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ミニ四駆　1軸フロントATバンパー構想設計レビュー

エンジ

お疲れ様です。
今回は構想設計のデザインレビューです。
1軸フロントATバンパーの構想設計になります。こちら納得してもらって承認出来たら、貴方の方で詳細を設計していただき搭載してみてください。

背景：近々フロント1軸アンカーのマシン写真がTLに回ってこなくなり、また店舗レースの表彰台写真がTLに回ってきてもフロント1軸アンカー搭載マシンが見当たらない。

目的：店舗レースの表彰台の写真に1軸アンカー搭載マシンが載って欲しい。

■前提
2軸と1軸の仕様差は分かっている前提で本noteを記載します。

■スペック仕様差
・1軸のメリット
以下のコース壁に乗り上げる際の状況を模擬します。

計算ベース
計算ベース説明用


★外力により作動しやすい。

ベースプレート端からの距離について
計算の結果

上のイラストについては、ベースプレート端からの距離で、端は支点になると考えてください。そこから力のモーメントを出していくような計算表が「計算の結果」になっています。この結果は小数点一桁までの値でざっくりです。相対的な数値の大小を納得するために計算しています。
また、軸ばねの圧縮量は本計算表では仮に2.5mmつぶし量が上限という設定にしています。※バネ定数は昔の実験値より相応の値を採用しています。そこまであてずっぽうではない、ということだけ記載しておきます。

それで、コース壁から受ける力とバネがローラープレートを押さえつけようとするモーメントの差分が、評価対象になってきます。
コース壁からの力を正としています。そのため、最終結果が大きければ大きいほどコース壁の力が勝つ＝作動しやすい。ということになります。
倍率も大まかになりますが、おおよそ1.6倍1軸の方が効率、作動しやすい。と推察されます。

★いなし量が多い。

いなし量概念図

上記の量をいなし量と呼ぶことにしました。こちらを計算すると以下のようになります。

いなし量結果

こちらの結果でも1.6倍程度1軸フロントアンカーの方がいなせる。という結果となりました。
※余談ですが、右軸の軸ばね圧縮量は三角形の相似から算出可能です。これが分からない知能の方はちょっと辛いと思います。


ATとしての性能は上位互換である、と考えています。ではなぜ、現在1軸フロントアンカーはx上で（現実どこまで普及してるのか知るすべは私にはない）普及していないように見えるのか？
以下のデメリットによる部分だと私は考察しています。

・1軸のデメリット
★外力により作動しやすい。(ふんばりが効かない。)
→ローラー上からの力によって簡単に動いてしまいコースアウトする。顕著な例としてLCですっぽ抜ける。

この強力なデメリットにより2軸を採用した方がリーズナブルである。と捉えられていると推察しています。

概念図として、以下のようになります。ここからベースプレート端（支点）は左側の端になっています。

外力を受けた時の2軸1軸概念図
ふんばりの効き具合結果

外力は仮に200gとしました。こちらは大分あてずっぽうです。あくまで相対比較として確認してください。
この計算結果では、2軸はふんばりが効いてばねの圧縮量2.5mmを使い切らずに外力である作動力とバランスしています。しかしながら、1軸では、2.5mmまで潰しても外力の方が勝ちます。結果としてふんばりが効かずに不安定状態となりコースアウトしてしまうものと想定できます。
△これを短絡的に解消するには、元のばねつぶし量を多くしてふんばりが効くようにするでしょう。
△その結果、いなし量は小さくなることでしょう。

これが最も重要な1軸が使われなくなってしまう理由で、
2軸の方が色々とリーズナブルであろう、となる要因と考えています。

■1軸のデメリットを帳消しにする方法。

まずは、計算値から

デメリットを帳消しにする方法の計算

簡単なことで、以下のようにベースプレートを延長すればいいだけですね。。

ベースを幅を広げ52.6→84mmとした。

もちろん、これでは破綻するのは分かると思います。
では、実際にどうするかというと私は以下のようにベース部を作り上げています。
ここから動画ですが、正直イラストで表現するのが手間でした。こんなもんで勘弁してください。

これで、ローラー部のプレートを載せると以下のようになります。
動画では、いなし想定の動かし方をしています。
コの字型に空いたところに斜めにローラー部が落ちるような形でいなし量を稼ぎやすくなっています。

そして、デメリットを帳消しにする方法の通り、上方からの外力については十分な能力を持っている、と自負しています。抑え込んでフレキの方が動いてしまってることが確認できると思います。

以上となります。
正直ここまでで書いた内容で分からないようなら諦めた方がいいと思います。
というか、工学的センスがある人は動画だけでピンとくるレベルだと思うので、、、これ以上簡単に書くのは無理っす。

免責：申し訳ございませんが、2軸で左右のばねの硬さを調整するセッティングをしたいから、については本件とは関係ないので無視させていただきます。

こちらのnoteはおひねりで金額設定します。
ためになったな～という万に1人、おひねりください。

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