ラジコンヘリに最適なブラシレスモーター

ラジコンヘリに最適なブラシレスモーター、模型で使用されている電動モーターには、大きく分けて２つの種類が有ります。一つは「マブチモーター」などに代表される「ブラシモーター」。もう一つが、近年急激に普及が進んできた「ブラシレスモーター」です。ブラシモーターでは機械的にプラスマイナスを反転させ、流す電力で出力をコントロールします。

コミュニテータと言われる部品には、接点があり、摩擦が生じております。ある程度の寿命が有ります。モーターの構造は部品点数が多く複雑ですが、コントローラは簡単な構造です。ブラシレスモーターは、その名の通りブラシが有りません。３相の交流モーターによく似ております。そのため構造的には比較的簡単で部品点数も少なく、摩擦点は軸受けのみでブラシモーターに比べ寿命が格段に長いのが特徴です。

コントローラーはその逆で、ブラシモーターの機械式に対し電気的にプラスマイナスを反転させておりますので、構造が複雑です。コンピューターで制御しています。ブラシレスモーターの普及がラジコンに進んできているのは、ブラシモーターに比べ出力が同じサイズでも高くすることができる、また、消費電力が同じ出力の場合低く、効率が良いことなどにより、搭載する電池やモーターが軽量になるため、空物ラジコンに関してはたいへん有利になります。

小型の電動ヘリコプターなどは、恩恵を一番受けた物だとも思います。エンジン主体でありました本格的なラジコンも、この２年間でだいぶ電動にシフトしてきたと思います。現在では売れる商品の多くのシェアが電動に移ってきていると思われます。小さなサイズであれば車のバッテリーを利用して運転中に充電し、いつでもフライト可能な状態にしておけば、１０分程度の時間でフライトをさせることも可能です。

ラジコンヘリ ラジコン三昧

ラジコンヘリのメカの推奨例は、サーボサイズ：40mmX 20mm以内、トルク：5kgcm 以上のサーボを使用下さい。５０クラスのエンジン式ヘリと同等と考えてください。6S2Pリポバッテリー（KX860002TA）はALIGN製の専用の充電器でないと、コネクタが合わないケースが少なくないようです。他の充電器をご利用の際は、ご購入された販売店や充電器メーカーにご相談ください。

６セルで３Ｄを行うには、ピニオン11Ｔ・ガバナー無しのホバリングでローター回転が2000rpmを超える位にしてみてください。尚その場合は、アンプ、リポ電池ｊ等の温度の管理も忘れずに。アンプは80度を越えると危ないですし、リポも65度を超えると性能低下の可能性が増します。機体についてはピッチと舵角設定の見直しも同様に必要になります。

ＮＥＷ６００ＸＬモーターへの換装もお勧めします。ＥＰヘリ（特に４００クラス）は急速に普及し、誰でも手軽にＲＣヘリに親しめるようになってきました。最近は手軽なＥＰヘリで一人でＲＣヘリを始める人が増えています。大変良いことだと思いますが、事故が起きてからでは遅すぎます。後悔しないためにも安全には充分注意してＲＣヘリを楽しみたいと思います。

ＲＣヘリは何故危険なのでしょう。まずＲＣヘリはローターが高速回転します。ローター回転数が多いほどその力Ｆ（フォース）は大きくなります。ＲＣヘリのローターは非常に危険であるということを充分認識する必要があります。またＲＣヘリは当然のことながら無線操縦でコントロールします。常にコントロールできれば良いですが、様々な理由でこのコントロールを失うことがあります。

ラジコンヘリのピッチ操作

ラジコンヘリのピッチ操作ですが、ラジコンヘリはメインローターに対してピッチをつけることで空中での移動が可能になります。ピッチのつけ方は２通りで、コレクティブピッチ、水平移動するためのサイクリックピッチです。ジャイロプリセッションが水平移動の基本ですが、メインローターのディスク面が前傾すると、上方へ働いていた力が前方へと分散し、機体は前方へ移動するラジコンヘリは回転するローターのディスク面を傾ければ、機体を前後左右に水平移動させることができます。

この方法のひとつが、メインローターを支えるメインマスト自体を傾けること。しかし、メインマストを傾けるにはヘッド部分の剛性を非常に強固なものにする必要があります。また、エンジンからの動力をダイレクトに伝える部分だけに、その動作による大幅なパワーロスにも繋がります。こうした機械構造的に不利な方法ではなく、ピッチ操作によってローター回転面を傾斜させる方法がサイクリックピッチです。

サイクリックピッチを理解するためには、「ジャイロプリセッション」という仕組みを押さえておく必要があります。ジャイロプリセッションは万有引力のように、一定の質量を持つ回転物に例外なく働く物理的な力で、エレベータダウンのとき、メインローターについたサイクリックピッチの状態ジャイロプリセッションとは、「質量を持ち、なおかつ回転している円盤に、その回転面を傾けるような方向から力が加わると、その力は回転方向に90度遅れた場所に作用する」と定義されています。

「質量を持ち、なおかつ回転している円盤」とは、回転しているメインブレードのディスク面のこと。「その回転面を傾けるような方向」の力とは、図のAのような力のことです。Aの力が「90度遅れた場所に作用する」ということは、つまり図のBのポイントに作用するということです。Bのポイントに突き上げる力が加わった機体は、ローターのディスク面が前方に傾けられ、その結果前方に移動していきます。

電動ラジコンヘリ ブラシレスモーターの選択

電動ヘリのＥＳＣの電圧、電流など規格の中での使用と言うことと同時に、ＥＳＣを使用する上で重要なのはどの程度の温度で使っているかと言うことが重要になってきます。最近では安価な非接触型温度センサーなどがあります。温度を計測することは、とても有効な手段だと思います。

京商は、現在では「KYOSHO」のブランド名で有名な、ラジコンメーカーの老舗です。飛行機、ヘリコプター、自動車、ボートと幅広いカテゴリーの商品を販売しています。ちなみに、無線操縦の呼称として一般化している「ラジコン」は、増田屋コーポレーションの登録商標だそうで、京商はラジオコントロールモデル、R/C、RC（Radio Control）と呼ぶことが多いようです。

最近人気が高いのが、手のひらサイズの本格ラジコン、ご存知「ミニッツレーサー」ですね。同製品を使用したレース「ミニッツカップ」も開催されています。ラジコンには、純然たる「おもちゃ」としてのラジコン（通称：トイラジコン）と、趣味としてのラジコン（通称：ホビーラジコン）がありますが、京商が販売しているのは、ほとんどがホビー向けです。

本格的なラジコンは、組み立て作業が必要であったり、コントロール装置を別途購入する必要があります。しかし、京商の一部商品では、こういった手間を省いた、レディセットというセットが用意されており、購入した日から飛行・走行が可能です。中には「アンプ」と呼ばれていることも有りますが、「アンプ」は増幅器の意味合いが高いので本来はエレクトリック・スピード・コントローラ（ＥＳＣ）と呼ぶことがふさわしいと思います。

ブラシレスモーターはとても簡単な構造で、自分自身ではブラシモーターの様に電極を変更することはできません。その為に、コントローラ側での電極の変更が必要です。ちょっと前までは使用する電子部品などのサイズが大きかったために大型になってしまったＥＳＣですが、この数年で電子部品のプロセスが著しく縮小され、ナノミクロン時代に入って可能となったのが小型化で、これによりラジコンへの使用が可能となってきました。

電動ラジコン 電流値をチェックしよう

通常の取り扱い説明書では、許容範囲の電流が比較的低めに記載されているケースが多いようですが、ひとまず取り扱い説明書の許容範囲の電流値まで行っていないか、クランプメーターなどを使い電流を計測して使用することが一番良い方法の様です。

地上で計った電流値よりも、上空で実際に飛行させた場合は電流が流れるおそれが有りますので、余裕をみて１０％以上のマージンを取っておいた方が良いでしょう。コントローラの選定は、これらの最大値よりも１．５倍程度のものを選んだ方が無難です。実際にご利用される場合は、クランプメーターなども高価なことから使用しない方も多いでしょう。

この場合の一つの目安として、モーターの温度が参考になるケースが多いようです。モーターは比較的熱くなりますが、京商などで￥２０００台で非接触型温度計が発売されておりますので、これらで計測してある程度温度が高くなった場合は、許容範囲を超えていると言う判断をすることができると思います。

これらの温度がどの程度かと言うことはモーターの種類などにより差が大きくとても難しいですが、６０度台では許容の範囲で、８０度を超えると少し危ない気もいたします。この２，３年で電動のラジコンはとても変化を遂げました。ブラシモーターを使用して非力でフライト時間は短時間、ニッカドやニッケル水素電池が思いので、エンジンに比べると重くなりがちだったが、静かさや手軽さで好まれる方も多かった時代から、ブラシレスモーターを使用し高出力で飛行時間も飛躍的に延び、リチウムポリマー電池を搭載することにより同サイズのエンジン機よりも軽量化をすることができるようになりました。

その結果、小さな機体では飛行が難しかった物が現在ではエンジンではなしえなかったようなサイズの機体が、とてもパワフルに飛行させることができる時代へと入ってきました。昨年来一世風靡した小型の電動ヘリコプターなどは、その恩恵を一番受けた物だとも思います。この間エンジン主体でありました本格的なラジコンも、この２年間でだいぶ電動にシフトしてきたと思います。

特に２５エンジンを搭載して飛行していたクラス以下の物では、現在では売れる商品の多くのシェアが電動に移ってきていると思われます。最近は自分自身もめっきりエンジンを飛行させることが少なくなり、電動はいつも車の中に入っていてちょっとした時間でフライトを行ったりします。

小さなサイズであれば車のバッテリーを利用して運転中に充電し、いつでもフライト可能な状態にしておけば、１０分程度の時間でフライトをさせ、終了後は掃除もせずに車に戻して終わりと、とても手軽です。電動が変化した背景には、ブラシレスモーターが大きく起因しております。ブラシレスモーター自体は実はそんなに新しい物ではありません。

簡単な話交流モーターそのものの構造と同じなので、かえってブラシモーターよりもルーツは長いかも知れません。大きく変わった背景にはコントローラがあります。中には「アンプ」と呼ばれていることも有りますが、「アンプ」は増幅器の意味合いが高いので本来はエレクトリック・スピード・コントローラ（ＥＳＣ）と呼ぶことがふさわしいと思います。

ブラシレス アウターローターとインナーローター

ブラシモーター用のコントローラーでは、ブラシレスモーターを回すことはできません。エンジンなども使用法を間違えて、許容範囲以上の回転を出してしまうと壊れてしまいますが、ブラシレスモーターも同様に破損してしまうケースが有ります。ブラシレスモーターの場合は、特にパワーを上げることができ、許容範囲以上の出力を出すことが容易にできてしまいますが、取り扱い説明書などに記載されている「回転数」、「電流」、「電圧」等の最大値を考慮して使用する必要があります。

これらの範囲を超えて使用してしまうと、モーターが破損してしまう場合も有りますので注意してください。回転数に関しては、概ね小さなサイズのモーターは比較的許容回転数が高く、大きなサイズのモーターは許容範囲が低回転になる傾向に有ります。また、「インナータイプ」と「アウタータイプ」では、インナータイプは高回転まで許容が高く、アウタータイプは比較的低回転の許容となっている様です。

これらから、大きなサイズのアウタータイプは許容の回転数は低い傾向で、小さなインナータイプは許容の回転数が高いと言うことが一般的です。許容の回転数は、高い物では４万回転程度の物が有りますが、低い物では８０００回転程度までと言う物があり、これを超えて使用すると破損するおそれが有りますので、使用時には回転数の制御が必要で、回転が上がりすぎている場合はプロペラのサイズを大きくするなど、対策が必要です。

「電流」及び「電圧」には、一定の法則が有ります。簡単に言うと、モーターは「ワットで回る」と言うことがいえると思います。傾向的には高い電圧であるプロペラを回すと電流は低くなり、低い電圧でモーターを回すと電流は高くなる様です。

ラジコンヘリ＆ラジコン飛行機 ＰＣＭ受信機が安心！

ラジコンヘリ、ラジコン飛行機にはＰＣＭ受信機が安心・確実です。受信機は電動の場合、高周波スピコンやモーターからのノイズが出るのでFMでは信頼性が不安だということで、540クラス以上では多くの方がPCM受信機を使っています。最近は「高周波スピコンを使う時は必ずモーターにノイズ対策を施しましょう」という習慣が徹底してきたせいか、「FMでも大丈夫だよ」という声も多く聞きます。

世の中色々で、28セルのスタント機やF5B27セルでFM受信機の方もいらっしゃるし、400でもPCMという方もいらっしゃるし、様々といったところです。400クラス以下ではFM受信器の中でも特に軽量な物を使われている方が多いでしょう。

これから始める方、久しぶりに復活の方、において希望のセットがない場合は、割高になる「バラ買い」になりますが、希望の「送受信機セット」が存在すれば少し助かります。「送受信機セット」には受信機用バッテリや送受信機兼用のウォールチャージャーは付属して来ないこともあります。しかし、7～10(12)セルクラスの飛行機では多くの場合スピコンのBECから受信器電源を供給できるので、受信機用バッテリとその充電器は不要になります。

ウォールチャージャーが無い場合、「送信機を充電池仕様にしたときに何を使って充電するか」という問題があります。これの解決は簡単で、「動力用バッテリの充電器」があるのですから送信機の「８セル」は充電できるわけです。送信機の充電端子はパーツ屋にいけば数十円で売っていますし、メーカー純正の端子付ケーブルも数百円です。

電動の小型機をやる以上マイクロサーボは必要だと思います。電動では動力用バッテリが重いので、その分を他の部分で軽くする必要があるからです。ちなみに通常のサーボは50g近くの重量があります。マイクロサーボは20g以下ですので３サーボの場合、その差は100gほどになり、小型の電動スポーツ機では標準サーボは重くてとても使う気にはならないのが普通です。

普通のプロポセットでマイクロサーボがセットされていないものだと、事実上サーボが使えず困ったりします。お店によってはマイクロサーボをセットして売ってくれるところもあるので相談なさってみて下さい。この辺が通常の7セル540の電動飛行機で無難に使われているところだと思います。関連してＪＲの9gのデジタルサーボの適用範囲も興味深いところです。