からくり機構を用いた風船割りレース １１班 中山武也 日野朝人 創造設計製作 からくり機構を用いた風船割りレース １１班 中山武也 日野朝人
目的と目標 目的 カラクリ機構を用いて5m地点にある風船を確実に割ってスタート位置に戻ってくること。 目標 目的 カラクリ機構を用いて5m地点にある風船を確実に割ってスタート位置に戻ってくること。 目標 0.1秒でもタイムを縮めることを目標として軽量化や機構のロスを減らす。 目標タイム15秒程度
風船の割り方 車体前方に針状のものを取り付け風船を刺して割る。またテスト走行時に十分な精度が得られれば、単に取り付けるだけでなく一工夫加える予定。また逆に命中する確率が低い場合は、ルール規制ぎりぎりまで命中の許容範囲を拡張する。
作品の概要 全体図（１）上から見た内部構造
全体図（２）横から見た断面図（タイヤ、テープ、モータを除く）
創造性（動作機構について） テープを巻き取ることにより単に力を伝えるだけでなく、ボビンの軸径を変化させギヤ比をあげながら加速させることができる。 おもり、押さえ、ローラーをつけることによりテープが絡まることを防ぐ 1本のテープを３つのボビンに巻くことで5m地点で引き返すことができる。
テープの動きのイメージ ①スタート時のテープの様子
②5m到達する直前のテープの様子
③戻り始めのテープの様子
④ゴール時のテープの様子
ギヤ比について テープの厚さ 0.015mm ボビンの巻き取り直径①5mm②16mm③21mm 前輪、後輪の直径 45mm
ボビンの巻き取り直径 スタート地点 5m地点 10m地点 ボビン① 5mm 7.8mm 10.3mm ボビン② 後輪接続 18mm 16mm モーター接続 5mm 7.8mm 10.3mm ボビン② 後輪接続 18mm 16mm ボビン③ 前輪接続 21mm 22mm
モーターとタイヤの回転比 （ピニオンギヤとクラウンギヤのギヤ比4:1の場合） 行き（ボビン①と②により走行） 0m地点14.5:1→5m地点8.2:1 帰り（ボビン①と③により走行） 5m地点11.3:1→10m地点 8.2:1
ギヤ比が低い場合 ・タイヤの径を小さくする。 ・車体を軽くする。 ・前輪に巻くテープを厚くする。 再加速時間が長い場合 ・クラウンギヤの歯数を増やす。 ・タイヤの径を小さくする。 ・車体を軽くする。 ・前輪に巻くテープを厚くする。 再加速時間が長い場合
最高速度が遅い場合 減速距離が長い場合 テープが絡まる場合 ・前輪に巻くテープを厚くする。 ・クラウンギヤの歯数を減らす。 ・全体的にテープの厚さを厚くする。 ・タイヤの直径を大きくする。 減速距離が長い場合 ・前輪に巻くテープを厚くする。 ・テープの長さを短くする。 ・おもりを重くする。 テープが絡まる場合 ・押さえを重くする。
部品図（１）ボビン①②③
部品図（２）おもり、おさえ、ローラー
部品図（３）タイヤ、クラウンギヤ
スケジュール ボビン、ローラー、おもり、ギヤ、シャフトを製作する。 タイヤ、ボディその他の製作 第5回 11月9日 ボビン、ローラー、おもり、ギヤ、シャフトを製作する。 第6回 11月16日 タイヤ、ボディその他の製作 第7回 11月30日 組み立て、やすりなどで加工の仕上げ調整、肉抜きなど軽量化 第8回 12月7日 テープの長さの調整、試運転 第9回 12月14日 タイムの測定、セッティングの調節