コーヒー缶で、エアシリンダーを作ってみましょう。　　　　　　　戻る。

　エアシリンダーとは、その名の通りシリンダーの中に空気を注入し、ピストンをその力で押し出して、機械的な直線運動を作り出す装置です。身近なところでは、バスの昇降扉や電車の扉、普段、あまり見かけないと思いますが、製造機械にも沢山使われています。最近のロボコンの機体にも、小さなミニ・エアシリンダーが使われるようになってきました。

　モーターとかソレノイド(電磁石で、一定の動きをする)ですと、ある電流を流せばいいのですが、エアシリンダーでは、コンプレッサー・タンク・電磁弁(空気の流れをコントロールする)とか色々必要になってきます。が、今回は自転車の空気入れ一個で実験します。回が重なればパソコンで制御したいと思います。(タンクや、電磁弁も自作したいと思います。コンプレッサーは、２９８０円ぐらいで買えます)

　作る前に、どのぐらいの性能(力)が得られるか、計算してみましょう、缶コーヒーを買ってきて(勿論、拾ってきてもいい)飲んでから内径を測ってみたら、５．２aでした、ここから割り出せる円の面積は、
　5.2/2=2.6　(半径)　　なので、円の面積は、　2.6*2.6*π=21.2264　(πは3.14として計算)
　約、２１．２平方センチメートルと出ました。

　これで、１平方センチメートルあたり１s(１気圧)の空気圧をかければ、缶コーヒーシリンダーで、２１．２sの物体を持ち上げる(均衡する)ことが出来ます。３気圧なら、　21.2*3=63.6　　６３．６s、約大人一人を持ち上げることが出来ます。自転車の空気入れでも、１気圧ぐらい軽く出ますから、２０sぐらいの物は簡単に動かせます。あまりピンとこないでしょう、１０キロのお米袋２個ですよ。

　エアシリンダーには簡単に分類して３種類あります。
@ 一方向のみ・・・・・・・・・・・ 単純、常に力(重さ)が掛かっていて、戻りはその力(重さ)でもどる。
A リターンスプリング付き・・・ 内部に押しバネが入っていて、戻りはその力で戻る。(その分の空気圧はロスになる)
B ２方向タイプ・・・・・・・・・・・ 行きも戻りもコントロール可能。(動作が鈍くなる欠点有り、流体力学上の問題、そのほか気密の問題も)

　　　　　　今回は、@の１方向型です。
　では、シリンダー(缶コーヒー)の加工から。

　まず、缶コーヒーを買ってきます。(または、拾ってきます)
　飲みます。
　そのあと、飲んだ人も、拾ってきた人も、良く洗います。
　ここからが、工作です。
　コーヒー缶は、スチール(鉄)と表示されていますが、この、プルトップの部分はアルミ板です。縁の部分をヤスリがけ(コンクリートの上でガリガリでも良い)すると、折り曲げのスジが見えてきます。
　上のアルミの部分がとれます。
　ラジオペンチか何かで縁のカスを取り除きます。
　よく見るとくびれた部分があります。この部分はシリンダーの構造として好ましくないのです。
　したがって、適当に切り落とします。
　治具の制作です。Ｂ５ぐらいの紙一枚を用意し、端端を合わせます。
　端端をピッタリ合わせ、ホチキスで適当に止めます。
　その輪の中に缶を入れます。
　そして絞ります。赤矢印の重なりが、ピッタリ合うように閉め巻きします。
　紙と缶の間に隙間の無いように巻き付けてください。
　先ほどの窪みをさけて(前に切り落としたので無いとは思いますが)、仕上げ切りをする位置を決めます。このようにすると、円筒形の物の垂直がでるのです。おぼえておくと、応用がききますよ、大工に伝わる技術(宮大工)です。
　写真ではわからないと思いますが、紙と缶をセロテープでずれないように固定します。
　小さめの金切り鋏で巻いた紙の縁に沿って切り取ります。この写真のとおり、逆鋏(普段切る方法と違う使い方、理由はやってみて下さい)で切り取ります。
　このように、紙の縁に沿って切り取れればＯＫです。
　紙をはがせばこのとおり完了です。
　紙を巻き付け、缶の直径を測ってみましょう、巻き付けて、印を付けます。
　１６５_でした、円周を計算すると、165/π≒52.54　ま、外側で測っているので、５２_でいいでしょう。(紙の厚みも関係してきますがアバウト)
　今回使った金切り鋏です。ボールペンは大きさの比較です。刃渡りが短い方が使いやすいです。
　この金切り鋏は、下の刃がギザギザで、食い込みがグッドでした。

　今回は、コーヒー缶を使用しましたが、水道管(エンビ管)や、アルミパイプ等で好きな寸法の物が簡単に制作可能でしょう。

　左上がコーヒー缶、その下が３_の真鍮棒の両端にネジを切った物、勿論長ネジでもＯＫです。下のピストンは、ベニヤ板を丸く切って、コーキング材(シール材)を塗り、エア漏れをふせいだ物です。シャフトは６_の長ネジに、７_のアルミパイプを入れた物です。
　右側の四角いのは、ベニヤ板で作ったヘッドです。４_ですが５キロぐらいの圧力なら平気です。その下は本体固定ボルトとエア注入口です。このエア注入口は、【ガイド付きねじ切りダイスと、ワンタッチシャフト万力】が無いと製作不可能です。(精密小型旋盤をお持ちの方は別ですが)
　完成したコーヒー缶を使用した単方向エアシリンダー。
　
　次の機会に、アルミパイプを使用したかっこいい【両方向エアシリンダー】と、切り替え弁、パソコンで操作可能な電磁弁、その他、安く手に入るエアコンプレッサーやタンクをご紹介します。
　今回は自転車の空気入れで実験してみました。シリンダーの両サイドのシール対策をしなかったので、かなりエアが漏れてましたが、体感で１０キロは出ていたようです。効率３０％当社比と言ったところでしょうか。

　電子工作とエアシリンダー、あまり関係がないとお思いでしょうが、その瞬発力？は、モーターや電磁石の比ではありません、最近のロボットコンテストでもかなり取り入れられてきています。
　
　


　今回は、缶の切り方に重点を置きました。他の部品に興味がありましたら
メールを下さい。


　つくば工房では、手作りの超小型油圧シリンダー(油圧２０キロ程度)にも挑戦してみたいと思っています。

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2000.4.10