SYSTEMA TW-CK-M4-MAX2 2012


この度、仲間の方から、インプレ&各種データ取り用にお借りできました。
その節は大変お世話になりました。ありがとうございます。

SYSTEMAが製造販売しているPTW(Pro Training Weapon)シリーズの中の一つで、
2012年にマイナーチェンジされたモデルになります。

M16/M4系PTWには、機種の他に仕様によって

・STD
・MAX & MAX2(日本国内向け M90スプリング仕様)
・SUPER MAX & SUPER MAX2(日本国内向け M90スプリング仕様)
・MAD MAX

などがあり、外装部品やギア比、内部パーツの差異があります。
今回レポートで使用したのは、MAX2になります。

完成品ではなく、自分で組み立てるチャレンジキットで、
外装パーツなど、カスタム前提ならば完成品よりこちらがお勧めです。
パッケージを開けると、綺麗にパーツが並んでいます。
それでは、梱包されているパーツを順番に見ていきます。
アウターバレル&インナーバレルです。
M4A1なので、スタンダードな14.5インチバレルです。

インナーバレルはチャンバー部分があらかじめ組み立てられています。
ストックとストックパイプです。

ストックはクレーンタイプですが、バッテリーを収める関係上
形状がモディファイされており、やや大型化しています。

ストックチューブはシルバーで、取付けネジの規格は
1・3/16" 16TPIになっています。
ハンドガードはブラストがかけられたようなつや消し仕上げです。
ヒートシールドは入っていませんでした。
マガジンは120連のSTANAGタイプが1本付属します。
フロントサイトはスチール製です。
こちらもポストなどはあらかじめ組み込まれています。
上下レシーバーです。

ギアボックス、チャージングハンドルは中に入っています。

バレル基部のネジ規格は1・1/4" 18TPIです。

下の表は、レールの実測寸法になります。
忠実にピカティニーを再現しているのが分かります。
ギアボックスはテープで仮止めされています。
グリップや電装系パーツの入った袋です。
リアサイトはMAGPUL PTSのMBUS(Gen2)が付属します。
キャリングハンドルは付属しません。
シリンダーアッシーです。
こちらも各パーツの組み込みが終わっており、
そのまま本体に装着するだけでOKの状態です。
トリガーガードは、MAGPUL PTSのMOEトリガーガードが付属します。
こちらは外装パーツの小物が入った袋です。
取扱説明書は、CDにデータ形式で入っています。

モーターは2012モデルから採用となった「7511モーター」が付属しますが
このモーターは初期の物に不具合があり、回収となっているようです。

今回、このキットに入っているのは対策済のロットで
2013FV(First Variant)に付属する物と同じモーターとの事でした。
箱の底には、ローダーとガスチューブが入っていました。

続いて、内部パーツを見ていきます。
こちらが7511モーター(不具合対策済)です。

PTWにおいて、グリップの薄さを実現しているのは
このモーターのおかげと行っても過言ではありません。

必要な回転数とトルクを捻り出すため、
もの凄く強力なネオジム磁石を使っています。

モーターの詳細なデータはこちら
こちらはギアボックスになります。

実銃で言うところの、トリガーメカが収まっている部分に
ギア系の全てを集約させるため、特殊な構造となっています。

また、PTWは電子制御方式を採用しているため、
スイッチ基板が設置されているのも特徴の一つです。
こちらがスイッチ基板です。
ロットを重ねるごとに、改良が施されているようです。

電動ガンの本格的な電子制御は、メーカー製品では
PTWが初ではないでしょうか?

赤い台座に備え付けられた白と黒のパーツが
セクターギアの回転検出機構(フォトインタラプタ)です。

それぞれ、発光素子と受光素子になっていて
ギアに開いた穴がここを通過すると、一瞬だけ光を感知して
ギアが所定の一まで回ったと言う信号を得る仕組みです。

なので、ギアに開いた穴にグリスやゴミが詰まってしまうと
検出不良を起こしてしまいます。
右側のマイクロスイッチは、ボルトストップの感知スイッチです。

マガジンの最終弾を撃つと、リンクを介してボルトストップを押し上げ
このスイッチから離れる事で、発射不可状態に移行します。

ボルトストップを押し込む際、スイッチを押すだけなので
確実に押し込んだか分かりづらいのが難点です。
配線の下に隠れているタクトスイッチが、トリガースイッチになります。
トリガーを介し、このスイッチを押すことでモーターが回転、
ギアを駆動させて発射という流れになります。

PTWが極小のトリガーストロークで射撃可能なのは
このトリガー機構があるからです。

写真を撮るのをすっかり忘れてしまったのですが、
ここから繋がるセレクター基板と、
実際にモーターを動かすMOSFETの装着された
ドライブ基板があります。
続いて、ギアボックスを見ていきます。

限られたスペースにギアを配置するため、
PTWでは遊星歯車方式を採用しています。

遊星歯車
中心の太陽歯車、外側に配置される内歯車と
その間に入る遊星歯車、遊星歯車を保持するキャリアーの
4つの要素で構成されるシステムで、
入力軸と出力軸を同一にできるのでコンパクト化が可能となり、
負荷を複数のギアで分散させるので破損しにくい特徴があります。

反面、設計が非常に難しく、各種条件を満たさないと
うまく動作させることができないようです。

遊星歯車には以下の3つのタイプがあります。

・プラネタリー型 : 内歯車を固定
・ソーラー型 : 太陽歯車を固定
・スター型 : キャリア(遊星歯車)を固定

PTWの方式はキャリア(遊星歯車)を固定するスター型に分類され
厳密には遊星歯車方式ではないそうです。
(遊星歯車が減速に関与しない遊び歯車となってしまうため)

参考 : KHKホームページ
こちらが、セクターギアです。
内側にもギアが設けられているのが分かります。

このセクターギア内側に、4個の小型ギアが入ることで
小さなスペースで、大きな減速比を選ることができます。

右側に2カ所開いた小さな穴が、回転検出用の穴です。
ここを光が通ることで、ギアの回転を検出しています。

内歯車の歯数は40です。
内側にギアを入れると、こんな感じになります。

遊星歯車(遊び歯車)の歯数は14です。
こちらがスパーギアです。
スパーギアは、セクターギアと同軸に配置され、中心を貫く形になります。

小径ギアは平歯、大径ギアはヘリカルになっています。
材質はクロモリとの事ですが、熱処理が施されているか不明で
結構柔らかいです。

歯数は大径歯車が38、小径歯車が12です。
最後はベベルギアです。
モジュール(ギアの歯の大きさを示す値)0.5という
細かい歯を採用しています。
裏側に、スパーと噛み合うヘリカルギアが付いています。

歯数は小径歯車が17、大径歯車(ベベル)が50です。

ピニオンの歯数が15なので、
トータルのギア比は約24.84:1です。

*PTWのギアノイズ*

PTWの代名詞?とも言えるのが、その強烈なギアノイズです。
マルイの電動ガンより、遙かに大きな駆動音(高音ノイズ)がします。
このMAX2の個体で調べた限りでは、ベベルとピニオンの位置が合っておらず
ベベルにピニオンの先端が少しかかって、駆動させている状態でした。

ピニオン位置を高くし、解決、、、と思いきや、ベベルがセンターに寄りすぎていて
そのままでは噛み合いが強くなりすぎ、動作不能となってしまいます。
要は、ベベル-ピニオンの組立距離が変に設定されている状態です。

ベベルをケース側に寄せるには、小径ギアを薄くする必要があり
それに伴いケース、スパーギアにも加工が必要となります。
治具製作からはじまり、本格的な工作機械と測定器具がないと無理なレベルです。

限られたスペースで、ハイレートSPのドライブも考慮した
伝達効率優先の設計だと思うのですが、
その弊害が発生してしまっている、、、と感じました。
続いて、シリンダーです。
PTWの吸排気系は、全てここに集約されています。

シリンダーは2012モデルから、ステンレスケースになっています。

ステンレスのケースの中に、ピストンレールの付いた
アルミ部品を、軸を合わせて組み込んであると言う
凄く手間のかかった仕様になっています。
分解すると、こんな感じです。
さらにシリンダー後端もねじ込み式で分解できるようになっています。

スプリングはM90仕様で、不等ピッチになっています。
PTWの特徴の一つでもある、ノズル駆動機構です。
ピストンヘッド内に備え付けられたOリングの弾性で
ノズルを保持し、ピストン後退と共に引っ張る仕組みです。

シンプルな機構ですが、Oリングが消耗品となるので
定期的なチェックと交換が必要です。
マガジンは、アウターがスチールプレス製です。
結構重く、質感も良い感じです。

装弾数は120発で、マルイのBBローダーで給弾できますが
ちょっとコツが必要です。
今ではマルイの次世代電動ガンでおなじみとなった
給弾ストップのリンク機構ですが、
PTWは同様の機構をずっと前から採用していました。
(ストップ機構がメカ式か電子式かの違い)
ボトムには、SYSTEMAのロゴなどが打刻されています。
続いて、チャンバーを見ていきます。

チャンバーはS.A.C.S.(Systema Accuracy Control System)と名付けられた
ちょっと変わったホップシステムが搭載されています。

S.A.C.S.は「ゲート型ホップ」や「乗り越え型ホップ」とも呼べるシステムで、
一般的なホップは上から力を加え、押しつける方向に力をかけて
弾が通過する際、テンショナー&パッキンの変形で逃げるのに対し
S.A.C.S.はホップアジャスターと呼ばれる銀色の部品が
弾が通過する度に上下にフレキシブルに動いて逃げを生み出します。

この方式の優れた所は、毎回同じ位置にパッキンをセットしやすく
繰り返し再現性に優れる所です。また、弾性体の面積が小さくて済むので
温度変化に強いのも特徴の一つです。

欠点としては、可動部分に高い加工精度が求められる事と、
サイクルが上がるにつれて戻りが追いつかなくなること、
強いホップがかけづらい事が挙げられます。
アジャスターとクッション、パッキンを組み付けた写真です。
このような位置関係になります。
気密パッキンは、真鍮製のベースにくっついた状態で
チャンバーに装着します。
こんな感じの配置になります。
専用のスリーブを装着してチャンバーに装着し、
上に開いた楕円の穴にバレルキーと呼ばれる部品を差し込んで固定します。
固定は非常に強固で、ガタは一切ありません。
組み立てが完了した全体図です。

組み立ては簡単で、工具がしっかり揃っていれば
1時間ちょっと位で作業は終わります。
ストックのチーク部分はスポンジになっており
絶妙なフィット感なのですが、汗を吸って汚れてくると
構える度にorzな気分になるので
その際はファブリーズを使いましょう(笑)
バットプレートはワンタッチで開閉可能で、
ロック機構もしっかりしているので使い勝手が良好です。
バッテリー搭載スペースは、かなり大きいです。
ストック伸縮に対応するため、動力線はカールコードになっており
ストックチューブ内側に入っています。

コネクタは純正でラージコネクタでしたが
T型コネクタに変更しています。
ホップはマグウェルからレンチを突っ込んで調整します。
ワンタッチでテイクダウンができるのが、PTWの醍醐味の一つです。
取付け基部の剛性も高く、組み付け時のクリアランス調整もできるので
フレームのガッチリ感は他に類を見ません。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 最大値 最小値  高低差 平均 J値
87.5 87.5 86.8 88.0 87.1 86.9 86.7 85.2 87.1 85.6 88.0 85.2 2.8 86.8 0.75

仕様弾速計 : Combro cb-625
使用弾 : G&G 0.2gバイオ
室温 : 16℃
ホップ状態 : 0.2gで適正(伸び弾道)にセット
弾速データになります。
M90仕様の名の通り、ほぼそれに近い値が出ています。
日本国内でも安心して使用できるレベルに調整されています。

ノズル長が足りておらず、若干初速が不安定な所があります。
こちらが10mでのグルーピングデータになります。
オープンサイト&オフハンドですが、十分実用レベルのグルーピングです。

肝心の弾道ですが、S.A.C.S.の構造上、マルイ次世代やフラットホップの様な低伸弾道にすることはできませんが
0.3gクラスの重量弾でも、放物線のナチュラル弾道から大きく浮き上がる強ホップ弾道まで調整できます。
ホップ調整がイモネジでアジャスターの移動量を制限する方式なので、調整には若干慣れが必要となります。

2012モデルから、インナーバレル先端にテーパーや段加工が施されているせいか、
発射音が「ガッポン ガッポン」と言う、ちょっと独特な物になっています。
上の写真は、セミオート発射時のバッテリー電圧の変動(赤線)と、銃口から20cm離れた位置に設置したインパクトセンサーの着弾信号(黄色)を
オシロスコープで観測したデータです。これらから、PTWの電装系データとセミのキレが良い、と言われる実態を紐解いていこうと思います。

まずは電装系データになります。

使用バッテリーはA123S 9.9V 1100mAhのリフェバッテリーで、内部抵抗は86mΩです。
トリガーを引き、モーターが駆動した時に突入電流が流れ、バッテリーの電圧が一気に落ち込みます(左側 水色の線部分)
この時の電圧の下がり幅とバッテリーの内部抵抗から算出すると、突入電流は60.46Aとなります。
ギアの減速比が大きいのと、M90仕様の柔らかいスプリングを使っているので、突入電流はマルイのノーマル電動ガンとほぼ変わりません。

続いて、LT(ロックタイム)の計測です。
LTはトリガーを引いてからBB弾が銃口を飛び出し、インパクトセンサーに着弾するまでの時間を測定した物になります。
バッテリーの電圧が一気に下がった部分(モーター駆動の瞬間)から、インパクトセンサーに信号が発生した部分までの時間を測定します。
結果、93.333msとなりました。これはマルイのノーマル電動ガン+8.4Vニッケル水素ミニバッテリーよりも遅い値です。
以前、違うMAX2個体(08モデル 11.1V 2200mAh 35Cリポ駆動)を測定した時は、70ms台後半だったと記憶しています。

と言うのは、PTWはピストンを最前進位置から引き始めるため、どうしても駆動時間が長くなってしまうからです。
テイクダウン構造に絡むピストンリリース問題、スペース問題、ギアの形状問題、電子制御問題などから
逆転防止ラッチを設置できなかったと推測しますが、それ故にプリコック(あらかじめピストンを後退位置で待機させる機構)が
使えないのが、PTW最大の弱点とも言えます。

実際の所、セミのキレが良い、と言われるPTWですが、ロックタイム自体は非常に遅いです。
しかし、実際にセミで連射するとガンガン付いてきて、レスポンスが良いように感じます。
その答えは電子制御による「1サイクルの確実な区切り」、「アクティブブレーキによる急制動」、「極小のトリガーストローク」にあります。

PTWはマルイのノーマル電動ガンと違い、構造上セミのロック現象が起こらず、1トリガーで確実に1発のサイクルを行います。
そして、そのサイクルが終わった瞬間、電源カットと同時にモーター両端子をショートさせ、モーターに急制動をかけるアクティブブレーキ動作を行います。
オシロスコープのグラフで、バッテリー電圧がある一点で急に回復しているのは、これらの動作でスイッチのON-OFFを短時間でしっかり行っているからです。

これにより、次にトリガーを引くまでの入力待機時間をギリギリまで短縮することができ、セミの高速連射に追従できると言う仕組みです。
また、トリガーストロークが極めて短いので、連射する人間も楽、と言うのが拍車をかけています。

しかしながら、このメカニズムにも弊害があります。それはモーターに与えるダメージが非常に大きいと言う事です。
アクティブブレーキはモーターの発電作用を利用したブレーキですが、同時に最大で電源電圧の10倍近い大電圧を発生させる可能性があります。
モーターのコミュをよく見ると、停止時にもの凄い火花が飛んでいるのが見えます。これがコミュとブラシをどんどん摩耗させてしまいます。
故に、PTWにおいてモーターのコミュとブラシは消耗品と割り切るしかありません。
続いて、フルオートの時の観測データです。
サイクルは15.34発/s、フルオート時の消費電流は23.26Aとなりました。

PTWのフルオートは通電しっぱなしのフルオートではなく、セミオートを連続で行う疑似フルオートとも呼べる方式で、
それ故に消費電流が非常に大きいのが特徴です。
逆に言うと、フルオートのサイクル分、セミに追従できると言うことになるので、理論上はセミ連射で同じサイクルを実現できることになります。

特殊な構造によって優れたレスポンスを実現しているように見えるPTWですが、
虎の子の電子制御が一般化してきた昨今、その優位性は完全に失われてしまったように思えます。
2012年暮れの段階で、マルイ方式電動ガンにおいては、LTは既に30ms台が当たり前で、トリガーを引く=即発射のレベルにまで達しています。
それでいてトリガーロック無し、進化したブレーキ機構でコミュ&ブラシへのダメージを大幅軽減し、
リチウム系バッテリーのモニタリング&電圧カットをはじめとする安全機構を搭載するにまで至っています。

こうしてみると、内部機構に関しては、PTWは細かいマイナーチェンジを繰り返すばかりで、時代の中に取り残されているのかもしれません。
しかしながら、PTWが誕生してから相当年月が経ち、様々な新技術が生まれているので
それらを駆使し、さらなる高性能化は可能なはずです。
また、最近は同様の機構を持つ海外製品が多数登場して、ライバルも増えてきました。
これらを踏まえ、今後さらなるバージョンアップ&新機構に期待したいところです。


*2013.4.9 追記*
このインプレをアップしたところ、PTWにリフェを使うなんてモーターの特性を生かし切れない、
本来のレスポンスが発揮できていないとのご意見をいただきました。

今回使用したリフェバッテリーは、ストックチューブインなどの低出力の物では無く、
A123Sの比較的大出力(30C-60C)の物となります。これはニッカド9.6Vラージバッテリーと同等の出力になります。
MAX2は24.81:1という低ギア比と、M90と言う柔らかめのスプリングのおかげで、モーターにかかる負荷がそれほど大きくなく
実際、このバッテリーで突入電流をカバーしきれています。

PTW(MAX2)のロックタイム
(トリガー追従性やレスポンスとは別物なので、誤解無きよう)が比較的遅めというのは、低いギア比と回転数が少なくトルク型のモーターで
ピストンを最前進位置から引く構造上の問題なので、決してバッテリーの出力が不足していると言う事はありません。

高い電圧で回せばレスポンスが早くなって当然ですが、それは全ての電動ガンで共通なので
PTWだけが特別、高電圧でレスポンスを発揮できる構造だと言う事はありません。
組み立て途中にあった、トラブルを一件紹介します。

モーターハウジングのピニオン側に、
マグネットが内側に動かないようにロールピンが2本打ってあります。
この片方の穴がブカブカで、ロールピンが磁力に引っ張られて抜けてしまい
回転するコイルに引っかかってしまうトラブルが発生しました。
幸い、発見が早くかすり傷で済みましたが
完全に抜けてしまった場合、モーター内で大惨事が発生したでしょう。
ロールピンまたはノックピン+ロックタイト最高強度または
完全に圧入するようにして欲しいところです。
価格:\131355(税込) 全長:800mm〜900mm
重量:3315g(マガジン込み) 装弾数:120発
作動方式:電動セミ/フルオート バッテリー:各種ストックinタイプ
消費電流:セミオート突入電流 60.46A フルオート時消費電流23.26A バレル長:374mm
ホップ:可変ホップ サイト:オープンサイト(フロントは上下、リアは左右に調整可)
外部:M14P1 CCW レシーバー上部アクセサリーレール