中空軽量プロペラシャフトって軽量で抵抗も少なくてちょっと速くなるよね。スピードチェッカーで比較検証。

   2016/07/09

TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフト

マグナム大好きなSiSO-Jr.2、サイクロンマグナムTRF(スーパーTZ)を購入したので、あわせて中空軽量プロペラシャフトを購入。スピードチェッカーでどれぐらいタイム差がでるのか、ノーマルと中空軽量プロペラシャフトで比較実験してみました。

マグナム三昧なSiSO-Jr.2

ミニ四駆アニメ「爆走兄弟レッツ&ゴー!!」に魅せられたSiSO-Jr.2(現在、小学1年生)、いつの間にやらマグナムが3台になってしまいました。

左からサイクロンマグナムプレミアム(AR)、サイクロンマグナムTRF(スーパーTZ)、ビートマグナムプレミアム(AR)です。
TOYz BAR☆ミニ四駆・マグナム三昧

さて、今日の主役はサイクロンマグナムTRF(スーパーTZ)です。SiSO-Jr.2曰く、サイクロンマグナムTRFはなるべくアニメに出てくるイメージにしたいということで、グレードアップパーツはほとんど組み込んでいません。
TOYz BAR☆ミニ四駆・サイクロンマグナム(スーパーTZ)

SiSO-Jr.2、ミニ四駆超速チューンナップ入門で勉強したのか、中空軽量プロペラシャフトを購入してきました。今回はその効果を確認するため、一緒にスピードチェッカーで計測してみました。

ミニ四駆用1.4mm中空軽量プロペラシャフト 15205

プロペラシャフトといのは、ARシャーシとかスーパーTZシャーシなどの片軸モーター用シャーシに使われる部品で、前後のホイール用シャフトをプロペラシャフトでつなぐことにより、四輪駆動させるためのパーツです。このパーツを外すと二厘駆動になります。

ミニ四駆キット付属のプロペラシャフトよりも軽量で、しかもシャーシとの接触抵抗を低くしたのが、この「1.4mm中空軽量プロペラシャフト」です。
TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフト

中空プロペラシャフトはパイプで軽量。ノーマルと重さ比較

左がキット付属の標準的なプロペラシャフトで、右が中空軽量プロペラシャフトです。緑色のギヤがちょっと派手でいい感じですね!
TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフト

このようにシャフトがパイプになっており、その分、軽量に仕上がっています。材質はステンレスではなさそうです。なんだろう?
TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフト

それでは重量測定です。まずはノーマルのプロペラシャフトです。1.0gでした。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト重量

続いて中空軽量プロペラシャフトです。お、0.7gです。
TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフト重量

 

30%軽量!

 

ということになりました。もともとそれほど重いパーツではないので、30%軽量と言っても0.3gだけです。

でも、クラウンギヤ(ホイール用シャフトに付いているギヤ)が歯数20、プロペラシャフトは歯数8なので、例えばモーターが15,000rpmで回ったとすれば超速ギヤ(3.5:1)の場合、10,714rpmで回る計算になるので、わずかな軽量化と動作抵抗の低減でも影響度は大きそうです。

ギヤのシャーシ当たり面も面積小さくて駆動抵抗低めかな?

続いてギヤの形状です。8Tのギヤが付いていますが、ノーマルのプロペラシャフトに付いているギヤと比べると色が違いますね!色が派手目なのでそれだけで速くなりそうな気がします。
TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフト

注目すべきはシャフト側のギヤ形状です。少し細くなっています。こちら側はシャーシにあたる部分なので、なるべく面積が少ない方が抵抗も少なく、駆動効率が高くなります。
TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフト

シャーシに取り付けてみたところの写真です。ノーマルのプロペラシャフトのギヤは全体でシャーシに当たっています。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフトとシャーシの当たり

中空軽量プロペラシャフトの場合はこのように、細くなっている部分が当たるだけです。
TOYz BAR☆ミニ四駆・中空軽量プロペラシャフトとシャーシの当たり

ギヤとシャーシの間には若干隙間があるため、必ず抵抗が生まれるわけではありません。しかし、プロペラシャフトは走行中かなり前後に動いているので、波打つように抵抗になっていると思われます。

でも、この手の形状のギヤって、ミニ四駆PROに標準で入っているピニオンギヤだと標準装備です(軸径違いますけど)。くびれたピニオンギヤは中空軽量プロペラシャフトにも付いていますが、マイナーチェンジでプロペラシャフトも最初からこういう形状のものにして欲しいなぁ。
TOYz BAR☆ミニ四駆・ダブルシャフトモーター

あと、MSシャーシのハトメ軸受けを低摩擦樹脂軸受けにするとか…。

スピードチェッカーでノーマル・中空軽量プロペラシャフト比較実験

モーターはハイパーダッシュ3です。あれ?いつの間にハイパーダッシュ3なんて買っていたんだろう?まあ、ブレークインとか全くやっていないので、まだ能力はこれからな感じのモーターです。夜中にこっそりブレークインの実験とかしてみようかな。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

計測はスピードチェッカーを使って300mのタイムアタックを行います。5回行って、一番いいデータと悪いデータを除いた3つのデータで平均を取って比較します。

ノーマルのプロペラシャフトで300m…平均37.67秒

まずはノーマルのプロペラシャフトです。スーパーTZシャーシ、懐かしいなぁ。最近はMAシャーシやMSシャーシばかり触っていたので、スリムでシンプルな構造が新鮮に感じます。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

それではいつものようにミニ四駆実験用電源装置に接続します。大げさなものを使っていますが、これは安定して3.0V供給し、実験の信頼性と再現性をあげるためです。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

スピードチェッカーを300mタイムアタックモードに切り替え、ミニ四駆がスピードチェッカーから飛び出さないよう慎重に乗せます。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

300mタイムアタック!38.25秒でした。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

合計5回計測した結果、38.25秒、37.84秒、37.68秒、37.50秒、 37.40秒ということで、真ん中3つのデータを平均し、37.67秒ということになりました。なんか、測定するたびに速くなっていくような感じですね。これはこれでまた調べてみようかな。

中空軽量プロペラシャフトで300m…平均37.14秒

今度は中空軽量プロペラシャフトです。グリーンのギヤが映えますね!
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

同じく300mタイムアタックモードで計測します。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

300mタイムアタック!37.56秒でした。
TOYz BAR☆ミニ四駆・プロペラシャフト比較タイムアタック計測

合計5回計測した結果、 37.56秒、37.31秒、 37.09秒、 37.03秒、 36.81秒ということで、なぜかこれまた最大最小を省くと真ん中3つのデータ?これを平均したら37.14秒!ということで、中空軽量プロペラシャフトの方が

 

約1.5%速い!

 

という結果になりました。値段は140円(税抜き)、とりかえるだけでちょっと速くなるので、なかなかいいパーツです。ネットで調べてみると、強度がノーマルより落ちるとのこと、曲がったりすることがあれば、また状況などをレポートしたいと思います。

 

今日の一言二言三言

 

  • 中空軽量プロペラシャフトに替えるとタイム向上!

 

実際のところ、プロペラシャフトが30%軽量化されていることがタイム向上に貢献しているのか、ギヤ形状(シャーシ当たり面)が貢献しているかはよくわかりませんが、恐らく、実際に走行させるともっとタイム差が出てくると思います。

コーナーやジャンプなどの走行状態の変化によりミニ四駆は加減速をしますが、この時、プロペラシャフトが前後に動きます。そのため、ギヤとシャーシの間に摩擦が発生し、ギヤ形状の効果がより大きく出ると考えられるからです。

 

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。
  • 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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