シマタの趣味ブログ-shiM4tA1's Hobby Blog-

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UMP45いじりPart13:シマタ悪戦苦闘編その1・セクターギヤのカム加工

UMP45いじりPart13。

 

今回は、前回までのパーツ交換によって、セミオートでの動作が不安定になる問題を解消すべく作業をしていきます。

 

(2020/01/25追記)

※注意:本記事の内容は試行錯誤の途中の段階を記述しており、電動ガンの内部調整としては推奨されない方法を紹介しています。現在はよりよい方法で問題を解決できているので、当ブログの記事を参考にこれから内部調整をされる方は、以下の記事を参照してください。

shim4ta1.hatenablog.com

今回の記事および悪戦苦闘編その2の内容は、メカボの構造に対する理解を深めていただくためにあえて残していますが、推奨されない方法や今となっては意味のない作業を記録している記事です本記事の最後あたりで発生したセレクタープレートがフルオートに入らなかった現象の原因は単に電源コードの取り回し方が悪くセレクタープレートと干渉していたというだけなので、興味がなければ読み飛ばしてください 

 

 

前回生じた不具合の原因について

これまでのカスタムにより、モーターへ入力される電源がオフになっても、モーターがしばらく回り続けてしまう「オーバーラン 」の時間が長くなってしまいました。これにより、本来ならピストンが上死点(ピストンヘッドがシリンダーヘッドに最も近づく位置とお考え下さい)で停止するはずが、60%ほどピストンが引かれた状態でようやく停止するようになってしまった、というのが前回の記事の最後で確認したところです。

 

で、このピストンが引かれた状態において、内部ではどのような事が起きているのかに今回は注目していきます。

 

以下に説明を添えた写真を貼っていきます。

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結局、前回までの状態ですと、テストドライブセミオート動作をさせた際に給弾ノズルの後退→前進サイクルが既に終了しているため、そのまま組み付けてマガジンを挿し、トリガーを引いてもピストンが引き切られて前進するだけで、マガジンからは初弾が給弾されず、そのあとのオーバーランの間にようやく給弾ノズルの後退→前進サイクルが訪れ弾がチャンバーに送り込まれ、ピストンは再び60%ほど後退した状態で保持される・・・という感じだったようです。

 

いずれにしろ、電子制御がされていないにもかかわらず、ピストンがプリコックされたまま保持されるのはピストンスプリングの寿命を縮めるわけで、この症状は解消しなくてはなりません。今回の症状はセミオート時のみ発生しているため、そのときだけ働く部分に原因があるはずです。なので、セミオート動作の要である「カットオフレバー」の動作タイミングが遅すぎることに起因していると考えられるため、この部分の動作タイミングを早めることで動作の停止位置を調節していきたいと思います。

カットオフレバー動作タイミングの調節

さて、では問題のカットオフレバーの動作タイミングですが、これはセクターギヤに設けられたカムの位置によって決定されています。従って、↓の写真にあるように、カムの出っ張りの位置をずらせば、カットオフのタイミングを早めることが出来るはずです。

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セクターギヤのカム形状とカットオフタイミング

というわけで、ここの形状をプラ板を用いて変えていきたいと思います。

1.セクターギヤの最適カム位置を見つける

まずはセクターギヤのカムにプラ板を貼り付け、どの位置でカットオフが始まるのが良いかを見ていきます。 

 

とはいえ、まずはプラ板をカムの外形に合わせて削らなければきちんとくっついてくれません。リューターや棒ヤスリなどを用いて少しずつ削り、カムにピタリと合うようになったら高強度の瞬間接着剤で貼り付けます。

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プラ板をカムの外形にあわせて削り、接着

プラ板がしっかりついたら、とりあえず多めにカムの出っ張りを描きます。

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調整幅がとれるよう、出っ張りの延長線を多めに描く

そうしたらまずは大雑把にノコギリで余白を落とし、

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ノコギリで余白を切り落とす

最終的にはヤスリで外形をなめらかに整えます。

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描いた線に合わせてヤスリで削る

ここからは、カム形状とカットオフ開始位置の関係を確認していきます(本当は、作業ごとに組み立ててテストドライブするべきなのですが、何故か忘れてました。)。

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最初の状態のカットオフ開始位置。まだかなりの引きしろを残しているのがわかる

試しに、少しカムを削ってみます。

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先程より少し削った状態

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最初の状態に比べ、少し引きしろが減っている

で、結局ここまで削ってみました。

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一回目は最終的にここまで削った。結局失敗に終わったが・・・

組み立ててテストドライブしましたが、動作タイミングが遅く、結局かなりプリコックされた状態で停止するようになってしまいました。

というわけで、こいつはいったん引っぺがして新たにプラ板を貼り付けました。テストドライブの結果、↓の写真に描いた線くらいのところで丁度よい感じでした。

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二回目のチャレンジ。結局、最初に貼り付けたときぐらいの位置が丁度よかった

2.カム形状を整える

カムの位置は決まりましたが、カムを通常の状態のように出っ張り部分をとがらせないと、セクターギヤが一回転する間にカットオフレバーが跳ね上がっている時間が長くなり、セミロックが発生しやすくなるため、もともとあるカムの出っ張り部分ごと削らなくてはいけません。ギヤは結構硬い材質で出来ているため、ダイヤモンドヤスリ等を用いてしっかりと削り落とします。

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カムを削り終えたところ

 これくらい削れば、大丈夫だと思います。少し出っ張ってる気もしますが(笑)。

3.メカボを組み立ててテストドライブする

 さて、いよいよ組み立ててテストドライブするときです。組み立て手順は省きますが、組み上げた直後、ピストンが上死点にある時の外観を↓に示します。

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ピストンが上死点にある時の外観。ピストンのお尻が少しだけ見えている

このあとバッテリーを繋いでテストドライブをしましたが、セミロックや異音等は発生しませんでした。どうやらカムの形状は大丈夫なようですね。 

動作確認の結果

さて、セミオートの状態で動作させた後にピストンがどの位置で止まっているかを見てみます。結果はこちら↓

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セミオート動作後のピストン位置①

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セミオート動作後のピストン位置②

動作させると、上の2パターンの位置で交互に①→②→①・・・という感じに止まる感じでした。やった!ほとんど上死点か、ほんの少しだけ後退した位置で止まっています。このくらいなら、ピストンスプリングの寿命が縮むことはないでしょう。

 

また、完全に組み上げてマガジンを挿し、セミオートで撃ってみても、初弾からきちんと給弾されるようになりました。これにより、初速を測ることが出来るようになったため、以下に示します。

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初速とエネルギー

これはすごい!87~88m/s代でド安定です!ここに来てようやくバレルとシリンダーのバランスが明確に数値として見られるようになりましたね。

 

さて、このあとはフルオートのサイクルを・・・と行きたかったのですが。なんと、今度はセレクターをフルオートに入れても上手く動作しなくなってしまいました!

 

↓の写真を見ると、フルオートの状態にするにはセレクタープレートの下の出っ張りによって、カットオフレバー側の出っ張りが後ろに押され、常時カットオフレバーを跳ね上げておく必要があるようです。

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特に摩耗等は見られない

しかし、セレクタープレートにしろ、セレクターレバー側の突起にしろ、磨耗のような痕は見受けられません。おそらく、何度もバラして組み立ててを繰り返すうちに、メカボとロアーレシーバーの最適な固定位置からだんだんズレていってしまったのでしょう。

 

で、それならセレクタープレートの突起を太らせれば良いじゃんと考えプラ板を接着しようとしたのですが、これが全くくっつきません

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何故かというと、セレクタープレートの材質であるジュラコンが、非常に接着性の悪いプラスチックだからなんですね。

 

ならばカットオフレバーの突起を太らせれば、とやってみたのですが、上手くいかず。

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結局、セレクタープレートを自作するしかないという結論に至りました。マジか。

 

次回、悪戦苦闘編その2をお楽しみに。


作業後の感想・考察

今回、セクターギヤのカムを加工し、カットオフレバーの効くタイミングを早めることで、ピストンスプリングの負荷をブレーキとして用いてオーバーラン量を調節する、という手法を取りました。しかし、この方法だとカム部分がプラで出来ているため、完成直後はいいかもしれませんがかなり近い将来磨耗により機能しなくなると思われます(セミオートを多用した場合。フルオート時はカットオフレバーが触れないため、磨耗しないはずです)。そのため、ほかにも解決方法を検討した方が良いかもしれません。

 

そもそもオーバーランの原因は「モーターから出力されるパワーに対し、モーターにかかる負荷が小さ過ぎる」事でありますので、別のアプローチとしてはモーターにかかる負荷を増やして全体のバランスをとってやればいいわけです。

 

ネット上で電動ガンオーバーランについて調べていくと、よくピストンスプリングを強いものに換えて負荷を増やしバランスを取る、と書かれていることがあるのですが、下の写真(今回の改造を施す前に撮影)を見てみると、純正ギヤのカットオフタイミングはセクターギヤからピストンが解放された後であるため、スプリングの負荷というのは電源オフ後のモーターのオーバーランに対して直接関わる要因ではなく、電源オフ直前の負荷を増やすことで、モーターの回転数を落としておいて結果オーバーラン量を減らす、ということなのでしょう。しかし、せっかく初速を落とすためにスプリングを換えたのですから、この方法では意味がありませんね。

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あとは、バッテリーをリポではなくニッ水にする、とかモーターを純正に戻す、とか。どれも今までやってきたことに逆行する方法が多いです。

 

こういった「負荷を増やす」・「パワーソースを弱める」以外で、これまでやってきたことを活かしつつ、オーバーラン量を減らすとなると、あとはEG1000Sと回転数は同じくらいだけど磁力が強く、電源を切るとより早く停止するモーターを採用するとか、今はやりのFCUを導入して、電子制御によりモーターにアクティブブレーキをかけるといった方法でしょうか。

 

前者はモーターを換えるだけなので簡単ですが、今回の加工で得られた結果ほど良くなるかどうかは組み込むまでわからないという欠点があります。最悪、散々試しても大して変わらない、なんておそれもありますね。

 

後者はかなり高精度に電動ガンを制御できるため、一番効果が高いと思われますがなにせ高価ですし、アクティブブレーキをかけるとモーターの寿命は縮むそうです。安いのがウリのS&T UMP45に導入するのは気が引けますね(笑)。

 

う~ん、いろいろ考えてはみましたが、結局今回行った加工が結果的に良かったのかなぁ・・・。

 

とにかく次回は、フルオートに入れても効かなくなってしまったセレクター周りを改修したいと思います。コレが終わったらしばらくはUMP45の中身は弄りたくないです(笑)。

 

では、ノシ