2019年4月22日月曜日

カプセルの行進

カプセルが寝転んだり立ち上がったりしながら
転がる装置を作成しました。

この装置は、
Masakazu Fujiwaraさんの「KINETIC ART【CAPSULE_2L】」
を参考にさせて頂きました。
この映像を初めて見たのは1~2年前ですが
「おもしろ~い!」と感動し、
いつか私も真似して作ってみたいと思っていました。

詳細は書かれていないので、Fujiwaraさんの装置と
同じ仕組みかどうかはわかりませんが、
似たような動きのものを作ることが出来ました。

まずは映像から・・・



<私の装置の作り方>
カプセルを転がすところの容器は
ダイソーの「PET CONTAINER」(約550ml)を使用しました。
ガラス瓶のように見えますが、材質は飽和ポリエステル樹脂で厚みは1mm以下です。


蓋はアルミです。
蓋の中心に穴を開け、モーター軸を差し込み
モーターをネジ留めしています。

モーター軸の長さ調整のため、φ3mmのアルミパイプを継ぎ足しています。

モーターはこのようなものを使用しています。
ギア比はわかりませんが、トルクが大きく回転数は低いです。

 磁石を貼るための板です。
1枚につき4か所の金具を取り付けました。

この板と木製ビーズを交互にシャフトに差し込んでいきます。
(木製ビーズはシャフトにネジ留め、板は木製ビーズにネジ留めしています。)

磁石は金具にφ6mm×3mmを4個とφ12mm×3mmを1個取り付けました。
 (金具と磁石はエポキシ接着剤で固定、他は磁力でくっつけています。)

上から見たところ
計20箇所の磁石はランダムな配置にしてみました。

 透明の本体をかぶせ、モーターを土台に取り付け、
トグルスイッチ(2回路 3position(ON-OFF-ON))を使って配線をしました。
(スイッチの配線は下の方をご参照下さい。)

実は、この 透明の本体は簡単にかぶせることが出来ません。
φ12mmの磁石と容器の隙間を1~2mm程度にしているので、 

③の状態のままでは、少し口細になった容器の口を通らないのです。
そのため、ケースの口の近くに穴を開け、
③はφ6mm磁石4個だけくっつけた状態で1段ずつ挿入しながら
1番端のφ12mmの磁石はこの穴から1つずつ入れて
φ6mm磁石にくっつけるようにしました。

カプセルはこのようなものを使用しています。
長さは1~2mmカットした方が動きがよくなりますが、
あまり短くても動きが悪くなります。
中には φ6mmの鉄球を入れています。
ダイソーのマジック商品「起き上がったり飛び跳ねる!?」にも
同様のカプセルが使われてることを青森・野呂茂樹先生に教えて頂きました。
実はこの装置を作るきっかけになったのも
野呂先生が「ピコピコカプセル」を
Facebookにアップされているのを拝見し、
上で紹介したFujiwaraさんの作品を思い出したからなんです。

 透明ケースにかぶせるものは
ハイソックス(ポリエステル98%ポリウレタン2%)を使用しました。
筒にかぶせるときに継ぎ目がなく、伸縮性があるのでこれに決めたのですが
予想していなかった効果もありラッキーでした。

ハイソックスを切ってかぶせたところです。
電源はモバイルバッテリー(5V)です。

<気づいたこと>
映像の中にも書いてるのですが、
透明のケースに直にカプセルをくっつけると
カプセルがうまく転がらず、「イカぐるぐる」状態に・・・

どうしようと・・・と思って色々と試しているうちに、
カプセルが通る両側に1~2mm程度の壁があると、
うまく転がることがわかりました。
(下の写真は1.5mm厚のスポンジシートを取り付けたところです。)

当初は壁を作ってから、
ハイソックスをかぶせようと思っていたのですが
なんと!壁なしでハイソックスだけでもうまく転がるじゃあ~りませんか。
これにはビックリ!
恐らく摩擦抵抗が高いおかげなのでしょうね。

カプセルはMax20個取り付けられますが、
実際に20個くっつけると、ゴジャゴジャと狭苦しく
あまり見た目が良くありませんでした。
映像では13個のカプセルを付けています。

トグルスイッチ (2回路 3position(ON-OFF-ON))は
このように配線することで、モーターの正転・逆転が出来ます。

小さい頃「俵ころがし」のおもちゃを買ってもらって遊んだ記憶があります。
不思議だし面白いし、記憶に残るおもちゃでした。
最近では「まゆ玉コロコロ」と言う名称で、
下のようなものが販売されてるようです。
また「ピコピコカプセル」という名称でもネット上で作り方等 紹介されていますね。
これは私の作ったもの・・・(^^;
100均の木の箱(前面は透明カバー)を利用して作成しました。

「俵ころがし」等は重力で転がりながら落ちていきますが、
今回作成した装置は、重力の代わりに磁力によって転がります。
そのため、カプセルの中には鉄球を入れないとうまくいきません。

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最後に改めて、参考にさせて頂いたMasakazu Fujiwaraさんの
「KINETIC ART【CAPSULE_2L】」の動画のurlです。
このようなユニークな発想は、なかなか出来ないですね。
 Fujiwaraさんのおかげで楽しい作品を作ることが出来て感謝しています。

それにしても この動画の0:56/1:24あたりから、
カプセルの色が赤色~水色~黄色~紫色~緑色と変化するのは
どのような仕組みなのでしょうね・・・?

10 件のコメント:

  1. またまた、素敵な作品ですね。子供たちが喜びそう・・・、いや、JK達もキャッキャッ言いそうな・・・/コニシ

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    1. コニシさん、ありがとうございます♪
      この作品、Youtubeにアップされてる作品を真似たものですが、
      初めてその動画を見たとき、KOもワクワクしました。
      (完全におばはん又は関西のおばはん)

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  2. またまた、楽しいものを有難うございます。φ12mmの磁石の取り付け方は凄いですね。chieさんの方法で私がやったら、あちこちへくっついて失敗の連続になりそうです。
    「ハイソックスだけでも」の部分、何も被せない場合よりもハイソックスの厚さによってできる凹みは回転方向へ少し伸びた形になるのではないでしょうか。凹みの縁が緑の壁代わりになるかも、と想像しています。
    照射する光よりも少し波長の長い蛍光性物質など、あるとしたらどうでしょうか。

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    1. 渡辺先生、ありがとうございます♪
      磁石はネオジムで強力にくっついてくれるので、割とやりやすいです。
      ただ、くっつく位置がまちまちになってしまうので、
      微調整は容器の外から、磁石を使って位置調整をしました。
      ハイソックスをかぶせてから転がすと、確かにうっすら筋状のものが出来ます。
      これはカプセルが溝を作りながら進んでるのでしょうね。
      そしてハイソックスを使うと摩擦抵抗が高くなり、
      カプセルが滑りにくくなることで、起き上がりやすいのかな?
      とも思うのですが・・・
      照射する光よりも少し波長の長い蛍光性物質の件は、
      参考にさせて頂いた動画のカプセルの色の変化の件かしら?
      照射する光が白色光として、だいたい可視光線380~780nmあたりの波長全域になりますね。
      光源によって、ピーク波長は変わりますが・・・
      これより波長が長くなると、赤外線領域でしょうか?
      でも赤外線は人の目で見ることが出来ないので、
      赤っぽい領域の蛍光性物質ということかしら?
      良くわからず、すみません。

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  3. 摩擦抵抗のことについては気が付いていませんでした。
    ciheさん紹介の動画ではビール缶を照射している光の色が変わっているように見えましたので、蛍光色の波長は照射光の波長よりも長い(照射光の光子のエネルギーよりも蛍光色の光子のエネルギーが小さい)という意味での表現でした。すみません。

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  4. 短期間で色々な工作をされるのを見て感嘆します。それにネーミングがいいですね! 先の「超音波ウキウキマシン」にしても「カプセルの行進」にしても作品の特徴をよく表していますね。
     余談ですがyoutubeの「CAPSULE_2L」の色の変化について、推測ですが、光源によって照らされる物体の色の見え方は、光源から発する光が持つ波長ごとの成分の割合によって変化します。
     見た目は白色光の光源から発する光の分光分布によって物の色が変化して見えるのではないでしょうか?
    参考として、次のURLに写真が掲載されています。
    https://www.jst.go.jp/tt/west/list/detail/an01.html

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    1. mukujiiさん
      嬉しいコメントを下さって、ありがとうございます♪
      また疑問に思っている「CAPSULE_2L」の色の変化の件についても教えて下さってありがとうございます。
      紹介して下さったサイトの写真を見て、色がこのように変化することはビックリ&納得できたのですが、
      まだこの原理ややり方等、よくわかっていません。
      説明文には「分光分布をコントロールした白色光を照明光として用いる」と書いてあるのですが、
      白色光を分光分布させる装置は、どのように作られてるのでしょうね?
      RGBのLEDの混色率を調整されてるのでしょうか?
      実際に販売されてるのかしら?と思って調べたのですが、見つけることは出来ず、
      自作するしかないのかしらね?

      また、もしそのような装置が作れたとしても、
      赤色カプセルが例えば緑色に変化するには、
      赤色のとき反射していた赤色成分(FF0000)をカプセルに吸収させ、
      緑色成分(00FF00)を反射させないと緑色に見えないと思うのですが、
      分光分布をコントロールすればそのような逆転がなぜ可能になるのか?も不思議に思っています。

      まだまだよくわかっていなくって、すみません。

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  5. mukujiiさん ご紹介いただいたURLの写真を見て納得です。とても勉強になりました。有難うございました。

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    1. 渡辺先生、色々と教えて下さって、ありがとうございます。
      蛍光色の件について、調べてみたところこのようなサイトが見つかりました。
      https://www.mirai-kougaku.jp/laboratory/pages/160906.php
      ブラックライトを当てることで、確かに色が変化していますね。
      これは暗い中じゃないと、色の変化はわかりにくいのかしら・・・?
      そう言えば、ブラックライトを当てると言えば 燐光の粉を思い出したのですが、
      この粉の中にも蛍光物質が入ってるのでしょうね?

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  6. chieさん、燐光、蛍光のこと勉強しなおしてみたら難しくなっていました。もう少し勉強します。

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