モーター
電動ラジコンカーでは、その名の通り電気を利用して車を動かします。搭載した走行用バッテリーからモーターに電気を送り、モーターの回転をタイヤに伝えて前進・後退を行います。モーターはバッテリーから送られてくる電力量で回転力やスピードが変わりますので、ラジコンカーではスピードコントローラーという装置を搭載してモーターへ送る電力量を調整し、走行スピードをコントロールしています。
モーターは電気コイルと磁石の力を利用して回転力を生み出しますが、これら2つのモーターはそれらの構造がまったく異なります。上の画像はブラシモーターとブラシレスモーターをそれぞれ分解したもの。ブラシモーター(左)はモーターの中心で回転するローターにコイルが巻かれ、外のケース側に磁石が配置されているのに対し、ブラシレスモーター(右)はローターが磁石になっていて、コイルは外側に巻かれています。
ブラシモーターは構造がシンプルで比較的安価な製品が多いのですが、電気を伝える”ブラシ”と呼ばれる部分のメンテナンスを頻繁に行う必要があり、電気的なロスが多いのもネックでした。一方ブラシレスモーターはその名の通り”ブラシ”を排除した内部構造で、メンテナンスの手間を減らしてモーターの効率も高めています。ブラシモーターに比べると価格は高めですが、バッテリーのパワーを効率的に使えて、しかもモーター自体が長持ちしますので、結果的にコストパフォーマンスの高い製品となっています。
ラジコンカーの走行スピードはマシンに搭載したスピードコントローラーによって制御されますが、モーターの性能によってもスピード域が変わります。自動車で言うとスピードコントローラーはアクセルペダルで、モーター性能はエンジン性能といったところでしょう。単純にモーターを速いものに換えればマシンの走行スピードも高くなりますが、そのマシンを制御するドライバー本人ののコントロール能力が必要だったり、マシンの本来の走行性能も問われることになります。
モーターの性能を表す目安の一つとして”ターン数(T)”というものがあります。モーター内部で通電するコイルが何回巻かれているかを示す数値ですが、一般的には数字が小さくなれば出力の高い(回転の速い)モーターということになります。
モーターの回転力は電気コイルと磁石の力で生み出されると前述しましたが、ターン数(T)はその電気コイルの電線を巻いた数ということです。ブラシモーターは巻はじめと巻き終わりが同じ位置ですので、巻いた回転数は整数になり、10回巻いたものを10Tとか10ターンというように表記します。ブラシレスモーターの場合は構造上巻はじめに対して反対側で巻き終わるものが多いので、10.5Tや10.5ターンのように半回転分0.5が加えられることが多いです。
どちらのモーターもターン数が少ないほうが回転数が速くなるものと考えて良いと思いますが、速いモーターはそれなりに多くの電力を消費しますので、走行時間が短めになることも覚えておいてください。なんとなくたくさん巻いたほうがパワーが出そうな気もしますが、同じスペースにたくさん巻くためには電線を細くする必要があり、一気に大電流を流しにくくなります。一方ターン数の少ないモーターは太い電線を使用できますので、電気がたくさん流れて大パワーを得られるわけです。
他にもモーターの出力特性を決める要素としては、磁石(磁力)の性能やローターのサイズ、ブラシモーターではブラシの素材などでも変化します。