６．１ デフあり・なしの比較

ブログを見た友人から「市販のリモコンカーより凄いところがわからない」とか「動画を撮るときは三脚を使うべし」という指摘を受けたので、デフのあり・なしの違いを動画で見えるようにしてみた。
なお、今回の四輪車の最大のポイントはレゴのパーツだけでディファレンシャルギアを作ったことである。

まず、作者が2,000円程度で購入してあったデフなしの市販のラジコンカーのハンドルをいっぱいに切ったときの車輪の角度を測定して見たところ、およそ20度であった。一方、今回作成したデフ付きの車のハンドルをいっぱいに切り車輪の角度を測定したところ、およそ40度であった。

デフ付きの車なら40度までハンドルを切ってもスムーズに動くことは確認できているので、この車のデフを取り外し、左右の車輪を同じ軸で駆動するようにしたものを動かしてみた。まず手で動かしてみたところ、ハンドルを40度程度切った状態だと抵抗が非常に大きく、前輪はスリップすることもある。ハンドルを20度くらいにすると、抵抗は少なくなるがまだかなりの抵抗感を感じる。10度くらいでやっとほとんど抵抗を感じなくなった。
次にモーターで動かしてみたところ、40度だと前進できない、後退はできるが非常に遅い。20度でも前進できない。10度くらいにしてようやく前進できるようになったが直進に比べるとスピードはかなり遅い。
ディファレンシャルギアの効果は絶大である。

写真は上から、市販のラジコン車のハンドル角度測定、今回の四輪車のハンドル角度測定、差動ギア、駆動ギア、差動ギア＋駆動ギア、実装状態のデフ、デフ付きの四輪車。
動画は上から、デフの動き、デフ付きの車の走行、デフなしの車を手で動かす、デフなしの車の走行、となっている。

６．０ ディファレンシャルギアつきの四輪車

これまでは三輪車を動かしていたが、四輪車のボディを作ることにした。
普通の自動車と同様、前輪にステアリングをつけ、後輪を駆動する。最初のものは左右の後輪を同じ軸で駆動したが、これだとハンドルを大きく切るとまがりにくい。これを改善するため、ディファレンシャルギア（デフ）を組み込むことにした。全てレゴのパーツで作成したので少し大きくなったが、機能的には問題なく、大きくハンドルを切ってもスムーズに曲がるようになった。
このボディで、駐車場に自分でキチッと停めることに挑戦しているが、まだうまくできていない。しばらく書き込んでいなかったので、デフつきの四輪車だけでも紹介をすることにした。

ディファレンシャルギア
差動ギアは、小さめのかさ歯車を３つ組み合わせて作成した。歯車を固定する枠がけっこう大きくなってしまった。
駆動ギアは車輪の軸と同じ軸上にあるが、別々の回転をさせるため、歯車の軸を通す部分をニッパーでパチパチッと切り取った。この歯車を軸に取り付けるためのパーツを歯車に固定する。
駆動ギアと差動ギアの枠をつなぐ。しっかり固定する仕組みを考えてみたが、簡単にはできそうもないので、駆動ギア側に作動ギアの枠を挟み込むストッパーを付けることにした。これで多少ガタはあるものの、コンパクトにつなぐことができた。

駆動と車輪
差動ギアの枠がかなり大きくなり、駆動ギアも差動ギアの隣に置く必要があるため、駆動用のモーターは離れた位置にしかおけないことが判明した。バイク用のチエーンがあったので、これを使って駆動する。
車輪もデフが地面をこすらないよう、大きなものを使う必要が生じ、やはりバイク用の車輪を使うことにした。
最初のものは駆動用モーターの歯車は一番小さいものを使っていたが、チエーン駆動だと小さい歯車では回りにくいので、一回り大きい歯車を使った。車輪も最初のものより大きくなったので、走るスピードが速くなった。
チエーン駆動にしたため、走行音はかなり静かになっている。

ステアリング
角度が変わる平行四辺形を作成し、２か所の頂点に軸を通して車輪を取り付ける。片方の軸に歯車を取り付け、これをウオームギアで回転させてハンドルを切る。
ステアリングの現在値を知るため、またハンドルを切る最大値を設定するため、ウオームギアの軸の歯車にフォトインタラプタを取り付け、回転角度（歯車の歯数）を計測する。
リモコン
いつものDVDレコーダ用のリモコンを使用する。駆動は前進・後退・停止、ステアリングは右・左・直進のボタンでコントロールする。