トラクター

日本語訳:

改善された要約

著者は、子供用庭園玩具として安全で低速の電動トラクターを作るために約6か月を費やしました。パワートレインには350 WのブラッシュDCモーターと36 Vリチウムイオンe‑bikeバッテリーを使用し、安全性のために速度を低く保ちます。固体後輪軸は両方のホイールを同時に回転させ、前輪軸が可動式であるため、不整地でも4つのホイールすべてが接地します。ステアリングシステムにはフェルガソン TE20 をモデルにした自作ギアボックスを採用。ギアはポリマーカーピーPC‑Max で角剃刀で切り出し、シャフトを車体に挿入できなかったためフレーム内部に組み立てました。M12 ボルトシャフトと大きなアルミニウムスプロケットを備えたカウンタシフトが追加され、モーター用の約30:1減速比を実現しました。後輪スプロケットを取り付ける試行は剪断で失敗し、キャリアをアクスルに溶接する必要がありました。

リバース駆動はDPDT スイッチとオン‑オフ‑オンレバーで実現し、36 V時の電流消費（約10 A）はスイッチの定格内です。ブレーキはペダルからケーブルで駆動されるミニモーターサイクルクライパーを使用し、ベアリングではなく木穴にピボットさせて低頻度利用に対応しました。キャノピーは複雑な曲線を排除し、単一のカーブ切り出しプラウダー板で作成され、組み立て中に折れたものが後で接着・ボディフィルされた。

Arduino スロット条件器をプロトタイプ化してスロットレスポンスを平滑化しましたが、最終的にはシンプルさのため除去し、将来の改良では電子機器を再導入したりメカニカルパーツをさらに精緻化する可能性を示唆しています。結果として、低コストで子供に優しい電動トラクターが完成し、ホビイスト、DIY メーカー、小規模メーカーが軽量で安全な農業玩具の製造を検討する際のインスピレーションになるでしょう。

2026年1月19日
タグ：cad、金属加工

電動トラクターが完成しました！約半年にわたり断続的に取り組んできました。これは子ども（そして私）用の庭で走らせるためのおもちゃです。

トラクターを作ることは、私とルーシーの両方にとって楽しい経験でした。何度か「今すぐトラクターの作業に行きましょう？」と聞いてくれ、二人でガレージへ出て、その時点で進行中だったものをいじりました。多くの場合彼女は飽きてすぐに家に戻ってしまいますが、これは3歳児なら当然のことです。少しでも創作哲学が染み込むといいですね。

仕様

モーター & バッテリー – 350 W ブラシDCモーターを36 V Li‑ion e‑bikeバッテリーで駆動
リアアクスル – 固体。後輪は常に同時に回転します。
フロントアクスル – 中央のピンを軸に回転し、四輪全てが不整地でも接地します。
ブレーキ – リアアクスルにケーブル操作式ディスクブレーキ。効きは弱いですが、無いよりましです。
シート – 調節可能で、大人も乗り込めるようにし、幼児がペダルに届くように設計。
ハンドリング – 大人には重心が固体リアアクスルにかかるため不安定です。前傾姿勢で操作する必要があります。

シャーシ

コアは底面を開いた合板箱です。フロントアクスルのピンと、下部梁の動き制限線（鉛筆で示した）を写真に添えています。

フロントホイールはサックトラック用と思われます – 低価格のタイヤ付きホイール、ハブ・ベアリング一式（新品）がeBayで12ポンド程度で入手可能です。

ステアリング

フェルゲン TE20 のステアリング配置をコピーしました。TE20 のステアリングホイールはドライバー近くにあるギアボックスを駆動し、シャフトが左右に伸びます。一方が時計回り、もう一方が反時計回りです。それぞれのシャフトにはトラックロッドへ接続されるアームが取り付けられ、さらにその先にスタブアクスルキングピンが連結します。

これを再現するため、角グラインダーで作ったギア（黒色 Polymaker PC‑Max 素材）を使ってステアリングギアボックスを構築しました。シャフトはシャーシ側面から突き出ているので、部品はシャーシ内部に組み立てる必要があります。これは不便ですが機能します。シャフトに取り付けられるアームは3 mm厚の軽量鋼製フラットバーで、棒を折り曲げ、取付穴をドリルし、スプリットクランプに切断しました。

ステアリングホイール自体は二つのCNCアルミニウム部品（リングと三角形中心ピース）から構成されます。三角形部分を正しい直径に曲げた後、両側に3Dプリントグリップを追加し、各三角形にボルトで固定しました。比較的脆弱で、次回は別の設計を検討する予定です。

リアアクスル

リアホイールは19 mm アクスルに装着できる芝刈り機用ホイールです。適切なピローブロックベアリングが見つからなかったため、20 mm ベアリングを使用し、両端を19 mm に削りました。シャフトはミニ旋盤のスピンドルボーアより長いため、プラスチックブッシュでサポートし、木片にクランプして手作業で直線化しました。結果として150 mm の間で18.94 mm から 18.97 mm までのテーパーを実現し、できる限り平行に仕上げました。

ホイールはボアに二つのフラットがあり、私自身の CNC 機械でシャフトにも同様のフラットを加工しました。スプリッタピンでホイールが滑らないようにし、スペーサーとブレーキディスクはアクスル上に設置しています。初めはクロスドリル穴を通す M6 ボルト一つでハブを保持していましたが剪断力で破損したため、溶接されたキャリアへ変更しました。

カウンタシャフト

モーターだけでは不合理な大きな減速（≈ 30:1）が必要です。カウンタシャフトを追加することで約3:1の比率にします。カウンタシャフトは小さなピローブロックベアリングで鋼製箱部材に支持され、シャフト自体は M12 ボルトです。大きいスプロケットはアルミニウムプレートへボルト頭を鍵付きで取り付けられ、小さいスプロケットはアクスルのフラットと合わせた形状になっています。

リバース

モーターコントローラーにリバース機能がないため、電源線に「オン―オフ―オン」の DPDT スイッチを接続しました。1位で一方極性、真ん中で切断、3位で逆極性です。電流は約10 A（350 W @ 36 V）なので適切なスイッチが十分に機能します。簡易木製レバーを使い、穴付きでトグル操作を容易にしました。

ブレーキ

ブレーキはミニモーター用のものと思われます。効きは弱く、完全に取り付けてはいませんが、ケーブルがレバーに引っ張られ、パッドがディスクへ接触します。シャフトはドリル穴でピボットし、軽作業には十分です。摩耗した場合は再び穴をドリルしてブッシュすることができます。

ボンネット

ボンネットは簡略化できると気づいたため、設計を遅らせました。実際に必要なのは一つの曲線だけです。合板をカーブバンドで曲げようとしても繊維方向が逆だったので失敗しました。代わりに曲面パーツを形成し、接着して形状に合わせ、その後ボディフィルとサンディングを繰り返し満足のいく仕上げにしました。

スロットルコンディショナー

スロットルは低速時にジャギー感がありました。Arduino プロジェクトでスロットル位置を調整する試みを行いましたが、100 % には達しませんでした。この不要な複雑さを除去したため、電子回路は削除しました。また方向変化用のマグネティックセンサーも放棄。機械は操作者に従うべきであり、設計者に依存するものではありません。

塗装

塗装作業は手間がかかります。

トラクターを分解します。
シャーシに白色「ノットブロック」プライマーをブラシで塗布。
全部にグレーのプライマーをスプレー。
残りの塗装工程（詳細は省略）を実施。

溶接

ワイヤ速度を上げると溶接が熱くなり、電圧を下げると材料量が増えるということに気付きました。以前の考え方とは逆です。これで溶接機をより正確に制御できるようになりました。

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