ファーストミニッツ改 リアのRMマウント化

今までメカ系はほぼファーストミニッツ純正で頑張ってきましたが、パワーの向上でスロットルON時の巻き込みが酷くなってきました。スロットルを優しく握れば良いとはいうものの、ファーストミニッツの純正送信機なのでそこまで細かい調整が効くわけでもなく…

また、対策としてリアグリップを上げようにも純正リア軸にはネジが切られていないのでワイドホイールが装着できません。スロットルON時のドリフトを抑えるためのデフ投入もできません…

というわけで、これまでの投資額としては最大となるRMモーターマウントを投入することにします。購入したのはモーターケースセットRM(990円)、RWD用デフギアアッセンブリー(743円)、ピニオンギヤセットMZ6BK (550円) です。ベアリングの630と520も数個必要です。別途これまでにマルチホイールIIのナロー(フロント用)とワイド(リア用)も入手しています。そろそろ投資総額1万円に近付いていますが、送受信機をファーストミニッツ純正で頑張っているのでRWDを買うよりはまだまだ安いはずです。

ミニッツのモーターケース流用は、ネット上にもHMマウントに交換している方とか多数いるので珍しいことではありませんが、そもそも6V用のミニッツマウントとファーストミニッツのモーターケースではギア比が全然違います。

・ミニッツはピニオン6Tとして、ファイナルギア44Tなので減速比 7.33
・ファーストミニッツはピニオン9T、スパーギア26T/10T、ファイナル50Tで減速比 14.44

実はうちでもRMマウントを購入したのはだいぶ前だったのですが、単に装着しただけでは減速比の違いでモーターに流れる電流が大幅に増えて、カーペット路面ではドライバの保護機能が働いて頻繁に停止する上に加速も大幅悪化しいまいちな結果でした。

その後ここまでの改造履歴と、フロントのベアリング化で畳路面でならRMマウントの方が良さそうになってきたので今回紹介します。

いきなり装着後の比較ですが、純正モーターケースは位置としてはHMマウント的なかんじです。

これがRMマウントにすると相当に低重心化されます。特にリポ化で電池重量がほぼ無いうちの車体には影響大です(笑)  それと重量物が後端に着くので、車体のヨー回転モーメントが大きくなりスピンしにくくなるはずです。

リアホイールはもちろんワイド(オフセット0)を選んだので、フロントとリアのホイールデザインが揃いました。

FDのボディとの見た目マッチングも良いです。実車なら車検はギリギリ通りませんね。

肝心の走行性能ですが、ものすごく良くなりました。今まで畳の上ではスロットルONでリアが流れて不用意に向きが変わるので非常に操縦しにくかったのですがそれが無くなりました。せっかく追加したニュートラルブレーキは、スロットルを完全OFFにしないと生かせないのでOFF-ON時の挙動がマイルドになったのは非常に助かります。下の動画はファーストミニッツ純正モーター、ピニオン6T、ニュートラルブレーキ0.6、ブレーキ0.9の設定でニュートラルブレーキのみで走っています。

と言いますか、RMマウント化するとリアの駆動抵抗が大幅に減るせいでパワーOFF時の空走距離が非常に伸びて、ブレーキ機能が無いと室内ではまったく全開にできません。そういう意味でも購入直後ではなく今投入してやっと良い結果が得られました。

他にも、デフが入ったのでパワーON時にぴょんぴょんリアが跳ねなくなったとか、そもそもワイドホイール可でリアの限界が上がったとか、全てにおいて良いことずくめです。もちろん加速性能は落ちましたが、見てのとおり畳１枚分の直線があれば十分に良い加速ができます。ただしパイロン遊びのようにコース全体が畳１枚分しか無いような所だと純正ギアの方が良いでしょう。

今のところは六畳間でしばらく走っても過負荷によるモーターカットは働いていませんが、念のため後でFETの容量を強化したいと思います。

ファーストミニッツ改 フロントアクスルの2mmビス化

ブレーキの追加でだいぶ速度域が上がってきたので、重い腰を上げてフロントホイール回りのガタを取る改造に取り掛かります。

具体的には嵌め殺しのピンでとまっているところを、ピンを破壊して2mmビスに交換してナット止めにします。ベアリングを入れられるので走行抵抗も減るでしょう。
（ 他の方の作例 https://missilechewbacca.net/rc/mini-z/first-mini-z/fix-first-mini-z/ ）

このピンを抜くのですが、あとで分解するとわかりますがまず抜けません。

ホイールのふちを金属の台にひっかけて、センターの軸を外からピンで叩き出そうとしたら、あっというまにホイールが割れました。ショック…

あきらめて内側のピンの頭をラジペンのニッパー部で切り飛ばしました。こんなに長いプラパーツと一体化してたらそりゃ抜けるはずありません。ニッパーの形によっては肝心のナックル側が少しダメージを受けますが、どうせあとでヤスリ掛けするところなので問題ないです。

ホイール内側のよくわからない樹脂スペーサーも取ります。接着はされてないんですがどうにも取れなかったのでこれもニッパーで切って取りました。

と言いつつ、片側のホイールを割ってしまったのでとりあえず新品ホイールを投入します。形状はもとのホイールと同じなのでどちらでもOKです。

後は他の方もやっているようにビスを通します。17mmくらいが良いらしいですが、ナックル樹脂の内側を少しヤスリ掛けして低くしたら、15mmで別にいいような気がしたのでうちではそうしました。

15mmビスを使った場合の頭の飛び出しはこのくらいです。あと1mmくらいある方が安心ではありますが。

目的がガタ取りなのでただビスを刺しただけじゃ意味がありません。ナックル側にガチガチに接着します。本当は先っちょの3mmくらいを除いてネジが切ってない方が良いのですがそんな都合の良い2mm半ネジは見つかりませんでした。

このあと単にホイールを付けるだけだと、ビスが2mmより細いぶんホイール側のベアリングとビスの間にガタが生じます。正直もとのファーストミニッツアクスルとガタが同レベルだったので、ベアリング内周とビスの間もどうにかして埋めます。この写真ではテープを巻いていますが、これはテープが肉厚すぎてうまく行きませんでした。写真はないですがこの後ネジロック材をビスに何度もベタ塗りしてなんとかガタが無いようにしました。結局ビスをナックルにも接着、ホイールのベアリング内周にも(ネジロック材で)やや接着したようなことになりました。

ナイロンロックナットを持ってないので普通の2mmナット+ネジロック…

まあ、ガタは減りましたがこの時点では特に走行性能の違いは感じられませんでした。なんせリアの車軸がキュルキュルのガタガタですからね…

ファーストミニッツ ブレーキ追加手順

前回のファストミニッツへのブレーキ追加のメイキング解説です。ファーストミニッツ受信基板のスロットル信号をマイコンに送り、マイコンで生成したスロットルとブレーキ信号を左側のモーターコントローラICに送ります。

実体配線図を載せます。これまでの改造に必要な1Sリポ化と、ステアリングサーボ化の配線も含んでいます。青がバック、緑が前進のPWM信号です。4本の配線をマイコンとの間に繋ぐとともに、右のRXICから左のモーターコントローラICに信号を送っている2本のパターンをカットしています。上の画像で4本平行に走っているパターンのうち上2本をカットしてください。

参考に、RX基板とマイコンのはんだ付け部分の写真を載せておきます。

前回のステアリングサーボ化を含むプログラムコードをここにおいておきます。ステアリングサーボ化の記事を参考に、arduino環境でRP2040-Zero の開発環境をセットアップして書き込んでください。

コード先頭にdefine文でパラメータ設定があります。今回増えたのは以下の2つです。

#define BRAKE 1.0   // ブレーキ強度  NBRAKEと合計で最大1.5

#define NBRAKE 0.5  // ニュートラルブレーキ強度 0～1.5

上の0.5はニュートラルブレーキだけで走れるくらい強くききます。ブレーキを使える人はもっと弱くして良いかも。

ファーストミニッツ改 ブレーキ & ニュートラルブレーキ追加

 今までファーストミニッツFDに、主にステアリング方向の機能を追加してがんばってきました。まだまだ改善の余地はありますがその前に、リポ化とトルクチューン2モーターで速度が上がってきてブレーキが無いのが致命的な問題になってきました。

もともとファーストミニッツ基板は後進側、ニュートラルともに一切ブレーキがかからず空転します。6畳程度のスペースでは全然速度を出せないのでちょんちょんスロットルを握るだけでそれでも大回りしかできずストレスがたまる走りです。
https://www.youtube.com/watch?v=JHdpEws3hfE

モーターコントローラはこの写真の左から2番目の石です。型番が印字されてないので詳細不明ですが、とにかく上側の内側ピン2本が前進と後進のシグナル入力で、下側の外側2本のピンがモーターへの出力です。ニュートラル時はシグナル入力が2本ともLなのでモーターが切り離され、どちらかがHだとそっち側に回転するように電源が接続されます。

ただし、たいていのモーターコントローラでは入力を2本ともHにした場合、モーターの両端がショートされるように接続されブレーキがかかるという機能を持っています。ダメもとで確認したらなんとこの石もブレーキ機能がありました。

それなら、ブレーキ指令を入れてやるように信号の間にマイコンを挟んで乗っ取ってしまえばいいじゃない、ということでブレーキを実装してみました。というか既にステアリングはどうやって乗っ取っているので同じことをスロットル側にもするだけなので超簡単です。

とはいえ、配線4本追加とパターンカット2本が要るので、まあ電子工作が怖くない程度の知識は必要です。図が多くなるので詳細は別記事に分けます。

ただ、別記事でやってるジョーゼンNSXの改造のときには市販のモーターコントローラを使ったのでドラッグブレーキ含め常に全力でブレーキがかかっていたのですが、それだとさすがに強すぎて逆に困ります。やはり本家ミニッツと同じように

• ドラッグブレーキ(ハーフスロットル時にスロットル指定値まで減速するブレーキ)は無し
• ニュートラル時は弱めにブレーキがかかる (強度はユーザー設定可能)
• 後進操作時はニュートラルブレーキに加算する形で100%までブレーキが増える
• 前進時から一度バックに入れ、ニュートラル0.4秒を挟んで再度バックに入れると後退する

という全機能を実装してやることにします。

まあいろいろやってみて、ニュートラルブレーキ30%、残りの70%を通常ブレーキに割り振った状態で、ニュートラルブレーキのみで畳を走ってみたのが下の動画です。タイミングさえ合えばすごいスピードでターンできるので、ブレーキ無しに比べて圧倒的に楽しくなりました。

ファーストミニッツ改 トルクチューン2モーター

 うちのファーストミニッツは1Sリポ化してあるので、ミニ四駆のモーターがなんとか使えます。黄色いライトチューンモーター、オレンジのトルクチューン2モーターを入手したところ、ライトチューンは純正モーターよりやや遅い感じ。トルクチューン2は純正とほぼ同じだけど若干速い感じでした。意外と純正すごいです。

実はデフが欲しくてミニッツRWD用のRMマウントも入手したのですが、ギア比が倍くらいロングになり重すぎるので、加速が死ぬほど悪くなる上に頻繁に保護回路が働いて止まってしまいます。

仕方ないので、モーターはトルクチューン2にしますがマウントはファーストミニッツ純正のまま。したがってデフもないリジッドです。たぶんモーター制御のフルブリッジは800mAか1A程度なのでトルクチューンですら始動電流的にはアウトですが、一瞬くらいなら保護回路が働く前に加速するので問題ないようです。0.1uFのおまじないキャパシタも一応つけておきます。

速度感としてはまことに丁度いい感じでした。たたみ部屋で全開だと外周でも曲がり切れないくらいまで来ました。自宅内にウレタンサーキットを常設するようなツワモノを除き、これ以上のパワーではおうちで遊べないでしょう。

この動画を撮ったときは、モーター交換に加えて送信機の切れ角向上+デッドゾーン軽減の改造をしています。フロントのグリップが悪くて結局ステアリング操作がON/OFF的になるのは変わっていませんが、デッドゾーンが軽減されたので舵戻しのタイミングが左右で同じになり体感的な操作性は上がっています。(内容ややこしいので後で別記事公開します)

これだけ速度が出るようになってくると、ブレーキが一切効かないために一度速度を乗せるとどのコーナーも大回りになってしまって面白くありません。もちろん加速をやめて最高速自体を下げれば小回りできてタイムは上がりますが、それでは爽快感がありません。