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LEGOで振り子時計からトゥールビヨンまで作った。歯車で動く機械の面白さを紹介する

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LEGOで時計を作るシリーズ。

振り子、ガンギ車、アンクル、テンプ、針など時計の部品をすべてLEGOで作成し、LEGOの歯車を組み合わせてLEGOだけで振り子時計を作った。
今回は振り子時計、テンプ式時計、トゥールビヨンを作る過程を紹介する。
振り子の等時性は16世紀、ガリレオ・ガリレイが発見した。
トゥールビヨンは重力による姿勢差を解消する。200年前、時計師アブラアン・ルイ・ブレゲが発明した。
トゥールビヨンは内部機構自体を回すことで姿勢差を平均化する。

・振り子時計の作り方
重りの位置エネルギーを動力源にして歯車を回す。
ギア比で歯車の回転速度を上げる。
振り子を追加する。振り子の等時性により一定の周期で揺れる。
ガンギ車とアンクルを追加する。ガンギ車は振り子が往復するごとに少し回る。ガンギ車がアンクルを押すので振り子は揺れ続ける。
歯車で秒針の速度を調整する。
重りの位置で振り子の周期を調整する。
分針は秒針を60倍(2×3×5×2)減速する。

・テンプ式時計の作り方
振り子の代わりにテンプを使う。テンプは輪の形に作る。
テンプの振動はゴムの伸縮を利用する。
ガンギ車とアンクルを追加する。
ゼンマイを動力に使う。
重りの位置と歯車で速度調整する。

・トゥールビヨンの作り方
無限軌道の輪の中心にゼンマイを付ける。
キャリッジを追加する。
キャリッジと無限軌道の間に歯車を追加する。
キャリッジにテンプを乗せる。
ガンギ車とアンクルを追加する。
秒針を追加する。

使用パワーファンクション
・ゼンマイ ×2

LEGOは歯車で動く機械を自由に作ることができる素晴らしいおもちゃである。モーター、歯車、車軸、タイヤ等の機構部品や遠隔操作装置さらにマイコンを組み合わせてロボットを作れる。工学やメカトロニクスの勉強になる。プログラミングよりLEGOの方が面白くてためになるかもしれない。

LEGOのはじめ方

①LEGOを買う
Lego Technicの大きめ(1000パーツ以上)の製品がおすすめ。大きいほうが複雑な仕組みを学べるし、パーツも多く手に入る。ネットの方が安く買える場合が多いけど品薄の製品は高騰しやすいので注意。値段÷パーツ数が10以下だとお買い得感がある。モーターや赤外線リモコンなどの装置が多く入っている製品もお買い得である。

②説明書通りに組み立てる
説明書通りに組み立てると基本が分かる。製品は歯車をうまく使っているし、エレガントに設計されているので勉強になる。

③遊んだり、飾ったりする
Lego Technicの製品は非常によくできているので飾ってもかっこいい。

④ばらす
しばらく遊んだ後、ばらして部品として使う。パーツの種類ごとに小分けしておくと便利。

⑤自分で考えて作る
なにか面白いことを考えて作ってみる。ここが一番難しいところ…

BGM:株式会社クリーク・アンド・リバー社

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