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本文書では、東京マルイの電動ガンBOYsシリーズの改良点を紹介する。
ここでいう改良とは、パワーや連射速度を上げるのではなく、「安定して長く使える」ことを目的としていることに注意。なんせ子ども向けのおもちゃだから。パワーや連射速度上げたければ18禁のモデルへゴゥ！
なお、私は特に電動ガンが超絶好きとかそういうの全然なくて、 たまたまなんとなく修理したくなって 不動のものを入手してつついてたら段々面白くなってきちゃったとかいうそんな。
長いので、先に結論だけ書いておく。
電動ガンBOYsは程よい大きさ＋パワーとそこそこの命中精度で扱いやすい。 のだが、いかんせん「設計的にソレどうなの」という箇所が多すぎ、電池寿命は短いし故障も多い。 価格的に仕方ないのかもしれないが、天下の東京マルイさんがソレではイカンでしょう！ということで、改良できそうなところを改良してみよう、という趣味満載のページであるよ。伝説のRCカー「サムライ」のフロントサスのアッパー・ロアーアームの薄さあたりからその片鱗はあったのかもしれないけど。
そんなわけで、検討したこととか修理・改良したこととかは以下の通り。
なお、ここでは一貫してアルカリ乾電池は100均で入手できるものを使用している。なんせ小中学生が買うようなガンだから、よもやEVOLTAを使うようなブルジョアジーは居ないだろうということで。同じ理由で、8.4Vバッテリー化もしない。すれば色々改善するのは判ってるけど。
あと備考。弾速を上げたいなら、モーターや電源変えても全くの無駄で、バネやバレル等駆動部以外を変える必要があることに注意。電動ガンでは弾を発射するのはあくまでピストンの開放時で、電動なのはピストンを引く動作だから。
ゼンマイ式のマガジンを使っている機種で頻発する給弾不良。具体的には、セミオート中に空撃ちが起こる、フルオートでも間欠的にしか弾が出ないなど、実際起こると大変にストレスフルな問題。固体差が大きいが、起こるガンではどうやっても起こる。
原因は本体ではなく、マガジンにある。主因は三つ。
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2.は解決が困難。新品や互換マガジンを入手するのが一番簡単そう。これを期に、ゼンマイ式ではなくスプリング式のマガジンに変えるのも手だと思う。 M4用のものならこれ。タボール21にも使える。もう一つ、上級者の方はプラパテや瞬間接着剤＋重曹をゼンマイ外周の爪部分に盛って形を整えることで、給弾能力を復活させる方法もあるといえばある。好事家はどうぞ。
3.の場合は、まずマガジン上部に紙やテープを巻いて厚みを増やす。これによりガタが消え、本体に挿した時の保持力が上がってマガジンの固定が安定するため、給弾不良が改善できる。同じようなことをやっておられる方がこちらにも。
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もう一つの改善策として、マガジン側のBB弾を抑える爪をもう少しキツくする方法もある。斜めにカットされた部分にパテ的なもの(写真では瞬間接着剤+重曹)を盛り、形を整える。これで、マガジンが固定位置に挿さった時により強く前面に押し付けられるようになるために固定力が増し、給弾不良が改善できる。
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もう一つ、ゼンマイ式マガジンの致命的な問題として、中の逆転防止爪が折れてしまうことが挙げられる。これが折れるとゼンマイを巻くことが一切できなくなり、マガジンとしての機能を全く失ってしまう。Amazonでスペアマガジンを購入するのが一番簡単でよい。 自分でなんとかしたい人は、厚さ0.7～1.0mmくらいのプラ板を切り出してライターで炙るなどして成形し、いい位置にはめ込むことで修理は可能。
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「トリガーを引くとモーター音がするがピストンが動かない」場合は、ほぼ確実に ピニオンギアが割れている。「電動ガンBOYs ピニオンギア 割れる」で検索すると 事例が沢山引っかかる。このギアは標準品なので、割れたら交換可能。規格は以下。
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京商ミニッツ用の10Tのアルミピニオンギアという選択肢もある。 これはイモネジでモーター軸に固定できるので、丈夫だし滑ることもない。 ただ、金属にするとクラウンギア側を削ったり、イモネジ固定だと本当にヤバい時に滑らなくてモーターを焼いたりしないか心配で、今回は(買ったけど)採用しなかった。
Aliexpressに、互換ギア(全部金属製のもの)があったりするので、気が向いたら探してみるとよい。 プラのものもある。 ただ、そこは中華製品、本当に電動ガンBOYsにポン付けできるかどうかは、やってみるまで判らないことに注意。説明も殆どないから、写真見て「合いそう」くらいで判断するしかないし、合わなくても諦めるしかないのでリスクは大きい。神々の遊び的な。
電動ガンBOYsのスイッチは、トリガーを引くと電源を直接モーターに接続する物理スイッチ。 小さな接点に9V3A以上の電流が流れることがあるので、そりゃもぅ内部でスパークしまくりで、少し使うとすぐに焦げて接触不良が起こってしまう。よくこんな設計でOK出したなと呆れちゃうくらいのダメっぷり。
とりあえずなんとかするには、スイッチを分解して清掃する。 爪を起こしてバラし、中の焦げた端子を紙ヤスリで軽く磨いてカーボンを落とし、接点復活剤を吹いた上で再組立て。小さい端子やバネを無くさないように注意。
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モノとしては一回路二接点の一般的なスライドスイッチなので、サイズが合えば電子工作店やAmazonで入手できると思う。例えばこんな。
ここまでやって復活させても、仕組みが悪いのが原因なので、またすぐ焦げちゃうという。 これを根本解決するには、次に説明するスイッチのFET化の必要がある。
先述の通り、デフォルトのスイッチは貧弱な上に設計が悪くて流れる電流がデカすぎる。 破損を防ぐには、リレーなどを介して、スイッチに流れる電流を小さくすべき。
高価な電動ガンではこういう箇所にMOSFETモジュールを導入するものだそうだ。 実際調べてみたら結構売られているのだが、そのモジュールが1500円とか2500円とかする。 電動ガンBOYsごときにそんな高価なもの入れるのもなぁ、と思って探してたら、 Aliexpressにお安いMOSFET(AOD4184-40V 50A)を発見。これを使うことにした。 ５個買ったら一個100円弱、10個だと80円くらい。なるほどこれなら納得。 余談だが、チップのデータシートはこちら。AOD4181はなかったのでD4181でお茶を濁す。
回路図は以下の通り。LOADはマイナス側なのね。マニュアルなかったから、最初LOAD→モーター→マイナス、で繋いで動かそうとしてしまったわぃ(※全く動かない)。
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AOD4184のサイズは23x16mmと小さいので、組み込みはそんなに無茶ではなく、隙間に押し込めばなんとかなる。
固定が心配ならグルーガンでなんとかするか、熱収縮チューブか何かで包めばよろし。
私は熱収縮チューブで包んでOKとした。
チューブは透明な方が、後から色々確認できて便利だと思う。
このモジュールは通電中は赤LEDが点くし。
※下の写真に映ってる手書きの回路図は間違っているので、上の回路図を参照すること。
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一点だけ問題があった。 電池が弱ってきた時のモーターが回る最低電圧が、直結時と比べると0.03Vほど上がった。 ただ、FETそのものの消費電力は小さいはずで、でも結線の抵抗というわけでもないし…ということで原因はわからず。 どうしても低い電圧でモーターを回したい場合は、やはり直結を選ぶ方がよいのかもしれない。
リレー化も考えたが、収められる大きさの適当なリレーがなくて断念。 OMRONのG5V-1がイイカンジなのだが、9Vモデルで流せる電流が1Aまでということで、最初の突入時にそれだと足りない。このくらいの大きさで5Aまで流せるものがあれば…というところ。
追記。別のFETスイッチ(SM4364A使用の20A品)の方がサイズが小さいのでこっちも導入してみた。一個30円とかでお安いし。特に動作に問題なし。メイン配線二本の間に入れて、スイッチ部は電源不要でトリガーと直結すればいいだけ、と配線も簡単だから、こっちの方が何も考えずに配置できて良いと思う。
小さい理由は、フォトカプラが実装されていないからだった。今回の用途なら同じ電源系からスイッチ側の電源取ってるからフォトカプラ不要だし、これで十分。
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更に追記。SM4364のFETスイッチ、誤って電源を逆接続したら焼損し、スイッチが効かなくなって100%導通状態になっちゃった。銅線の接続端子としては使える(意味なし)。気を付けよう逆接続。
電動ガンBOYsは、電池寿命が非常に短い。
新品のアルカリ乾電池を導入しても、概ね1000発も撃てば、それ以上ピストンが動かなくなってしまう。
具体的には、アルカリ乾電池一本当たり無負荷での電圧が1.45Vを切ると、ピストンを引けなくなる。これは、乾電池がヘタることで内部抵抗が増加し、モーターへの電力供給が不足するのが原因。
これは電池の残存電力をかなり無駄にしている。 そもそもアルカリ乾電池の標準電圧は1.5V(実際は新品電圧は1.65Vほど)であり、1.45V程度では「まだまだ使える」状態のはずだ。 例えば、電動ガンBOYsで使って回らなくなった電池をPCのマウスで使おうとしたら、「まだ半分くらい電力残ってるぜ！半年くらいは使えるぜ！」と報告される。そのくらい電動ガンBOYsは電池の「おいしいところ」を必要とする。
この問題を簡単に解決するには、電源を7.2V/8.4Vバッテリー化すればよい。 ニッカドバッテリーでさえ、乾電池とは比較にならない程内部抵抗は低く、容量は大きく、寿命は長い。可能なら、バッテリー化するだけで電源に関する諸々の問題は全て解決する。 EVOLTAのような大電流が取り出せる乾電池を使ってもよい。 単三型のニッケル水素蓄電池に変えるだけでも、内部抵抗が小さいので効果は大きいだろう。
しかし、本書ではあくまでアルカリ乾電池に拘る。何故なら、これは「BOYs」だから。 小学生が遊ぶ玩具だから。 アルカリ乾電池という、安くて100均で買えるパワーソースを使えることで、「お小遣いで遊べるおもちゃ」であって欲しいから。
改造にかかる手間や費用は小学生では無理やんけという真っ当なご意見は聞こえないフリをしつつ、アルカリ乾電池でなんとか長く使えないかなと考えるわけで。
とにかく電池寿命を伸ばしたい。 少なくとも電池電圧が一本当たり1.4Vくらいまでは粘ってくれることを目指し、モーターを交換することを考える。 連射速度はある程度落ちてもよいから、モーターをトルク型にすればもう少しは粘るんじゃないかなと期待しつつ。
電動ガンBOYsのデフォルトモーターは、FC-280SA-3245。現物の薄い刻印から確認した。 ミニ四駆の130モーターと形は似ているが、サイズが一回り大きい。 一般には販売されておらず、入手は困難と思う。
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このモーターの詳細はしばらく不明だった。 のだが、何かの拍子にマブチのモータースペック表を発見。情報を抜粋しておく。
| MODEL | VOLTAGE | NO LOAD | AT MAXIMUM EFFICIENCY | STALL | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| OPERATING RANGE |
NOMINAL | SPEED | CURRENT | SPEED | CURRENT | TORQUE | OUTPUT | TORQUE | CURRENT | |||
| r/min | A | r/min | A | mN.m | g.cm | W | mN.m | g.cm | A | |||
| FC-280SA-2865 | 2.4～3.0 | 3V CONSTANT | 7700 | 0.20 | 6420 | 1.10 | 2.53 | 25.8 | 1.70 | 15.2 | 155 | 5.00 |
| FC-280SA-3543 | 2.4～3.0 | 2.4V CONSTANT | 9200 | 0.30 | 7730 | 1.58 | 2.75 | 28.1 | 2.22 | 17.2 | 175 | 8.27 |
| FC-280SA-3245 | 2.4～3.0 | 2.4V CONSTANT | 8800 | 0.29 | 7350 | 1.47 | 2.72 | 27.7 | 2.09 | 16.5 | 168 | 7.45 |
スペック表のOPERATING RANGEが3Vだけなのはどういうことなのん？ 電動ガンBOYsでは電圧9Vのはずなのに。 あと、3245は2865よりスピードもトルクも大きいことがわかってだいぶ絶望。 代替は難しいのかもしれない…それに、STALL時の電圧が7.45Aとかびっくりするほど大きい。 そんな電流流したら焼けちゃわない…？ あとは試してみるしかない。
電池寿命を伸ばすには、ということでAIと長く議論したところ、以下の方針で臨むこととなった。
AIの推奨とは別に、モーターの型番から、今回の用途に適したモーターがどれかを探してみる。 サイズは現在のFC-280SA-3245と同一で、末尾の型番違いのものが対象になる。 末尾の型番は、マブチの製品検索ページを見ると、 コイルの巻き数を示しているようだ。 AI(Gemini)に聞いたら、実際には線径と巻き数。 例えば3245なら「線径Φ0.32mm、45巻」を表す。
探してみると、ケースサイズや軸長、端子位置などが合いそうなモーターとして、AliExpressには以下のようなものが存在した。
3245を基準にすると、これらのモーターには以下のような特徴があると推測する。ホントかどうかは神の味噌汁。
| モーター | 線径(mm) | 巻数 | トルク | 回転速度 | 電流 |
|---|---|---|---|---|---|
| FC-280SA-2865 | 0.28 | 65 | 同 | 低 | 少 |
| FC-280SA-3545 | 0.35 | 45 | 同 | 高 | 多 |
| FC-280-18150 | 0.18 | 150 | 大 | 低 | 少 |
| FC-280SA-18165 | 0.18 | 165 | 大 | 低 | 少 |
今回の用途の場合、電池電圧が低下しても回って欲しいので、電流量が少ない方が有利。トルクは3545程度は必要で、回転速度は連射速度に関係するのである程度削ってよい。 という前提にたつと、FC-280SA-2865とFC-280SA-18165が候補になりうる。 連射速度の低下が呑めるなら、18165が一番向いていると思う。あとは実験だ。
AliExpressで FC-280SA-2865を入手。早速、3245と交換してみた。
AliExpressで FC-280SA-18165を入手し、交換してみた。
上の列挙の末尾(セミオートでピストンを引ききれない)は、特に電池が弱った時に起こりやすい。 これは、ピストンを引ききる直前にトリガー内のスイッチが切れるため。 通常はモーターの回転速度が速いからその勢いでスイッチが切れてもピストンが引ききられて発射されるのだが、18165だとモーター回転が遅すぎてスイッチが切れると同時に(弾を発射してないのに)ピストンが止まってしまうことが原因。 決してパワー不足なわけではない。 ので、その状態でフルオートに切り替えればちゃんとピストンは動く。
これをなんとかするには、「ピストンを引ききってからトリガースイッチが切れる」ようにする必要がある。 具体的には、以下の写真の赤丸の斜め部分を、ほんの0.数mmだけ削る。 ピストンが引ききられた時にトリガースイッチを切るために下方向に押される部品が、ちょっとだけ遅れて下がるようにしてやるわけだ。 そうすることでトリガースイッチが少し遅れて切られるようになり、モーターの回転が遅い18165でもセミオートでちゃんと撃てるようになる。なおここはモノスゴ繊細で、削りすぎるとセミオート効かなくて常にフルオートになっちゃうので注意。削りすぎた場合は、瞬間接着剤+重曹を盛って再成形すればなんとかなる。
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一方、余ったFC-280SA-3245を分解して、回転子(コミュテーター)を見てみると、結構黒いカーボンが付着していた。 ので、1000番のサンドペーパーで研磨してカーボンを除去し、接点復活剤を吹いて綺麗にして再組立て。 これで実験すると、電池一本あたり1.42Vでもメカボックスが回転することを確認。 元々は、回転子が汚れることでモーターの効率が大きく低下していたということも分かった。 さすが不動だった中古品。
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ただし、2865と比較すると、電池電圧が低下した際に「ピストンがいい位置で止まっていない場合に回転を再開できないことがある」という(最初からあった)問題は残った。恐らく始動時の電力の問題なので、これは解決が困難そう。
なお、モーターの分解は「壊す覚悟」がないならお勧めしない。
エンドベルを開けるために爪をコジるとケースが歪む可能性があるし、分解時にブラシ側を乱暴に引き抜くとブラシが傷ついたり欠けるし、組み立て時にモーターケース(金属)の爪を正確に曲げ直すのはヤケに難しいし。
特に曲げは、うまくしないと曲げが不十分でエンドベルがガタついたり、カタいので力を込めた時に手を怪我したりする。私は実際怪我して、大変に痛かった…。
大きめのコンデンサを、モーターの＋極と－極を跨ぐように並列に接続。 これにより、以下のようなメリットが得られると期待。
実際実験してみると、効果は微々たるものだった。 確かに、電源電圧が低下してもモーターが停止状態から回ろうとする力は若干強くなった(始動性はよくなった)ものの、全体的には連射速度が落ち、また電源電圧低下時の「がんばり度」も、コンデンサがない場合と殆ど変わらない。
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冷静に考えれば、これは当然とも言える。 コンデンサC[F]と抵抗R[Ω]の時定数は t=RxC なので、 モーターと配線の等価抵抗を仮に2Ωとしても、0.0047(F) x 2(Ω) = 0.0094(s)、つまり10msも効かない。 電池が弱ってる場合は毎秒六連射程度なので、少なくとも40msくらいは効いてくれないとバネの引き終わりあたりの高負荷を乗り越えられないのだろう。連射速度が下がるのは、コンデンサを充電するために電力を食われるからだと考えられる。 40ms効かせようとすると、20000uFのコンデンサが必要になる。実験するのは楽しそうだが、実装体積的な意味で、それはさすがに大きすぎる。
では、静電容量さえが大きければいいのか、という問いも残るだろう。 5.5V 0.47Fの電気二重層コンデンサを二つ直列に接続すれば静電容量が大きくなる。 そういう実験もしてみたが、これも結果は芳しくなかった。 電気二重層コンデンサは ESR が数十～100Ωと高くて反応が鈍すぎるようで、「つけてないのと同じ」くらいになってしまう。
「お安く、低ESRで、10V 20000uFくらいの容量を持つ、体積が小さいコンデンサ」が理想なのだが、あいにくそういう都合のいいものはないらしい。 タボール21みたいな大きな機種には隙間が沢山あるので体積の問題はクリアできそうだが、はたして。
ということで、結論としては「コンデンサは追加しない方がよさそう」となった。
追記：モーター側ではなく、電源側にコンデンサをつけるとどうなるか。
結論：やはり効果薄い。スイッチ(トリガー)より電源側にコンデンサを付けることで、射撃中でないときに充電→トリガーで放電、という動作になるので、電池消費はするかもしれないが瞬発力や始動性が上がるのではないかと期待してやってみた。が、モーター側に付けた時と同じように、あまり変化はなかった。試したのは低ESRの10V4700uFと、電気二重層コンデンサ5.5V0.47F(直列でx2)。どちらも「付けないよりはマシだけど…」くらいで、あまりメリットが感じられなかった。
これ以上電動ガンBOYsの電池寿命を伸ばすにはどうしたらよいか、考えた。 新品のアルカリ乾電池で使い始めたとしても、1000発も撃てばモーターはだいぶお疲れモードになり、電池交換が必要になる。この時、電池一本あたりの電圧は、無負荷状態で1.45Vだった。実際には固体差が大きいが、別の固体四丁で試して最もよく回るものでも1.42Vまで。それ以下になるとピストンが動かなくなってしまう。
新品電池の電圧は1.65V程度、アルカリ電池は標準で1.5V。電圧降下しても1.4Vもあるなら、本来電池としてはまだまだ使えるはず。
もうちょっと効率的に電池を使い切ることができないか。 ということで、DCDCコンバータを間に入れることを検討してみた。
小型のDCDCコンバータといえばストロベリーリナックス。 ここは電子工作に便利な色んな小型基盤を売ってくれてて、大変重宝していますいつもありがとうございます！ 今回は、 可変型昇降圧DC-DCコンバータモジュール(2.7V～22V出力)を購入。安いし小さいし効率いいし発熱も小さいようなので。これで出力電圧を8.4Vに固定して使うことにする。調整ノブは結構繊細で、ちょっと動かすだけでも出力電圧が大きく変わるので注意。
問題は流せる電流。電源は乾電池なので流れて1A程度、最大で3A程度と見込む。 これは上基盤のスペック的には問題ないはずだが、マブチの(似た)モーターの仕様を確認すると「停止(Stall)時の最大電流」が3Aを越える場合もある模様。これがちょっと心配…。
実際買って組み込んでみた。出力電圧を8.5Vに設定して動作させると、なんとびっくりモーターが唸るだけでギアボックスが回転しない。電池が新品(1.65V)でも使い古し(1.45V)でも同じ。唸るのは、モーターが回転開始に必要な電力に届く前に電池電圧がドロップし…というのが繰り返されているからだと推測。 むぅ。
実はこれは当然で、DCDCコンバータの「一番効率が悪い所」である「入力電圧と出力電圧が近い」状態を設定しているため。というのが判ったのはずっと後の話…。
DCDCコンバータを導入する前に、電動ガンBOYsの駆動部の電力消費の詳細を知らねばならぬ。 ということで、安定化電源を持ちだして調査してみた。 メカボックスを抜き出し、「なんとか回転が止まらないくらいの最低電圧・最低電流」をプロットすることから始めてみた。ら、色々傾向がわかってきた。纏めると、回転を止めないためには「電圧はかなり低くてもよいが、電流が必要」。
また、電動ガンでは、ピストン位置によって、モーターにかかる負荷は全く異なることに注意。
実際にはもう少し複雑で、ピストンが初期位置の状態からモーターが回ると慣性が働いて、電流が3.0A程度でもピストンを引ききることができる。一方、ピストンが引ききり直前の状態で止まった(プリコックの)状態では、そこからピストンを引ききるには3.5A程度は必要。
これは結構重要な情報だ。タボール21はセーフティに切り替えた時にピストン逆転防止ピンを開放してピストンが初期位置に戻るので、セミオートで撃てる時間がだいぶ長くなるのだが、その機能がないMP5A5ではより高い電圧・電流でもモーターが回らなくなり、つまり電池寿命が短い。大変困る…。もっと言えば、ピストン逆転防止ピンを開放してもピストンが初期位置に戻らないことがあり、こうなるとピストンが途中で止まって(再開時にピストンを引く力が大きくなってしまい)電池が弱ってくると再開できなくなるため、更に困る。これ絶対設計ミスだって！
追加で、電池とモーターを直結して色んな状態でテスターでモーターにかかっている電圧を計測してみた。電池電圧は一本1.45V(六本で8.6V)で、何もしてない時(停止時)、フルオート連射中(回転時)、電池が弱ってフルオートが止まった時(回転停止時)の電圧をそれぞれ計測。
電源の必要要件の傾向が判ったので、それを利用して電池寿命を伸ばせないか、DCDCコンバータの導入を再度検討してみる。
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…のだが、この回路はうまくいかなかった。確認すると、やっぱり弱った電池では電流が足りない。一本あたり開放電圧1.42V(六本で8.5V)のアルカリ乾電池→DCDCコンバータ(3V)→モーター、という接続で確認しても、モーターが回らなかった。電池が1.44Vならギリいけるが、それだとDCDCコンバータを入れない時と殆ど変わらないかむしろ悪い。目標としては1.3Vくらいまでは動いて欲しかったが、難しいようだ…。
ということで、DCDCコンバータの導入は再び断念。ガッカリ。
AIが「FETスイッチ入れるならフリーホイールダイオードも入れろそうしないとFETスイッチ壊れるよZETTAI！」と何度も何度も念押しされるので、仕方なく導入。50V3Aのものを。5Aのものがヤケに大きくて体積的に実装が難しかったので電流値ちょい足りないが、まぁ誘導電流流すだけだからなんとかなるだろ、と。モーターが停止する時にガコッと不穏な音がすることがあるが、それ以外には今のところ問題なし。
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AIに聞いたら、以下のように異様に頑なだった。AIがこんな意固地になることあるんか…。実は今まで推してきた手前引けなくなったんじゃないの？
電動ガンBOYsのピニオンギアは10T。これを小さいものに変更することで、ギア比が上がり、よりトルクが出せるようになるため、ピストンを引ける電流が低下するのではないか。 そう思って、ピニオンギアが変更可能か検討してみた。
ピニオンギア(9T)の入手は比較的容易なのだが、 問題はピニオンギアとクラウンギアのかみ合わせ(バックラッシュ)。 電動ガンBOYsのギアボックスは固定式で、ギアのかみ合わせを調整する機能はない。 一方、ピニオンギアのモジュールは0.5なので、1T小さくなるごとにギア直径は0.5mm、半径は0.25mm小さくなる。 さてどうするか…。よく観察すると、実際にはクラウンギアに若干ガタがあった。0.25mmくらいなら動かせそうな気がする。
ということで、以下を購入。
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ピニオンギアを9Tに変更してメカボックスに載せてみると、確かにイケそう。 クラウンギアの上部に0.5mm+0.13mmのシムを入れると、ちょうどいい具合にガタが吸収でき、かみ合わせもまぁまぁなんとかなった。 シムの数多くない？と思うかもしれないが、実際にはクラウンギア上部にはシムがちょうど収まるくらいの0.4mm程度の窪みがあって、それを埋めるにはこのくらい必要だったということで。
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これにより、最低限必要な電流値はさらに低下し、電池寿命を伸ばすには有効な対策と言える。連射速度も合わせて低下したけど。
機種とモーターとピニオンギア歯数を変更した場合で、必要な電流値がどう変わるかのテスト結果(安定化電源を使用、電圧は9V固定)を表にして残しておく。あんま網羅的ではないのはご容赦。ここでは一回ごとにピストン逆転防止ピンを開放してから計測している…のだが、実は逆転防止ピン開放してもピストンが途中までしか(初期位置までは)戻らないことがあり、結果にはバラつきがあった。それに気付いたのは計測の後だったので、まぁこの表は参考までに。でもなぜかMP5A5よりタボール21の方がよく回るのは事実。なんでやろか…？
| 機種 | モーター | ピニオン歯数 | 必要電流 | 連射速度 |
|---|---|---|---|---|
| MP5A5 | FC-280SA-3245 | 10 T | 3.3 A | 12 発/秒 |
| FC-280SA-2865 | 2.3 A | 9 発/秒 | ||
| 9 T | 1.9 A | 7 発/秒 | ||
| FC-280SA-18165 | 10 T | 1.0 A | 5 発/秒 | |
| タボール21 | FC-280SA-3245 | 10 T | 2.8 A | 12 発/秒 |
タミヤのミニ四駆のピニオンギアは8Tで、これが使えればもっとトルクは上がる(必要電流が低下する)。のだが、ピニオンギアとクラウンギアのバックラッシュがこれ以上は調整できなそうなので8Tは断念。入手性もいいから8Tで試したかった…。
電動ガンBOYsの電池ボックスの端子は、(プラス側はさておき)マイナス側はばね端子になっている。 一般的にばね端子というものは電池との接触が点であり、抵抗値が高いとされる。 この抵抗を嫌って、競技世界のミニ四駆などでは電池の端子に銅シールを巻いたりするらしい。そういうのをやってみたら電池寿命が伸びないかなーと思ってやってみた。
簡単に、はんだ吸い取り線を6mmほど切り取り、マイナス側端子の頭にはんだ付けするだけ。 ばねは300℃以上に加熱するとばね的な力が弱まって折れてしまうそうなので、 なるべく早くはんだ付けしなければならない。でもなかなかくっつかない…。 仕方ないので、以下のように処理した。
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結果：違いは判りませんでした。 現実問題、最低回転電流が下がったわけでもない。 ただ、確かに回転がちょっと軽くなったかも…と思わなくもないので、プラシーボかオカルト的な意味はあるかもしれない気がしないでもない。
これむしろ細めの銅線を端子にぐるぐる巻き付けた方がよかったんじゃないかな…。
一部の電動ガンBOYsでは、初速に大きなバラつきがあった。通常40m/s程度は欲しいところが、16m/sが記録されることもあった。ので、これを解決できないか調査してみる。傾向は以下の通り。
気密といえばまずピストン内のOリング。ひび割れなどがないかチェックしたがそういうものは見当たらず、薄くシリコングリスを塗ってみたが初速は改善せず。
なんとなくダメ元で、インナーバレルとパッキンのつなぎ目にシールテープを一回半くらい巻いてみたら、決定的ではないが、初速が全体的に4m/sほど改善した。複数機種で試したところ、いずれも概ね同じ結果となった。インナーバレルとパッキンのつなぎ目からのエア漏れが防げたことが影響しているのだろう。ただし、インナーバレルとチャンバーが接する部分が(シールテープがはみ出て)コンマ何mmか遠のいて、ノズルとチャンバー、ノズルとパッキンの位置関係が少し変わる可能性があることに留意すること。
チャンバーからインナーバレルを抜く時は、パッキンのホップアップ部分に謎の黒テープ片があることに注意。なんでしょねこれ。ホップアップ機構がパッキンを破る可能性があるのを防いでいるのかな。
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それでも初速は最低20m/s、最高50m/sとバラツキが大きく、なかなかこの原因を掴むことができなかった。
で、最後に残った可能性として、チャンバー内でBB弾が暴れているのかもしれない、と思い立った。 これを確認する方法として、以下を実施してみた。
更によーく観察すると、上の操作をした時も初速が遅い時があり、その時はチャンバーのBB給弾口からBBが少し見える状態でプリコック完了になっていた。つまり、ノズルがBBを押しきれていないことがわかった。それだ！だから気密が保たれず、初速が安定しないんだ！
なぜノズルがBBを押し込みきれないのか。 ノズルがチャンバーにBBを押し込むのは、(電動ガンBOYsでそう呼ぶかどうかは知らないが)タペットスプリングの役目。 当該電動ガンBOYsのスプリングを観察すると、確かに少し緩く見えた。 ので、ニッパーで三コマ切って形を整え、引っ張り力を上げてみた。 これでBB弾がもっと強い力でチャンバーに押し込まれるはず。
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結果：成功。マガジンの状態がどうあろうと、初速が50m/sで安定するようになった。 そういうことだったのか…！また一つ大きな知見を得た。
電動ガンBOYsではネジはプラスチックへのタッピングビスであり、何度も緩めたり締めたりするようには作られていない。私のように頻繁に開け閉めすると、以下のような問題が起こる。
結論は、「瞬間接着剤＋重曹でネジ山を作り直す」。手順は以下。ただ、ネジ山が崩れていないなら、重曹なしで瞬間接着剤だけでも十分だとも思う。
なお、ビスにシューズドクター(≒シューグー)を塗って締めることでは、ネジ山も摩擦力も復活しなかった。摩擦力復活だけならネジロック剤でもいいかもしれないが、試してないので不明。
電動ガンBOYs、撃つより改良・改造が楽しい！これはいい拾い物でしたわー！「壊れて、もう絶対直らないから、やる」って私に廃棄物処理してくれたキミに感謝！
それにしても、どのモデルも照準器があまりアテにならないのは困ったものだ…。 弾道は安定してるから、一度着弾してからは照準は定めやすいのだけれども。