2016年1月31日日曜日

アルキメデスのらせん (ビー玉コースター編)

前回のアルキメデスのらせん(揚水編)に続き、
http://eneene7.blogspot.jp/2016/01/blog-post_29.html
ビー玉コースター編です。

ダイソーの麺棒(長さ36cm)を利用しました。
網戸用ゴムを巻きやすいように、目安としてテープを巻いておきます。

ゴムはホームセンターで購入した網戸用のゴムです。


これを①に巻いてから目安のテープは剥がします。

モーターはこのギアボックスを利用して減速します。

モーターシャフトより少し太めの穴を開け
4方からボルトを使って真っすぐに固定します。

ギアボックスは三角形状の台に固定

麺棒のもう一端にはくぎを真っすぐにさします。

土台に固定します。

麺棒の上部はこのように支えています。


ビー玉が落ちていく経路には
ファンタ2Lのペットボトルを使用しました。
蓋部分を取り除き、ビー玉が転がりやすいように加工しています。

ペットボトル2段方式にしました。





ビー玉の通り道はカードケースを切って
網戸用のゴムをガードレールにしています。





単3乾電池2個用の電池ケースを接続したら完成です。





video
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(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)

2016年1月29日金曜日

アルキメデスのらせん (揚水編) アルキメディアン・スクリュー

アルキメデス(紀元前287年~紀元前212)が考案したといわれる揚水装置です。
「アルキメデスのポンプ」ともいわれています。

(画像はWikipediaより)

もともとは、船に溜まった水を掻き出すために考案されたもので、
ねじ構造を初めて道具に使用したと言われています。

日本へは1637年(寛永14)中国を通して伝えられ、
佐渡金山に導入されたり、その後農業用にも普及していったそうです。
現在では、さまざまな工業分野で使用されています。

私が作ったのがこちら・・・
紀元前の頃は手で回す装置でしたが、
どうも私は体力がないので、モーターで回しています。

中心の円筒は「フレンチボトル」を利用しました。

底の部分に芯棒が入る穴を開けます。
芯棒は園芸用の支柱棒を使用しています。
穴の大きさは、芯棒がピッタリ入るくらい。
大きく開けすぎた場合は、後で接着剤でくっつけて下さい。

芯棒の先端はボトルのキャップにおさめます。


一度、芯棒を抜いて 透明ホースをボトルに貼り付けます。
まず、テープを貼っておき、その間にホースを貼ると等間隔になりやすいです。 

ボトルはポリプロピレン製で、普通の接着剤では接着しにくいですが、
このような接着剤を利用するとうまく接着出来ます。

ホースは外形10mm、内径8mmの透明ホースを使用しました。
接着材で止めてもすぐに付かないので、
テープなどを巻いてしっかり固定し、1日放置します。

それでもうまく くっつかない場合や、乾燥させる時間がないときは
釣り糸などで縫い付けてもOKです。

モーターはTAMIYA製の「UNIVERSAL GEARBOX」を使用しました。
ギア比は 101:1269:1719:1と選べますが
ここでは 719:1 としています。


芯棒とモーター軸の接続は、角材を使用しています。
各側面(4面)は ドリルで4mmのボルトが入る穴をあけ
下面は支柱棒が入る穴、上面はモーター軸が入る穴を開けます。
側面はボルトが やや きつく入るくらい、
上面と下面はそれぞれの軸が ゆるく入る程度で構いません。

上面と下面からモーター軸、支柱棒を差し込み
支柱棒の中にモーター軸を数cmほど入れたくらいのところで、
ボルトを締めて固定します。


 モーターを柱に取り付けます。
柱の上部は斜めに切っておきます。



水槽はダイソーで販売されている「飼育容器(中)」(300円)を使用しました。 

ペンチで折り曲げたワッシャーを
水槽の底の1辺に接着剤で張り付けます。
(ボトルの先端を固定するためのもの)

本体と水槽を1枚の板に固定します。


モーターに電池を接続したら完成です。

取水口:ホース下側
放水口:ホース上側

水を数cmほど入れて動かしてみました。
video
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https://www.youtube.com/watch?v=1Po2owd3Duw

取水口から取り込まれた水を目で追っていくと、上昇していく様子がよくわかります。


これなら、水槽にもっと大量の水を入れたら
効率よく揚水出来るのでは?
なんて思いませんか?

取水口より上まで水を入れてやってみると・・・
video
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ほんの少ししか放水口から出てきませんね。

左:水位が取水口より低いとき
右:水位が取水口より高いとき

これは取水口にかかる水圧と大気圧が影響していると思います。


(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)