スキップしてメイン コンテンツに移動

Xシャーシで気をつけていること 1(駆動軸編)

駆動力の伝達部品まわりで気をつけている内容をまとめました.

自分が気をつけているのは各駆動軸がズレないようにすることです.
ここで言っている駆動軸とは,モーターから始まってタイヤに駆動力が伝わるまでの全ての回転軸を指しています.具体的には,モーター軸,カウンターシャフト,車輪軸,プロペラシャフトのことです.これらの軸間距離が走行中にズレたりすると駆動力が適切に伝達できなくなるため最高速や加速に影響が出ると考えています.
これらの駆動軸がどのように支持されているか簡単にまとめると下表の通りです.


モーター軸 カウンター
シャフト
車輪軸 プロペラ
シャフト
支持部品 シャーシ
&Aパーツ
シャーシ
&Aパーツ
ベアリング シャーシ
&Aパーツ

車輪軸はベアリングで支持されており,他3つはシャーシとAパーツによって支持されていることがわかります.ベアリングの保持だと多少のガタはありますがほぼズレないと思っていいと思います.また,モーター軸の支持についてはこちら(モーターの固定編) にまとめましたので,以降はカウンターシャフトとプロペラシャフトに注目して話を進めていきます.

まず,カウンターシャフトとプロペラシャフトに接点部でどの方向に力が作用するか簡単にまとめました.


カウンターシャフト プロペラシャフト(モーター側) プロペラシャフト(スイッチ側)
正転
下(上)
逆転

表の通り,正転かFMにするために逆転させるかで方向は変わります.この辺りはこちら(外部リンク)でわかりやすく解説されていますので割愛いたしますが,スイッチ側のタイヤを固定してモーター側のタイヤを回してみるとプロペラシャフトに関しては確認できます.ただ,1つ例外として正転時のスイッチ側はスタート時などに外れることがあります.理由は憶測の域を出ていないので割愛しますが経験的にここも上方向の力が生じると思っていた方がいいと思います.

前置きが長くなってしまいましたが,自分がどこに気をつけているかというと,表内で上に力が作用する箇所のAパーツが浮かないように支持することです.この支持の有無での差異は,トルクの強いモーターほど作用力が大きくなるため顕著になると思います.
以降では正転と逆転の両方の代表的な支持方法を紹介していきます.

正転

正転時はスイッチ側のプロペラシャフトとカウンターシャフトの支持補強です.
まずスイッチ側プロペラシャフトの支持の代表的な方法は下記の2種類になります.
・電池脇でネジを通す
・バンパーからプレートを伸ばす

前述した通りここも固定した方が良いですが,常に力が作用する場所ではないので比較的簡単なつくりでもいいと個人的には思っております.

カウンターシャフトの支持補強は以下の2種類の方法が代表的です.
・リアステーの付け根からプレートを伸ばす
・電池脇にネジを通す

1つめの方法は作ったものがなかったので写真はイメージです.
1つめは接点部に近い位置で抑えてあげる考え方で,2つめはAパーツのフック位置から離れた位置を抑えてあげる考え方になります.XシャーシのカウンターまわりのAパーツはモーターの裏側にフックがあるため,写真で抑えているあたりから浮いてきます.なので,ここ抑えてあげるだけでカウンタシャフト付近のAパーツの浮きは抑えることができます.この方法は写真のように部品を作成するほか,Aパーツの柱を撤去してそこにネジを通して止めてもいいと思います.

逆転

モーターを逆転した場合はプロペラシャフトの両支持部になります.
モーター側は以下の2種類です.
・リアステーの付け根から伸ばす
・モーター脇に部品を取り付ける

1つめはカウンターシャフトの支持と似たような方法で,両方を一緒にやる方もいらっしゃいます.2つめは写真の通り,モータ脇にネジを立ててそこに部品を取り付ける方法です.このとき,この部品が回転してしまっては意味がないので,上面だけでなく側面も触れさせたり,ネジと接触面の位置関係に気をつけるなどした方がいいと思います.

スイッチ側は以下の3種類です.
・電池脇をネジで通す
・バンパーからプレートを伸ばす
・サイドフレームに部品を取り付ける

基本的に正転と同じですが,逆転時には常に力が働くので強固にした方がいいです.そのためバンパーから伸ばす場合でも,プロペラシャフトの接点部に近い位置まで伸ばす方が見受けられます.3つめは,サイドフレームを使ってモーター側の2つめの方法と近い方法で補強する方法になります.写真のものはサイドだけで固定していませんが,このようにネジなどを立ててカーボンの加工品などで支持する方法です.このときネジなどを使うとホイールと接触する場合もありますので,ホイール選びや固定する位置には注意が必要です.

おわりに:
この記事はこれまで快く教えてくださった方々や,インターネット上でマシンを公開されている方々のマシンを参考にまとめさせて頂きました.この場を借りて感謝申し上げます.一応,正転・逆転ともに実走して確認していますので,まだ試されていない方は騙されたと思ってやってみてはいかがでしょうか.
また,この辺りの工夫は人によって異なりますのでX系のマシンを見た際は気をつけてみると大変面白いと思います.

おまけ:
自分がFM車で使用している部品について述べます.

この部品の作成に至ったのは支持の補強だけでなく,Aパーツの接点部の管理が面倒になったという経緯があります.そのため,この部品で気をつけている点は以下の3つです.
・浮かないこと
・支持高さは適切に保つことができるようにすること
・プロペラピニオンに触れないこと

1つめですが,本編の話です.固定方法は基本的には電池脇の方法と同じになりますが,3つめの都合などもあってサイドフレームにねじ込んだ両ネジシャフトの破片に引っ掛けるような構造になっております.これで上方向には2箇所で支持していることになるのでかなり強固です.


2つめの支持高さについてですが,Aパーツの支持部は少し突起があります.ですので,シャーシの受け部に対してカーボンを橋渡ししただけではプロペラシャフトの遊びが変わってしまいます.そこで,この部品では別の部品を挟み込むことで突起を設けています.この材料ですが,以前は車軸に使われるノーマルシャフトを利用していました.カーボンを使ったこともありますが使っているうちに削れてしまって遊びが変わってしまったので,今後使うことはないと思います.


3つめですが,これは言葉の通りです.プロペラシャフトのピニオンに側面から力が作用すると抜けなどトラブルの原因になりますので触れないようにかつ,その方向に動かないような固定の仕方になっています.

作成後そこそこ走らせましたがトラブルなく運用できていて個人的には大変満足です.
また,この着想は先人の方々のお話や公開してくださっているアイディア(特に固定方法,囲うように補強する考え方,サイドフレームの活用)の基に完成したものであり大変感謝しております.

このブログの人気の投稿

ブレーキのお話(スロープとバンクの違い)

立体セクションでのブレーキの接触領域に関するまとめです.

3レーンの 立体コースでは主に「バンクアプローチ20(バンク)」と「スロープセクション(スロープ)」が用いられており,最近ではバンクでは減速せずにスロープで減速可能なブレーキ調整が1つの選択肢として重要になってきています.

そこで,ブレーキ調整の検討のために,それぞれのセクションを走行した際のタイヤからバンパー端までの領域でコースと接触する領域を判定するシミュレータを作ってみました.
スロープとバンクでのブレーキ接触領域の違い,これでいろいろ整理できる pic.twitter.com/R49o2jUIA2 — マツ (@drm272) 2017年6月27日バンクやスロープの寸法はネットで拾ったものなので数値の信頼性は不明ですが,傾向としては悪くないといます.

今回は,このシミュレータの結果に基づいてブレーキ調整の考え方について述べています.また,ブレーキの触れ方の変化について説明するためにバンパーの高さが6mmと4mmの時の結果を使って以下で説明していきます.
バンパー高6mm 下の図が各セクションに侵入してから脱出するまでに床面に接触した領域を表したものです.上段がフロント,下段がリア側の結果を示し,左からスロープ,バンク,スロープとバンクの差異です.色は左二つは"青:非接触","赤:接触",右の比較は"緑:差異無し","赤:スロープのみ接触"を表しています.

この結果から,スロープのみで接触する領域が存在することがわかり,バンクの青領域のギリギリあたりにブレーキを貼ればスロープのみ減速可能なブレーキ調整が可能だと考えられます.
また,スロープのみ接触する領域はタイヤから離れるほど広くなる傾向があるため,タイヤから離れた位置でブレーキを調整した方が調整がしやすいのではと考えています.ただし,フロントに関しては最前の位置に貼ると着地の姿勢次第では前転する危険があるので注意が必要です.
バンパー高4mm バンパー高を下げた時の結果は下の図の通りです.色などは前項と同じですが,右下の青の領域は"バンクのみ接触"を表しています.

フロントは前項と同じ傾向ですが,右下の図で赤の領域がなくなり青の領域が現れています…

Xシャーシのバンパ―レス化

Xシャーシのバンパーレス化の方法が満足の出来になったのでまとめました.
加工例は下の通りです,FMXでも同じやり方をしています.
手順は以下の3つです.
 ①シャーシの加工
 ②部品の加工
 ③調整・仕上げ

①シャーシの加工:
ここでは,取り付け時の穴あけとバンパーの切断をします.
まず,穴あけは下の写真のようにステーをガイドに穴をあけています.

使っているのは下にある「リヤカーボンステー(3mm)」と「S2についてくるスラストをつけるやつ」の2つ.

リヤカーボンステーにはあらかじめ,リヤマルチステーの根元側から2番目の穴の位置に穴をあけておき,その穴を使います.S2のやつは写真では見えませんが,バンパーのスラストを0にするためにカーボンとバンパーの間に挟んでいて,高さもこいつのおかげいい位置にきます.これを使わずに裏から穴あけも可能ですが,穴をあける面が離れているためドリルの向きがカーボンステーに対して垂直を出しにくいので,私は上からあけています.

バンパーカットは下の写真のようにボディの引っ掛け位置の水平面の境界で切断します.このくらいの位置で直カーボンがフィットするようになりますので,この段階では仕上げ用に少し削りしろを残しておくといいです.

裏側は写真の通り,リブを2箇所を切り落とすだけです.自分は薄刃ニッパーで適当に切り落としてデザインナイフで仕上げてます.


②部品の加工:
ここでは以下の部品を作ります.

まず,カーボンは適当な位置に穴を開けます.自分は長い方の直カーボンとフロントマルチステーの13mmの位置で穴を揃えてから穴をあけています.穴をあけたカーボンは斜めに削り,写真のように上面が水平になるように仕上げれば完了です.なお,直カーボンとボディを引っ掛けるところが干渉してまうので,下の写真のプレートは厚い側だけ削って調整しています.

次に真鍮のパーツですが,これは13mmWAに使用するスペーサーを加工したものです.これは写真のように斜めに削ってバンパーとフィットするように仕上げます.この傾斜や長さは,多少バンパーの面から飛び出すぐらいでも締め付けた際にシャーシに食い込みますので大丈夫な気がします.


③調整・仕上げ:
最後は実際に組みつけながらバンパーの長さを調整していきます.
その前に組み付けるリアプレートは下の写真のように付け根側を少し削っておいてくだ…