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ゼンマイで駆動する装置を検討しています
- ハムスターが運動している円形のグルグルまわるカゴをゼンマイ駆動で回したい
- カゴの直径は３００ｍｍ、胴の長さは２００ｍｍで中には２ｋｇ～３ｋｇの品物を入れて、２０分間の間、回転数は５～２０ｒｐｍ回転していればＯＫです
- ゼンマイ駆動装置を製作できるメーカーを教えてください
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私が自動機械開発設計をしていた頃は技術部の中で「出来ない」という言葉を 使っていはいけなかった。何事も簡単に諦めてしまわないことの戒めであろう と解釈していました。そんな状況でも"お茶汲み人形"のように電気システムに 頼らない純粋な機械仕掛の装置に憧れたのは、ある意味、反動だったのだろう さて運動エネルギーと言うと何だか難しくなりそうだが、カゴや品物の慣性- モーメントも判らないのに、どの位の必要な総エネルギー量（J)かは分からな いだろう・・・まさに絵に書いた餅ならぬ机上の計算にしかならない訳である 論ずるより実際にやってみることも大事だと思うし、それがモノ作りの原点だ 最近はCADは使えても設計できなかったり、現場の人間よりもモノを作る感覚が どうも設計者に不足している気がする。所謂、頭でっかち人間に成り過ぎです 柔軟な思考の子供のような純真な心で、楽しんでモノ作りをすれば良いと思う ×使っていはいけなかった。→○使っては、いけなかった。
回答（１）さんの ＞ゼンマイ駆動ではエネルギー密度は、100J/kg以下ですから の根拠を探してみましたが見つかりません 何処に有りますでしょうか？ 回答（４）さんのリンク先の http://www.zenmai.co.jp/products/product8/ 手回し発電機 「3.3 Ws/回 電圧範囲3.3～3.8 V １０ｋｇ」 これから100J/kg以下が極論ではないであろうと推測は成り立つが 長い前置きでしたがこれからが本題 ＞２０分間の間、回転数は５～２０ｒｐｍ回転していればＯＫです トルクは無視して５ｒｐｍで２０分間回転するのは不可能ではないと思う その根拠は昔ながらの”時計” ゼンマイ式柱時計は一度巻けば１か月くらい動いた 時計の場合は出力トルクはゼロですが 必ずしもトルクがゼロではないと思う ＜誰も使おうとしなかったダケでは？ 例えば１秒に１回１００ｍｓくらいの間１Nmくらいのトルクを出力できないだろうか？ つまり、柱時計の秒針が発生出来るトルクはどれくらいであろうか？ http://www.orientalmotor.co.jp/products/stepping/rk2_flex/features/ ステッピングモータ的駆動するとして 少なくともこんな時計は有ったんだし http://www.swissworld.org/jp/switzerland/swiss_specials/swiss_watches/berns_zytglogge/ お茶も運べるし http://otonanokagaku.net/products/karakuri/edo/story.html
お礼
勇気をありがとうございます。皆様の関心の高さに感動しています。大げさかも知れませんが、これが日本の技術力の根底にあると思います。
昨日ニュースで時計（ゼンマイ）のことをやっていたので つられてみたら ぐぐれかすな質問だった orz とりあえず ぐぐってみた http://www.zenmai.co.jp/ >>２ｋｇ～３ｋｇの品物を入れて、 >>２０分間の間、回転数は５～２０ｒｐｍ回転していればＯＫです。 まあいうまい
お礼
ありがとうございました。 皆さんの回答に感謝です。
> ゼンマイを製作できるメーカーを教えてください。 昔、ゼンマイ駆動のものを作ろうとして、 取り敢えずのテストに使ったものは、電気掃除機のコードリール。 これを分解すると、バネ鋼のゼンマイが出てくる。 丁度良い仕様で、重宝した。 量産するなら、その線であたってみると吉。
お礼
現実的な仕様になりそうもないので今回の件ではあきらめます。しかしながらゼンマイはおもしろそうなので個人的にもう少し調べてみようと思っています。
回答(1)さんが、ゼンマイが蓄えられるエネルギーについて回答下さいま した。補足する意味で、お問い合わせの条件でどれ程のエネルギーをゼン マイに蓄える必要があるか、ざっくりと試算してみたいと思います。 回転に伴い、3kgの品物が、カゴが真下の位置から45度回った位置まで持ち 上げられてその直後に転がり落ち、真下まで戻ると考えます。カゴの直径は 300mmですから、物体が鉛直方向に持ち上がる高さは、 h ＝（1-cos45°)×150mm＝44mm 3kgの質量を44mm持ち上げるのに要するエネルギーは、 位置エネルギー ＝ mgh ＝3kg×9.8m/s2×0.044m＝1.29J 45°毎に繰り返されるのですから、1回転で必要なエネルギーは、 1.29J×(360°/45°）＝1.29J×8＝10.32J 回転数は、中間をとって10rpmとすると、20分間では200回転。 従って、20分間回し続けるのにに必要なエネルギーは、 10.32J×200＝2064J 程度に見積もることができます。 変速機構（歯車など）の効率を70%と見積もると、ゼンマイに蓄える必要が あるエネルギーは、2064J÷0.7≒3000Jということです。 回答(1)さんご呈示のエネルギー密度[100J/kg]を適用してみると 所要とするゼンマイの質量は、3000J÷100J/kg＝30kgということになります。 船舶並の重さにはなっていないようですが、一人乗りボート程度の重さには なりそうです。ご質問者さんの想定の範囲に収まっているでしょうか？ 感想でも結構ですので、追記なさって下さい。 所要エネルギーは、ドラム式の衣類乾燥機のような動きを想定しましたが、 持ち上げた物体が元の位置まで落下するようなことがなく、カゴの回転に 従って静々と回るのであれば、エネルギー消費は遙かに少ないので、 ゼンマイ駆動の可能性があるかもしれません。 ご健闘を期待します。
お礼
計算までして戴き恐縮です。想定外でした。真空中で回転させたかったのでゼンマイ駆動を思い付き問い合わせてみました。他の動力源を考えるしかないですね。
ゼンマイ駆動ではエネルギー密度は、100J/kg以下ですから ご質問で必要な総エネルギー量（J)を計算して それを[100J/kg]で割ってみてください。 船舶なみの重さのゼンマイになるのではないでしょうか？ まあガンバッテ自分で作ってみるなら別でしょうけど その様なゼンマイを製作してくれるメーカーは無いでしょう 一応カーボンナノチューブの張力を利用した力学エネルギー保存機構も 考案はされてるようですが、実現はかなり先のことになりますね。
お礼
ありがとうございます。予想以上の結果でびっくりしました。
お礼
その様に心がけておりその様な自社開発設備も有りますが、まとまった予算が出ないケースもありコツコツ購入してやっています。