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ラジコンカーのモーターブラシの修理

一連のおもちゃ修理の話の2件目です。今回はラジコンのモーターの修理を行いました。

▼ランドクルーザーのラジコン
ランドクルーザーのラジコン
かなりサイズの大きなラジコンです。(床のフローリングの幅ピッチは約95mmです)
症状としては操舵は出来るが、前後進しないというもの。

電波チェッカーで調べると、コントローラーからはちゃんと電波が出ているので、車両側に問題がありそうです。なお電波の周波数はたぶん27MHz帯だったと思います。

コントローラーを前進(後退)にして車輪に触るとかすかにモーターが回ることがあるので、ブラシがやられている感じです。

▼内部
ランドクルーザーのラジコンの内部
分解して後輪を外した状態です。後輪はホイールのセンターキャップの奥にあるビスで固定されていました。このセンターキャップを抜かないとビスが回せないのですが、キャップは固く圧入されていて簡単には抜けませんでした。仕方ないのでセンターキャップにφ2の穴を開け、そこに針金をL字状に曲げたものを突っ込んで引き抜きました。

▼リアアクスル
リアアスクル
モーターと一体構造になっていて、全体がバネで支えられてサスペンションを構成しています。リジットアクスルと言うか、電車なら「つりかけ式」という感じです。

▼デフギアの歯車
リアデフの歯車
ちゃんと遊星歯車を使ったデフが付いています。

モーターを分解していきます。

▼モーターのブラシ
破損したモーターのブラシ
予想通りブラシがやられていました。
真っ直ぐなはずのブラシが途中で45度くらい外側に曲がっています。また、ブラシ自体も溶けて部分的に無くなっていて、元の幅の30%くらいしか残っていません。これでは動かなくても当然です。と言うか、よくぞこんなになるまで遊んでくれたものだと感心しました。

▼整流子の虫食い欠損
整流子に虫食い摩耗
激しく火花が飛んでいたのでしょうか、整流子の端が虫喰い状に欠損しています。ただ、少し性能は落ちるでしょうが、まだ使えそうな感じです。

このモーターの電圧は6Vですが手持ちに同じものはありません。そこでジャンク箱の中から同じような寸法のモーターを引っ張り出してきて、ブラシだけ移植することにしました。

▼ドナーのブラシ
ドナーのブラシ
左がドナーのリア側の軸受けとブラシです。このままアセンブリで使えると良いのですが、モーターの全長が少し長くなってしまって、ギアボックスに入らなくなること、およびプラ軸受けであること(元はオイルレスメタルの軸受け)で、このままアセンブリで使用することは断念しました。

ということでブラシだけ外して移植することにしました。

▼ブラシの移植完了
交換後のブラシ
本来なら、ブラシはハウジングに爪で固定されるような構造になっています。しかし別の部品を組み合わせたので爪が掛からずそのままでは固定されません。そこでエポキシ接着剤で固定しました。

この後で、ブラシと整流子にはドナーからグリースを拝借し、塗りたくっておいて組み立てました。

◆まとめ
これでちゃんと動くようになりました。デフ付きなのでカーブをスムーズに曲がっていきます。

この車の操舵角がかなり小さいのが気になっていました。しかし動かしてみるとかなりのスピードが出るので、舵角が大きいとコントロールが難しくなるのかも知れません。

モーターのブラシ交換なんて小学生の頃にやった記憶がありますが、それ以来のことで良い経験でした。整流子モーターは判り易くて好きです。

▼無水エタノールとアトマイザ
無水エタノールとアトマイザ
コロナウィルスの影響で無水エタノールが手に入り難くなっているようです。

うちでは工作などの作業に無水エタノールをよく使っています。特にこのラジコンは内部がすごく汚れていたので、アトマイザを使って各所のクリーニングにいっぱい使いました。また、モーターのブラシの移植作業では、付着しているグリスを落とすために、小皿にエタノールを入れてじゃぶ漬けして洗浄しました。

今頃になって思うと、消毒用のアルコールが手に入らなくて困っている人がいっぱいるのに、もったいない使い方をしていたもんです。このような状況からできるだけ早く脱出したいものです。
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No title

清掃用ならイソプロピルアルコール(IPA)が
いいですよ。
無水アルコールの半額以下で買えます。
私はIPAをハンドラップに入れて机の上に置いています。

コメンテーターさん

エタノールの方がIPAより蒸発速度が速くて好きなのですが、値段の差を考えるとIPAをいっぱい使った方が清掃するには良いですよね。

ハンドラップは液がちょっと汚染される恐れがあるのが難点ですが、使い易いですよね。売ってるのを見掛けたら買ってみようかと思います。

勉強になります

お疲れさまでした。人のことは言えませんが、よくもまあ、都合のよいジャンクが保管されてるものですね。私の師匠のとこのおもちゃ病院では、燐青銅板で自作したりもするのですが、移植もの自作ものとも、調整が悪いと回転が弱々しくなったりするので、預かりものには少々ためらいがあります。

さて、清掃用の有機溶剤ですが、私もこの数年はIPAメインです。大瓶の価格でポチりました。容れ物は、百均の醤油スプレーです。これは揮発しにくくて良好ですが、相手によってベンジンなども使い分けるので嵩張ります。移動可能なミニマム工具箱には、やはり百均の3本入り外箱付きの化粧品入れを2個入れて、溶剤・洗剤・真水など6種類です。純アルコールは課税根拠が酒造法だというのが気に入らないところです。

あれハンドラップって言うんですか。昔、オープンリールデッキのメンテを依頼していた個人工房(SONYサービスから独立した方)を訪ねると、瓶の頭をウェスでちょんと叩いて依頼品を清掃してました。テープ走行系など粉を吹く機器には必須のようで、あの手つきに憧れたのですが、当時は名前も入手方法も判りませんでした(今回その名で検索できた…便利な時代です)。お安く買えそうだし、揮発対策もあるようなので、機会があったら使ってみたいです。

re:勉強になります

このモーターのブラシは二股に分かれていて、各々がV字型になっていたので、同じ物をリン青銅板で作るのはかなり難しそうです。と言うか、リン青銅の薄板は持ってないです。

macoswayさんとこはIPA愛用ですか。うちも今度買う時はIPAにしてみます。

あと、ハンドラップは昔のプリント基板のアセンブリ工場には作業者一人に一つ置かれていました。カシャカシャと押すと溶剤が出てくるので便利、というか使うこと自体が楽しい道具ですよね。

ブラシに塗るグリス

すみません。一つ気になる点があり、追加コメントです。「ブラシと整流子にドナーのグリースを塗った」というくだりがあります。確かに整流子とブラシって、軸受けのような構造ですが、ここにグリスを充てるという知識は私にはありませんでした。

この接触部に油脂性の材料を塗ることは確かに回転を滑らかにするでしょうが、同時に電気導通を確保できているのかが、気になりました。

少し調べてみたら、接点グリスとか導通グリスとかの名で売られてる商品もあります。また、アマチュア無線界では、アンテナの接続部に塗るテナメイトという導電性コンパウンドというのが有名で、私も使っています。モーターを使う模型レーシングカーの競技では、こういうのをブラシに塗るなんて改造も流行しているようです。

ただ、これらは、スイッチやVRに使う、いわば静的な接点復活材で、ブラシのような動的潤滑と兼ねられるものか疑問です。まともに導通したら、例えば整流子のギャップを埋めてしまって、短絡してしまわないか。レーシングカーへの応用も、もしかしたら、民間信仰とか都市伝説のようなものなのかもしれないです。

というような次第で、ドナー部品の写真で緑色に写ってるグリス状のもの、もしかしたら軸受けから流れ込んだ潤滑用の材料では?と思ってしまいました。けなげなブラシは、こういう油膜を接触圧で押しのけて整流子にタッチしてるのではと思ってしまいますが、いかがでしょうか。

ハンドラップ

最初のコメントの者です。
ハンドラップですけど、私はモノタロウのワンタッチポッド
(商品番号 09217372)を使っています。
樹脂製で値段は安いのですが、蒸発も少なく使いやすいです。
モノタロウの商品レビュー[2019-10-05]を参考にしてください。
(私が書きました)
無水アルコールも同じハンドラップに入れて、机の上に
並べていますが、値段の点でIPAの方を主に使っています。

re:ブラシに塗るグリス

鋭い着目点ですね。
ブラシのグリスはどうすれば良かったのか、私も自信が無いです。

上から5番目に分解直後のブラシの写真がありますが、グリスがべっとり付いています。整流子側にもグリスがいっぱい付いていました。そんなことで整流子にはオイルが必要なんだろうな、と判断した次第です。

なお、6枚目の写真は整流子の状態を見るためにアルコールでクリーニングした後に撮影したので、すっきりしています。

オイル無しでドライなメタルが擦れ合うと、あっという間にすり減っちゃいそうな気がしますが、実はそれほど心配する必要は無いのかも知れません。

あと、ブラシに使う材料は合金だと思いますが、成分に工夫があるのかも知れませんね。鉛を入れるとか?

re:ハンドラップ

digitalpadさん、情報ありがとうございます。

モノタロウのページ見ました、コメントも。

ハンドラップにもいろんなのがあるんですね、知らなかったです。

私の知っているのは低い円錐形の物ですが、ボトル状の物だと、スペースを取らないのでいいですね。

余談

愚説へのご受容ありがとうございました。真相を知りたいですが、マブチとかに聞いても「お客様による分解は保証できません」て言うんでしょうね。今後の課題です。ブラシの摩耗については、模型レースの方々には、「新品はエイジングした方が出力が出る」なんて説もあるようです。点接触から面接触になるそうで、これも都市伝説かなあ。

ハンドラップも気になっていますが、靴磨き趣味の方々の間では靴磨き職人必携の道具と見られているようです。最後の磨きをウィスキーで仕上げるという、私から見れば不埒な用法。しかしながら、おかげで調達情報も出回っています。

なんとダイソーとキャンドゥにも同様の容器があるようです。ただし化粧品携行用。
http://www.murakamiyuya.com/entry/2018/09/12/210000
https://tasso-ikizama.com/handwrap/
動作からすると吸い上げではなく押し上げでしょうから、ポンプもボトルも樹脂製の場合、軽く押すタッチ感は望めないかもしれませんが、多分パチンと止まる蓋つきでしょうから、携行にはいいかもしれません。値段が値段なんで見かけたら試してみようかと思いました。

re:余談

モーターの金属ブラシへの注油の要否は気になりますね。

あと、ハンドラップの詳しい資料のURLありがとうございます。

昔からある赤いキャップの物、つまり「ハンドラップ」は密閉状態があまり良くないので、有機溶剤を入れておくと少しずつ液が減ったような記憶があります。
仕事で一日中使うならそれでも良いですが、我々みたいに、たまに使う人には液が無駄になるので向いてないかも知れません。
使うにしてもエタノールでは無くIPAの方が蒸発速度が遅いし安いので良さそうです。
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