電動ゴーカートをDIY(前編)
突然の昔話になりますが、僕が幼稚園に通っていた頃、近所の友達の家に行くと、電動のゴーカートがありました。どうしたの聞くと、お父さんが、今でいうDIYで作ってくれたのだとか。今考えると、簡素な作りのおもちゃの車でしたが、それを運転させてもらった子供の自分にとっては衝撃的でした。(ちなみに、僕は足漕ぎの、いわゆるペダルカーが愛車😎)
僕自身も親になり、子供もそんな年頃。
同じような体験をさせてあげれたらと思い、電動ゴーカート作りに挑戦。
とはいえ、普段、建築設計の仕事をしていますが、自動車の様に動く物ではないので、機械系の知識はありません。知識といえば、子供の頃につくった、ミニ四駆とか、ラジコンくらいのもの。
困ったらネット(便利な時代です。)
検索していると、参考になる動画をyou tubeで発見。
しかも、これの良いところが、
ハンドドリルを動力に使っている点!
これなら、電気モーターと制御系の知識が無くてもできるかもー!ということで、これをお手本にして、いざ製作。
以下、画像でご覧ください。
(何度も失敗して、作り変えているので、画像の時期が前後しているものもあります。ご了承くださいませー)
まずは、パーツ製作から…
ハンドル。レーザーカッターでMDF板をカットし、積層後、塗装。
ハンドルの軸受け。これもMDFで。ハンドルの軸は円柱に加工された木材(ホームセンターで購入)
前輪。タイヤは、台車のタイヤ(8インチ)をネット購入。
鉄製アームの部分は、DIYで製作。
シート。24mmと12mmの合板を組み合わせで。
ハンドドリルの動力をチェーンに伝達するシャフト
先端にフリーホイールを設置するとこんな感じです。
それにハンドドリルを接続するとこうなります。ハンドドリルの軸が回転し、フリーホイールが回転し、チェーンが回転するとタイヤが回転するというシンプルな仕組み。コストを抑えたかったので、ハンドドリルはアイリスオーヤマさんの物を購入。(まさか、このハンドドリルも車のタイヤを回転させられるとは思ってなかったでしょうねー😅)
ちなみにハンドドリルの固定具はこうなっています。今から考えると木材を削って作っても良かったような気がしますが、これもレーザーカットしたMDFの積層で作っています。(一見簡単そうですが、ドリルの形状に合わせて作るのが意外に難しい)
ホイール側のチェーン受け。これにスプロケット(チェーン用の歯車)を設置すると、
こんな感じになります。
購入した自転車のチェーンを必要な長さにカットしているところ。(青い器具はチェーンカッターという物で、僕も今回初めて知りました。なんでもあるんですねー😐)
この写真、分かりにくいですが、ブレーキです。自転車の前輪ブレーキで中央の円形の木製ディスクを挟む構造。簡易なディスクブレーキですね。
ハンドルの回転を受け、左右にスライドして前輪に伝達するためのパーツ。(チェーンと鋼材の組み合わせで製作)
回転運動を直線運動に変換するこの機構は、ラック&ピニオンと言うそうです。
中央のハンドル軸が回転すると、それと連動してこのパーツが左右に移動し、それによって前輪の方向が変わるというもの。
(ウィキペディアさんの画像を掲載させていただいてます)
どうでも良い知識ですが、例えば、右に曲がる場合でも、回転半径の違いから、前輪左右のタイヤの傾く角度は違うのだそうで、この方式をアッカーマン式というそうです。僕もこのゴーカートを作らなかったら一生知ることのない知識だったと思いますが…知ってしまったので、少しお話したくて…
それらのパーツを組み立てるとこんな感じに。
ハンドルはつけてませんが、一応、車っぽい感じになりました。
車を起こした状態で、アクセルを踏むと、後輪が回転するところまでは、事前に確認済み。
完成していませんが、接地した状態で動くのかのテストをしてみました!
少し動いた後、ハンドドリルのモータが焼損。😑
(ショックで、写真が無くてすみません…)
ハンドドリルも壊れてしまいました。。😩 とさ…。。
(アイリスオーヤマさん、すんません)
結論から言うと、ハンドドリル程度の動力では、今回作ったようなサイズ、重量のゴーカートは動かない。もしくは、下写真のハンドドリル側のスプロケット(チェーン歯車)とタイヤ側のそれとのギヤ比を大幅に変えて、ハンドドリルにかかる負荷を大幅に減らさないとダメ。(実際に、you tubeで参考にしたゴーカートは動いてましたし、僕が作ったこのゴーカートの場合でダメだっただけで、もっと軽く作れば動くと思います。)
今回の場合、ある程度スケッチを描き、ハンドドリルの回転力も計算していたのですが、実際に製作した車体重量、車軸、歯車の摩擦による抵抗力等の要素まで、全て計算できていた訳ではなく、作ってみて走行するか、という部分があったので、このような結果になってしまったんだと思います。(反省)
でも、ここまで作ったので、これで諦める訳にはいかないっ!😤
という事で、ひっぱって申し訳ないですが、後編につづくー。