ミニ型電動ウインチ 【製作中】 2009. 1.12
オートバイで険しい所へ1人で出かけた場合､脱出不能に陥る心配がある｡
実際､屈斜路湖のちょっとした傾斜を下りた帰り､｢ヤバイかもしれない！｣という経験あり｡
そんな所に行かなければよいのだろうけど､持っていれば何かと助かるかもしれない｡
参考(購入検討資料)
(有)シーマリンで､→
のものを見つけた｡
しかしよく考えると､ハンドウインチの場合､
一人でオートバイを支えながら巻くことは
困難だと思われる｡
同じ会社で､電動ウインチも扱っていた｡
いろいろな種類があり､その中で
↓が一番小型の物｡
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消費電力に不安がある｡
重量は､非常用として常備するには
少し重たいと思う｡
注)これらの画像は
Sea marine groupのホームページ
からコピーしてきたもの｡
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製作基本仕様
強力であれば安心感は高いが､出来るだけ小さくしたい｡
なんとなくだが､150kgで10mを目安にして作ってみる｡
・引っ張りパワーは150kgで設計する｡
・電源はオートバイのバッテリーを使用する｡(エンジンが始動した状態で使うのが理想)
・消費電力は100W(7〜8A)程度とする｡(ヘッドライト+補助ライトの電力と同等)
・引っ張り速度は遅くても良い｡
巻き取りドラム検討
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アウトドア用品店で" パラシュートコード "という
のを見つけた｡
外径約4mmで250kgテストの強度がある｡
" アウトドアベース犬山 "というところで購入｡
30mで1,500円｡
ナイロン系なので､スチールワイヤーと比較すると､
柔らかくてとても扱いやすい｡
それを約12mに切断し､
トイレットペーパーの芯を50mm長さに切って､
両側に厚紙で直径60mmの円板を張り､
かるく巻き取ってみた｡
←単3タイプ電池との比較写真
ドラムの巻き体積は少し足りなかった｡
スチールやステンレスワイヤーであれば､
同等の強度なら細くできるはずで､
このサイズのドラムでも､十分巻き取り可能
だと思われる｡
駆動モーター検討
ラジコンカー用は最大でも12V定格のものがほとんどなので､オートバイのエンジン始動状態で接続すると14Vを超え､定格電圧をオーバーしてしまうので心配である｡
充電ドライバーの14.4V等はどうだろう？しかし､モーター単体で売っているところを見つけられない｡
ミニバイクなどのセル用モーターはどうだろうか？ヤフオクで多数出品されているが､定格電流などの仕様が不明なものがほとんどである｡
ラジコン飛行機のスターターなども検索したが､仕様のはっきりしたものは見つからない｡
しばらくしてダブルオー(ガンダム)が1つのヒントになり､" ツインドライブ "方式を思い付いた｡
モーター2台を直列に使用すると､1台のモーターにかかる電圧は1/2になるはずである｡仮に元電圧が15Vあったとしても､7.5Vになる｡
それだと電動ラジコンカーのモーターが使える｡
駆動ギヤ検討
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マルツパーツ館WebShopから通販購入｡
\4,147x2台=\8,294(税込)
重量実測：188ｇ
←単3型電池と大きさ比較
ギヤ比は1/10､1/20､1/36､1/75､1/100､1/150､1/300まである｡
モーターは､3633､380､540の3種類がある｡
一番パワーの大きい､540モーターにしようと思っていたが､540､1/75のデーターシートをよく見ると､負荷をかけると､かなり電流が流れるようだ｡入力は出力の2倍くらい流れるようである｡
3633は弱いようなので､380でちょうどよいかな｡
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" タミヤ "のホームページから
コピーしたもの｡
減速比は1/75のものだが､
とても参考になる｡
寸法図はギヤードモーターに付属するが､↓は" タミヤ "ホームページからコピーしたもの｡
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ドラム駆動検討
→
写真は" KHK "WEBカタログからコピーしたもの｡
しかし､巻き取りドラム方式は､思っていたよりも大きな体積が必要だということが
分かった｡
また､巻き取りドラム方式は､巻き太くなってくると､巻き取り力が弱くなってくる｡
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それと､ウォームギヤの強度計算をやってみると､思っていたよりも大きなモジュールと歯車直径となった｡
さらに､ウォーム軸にはスラストベアリングが必要かもしれなく､そーすると軸受け廻りが面倒な構造になりそう｡
ちなみに､φ35mmのドラム径で150kgを引っ張る場合､トルクは150x1.75/1=262.5kg･cmになる｡
ツインドライブ両端駆動で､単純に半分としても約130kg･cmのトルクになる｡
モジュール1だと基準円直径は60mmのAGウォームホイールとなり､定価は4,790円/枚｡(相手ウォームは別)
安価なCGウォームホイール(FC200)だと強度不足となる｡
それで考えたのが､ロープをドラム巻き取らずに､絡め伝っていく方式｡
巻き解きながら進む｡
その方式だと巻き取り力は一定を保て､コンパクトに作れそうだ｡
しかし､絡め棒のスリップが心配である｡太くして巻き付け量を多くするのが良さそうだと思うが､適当な寸法は分からない｡
作り直しを覚悟して､まずはコンパクト性を優先した考えで作って試してみる｡
【絡め棒の直径の計算】
タミヤ380K75のデーターシートより､最大効率時5.0kg･cm､4.05A/202rpmを参考として､
1/300に単純換算すると､トルク=20kg･cm､回転数=50.5rpm｡
グラフをみると､効率は下がるが､トルクは､それの3倍程度可能と思われる｡
20 x 3 = 60 kg･cm
(MAXは4倍くらい可能かもしれないが､とりあえず3倍にしておく｡)
また､ツインドライブとして､単純に2倍x0.9で計算してみると､
ギヤードモーターx2台で駆動できる設計トルクは" 108kg･cm "となる｡
※直径20mmの丸棒に巻き付けた場合､108kgを引っ張れることになる｡
基本仕様は150kgを引っ張りたいと考えていたので､絡め棒の直径(D)は次の通り｡
150 kg x R(半径) mm = 駆動設計トルク x 10 mm
R(半径) = 7.2 mm
D(直径) = 14.4 mm
軸継ぎ手検討
引きロープの荷重が直接掛からないようにしておくべきだと思った｡
ロープ絡め棒は､転がりベアリングで受け､タミヤギヤードモーターとは､少しガタのある軸継ぎ手で接続する構造にする｡
少しガタのある軸継ぎ手は､簡単コンパクトを考えたところ､六角軸と六角穴を使用することにした｡
六角軸は､タミヤギヤードモーター軸を加工する｡
六角穴は､六角穴付きボルトを加工利用することにする｡
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ギヤボックスの円板はφ4mmの真鍮パイプでガイドしてカシメてある｡
出力側のカシメx3ヵ所を2mmのセンター穴ドリルにて､少しずつ削り取り､分解することができた｡
ケースに組み込む時にバラバラにならないように気を付ければ､カシメの復旧は必要ない｡
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幸い焼き入れはされていないようだが､
少し硬い材質の感じがした｡
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パーツ製作途中｡
あれっ！
ギヤードモーター用フランジは､
勝手反対じゃないとだめなのに､
同じ向きで作ってしまった｡
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しかし､大問題発覚…｡
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スイッチの検討
(フローターの電動エアーポンプ用として加工したもの｡)
それを利用しようと思ったが､左に転倒して起こせなくなった状況を考えると､バッテリーに接続できなくなるので､上部の中心線に近いのが良いと思われる｡
現在､メーター一式を換装する計画なので､メーターパネルに､電源端子を付ける予定｡