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Xシャーシで気をつけていること 2(モーター固定編)

駆動軸のまとめで割愛したモーターの固定に関してまとめました.
  
モーターを固定するのは,こちらの記事(駆動軸編)で述べたように適切に力を伝達するのがねらいです.モーターが回転する際にその軸に作用する力の向きは,正転時は”後方下向き”,逆転時は”前方上向き”となります.この向きは,モーターを支持するAパーツを外した状態でタイヤをロックし,シャーシを裏返してスイッチ入れた際のモーターの動きでも確認できます.

Xシャーシはモーターの四方を囲むような構造になっているので堅牢そうですが,ターミナルの反対側(背面)にはワッシャー1枚ほどのすき間があったり,シャーシ底面(底面)はAパーツで支持しているので他面よりは強度が低いです.そのため,正転で使用する際にはガタを無くすための”背面のクリアランス調整”と,Aパーツの強度補助のための”底面のAパーツ支持”をしており,このあたりの方法を以降で紹介していきます.

背面のクリアランス調整

背面のクリアランスは,以下の写真の箇所にマスキングテープやポリカボディの切れ端を貼り付ることで調整しています.マスキングテープは調整が簡単,ポリカは滑りがいいためモーターの付け外しが簡単と一長一短かと思います.いろいろ試している間は簡単に調整可能なマスキングテープをお勧めします.

底面のAパーツ支持

正転車のタイヤをロックした状態でスイッチを入れると,底面のAパーツが後方が下方向に僅かに動く(変形する?)様子が確認できます.そこで,Aパーツの後ろ側を以下の写真にある自作の部品で支持しています. 
 
左のL字の部品は3mmのカーボンステーから削り出したもので,以下の写真のように中央あたりにある穴を通して,Aパーツのツメが入る場所の脇にある壁面に引っ掛けることで保持しています.このとき,通している穴にはもともと横向きのリブがあるのでデザインナイフなどで除去しておいてください.この方法だと,支持する位置と引っ掛ける位置が近いのでこの厚さでも強固に支持することが可能です.
 
次に右の部品ですが,これは1.5mmの直カーボンステーの端材を少し加工したもので,以下の写真のようにリアステーの付根の穴を使って取り付けます.Aパーツの取り外しは,この部品を回転させれば可能になります.上記の方法より製作が非常に簡単です.
 
上記の2つの方法はどちらかだけでも有用かと思いますが,それぞれ以下のような懸念事項があります.
・左:走行時の振動で左右にズレると外れてしまう
・右:左の部品の方法より支持強さが弱い
 そのため,私は冒頭の写真のように両方の方法を併用することで互いの懸念を払拭しています.

おわりに:
今回の内容は正転車で速度が不調だった際にこのあたりの解説を見かけ,調整したところタイムが短縮できたためまとめるに至りました.Twitterにてわかりやすく解説いただいた方には大変感謝しております.
それぞれの有無で効果を確認したところ,両方の調整を行ったときだけ明確にタイムの短縮が確認できたので両方行った方がいい気がします. なお,原理的には逆転時の効果は薄いように感じますが,背面のクリアランス調整は手軽でデメリットが特になさそうなので念のため続けていこうと思っています.

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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)正転上 下 下(上) 逆転下 上 上
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…

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…