ミニ四駆のローラーセッティング考察 、ローラー径は大きいほうが有利?について考えてみる。

   2016/08/26

TOYz BAR☆ミニ四駆・ローラーサイズによるコース段差越え考察

ミニ四駆の場合、コース壁の段差に対してローラー径が大きいほうが安定性がよいという情報をちょくちょく拝見します。これから改造ミニ四駆を組んでいくに当たり、ちょっと考察してみました。

オフロード用の車には大きなタイヤで走破能力高し

一般的な車では、道路の段差に対してタイヤ径の大きい車の方が走破性が高いと言われています。オフロード用の四輪駆動車なんかのタイヤもかなり大きなものがついています。タイヤ径が大きいほうが障害物を乗り越えやすいからです。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ローラーサイズによるコース段差越え考察

ミニ四駆も大きいローラーが有利らしい

コースはいくつかのセクションを連結して作るため、連結時の作業精度やセクションのそり具合(ミニ四駆用コースの壁は完璧な90度で直角に立っているわけではありませんし、若干の反りがあったり、設置場所の状態も関係します)によって、底面や壁に段差ができてしまいます。

コース壁の段差をスムーズに超えるのが大事

ミニ四駆でも底面の段差は問題になるとは思いますが、重量が軽くて下に押し付ける力が強くないのと、そもそもタイヤ径が24mm以上あります。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ローラーサイズによるコース段差越え考察

対して、ローラーは9mmとか13mmなど直径の小さなものです。ミニ四駆はコーナーリング中、コースの壁にローラーが強く押し当てられている状態になっています。このときコース壁に段差があって小さなローラーで当たっていくと、強くはじかれるとともに大きな減速力が働きそうです。

段差はミニ四駆をはじくとともに減速させる

どのようなことが起こるかちょっと落書きしてみました。頭の中を整理しやすいようにシンプルなストレートコースにしてみました。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ローラーサイズによるコース段差越え考察

自転車で段差を超えるときのイメージになるよう、わざと横方向にミニ四駆が進むように絵を描いてみました。

上図のようにコース壁の段差にローラーが当たると、ローラー(ミニ四駆の車体)には、段差から逃げるように横方向の力が発生します。それと同時に減速方向にも力が働きます。

自転車などの経験則からでも、段差が高ければ高いほど、或いはローラーが小さいほど減速方向に働く力は大きくなります。

この力の加減はローラーがコース壁の段差に当たる面の角度によって決まると考えられます。ローラーが段差に接する部分の接線の角度でどうのこうの、という話だと思うのですが、簡単には接線の角度が大きいほど減速等のミニ四駆へ与える影響は大きいと言ってよいかと思います。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ローラーサイズによるコース段差越え考察

極端な話、コース壁の段差がローラーの半径よりも大きければ、ローラー単体で見ると完全に減速方向の力だけになります。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ローラーサイズによるコース段差越え考察

実際にはミニ四駆本体の質量もありますので、躓いたような動き=一旦車体がコース壁段差側に振られて、その後、別のローラーによってコース内で直進態勢に戻るという動きをし、いきなりはじかれてバックするということはありません。

このことからローラーは直径が大きいほうがスムーズな走りと減速の少ないコーナーリングができそうです。

ただし大きいローラーはクラッシュに弱いかも

ローラーが大きいということは、それだけローラーの中心から先端までの距離が長いということになります。コースアウトしてクラッシュする場合は概ねフロントから突っ込んでいきますよね。ローラー径が大きいと、てこの原理で固定部分へ大きな力がかかりやすいので、破損率も高くなるかもしれません。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ローラーサイズによるコース段差越え考察

ローラー軸を固定している部分にも力が大きくかかりますし、ローラーそのものゆがみを発生させることもあるかもしれません。そんなわけで、「頑丈なミニ四駆」と考えると、ローラー径は小さいほうがよさそうです。

ここまで、ほぼフロントの動きにフォーカスして話を進めてきましたが、フロントとリヤでは効果の大きさが違うような気がしています。ローラー径が大きいことによるスムーズな段差越えは、フロント、リヤに関わらず効能があるでしょう。

でも、重心と移動速度を考慮した重心、そしてローラーの位置関係を考えるとなんとなく動きが異なるような気がしてなりません。今、そこを妄想しているのですが、なかなか納得できる説明が思いつかず、引き続き妄想中です。

 

今日の一言二言三言

 

  • ミニ四駆の場合はコース壁の段差が問題。
  • フロントローラーの方がリヤよりも段差影響を受けやすい気がする。
  • 気のせいかなぁ。

 

特にコース壁に力のかかっているコーナーリング中の話なのですが、ミニ四駆の重心が中央にあるとして、重心よりも進んでいる方向にあるローラーの方が段差によるロスが大きい気がするのですが、実際のところ、どうなんでしょう?

とりあえずフロントローラーは19mm、リヤは9mmにしようと思っています。9mmだとアルミカラーとの直径差が少ないので、長いビスで組み付けるだけでスタビポール代わりになりそうです。レーンチェンジ時のコースアウト対策に役立つかな、なんて思っています。

 

ミニ四駆カテゴリのタグ解説

子供たちがミニ四駆を始めたので父も一緒に始めました。前世紀はトルクチューン+プラローラーぐらいでどれくらい速くなるかな?とかやっていましたが、今もニッチに楽しんでいます。
タグでちょっとわかりにくいものがありますので説明付きでリンク貼っておきます。
  • 子供ミニ四駆 小学3年生と年長さん(2016.01現在)のSiSO-Jr.1とSiSO-Jr.2のミニ四駆活動記録です。特に幼稚園児のSiSO-Jr.2がどれくらいできるのかというあたりは他の親御さんの参考になるかも。
  • 調律ミニ四駆 手軽に入手可能な道具と簡単な工作レベルで作った素組みミニ四駆(ノーマルモーター、追加パーツ無し、ほぼ改造無し)はどれくらい速くなるかな?と大げさに研究中。
  • 妄想ミニ四駆 ミニ四駆について考察をするふりをしながら妄想にふけっています。でも、もっともらしい説明がされている有用かもしれないっぽい情報もあるかもしれません。
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