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2021年09月の記事

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2021年9月30日(木) 22:05

カスタムギヤ

 フルオペに使われているギヤを調べると、共通サイズが多用されていることが判明した。
 0.6モジュールのギヤに関しても52歯だから、0.8モジュール換算すると39歯であり同じ。
 いずれにしろ最も厄介なのは、デフケースを兼ねるファイナルギヤで間違いない。

 ギヤを販売している会社は多いが、特定仕様のものしかない(40歯はあるが39歯はない)とか法人専門とか、小ロット対応しているかなど、障害は多い。そんな中で見つけたのが、島村製作所だ。
 小ロット専門、個人相手可能、ほぼ特注専門と条件が揃っている。ここなら、単に希望スペックのギヤをお願いするのではなく、加工も一部お願いできるのではないか?
 特に厄介なデフギヤ内部加工を外注できれば、手間だけでなく精度や強度の面でもメリットが大きい。

 自作パーツとどう組み合わせるか構想を練りつつ、久しぶりに Fusion 360 を使う。

 Fusion 360 で歯車を作るのは、アドインを使うことで簡単にできる。問題は、そうやって作った標準的なギヤに対し、追加の作図を行うにはどうすれば良いか?である。

 押し出しを使ってくり抜きを成功させるまで、結構手間取った。なぜか、「操作」に「切り取り」が出現しないのだ。何度もスケッチを作り直しているうちに、成功するようになった。

 六角ナットで固定するタイプのギヤは、その六角ナットとシャフトを固定するための貫通ピン用だけの加工でいい。つまりは、六角ナットは使わない。

 このような加工を受け付けて貰えるのか?
 貰えたとしても費用は想定の範囲内か?
 外注に成功したとして、自作部分を適切に何とかして最終的なデフケースを作り上げられるのか?
 これで強度が確保できても、今度はその次に弱い部分が壊れるだろ?

・・・とまあ課題は多く先は長い。仮に電流制限を行わなくても、ステンレスより強度の高いギヤ用鋼材を使用した外注部分のギヤが破損することはないだろう。しかし、亜鉛ザイキャスト製のデフギヤとか、ファイナル近辺より負荷が小さいとはいえプラスチック製のままの他のギヤが今度は壊れるかもしれない。
 それらが壊れないようにするため、電流制限は引き続き必要だと思われる。10Aなんて実用の怪しいほど低く設定しなくても済むようになる(はず)ことが、前進である。

 プラスチック製のままのギアは負荷が小さいが、それに対応して強度も小さい。マージンには余裕があるだろうが、それでもどこまで耐えてくれるのかは分からない。かと言って全部を金属製に置換するのは、なかなか難しいのだ。ベベルギヤなんて、平歯車みたいに簡単にスペックを測り取れないし。

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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2021年9月29日(水) 21:52

自作する?

 オートウエルドで接着してしまった場合、金属同士であれば加熱してオートウエルドだけを燃やしてしまうぐらいしか分離する方法がない。金属同士でない場合は、事実上無理である。破壊しかない。

 だが、いつものようにガスコンロで炙ったところ、ベベルギヤが溶けてしまった。シャフトの方は無事。どうやら、亜鉛ダイキャストの融点は想像より遥かに低いらしい。
 ともあれこれで完全に再利用は絶望となり、ベベルギヤもタミヤに追加注文せざるを得なくなった。

 注文に際してはパーツ番号が必要なのでマニュアルで調べると、欠落している。
 更に確認すると、どうやらフルオペに使用されているベベルギヤはタミヤ汎用らしい。SP.602が該当製品で、フルオペ用に製作されたものではなかったのだ。

 これは、途轍もない有用な情報である。というのも、デフベベルギヤセットが決まれば、デフケースのサイズも決まる。つまりは、タミヤ汎用のデフケースを改造し、フルオペのパワーパックに流用できる・・・かもしれないのだ!
 ファイナルギヤはデフケースと一体化しているし、それと噛み合うのは18Tのピニオン。タミヤ製ならサードパーティーも数多くパーツを出しているので、うまく探せばパワーパックのファイナルギヤを金属化できるかもしれない。少なくとも、頑張って探すだけの価値はある。

 しかし探した結果、フルオペ互換のCR−01およびDT−02シャーシは、関連するデフケースのみでパーツが出回っていないと判明。更には純正デフケースは当然のごとく外周にギヤなど付いていないし改造して使うのも困難そうだ。純正を改造するなら、フルオペのデフケースを加工した方がベターなのは分かり切っている。
 そうなると、汎用のピニオンギヤを加工する方向からか。ステンレスや真鍮などハンダ付け可能な汎用市販品を入手し、自力でファイナルギヤを製作する。ステンレス製のタペットリープレートやらサスペンションスプリングを自作するのと、厄介さ面倒さは似たようなものだろう。つまり、何とかなるのではないか?

 根本的にギヤの強度が不足しているのだから、ベストな対策がギヤの強度アップなのは当たり前である。王道の対策には、労力を注ぎ込む意味がある。
 形状的には、ラジコン系のピニオンギヤには加工に適したものが幾らでも売っている。しかしラジコンの主戦場はレーシングカーなので、軽量優先でどれもこれもアルミ製やジュラルミン製である。強度もそうだが、ハンダ付けもロウ付けも事実上無理ってのが痛い。そうなると、Sタンクの車体ステンレスを加工サービスに頼んだように、オーダーメイド歯車が選択肢に浮上する。

 いずれにしろ、フルオペ純正ギヤの正確なサイズを把握するのが第一だ。

 ファイナルに近い方のギヤは、すべて0.8モジュールと思われる。そして、大きい方が39歯で、小さい方が18歯。これは、ギヤが異なっても同様に使われている。
 中間のギヤは、0.8モジュールと0.6モジュールの合体。
 仮にファイナルギヤを金属製に出来たとして、今度はその手前のギヤが破損する可能性がある。結局のところ、ファイナル以外の幾つかのギヤも金属化しないと安心できない。更には、金属ギヤとプラギヤを接着することもできないので、0.6モジュールの方も金属にしてハンダ付けするしかない。

 相当に、面倒だ。

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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2021年9月28日(火) 22:25

パーツ回収に支障

 パワーパックに必要なパーツで過不足なくパーツセットに含まれている訳えではないため、すべてのパーツが揃うようにタミヤに注文すると使わないパーツまで大量に抱え込む羽目になる。もちろん、費用的にも無駄だ。
 だから、再利用できるパーツは回収するのが前提である。

 パーツ同士を接着してしまっているため、回収には破壊が伴う。
 ディスクグラインダーを使い、シャフトを要所で切断する。

 シャフトの切断面が荒くてパーツを引き抜けないので、切断面をハンドリューターで削って整え、バラす。

 これで大量にベアリングやギアを回収できる。
 特に、金属製のデフギヤは重要だ。注文パーツに含まれていないので、すべて回収せねばならない。もちろん破損しているものがあればアウトだが、破損は皆無。さすが、亜鉛ダイキャストとはいえ金属の耐久性はプラスチックの比ではない。
 ますます、ファイナルギアぐらいは金属製にしておいてくれ、と言いたくなる。

 ベベルギアもシャフトと接着してしまっていて、外せない。シャフトを分離しなくては、再利用できない。

 接着しないと、アソビが生じる。アソビを減らすことを最優先してパーツを接着しまくっていた訳だが、破損した場合の修理は途轍もなく厄介になる。
 高強度ネジロック剤や短時間固化で強度は低いエポキシなども動員し、アソビとメンテのバランスを考える必要がありそうだ。何しろ、ギアの破損リスクが高過ぎる。他はともかく、パワーパック関係は常に破損修理を念頭に置いておかねばならない(それでは製品としては困るのだが)。

 オリジナルのフルオペは確かにノーマル540モーター仕様だが、それを守っていれば破損しないものなのだろうか?
 パワーパック破損で困っているフルオペ(無改造)ユーザーは、多くないのだろうか?

 フルオペ最新作あたりのマニュアルもダウンロードしてみたが、相変わらずプラスチック製ギアである。

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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2021年9月27日(月) 22:21

やはりトルク過大

 なかなか前進できないが、どんどん使い勝手が良くなる手応えは感じる。

 いちおう破損ギアを使っての試験。
 ギアが破損し過ぎて殆ど使い物にならないが、僅かに残っている噛み合わせ可能部分だけでも使って感触を確かめようという狙いだ。

 モーターのヒートシンクは、何とか他に干渉せずに済むそう。主砲も、恐らく大丈夫だ。それにしてもほんと、空間が詰まっている。

 無負荷のままモーターを動かすと、やはりパチッパチッと異音がしてパワーパック筐体の一部が持ち上がる。残存しているギアの歯も変形しているものが多いので、どうにもならないようだ。

 起動輪に布を巻き込ませ、良くあるストール状況を再現させる。

 その結果、電流制限が働いてもギアの歯を明らかに破壊してしまうことが判明。20A制限でも、ストールトルクは猛烈に大きい。素のモーターだとかなりトルクを抑止できていたと感じたが、戦車ならではの大きなギア比は想像以上のトルクを生み出している。

 思い切って電流制限をキツくし、10Aぐらいにしてみる。
 すると、さすがにストールトルクにギアの歯が耐えられるようになった。もはやボロボロになっているはずのギアの歯だが、間違いなく破壊されることなくトルクに耐えている。
 たった10Aレベルでも、登坂力は確保できるだろうと感じるぐらい大きなトルクが出ている。

 ラジコン戦車のギアボックスのおかげなのか、それともブラシレスモーターの威力なのか、電流制限を効かせまくってもトルクは大きい。とんでもなく大きい。
 問題はトルクが大き過ぎて、ギアが壊れないトルクに抑えると最高速がかなり落ちそうなこと。

 とは言え先日の屋外走行試験では、フルスピード出したくなることは少なかった。半分ぐらいの速度で充分に楽しめる。案外ここまで電流制限しても実用上は何とかなるのかもしれない。
 次に屋外実走まで、このまま電流制限をキツくしておこう。不用意にギアが破壊されるトラブルを予防できるのは安心だ。

 仮にこれでは満足な性能が出ないとなれば、その時は仕方ない。電流制限を緩くして、運転に注意するしかない。

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)]

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2021年9月26日(日) 21:22

使い勝手向上

 温度センサーを、ヒートシンク脇に接着し直した。

 ハードウェアによる電流制限が圧倒的にソフトウェア方式に勝ることは、オシロで見ると一目瞭然。しかし、オシロが無くても明白。というのも、電流制限が掛かるとモーターの回転音が明らかに変化し、その変化はオシロの波形変化に対応したように感じられる。しかし電流制限状態でも、モーターは全く振動しない。
 電流制限が掛かるか掛からないかの境界付近で、ソフトウェア方式はかなりの振動が気になった。だが、ハードウェア方式では全く感じられない。

 ハードウェア方式の欠点は、電流センサーの値そのものは分からないこと。コネクターが外れていたりセンサーが故障していても、それを自己診断できない。センサーさえ健在なら動作は素晴らしいが、それに頼り切っていると故障に足をすくわれる。
 とは言え、仮に故障しても電流制限が無い状態というだけである。そもそも大半のラジコンは、そういう状態だ。メリットを考えると、ハードウェア方式を捨てるほどのものではない。

 内蔵コンパレーター出力を、GPIOにも接続することができる。RA0に接続すれば、そのまま電流超過をLEDでモニターできる。
 しかしCMP1の場合、接続できるのはRB3〜11に限定されるようだ。この手の制限が、あれこれキツい。元祖な PIC16F84 から比べるとピンアサインの自由度は大幅に広がっているものの、どのピンにでも割当可能という状況からはほど遠い。
 電流制限は素晴らしく有能に働いているので、LEDモニターできなくても大きな問題ではない。しかし、半固定ボリュームで調整するにあたっては、LEDモニターできるに越したことはない。

 以上のように考えて来ると、もうひと頑張りして基板に手を加える意味はあるかもしれない。
 まず、センサー入力を分岐させてRA0にも引き込む。そして、RA0をADCに戻し、電流センサーの値が取得できるようにする。これにより、起動時のセンサー自己診断が復活可能。
 次に、GND直結している未使用ピンのRB4を復活させ、CMP1の出力を接続。ここでLEDを光らせるようにする。LED自体の付け替えを行う必要はなく、そこに接続している配線を付け替えれば良い。

 実際やってみると面倒は面倒だが想定の範囲内で、ハンダブリッジの連鎖に悩まされることもなく作業終了。

 電流センサーを再びモニター可能となり、センサーの接続忘れや故障を検出できるようになった。エラーが発生していることは液晶ディスプレイを接続しないと確認できず、通常だと単にスロットル入れてもモーターが動かない現象として現れるだけだ。
 その点では使い勝手があと一歩悪いが、電流センサーは正常で接続されていることが普通と考えれば悪くない。要は、万一の場合に備えた安全装置。

 そしてハードウェアによる電流制限に引っ掛かっていることは、快適にLEDで確認可能になった。想像以上に引っ掛かってるし、最初から強引にモーターを停止させていると、意外にも引っ掛からない。それで、異常に大きなストールトルクが出ている訳でもない。

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)]

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