BRAVO BST12修理 その3

またゴムボート用ポンプBST12の修理の話です。
このブログに過去2回投稿しましたが・・・
BRAVO BST12修理 その1
BRAVO BST12修理 その2
この時修理したのは息子が通っていたヨットクラブにあったポンプで今回は自分のなのです。

今回、久々に自分のポンプを動作させてみるとブロアーモードは正常に動くのにコンプレッサーモードに切り替わらず止まってしまうのです。
ま、今すぐに使うわけではないのですが、壊れたとなると直したくなるのが人情というもの。
早速開けてみました。

これがコンプレッサー側のモーター。モーターに直接電源をつなぐと回るので今回はモーターは壊れていない様です。

上のリレーがRL2、下がRL1です
(回路図に落とす際に勝手につけた番号)

となると制御回路の問題かな。
基板を取り外す為、バラバラにしました。

基板の裏側・・・

ここから回路図を書きだします。もしかすると間違っているかもしれないけど、たぶんこんな感じ・・・

部品番号は適当に割り振っています。

2個のリレーの内、RL1が全体のON/OFF、RL2は2個のモーターを切り替えるのに使っている様です。
FLAPと書いたスイッチはブロアーの出口に風を受けて動作するスイッチで、空気が流れているとON,ゴムボート内の空気が満タンに近づき流れが弱まるとOFFになります。
PRESSUREと書いたスイッチはあらかじめダイヤルで設定した圧力になるとOFFになるスイッチで強制停止ボタンと直列につながっていて、どちらかがOFFになれば全体の動作が止まる様になっています。

正常時の動作としては、STARTボタンを押すとRL1,2両方がONになりブロアー側のモーターが回り始めます。ここでSTARTボタンを放してもRL1はD3→PRESSUREスイッチ→STOPスイッチを経由して電流が流れるのでONを維持します。またブロアーが回る事でFLAPスイッチがONになるのでRL2もONを維持します。
暫くしてボートに空気が溜まってくるとブロアーの流れが減りFLAPスイッチがOFFになります。するとRL2がOFFになる事でブロアーは止まってコンプレッサーが回り始めます。
その後、圧力が高まりPRESSUREスイッチが切れるとRL1もOFFになって終了するという動作になっています。

今回はブロアーが動作するのでRL1,RL2両方ONにはなっている様ですが、FLAPがOFFしたところで全体が止まってしまうという症状です。

モーターをバンバン回しながら調べるのも騒々しいのでモーターの代わりにLEDを付けてみました。

これでSTART押し→FLAP押し→START放し→FLAP放し とするとちゃんと動作してコンプレッサー側につないだLEDは点灯するんですよね。でもモーターをつないでやるとダメでRL1,2共にOFFしてしまいます。

・・・てことはモーターが回りだすことで電圧が下がってRL1のONを維持できなくなっているのでしょうかね。
配線が ヘタっているのかとか基板にクラックがあるのかとか疑いましたが根本原因にはたどり着けませんでした。モーターがヘタって始動時に大電流が流れているのかもしれません。

RL1の接点を手で動かしてやると(むき出しのリレーなので手で動かせるのです)コンプレッサー側モーターは元気に回って手を放しても回り続けるので切り替えの瞬間だけ電圧が落ちている感じなんでしょうか。

ところでRL2のコイル両端には1000μFの電解コンが付いています。たぶんFLAPスイッチのバタつきを拾わない様に時定数を持たせているんじゃないかと思います。これをヒントにRL1にも電解コンを付けて始動時の大電流をやり過ごしてやると上手く切り替わる様になりました。根本対策にはなっていない気もしますが今のところ正常動作しています。

パーツケースにあった1000μF/25Vの電解コンをこんな感じで取り付けました・・・

基板の裏にスペースがあるので他の部品には当たらないのです。

あとはフタを閉めて元の状態に戻しました。

根本原因が分かっていないのが気持ち悪いですが、取り合えずは動作しているのでこれで様子を見ます。

BRAVO BST12修理 その2

前回の投稿から4年も過ぎてしまいましたが、まだBST12を捨てずに置いていました。今回ぽんさんから旋盤を頂き、修理できる環境が整ったので久々にトライします。

では改めて・・・BST12とはゴムボートに空気を入れる電動ポンプです。本来の動きではBST12からゴムボートにホースを繋ぎ、スイッチを入れると最初はブロアで空気を送り込んで、ある程度空気が入って圧力が上がってくるとコンプレッサーモードに切替わり更に空気を送り込みます。そしてダイヤルで設定した圧力に達するとコンプレッサーが停止して完了となります。圧力に応じブロアーとコンプレッサーを使い分ける事で充填速度と圧力を両立させている訳です。しかしこの故障したBST12は最初からコンプレッサーモードで動作しブロアーモードをスキップしてしまうという症状でした。

配線をイジってブロアーモータに直接12Vを繋いだところ、ガチャガチャという異音と共にぎこちなく回転しました。どうやらモーターが怪しいです。モーターの空気取り入れ口から中を覗くと整流子の電極部分がハガレている様に見えます。

BST12_2_1
整流子の電極が剥がれている様に見える。

モーターの裏ブタを開けてみると・・・やっぱり。

BST12_2_2
やっぱり剥がれていました。

ダメ元で修理を試みましたが直ぐに剥がれてしまうので、これを直すのは諦めてモーターを交換しようと思います。このモーターは550サイズで12Vで動作する必要がありますが、簡単に(安く)入手できるのが無かったので日本橋のデジットで購入した7.4Vの物を使う事にします 。

12V電源で7.4Vのモーターを駆動する為、タイマー555で2/3デューティーのPWMを作って降圧しました) 。

BST12_2_3
降圧回路


ところでモーターとファンの接続は写真の様な金具で接続しています。

BST12_2_4
白いのがファンです。

この円錐と六角を組合わせた様なパーツを新しいモーターに付け替える必要がありますが、これがモーターから外れません。手持ちのギヤプーラーでは全く歯が立たず、冷やしたり温めたりしてもダメで、最後の手段としてモーターの軸をドリルで潰そうとしても歯が立ちませんでした(なんかモーターの軸ってメチャ硬いんですね)。

ダメ元で3Dプリントパーツでも試してみました。3Dプリントで拳銃が作れるくらいなら軸受けぐらいできるかもしれません。

BST12_2_5
ABSで出力した軸受けで試運転

が、やっぱり一撃でダメになり空回りを始めました。

・・・という訳で、ここで途方に暮れて年数が過ぎた訳です。

そして2018年、旋盤という強い味方があります。初めての旋盤工作としてこの軸受けを作ってみたいと思います。オリジナルの軸受けはステンレスっぽいですが、これは初心者には難しそうなので真鍮でやってみます。

材料はこれ。いつだか忘れましたが東急ハンズでこの日の為に買っておいた真鍮の丸棒。

BST12_2_6


まずは旋盤のチャックに挟みますが、芯のブレが極力少なくなる様、ダイヤルゲージで見ながら取付けます。ダイヤルゲージはCNCの調整用に前から持っていましたが、マグネット基台はアストロプロダクツで 急遽購入です。

BST12_2_7


ドリルで真ん中の穴を空けます。

BST12_2_8


そして六角形の部分は後で六角形にするとして、まずは六角形の外周サイズになるまで全体を削ります。

BST12_2_9
おお、旋盤らしい作業。真鍮が削れてピカピカに輝きます。


テーパーの部分はここの目盛りを1.5°に合わせて削りました。

BST12_2_10


最後に突っ切りバイトで母材から切り離した結果がこれ。

BST12_2_11

突っ切りバイトが穴まで届く直前に母材から離れてしまった様で中心部分が少し残ってしまいました。ヤスリで除去します。

後は六角形の部分をひたすらヤスリで削って出来上がったのがこれ。
このパーツを自作できたと思うと感動です。

BST12_2_12
完成!!


モーターの軸に圧入する為、穴径を微調整します。これにはこのビットで広げるとちょうど良いサイズになり、カナヅチで軽く叩いて圧入しました。

BST12_2_13
いつだかカホパーツで安く買った回転ビットセット内の1本


そしてブロアのケースに取付け。

BST12_2_14

ファンも取付け。

BST12_2_14


元の形に収めます。

BST12_2_15


モーターが7.4Vな為に追加したPWM回路は結束バンドで固定しました。

BST12_2_16


動作確認したので 動画にしてみました。 。スタートするとブロアーが動作し、吐出口を塞ぐ事で圧力が上がってコンプレッサーモードに移行します。


あとは久々にケースをねじ止めして完成です。

BST12_2_17


何年も放り出していたポンプですが、やっと修理できました。
旋盤を使える環境になった事で色々と対応できる幅が広がったと思います。
ポンさんに感謝です。

BRAVO BST12修理 その1

子供が通っているヨットクラブの事務所に壊れたBST12が置いてあった。全く動作しないという話なのでダメ元で修理にトライする事にした。BST12はゴムボートに空気を入れるポンプであり、実は私も同じポンプを所有しているので中が見たいという本音もある。

まず、このポンプの機能としてブロアーモードとコンプレッサーモードの二つの動作をする。 空気を入れる際、最初はブロアーで効率的に空気を送り込み、ある程度溜まったところでコンプレッサーが働き出して所定の空気圧まで押し込むのだ。

そこでまず症状を確認をする。ワニ口クリップで12Vのバッテリに接続してスタートボタンを押すと、ブロアーは動作せずにいきなりコンプレッサーが動き出した。 全く動作しないと聞いていたがコンプレッサーだけは動作する様だ。

BRAVO BST12

これがBRAVO BST12の外観である。

何はともあれ中身を見てみよう。フタを空けると下の写真の様になっていた。
左下のモーターはコンプレッサ用。右の黒くて丸いものはブロアーで、ブロアー用のモーターはこの方向からは見えていない。
左側の赤いダイヤルは圧力設定ダイヤルで、黄色いパーツが圧力センサーの様だ。

Inside BST12

フタをあけるとこの通り。

ブロアーを取り外すと下の様になっており、二つに分割した上側部分の裏にモーターが少し見えている。 なお下側部分の空気の出口に小さなフラップ(白いパーツ)があり、これで空気の流れを検出して表側のマイクロスイッチ(上の写真に見えている)を押す仕組みになっている。

ブロア

ブロアーを取り外した。

ここから想像するに、次の仕組みになっていると思われる。

  1. 電源スイッチを入れると、まずブロアーが動作する(瞬間的にはコンプレッサーも動作し、直ぐに停止している様にも思える)。
  2. するとフラップが動作してマイクロスイッチを押し、風が流れている事を電気回路に伝える。
  3. ボートに空気が溜まってくると流量が減ってフラップが閉じる。これをマイクロスイッチが検出してブロアのモータを止め、代わってコンプレッサーが動き始める。
  4. ボート内の圧力が設定値に達すると圧力センサーが検出してすべての動作が停止する。

・・・この続きは後日。