じゃんく日誌 200505

ブラシレスモーター軽量化の更なる別世界

私のモーターは4～5グラム辺りでちょろちょろしてますが
永野さんはいわゆるパンケーキ型でモーターを製作されて
12極9コイルで3.6ｇ　8極6コイルで4ｇ！！の仕上がり
５Ｖ電源で電流値450ｍＡ　Ｕ８０のプロペラを7400ＲＰＭで回すそうです
氏のＨＰを見入ってしまいました。
5月19日の私の記事のコメントでの野末さんとのやり取りにも出てきましたが軽量化のためにステーターを排する事が出来れば成果が出ますね
その形がパンケーキ型になるのですが
う～～ん、有り物をちょこまか削って貼って作る世界とは工作力が違います。
指を咥えてみるばかりですが
その中にも巻き線の設定などとても参考になって
更に細線を手に入れて多回数巻くと1セル省電力設定が出来そうだと思いました。

手持ちのＣＤドライブのパンケーキ型を流用して私も是非作って見たいものです。

足りないなぁ

メカの軽量化配線を終え重心位置を決める為に機体に仮組みしています。
まだリンケージ関連には手を付けない状態でやはり39グラムの上がりです。

モーターの方は更に調整して回転ロスを減らす努力をした結果5030ペラでも1.8アンペアでおさまるようになりましたので
この仮組みの状態でモーターランテストをしてみました（1セル）
機体を垂直に上に向けた状態でフルハイにすると手の中から上昇しようとしますが1分も回すと下に落ちてくる様になります。

やはり推力比1：1.2程度では本物のファンフライは難しそうです
またベンチで行う推力測定と機体に積んだ状態では何割がた落ちますし機体の形状によっても随分と違うものです

まだ飛ばしていませんが課題として更なる軽量化とモーターのパワーを引き出すセッティングが必要だと感じました。

発泡スチロールの補強無し機体はメカ搭載前はいくらテスト飛行で落としても壊れませんでしたが20グラム超のメカを搭載するとやはり強度不足に思えます。
機体の更なる軽量化と強度アップのためにＥＰＰ板胴板翼（もしくは重量が許せばプランク翼型有り翼）カーボン補強構造（フィッシュボーン）の機体を新造しようと思います。
モーターも更に何パターンか巻いてパワーアップを目指します
後はやはりサーボ3個の重量が問題で
お財布が許せばファルコンの1.7グラムサーボが欲しい・・・

とにかく今のスチロール機を仕上げて玉砕してみます。

メカ、ダイエット中

今回は受信機－サーボ直結は止めてJSTコネクタに統一することにした。
サーボの重いケーブルを取り去り極細ワイヤーに変更、JSTコネクタを付けるのだが…かなり四苦八苦しています
Σ（￣□￣；
サーボ3コ、受信機、アンプで15.5グラム
サーボは手持ちの混成部隊BMS303が2個、ブルーアローBA-TS-4.3が一個
ブルーアローも下ケースを外しケーブルを付け替えると3.3グラムになります
BMSは型番303だけどケーブルを入れるとかなり重い。
クラフトるうむのマイクロサーボもあるのだがホーン取り付けの貧弱さ、動作不安定に辟易したので敢えて使わない事にした。

パッテリー、メカ、機体、モーター。トータルで39グラムです
リンケージの分が無いじゃん
f^_^;

小型機その２

ユニオンのゴム動力機スホーイベース
胴体内部のゴム動力用のヒノキを取り去り板胴化
への字主翼にしないで上半角０の板翼化カーボン補強
主翼取り付け位置をモーター、水平尾翼のスラストラインの直線上に配置
モーター、マウント、機体で18.7グラム（ラダー、エレベータの動翼は未装着）
これは低電流バージョンモーター＋kokam145の1セルに3チャンネルメカ（エルロン）搭載にしようと思う
目標は確実に40グラム切る
推力は少ないので飛べば成功としよう
以前このシリーズのエクストラを５０ＸＣモーター３ＣＨで製作した時は90グラムの仕上がりでスピードが早すぎたのでのんびり飛ばす事に期待。

↓のスチロール機の結果を見て４ＣＨ化ファンフライ化もしてみたい所
どちらにしても総重量40グラムにこだわらずにあと5～6グラム足して2セル化すれば推力比2倍以上になりビンビンに引っ張ってくれるのは確実なんですが・・・

メカを積まなきゃ軽いんだけどなぁ

4.8グラムＣＤモーター用に機体を作りました
アリゲーターもどき（実物を見たことが無いですけど・・・）
材料はホームセンターの52円の発泡スチロール一枚、スチレンペーパー少々
主翼はスパン40センチ、発泡スチロール翼型有り、対称翼（機体の大きさの割にちょっと厚翼過ぎたかな）
胴体全長42センチ、発泡スチロール
水平尾翼、ラダーはスチレンペーパー
モーター、モーターマウント、プロペラ、機体で
総重量は現状18グラム
メカ４ＣＨ、バッテリー（ET-250 1セル）を積み込んで39グラムの予定ですが40グラム越しちゃうかもしれない
翼面加重が8g切るか切らないかという所
在来メカで5グラムは夢か
せっせと配線を軽量化中

ファンフリャァ～出来るかな？

比較実験その2

4.8グラムモーターセッティングその1で巻いた0．32ミリ20ターンのステーターに以前から使ってるBN24絞り無し缶、高さ削り込み無しミキホビー磁石12枚張りの缶を組合せて測定してみました
缶の削り方による漏磁の影響を見たかったのですが
結果は4025ペラ1セル条件で
最高回転数 10440回転
最大電流値 1.6アンペア
と最軽量バージョンと殆ど変わらない結果となりました

4.8グラムＣＤモーター設定その２

0.2ミリの巻き線で38ターン、スター結線で巻いてみました。
巻き線重量はその１と変わらない0.9グラム
巻き線間のの抵抗値
その１　0.5オーム
その２　1.5オーム
と三倍になりました。

GWS4025ペラ装着で測定（1セル）
最高回転数　7900回転
最大電流値　0.9アンペア　です。

この設定でもう少し電流値を抑えられると思われるんだけど新造ステーターの削り込みが足りなかったかも知れない
クリアランスが無さ過ぎても良くないと聞いた事がある。

ちなみに今回はステーター素材のコーティング面が無くなったのでコーティング無しのステーターを組み合わせてアクチェータコイル巻き用に購入した高周波ワニスを薄めずに塗りコイル断線、漏電防止の保護膜を作りました。

これでKOKAM145を使うのはまだ厳しいかな？
私はこれで何か機体を作ってみようと思います

メカロス改善、ベンチ環境の不具合

夜勤明けだと言うのに気になって寝られません（笑）
昨日の電流異常はやはり回転機構のロスだろうと見当を付けて
後部のベアリングを外してテストした所、無負荷時の電流値がガクンと減りました。
４０２５ペラを装着し計測するとフルハイで1.6アンペア強で収まり回転数も増えました。
軸がキチンと通って無かったのです。

また臨時の静止推量テストベンチは写真のようにはかりの上にペンチで挟んだモーターアッシィを乗せて逆ピッチで回転させ測定すると言うもので大きなモーターではあまり問題が出なかった方式ですが今回は弊害になっていました。
逆ピッチでは缶がステーター面に押されて負荷がかかるのですが、この負荷が超小型モーターでは馬鹿にならず0.3アンペア前後の電流増加となって現れていました。

インチキ工作大王の私の作業ですから缶のバランス、コイル巻き線の仕上げをキチンとやると更に好結果が出ると思われます。

途中、2セルでも回してみたのですが・・
素敵なモーターです。
鬼のように回り発熱も無く電流値も少なめ

と、この辺で寝ます
おやすみなさい

4.8グラムCDモーター回りました

まだ巻き線設定を煮詰めたいですが、一先ず回りました。
仕上がり総重量4.8グラム
kokam360mAの1セルGWS4025ペラで約8900回転前後、電流値1.8アンペアです
最大推力は45グラムありますが、そのときの電流は流れすぎです
流せないET-250では推力38グラム程度です。
この設定では効率悪いかなぁ。
1セルで5グラムそこそこのパワーユニットで推力40グラム前後確保出来れば御の字と言う考えも出来ますがまだまだ出来の悪いモーターです。
無負荷時の電流値がちょいと高すぎなのでまだまだ機構的にロス部分があるのでしょう
実はステーターが磁石と干渉するのでギリギリとステーターを削り込みましたがまだ少しすれている所があるかも知れません
缶も削り過ぎました。
これでほぼフルハイなのですが、あと数ノッチ残っていて
その数ノッチをハイにするとバァーンと電流値が上がってしまいます？？？
プロペラの負荷を下げた方が良いのか巻き線を変えるべきか
3インチペラを3ミリシャフトに付ける方法を考えて回してみると違った感触になるかもしれません。
とにかく面白いので数パターン巻いてみようと思います。

しかし5グラム切るとは思いませんでした♪

とにかく回すためにはこんな事もやってしまいます

何をやるって・・・
缶シャフト側をリューターに咥えて
ステーター側を手で保持して鼻の油をちょちょいと付けて
とろ～りとろ～りと回し馴染みが付いたらガンガン回します＾＾；；
磁石が完全にこすれてる様な時はやりませんが
瞬間接着剤で厚みが出てしまっていた、りベアリングの組み付けが悪かったりギクシャクしてるときは馴染みが出ます。

CDモーター軽量化、予想以上の感触

BN24モーター素材の最近採取した絞り有り型の缶をカットし高さを縮める作業をしていたら丸型直径3ミリΦ厚さ1ミリのネオジが届きました。
早速12枚の重量を測定すると推測通り0.6グラムと軽量です♪
再度缶の高さをこの磁石に合わせて
ステーターにコイルを試し巻きしてみました。
ET-250リポ1セル想定で一先ず推力はあまり高望みしない方向で
線径0.32ミリを20ターン巻きました。これで巻き線の総重量が0.9グラムです
缶と磁石の軽さのお陰で予想以上に軽く仕上がりそうなのでベアリングを一個の我慢バージョン（缶プロペラのバランスさえしっかり取っていればファンフライ等の激しい使用でも大丈夫な実績は有り）から二個にすることにしてカーボンパイプの中にフランジ無し6-3を入れました。
後のベアリングからのパイプ余り部分に6ミリカーボンパイプを入れてマウント出来る構造とします。
この状態で5.4グラムです
まだ缶前面の肉抜きはしていません
この作業が１番苦手なので手抜きをしても5グラム台のモーターになりますが、少し頑張って限界に挑戦してみようと思います。
まだ回るか？性能の程も判らないですが巻き線セッティングを色々試しても5グラム台はキープ出来そうです。

考えたらこの缶（BN24の軽い方）では一個も作って無かった
6グラム台ですったもんだしてたのもBN２４では無くて軽いと思い込んでいた2㎜シャフトの素材の方でした。

問題は3ミリシャフトの為にGWSのゴムスピンナーでそのままペラを装着出来ない事ですが、なんとかスペーサーで合わせて見ようと思います

軽量ＣＤモーター作製の為の身体測定

再度ＣＤモーター軽量化に取り組むにあたり
候補者のオーディション、身体測定をしました。
私が見つけた19～20mmステーター系列で現状最軽量素材と思われるのはNEC CDR-272 NEC CDR-271 TOSHIBA XM-5522B XM-5602Bから採取されるOEM型番BN24-XXX系列のモーター
（過去ページの8月15日～9月5日辺りを参照）
後に続く候補として６歯のステーターを利用してマグネットの数を12枚から8枚に減らす（巻き線の数も減る）
ただし小径ペラ高回転型になると予想される
次にManuel Nuebel君の１５gモーターの素材
Lite-One LTN-382 ( LTN244)　Asus S360/S400/S500
AOpenのCRW1232 他にライトオンからOEM供給を受けている有名メーカーのドライブからも出てくるOEM型番BLM3**のモーター
を加えて身体測定してみました。【“軽量ＣＤモーター作製の為の身体測定”の続きを読む】

カーボン多用ＣＤモーター製作へ道

１セルＣＤモーターも実用範囲で出来るようになり、製作中のミニピッツスペシャル（スパン38センチＥＰＰ）も全備重量40グラム前後、推力比１：１以上で飛ばせる見込みになりました。
これに使用したモーターはステーターホルダーとマウントにアルミパイプを使いましたので7グラムを切ることが出来ませんでした。
まぁ丸裸の状態では6グラムモーターと呼べるのですが出来ればコネクター、マウント近辺まで含めて軽量化するのが最終目的ですから、、、
現在のＣＤ素材、制作方法で軽量化の余地としてはパイプ類をカーボンに置き換えたい所です
ＹＳＦＣの栗田さんはカーボンパイプを使用されています。

私も以前から外径内径のしっかりと出ているカーボンパイプを捜し求めていたのですが、なかなかこれと言ったものが無かったのです。
今回コスモテックから出ている外径内径表示のされているカーボンパイプを購入してみました。
7～6ミリ6～5ミリ5～4ミリのものです
これはきっちりとサイズが出ていました
現在私が軽量モーター製作に使っているＣＤ素材はステーターの内径が7ミリですが写真のようにぴったりと納まります
６－３、５－２のボールベアリングもガタ無くはまりました。
パイプ同士もきっちりと接合します。
外径7ミリのパイプ50センチで8.3グラムですから1センチ当たり0.166グラムと軽量です。
強度の点でも使用する機体が軽量で推力も多くて60グラム前後ですので問題無いと思います。

これで6グラム台前半で実用になるモーターが出来そうです
1セル対応ブラシレスアンプのＹＧＥ４ＢＬが実測2.3グラム（シールも剥がした）ですからモーター、アンプ、配線を合わせても10グラムを切ることが出来そうです。
更に5グラム台となると今の素材、製作法では厳しいと考えています。別の素材で６歯の素材がありますのでそちらでやってみようと画策中（赤外線関係もやりたいし、あぁ悩ましい～）
素材もＭＤやらなんやらもっと小さいものもありますが小径に走るのは製作難易度や載せる機体、要求推力、使用メカの兼ね合いから考えても得策では無いかなぁと思っています
作って見たい気持ちも有りますが飛ばしてなんぼですから・・

それ以下はページャモーターなどの極小モーターがメカ、アンプを考えても面白いんじゃないかなぁ

アクチュエータコイル巻きに挑戦

考えていても前に進まないので簡単なワインダーをでっち上げて巻き始めました。
ユニオンのゴム動力機におまけで付いていたゴムワインダーを流用します。
LYONAEECと言うメーカーの品でシリアル番号まで入ってる（結構有名所なのでしょうか？）
ワインダーのカップ部分をはずしＧＷＳのギアダウンのシャフトを流用したものをゴムスピンナーをカットしたものでカップリングするようにしました。
直結では高速過ぎますしトルクが強すぎて巻き線があっという間に切れることが予想される為です。
（電源を単三乾電池4本使用から2本、1本の可変式にした所コントロールし易くなりました）
巻き線にはまだまだ極小線は無理と思い100円ショップの時計キットから取り出したワイヤーを使用してます
0,05ミリと比べると倍近く太く見えます
これを全て巻いて117Ω程度です。
何度か途中で切れたりした末に全部巻ききって1000回巻きになりました。
重量は1.2グラムにもなってしまいます

しかし・・・型から上手く外れません
シャフト部分にシリコンチューブを利用することにより芯部分はすんなり取れるようになりましたがサイドをサンドイッチしている部材の瞬間接着剤が剥がれません
過去ＣＤモーター製作に利用して瞬間と親和性の悪いものを色々試しましたが接着力よりも細い巻き線の方が弱くて切れてしまいます。
やはり剥離材を購入しないといけませんね
もしくは固着に瞬間接着剤を使用するのを高周波ワニス（BYとしちゃん情報）とか他の材料で試してみたいと思います。

しかし、こんなものでどうやって巻くって・・・
右手でワインダーを持ち、左手のひらにシャフトの左端をあて固定して左手親指と人差し指で巻き線をコントロール
ある意味、職人芸の世界です・・・（核爆）

失敗作の山です
長い筒型のコイルは100円ショップ時計のコイル

あと一息！

ゴールデンウィーク？

ＧＷと言うことで世の中には１０連休の人もいるようですが私はびっしり仕事
です。平均睡眠時間３～４時間（涙）
工作もままならず焦りを感じますがマイペースでやるしかないですね。

赤外線メカを使用したインドアプレーン製作は送信機、受信機ともに中途半端ですが目処がたって、あと最大の難関はマグネットアクチェータの製作です。
ここに手が付かないまま動力ユニットを色々実験しています
カプラジのモーターを使ったギアダウンシステムはパワフルでしたが遊んでる内に焼き切れてしまいました。もう少しギア比、プロペラ負荷を調整する必要があります。
このモーターは手軽に手に入り（ガチャポン）内部抵抗値がビットチャーＧの
1.0や1.6に比して低いものです。

最初から極小機と欲張らずに２０グラムクラスをターゲットに考えると
所謂２０モータークラスでしょうか
ストレス解消に以前トイラジ三昧してた機体たちを次々と分解してみました
タイヨーのイージーフライヤー（双発）Ｐ３８（双発）ワッテージのマイクロ
フライヤーとどれも同じモーターでした（KP00系？そのもの）
イージーフライヤーのモーターにＧＷＳのGW-EP02510ペラをダイレクトに使用した所、1セルリポ（KOKAM145）で最大電流値1アンペア流れないぐらいでなかなかな引きをします。
適当な推力測定ベンチが無いので逆ピッチで万力に固定し10センチ四方のスチレンペーパーにウエイトを乗せて13グラムにしたものをプロペラの吹き上げ上方にかざすと吹き飛ばしますので
13グラム？それぐらいの推力は有る？
かなりインチキですね（爆）厳密にはかなり違いますが
このパワープラントで総重量20グラム程度に仕上げればなんとか飛ぶのではないかと機体の構想を練っています。

ヤフオクのトイラジで双発無尾翼機のスカイハンターのモーター
はこれらより一回り大きく6～7グラムほどありますが以前推力測定した時にニッカド3セル双発で40ｇ超有りましたから添付のプロペラとの組み合わせで推力20グラム程度確保出来るのではないでしょうか
（写真の薄い黄色のペラとモーター）

以前トイザラスで格安で購入したVR ROOMZOOM　推力コントロールのみのインドアプレーンも分解しました
電池にはKOKAM145が使ってありました！（ゲット♪）
モーターはビットチャーＧ系のモーターの模様で内部抵抗値は低いものです
軽量でうまく出来たギアダウンシステムとU-80ペラとそっくりのプロペラもゲット！
贅肉を削ぎとせばプロペラガード、主脚、主翼取り付け部、テール部の一体となったカーボン製のフレームも利用できそうです
安かったら部品取りに是非再度購入ですね

そうそう、ワッテージのマイクロフライヤーのプロペラとタイヨーのＰ３８のプロペラもまったく同じものでした。
（訂正、少し先端のシェイプが違ってました）
これも結構引っ張ります。