ミニ四駆について

(2008-09-07　更新
プロトセイバーEVO製作記　追加)

↑　クリック　　　　　　　　　　

↑↑↑改造製作 by 管理人(あと2台足りないような・・・)

◎TVアニメ｢爆走兄弟レッツ＆ゴー！！｣は、WGP編までは全話繰り返し2回程見ています。
(MAX編は途中で挫折しました)

(ここではその感想は述べません。そのうち他のコーナーで少しやりたいです)

管理人は大学の機械科卒なので、このコーナーでは、ミニ四駆の構造について、少し述べてみたいと思います。

　　　◎皆さんは、｢超速ギア｣という言葉をご存知でしょうか？タミヤのミニ四駆のチューニングパーツ(別売)とし
　　　　　て、当時購入した人もいると思います。(超速ギア(超速ギヤー)は、確かMAX BREAKERの発売から、
　　　　　キット内に標準装備されたと記憶しています)
　　　　　他に、｢標準ギア｣や｢ハイスピードギア｣という組み合わせが有りました。また、ギアの組み合わせ以外に
　　　　　モータの種類で速度(REV)チューンやトルクチューンを施していた人もいると思います。


　　　　　以下に、少し簡単な数式混じりで順に解説していきます。それと、車いじりが好きな人は、｢モータ｣の
　　　　　ところを｢エンジン｣という単語に置き換えてみるといいかも。

　　
　　　　　
　　　　　☆基本式は2個

　　　　　さて、なんのことかさっぱりわかりませんね。大丈夫です。図を書きながらもっと簡単(原始的)に解説していきます。

　　　　　ここからサイクロンマグナムを例にして考えていきます。




↑↑↑サイクロンマグナム(スーパーTZシャーシ + 標準ギア)

　　　　　ミニ四駆の場合、上図からもわかるように、後輪から前輪に動力を伝達するシャフトの黄色のピニオン
　　　　　ギアと、前後輪のピンク色のギアは、前後輪で同一の物を使用します。そして、前後輪のタイヤ(とホイ
　　　　　ール)は、太さは違いますが、外径は同じなので、前輪と後輪の回転速度(回転数)は同じです。よって、
　　　　　モータと後輪の関係のみについて考えていきます。

　　　　　�@標準ギア[5：1]の場合

↑↑↑上記写真の略図

　　　　　P1〜P4は、全てピッチ円直径(PCD)で示しています。ノギスで測定したレベルなので、多少誤差がある
　　　　　かもしれませんが、ギアとギアが噛み合う時の、お互いのギアの平均接触直径のことと考えてください
　　　　　(機械工学的には、この説明では不十分ですが、イメージはわかりますよね)。

　　　　　もしモータ軸が100回転したとすると、ピニオンギア1の総回転距離[mm]は、

　　　　　　　πd x 100 = π x P1 x 100 = 400π　です。

　　　　　その時の一体ギア(青色)2-3の回転数N(23)は、ピニオンギア1の総回転距離との関係より、
　　　　　
　　　　　　　400π = P2 x π x N(23)

　　　　　　　∴N(23) = 400/12

　　　　　その時の一体ギア(青色)2-3の、ギア3側の総回転距離は、

　　　　　　　πd x N(23) = π x P3 x N(23) = 9π x (400／12) = 300π　となります。

　　　　　その時の黄緑色ギア4(＝後輪シャフト＝後輪タイヤ)の回転数N(4)は、ギア3側の総回転距離との関係
　　　　　より、

　　　　　　　300π = P4 x π x N(4)

　　　　　　∴N(4) = 20

　　　　　　　
　　　　　よって、モータ軸が100回転すると、後輪シャフトは20回転するということがわかりましたね。
　　　　　この比は、5：1です。
　　　　　これが、標準ギアのギア比は[5：1]と言われている理由です。

　　　　　�A超速ギアの場合

↑↑↑超速ギア(スーパーFM・TZシャーシ用)略図

　　　　　上記�@と同じように順々に計算してもいいのですが、一体ギア(灰色)2-3と、ギア4のPCDが変化しただけ
　　　　　です。それと、�@で行った計算の過程は、簡略化すると、以下のようになります。

　　　　　　　

　　　　　　　　(練習：標準ギアでは、P1,P2,P3,P4　= 4,12,9,15 なので、
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　4 x (9／12) x (1／15) = (1／5)となり、確かに合っている。)


　　　　　では、計算してみましょう。
　　　　　超速ギアの場合、P1,P2,P3,P4　= 4,12,11,13
　　　　　を(Fig・3)式に代入して、

　　　　　　　　　　　4 x (11／12) x (1／13) = (1／(39／11)) ≒ (1／3.545)

　　　　　よって、超速ギアのギア比は、[3.545：1]です。ミニ四駆のMAX BREAKERのパッケージには、側面に
　　　　　［3.5：1］と記載されていて、管理人の計算値は大体合っているようです。このギア比の左の数値が低い
　　　　　ほど、後輪シャフトが、よりモータの回転数に近づくことになり、高速セッティングとなります。

　　　　　�Bスーパーカウンターギア(ハイスピードギア)[4：1]の場合

↑↑↑スーパーカウンターギアの略図

　　　　　P1,P2,P3,P4　= 4,12,10,14
　　　　　を(Fig．3)式に代入して、結果として、ギア比[4.2：1]になります。�@と�Aの中間のセッティングですね。

　　　　　豪が推奨したセッティング
　　　　
　　　　　レッツ＆ゴーの第何話だったかは忘れましたが、豪がクラスメイトに勧めたセッティング｢レブチューン
　　　　　モータに青と黄緑色のギア｣の場合を計算してみます。

　　　　　(Fig．1)式をここで使用します。

　　　　　レブチューンモータ適正回転数　17600[rpm]で、標準ギア[5：1]です。　ノーマルタイヤ(φ26)使用
　　　　　　の場合

　　　　　速度 V[km／h] = モータ軸回転数 N[rpm] x 60 x π x タイヤ径 d[mm] x (10^(-6)) x ギア比Z

　　　　　　　　　　　　　　　　= 17600 x 60 x π x 26 x (10^(-6)) x (1／5)

　　　　　　　　　　　　　　　　= 17.24[km／h]

　　　　　　となります。機械的損失(摩擦抵抗)や空気抵抗など考えていない理論値ですけどね。

　　　　　　さて、(Fig.．2)の式は一体いつ使うのでしょうか？
　　　　　　じつは、この式は、単なるオマケだったりします。この式は、(Fig．1)と一緒に、自動車の速度を求める
　　　　　　のに使用します。

5速マニュアル車(マツダ　RX-7(FD3S　5型　TYPE-RS))のギア比(カタログより)

タイヤサイズ：255／40ZR17　→　約φ635.8とする
エンジン回転数：8000回転とする

計算結果(8000[rpm]の時)

(実際には、リミッターがかかっているので、180Km／h前後までしか出ませんが・・・)

　　　　　◎自動車(特にスポーツ車)好きな方は当HPのMy車遍歴のコーナーも良かったら見て下さいね。

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