70×20ミリで、端は15ミリずつ折り曲げてある。これらのサイズは金ノコの切断幅を無視したものなので、実際は少しだけ長さが足りない(幅は切断幅を考慮して確保してある)。

 床銅板はシステム全体の共通GNDとなり、中央の大型銅板がシステム全体の共通Vccとなる。バッテリーの+側を、直結する。また、各所で7.4V電源を引き込む際は、この大型銅板から配線する。それらの配線を取り付けるために、両端の折れ目を用意した。

 銅板の余りは、アクティブサス用サーボの放熱に使われる。しかし運用として、走行中はアクティブサスを使わない。このサーボはハイトルクだがピーク2A以上流れるため、走行の揺れを8個のサーボがフル稼働して打ち消すのは大電力を消費する。しかも、大した意味がない。だから停止して照準を調整するときだけ、働かせる。
 つまり、走行時は床銅板をフルに走行用FETの放熱に活用できる。

 必要な穴が全部開いたし、電極やFETは後からでも取り付け可能だと思われる。

 そこで、思い切って銅板の本番ハンダ付けを決行。ハンダ付けしない方がパーツ類の後付け作業は楽になるが、いつかはハンダ付けしなきゃいけない。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2019年6月15日(土) 19:09

Sタンクの照準方法

 サスアーム駆動サーボの正確な位置決めは、厄介だ。

 調整を行う上で、固定穴の位置も修正せざるを得なかった。更に3ミリ幅の空間を廃したことで、ネジ穴が不要になった。そこで、新しい銅板に穴を開け直すことにした。古い銅板は、電極用になってもらおう。
 新旧の銅板を積み重ね、仮固定。まずは角の1.4ミリネジ穴を現物合わせで開け、ネジで固定。その後は順番にネジ穴を開け、開けたらすぐ追加のネジ固定。

 最後にサーボ取り付け用の中央4箇所に、穴を開ける。これは当然ながら修正後の位置であり、そのまま1.4ミリドリルを使う。下穴だ。
 ネジを外して新旧銅版を分離し、新銅版の中央1.4ミリ穴を3ミリに広げる。

 サーボを固定してみると、いちおう穴の位置は許容誤差に収まっている。

 サーボは銅版上の大半を覆ってしまうが、中央部分は広めの空き地が残る。ここに、走行用モーターを駆動するFETを取り付けたい。何しろ、放熱に関する超一等地である。更には、通電に関しても超一等地。
 バッテリーもこの銅版の中央付近に接続し、最短距離で駆動用モーターに電流を供給。

 だが、FETの実装を考えるに際しては、ブラシレスモーターにするか旧来のブラシモーターにするかを決めねばならない。両者で、FETの実装は全く異なる。
 ここで重要なのは、Sタンクという戦車の特殊性である。Sタンクは、主砲が車体に完全固定されている史上唯一の戦車である。駆逐戦車の類は、すべて主砲を少しだけ動かせるようになっている。だがSタンクは全く動かすことはできず。主砲の向きを変えようとすれば必ず車体の向きごと変えねばならない。

 主砲の照準は、極めて微妙な操作である。
 例えば30メートル先の空き缶を照準するとき、狙点が左右に秒速3センチで移動すると実用ギリギリだろう。可能ならば秒速1センチ以下、できれば秒速3ミリとかでの移動を可能にしたい。これは最低でも毎秒1ミリラジアン、理想的には毎秒0.1ミリラジアンで旋回させたいという意味になる。
 実車でも、1ミリラジアンは1000メートル先で秒速1メートルだから、事情は似たようなものだ。

 旋回速度が超信地旋回の半分に落ちる信地旋回を使用する場合、車体の向きを1ミリラジアン変えるためにはトラック幅の1000分の1だけ起動輪を動かす必要がある。Sタンクのトラック幅は17〜18センチなので、0.2ミリ弱だ。起動輪を毎秒0.1ミリの速度で回転させる、というのが実用的な照準の目安となるだろう。
 起動輪に巻き付いたキャタピラは、1周15センチぐらいである。毎秒0.1ミリというのは、毎秒1500分の1回転という意味になる。走行用ギアボックスの減速比が典型的な1:50の場合、走行用モーターは毎秒30分の1回転だ。30秒で1回転。2RPMとなる。

 これほどの超低速回転は、ブラシモーターと低周波PWMでなければ難しい。いや、それでさえ限界ギリギリへの挑戦になりそうだ。
 ブラシレスモーターは、初期コストが高いぐらいしか欠点が無いように語られている。いざ稼動を開始すれば、ブラシモーターに対して利点ばかりのように語られている。だが、隠れた欠点もあってその代表が「超低速回転が困難」ということだ。この場合の超低速回転とは、1回転させるのに何十秒も掛けるようなレベルの話である。
 Sタンクの走行用モーターは超低速回転での制御性が致命的に重要であり、だからブラシレスモーターは採用できない。

 また、ここまで低速で超信地旋回というのは、実用的ではない。ギアにはバックラッシュがあるため、照準を僅かに左右に振りながら狙いを追い込もうとしても、反応が悪くなってしまう。大雑把に向きを合わせる際は旋回速度優先で超信地旋回するとしても、微調整は信地旋回すべきだ。まず、旋回速度が半分なので、それだけ微調整し易い。次に、左に微調整するときは左キャタピラを後退させ、右に微調整するときは右キャタピラを後退させる、という具合に分担すれば、バックラッシュの問題を回避できる。
 もちろん延々と左右に照準を調整し続けていれば戦車はじりじり後退してしまうが、何せ調整量自体が僅かである。発射までに問題になるほど大きく後退してしまう可能性は高くない。それよりも、アソビが生じずに的確な照準が可能なメリットがでかいはずだ。そして発砲したら、元の位置までちょいと前進すれば良い。
 逆に前進調整しても良いが、掩蔽物にぶつかる可能性や起動輪が前なので後退時にキャラピラの設地面が緩まない点を考えると、後退調整が勝る。。

 論理的帰結として、実車のSタンクでもそういう照準方式を取っていたはずだ。
 そうなると、走行用モーターと旋回用モーターに分かれているレオパルド2方式のパワーパックは、都合が悪い。旧来のように、左右キャタピラを左右モーターに割り当てる方式が勝る。また、全金属に近いため通常のラジコンより遥かに重い。直進時に2つのモーターの馬力を合算して使える魅力も大きい。
 パワーパックは、左右独立で動くように改造予定。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2019年6月14日(金) 21:25

ドーザーブレード駆動用

 側面装甲に床板をくっつけると、追加の穴開けがやり難くなる。だから、開けるべき穴はさっさと開けておきたい。
 側面装甲で最後に残った穴は、ドーザーブレード駆動用のモーター回転軸を通すためのものだ。これは設計の不確定により、切断業者に依頼出来なかった穴開けである。

 ドーザーブレード駆動用のモーターは、車体下部の最先端に取り付ける。
 車体下部最先端装甲は、ドーザーブレード駆動用アームを通すためのスリットが左右に開いており、先端にはフック部分をハメるためのミゾがある。

 モーターの取り付け台座に合わせ、ネジ穴を開ける。
 Sタンクの車体先端は尖っていて、空間が無い。そのため、サーボは小型のものしか実装できず、充分なトルクを確保できない。それが設計する上で最大のネックだったが、止むを得ずサーボを諦めることにした。すなわちギアドモーターを搭載し、モータードライブと位置制御は自前で行う。
 サーボに比べてギアドモーター単体の方が、省スペースであり何とか搭載できる。

 選択したのは直径20ミリで、6V対応の130系モーターを使用している。減速比1:488
無負荷回転数 毎秒180度。ストールトルク 23kg・cm とまあ手頃な仕様だ。これより小さなモーターでは性能が不足だし、大きなモーターは実装できない。

 モーターの取り付け位置が確定したので、モーター軸の位置も確定。

 側面装甲の対応位置に、穴を開ける。軸は直径4ミリだが、CADによらない穴開けは位置の誤差が大きい。そこで直径5ミリの穴にした。後から4ミリ穴の開いたワッシャーをハンダ付けすれば、調整できる。

 これにて、側面装甲に開けるべき穴は開け終わった。
 床面に開けるべき穴が開いていないため、側面装甲と床銅版のハンダ付けは実行できない。しかし、車体下部最先端装甲をハンダ付けすることは可能だ。

 だが仮組みしてみると、このまま車体下部最先端装甲をハンダ付けするのはマズいと思うようになった。

 というのも、床銅版と側面装甲がスムーズにくっついていない。直角が出ていない。原因は、左側面装甲にハンダ付けしたアングルが、直角になっていないこと。見た目では密着しているが、密着しているだけで直角ではない。アングルの角はシャープではないため、密着させ過ぎると直角に固定できなくなってしまうのだ。0.3ミリぐらい浮かすのが適切だ。

 そんな微調整は困難なので、サスアームが通る8ミリ穴にネジを通して固定。ただし、ナットはドライバーで固定せず指で回しただけ。側面装甲とアングルが離れては困るが、動かなくても困る。0.3ミリほどズレてくれないといけないのだから。その状態で下端にクリップで圧力を加え、ガスコンロで炙った。
 結果として無事にアングルを垂直かつ密着に固定し直すことができた。ただし両者の位置が0.3ミリほど動いたため、サスアームが通る8ミリ穴にも0.3ミリの段差が発生してしまった。

 穴を整えることで、8ミリベアリングが緩いもしくは0.1ミリぐらいガタつくようになってしまった。遺憾ではあるが、やむを得ない犠牲である。この程度のユルみであれば、対処可能。そもそも内径5ミリのベアリングに通すサスアームが、太さ5ミリではなく4.8ミリというアバウトな部分だ。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

<< 前のページ

Darkside(リンクエラー修正しました)

Generated by MySketch GE 1.4.1

Remodelling origin is MySketch 2.7.4