360度首振り扇風機のしくみを作ってみた #1

【2023年9月 年長組時の実験記事】
幼稚園の天井に取り付けられて、ぐるぐると向きを変えている、360度首振り扇風機に強い興味を持ちました。360度首振り扇風機の動くしくみの再現にチャレンジしました。

いろんな角度で回るしくみを観察しました。

いろんな角度でものをぐるぐる回すしくみとして、「ユニバーサル・ジョイント」というしくみがあることを車の博物館で知りました。
まずは、そのしくみをレゴで作ってみることにしました。

車の博物館で「ユニバーサル・ジョイント」を
じっくり観察するAkio
「あ～なるほど、ぼく、わかったかも！」

家に帰ってからしくみの本や動画を参考にして、
「ユニバーサル・ジョイント」を試作。
角度を変えても、ちゃんと動力が伝わりました！

幼稚園にある天井扇風機をじっくり観察する

幼稚園にある天井扇風機は、高いところにあるので、近くで見るのがとても難しいです。
そこでパパが「3Dスキャンして、あとからじっくり見てみよう」というアイデアを出してくれました。
3Dスキャンしたデータを見ると、あとからいろいろな角度で観察することができます。
どこが動いているのか、どこで支えているのかを考えるのに、とても参考になりました。

3Dスキャン（3D Gaussian Splattingという技術 ）した天井扇風機
あとからいろいろな角度で見ることができたので、動いているところを思い出しながら、
「どこが回っているのかな」
「どうやって支えているのかな」
とじっくり観察できました。

作っては壊して、また作る

360度首振り扇風機を作るとき、一番大変だったのは、考えたしくみを実際のレゴで形にするところでした。

頭の中では「こうすれば動くかも」と思っていても、実際に組んでみると、すぐに外れたり、回転が重くなったり、思った方向に動かなかったりしました。

特に難しかったのは、ひとつのモーターで扇風機が回りながら、首もぐるぐる動くようにするところです。

片方だけなら動いても、両方を同時に動かそうとすると、途中で引っかかったり、全体がゆれたりしてしまいました。

そのため、支えるパーツの位置や、軸の長さ、ギアの組み合わせを何度も変えました。
少し位置を変えるだけで急に動きがよくなったり、逆にまったく動かなくなったりしました。

何度も作っては壊して、また作り直して、完成までには、だいたい2週間くらいかかりました。

そのあいだ、ずっと360度扇風機の動くしくみを考えていました。

最後に、扇風機が回りながら360度首振りするようになったときは、とてもうれしかったです。
まだ少しふらつくところはありますが、いつかもっとなめらかに動くようにチャレンジします。

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【2023年9月 年長組時から2026年5月までの実験記録記事です】