部品集め

排気ガス排出用のノズルアタッチメントを自動でホームポジションに引き戻す機構を作るための部品が、ぼちぼち集まってきました。

まずはそもそも、どうやって引き戻すのかです。
伸縮・回転できるリンクが伸びている状態から縮めるためには、

固定側手前の黄色で示した板側に注目したとき、

この2本の青のリンクをそれぞれ赤の矢印のように黄色の板に近づくように回せば良いことがわかります。

別の見立てをすると、黄色の矢印の間隔が開くように青のリンク間を回しても良いです。黄色の板と青のリンクはフリーに動くようにしておき、青のリンクを相対的に回すということです。
青のリンクが黄色の板に近づくと、物理的に当たるようにしておけば、

まだ近づき切れていない反対側が動くこととなるので、

両方のリンクが手前に完全に近づくまで引き込むことができます。こうすれば、モーター1個だけで実現できますね。

で、ざっくりと設計をしたのがこちら。

紫が上の図で言うと向かって右側のリンクで、青が左側のリンクです。両リンクともにベースの黄色の板の上側にするのは前回のブログで書いた通りで、紫と青とをピンクで示すモーターで動かそうという作戦です。
黄色の板とモーター軸はベアリングで自由に動くようにしておきます。


ということでこれで行くことにして、主にネットで注文して部品が集まりつつあります。


◆まずは減速機付きモーター


軸がM6のボルトになっているタイプです。
本体は641円でした。


回転速度は2rpmなので、

30秒で1回転(360°)することになります。
最も引き伸ばしたときのリンク間角度は30°程度で、最も引き込んだときは160°くらいになると思いますので、その差は回転角度にして130°くらいです。なので、だいたい10秒くらいで引き込むくらいの速度で動くことになります。もっと遅くても全然いいと思いますが、まあそんなもんかなぁと、エイヤ。


◆お次は今回のキーパーツ電磁クラッチ

どうやって作ろうか悩んでいるときにネット徘徊して見つけたもので、これが間違いなく今回のキーパーツです。

中心軸と白のギヤの間を電気のオンオフで繋いだりフリーにしたりできる電磁クラッチです。

日本の天竜丸澤というメーカのもののようですね。おそらくは複写機の中の搬送系の部品ではないかと思われますが、詳細不明です。通常は市場に出回るものでもないと思いますが、中国工場から何らかの事情で市場流通品になったのでしょう。

こちらは本体253円でした。
スペックは24V定格で3W、保持力は0.25Nmのようです。これで十分かどうかはさっぱりわかりませんが、やってみてから考えることにしましょう。

さて、なぜこの電磁クラッチがキーパーツかというと‥‥。

車で出掛けるときには、ノズルアタッチメントを手で動かしてマフラーエンドにピタリと合わせ、車で出掛けた後には自動でホームポジションに戻って欲しいというのが、そもそもやりたいことです。後者のためにリンクの軸に駆動系を直接付けてしまうとどうなるかというと、減速機が持つセルフロック特性によって、リンクが回らなくなってアタッチメントを手で動かせなくなってしまうわけです。
そこで、最初は駆動系のどこかに物理的に噛み込むものをつけ外しするかなぁと、メカ機構をアレコレ考えていました。なかなかそういうカラクリを作るのも難しかったりするので、何かいい手はないかと考えているときに、昔のCVTって電磁クラッチだったよなぁと思い付きました。そういえばカーエアコンのコンプレッサでも電磁クラッチ使っているし、電磁クラッチがいいんじゃん(!!!)と。


◆電源ユニット

電磁クラッチがDC24V仕様なので、ACから24Vに変換するスイッチング電源ユニットも買いました。

電力量はいらないので、1A出力のコンパクトなものを適当に選びました。

本体337円でした。
すでにケーブルをはんだ付けしていますが、裏側はこんな感じです。

安い製品ですが、仕上げは綺麗ですね。


◆DC-DCコンバータ

モーターは12V仕様なので、24Vだけではなく12Vも必要です。スイッチを一元化したいとかあるので、別電源を用意するのではなくDC-DCコンバータを使って、24V電源から12Vを作ることにしました。


そんなに容量はいりませんが、60Wまでいけるなかなかのものがあったのでそれにしました。

これは本体250円でした。


◆遅延タイマー

出掛けた後にホームポジションに戻る動作をどうやって開始させようか少し考えまして、遅延タイマーを使うことにしました。
ノズルアタッチメントを手で動かしてマフラーエンドに寄せたついでに、トリガースイッチを押しておけば、適当な時間が経った後にホームポジションに戻ってもらう作戦です。


これは本体337円でした。



さて、まだ全部の部品が集められているわけではありませんが、一部動作確認を始めています。

まずは何と言ってもキーパーツの電磁クラッチのテストですね。電源は買った24V電源を使います。
電源電圧を計ってみると27.6Vありました。あれれ～、定格より3.6Vも高いですね～、15%アップか。まあ日本メーカの電磁クラッチだし、多少定格を越えても壊れないだろうと踏んで、そのままテストすることにしました。

まずは繋いでみて、負荷がかかったときの電圧は、やっぱり27.6Vでした。

電気を流すとカチッと音がしてクラッチが繋がります。

次に電流チェックです。

流れる電流は、135mAくらいですね。3.7W消費していることになります。定格超えの電圧をかけてしまっているので、そんなものででょう。本番では24Vくらいになるように降圧しようかな。

クラッチが掛かっている様子はこちらです。

電気を流すとちゃんとロックしますね。

これをこういう感じで使う予定です。

上のざっくり設計のピンクと肌色がこうなります。

でも実は、シャフトの長さ(50mm)が足りないんですよ〜。10mmほど足りません。
そこを何とかするのが最初の難関になりそうです。

タイマーはまだ試してもいないし、他にも入手中のものもあるのでまた今度にします。

《続く》