ミニ四駆MSシャーシ+ハイパワーなモーターでギヤカバーが外れる理由を妄想。なんかそれっぽい着地点かも。

   2017/01/05

TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

MSシャーシ(軽量シャーシ)に強力なモーターを入れると、比較的フラットなコースでもギヤカバーが外れることがあるとのことで、いろいろと理由を考えてみました。

MS軽量シャーシに強化ギヤカバーをつけると重さは?

まずは転ばぬ先の杖、と思って「15363 MSシャーシ用 強化ギヤカバー」を購入してきました。
TOYz BAR☆ミニ四駆・強化ギヤカバーの重量などをノーマルと比較

ギヤカバーをシャーシにがっつりビス止めする構造で、本体そのものも強化されている感じがします。残念ながらMSシャーシオリジナルのフラップのようなギミックのある電池カバーではありません。
TOYz BAR☆ミニ四駆・強化ギヤカバーの重量などをノーマルと比較

ノーマルのギヤカバーと比べてみると、なんとなく質感が違ってちょっと高級感があります。強化のために材質も変更されている可能性がありそうです。
TOYz BAR☆ミニ四駆・強化ギヤカバーの重量などをノーマルと比較

さて、MS軽量センターシャーシはノーマルのセンターシャーシと比較すると、2.1g軽くなっています。これにMSシャーシ用強化ギヤカバーとビス・ワッシャ(小)4つを追加するとどれくらいの重量になるのでしょうか?

ミニ四駆MSシャーシと軽量センターシャーシをじっくり見比べると、いろいろと違いがあるのね。 ミニ四駆MSシャーシと軽量センターシャーシをじっくり見比べると、いろいろと違いがあるのね。
2016/09/07

まずはノーマルMSシャーシ用のギヤカバーと電池固定パーツです。
TOYz BAR☆ミニ四駆・強化ギヤカバーの重量などをノーマルと比較

続いてMSシャーシ用強化ギヤカバー、電池固定パーツとビス・ワッシャです。
TOYz BAR☆ミニ四駆・強化ギヤカバーの重量などをノーマルと比較

その差、1.6gの増加でした。ということは、軽量センターシャーシで2.1g軽くなっていることから、もしノーマルシャーシだったら強化ギヤカバーが不要という前提(必要なのかもしれませんけど)ならば、強化ギヤカバーを取り付けても

 

0.5gは軽い

 

ということになります。この数字をどう見るか…いや、この先、仮にノーマルのMSシャーシを使っていたとしても強化ギヤカバーが必要になるのであれば、まあそれはそれでいいんですけど、若干ですが複雑な気分です。

MSシャーシのギヤカバーがが外れる理由を考察

軽量センターシャーシだと、ハイパワーなモーターを入れていると、比較的フラットなコースでも外れることがあるとのこと。それでビスでがっちり固定できる強化ギヤカバーを使う必要があるようです。

速度域を上げていくと何かと考慮しないといけないことがでてきますが、いくらシャーシがたわんだとしても、それだけでギヤカバーが外れるほどたわむとは思えません。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

ノーマルMSシャーシと軽量MSシャーシを実際に触ると、確かに軽量MSシャーシの方が柔らかいので、たわみやすいのは間違いありません。また、ちょっとグニグニしてみてわかったのですが、中央部を押し上げる方向…つまりギヤカバーが抜けやすくなる方向はちょっと弱いですね。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

しかし、「ギヤカバーが外れる」ほどシャーシがたわむとは考えにくく、また、ギヤカバーの方がたわみやすいことから、ある状況下でギヤカバーが大きくたわんで外れる方が可能性が高いと考えられます。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

ギヤカバーにかかる力を考えてみる

そもそもミニ四駆はかなり軽いので、外部からの力でギヤカバーが外れるほどたわむ状況は考えにくそうです。ということは、ギヤカバーにシャーシのたわみ以外の力がかかっているはずという前提で、要因を考えてみました。

シャーシのたわみ以外に理由があるとすれば、何かがギヤカバーを押し上げていることになります。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

一番考えられるのはカウンターギヤ、次にモーターではないかと思われます。スパーギヤはシャーシの軸受けで上下方向には動かないようになっているので、直接ギヤカバーに力を加えることは無さそうです。

まず、レーンチェンジ、スロープ、段差などでミニ四駆がジャンプした付近で外れる(或いは外れ始める)と想定し、ミニ四駆内で何が起きるか考えてみます。

  1. レーンチェンジなどでミニ四駆が軽くジャンプする
  2. 駆動系統が無負荷になってタイヤの回転数が上がる
  3. 着地してタイヤが一気に本来の速度に減速する

モーターから見ると、「一気にギヤの回転数が下がる」ということで、軽いロック状態になっていそうです。ということは、スタート時の接地の瞬間、コースアウトなどによるタイヤのロックも同じ状況と考えられます。

ギヤカバーが外れる瞬間の状況を妄想

いや~、なんか妄想タイム、楽しくなってきました。それでは、カウンターギヤ、モーター、それぞれについて、どのようにギヤカバーを押し上げるのか、さらに妄想してみたいと思います。

カウンターギヤがギヤカバーを押し上げるケース

MSシャーシのカウンターギヤは、ギヤカバーによってシャフトを上から押さえることでシャーシに固定しています。つまり、カウンターギヤが持ち上がってシャフトが押し上げられるとギヤカバーが外れることになります。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

これがリヤ側のカウンターギヤで発生するのではないかと思われます。

タイヤが急激に減速するといことは、スパーギヤが減速します。しかし、モーターは元々の回線数を維持しようとします。そうなると、間に挟まれたカウンターギヤはどうなるでしょうか?
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

上図のように、スパーギヤの接点を支点にしてスパーギヤが力点となり、モーターの力によってカウンターギヤが持ち上げられることになります。

合わせてシャフトも上に持ち上がり、結果的にギヤカバーが持ち上がることになります。

モーターがギヤカバーを押し上げるケース

同様のことがモーターにも言えます。先のケースではモーターに下方向の力がかかりますが、フロント側では逆のことが起きます。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

部品の強度から考えて、こちらの方がカウンターギヤよりも可能性が低いと思うのですが、可能性はあります。

まず、同じようにタイヤの急激な減速が発生します。今度はフロント側ですが、カウンターギヤはスパーギヤから押さえつけられることになり、カウンターギヤに上方向の力は発生しません。しかし、モーターはピニオンギヤによってカウンターギヤをまるで鯉の滝登りのごとく持ち上がっていくことになります。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ギヤカバーが外れる原因を考察的妄想。

モーターは固定部品で固定されているのである程度は耐えてくれるはずです。しかし限界を超えるとモーターのエンドベル付近が持ち上がり、フロント側に差し込んでいる部品が抜けてしまうのではないのでしょうか。

 

なにやらもっともらしい妄想ができて大変満足です。

 

今日の一言二言三言

 

  • 妄想も突き進めばそれらしくなる。

 

ミニ四駆のシャーシを眺めながら飲むお酒って、おいしいです。こういう妄想っぽいネタって大好きで、ついついたくさん書いてしまいました。でも、妄想ばっかりしていないで手を動かそう…。ね。

 

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。
  • ミニ四駆考察的妄想 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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コメント一覧

  1. より:

    こんにちは!

    今年もよろしくお願いします(´▽`)

    カバー外れ昨年後半はずっと強化カバーだったので外れたりしませんでしたね。

    細かいこと考えるの苦手なので、こうして色々考えて貰えるとわかりやすく助かります(´▽`)

    レーンチェンジの時にたわむのかなぁと思ってましたが、内部の可能せいもあるんですね!

    こちらも何かわかったらお知らせしますwww

    • SiSO より:

      忍さん>
      今年もよろしくお願いします。
      カバー外れの原因、「いや~、いくら何でもたわみだけでは外れんだろう~」とシャーシをグネグネしながら思い始めて、そこからタイヤロックによるギヤの押し上げやモーター外れまで妄想が広がっていきました。こういうのは楽しいですよ~。
      だからといってまだ強化カバーを使わずにできる効果的な対策は思いついていませんが、モーター外れ対策、ギヤ押し上げ対策と分けて考えることで、なにか変わったことができないかなと、さらなる妄想中です。
      何か気が付いたことがありましたら、よろしくお願いします。

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