簡易加工工具としてリリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーター 30708を購入してみました。
リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーター 30708（１）購入先：アマゾン
（２）価格：￥1324
（３）主な仕様
電源DC3V/単4アルカリ乾電池2本
*無負荷回転数:11000回転/分
*付属先端工具:ダイヤモンドビット×1本、金属用軸付砥石/WA材×1本
*先端軸径:直径2.35mm
*使用可能素材:ガラス・ボルト・貝殻・陶磁器・タイル・貴金属・非鉄金属・石材・ステンレスなど
*用途:模様彫り、文字彫刻
（４）外観
3次元パソコン制御化の検討単4アルカリ乾電池2本で駆動すれば、問題はなかったのですが、パソコンからON/OFFする関係上、ON/OFF可能なDC電源でテストしてみました。
（１）3次元位置制御用のステッピングモータの駆動電圧は12Ｖでしたので、12Ｖ5ＡのＤＣ電源を使用することにしました。
（２）可変三端子レギュレータ ＬＭ３３８Ｔ １．２〜３２Ｖ最大５Ａで12Ｖを3Ｖに減圧してみたのですが、可変三端子レギュレータ ＬＭ３３８Ｔがかなり熱くなることが確認されました。
（三端子レギュレータは減圧9Ｖ分が熱になるようです）
（３）ダーリントン・トランジスタ ２ＳＤ１５９０を用いて、ＤＣ12Ｖ電源をPWM制御（パルス制御）してリリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーター 30708を駆動してみました。
（４）最初は問題無く駆動できたのですが、テストを繰り返しているうちにモータが回転しなくなりました。
（５）モータを分解してみると、金属ブラシ部分が破損していました。ＤＣ12Ｖ電源のパルス制御に無理があったようです。
（6）リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーター 30708はモータが破損し、使用不能となりましたが、ダイヤモンドビットとダイヤモンドビット固定部品の活用を検討しました。
代替ＤＣモータの選定代替ＤＣモータとしてＤＣモーター ＲＥ−２８０ＲＡ−２８６５を選定しました。
（１）購入先：秋月電子通商
（２）価格：￥130
（３）主な仕様
・電圧範囲：１．５〜４．５ＶＤＣ（標準３．０Ｖ）
・無負荷時電流：０．１６Ａ（０．２０Ａｍａｘ）
・無負荷時回転数：９２００回転／分（±１０％）
・負荷電流：０．８７Ａ（１．１３Ａｍａｘ）
・定格負荷時回転数：７７７０回転／分（±１０％）
・負荷：２０．０ｇ．ｃｍ
・負荷出力：１．６Ｗ
・効率：６１％
・静止電流：４．８Ａ
・静止トルク：１２９ｇ・ｃｍ
（４）詳細仕様
仕様詳細は22-1.pdfを参照願います。
[22-1.pdf]をダウンロードする。*リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーター のDCモータと軸径が同じで、電圧も同じですがひとまわり大きなDCモータです。
*リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーターのダイヤモンドビット固定軸継手が使用できます。
*ダイヤモンドビット固定軸継手は精密部品で自作困難な重要部品です。（リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーターの最重要部品です。）
代替ＤＣモータの実装固定代替ＤＣモータの実装固定外観写真を以下に示します。
*DCモータはt2mmのSUS430板にｔ2の防振ゴムをかいして固定しました。
*強固に固定すると振動しやすくなります。
*ダイヤモンドビットとダイヤモンドビット固定軸継手は故障したリリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーターの部品を転用しました。
*ダイヤモンドビットが加工面に接すると板ばねが変形して逃げる構造になっています。
*ダイヤモンドビットが加工面に接する位置を検出するため、圧力センサーＦＳＲ４００ ＳＨＯＲＴを設置しました。
*電圧レジュレータの放熱用としてt1×140×140mmのアルミ板を使用しました。
DCモータ駆動用電源回路図DCモータ駆動用電源回路図を以下に示します。
*マイコンPIC18F455のRC0ピン出力をSC1815で増幅し、低損失レギュレーター ３．３Ｖ２Ａ ＰＱ３ＲＤ２３をON/OFF制御します。
*PQ3RD23は2個並列に配置しました。
*PQ3RD23の放熱性向上のため、t1×140×140mmのアルミ板に固定しました。
*上記条件で発熱の問題は発生しませんでした。（減圧分はエネルギーロスとなります。）
電圧レギュレータの選定電圧レギュレータとして低損失レギュレーター ３．３Ｖ２Ａ ＰＱ３ＲＤ２３（２個入）を選定しました。
（１）購入先：秋月電子通商
（２）価格：￥100
（３）主な仕様
*出力：３．３Ｖ 最大２Ａ
*出力ＯＮ／ＯＦＦ端子端子付き（ＨＩＧＨまたはオープンで出力がＯＮになります）
*電位差：０．５Ｖ（最大）
（４）詳細仕様
仕様詳細は22-2.pdfを参照願います。
[22-2.pdf]をダウンロードする。圧力センサーの選定圧力センサーとして圧力センサーＦＳＲ４００ ＳＨＯＲＴを選定しました。
（１）購入先：秋月電子通商
（２）価格：￥350
（３）主な仕様
*厚さ：０．２０〜１．２５ｍｍ
*感圧範囲：０．２Ｎ〜２０Ｎ
*個体間の押力再現性：
±１５％〜±２５％（対公称抵抗値）
*１個当りの押力再現性：±２％〜±５％
（対公称抵抗値）
*最小感度：２０ｇ〜１００ｇ
（４）詳細仕様
仕様詳細は22-3.pdfと22-4.pdfを参照願います。
[22-3.pdf]をダウンロードする。[22-4.pdf]をダウンロードする。ルータ編まとめ（１）リーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーター 30708はガラス面に模様を描く作業に適するとおもわれます。
（２）XYZステージ駆動用ステッピングモータの供給電圧は12V、ルーター用DCモータの供給電圧は3Vとなります。
（３）エネルギー効率と信頼性を重視するならば、12Vと3VのDC電源を使用するのがベストです。
（４）2種類のDC電源を使用せずに12V電源を3Vに電圧レギュレータで減圧すると、電圧レギュレータは発熱します。
（５）12V電源を減圧せずにPWM制御（パルス制御）すると3V仕様のDCモータを回転できますが、信頼性に問題が発生します。
（６）大電流のパルス制御を行うと無視できないノイズが発生し、マイコンやUSB通信の誤動作が発生しました。
（７）マイコンやUSB通信の誤動作が発生した時、DCモータが破損します。
（８）電圧レギュレータを十分な大きさの放熱板に取付けることにより、過熱が防止できました。
（９）電圧レギュレータの減圧分はエネルギーロスになりますが、DC電源を12V5Aの一個に纏めることができました。
（１０）リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーター のDCモータと軸径が同じで、電圧も同じですがひとまわり大きなDCモータに変更しました。
（１１）リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーターのダイヤモンドビット固定軸継手が使用できます。
（１２）ダイヤモンドビット固定軸継手は精密部品で自作困難な重要部品です。（リリーフ(RELIFE) 電池式ハンディールーターの最重要部品です。）
２３章：3次元パソコン制御ルータ加工機の製作（２）ステージ編に行く。