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どうしても「マブチモーター」の手作り減速装置を作りたい、のであります。(それも超安価で !! )
2003.5.12
またまた似たような物ですが、最新作です。今までの４対１ではなくて６対１です。(多分、よくわからない？)回転数は１６００回転でした、あまり前回と変わらないのは、「性能が上がったから」のようです。何台も作っている内「コツ」がわかってきたみたいです。
少し小さくなりました。まだまだ小さくなる予定です。
太陽ギア(モドキ)がかなり小さくなっています。
アルミパイプや真鍮パイプを正確に切断出来るように「治具」を作りました。「正確さ」より「楽」出来るのがうれしいです。
モーターの下の部分を万力に挟み、平鉄に下穴をあけて 3*0.5 ミリのタップを立て、出力軸に入れ、重さ４キロの鉄筋を乗せて持ち上げさせてみました。大体１秒間１０ミリの早さで持ち上がりました。まだ余裕がありそうですが適当な重しがないのでここまでです。トルク・・・的にはどう判断したら良いのでしょうか、その方面はさっぱりです。(>_<)
右から左へ作ってきました。
これからは製品を作りながらの工作になりますので、ちょっとUPが少なくなります。私の考えている関節駆動と制御は今までの方法とは違うので早くUPしたいです。名付けて「行き当たりばったり制御方式」です。でもほ乳類の筋肉は間違いなくこの方式だと思うのですがどうでしょう。(筋肉には位置情報を知らせる機能は無いような気がするのですが)
【なんとか出来ました】
減速比は４対１です。出力軸には「双方向スラストベアリング・モドキ」が付いています。モドキ・・・と表現しているのは「本格的なスラストベアリンク」ではないからです。(本格的にするには鋼球の軌跡溝その他が必要です。でもホビー的にはこの方法で十分でしょう)
大まかに分解したところです。出力軸の軸受け部分に注目してください、ところで４対１なんて「ピニオン」と平ギアで簡単に作ることが出来ます。なんでこんな「遊星ギアモドキ減速機」を作るのかと言いますと、「同一軸」にしたかったからです。でも「外周公道ギア」なんてまだ作れませんので「摩擦伝導」を利用した「モドキ」・・・と言うわけです。(オモチャ的には十分実用可・ロボットだったらもっと可、だって連続運転てな訳ではないので、多分)
肝心な部分なので写真を大きくしました。この「双方向スラストベアリング機構」はかなり応用が利くと思われます。たとえば「足・腕・胴体」のひねりの部分などにも有効です。作ってみるとわかりますが、かなりしっかりしています。下手な軸受けよりよっぽど優れています。(見るからに雑っぽいですが、軸方向なら微動だにしません)
更に分解したところです。「スラストベアリング」の部分に限って言うと使用した部材は、缶詰のフタの部分(鉄)少々・１０ミリのアルミパイプ少々・３ミリの鋼球１２個、以上です。値段にして２９円ぐらい、ベアリング屋さんゴメンナサイ。
組み込んでいるところです。年寄りにはきついです。(眼がっ 眼があぁー) 鋼球を落っことすと探すのが大変です。鋼球の購入先は今回は(株)日産商会です。(１個２円)東京秋葉原ですが通販でも手に入ります。あとで調べてUPします。(でも作る人いらっしゃるかしら？)
でもって回転数を測ってみました。分速１６００回転でした、前よりちょっと落ちましたが今回からは「スラスト力」を加えても極端に回転数が落ちません、(これ大事)それにまだグリス等つけていませんし、これで実用化(オモチャですけど)のメドがつきました。(前回の写真と針の位置が違うのは「レンジ」を間違えたからです)<(_
_)>
大した工具は使っていませんし、これも今朝事務室で４０分ほどで作りました。でも工具は大したことなくても「ノウハウ」は山ほどあります。(大げさかな？)後ほど。
次はいよいよ数値制御ですが、これが私弱いんですよね。
2003.5.10 記
ネジ送りなのでどうしても「スラストベアリング」が必要です。それも「双方向」に必要なので２組いります。詳しくは明日です。
これが最初に作ったいい加減なやつです。 
３ミリの鋼球が１袋に５０個入っていて１００円です。あと１０ミリのアルミのパイプが必要です。(１メートル３５０円)
2003.5.9 記
とりあえず完成したので12V荷電し、回転数を計測しました。大体分速１６２０回転でした、減速比は４対１ですからこの時モーターは「1620*4」で、６４２０回転(分速)ということになります。無負荷で約１２０００回転ですから力の半分ぐらいは「手作り減速装置」のロスかしら？。
ま、モーターの力が強いのでどうって事はありません、それを証拠に出力軸(３ミリ)を指で思い切りつかんでも停止しません、ペンチでつかんでみようかなと思いましたがやめました。近い内トルクを測ってみます。
ところで 1620/60=27 で、１秒間２７回転します。３ミリのネジのピッチは ０．５ミリですから 27/0.5=13.5 で、ネジ山は「１秒間１３．５ミリ」進みます。このままロボット関節のネジ送り機構として使うとPWMとかしなくても丁度良さそうです。(負荷がかかるともっと回転数落ちるし)
分解したところです。使用した工具は カッターナイフ 釘 ３ミリ簡易パンチャー(簡単に作れます) 金ハサミ 半田付けセット ニッパー 金槌 サシガネ ケガキ針 ノギス ・・・ ぐらいです。事務机の上で３０分ぐらいで出来ました。
材料は マブチモーター １ミリのアルミ板少々 缶ビールの空き缶少々 ０．３ミリの銅板少々 銅釘３本 3*30ボルトナット２組 3*50ボルト１本(適当)ナット４個 アルミサッシの止めゴム少々 ３ミリ真鍮パイプ少々 あとセロテープ、以上。
遊星ギア(モドキ)の部分です。ちょっとフリーハンドで作ったのでいかにも手作りの味わいですが、この手の工作で問題になるありがちの誤差やガタは全て「サッシの止めゴム」と、遊星ギアの軸受けのガタが吸収してくれるので０．５ミリ程度までの狂いはOKです。(遊星ギアの軸受け部分は内径２ミリの穴に１．６ミリの釘です)
材料費はモーターが１個９０円(現金.COM様)その他諸々３０円ぐらいで合計１２０円ぐらいでしょうか、(^_^)勿論初期費用はかかります。真鍮のパイプとかゴムとか・・・それでも１０００円ぐらいで済みます。(１００台分以上あまります)
こんな具合に色々必要ですから。
(まだ使ってない物もあります)
初めて作ったやつです。
最初は面倒くさいのでモーターシャフト直結でやろうとしたのですが回転が速すぎます。PWMとか色々やったのですが力が落ちてしまってダメだったのと、モーターのシャフト自体にガタが(軸方向)あるのでやめました。次回の「遊星ギアモドキ」システムでは出力軸にスラストベアリング(BB弾かな？)機構を取り入れて、そこそこ実用になるような構造にしてみようと思います。
制御システムは「バーニング宮田様」のHPを参考に超簡単安価システムをひねり出そうと思います。でもその前に機体かな？今、腰と足どちらを先にしようか迷っています。
2003.5.6 記
前に「ウエーブジェネレーター式減速機」をやりましたがほとんど失敗でした、(動きますけど)原因は分かっています。昔私が扱っていた本物は「交流200V
200W-400W」で、モーター回転数は「分速1420回転」でした、マブチモーターで作った物は「分速12000回転」(無負荷)です。実に８倍以上です。オマケに「ウエーブ」部分が外部に露出していました。これではベアリングを使っても振動が激しくなる道理です。
そこでとにかく１段目で少し落としてみようと思います。市販のギァを使ったのでは面白くありませんし金がかかります。何かないかなと探しましたら「アルミサッシの網戸を止めるゴム」が目に付きました。
上は爪楊枝です。黒っぽいのが網戸押さえ用のゴムです。これは「ブロンズ」用です。ほかにシルバー用があります。外形寸法は５種類ほどありまして、一番太そうな６．３ミリ？の物にしました。約８ミリに切りましたがどうでしょう、「ピニオンギァ」に見えませんか？。
でもってモーターにセットしてみました。ゴムの中心には「外形３ミリ」の真鍮パイプを入れています。内径は「公称２ミリ」ですが、実測 1.95ミリぐらいなのでモーターシャフトにたたき込むのに丁度良いです。大抵のホームセンターで売られています。カッターナイフでゴロゴロすれば簡単に切断出来ます。(ブラケットとかの寸法や組み立て法は後日UPします)
白っぽいのはシルバー用です。書くの忘れましたが作るのは１段で「４対１の遊星歯車伝動もどき」です。これにより１２０００回転が３０００回転(無負荷の時)ぐらいになりますし、負荷を掛ければ１５００回転ぐらいになると思いますので今度は大丈夫でしょう。(遊星歯車伝動装置はジェームスワットの発明とか？)
ところで「速度制御」ですが、電子的には方法が色々あるようです。私も数種類試しましたが(ブリッジとか逆起電力とか)「装置の容積」がモーターよりでかくなったり、負荷をかけると「メロメロ」になったりとあまり良い結果が出ませんでした、先日PWM(だったかな？、英語苦手)制御もやってみましたが力が思うようにでなかったり振動したりであまり良くありません、ブラシレスはヨサゲですが「ホール素子」とか良くわかりません。(一応パソコン制御で試しました。三極モーターのせい？)
要するに私の知識と腕が悪いのだと思います。
そこで私、「ハイブリッドガバナー方式？」と言う怪しげな方法を考案しました。勿論原型は蒸気機関のガバナーです。うまくいくといいなー、次次次回です(機械と電子の融合なり、ほんとか？、これこそメカトロ工作)
製品を作りながらのUPになりますので「スピード」が落ちます。ゴメンナサイ。
2003.5.5 記
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