松下さんの自作ブラシレスモーター・テクニック!
松下さんから”自作ブラシレスモーターを使ったテクニック&レポート”をいただきましたので、皆さんにご紹介致します。

2004.01.14 PJSベル流用オリジナルブラシレス レポート
「新しいモータの製作をしましたのでレポートいたします。
「ダイレクト460gモータの製作レポート」
<着目ポイント>
 缶を大きくしてシャフトを太くしたら楽に推力アップができるのではないかと考えて、
 手持ちPJS300SFモータの缶を使うことを思い つきました。
 それと新しいネオジ磁石を友人からもらいましたので使うことにしました。(10ミリ*2ミリ*3ミリ)
<製作>
 @PJS300SFモータ缶の磁石強化
   素材のリング磁石は取らずに、ネオジ磁石を12枚内側に瞬間で貼り付けます。
   これで缶の内径がステイターに調度合うように   なりました(缶のネオジを取れば元の300SFモータに戻せます)
 Aステイター
   CD−ROM素材で、3.6倍ステイターを作りました。(29枚)
   とりさんの巻線サポート工具を使ったら楽に巻けました。
   0.5ミリ線の10ターン スター結線
 B組立て
   4ミリシャフトに合わせて、ベアリングは870番を使用。
   フランジなしベアリングをステイターの内側に入れます。
   シヤフトはとりさんのロングシャフトを使って内径をベアリングに合うよう広げてフランジ付きベアリングを付けます。
   重量は39gで完成しました(PJS300SFはケーブル付きで34グラム) 
ベンチテスト
  8インチと9インチのプロペラで推力測定
   APC8×3.8 推力460g 電流12.5A
   GWS9047  推力460g 電流12.5A
   モータはほんのり暖かくなる程度で最高出力を持続できます。
<考察>
   PJSモータを壊さずに製作できますので、気に入らなければ元の300SFモータに戻せるので安心です。
   推力は満足できました、ファンフライ系300g程度の機体に搭載したらよいのではないでしょうか。
   コブラ350Cに合うかも!
   電流は予想以上に食います、リポ電池は1500ミリか2100ミリの3セルを使えば良いようです。
   10ターンなので高速回転しています。
   プロペラをAPC7インチにしたら10A以下に抑えられて推力もかなり出るのではないでしょうか。
   8インチと9インチがまったく同じ測定値でした。ステイター・巻き線をさらに変えてみる必要があるようです。
   今回製作のモータは、APC8インチプロペラの相性が良いようです。
<課題と今後>
   大口径缶ベルの開発(メーカ品流用から自作品にしたい)
   強力ネオジウム磁石の入手(2ミリや3ミリの厚み)
   今回の実験で新たな方向として、大口径モータの展開が推力アップになることがわかりました。
   400クラス搭載でも良し、300クラスでパワー飛行もできる汎用性の高いモータにしていきたいです。
   とりさんブラシレスクラブで開発を進めていきませんか! 


2004.01.08  3.5倍ステイター製作レポート(製作編、テストベンチ編) 
「新しいモータの製作をしました
今回はステイターを3.5倍にしたところがポイントのレポートです。
着目点
3倍ステイターの製作で、ステイターのつなぎ目にすきまがあります。
このすきまを無くせばあと3から4枚多くできるのではないかと思いつき製作にとりかかりました。

<ステイターのすきまを無くす>
 ステイターはみどりの塗装がされているので、その分の厚み(両面)がすきまになります。
 ステイター1個は8枚に分解できるので、
 端から7枚・6枚・6枚・6枚・3枚を合わて合計28枚の3.5倍ステイターです。
 それぞれのステイター接合部にエポキシを少量塗り万力で圧力をかけました。
 これでつなぎ目の無い3.5倍ステイターができました。
 今度発売されるねじ式組立て棒を使えば接着剤はいらないと思います。
<モータ組立て>
 2倍缶に1センチネオジ磁石、シャフトロングタイプ、
 0.40ミリ 14ターン、3ミリカーボンシャフト
 今回3ミリカーボンシャフトをはじめて使いました、リュータで好きな長さに切れるし軽量です、
 あわせてとりさん軽量プロペラアダプタを使いトータル重量も軽くできて最高です。
<飛行テスト>
 APC8*3.8プロペラ 720ミリ3セル(53グラム)でテスト飛行しました。
 (無風の休みの朝ですベンチテストは後回にしました)
 回転は最高で7050回転、推力は軽く300グラムをオーバーしているようです。
 300グラムの機体がホバリング状態を維持できました。
<今後>
 巻き線0.45ミリの13ターンを製作してみます。
PS:
 回転時にこすれた音がするので効率が悪くなっているようです。
 製作時のセンター出しが一番の製作ポイントのようで、これがなかなか難しいですね。
 私は2倍缶を接合するとき、3ミリシャフトに2つの缶を向かい合わせに通すとピッタリ合います。
 このまま1周半田付け、ペーパーかけ側面の切断をしたら狂いが無くせました。


先日レポートしました3.5倍ステイターのベンチテストを行いました。
ベンチテスト
 APC7×4E、8×3.8、9×4.7の三種類について、
 簡単に最高推力を測定しました。
 電池は、リポ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。



2004.01.08 シンプルギヤダウンユニットの製作>
GWS350ギヤダウンのモータなしユニット(1680円)を簡単に
 加工して軽量に仕上げました。
 重量は28グラムと軽量でシンプル。
 ポイントは、1.2ミリFRP板をケースのネジ穴4ケ所に合うように作りました、それとモータシャフトを3ミリカーボンにしました。
 これまでの難点であった、軽量化と搭載方法が楽にできます。
 FRPの加工は、リュータとリーマ、ドリルがあったほうが短時間で加工できます。
 今後このユニットに、飯野さんレポートの3倍ステイターと1*5*10ネオジ磁石を付けて、
 9インチ10インチプロペラを8000回転ぐらいで回して推力500グラム以上のギヤダウンに仕上げたいと思います。


<自作ブラシレスギヤダウンユニットの製作>
みなさんのレポートを拝見していて、CD−ROMブラシレスのプロペラダイレクト駆動は、
リポ3セルGWS6030が高効率で推力約260gが最高出力のようですね。
そこで私は、みなさんが着目していないギヤダウンで、
さらに大きな推力をだせないか挑戦することにしました。
最近、300グラム程度の小型ファンフライ機が人気化しています、
使用するモータはGWS350ギヤダウンが推奨されているようです。
私も10月末発売の350CコブラにCD−ROMブラシレスモータを使えるようにしょうと
推力330g以上を目標にして試作品を完成させました。
(ブラシレスにはまると、ブラシモータに戻れないもので・・・・!)
<必要パーツ>  ・ギヤダウンフレーム(GW−IPS−5B) 
 ・ベアリング2セット
 ・フレームシャフト(GW−IPS−6A)
 ・モータシャフト(お好みの長さで・・・)
 ・メインギヤ56T(GW−IPS−42)
 ・ピニオンギヤ16T(GW−IPS−92)
 ・CD−ROMモータ2個(「メタル軸受け2個使用のため)
 ・ブルーアルマイトベル、もしくは素材モーター缶
大体    2500〜3500〜4000ぐらいで揃いそうです。
(但し、巻き線・磁石・ケーブル端子は除く)

手持ちのベルを流用すれば、2200円でパーツが揃います。(GWSの各パーツ単品はエアクラフトさんにあります。)
完成ユニット(S2は2600円より3000円)を買うより割安です。
<製作編>
GWS50XCモータギヤダウンとCD−ROMブラシレスモータの合体です。
GWSギヤダウンは、モータ本体以外を残さず使います。
ピニオンギヤは、リュータで3ミリに穴を広げ、
3ミリシャフトに万力で入れ込みました。
ギヤ比3.5/1(ピニオン16T,メインギヤ56T)
軸受けは、素材モーターの軸受けを2個使って、
それぞれにベアリングを付けました。
ブラシレスモータは、0.35ミリ・20ターン・スター結線・ネオジウム磁石で
組み立て、高トルク・高回転になるようにしました。
端子は、MPJET1.8ミリ金端子を使いました。
組み立てたユニット重量は、36gです。
メタル軸受けを、アルミ等に交換すれば、さらに軽量化できるでしょう。

今回のギヤダウン試作品完成で、ファンフライ機への搭載が可能になりました、
益々CD−ROMブラシレスの利用範囲が広がります。
350Cコブラへ搭載した飛行が楽しみになってきました。
<ベンチテスト編>
<その1>

組み立てたギヤダウンは、一発で回りました、出だし好調で〜す。
テスト仕様
モータ:巻線0.35mm20ターン・スター結線・ネオジウム磁石
ギヤダウン:ギヤ比3.5(ピニオン16T、メイン56T)
ペラ:GWS9047/GWS1047/GWS1080の3種類
電池:リポ1200mA3セル
アンプ:フェニックス10(新ソフト)
計測値:
EP1080ペラ 推力315g 入力62W 6.2A 10.0V 効率5.08g/w
EP1047ペラ 推力345g 入力58W 5.6A 10.4V 効率5.95g/w
EP9047ペラ 推力305g 入力45W 4.3A 10.5V 効率6.78g/w

想定していた推力330gオーバーが実現しました(ヤッターマンです)
総重量を270gにできると、1047ペラで340mA3セルにしてファンフライが
軽快に飛行できそうです。

<その2>
撮影でベンチテストしましたが、なんと360gの推力を記録
しました。(350ブラシモータにせまる推力、重量ははるかに軽い)

モータは、16000回転しています、さらに巻き数を減らせば回転が上がるでしょう。
<飛行テスト編>
私のモータテスト機のラトルスネイクターボポーター君です。
ギヤダウンモータは、即席で固定しました。
使っているのは使い捨てカミソリの柄です。
離陸させたくて、モータを上の方に取り付けたのでぶさいくになりました。
さて、飛行は1200mA3セル(300g)と340mA3セル(270g)です。

飛行は軽快で音も静か、モータ発熱はほんのり熱くなるだけでした。
最初に300gでは、2メートルで離陸、80度ぐらいでぐいぐい上昇します。
フルハイではホバリングしながらゆっくり垂直上昇しました。
次に270gは、1メートルで離陸、軽い軽い垂直上昇でいっきに50mほど
あがりました。
5フライトしまして、写真を撮ってテスト終了。

機体重量を270g以内にすれば、ファンフライ機に使用可能でしょう。
GWS1047プロペラでほとんど発熱しないので、
11インチ・12インチペラも使えるかも。
ギヤダウン化は大成功でした!
さらに推力400gオーバーをめざしてモータを作ってみます。
おまけ? 自作ブラシレス搭載エアリーミニ!


<今後の課題・・・・・どなたか実験してくださいませんか?>
・巻線太さ、巻数、ギヤ比、ペラの組み合わせで、どこまで高効率の推力が追求できるか。
・ツインモータ仕様にすると、どうなるか。
・軽量化と量産化ができるか。
です。



TORII)
松下さんレポートありがとうございます。
このユニットファンフライにバッチリですね!
なんといっても、
1)ユニット自体が軽量!
2)低電流値で使える=>軽量バッテリーが使える=>軽量化になる。
3)トータル重量が軽くなって、ファンフライしやすくなる!
ですね。

と、松下さんのレポートを拝見してひらめきました!
1)普通のGWS S1、S2ユニットを購入する。
2)50XCモーターを取り外す=>これは他の機体(クリックやユニオン機)にダイレクト仕様として使う。
3)自作ブラシレスクラブの50XC互換マウントを逆向きで使用する。
もしかするとこれで、出来てしまうかもしれませんね。(違っていたらすみません)

これなら簡単にギヤダウンユニットが出来てしまうかもしれません・・・・
ただし、
利点は松下さん仕様よりう若干軽量になること
欠点はユニット合計が上がってしまうことでしょうか?

こうなったら私も作ってみなくてはなりませんね!
でも・・・・機体がない?