形状記憶合金モーター(マジック風車) | ||||||||||||||||||||
「マジック風車」として、市販されている。(三重県の風力発電地域のおみやげとして作られた) |
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小規模発電として、温泉熱を利用した発電が研究されている。形状記憶合金の特徴を学ぶのには、興味深いものである。そこで、市販品を組み立ててみた。学校の「ものづくり」教材としておもしろいものなので、もう少し価格が安価だとありがたいのですが・・・・。 | ||||||||||||||||||||
1 問題と工夫 | ||||||||||||||||||||
材料を入手するのが、なかなか大変なので、「マジック風車」のセットを購入した方がよい。 | ||||||||||||||||||||
@ | ○ネット通販で「セット」を購入する。購入先: 「斎藤電機(鈴鹿市)」 形状記憶合金線、(輪にした合金線)なども販売している。 ○車軸用プーリー 40mmφ・・・模型の「「タイヤセット」の中などにある。 |
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A | 自作だと形状記憶合金線を、輪にするのがむずかしい。 | |||||||||||||||||||
2 材料(もし、自作するなら) ・・・「特許などに注意」 | ||||||||||||||||||||
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3 つくり方 | |
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◆支持台をつくる | ||||||||||||||||||||
@ | 長さ200mmのアルミフラットバー2本(A、B)に、図のような穴をあける。 | |||||||||||||||||||
A | Bは、コの字に曲げる。(木の台でもよい) | |||||||||||||||||||
AをB(木の台)に、3mmφのネジで固定する。 | ||||||||||||||||||||
◆プーリーを取りつける。 | ||||||||||||||||||||
B | Aの2つの穴に、2mmφのネジでプーリーを取りつける。 | |||||||||||||||||||
※間にスペーサーやワッシャーを入れ、回転をよくする。 | ||||||||||||||||||||
◆形状記憶合金線の輪をつくり、プーリーにかける。 | ||||||||||||||||||||
C | 長さ290mmの形状記憶合金線を、5mmくらい重ねてエナメル線でしばる。 | |||||||||||||||||||
※でき上がったら、一度、輪をかけ、まわり具合を調べてから、よかったら瞬間接着剤で固定する。 | ||||||||||||||||||||
◆お湯を入れる容器をつくる。 | ||||||||||||||||||||
D | 四角いペットボトルの空き容器を、下から75mmのところで切る。 | |||||||||||||||||||
4 実験 | ||||||||||||||||||||
@ | プラスック容器に、熱い湯(70〜80℃以上)を入れる。 ※下のプーリーがわずかに湯に浸る程度の深さにする。(この加減がむずかしい) |
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A | しばらくの間は、プーリーにかかった記憶合金線を手で引き、プーリーをまわす。 | |||||||||||||||||||
B | そのうちに、引いた勢いが持続し、あとは、自力でまわるようになる。 ※はじめは、なかなか回らないが、記憶合金が湯になじんでくると回るようになる。 |
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C | 湯につかるプーリーの深さも問題になる。できるだけプーリーがつかる深さは少ない方が、回転するのに水の抵抗が少ないのでよく回る。 | |||||||||||||||||||
※表面張力による水の抵抗を小さくするために、湯に、食器洗い洗剤を数滴たらすと、よく回るようになる。(泡立てないこと) |
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5 回転する理由(考えてみてください) | ||||||||||||||||||||
ネット上に、下図のような説明図がありました。回転する理由を考えてみてください。 | ||||||||||||||||||||
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