ミニ四駆のタイヤについて考え過ぎ

ミニ四博士のみんな こんにちは

ミニ四駆のタイヤについて考えました

ミニ四駆に近い乗り物について

舵が切れない

デフが無い

高い経済性

という点で列車はミニ四駆に似ています

列車の車輪について https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E8%BC%AA%E8%BB%B8_(%E9%89%84%E9%81%93%E8%BB%8A%E4%B8%A1)

踏面とフランジがレールと接しているんですね

鉄同士が小さい面で接している

急加速 急減速しないならグリップが必要無いんですね

重量が重いと固いサスと固い車輪にならざるを得ない

フランスのTGVが時速500km以上の記録に挑戦した時はグリップ剤を撒きながら走行したそうです

高速走行には少々必要なのでしょうか


普通4輪車

省燃費タイヤは細い グリップ無い硬い 

最高速度記録のレース車は大径で細い


バイクの車輪

バイクのタイヤの輪切りの断面は丸いです

タイヤを地面に垂直にしたり、斜めに当てて曲がっています

多分どの面も丸でないとどちらの方法でも曲がりにくいです

接地面が丸いから接地面積も狭いです

接地面積を増やす為に太さと径を大きくしても狭い物です

バイクの軽快感は車体の軽さとタイヤの形と接地面積の狭さも関係している…予想


自転車のタイヤ

登り坂で立ち漕ぎ(ダンシング)してタイヤを揺らすと接地面細いタイヤのおかげで小さく蛇行しつつもスムーズに走れます

ミニ四駆ではシャフトが歪んだ状況がダンシングに似ていますが接地面広いタイヤだとガタガタ振動します 自転車のように接地面を細くすれば振動は小さいです(太さに応じたバレル加工かな)

クロスバイク程の太さのタイヤだと車体を傾けずに曲がると(つまり低速で大舵角)後輪がキュキュっと抵抗感があります タイヤのトレッドパターンが有るのでキュキュっで済んでいるのかもしれません

ということはミニ四駆もカットスリック的な溝を掘るとコーナー抵抗減かな?

小径タイヤな自転車は静止してタイヤをコジると慣性を差し引いても抵抗少ない様に思います、接地面積が縦方向に短い為だと思います ミニ四駆の小径タイヤもコーナリングに向く?


各種の車輪からのミニ四駆用タイヤまとめ

加減速しないならグリップはあまり必要無い

コーナー抵抗減なら小径タイヤ

大径にはトレッドパターン掘り?

前輪の抵抗は少ない方が良い

車体が傾いても安定したグリップが欲しい

以上から少なくとも前輪(後輪も多少)の接地面は狭い方が良さそうです


接地面狭い利点

①路面の凹凸を拾わない

②コーナーで抵抗少ない

③ドライブシャフトの歪みの影響を減らす


オフセットトレッドタイヤやバレルタイヤの形は理想的です

似た形状で薄く加工すると跳ねず軽量化と低摩擦抵抗ができそうです

接地面を車体側寄りにするとより①②③全てを

高められますが安定性悪化の諸刃の剣です

ハーフペラタイヤが主流でしたが接地面を細く残したペラ加工が増えている感じがします


ハイサイド現象

2輪車

旋回中に前輪のグリップが復活した時に急激に横Gが働き舵角が大きいと蛇行の原因になり修正が難しい

4輪車

走行中の後輪スライドは常にドライバーがアクセルと操舵で制御している

滑ったらカウンターステアとアクセルoffでグリップの回復を待つ

前輪が滑った場合、ブレーキロックならブレーキを緩める、コーナリングのオーバースピードなら素直にエスケープゾーンへ と蛇はニュートラルにしてグリップ回復を待つ シューマッハレベルなら他に方法あるのか?

バネの柔らかい市販車はローリングし蛇行しスピンに繋がる


ミニ四駆ハイサイドについて

ミニ四駆の前輪はグリップして曲がる状態だとブレーキが掛かるので低摩擦のタイヤを使います

低摩擦のタイヤであっても外側レーンならグリップ、内側レーンはスリップしながら曲がっているかもしれません デジタルカーブ等は完全にスリップしていそうです

低摩擦なタイヤを滑らすと挙動は穏やかかもしれないけどハイサイド現象もあるのでは?

航空機のタイヤのテストでグリップ面に当てた回転ドラムを斜めにするテストがあるので

ミニ四駆のワークマシンとコロコロ掃除機で超速で動かしたら再現できるでしょうか デジタルカーブなら真横にドラムを動かす感じかな

ハイサイドが発生すると仮定して対策

ドリフト用RCカーに懸垂マスダンを付けた動画の結果はスライドとグリップの境目がスムーズになり操縦安定性が上がったようですミニ四駆も軸受け付近のマスダンハイサイドを制御できないかなと妄想



ミニ四駆コーナリングについて

バンパーで壁をトレースして真っ直ぐ進む車軸を壁の反対側の軸受けが内側ホイールを押して外側ホイールが接地して

外側のホイールは駆動しつつ外的なブレーキを受けながら曲がっています

繰り返すと ❶ローラーが遠心力から車体を支えて、タイヤは❷内側の軸受けがドラシャを引っ張り❸吊られた外側のタイヤがシャーシの重量を受けている タイヤは路面からの様々な入力、車体の姿勢変化を受け、モーターからのトルクと後輪からの入力もペラシャから受け、これを軸受けの細いアーチと車軸ベアリングと低摩擦タイヤが、横方向はローラー軸と補強プレートが安定化している

コーナリング中はタイヤは車体の重量をそんなに受けていないかもしれないけどかなり前輪は不安定ですね

空力でダウンフォースをきつくするとコーナーで抵抗がエライことになりそうです

水平マスダンにコイルスプリングを合わせたらコーナー抵抗減できないかな?

大径タイヤはギア比を落としてトルクのあるモーターを使いますがスライド走行に向かない、ギアと軸受けにも負担が掛かるというのを克服しなければですね


コーナーを抜けると内側軸受けが内側ホイールを押す力のお釣りで軸が内側に振られ、外側タイヤが強制スライド状態からグリップを回復する時に暴れる動きが加わるかな(妄想激しい)

グリップ回復時の暴れはグリップ回復を遅らせると思うので穏やかに回復させるのが良い?


内側ホイールを浮かせて外側にリーンさせると良い?最適なタイヤの加工は?

水平マスダンはスリップアングルを増大させないから前スラダンやスライドシャーシより良いかも

重量をフライホイールにしてタイヤ摩擦のブレーキを減らす?


プロペラシャフトの暴れについて

前後輪共グリップ強いタイヤだとブレーキを受ける前輪と押し出す後輪の間のプロペラシャフトは暴れます

前輪ブレーキによって車体がタックイン(wikiのタックイン解説はエンブレに拘り過ぎて変)の状態になり前方に重心が移動しますから前輪のグリップが高くなり、押し出す後輪のグリップが弱まりプロペラシャフトを通してブレーキが伝わり押し出す駆動力を更に弱めます

前後輪共グリップ弱いタイヤでも同じ挙動が小さく現れるかなと思います

前輪はグリップ弱く後輪はグリップ強くすると前輪を押し出す力が強まり(重量増加に似た効果)、前輪のグリップは少ない程良いかなと思います


よくわかりません ⊂( ^ω^ )つ