手動工具だけで電動スクーターのチェーンスプロケットを作る方法

場合によっては、機械部品が非常に高価であるか、まったく入手できない場合があります。そのような場合、選択肢は 1 つだけです。自分で作ることです。私自身もまさにこの状況に陥っていました。私の電動スクーターは、より速い競合他社にわずかに負けていたため、挽回が必要でした。ギアを変更すれば解決するでしょうが、残念なことに、私が必要としたチェーンスプロケットは、通常のオンライン広告には存在しませんでした。

そこで私は唯一持っていた道具を手に取り、自分の仕事に忙しく取り組みました。これは、プリンター、電動ドリル、回転工具の使用に慣れている人であれば誰でも再現できるはずです。仕事に取り掛かりましょう！

スプロケットの作成は簡単です。テンプレートを印刷し、金属ブランクに貼り付けて、切り取るだけです。いくつかの後処理が必要ですが、基本的なコンセプトは基本的な木工や工芸プロジェクトとほとんど変わりません。

テンプレートの作成は、Sprocketeer 2.0 という無料のソフトウェアを使用すると簡単です。実際、スプロケットは非常に複雑な形状をしており、チェーンドライブが可能な限り静かに、スムーズに、効率的に動作するように設計されています。必要なのは、選択したチェーンのピッチとローラー直径、および希望するスプロケットの歯数だけで、Sprocketeer がアウトラインを生成します。

T8F チェーン用のスプロケットを製造していたところ、Google 検索で関連する寸法が見つかりました。ピッチ 8 mm、ローラー直径 4.7 mm です。また、希望する最高速度を出すためには 19 歯のスプロケットが必要であることもわかっていました。これらの番号をソフトウェアに接続すると、DXF ファイルが得られ、それを Inkscape にインポートすることができました。そこから、eBay の出品画像から同様のスプロケットの画像を取得できた、卵形マウントのジオメトリを追加しました。それが完了したら、テンプレートを A4 用紙に印刷するだけで済みました。ビルドの次の段階に移る前に、最終結果のサイズが正確であることを注意深く確認しました。これは、卵形の正確な寸法を知っているので簡単なことです。

次に、スプロケットを作るための金属が必要になります。軟鋼は一般的な選択肢であり、安価で加工が容易でありながら、作業に必要な靭性を備えています。また、より硬いスチールと比べて、良好に摩耗する可能性が高くなります。これについては後で再検討します。

直径約 60 mm、厚さ 4 mm の小さなスプロケットだけを作りたいと考えていたため、選択肢は限られていました。私が見つけた中で最も近いものは 75 x 50 mm、長さ 3 メートルで、法外なコストがかかりました。機知に富んだ私は、厚さ 5 mm でしたが、切断できる亜鉛メッキの支柱サポートをわずか 10 ドルで見つけました。これにはさらに作業が必要ですが、問題なく機能します。

紙のテンプレートを用意したら、金属を粗くして瞬間接着剤で表面に貼り付けるだけです。これで、カットを開始する準備が整いました。良い方法は、まずアングルグラインダーで長い直線のカットを作成し、スプロケットの全体的な形状を大まかに仕上げることです。ほぼ八角形のブランクができたら、歯の間の隙間から削り始めます。この段階では、保守的になり、テンプレートの線を超えないようにすることが重要です。グラインダーを使用してテンプレートの両側に小さな切り込みを入れただけで、非常に粗くて大きな歯ができました。仕上げは後で行います。

この時点で、スプロケットの中心にある取り付け穴を大まかにカットします。スプロケットの取り付け方法に応じて、異なるテクニックを使用する必要がある場合があります。通常、電動ドリルを始めるのが良い方法です。楕円形または D 字形の取り付け穴を使用する場合は、ドレメルなどの回転工具を使用して加工するのが最適です。私は 561 多目的切断ビットから始めましたが、鋼を切断しているので、9903 カッターのようなタングステンカーバイドビットの方がはるかに良い選択です。

歯の切削を進める前に、スプロケットのブランクを薄くする必要がありました。 T8Fのローラー幅は4.8mmですが、ほとんどのスプロケットの厚さはわずか4mmで、チェーンとスムーズに噛み合うように約2.5mmまで先細になっています。私のブランクの厚さは5mmでしたが、これではまったく役に立ちませんでした。旋盤のお仕事です。ありがたいことに、電動ドリルと G クランプだけで旋盤を簡単に自作できます。

まず、スプロケットの取り付け穴にナットとボルトを取り付けます。次に、G クランプを使用してドリルをダイニングテーブルの作業台に取り付け、スプロケットをチャックに取り付けます。しっかりと取り付けたら、結束バンドをドリルのトリガーに使用して、ドリルを最大速度で動作させ続けることができます。これにより、アングルグラインダーを操作できる 2 つの自由な手が残ります。スプロケットブランクがドリル内で回転している間に、グラインディングディスクを使用してスプロケットブランクの表面を慎重に研磨します。

このセットアップの複雑な性質にもかかわらず、スプロケットを適切な幅に簡単に機械加工することができました。歯をきれいにテーパー状にすることもできたので、軽微な位置ずれが生じた場合でもチェーンの走行が良くなります。

この時点で、醜くて分厚い歯を備えた、きれいに機械加工されたスプロケットのブランクが完成しているはずです。アングルグラインダーは、歯を削り終えるにはあまりにも粗雑な道具ですが、私の前の父はその仕事を達成しました。代わりに回転ツールを使用してください。私は 953 砥石を使用して成功しましたが、鋼の切断には 9903 切削ビットの方がはるかに優れています。これにより、誤って歯を完全に切断してしまう危険を冒すことなく、ゆっくりと慎重に歯を機械加工することができます。

これだけ切断すると、テンプレートがスプロケットに貼り付けられていないことがわかるでしょう。既存のスプロケットを視覚的な参照として使用し、歯を慎重に研磨します。スプロケット周りはチェーンを巻き付けてフィット感を確認しながら少しずつ削っていきます。チェーンはスプロケットとスムーズに噛み合い、引っかかりや脱線を避けるために簡単に着脱できる必要があります。これを実現するコツは、ローラーが収まる丸いポケットを作り、同時にチェーンが滑るときにチェーンに引っかからないように歯の輪郭を滑らかにすることです。既存のスプロケットと比較することは、目的のジオメトリを把握するのに最適な方法です。

このプロセス中に、スプロケットから大量の金属を除去する必要があり、歯はかなり汚くなってしまいました。それらの中には、著しく薄くて尖っているように見えるものもあれば、小さな小さな塊のように見えるものもあります。教科書で見た理想的なチェーンプロファイルからは程遠いです。ただし、このタイプの他のビルドでの経験から、これはうまくいくと確信していました。 1 時間ほど後、スプロケットとテストチェーンがうまく噛み合い、スクーターに取り付け始めました。

ここまで進めば、おめでとうございます! DIY スプロケットが完成しました。見た目は少し奇抜かもしれませんが、うまく噛み合ってテストの準備ができていることを願っています。取り付けて、慎重に注油して、楽しんでください。

私は自分の作品をテストしたいと思って、作業に取り掛かりました。いつものように、スプロケットを取り付けるには少しいじる必要がありました。最初は取り付け穴が合わなかったので、既存のスプロケットを型紙として使用し、超硬ビットを使用して少し加工し直しました。大きなピニオンに適合させるためにチェーンの延長も必要でした。

乗る前に、スクーターを立ててドライブラインをテストしました。モーターを回転させると、予想どおりチェーンが後輪を駆動しました。幸いなことに、チェーンが脱線したり、新しいスプロケットに引っかかったりすることはなかったので、状況は良好でした。若干の飛びはありましたが、特に気になる点はありませんでした。 500 W のモーター、80kg のライダー、そして軟鋼製の新しいスプロケットを使用すると、時間の経過とともにうまく馴染んで滑らかになるだろうとかなり自信がありました。チェーンの状態が悪かったので、75W のデフオイルだけを使って潤滑剤をたっぷりと塗りました。かなり臭いですが、チェーン潤滑剤としては優秀です。

とても嬉しいことに、新しいスプロケットは夢のように機能します。高負荷で加速するときも、トップスピードで飛行するときも、走行するにつれてチェーンは滑らかになっていきました。ブロックを数周回った後、新たにバッテリーを充電し、トップスピードで走り始めました。素晴らしい直線道路を駆け抜け、なんとか時速 41 km に達し、目標をわずかに超えました。言うだけで十分です、私は有頂天でした。

スプロケットをさらに多くのマイルを走行しましたが、引き続き良好に保持されています。市販の部品ほど丈夫ではない可能性がありますが、入手できなかった部品の優れた代替品です。私のスクーターは今では適切に速くなり、ちょっとした DIY のおかげで、直線のドラッグで友達全員に勝つことができました。これでビルドが成功したと言えます。