2016年11月21日月曜日

いでよ、高性能モーター、高性能「アンプ」

新天地はラジコンが好きです。いまはやってないけど、ラジコンカー、ラジコン飛行機、ラジコンヘリも操縦出来ます。

さて、ラジコンカーは電動とエンジンとあるのですが、ぼくらの世代は1/10サイズの電動ラジコンオフローダーが流行った世代。トマホーク、マイティフロッグ、ドッグファイターなどが流行りました。

京商のトマホーク

 
横堀模型(ヨコモ)のドッグファイター

 
タミヤのマイティフロッグ
 
それぞれ一世を風靡しました。
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これらは7.2V1200mhの「ニッカドバッテリー」(ニッケルとカドミウムを正極と負極に使う)、電気抵抗、そしてマブチのRS540モーターで駆動されていました
 
バッテリー、当時リチウムイオン電池はようやくソニーが実用化したばかり。ニッカドバッテリしか選択肢はありませんでした。
今の携帯電話に使われるものより数分の一しか電気を貯められないバッテリーなのに筆箱の親玉みたいなサイズでした。
 
スピード(モーターの回転数)をコントロールするためには「電気抵抗」を使っていたんです。わざわざ発熱する電気抵抗を機械のサーボモーターで動かし(スイッチさせるわけです)それでスピードをコントロールさせた。
 
(中央に見えるのが「巻線抵抗」。その左の赤い部分が「サーボ(モーター)」当時は電子的に駆動モーターを制御する方法がまだ小型化実用化されておらずこんな「原始的」な方法でモーターの回転数を上げ下げしてた。1985年ころのお話)

ドッグファイターは巻線抵抗を使うことでリニアに速度を変化させれましたがマイティフロッグは三段階にしか速度をかえれなかったのです。しかも「ブレーキ機能」なし。

「電気抵抗」ですからそれ自体発熱するしエネルギーロスも少なくない。一々サーボモーターを機械的に介して制御するのでレスポンスも悪い。機械部品だから衝撃とかに弱く故障箇所でもありました。
 
モーターはマブチの模型用小型モーターのRS540という汎用品。模型用ですから競技で必要な素早いピックアップとかリニアな変速特性などは追求されていません。
 
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しかし「レース」になれば少しでも勝ちたいわけです。ここで技術の革新が起こっていきます
 
ニッカドバッテリーは「当たり」の電池を組み合わせる「マッチドバッテリー」を使用するようになっていきます。品質がバラバラのバッテリーを電気抵抗を図るなどによって少しでも性能がいいバッテリーを選別しようというのです。
 
今のリチウムイオン電池と違って結構製品の性能にばらつきがあったニッカド電池(80年台はサンヨー製オンリーでした)。
「世界選手権」では、ワークスチームはバッテリーセルを1000個単位で買ってきて、それを1個1個テスターで計測して「奇跡の一組」を選抜してトップドライバーに渡したといいます。(トップドライバー同士に不満が出ないよう、選んだ中から、さらにドライバーに抽選であてがったりしたとか)
 
さらに「FETアンプ」が登場します。
 
サーボモーターと電気抵抗でモーターを制御するのではなく、モーターに流れる電気を瞬間瞬間でつけたり消したりする制御でモーターの回転数を制御するのです。機械部品がなくて故障も少ない。
 

こうやって細かく制御することで電気の消耗が少なく、またFETは最高回転時にも電気ロスが極めて少ないためトップスピードが高く、電気的にリニアに回転数を制御するためコントロール性能が優れるなどいいことづくめ(ただ値段がとても高価)。

あっという間にみんなが使うようになっていったのです。「電気抵抗」を使わないので電気ロスや発熱も少なくなる。(もちろん大電流が流れるので結構発熱はするけどね)

さらに「ハンドメイド」なモーターもどんどん登場しました。モーターのコアを特注したり、マグネットも特別仕様、さらには巻線を手で丁寧に巻き上げて回転コアを「バランス取り」してとにかく高性能なモーターを作ることも行われました。

トリニティのモーター。(1985年の世界選手権優勝記念ラベルですね。僕の記憶が正しければ当時アソシエイテッドの「ワークス」ドライバーだったジェイ・ハルゼイがヨコモのドッグファイターを改造したモデル、後にヨコモからレプリカがスーパードッグファイターとして発売された、を駆って優勝したんだと記憶しています。)

ラジコンカーの性能が上がっていったのです。

このあたりの製品の値段は「大人価格」w
例えばRS540モーターは1200円で買えたかな。
巻線抵抗の価格が2000円位。

一方、FETアンプは登場当時5万円(ノバック社製)くらいしました。
上に写真を載せた「三和のボルテックス」はものすごく価格を抑えた画期的な製品でしたが15000円位だったかな。新天地はお年玉全部つぎ込んで買いました。

トリニティのモーターも物によって違いますが普通に10000円。20000円超え。こんなもん子供には買えませんwそもそもラジコンカーの車体が15000円から20000円位。。車体よりモーターのほうが高い!!



それでも「勝ちたい」人はこういう必殺アイテムを買うわけです。
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古くからの「エンジンで動く」自動車はエンジンチューナーと言ってエンジンをいじって高性能化させる業者もいます。
また吸排気を改造して高性能化させたり、メーカーも高性能エンジンを開発したりしてスポーツカーや高性能車を販売してきました。日産のGT-Rは数名の「匠」と呼ばれる人が手でエンジンを組み上げるのも自慢の一つ。

一方で「電動」の車のモーターはまだそこまでの域には達していないようです。
まだ「RS540」モーターレベルにとどまっているのでは???
なんておもいます。いやもちろん、技術的には最先端の技術なんだけど。
それがまだ「官能的ではない」レベルに留まってると。

匠が組み上げたモーターなので寸分のブレもなくまわります、とかトヨタの新型素子による電気制御でクイックレスポンス、とかまだまだそういう余地があると。ボタン押したときだけ昇圧装置が働いて加速モードオン、とかw

チューニングとかの余地があると思うんですよね。(あんまり敏感にしちゃうと運転に疲れるけどね)
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エコカーって自動車雑誌に乗せても、まだまだ反応が鈍くて売れないそうな
だってかっこいい電気自動車も売ってないし。官能的な電気自動車もない。

フェラーリみたいな電気自動車、ポルシェみたいな電気自動車。
早くいでよ。
そしてトリニティみたいな電気自動車のモーターの匠、日本から出て来ないかな、と。

モーターのバランス取りとか時間をかけて丁寧に巻線まいてありますとか
できそうなきがするんだよな。スペシャル仕様のモーターコアとかも。

電気モーターや制御装置のメーカー。もっと頑張らにゃあ
自動車メーカーのデザイナ。
もっとモーター駆動だからできるデザインがあるだろうと。

 

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