Tech Notes SFYDD水物外伝7
灯油ポンプ改造　6種のポンプの力くらべ


　テスト用ラジコンセット

　4ｃｈシンセサイザー受信機とアンプはGWSの600．
　バッテリーは7.2ｖNiMHの3000と1200。リポの7.4V2200を
　使用してテストをします。

　モーターのテストをするときや、モデル制作をするときに受信
　 機やサーボ、モーター、ギミックの動きを確認するためにこう
　 いうセットを一つ作ると何かと便利です。
モーターでどのくらい推力が変わるのか。

二年ほど前になるのですが3種のポンプといくつかのモーターをテストしました。その結果はアクアモデラーズのメーリングリストを通じてメンバーには公開しましたが、今回は一般に公開します。

水中モデルのパワーユニットとしてこれほど簡単で信頼性があるパワーユニットはありません。もっとも、そもそもが製品本来の使い方をしていないわけですからすべて自己責任という流れで行うしか無いのですが、それでもこの製品があるのとないのとだと、小型モデルのパワーユニットを作る手間が大きく変わるでしょう。

そして、灯油ポンプならどれでもいいかというとそういうことも無いのです。ここで使用しているのは工進製の灯油ポンプです。これはモーターケースがきちんとあり、モーター交換が容易に行える優れものなのです。他メーカーも試しましたが、モーター自体をゴムブーツのようなものでシールされていて一度はがすと戻せなくなると言うモノばかりなのです。ラジコン用にはモーターに電磁ノイズを低減させるコンデンサーを付けねばなりませんが、工進製以外のモノで、モーター交換だけ出来るモノは見当たりません。つまり、この形状のポンプでラジコンで使うには 工進製以外はないのです。

ポンプ自体の改造方法は当HPのリンクからBlueworldのHPに行って確認してください。作成方法を公開しています。


テスト方法は簡単な方法で。

テスト方法はポンプの後ろのキャップ部分にひもを巻いて、そのひもの端を吊り下げ式デジタルスケールに結びます。そのまま水に沈めてデジタルスケールの取っ手を固定します。ポンプは通常の使用と同じく、アンプに接続しラジコン状態で計測します。

ポンプだけ水中に入れた状態でプロポのスロットルを開けていきMAXにして3秒ほどするとスケールが計測終了になるのでその数値を最大推力としました。この方法だとポンプを水に入れた状態でデジタルスケールをオンにするとそのときがゼロになるので、推力として何グラムの力が出ているかがほぼ正確に測れます。そして、ポンプの大きさや重量に関係なく、ゼロスタートできるので、サイズが違うポンプでも同条件で測る事が出来ます。
今回もアンプや使用バッテリーを2年前と同じ方法、条件で計測していますので、同じモノを再計測したデータが2年前と同じだったので、同一条件でのテストと同じであると判断します。バッテリーは7.2ｖニッケル水素と7.4ｖリポでテストしました。
また、各モーターの解説と共に使用例としての動画のリンクも付けておきましたので参考にしてください。


灯油ポンプEP103+ノーマルモーター

工進製EP103+鈴商の6V280モーター

工進EP103は現在旧型となり、現行タイプより一回りほど細くなっています。プラモの改造に使うには細い方が有利なので貴重なので、旧型を見つけたら入手しておくべきかと思います。

計測した推力は55ｇ
SFYDD 1/500宇宙戦艦ヤマト（小さい方）で使用中
https://youtu.be/Uwe0odQBbpg

灯油ポンプEP103+カーボンブラシモーター

鈴商で購入できる６V280モーターより高出力な280モーターです。
アマゾンで280のカーボンブラシモーターという名称で売っていて中国から直送されることからAMMメンバーは中華モーターと呼んでいます。カーボンブラシで耐久性も良く、6ｖ〜12ｖまで使用できるのでさらに高出力を求めるなら11.1ｖリポを使用するという手もあります。
ただし、製品ごとのばらつきがあるのも中国製ならでは・・・。

計測した推力は75ｇ（7.2ｖを使用）
SFYDD 1/500宇宙戦艦ヤマト2199で使用中
https://youtu.be/E_Fk7BaxoDA

灯油ポンプEP104+SPEED280モーター（参考データ）

灯油ポンプのモデルチェンジは本体色が白っぽくなったようで、性能的には変わりません。モーターはグラウプナーSPEED280モーター。この組み合わせはバスポンプ+Hyper400モーターに匹敵するパワーをたたき出します。この組み合わせはカメラを搭載して撮影するときの1/500の宇宙戦艦ヤマト2199に使用しています。SPEED280モーターが現在ではブラシレス化への移行によりほぼ入手出来ないため参考データとします。

計測した推力は120ｇ（7.2ｖ/7.4ｖ）
SFYDD 1/500宇宙戦艦ヤマト2199、カメラ搭載時に使用中
https://youtu.be/2Xmcof2muQM

灯油ポンプEP103+370モーター（参考データ）

この組み合わせは1/500の宇宙戦艦ヤマト2199のカメラ搭載時に、抵抗が大きくなって速力低下を起こさないように作りましたが、パワーがありすぎて操縦しづらくなったので結局は使用していません。

さすが370モーター、十二分なパワーをたたき出しています。簡単にハイパワーが出せるモーターなのですが、現在はほとんど入手出来ないので参考データとしました。

計測した推力は220ｇ（7.2ｖ/7.4ｖ）

灯油ポンプEP105+カーボンブラシモーター

新型の105ポンプにカーボンブラシモーターを入れてみました。結果は同じモーターを使った旧型ポンプと同じ数値でした。新型はポンプが太くなり、ペラも旧型の4枚から5枚へと変更されているので期待したのですが、計測上ではほとんど差が出ませんでした。370モーターの方では新型ポンプの方が推力が出ているので、モーターのばらつきかもしれません。11.1ｖリポで使用すればSPEED280並に回りそうです。

計測した推力は75ｇ
RSX16ROVで使用中
https://youtu.be/kqZawohmnbM

灯油ポンプEP105+370モーター （参考データ）

工進製EP105+370ハイトルクモーター

工進EP105は以前の103シリーズより一回り太くなり、吸い上げ流量が20％増えました。同じモーターを使った旧型ポンプより65ｇパワーアップしています。モーターは現在ではほぼ入手出来ないため参考数値とします。280サイズモーターもほとんどがブラシレスへ移行したのでブラシモーターのハイパワーモーターはほぼ絶滅種となっています。

計測した推力はまさかの285ｇで鈴商の6v280の5倍以上！！！

バスポンプEP401+Hyper400-35Tモーター

SFYDD USS.ENTERRISE1701Aで使用しているパワーユニットがこれです。大型ボディに合わせたバスポンプ。ところが実際に推力を測ってみると135ｇしか出ていないと言うことが判明。パワーを出すにはサイズやモーターじゃ無いと言うことが分かりました。パワーは灯油ポンプとSPEED280の組み合わせとは10ｇの差しか無いことに。とはいえこの15ｇが大きいのですが。

2年前に計測した推力は135ｇ（7.2ｖ）
SFYDD USS.ENTERPRISE 1701Aに使用中
https://youtu.be/b056Enh1oCE
SFYDD 1/350宇宙戦艦ヤマトに使用
https://youtu.be/OD5b8npTa1Y



　　　　　　　　　　 左がEP103　　　　右がEP105

　　　　　 同タイプで自動給油停止やブザー付きがあります。型式が
　　　　　105では無く305になっています。

旧型ポンプと新型ポンプの変更点はいくつかあります。

1.公称流量が10L/分から12L/分へと20％アップ。
2.ポンプ直径の直径が太くなった。
3. インペラの枚数が4枚から5枚になった。

モーターインナケースは同じなのでモーター交換は引き続き可能になります。取水部のパーツも形状変化はありません。

ちなみに、旧型の方に5枚ペラを付けて試しましたが、差が出ませんでした。数値の最低計測量が５g単位なのでそのせいかもしれません。見るからに5枚ペラの方が効率は良さそうな気もしますが、もうすこし正確に測れる環境が無いとなんとも言えません。

改造するのに自動停止機構やブザーなどは不要なのですが、最近は高機能版しかホームセンターには置いていないのが少々残念です。メーカーとすれば高機能版の方を売りたいでしょうし、仕方ないかと思います。そのぐらいのコストは国産メーカーへの応援費として我々も甘受しましょう。

POMPテスト
ポンプ型式+モーター名 使用バッテリー

推力（ｇ）

   SFYDD搭載艦
灯油ポンプEP103+ノーマルモーター 7.2ｖNiMH 55g   1/500 宇宙戦艦ヤマト※
灯油ポンプEP103+カーボンブラシモーター 7.2ｖNiMH 75g   1/500 宇宙戦艦ヤマト2199
灯油ポンプEP104+SPEED280モーター（参考データ） 7.2ｖNiMH 120g   1/500 宇宙戦艦ヤマト2199+CAMERA
灯油ポンプEP103+370モーター（参考データ） 7.2ｖNiMH/7.4lipo 220g   ---
灯油ポンプEP105+カーボンブラシモーター 7.2ｖNiMH 75g   ---
灯油ポンプEP105++370モーター （参考データ） 7.2ｖNiMH/7.4lipo 285g   ---
バスポンプEP401+Hyper400-35Tモーター 7.2ｖNiMH 135g   1/350 USS.ENTERPRISE1701A
         
        ※ENTERPRISE-D USS.VOYAGERにも使用

280モーターの違いで55ｇから285ｇと大きく変わる灯油ポンプの推力ですが、残念ながら280クラスのハイパワーモーターはブラシレスへと移行し、ブラシモーターはほぼ絶滅しています。ブラシレスという選択もあるのですが、モーターケースに入ることと、ケーブルの本数が違うので、新たにケーブルを引き回さねばなりません。そしてそこまでしてパワーアップをする必然性も少ないので手を出していない状況ですが、ゆくゆくはそうしてでもパワーアップが必要なるかもしれません。

自分でも驚いたのがバスポンプで、数値的には灯油ポンプとSPEED280との組み合わせでも代替えがきくし、モーターの小型化で省電力化が図れるので、現在の7.2ｖニッケル水素3000バッテリーを使わなくても2200の7.4ｖリポバッテリーに変えることが出来そうです。

2年前のテストで噴射口の径を変えたテストをしています。バスポンプの噴射口を9ｍｍと10ｍｍにして比較すると9ｍｍの方が5％から8％程度増えています。数値で言うとだいたいですが6ｇから10ｇです。今回のEP105は最初から9ｍｍφにしているので最大推力を出していると思います。

推力と搭載ボディサイスの問題ですが、推力が55gと言っても想像しにくいと思います。1/500の宇宙戦艦ヤマトが約55ｃｍ。1/500の宇宙戦艦ヤマト2199が66ｃｍ、USS.ENTERPRISE1701Aが89ｃｍ。どれも速度を重視する艦ではありませんが、大柄なENTERPRISE1701Aでも通常巡航はスロットル70％程度の70〜90ｇ、潜行時にフルパワーをかけても135ｇなのでさして大きな力が無くても十分走行できると言うことが分かると思います。1/500の宇宙戦艦ヤマトなら通常航行は30ｇから35ｇで走行しています。

そして、もう一つ重要なことは、速度や力を求めるならポンプは効率が悪いと言うことを忘れてはなりません。あくまでスクリューを見せたくないとかSFモデル用にとか言う理由で使用するモノで、効率優先ならプロペラ/スクリューを使用する事の方がより大きな力やリニアな反応を得ることが出来ますし逆転させればバックも出来ます。ポンプはそのままではモーターを逆転させても水の噴射方向は逆転しません。どっちに回しても水の流れる方向は変わらないのでバックすることは出来ません。推力が落ちるだけです。そしてこれはとても重要です。ポンプを使う場合にはそのことを忘れてはいけません。

EP105と370モーターの組み合わせは現状ではポンプ最強となり、もはや異次元の領域です。285gというのは大型の潜水艦でもダイナミカルダイブで潜行させられるパワーがあります。ここまでパワーがある必要はありませんが、この小さなポンプでもハイパワーモーターでかなりの推力が稼げるという事実が分かったのは成果です。ただし吸い込みの水の取り入れも注意が必要で、多く出すには多く取り入れなければならないので取水口の確保などが問題となりそうです。

小型モーターのブラシレス化が一気に進んだ今、ゆくゆくはブラシレスモーターを組み込んで、さらなるハイパワーユニットとして作ってみたいと思います。


モーターやバッテリーとの相性などをチェックするために540モータークラスを使用できる大容量アンプを使い、様々な種類のバッテリーも使えるように しています。受信機はコロナのシンセタイプを使用していますが、組み込むセットの受信機を付け替えて試すテスター代わりの使用方法もありますし、サーボのテストも調整しながら行うことも出来ます。
今回バッテリーの種類も変えて試しています。ラジコンセットでプロポからのコントロールをすると体感的にも数値的にもほとんど変わらないので結果を詳細には公開しても意味が無いと思うので省きました。

あえて言えば、ニッケル水素7.2ｖとリポ7.4ｖの放電特性の問題で、電圧の下りかたが少し違うと言うぐらいのもので、実際に使用するときに同じ艦を使って使い分けるとニッケル水素の方がやや電圧の下がり方が早いかも、と言う程度のモノです。ですからあまり実用上問題は無いと判断します。

あとはモデルによって容積と容量と重量をどう使い分けるかということになるのだと思います。

SFモデルを作るのに便利なウォータージェット方式ですが、鈴商の280モーター、中国製カーボンブラシモーター（7.4ｖまたは11.1ｖ）
をどう使うかの参考になればと思います。

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