ブラシレスモーター BASIC 4200 の不具合

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BASIC 4200 ブラシレスモーターの素晴らしいパワーを体験しましたがその後不具合のあることがわかりました

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　3 フライトして帰宅後モーターに不具合のあることがわかりました。コギングのないモーターなのでプロペラを手で回すとスルスルと回るはずです。ところがゴツゴツと回るのです。ピニオンにごみでも挟まっているような感じです。確認しましたが何も挟まっていません。ピニオンギヤとスパーギヤのクリアランスが狂ったのかとも思ったのですがこれも違うようです。ピニオンが 1 回転するたびにゴツ！と重くなるのです。気になったので飛行機からギヤユニットを降ろしてモーターを外してみました。なんとモーターの軸を手で回してみると内部で擦れる音が聞こえるのです。ローターマグネットとステーターコイルとが擦れていると思われます。

　早速調達先に連絡してみました。出荷時に全数テストしているということでしたが、モーターのコイルを樹脂で固めてあり、一部バリが残っていることが考えられるので送り返してもらえれば分解して調べますとの返事。長い間待ってやっと手元に届いたモーターなのにすぐに手元を離れることになってしまいました。

　返送したモーターが届いたと連絡がありました。分解してみたが擦れているところが発見できず、ベアリングも交換してみたが改善されなかったとのこと。同じ品番のモーター在庫がないため代品をお渡しすることができません。ということで結局原因解明のためしばらく預けることになりました。ローターが 1 回転ごとに擦れた音がするということはローターマグネットが偏芯しているっていうこと？

　さて預けたモーターは当分戻ってきそうにありません。となれば 02H モーターを積みなおして飛ばすしかないと思ったのですが、ブラシレスモーターのパワーを一度味わったら戻りたくありません。 BASIC 3100 モーターなら在庫があるということです。このモーターは黒澤さんも使っています。 Kv 値が 3100 と BASIC 4200 の Kv=4200 と比べてかなり低いのでギヤ比の見直しが必要でしょう。現在使用中の aeronaut 10x7 よりダイヤの大きなプロペラも使えそうです。またセル数を増やしてもう少し大型機に使うことを考えると都合がよさそうです。何よりも待てない性分が BASIC 3100 の購入を決断させました。

　540 クラス機材はそのほとんどが 400 クラスと共用できないので、機会をみては新規に部材をそろえています。特にギヤダウンユニットを組むための部材が色々と必要になってきます。 0.4 モジュールでギヤを組むのに京商の本体プレートセット(\1200)は安価で無駄がなくていいです。残念ならが京商のプロペラアダプタは現在生産していないということで入手不可です。みんなどうしているの？ピニオンギヤは 18 枚から 25 枚までそろえました。スパーギヤ各種、内径 5mm と 6mm のベアリング、京商のプロペラアダプタがないので aeronaut の 6mm プロペラアダプタ、折りペラ各種、 6mm アルミプロペラ軸、シム、スペーサー各種、シリコンケーブル、バッテリーシュリンクチューブ、ゴールドプラグ、チタンビス各種等々部材のストックが増えました。これからも増え続けそうです。 0.4 モジュールギヤユニットを組み立てるときのスパーギヤを取り付けるフランジも市販されていないので悩みです。 50 ギヤユニットを購入すれば解決するんですけど。

　部材を集めながら少しずつ次の電動ファンフライを作るための資料集めをしています。電動ファンフライのキットがあれば一番いいんですけど、今のところ自作しかないでしょうか。フライトエリアの関係で車輪なし折ペラ仕様で飛行機を作ることになりますが、リジッドペラが使えればサイズも種類も豊富なのでいいなと考えています。またリジッドペラの方が効率もいいのではないでしょうか。そうなるとどうしても車輪が必要です。着陸時にプロペラが地面に接触しなければいいわけで、できるだけ軽くするために単車輪でもいいかなと考えています。

　数日後、注文したブラシレスモーターが届きました。早速開けてみたらなんとモーターが二つ入っていました(タイトル画像)。注文した BASIC 3100 と BASIC 4200 です。確か在庫がないので交換できないといっていたはずでしたが、明らかに送り返したものと違います。何でもコンピューターの在庫数と実在庫とが違っていて別のところに一つ保管してあったということでした。代替品があれば BASIC 3100 を買う必要がなかった。喜ぶべきか悲しむべきか。まあいいか。廉価版という位置付けからか一つ一つが手作りという感じがしてシャフトを手で回してみるとどちらもごろごろ感があって重いです。最高回転数 65000rpm と書いてありますがベアリングは大丈夫なんでしょうか。

　新たに届いた BASIC 3100 のラベルを見ると Kv=3100 で 35A(Imax.40A) 、 Pmax.700W となっています。 BASIC 4100 の方は Kv=4200 で 40A(Imax.55A) 、 Pmax.700W となっています。

　BASIC 3100 を 7 セルで最大電流の 40A で使うと、モーター入力で約 270W と試算できます。定格電流と思われる 30A ではモーター入力で約 215W になります。7 セル試算ではブラシレスだから特別出力があるという感じではありません。 future 45be との組み合わせにおける 40A でのモーター入力を試算すると 8 セルで約 330W 、 10 セルで約 390W 、12 セルで 470W ほどになります。 RC2000 電池の内部抵抗とスピコンのロスを考慮しての試算です(坂本さんのデータを借用）。

　モーターを取り外したついでにギヤユニットを少しだけ軽量化しました。軽量なアルミスペーサーを調達してあったのと、バックプレート側のベアリングをフランジつきの 1350 から 1050 に変更しました。 30g のギヤユニット になりました。このギヤユニットに BASIC 4200 を取り付けました 。今回届いたモーターは 145g で前より 1g 重くなっています。ちなみに BASIC 3100 は 148g あります。

　プロペラを何種類かそろえたので、少し大きなサイズのプロペラを取り付けて静止推力のアップを図りたいと思います。そのためにギヤ比を大きくします。手元にある 18T(64ピッチ) ピニオンと 72T スパーとの組み合わせで 4:1 にしてみました。早速飛行機に搭載し、プロペラを付け替えながら初期電流を比較してみました。今回は future45be V.15a のモードを mode 2 (Soft timing 9.6kHz) に設定してみました。このモード設定はブラシモーターの進角調整と同じような機能なのでしょうか。 mode 2 は電流控えめモード(ブラシモーターでの進角少な目？)のようです。 7 セル 72/18(4.0:1) aeronaut CAM 11x8 折りペラ 37.3A 7840rpm が手持ちのプロペラの中で最大の電流値でした。ニッカド単セルの電圧を 1.2V としてモーター入力で 260W ほどになります。実際にはニッカド初期電圧は 40A 程度の電流を流した場合で 1.3V/cell 前後あるようです。とりあえずこの設定で飛ばしてみようと思います。

　折りペラ aeronaut CAM と aeronaut では形状及び重量にかなりの差があります。上が 11x6.5 下が CAM 11x7 です。実際の飛行でどのような違いがあるかはわかりませんが CAM ブレードのほうが細身で薄く軽量です。 aeronaut CAM 11x8 (ブレード 2 枚で 10.8g ) は比較的静かな回転音です。坂本さんの簡易推力計算式に当てはめて、APC プロペラと同じ係数 22 で計算すると初期推力が 1440g と出ました。実際の推力はわかりませんが、 7 セル RC2000 搭載時の全備重量が 960g なので推重比はなんと 1.5 ということになります。 future45be V.15a の設定を mode 1 (Hard timing) にすると更にパワーが出せそうです。