3倍ステイター仕様スペシャルブラシレスの製作!   2004/03/08  3倍カン試行錯誤

今回は飯野さんのレポートを中心に、TORII、皆さんのレポートを追加していきたいとおもいます。

注意)
以下のレポートは個人の判断で行われたものですので、参考にされる場合各自の判断と責任で行ってください。
また、生じた失敗、事故、データにつきましては責任は製作者となります。

皆さんのレポートは製作編の下になります。

<製作編>
(1.パーツの説明 飯野さん)
・630ベアリング、3mmシャフト
・2倍缶、3倍ステイター
 ・ステイターホルダー(外径8mm、内径6mm)
・アルミマウント(外径10mm、内径8mm)

(2.2倍缶の製作 飯野さん)
カンを付けるときは、
継ぎ足すカンのカットした方では無く、つまり裏返しで接合してあります。
これで、カット面による狂いを防げます。

私が3点止めにした理由は、
一カ所止めたところでカンのズレを確認し、修正できるからです。

それと、
マグネットやスットッパーを付ける前にステーターと仮組して、カンを回し、
狂いが無いか確認すると良いです。
この段階なら修正も作り直しもききます。


また、オリジナルのシャフトを内側から入れて、
それをルーターに付けて内側をペーパーで仕上げると良いです。
(粗めのペーパー)

(3.3倍ステイターの製作 TORII)
プロトタイプの巻線用補助工具です。
これを使うとシングルステイターを巻く時も力が入れやすく、負担が少なく巻けます。
さらに、多ステイターでもステイター同士が固定できますので、きっちり巻く事が出来ます。
12/04 現在更なる改良を加えています。

(4.仕上げ、完成!飯野さん)
 
液体絶縁テープで巻線の根元を固めます。 2倍缶をかぶせて完成!
「このモーターはベンチテストでは最大550g(10セル10A)の推力を出しましたが、
モーターにはかなりの負担だと思います。(8.5A以下が安全)
全備重量300g程度の機体で平均スロットル50〜60%の使用でしたら使えそうですが、
重い機体をフルスロットルに近い状態で使用するのは無理です。
当たり前のことですが、このスペシャルモーターを上手く使いこなすには、
搭載する機体の重量、ペラサイズ(CD−ROMブラシレスモーターは、ほぼワンサイズですが、
スペシャルモーターは5〜12と幅が広い)、
使用するバッテリーの種類、セル数などを考えて巻線の太さ、ターン数を決める事だと思います。
スローフライ機がもの凄い勢いで垂直上昇しても、かえって飛ばしづらい、扱いづらいと言うことになってしまいます。
また、一瞬でも良いから最大出力を出したいからと言って、
10セルのバッテリーを積んでもその分機体重量が増し、思った結果が出ない…ってことも有ります。
ベンチテストの結果だけでなく、
やはり実際に飛ばしてみないとこのモーターの良いところが見えてこないような気がします。
今、リポのことを考えて6A位の仕様で面白いところを探っています。」


皆さんのスペシャルモーターの紹介
(注意)
自作ブラシレスモーター全般に言えることですが、
皆さんの好みのパワーと電流値、電圧で、巻線太さ、ターン数が違いますので、
「どの巻線で何ターンがベスト!」といった正解のような設定ははありまません。
あくまでも目安と考えて、各自で調整・設定していってください。

2004.05.20  榎本さんレポートのご紹介 
「こんにちは、秋田の榎本です。
例の320カンモーターが完成したので報告します。

自分のHPでレポートを掲載してますが、
鳥居さんやじんちゃんのレポートと同じところがかなりあるので、簡単に報告させて頂きます。

作業として一番時間が掛かったのが、カン内部を削る作業です。
内径20mm以上だとクリアランスに余裕が出ると思います。
じんちゃんのモーターは内部を削ってません。
自分はしっかりセンターを出す自信がありませんので、20.5mmまで内部を広げました。
そして一番難しかったのが、シャフトボスの取り付けです。
何回やり直した事か。

(写真はセンターが決まって、磁石を取り付けたところです)


ずれてますが、これ以上は自分の技術では無理です。
なんとか干渉すること無く回ります。


自作EPPファンフライに取り付けたところです。
EPPブロックに航空ベニヤを取り付け(接着剤とグラステープで)、そこに特製モーターマウントをビス止め。
本当はアルミマウントを作って、モーターを逆に付けたかったのですが。

巻き線は0.4mm 20T、ペラはGWS1047
機体は250gくらいなんですが、スロットル半分でホバリング状態です。
じんちゃんのデータに近い数値が出てると勝手に思ってます。

とにかくこのモーター、磁力が物凄いんです。
手で回すとゴキゴキ感が今まで作ったモーターの中で一番凄いです。
320カンを使ったということで、磁力漏れが少ないのでしょうか。
回したときのトルクも同じスペックのモーターより明らかに強いです。
私のように電動ドリルだけでも製作が可能なので、皆さん試してみてはいかがでしょうか。」


TORII)
榎本さん レポートありがとうございました。
大変参考になりました。皆さんもいかがですか! 詳細は 榎本さんのHP をご参考ください。


2004/05/13  320カン試行錯誤 (その3)、製作上の注意点 
自作ブラシレスファンのKさんから質問を受けました。
私もそうでしたが、皆さんも悩む内容だと思いますのでUPすることにしました。
(注意)
以下の内容はあくまでTORIIが行っている方法で、別に良い方法があるかもしれません。
また、作業につきましては各自の判断と責任で行ってください。

Q),
「質問ですがモーターの内部でステイターとネオ磁石が当たってしまいスムーズに回らない状態です。
カンの内側を削ると良いと言うことですが、どのようなもので削ると良いでしょうか。
石ヤスリ? をドリルの先につけてガリガリやっても良いのでしょうか?」

A),
磁石の製造誤差や
ステイターを重ねたときの段差等であたってしまう場合があります。
というより私の場合はあたるほうが圧倒的に多いです。

ご質問の件ですが、解消方法は2通りあります。
1)カンの内側を削る
カンに磁石を貼り付けていない場合はこの方法が取れます。
内径石やすりでもかまいませんが、私は超鋼ルータービットを使って思いっきり削っています。
こちらのほうが作業は早いです。
クリアランスが少ないほうが良いに決まっていますが、擦っているよりははるかにましですね

2)ステイターを削る
ステイターの外周を削っていきます。
この場合は石やすりのほうが微妙な調整が出来ると思います。
まず、ステイター外周にマジックを塗り、カンをまわしていきます。
その際に擦れているところは塗ったマジックが削れていますので、
その場所を石やすりで少しずつ慎重に削っていきます。

私が作ったモーターでもかなりステイターを削り込んだものもあります。
 上は3倍モーターの3Xステイターです。
 下は使っているルータービットです
画像ですが、
上は3倍モーターの3Xステイターです。
製作初期に試行錯誤で作ったために、ステイター外周をすべて削ってます。
(現在はカンで調整していますが・・・・)

また、擦る原因は他にも
・ステイターにホルダーを取り付けるときに斜めに取り付けた。
・カンにボスをハンダ付けする斜めに取り付けた。(これやってしまいました・・・トホホ
等あります。

このあたりがコツと経験、作業工具の差が出てしまうところですね。
技術のある方がうらやましいです。
とはいえ、リューターがあるおかげでかなり助かっています。
カンのカットも金ノコではなく、リューター+カットホイールだと楽です。


2004/04/30  320カン試行錯誤 (その2)、これで何とか・・・TORII 
特製ボスを使用すると、さらに作り易くなります。

特製ボスは => こちら


2004/03/08  3倍カン試行錯誤=>まあ、これで何とか・・・TORII 
320モーター缶の内径がピッタリ合うようです。
これに素材のステイターホルダーをハンダ付けすると3倍缶が完成します。
鉄缶の厚みが増しますので、効率が良くなるそうです。
ちょっと製作にコツがいりますが、
挑戦してみてはいかがでしょうか
製作はじんちゃんのHPを参考にしてください。
パーツ
<簡単な製作手順>
1) 320モーターの分解 5) 320缶に素材ホルダーをハンダ付
(センター出しを慎重に!)
2) 320モーターの元磁石の取り外し 6) 素材ホルダー部に
シャフト固定イモネジ用のタップ空け
3) 素材ホルダーの整形 7) 320缶(磁石)とステイターが擦るようなら、
320缶の内部を切削して調整。
4) 320缶外部の出っ張りを切削 8) 3x磁石の貼り付け
完成!
上記パーツの配布出来ます。
メールにてご連絡ください。


2004/01/2908 <じんちゃんのレポートご紹介!> 
「320モーターをCD用のモーターカンに仕立ててみました。
ストッパー部分さえ旋盤をお持ちの方に作ってもらえば、あとはボール盤だけで工作ができます。」
また、”くろすけさん”のレポートも大変参考になります!

詳細は じんちゃんのHP をご参考ください。


2004/01/08 <松下さんからのレポート!> 
松下さんから3.5倍ステイター製作レポート(製作編、テストベンチ編)を頂きました。
「3.5倍ステイターのベンチテストを報告いたします。
ベンチテスト
 APC7×4E、8×3.8、9×4.7の三種類について、今回は
 簡単に最高推力を測定しました。
 電池は、1500mAh3セル
   APC7×5E  5.3A 260g
   APC8×3.8 6.3A 320g
   APC9×4.7 7.0A 355g
3.5倍ステイターで良い推力がでることがわかりました。しかも9インチプロペラでも大丈夫でした。」

詳細は 松下さんのテクニック&レポート をご参考ください。


2004/01/07 <小野さんからのレポート!> 

私は缶をあわせるときは缶の内径ピッタリの治具をつくりそれに当てながらくっつけています。
素材缶のままでは変形しやすいのでグラスでもカーボンクロスでもワンプライしておきますとガッチリします。
また、組み立てて起動しない時は、よくステーターと巻き線がショートしている時に起こりました。
私は巻きながらショートしていないか定期的に導通テストをしながら巻いています。
まず、これで一発起動しています。

また、小野さんから素晴らしいテストデータも頂きました。


詳細は 
小野さんのテクニック&レポート をご参考ください。


12/18 <金井さんからのレポート!> 
3倍仕様のモーターとトルクロール練習機についてレポートしてみたいと思います。

私は静止推力にあまり興味がなくていままで測定しませんでした。
飯野さんからのレポートにあった
練習機を作るにあたり初めて測定してみました。ホバリングするだけの推力が必要だったからです
材料が重く飛行重量が350gになったので430〜450gのセッティングにしましたが、
機体がどちらかに
倒れた時のリカバリーが大変なのと高度ロスが多かったり、飛行速度が速いとか問題がありました。
軽量化(現在300g)と6Aくらいにセッティングすると使用できるリポが増えるのでモーターも交換です
これが改良型です、推力は初期値で380g(6.9Aリポ3セル)、安定時で340gです。
この機体は翼面加重も軽くなり
リカバリーも楽になりホバリング練習に最適になりました、
推力550gの事もあり今回自作推力計と実際の飛行の比較もしました。
テストベンチ上で推力300g時の
電流は4.6A(リポ3セル)くらいですので、
これを基準に自分の飛行パターンに出来るだけ近い状態をテストベンチ
で行い、
フルパワーで推力300g以下になるまでの放電量を調べてみました。
また300g時の回転数と機体が浮くだけの
回転数もほぼ一致しました。
でも飛行に使用するバッテリーは何を使っても刻々と変化するのでどこまで正確か分かりません。
推力計で注意したいのが回転面の前後に大きな障害物が無いのが理想です、数値が変化します。
もう一つ注意しているのがモーターカンとペラのバランスです。
ペラは磁石で片方が宙に浮いている状態でもう片方の先が
磁石についている感じのもので正確に見ることが出来ます。
テーパーナット部分も正確に削りなおしました。
カンはプラスチック部分を外す要領でカッターを入れ糸などを挟んでクリアランスを調整して瞬間で固めてから見ます。
電流値と回転数に変化がでます。
また、テストベンチで連続1分の運転でちょっと熱いかなくらいの状態で、
実際の飛行はフルパワー連続運転可能ですので
飛行しながらターン数などを決めると良いかもしれませんね。
飯野さんの巻きを見て思うのですが、私には巻けない数を
巻いているのでこれが結構重要なのかもしれません

TORII)
いままで製作することが目的でしたが、これからは製作精度も大切だと思い始めました。
特に3倍ステイターだとキチンと組み上げないと、缶とステイターが擦ってしまいます。
また、巻きも重要ですね。私も飯野さんのようにキチンと巻けずに悩んでいました。
ですが今は巻線サポート工具を使ってギッチリ巻くようになりました。


12/17 <細貝さんからのレポート!> 
その後0.4mm13Tで実験して加熱により接着材がはずれてしまいばらしました。
(少しパワーがアップしたようですが電流値が上がりNGです、やめます。)
再度組み立てし実験しています。
そのなかで解った事があります。
1.8mmアルミパイプは少し径が小さくステータががたつき芯がでない
  これはcdromモータに付いていた純正の真ちゅうパイプを2個使うのがベストのようです。
  (1個は切断して)
2.缶の長さが倍になり、磁石が強力になった為ステータに吸引され変心してしまう
  (缶の変心では無く缶が取り付けの時ずれてしまう)
  この対策として特性ベルのイモネジを4個にして締め付けで変心を極力なくすようにしました。
  何とか芯は出せるようです。
3.缶の厚さが薄く磁力が弱くなる
  imaseサンからの助言で実験しました(280モーターの缶を切り貼り付け)が、
  パワーアップ(電流もアップ0.5A)しました。20g
まだパワーは350g近辺ですが、
ファンフライ(サザンクロス2もどき?)セキエイサンのコピーにとりつけました。
全備305gです。天候が悪く飛行はまだしていませんが、
手でもっての垂直上昇はできますのでホバリングは可能と思います)


<12/16 松下さんのモーターテスト紹介>
3倍ステイターモータのテストデータを作成しましたので報告いたします。
仕様  0.35ミリ 17ターン テスト  LI-Po1500mAh 3セル フェニックス10マイクロ
プロペラAPC7×4、7×6、8×3.8、8×6の4種類
プロペラ 電流 A 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
APC 7×4回転数 4140 5610 6450 7200 7590 7900 8200
7×4 7×4推力g 44 84 116 144 165 181 200
APC 7×6回転数 3540 4680 5550 6100 6540 6930 7230 7470
7×6 7×6推力g 46 82 108 130 151 167 181 198
APC 8×3.8回転数 3000 4170 4800 5220 5700 5970 6240 6450 6540 6660
8×3.8 8×3.8推力g 52 94 125 155 180 196 211 225 251 262
APC 8×6回転数 2550 3300 3780 4170 4410 4620 4770 4950 5040 5130 5280
8×6 8×6推力g 46 83 102 128 150 157 175 179 199 204 211

<考察>

7インチと8インチ比較では、推力に大きな違いはなく、むしろ7×4が良い推力がでています。
8×3.8が一番推力を稼げますが、最高が5.0A、6660回転でした。
巻き線を4.0ミリに太くしてターン数を変えて6800回転ぐらいまですれば推力300gをオーバできそうです。>
同じインチのプロペラでも、ピッチが大きくなると回転数/推力が落ちますが、
実際の飛行ではピッチの大きさがスピードに影響します。

<飛行テスト>
テストデータと同じプロペラを総重量270gの機体に搭載して飛行してみました。
電池は340ミリ3セルにしました。
2メータぐらいで離陸させましたがスロットル70%で十分です。ほとんどフルスロットルにしなくてもパワフルでスピードがでる飛行ができました。
7インチプロペラでも満足な飛行ができることがわかりました。
もう一方のギヤダウンモータと比べて、このモータはスピードがでますので スポーツタイプ機に搭載したら面白い飛行ができるようです。


<細貝さんの3xモーター!> (12/15追記)
「缶の製作をちょっととちってしまいましたが、
実験をした結果です
ぺら(9*4.7)、アンプ(フェニックス25)、電源(リポ1200、3セル)
巻線0.32mm25T 静止推力 220g 電流3.4A
巻線0.40mm20T 静止推力 320g 電流5.5A
巻線0.40mm15T 静止推力 330g 電流7.5A
缶が少し変心しているようですが(ベルと缶を接着したときにすこし変心した
ようです)何とか回転はします。
磁石が正常で変心していないならもっと良い結果が出たとおもいます。
手先が器用ではないのであまり出来はよくないのですが、
性能は思った以上にいいですね!!」


(12/15 追記)
新しい磁石に張り替えテストしました
リポ1200 3セル、スピコンフェニック25
巻数0.4mm15Tです
静止推力400g〜370g、7.2A(ペラはGWS9*4.7)までしか
出ません(電池電圧が落ちてくるようです)、コンスタントには350g、
6.6Aです
巻数0.4mm13Tでは
静止推力同じで8.3Aと効率が落ちるようです、またモータが加熱し接着剤
がはずれ実験できなくなりました。再度作り直し実験します。
13Tは無理のようですので13Tは止めます。
今の所、私の実験では0.4mm15T、9*4.7、リポ3セルが
一番良いようです。

<TORIIの3xモーター! 2号機>
 (12/05追加)
これは完成の順番から言えば2号機なのですが、
2倍缶は最初に作ったもので、0号機ともいえます。
1号機との大きな違いは缶で、
画像ではわかりづらいかもしれませんが、缶は周囲がすべてハンダづけして研磨してあります。
これはハンダ3点付けでは特製ベルが使えないと思ったためでした。
(缶自体もこちらのほうがキチンと製作されているような・・・・)

巻線は0.45mm15ターンで、1号機よりも小電流仕様になっています。

ステイターホルダー(8mmアルミパイプ)ですが、
ステイターと若干隙間があります。
そのためマスキングテープを”1周”まいてから、ステイターを取り付け、
低粘度瞬間を流して固定しています。
また、ステイターホルダーに被せてあるマウントは、
10mmアルミパイプですが弾性接着剤を薄く塗って接着しています。
特製ベルと缶の接着も弾性接着剤を使っています。
今のところ大丈夫なようですが・・・・?

<TORIIの3xモーター! 1号機>
3倍缶1号機は・・・・・失敗しました。
というか、缶の合体でゆがみが出たらしく、磁石とステイターがすっているようです。
製作するときは気をつけてください。

12/05 追記
失敗と思っていましたが、ステイター部を調整したら、
上手く回るようになりました。
ちなみに0.35mm20ターン仕様です。

<飯野さんの”まきまき!”>
左側が0.45−16T−Y、右側が0.4−21T−Yです。
0.45でも17Tは巻けるかな?0.4は23T位OK?
0.45−16T−Yがリポ2セル用、0.4−21T−Yがリポ3セル用の予定です。
両方ともGWS 11〜12のペラを6A以下で回せれば…と思います。
巻くときは、
かなり力を入れますので指を切らないように指にテーピングすると良いです。


12/05 追記
この”まきまき”は、
私が「0.45m15ターンが上手く巻き切れないのですが・・・」と
言ったところ、例として巻いて下さったものです。
推力はプロペラ、バッテリー等で変わってきますので、
みなさんの環境でチェックしてみてください。

<沼沢さんの3xモーター!>

3ST完成、ギヤダウン スチレン複翼に使います。