Tamiya F103 DD-Balldiff

(posted on June 21, 2008)
(updated on Aug 1, 2009)

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F10x系ボールデフのスラストベアリング

ここでは、F10x系DDシャシー用ボールデフに用いられている
スラストベアリングの構造とバリエーションを解説します。

スラストベアリングは、デフプレートを加圧して摩擦を得ている
ボールデフには不可欠のものです。デフ側ハブが軸方向に加圧されて生じる
デフ作動時の摩擦力を減らし、スムーズなデフ動作を実現するものです。

別ページでボールデフの作動デモ動画も紹介しています。
「キット＆シャシー紹介」コーナーのF10x系記事もご参照ください。

＜１＞Cカー

F10x系DDシャシーの第1弾であるバスタブ＋FRPシャシー「Cカー」系では、
タイヤ交換の簡便性を狙って、あえてホイールハブ内部にスラストベアリングを内蔵しています。
通常のボールデフでは、タイヤ交換のたびにデフが完バラになるため、毎回調整が必要になるわけですが、
スラストベアリングをハブに内臓し、ホイール交換からデフ調整を切り分けることで、
デフの効きを安定化させるとともにメンテナンスフリー化を実現しています。
タミヤらしい、入門者に配慮した設計になっているわけです。

デフが動作するとき、デフハウジングとつながっているホイールハブ（Ａ２部品）は、デフシャフトとつながっているホイールナット（ＢＣ６）と正反対の向きに回ります。このため、そのままだとＡ２とＢＣ６は激しく摩擦してしまいます。これを避けるため、ＢＣ６によってボールデフプレートに加えられている圧力を、いったんアルミスペーサー（ＢＦ４）で受け、さらに皿バネワッシャー（ＢＦ３）を介してスラストタイプのボールベアリング（ＢＦ１＋ＢＦ２x2）で受け止め、摩擦を軽減しているわけです。

ボールデフプレートへの圧力調整は、ホイールナットの締め加減でバネ（皿バネワッシャー）のつぶれ具合を調整することで実現しています。これはF10x系のボールデフのみならず、およそRCカーのボールデフ全般に広く共通する構造です。ただし、Cカーの場合は、ホイール組み付けはＡ２部品へのビス止めによる方式にしているので、タイヤ交換のたびにいちいちホイールナットを外す＝デフ完バラ、という必要はありません。

＜２＞F101～F103

F1タイプのF101/102/103のデフは、Cカーからホイールハブ（Ａ２）を取り去り、
スラストベアリングを直接、デフシャフトに組み付ける方式です。

デフの基本構造は同じですが、キット標準では、入門者が簡便に取り扱えるよう、
Cカーとは逆に、スラストベアリングをホイール側に内蔵する方式になっていました。
このため、ホイールが２ピース仕様で、リム部品（写真右側）でベアリングを保持する構造になっています。
ただ、このままだと、走る都度にタイヤを換えたりキメ細かなデフ調整をするレース用途での使い勝手は非常に悪いです。例えば、タイヤ磨耗のため左右を入れ替えることすらままなりません。
（スラストベアリングを入れ替えないといけないため）

そこで、サーキット走行がメインのユーザーの場合、リムそのものを外してしまったり、
リムのスラストベアリング保持部分をニッパーで切り落とし、
リムをバラさずにスラストベアリングが自由に取り外せるように加工していました。
これは2008年現在のレギュレーションでも特に禁止されていないので、やれば非常に便利な処理です。
お薦めはスラスト保持部をカットしてリムを付ける方式です。リムをまんま外してしまうと、
ホイールがたわみやすくなり、レスポンスが悪くなったりタイヤが剥がれやすくなります。

デフはDDカーの命です。タイヤとデフでコーナリング性能のほとんどが決まってしまいますし、
デフの緩め具合で滑る路面のトラクションコントロール機能も得られるからです。
通常は「限りなくスルスルだけど滑らない」というところで調整しましょう。

そのためにお勧めなのが、実は写真の旧タイプ（バラタイプ）のスラストベアリングです。
このベアリングは、恐らくタミヤカスタマーサービスでもまだ扱っているはずですが、
筆者はバラで購入したことがないので部品番号や価格、在庫状況は不明です。
確実に入手したければ、F1用のspホイールセットを買えばいいです。・・・と思ったのですが、あらら、再販バージョンのF1用ホイールでは、バラタイプのスラストベアリングは同梱廃止されてしまったのですね。となるとカスタマーから入手するか、Cカー用spパーツの「RDディスクボールセット」を買うか、一体型スラストベアリンングを使うしかないのが現状のようです。幸い、2009年3月に、3年ぶりに CカーのベンツC11が再度の再販をみましたので、まだしばらくはバラのスラストは入手可能のようですね・・・。

現在は一体型スラストベアリングのほうが入手しやすいので一般的ですが、コレはどうにも抵抗が大きく、理想的なスルスルデフを得るのはほぼムリだと個人的には感じています。（もし実現している人がいたらものすごい努力をされていると思いますが、そんな苦労するなら、とっととバラタイプを使ったほうが超ラクです）
「古いパーツだから」と侮ってはいけない、密かな優れアイテムのひとつです。
ただしツーリングカー用デフには強度不足ですので使わないように。すぐ壊れます。

ところで、スラストベアリングのワッシャーも、鉄板プレス品ですから、ボールデフプレートと同様、表と裏で表面粗さが若干違います。打ち抜いたとき、角が丸くなっている側を一般に「表」と呼ぶと思うのですが（実際にどうだかは金型と抜き方によりますが）、こちらの面のほうが明らかに滑らかで光っているので、できるだけ「表」を使ったほうがスムーズなデフを組むことができます。デフプレートと違って、磨くような必要はありません。ゴリゴリ感が出てきたら、スラスト一式まるごと交換しましょう。軽量で負荷の小さいDD・F1なら2400パックでも50パック以上は持つはず。

＜３＞F103LM

ル・マン仕様ボディのF103LMやマクラーレンMP4/13のようなゴムタイヤ仕様のF103では、デフ構造はF1と共通ながら、ホイール構造が異なり、ベアリング保持パーツが2mmタッピングビス留めから治具を用いたハメコミ式に変わりました。また、素材も軟質ナイロンからポリカーボネート製に変更され、剛性が上がっています。

逆に言うと、それだけの違いなので、「保持パーツを外すか、外さないか」によって使い勝手が大きく変わる、という点も含めて、基本的な話はF1タイプと共通です。ホイール剛性が上がったし、保持パーツがホイール剛性に寄与しなくなったので、「見た目」の問題を気にしないなら、保持パーツは不要で、そのほうが便利です。
スラストベアリングの仕様に関する違いはありません。

＜４＞F103GT

スラストベアリングに関するコンセプトが大幅に変わったのがF103GT（06年2月発売）です。
従来のスラストベアリングに代わり、右輪側のデフハウジングに内蔵される1150シールドベアリング（MD3）が皿バネからのスラスト方向の圧力を受けるようになっています。皿バネの先端がうまい具合に1150ベアリング内側の輪にだけ接触することを利用して、シールドベアリング内のリテーナーにスラストベアリンングの役割を受け持たせているわけです。これは1997年に、TA03用ボールデフのTipsとしてTRF-USAのデビッド・ジュン選手がRC Car Action誌上で披露し、後に日本でも雑誌等で紹介され広まったアイデアを基にしたものでしょう。

組み上げた後の動作は極めてスムーズで、言われなければ従来のスラストベアリング方式との違いは分からないくらいです。なお、もともと通常のシールドベアリングは、スラスト方向の圧力を考慮しない前提で設計されているので、こうした使い方は本来の使用状況ではなく、ベアリング内でボールを保持するリテーナーがヤワだと、耐久性に問題が出る可能性があります。ただ、これまで実際にキット標準ベアリングを使用している限りでは、実用上の問題はなさそうです。そもそも、F1用のスラストベアリングのリテーナーもかなりヤワなプレス品でしたものね。それに比べれば・・・という感じでしょうか。

ちなみに、1150ベアリングの品質を吟味すれば、動作の滑らかさや耐久性をある程度追求する余地があります。

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