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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)]

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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)]

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2019年6月13日(木) 21:42

3ミリ捻出

 サスアーム駆動用サーボに、トーションスプリングをセット。

 しかし、1個だけ挿さらない。確認すると、ミゾに僅かながらハンダが付着している感じ。「感じ」としか言えないぐらい僅かである。さもなければ不良品の1つとみなし、3個目の作り直しになっていたはず。
 内径6ミリ以下の穴に、ミゾが25個も掘られている。ハンダゴテの先で加熱するのは無理だし、ヤスリの先端も届かない。そこで、カッターナイフの先でミゾをせっせとほじくる。

 やってみると、少しずつ挿せるようになった。どうやら本当に、僅かなハンダが残存していたようだ。
 充分に挿さるようになるまで、削り続ける。

 だがその結果、組み立て不能だと判明した。写真に写っている物体を、幅125ミシのシャーシに格納することが物理的に不可能なのだ。トーションスプリングはサーボ軸の根元まで差し込むことができず、1〜2ミリ残ってしまう。これが誤算の原因となり、幅が左右1ミリほど足りない。

 幅を狭めるには、2個イチにくっつけたサーボを更に2セットずつ固定している3ミリネジを撤去し、密着させるしかない。これで3ミリ稼ぐことができて、左右1ミリ半ずつ狭くなる。

 だが密着させるためには、配線を何とかせねばならない。
 3ミリの隙間はネジを立てるだけでなく、配線を引き出すための空間としても使用されている。

 そこで、配線を上から引き出すように修正。ホットボンドだから、容易に修正可能。ただし、引き回しは結構キツい。正常に信号が送られることは確認しておく。最初からこうしなかったのは、上から引き出して他パーツと干渉しないか不安だったため。しかし先日の仮組みにより、干渉しない目処が立った。

 2個イチに合体させたとき同様、オートウエルドで合体させる。

 これにより交換が4個単位になってしまうが、強度はアップするし位置あわせし易くなる。

 輪ゴムを巻いて圧迫し、固化を待つ。

 トーションスクリングは巻き線方向が異なる2通りがあるし、サスアーム固定用イモネジの角度など個体差もある。今後の調整はユニークに行う必要があるため、サーボとトーションスクリングの両方に番号を入れてある。サスアームにも、番号を入れることになる。

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)]

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