【検証】ギヤシャフト・ベアリング(カウンターギヤの軸受け)

ギヤシャフト・ベアリングのパーツ群

ミニ四駆のスピードに関係するパーツの1つ、「ギヤシャフト・ベアリング」について、検証してみました。


ギヤシャフト・ベアリングの役割と種類

ギヤシャフト・ベアリングは、カウンターギヤに入れるパーツです。 入れるとカウンターギヤの回転がなめらかになるので、ミニ四駆のスピードがアップします。

両軸モーターのカウンターギヤに装備しているギヤシャフト・ベアリング両軸モーターのカウンターギヤ
片軸モーターのカウンターギヤに装備しているギヤシャフト・ベアリング片軸モーターのカウンターギヤ

このパーツの種類は色々ですが、大きさ(サイズ)で区別すると、「 5mmサイズ」と「 6mmサイズ」の2つに大別されます。 5mmサイズは両軸モーターのシャーシ(MS・MA)専用で、6mmサイズは片軸モーターのシャーシ(VS、スーパーXX、スーパーII、ARなど)専用です。

ギヤシャフト・ベアリングの種類を、以下に挙げます。

【両軸用ギヤシャフト・ベアリング(5mmサイズ)の種類】
 ※入っているキット・パーツ

【片軸用ギヤシャフト・ベアリング(6mmサイズ)の種類】
 ※入っているキット・パーツ

これだけ種類があると、
「ギヤシャフト・ベアリングは、どれが1番速いのか?」
「それぞれのギヤシャフト・ベアリングの性能の差は?」
って、とても気になりますよね。

今回は、ギヤシャフト・ベアリングについて、検証してみます。 検証方法は、次のとおり。

【検証方法】
  • 各ギヤシャフト・ベアリングを、同一のカウンターギヤに入れて、走行タイムを計測する。
  • 計測は、スピードチェッカーのタイムアタック機能で行う(走行距離は300メートル)。
  • 新品のアルカリ電池を使用する。 ギヤシャフト・ベアリング交換毎に、電池も交換する。
  • ギヤシャフト・ベアリング交換毎に、グリスをつけ直す(計測の条件を公平にするため)。

パーツの性能差を手動で計るのは難しいので、コースでミニ四駆を走らせるのではなく、「ミニ四駆スピードチェッカー」で計測します。 また、多少の誤差が出るのを考慮して、タイムアタックは3回ずつ行います。

モーターは「ハイパーダッシュ2モーター」「ハイパーダッシュモーターPRO」を使い、ギヤシャフトはキット付属のものを使います。 カウンターギヤは、慣らし(ブレークイン)済みのものを使います。

スピードチェッカーと2台の計測用ワークマシン

ちなみに、昔のミニ四駆書籍には、次のようなことが書かれています。

ギヤシャフト・ベアリングに関するミニ四駆書籍の掲載内容

確かに、車輪やホイールシャフトなどの駆動部分は、軽い方が速くなります。 ですので、ギヤシャフト・ベアリング無しの場合についても、計測してみます。

アルカリ電池もバッチリ用意して、検証スタートです!

検証で使う予定の新品のアルカリ電池

検証その1:両軸用(5mmサイズ)ギヤシャフト・ベアリング

まずは、両軸用(5mmサイズ)ギヤシャフト・ベアリングを検証します。 トップバッターは、何も入れない場合です。

両軸用のギヤシャフト・ベアリングを入れない場合

スピードチェッカーのタイムアタック機能で、300メートルの走行時間を計測。 タイムは45秒62でした。 これを3回行います。 ただ、モーターの熱上昇による性能低下を防ぐため、2分間、小休止させることにします。

両軸用のギヤシャフト・ベアリングを入れない場合の走行タイム(1走目)

520プラベアリング、520プラベアリング(低摩擦タイプ)、520ボールベアリングも、3回ずつタイムを計測(パーツ交換時は、5分間の小休止)。 途中経過は省略します。

520プラベアリングを入れた場合520プラベアリング(低摩擦タイプ)を入れた場合520ボールベアリングを入れた場合

結果発表です。

【検証結果】 ※両軸用(5mmサイズ)ギヤシャフト・ベアリングの性能比較
順位 ベアリング 1回目 2回目 3回目 タイム
(合計)
1位 520ボールベアリング 42秒68 42秒56 43秒34 128秒58
2位 520プラベアリング(低摩擦タイプ) 43秒56 43秒34 43秒78 130秒68
3位 520プラベアリング 43秒81 43秒50 44秒18 131秒49
4位 なし 45秒62 45秒71 45秒71 137秒04

明確な性能差が判明。 520ボールベアリングが、堂々の1位です。

検証その2:片軸用(6mmサイズ)ギヤシャフト・ベアリング

続いて、片軸用(6mmサイズ)ギヤシャフト・ベアリングを検証します。 こちらも、3回ずつタイムを計測(小休止のタイミング・時間は同じ)。 途中経過は省略します。

片軸用のギヤシャフト・ベアリングを入れない場合メタル軸受けを入れた場合20140228_24
620プラベアリング(低摩擦タイプ)を入れた場合丸穴ボールベアリングを入れた場合620ボールベアリングを入れた場合
6ミリスペーサーとハトメを入れた場合

結果発表です。

【検証結果】 ※片軸用(6mmサイズ)ギヤシャフト・ベアリングの性能比較
順位 ベアリング 1回目 2回目 3回目 タイム
(合計)
1位 丸穴ボールベアリング 41秒53 42秒21 42秒15 125秒89
2位 620ボールベアリング 41秒09 42秒15 42秒71 125秒95
3位 620プラベアリング(低摩擦タイプ) 41秒43 41秒68 42秒93 126秒04
4位 メタル軸受け 41秒59 41秒78 42秒93 126秒30
5位 フッソコート620スチールベアリング 41秒40 42秒93 43秒62 127秒95
6位 6ミリスペーサーとハトメ 41秒84 42秒34 42秒87 127秒05
7位 なし 44秒00 43秒40 43秒87 131秒27

性能差は、ごくわずか。 これは誤差の範囲でしょう。 AR・MAシャーシのキットに入っている620プラベアリング(低摩擦タイプ)は、かなり性能が高いことが分かります。

検証その3:ベアリング用スペーサーの追加

カウンターギヤにベアリング用スペーサーを入れると、スピードがアップします。 どの程度速くなるのかについて、検証してみました。

新品アルカリ電池の本数が残り少ないので、
 620ボールベアリング、
 620プラベアリング(低摩擦タイプ)
の2つに絞って、タイムを計測。

620プラベアリング(低摩擦タイプ)とベアリング用スペーサーを入れた場合

結果発表です。

【検証結果】 ※片軸用(6mmサイズ)ギヤシャフト・ベアリング+ベアリング用スペーサーの性能比較
順位 ベアリング 1回目 2回目 3回目 タイム
(合計)
1位 620プラベアリング(低摩擦タイプ) 41秒87 42秒56 42秒75 127秒18
2位 620ボールベアリング 45秒43 45秒90 46秒18 137秒51

どちらも、タイムが遅くなってしまいました。 特に、620ボールベアリングは、かなりのスピードダウンです(>_<) 以前、スーパーXXシャーシのカウンターギヤ(620プラベアリング(低摩擦タイプ)を内蔵)に、ベアリング用スペーサーを入れて計測したら、スピードがアップした記憶があります(今回はARシャーシで計測)。 手元に記録が残っていないので、正確な数値は不明です。 もし思い違いでしたら、申し訳ありませんm(_ _)m

まとめ

今回の検証で、次のことが分かりました。

  • 両軸用( 5mmサイズ)の場合、520ボールベアリングが圧倒的に速い。
  • 片軸用( 6mmサイズ)の場合、上位3つのパーツの性能差は、ほぼ無い。

また、ARシャーシの場合、カウンターギヤに「620プラベアリング(低摩擦タイプ)」「620ボールベアリング」を入れて、ベアリング用スペーサーを追加すると、スピードダウンすることも分かりました。

さらに、思い違いでなければ、
 シャーシ、
 カウンターギヤに入れるパーツの種類、
 追加する小部品の種類(ベアリング用スペーサー、小ワッシャーなど)、
によって、スピードが変化(アップまたはダウン)する可能性が出てきました。 これは、研究のやりがいがありますね♩

ちなみに、ベアリングの脱脂(*1)はしていません。 パーツの性能が下がったり、寿命が短くなったりする可能性があって、タミヤが推奨する改造ではないからです。 人づてに聞いた話では、うまくやると、かなり効果があるそうです。

*1:脱脂(だっし)と読む。 ジッポーオイルにボールベアリングを入れて、パーツ内部の油を抜き取る改造方法。 ボールベアリングの回転が、とてもなめらかになる(手で回すと、30秒以上も回り続けるようになる)代わりに、保護の役目を果たす油が無くなってしまうので、すぐに性能が下がったり、壊れたりする恐れがある。

なお、前述のミニ四駆書籍の内容は、必ずしも的外れではありません。 出版当時の公式大会で使用可能なモーターは、
ノーマルモーター」、
トルクチューンモーター 」、
アトミックチューンモーター 」、
レブチューンモーター 」、
の4種類だったからです。 今よりも、モーターのパワーが低い時代だったわけです。

実際、以前ノーマルモーターで計測した際、1番速いのは620プラベアリング(低摩擦タイプ)でした。 しかも、何も入れない方が、620ボールベアリングを入れるよりも速かった覚えがあります。 ノーマルモーターはトルクが低いので、駆動部分は軽い方が、速くなるのかもしれません。

このあたりについては、ギヤ比、車輪の大きさ、シャーシによって、変わる可能性は大いにあります。 ミニ四駆って、本当に奥が深いですよね☆

ギヤシャフト・ベアリングのパーツ群

以上、ギヤシャフト・ベアリングの検証でした(^-^)

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