ホビー用途でよく使われる小型サーボモーターにSG-90があります。
安価で入手でき扱いやすいサーボモーターなので、ラジコンのステアリングやArduinoなど電子工作用途でよく使われるものとなります。
数百円で手に入る格安サーボモーターとなりますが動作に関しては全く問題なく使え、このようなロボットの関節部分などにも使えます。
電子工作を趣味でやられている方にはもうお馴染みのサーボモーターですよね！
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3Dプリンタを購入して以来、Arduinoを使った電子工作用途で私もこのサーボモーターをよく使うようになりました。
そしてモデリングの練習も兼ねて以前、サーボホーンを作った事があります。
こんな小さなパーツでも綺麗に再現出来てしまう最近の3Dプリンタってスゴイですね！
しかしこれで驚くのはまだ早く、さらに寸法が要求される部分も再現できます。
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上記のものは形状は真似できていますが実際に使えるものを作ろうと思えば、サーボ本体から突き出たギヤに装着する部分のギザギザが綺麗に噛み合うように作り込まなくてはいけません。
実はこのギザギザ部分も3Dプリンタで再現する事ができ実際に動かす事が出来ます。
この中で3Dプリンタで作ったサーボホーンってどれだと思いますか？
実は右側の1つ以外は全て3Dプリンタで作ったものなんです。
さらにギヤが噛み合うギザギザ部分もちゃんと3Dプリンタで再現でき、実際にサーボに装着して動かしても空回りする事なく付属のサーボホーンと遜色なく動作させる事ができます。
こんな極小パーツのさらにこの部分の形状を再現できる3Dプリンタってほんとすごいですね！
モデリングに際してあまりにも小さすぎてサイズを測る事ができないし、SG-90の詳細なパーツデータが公開されていない？ため、この部分の形状を作るのには非常に苦労しました。
でも世の中にはスゴイ方がいるもので、おおよそのサイズを測ってくれた方がいます。
参考 Modelling a Servo SplineRobotShop上記サイトによると内径4.4mm/外形4.9mmの円弧内に歯の形状を複製するというものです。
実際に3Dプリンタで出力させるには寸法の微調整が必要でしたが、これは大いに役立ちました！
この部分の形状が作り込めれば、このように付属のサーボホーンをはめ込む形状を作る以外の選択肢が生まれます。
このように直接マウントできるパーツを作ることが可能となります！
造形サイズが限られるパーツ作成では有効な手段となります。
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電子工作用途で3Dプリンタを使われている方多いと思います。
そして同様にSG-90のサーボホーンの形状を作れたらと思われている方もいるかと思います。(私もそうでした)
私が調整したサイズデータ(寸法)を残しておきます。
上記サイトと実寸が少し異なりますが、内径4.5mm/外形5.25mmの円弧内に1辺0.51mmの二等辺三角形を作ります。
歯数が21枚なので[円形状パターン]を使い中心点を軸に21個複製すれば歯の形状が出来上がります。
あとはこの形状で押し出したり切り抜いたりすれば完成です。
私の環境では上記サイズでサーボに取り付けても空回りする事なく付属サーボホーンと同様に動作させる事が出来ました。
もし空回りするようでしたら二等辺三角形の長さを大きくする(または小さくする)と歯の高さが高くなるので微調整していけばいいかと思います。
辺の長さを0.1mm刻みで調整していけばシックリくる寸法が見つかるかと思いますが・・・私の場合、使ったノズルが0.4mmだったのですが0.1mm単位でどこまで再現出来ているのかは？？？ですが！
平歯車の形状で歯数が21枚までは分かっているので、モジュールやフィレット半径などのデータが分かれば(公開されていれば)全く同じ形状が作れるわけですが、そこまで細かくなると今度は3Dプリンタ側の精度の問題も出てくるので・・・今回の方法で上手く稼働するサイズはちゃんと取れていると思います。
今回0.4mmノズルでも空回りすることなく動作するものが出来たので寸法&形状の参考にして下さい。
サーボホーンのこの部分の形状が作れれば、SG-90サーボモーターを使った製作物で便利に使える場面が出てくると思うので興味ある方は挑戦してみてはいかがでしょうか！
あとSG-90ってAmazonなど国内サイトでは安価で入手できるのですが肝心のブラケットってあまりないですよね。
売っていてもサーボ本体よりもかなり割高です。
以前、4脚ロボの関節を作った時に左脚用・右脚用で1パーツで向きを90°変えて固定できるブラケットを作ったことがありますが・・・さらに何段も連結できる形状のものがあれば便利そうで考えていますが・・・また紹介できればと思います。
レゴ互換で固定できるブラケットはこんなものを作りました。
テスト環境でSG-90を固定するのに便利だと思います。
【追記】SG90をCAD上で完全再現!?してみました
モデリングの練習としてFusion360でSG90を再現してみました。
【追記】SG90用サーボホーンのデータを公開しました
SG90やその同型モデルのマイクロサーボに付属しているサーボホーンをモデリングしたものを公開しました。
付属サーボホーンの代替え用としてやFusion360のCADデータ(.f3dファイル)も添付しているので、製作物への型取りやオリジナル形状のサーボホーン製作などで便利に使えるかと思います。
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