2017年2月4日土曜日

ループ回転する自動連続ガウス加速器

前回、かご入れ型の自動連続ガウス加速器 を作成しましたが、
今回はその応用で ループ回転する自動連続ガウス加速器 を作ってみました。

前回のガウス加速器は、磁石に鋼球を当て、端の鋼球を飛ばしましたが
磁石に磁石を当てることで、より強力に飛ばすことが出来ます。
:磁石  :鋼球
→ → ●○○○~~~~
                         → → ●○○○~~~~~~~~~~~~

しかし、かなり強力に磁石同士が衝突するため 磁石の消耗が激しく、
3000~6000回連続が限界かも知れません。
勿論、磁石さえ取り換えれば、何度でも実験できます。

レールは3mmφのアルミパイプを曲げて作成しました。 

パイプ同士の繋ぎはM1.2のネジで留めています。

ループ回転後、ピンクのかごに入って降りてきます。
青い丸のところがスイッチになっていて
ここを鋼球が通ると、モーターが駆動します。

モーターによって、引き離された磁石は
この滑り台を通って、再度レール上の磁石に衝突します。

滑り台は大きく傾けない方が良さそうです。
磁石を転がすのではなく、滑らせるようにして(磁力で引き寄せる感じです)
右の磁石に衝突させます。

滑り台の傾きが緩やかだと、磁石が止まってしまうときもありますが、
そのときは、レールの下に磁石を置いておくと
うまく引き寄せられます。
左に置いたフェライト磁石はN極が上向きでも良さそうですが
ここは、磁石球が落ちてくるときに N極を下に向ける役割をしています。
何度もやるとS極が消耗されていきます。
消耗されたS極が下を向くと動きが悪くなったり止まってしまったりします。


 磁石(10mmφ)と鋼球(10mmφ)3個を「おゆまる」で固定しました。
磁石同士を引き離した時、レール上の磁石は上を向きがちになりますが
なるべく動かないように、シッカリ固定することがポイントです。

 電源回路は前回と同じです。
回路図はこちらをご参照ください

モーターは前回よりトルクの大きなものにしました。
「タミヤギヤードモーター 380K300
電源電圧 7.2V
ギア比 300:1
無負荷時回転数 60rpm
最大効率時のトルク 20.0kgcm (7.2V時)

モーターに取り付けた木の棒が、マイクロスイッチに接触すると
モーターはストップします。

ビデオで撮ってみました。



磁石の消耗に関しては、
日本製2社、中国製1社を購入して試してみましたが
中国製のものは、日本製に比べ もろいことがわかりました。

また、全て10mmφと表記されたものを購入しましたが
手持ちのデジタル「のぎす」で測定すると
日本製2社とも 9.9mmφ、中国製 9.8mmφで
飛び方も中国製の方が弱い感じでした。

日本製(マグファイン)で試した結果です。
左は転がる磁石、右はレールの磁石です。

1500回衝突後


3000回衝突後

6000回衝突後

消耗が進むと、黒い粉がたくさん出てくるようになるので、
テープで拭き取りながら やりました。

3000回あたりから、飛び上がる高さが一定せず、
4000回あたりから、時々かごに入らなくなりました。

 6000回を超えたところで不発が増えたので、
レールの「おゆまる」を剥がしてみたところ、
レール磁石と鋼球が接触しているところ(磁石のS極側)が壊れていました。


数千回以上の衝突で不発が増えてきたときに
レールの磁石を2個にすると、復活するときもありましたが
今回のように、S極側がここまで壊れると
復活は出来ませんでした。

私の装置では約8~9分で100回の衝突となるので、
4時間~9時間程度で新しい磁石と交換することになります。

消耗回数や壊れ方等は、装置の作りなどでも変わると思います。



これ以外の実験や工作も掲載していますので、
こちらも見てみて下さい。

(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。)





4 件のコメント:

  1. Chieさんこんばんは
    またまた新しいガウス加速器ですね、見ていると楽しくて何度も見直しました。
    アルミパイプの曲げ精度が素晴らしいです。磁石の消耗等も参考になりました。
    私の回転ふりこと猫のからくりは、猫の動作機構の試行錯誤中でやっと全体のイメージが決まりました、これから製作です、まだ当分掛かりそうです。

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    1. 啄童さん、いつも見て下さってありがとうございます♪
      やっぱり工作は楽しいですね。今回もまたかなり苦戦しましたが、完成した時の喜びは大きかったです。
      アルミパイプは、小鍋や瓶を使って曲げていきました。
      最初、ネジ留めをしてから曲げると、ポキッっと折れてしまって、ちょっとショック・・・(^^;
      曲げてからネジ留めするようにしました。

      啄童さんの回転ふりこと猫のからくり、心待ちにしています♪

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  2. 入院中何度も繰り返し見ました。スマホで見て、今日までこの存在気が付きませんでした。いやー、凄いです。

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    1. 渡辺聰明さん、いつもありがとうございます♪
      無事に退院されて、本当に良かったです。季節も間もなく、春ですね・・・
      いいことがたくさん待ってるようで、一番いい季節ですね。
      これからもどうか宜しくお願いします。

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