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DIYで1kg程度の物を上下に振動させるマシンを作る方法
- DIYで1kg程度の物を上下に振動させるマシンを作る方法を探しています。質問者は機械系の知識や経験がなく、重さ1kg〜2kg、サイズは最大30×30×30cm程度のものを上下に揺らすマシンを作りたいと考えています。上下の振幅や速さは調節できるようにしたいとのことです。また、振動により機構が暴れて騒音が発生する場合には重りで対応したり、大きな作業台に固定することも考えています。
- 質問者が思いつく一番近い市販品はレシプロソーですが、安定性が不安なため、より良い方法を求めています。木材か金属で枠を作り、レシプロソーを固定し、その部分に振動させたい物をくくり付ける形で固定することは試作になりそうです。質問者の目的は性的なものではなく、鍋に材料を入れ、上下動させてチャーハンを作ることです。
- 質問者はDIYが好きで、1kg程度の物を上下に振動させるマシンを作りたいと考えています。質問者は機械系の知識や経験がなく、市販品ではレシプロソーが近いものとして考えていますが、安定性が不安です。上下の振幅や速さは調節できるようにしたいとのことで、振動により機構が暴れる場合には重りで対応したり、作業台に固定することも考えています。質問者の目的は性的なものではなく、チャーハンを作ることです。
- niconicookwave
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- 機械設計
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おまけ２。重力加速度ということに付いて解説しておきます。映画スピードの前半で起きたようにエレベーターを釣っているケーブルが切れてブレーキも効かず落下するとき、エレベーターと中に乗っている人は重力加速度9.8m/s2というまったく同じ速度でどこまでも落ちてゆきます。中の人は体重が0kgになったように感じますが浮くわけではない。浮くとすれば彼が宇宙飛行士のように軽く床を蹴った時です。 すべての物体は自由に落下させると空気抵抗の影響を除いて重力加速度9.8m/s2という等しい加速で落ちてゆきます。 鍋の中の米粒も、鍋が自由落下するかぎりは鍋とまったく同じ重力加速度で落下するので、すべての瞬間の落下速度は鍋と米粒は同じです。米が自分で床を蹴らない限り、米が鍋から浮くことはないのです。周富徳の炒飯のように鍋から米が浮くには、重力以上の力、モーターかバネかの力で鍋を積極的に下向きに加速してやる必要があります。つまりレシプロソーでやるなら鍋をぶらさげるのではなくノコギリに固定する必要があるということです。 昔、炒め物をもうすこしマシに自作できないかとネットで調べたところ、素人だけど科学的に研究して実践している人がいました。彼によると、コンロの火力の不足は材料を少なくして補う、鍋返しは必須ではなくよくかき回せばそれでよい、とのことで、なるほどと感心したことでした。いまちょっと探しましたが同じページが出てきません。連続して鍋を振っていると火に当たらず温度が下がってしまいますね。
- lumiheart
- ベストアンサー率47% (1142/2410)
恐らく、回答１さんの構造で所謂いろり鍋をぶら下げるんだと思います https://www.nanbu.jp/SHOP/irori10.html 回答１さんの図を流用させて頂きました 問題は鍋をぶらさげるフック http://www.fnw.gr.jp/irorihonpo/shopping/jizaikagi/nabekake.html 本件のような上下に高速で揺動する機構でこのフックのような金具では 鍋が落下する危険性があります 鍋の中は高温の油とごはん ＜ ヘタすると火傷 試作実験とは言え落下の危険性のないように ご安全に https://www.kepco.co.jp/energy_supply/supply/ichiisenshin/approach/goanzenni.html https://www.ecoo-online.jp/employee-column/iron-scrap/20190425/
おまけ。速度が調整できることも必要かもしれませんが重要なキーワードはギアドモーターです。歯車を入手することは簡単でも軸受けを精度よく自作するのは簡単ではありません。ギアドモーターはモーターに一体にギアが組み込まれており、ギアドモーターを正しく選べば当方が求める回転速度とトルクがその軸から直接得られます。 ところでチャーハンの鍋の動作とは鍋に乗ったチャーハンを上下させることではなく、鍋からチャーハンが浮き上がって混ぜられることが必要です。チャーハンが鍋から浮き上がるには重力加速度以上の加速度で鍋が上昇から下降に転じる必要があります。毎秒4回同じ速度で上下するだけではなく、上昇を極めた付近で速度が最も早くなり高速に下降に転じるという運動が必要ではないかと心配になりました。レシプロソーの全開速度ほどならチャーハンも混ざるかもしれません。実は目的は炒飯ではないかもしれませんが。性的な目的で上下する器具は人力ですがジョージクルーニがバーンアフターリーディングという映画の中で発明しました。
必要な性能は2kgを0.05m上下させるために回転運動にクランクを付けるとして、必要な起動トルクは 2kg×(0.05/2)m=0.05kgfm=0.49Nmです。機械的ロスもあり安全率を見るとこの2倍以上か。 回転数は 4往復/secは240rpm。 マキタのレシプロソーのカタログを見ましたがストロークは32mmで不足。ノコギリでストロークが50mmもある製品が有りますか？ 速度は0～38回/secだそうですが、これでは4回/sec付近で安定に制御するのは困難で、低速では起動トルクも不足するでしょう。引き金の引き具合を調整するネジでも作るのでしょうが、低速でおそらく起動できない。安く簡単に試せても失敗する可能性は高いと私は思います。 https://www.orientalmotor.co.jp/products/detail.action?hinmei=SCM560JA-5%2BDSCD60JA&seriesCd=EG00 趣味の工作には過剰ですが成功を計算できる例として、50Hz地域でも4往復/秒まで調整できて回転数を制御できる例です。起動トルクはギア比を掛けると低速時1.5往復/秒では理論値ぎりぎり、高速時4回/秒では5倍の余裕が有ります。モーターとコントローラーで2万5千円ほどだそうです。軸に2.5cmのクランクを付ける工作は必要です。 https://auctions.yahoo.co.jp/search/search?auccat=&tab_ex=commerce&ei=utf-8&aq=-1&oq=&sc_i=&exflg=1&p=%E3%82%AA%E3%83%AA%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%AB%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%BC&x=0&y=0 私ならこんな手段で探すと思います。
お礼
おお…そういう計算が必要なのですね。ありがとうございます。 すみません、実は重量は最大１kg、上下幅は最大２cmでも一号機としては構わないのですが、なんとなく最大希望を書いてしまいました。しかし余裕はあった方がいいので参考になります。スピードコントロールモーターというキーワードが手に入り良かったです（レベル低くてすみません…）。ご教示いただいたタイプのモーターとクランクのことをしばらく調べてみようと思います。ご回答ありがとうございました。
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1509/2540)
レシプロソーを選択するのは、的確だとおもいます。しっかりした台にレシプロソーのテーブルを固定すれば、上下動を発生させる駆動源として十分な性能があると思います。 気になることは、下側に取り付ける対象物の左右の動きをどのように規制するかということです。 機械設計として考えれば、対象物の動きをガイドする機構を先に考えて、その後駆動源とその結合方法を選択するのが一般的と思います。レシプロソーの直動部分が、対象物の動きをガイドするだけ十分な能力があれば、お考えの方法は十分に成立すると思います。
お礼
まさに！図に描いて頂いた通りのことをしたいのです！ありがとうございます。 私が思い浮かべていたレシプロソーは銃のように持つタイプだったのですが、図に描いて頂いたいわゆるジグソーのタイプの方が台に固定しやすそうです。 市販の電鋸でパワーが足りそうなのであれば、左右のブレの制動のアイデアは私にはありませんが、とりあえず試作してみるのがいいのかもしれませんね。ありがとうございます！
お礼
再度のご回答ありがとうございます。上昇下降が転じる地点で加速度が必要というのは、感覚的には理解していましたが、確かにそうですね。難しいんでしょうか…。まあ、一号機を試作してから検証すればいいのかもしれません。い、いえ、本当にチャーハン的な目的なんです… 上下動させたいというのは、ご賢察の通り、容器と内容物が接触する時間を短くして、擬似的に浮遊した状態を作りたいという動機です…