俺サーボ サーボ内部のモータについて

realteckですどうも。センターまで100日切ったそうですね。自分は物理で得意の電気分野で課題が見えたので、少々解き直したりしています。

さて今回はタイトル通り、俺サーボ制作のためにデータを集めて見ました。既出だと思いますが参考程度に

あとサーボの分解による故障等は保証しかねますので、やるときは自己責任でお願いします。

もともとはKRS-788HVを改造するつもりで始めたのですが、本気でモーター換装するとなるとプラギア(ファイナルとピニオンの次)が入ってるために少々ギア強度が心配です。それにSRCを諦めるつもりも無いので、KRS-788HVは特に改造せずにそのままで行くと思いますが、データとして把握するのも悪く無いと思い、いろいろ調べて見ました。

まずはKRS-788HVを分解～♪(FET焼けして壊したやつです)

これでギア歯数を調べて見ました。今までインターネットで探してもあまり出て来なかったので、無いなら調べるしかないです。

※ハイブリ＝ハイブリッドギア　※ファイナルギアのセレーションは動力と関係無いので数えず。

上記の数値を整理すると、内部モーター出力軸に対するサーボ出力軸（ファイナルギア）の減速比が1:307.4になります。

KRS-788HVは公称数値で10.5kg・cm、0.14sec/60°となります。

そして上記の減速比で整理すると、内部モーターのスペックは32.53gf・cm(3.2mN・m)、22000rpmとなります。

このスペックは推定値で、実際は摩擦があったりしてもう少し低くなるのですが、それにしてもこの22000という回転数は同サイズでは非常に高回転型のモーターになります。ちなみにこのモーター、サイズから推測するにマブチモーターのRF-020THと同規格の大きさのようです。不思議なことに9Vで計算するとだいたい合うんです。メーカー契約で対高電圧用にチューンしているのかもしれません。

さて憶測の域を出ない話が続きましたが、ここで重要なのはギア比です。ギア比は目でちゃんと数えたので絶対に正しい数値です(たぶん・・・汗)。つまりここに別のモーターを入れれば、数値の全く異なるサーボにも生まれ変われる。そんな話がしたいんです。

しかしこのサーボ、前述したようにプラギアが二枚もあります。実は地味に削れてて高負荷には耐えられそうにないんです。

そこで金属ギアのサーボでモーターを改造できればと考えます。さらにコストが安く出来ればなと思います。

そこで、一時期話題だった中国製サーボの話が出てきます。ギアの耐久度はどれほどかわからないのですが、全段金属ギアで価格は2000円前後。非常にコストパフォーマンスがいいのです。もし仮にこれに高性能モーター8000円をつけたとしても１サーボ(一万円って書かなくてもわかるよね)。そう、国内メーカーのサーボより安上がりで済む可能性が出てくるのです。

では中国製サーボならどれぐらいの数値が望めるのか。試しにRB995で計算してみました。

RB995はネットで探したところギア比1:237とのことです。

サーボスペックはいろいろありすぎて悩んだのですが、6Vの公称値で10.5kg・cm、0.19sec/60°としました。

ここから内部モーターのスペックを推測すると44.3gf・cm(4.34mN・m)、12500rpmとなりました。

モーターサイズは千葉工大のオープンキャンパスに行ったときに分解されたものがあったのをこっそり測って来ました。

手持ちが無いので完全には言い切れませんが、やはりRF-020THと考えられます。

ただしそれにしてはトルクがバカ高い。金属ギアの影響？いやそうではないと思います。これに関してはもう少し研究したいと思います。

そして国内で6～7.4V対応の高性能サーボのスペックを見て、理想値を出します。(どれもほぼ15000円)

KRS-2350(近藤科学) 6V 20.0kg・cm 0.16sec/60° 56.7g

DSR8901(JR PROPO) 7.4V 28.5kg・cm 0.14sec/60° 69g

HSR-5990TG(Hitec) 7.4V 30.0kg・cm 0.14sec/60° 68g

ここから 7.4V 24kg・cm 0.14sec/60°ぐらいあれば十分かなと考えました。

ただし速度はもう少し遅くても支障はないので、トルク重視で考えました。

まずRB995のギア比1:237から理想のサーボモーターの内部モータースペックを出します。

計算した結果　101.2gf・cm(9.92mN・m) 17000rpm

そしてモーター径が合うようにφ17mmのモーターでこのスペックのものを探しました。そしたらありました。あるんですね。

その業界で言わずと知れたマクソンモーターのRE-max17　214896を6Vで回すとちょうどいいかんじです。というかトルクに関してはそれ以上で申し分ないです。速度は外部の減速機構で補えると考えても十分すぎると思います。

・・・でもこれ、お高いんでしょう・・・？

そこで市販の代理店を探してみました。どうやらマクソンジャパンが日本では個人取引先のようで、電話で問い合わせるかしないとダメなようです。e-shopというオンラインのメーカー直販サイト(?)とおぼしきところには米ドルで１個83.88＄とあり、１ドル＝75円で計算すると6300円でした。ただ輸送費やその他細かい仕組みまでわからないので、もし興味を持った方がいれば直接マクソンジャパンに問い合わせてみることをお勧めします。

結局は最後投げっぱなしジャーマンになってしまいましたが、結論としては特性を大きく変えられる、自分好みのサーボが作れるということです。俺サーボは自分の一つの目標で、主に自分はハードウェアの部分で改造の考察をしてきました。しかしそろそろ実際に試す時期がなければならないと考えています。あくまでも理論値、実証ではないのです。

どんなに優れたパワーを持つサーボでも、実際に使い、その特性に触れなければ、それは架空の想像に過ぎないのです。

以上つたない文章で、間違えているところも多いと思いますが、今回はこの辺で