【モノを生み出す】カテゴリ目次 - 万華鏡シリーズ(3)


◆本の題名◆
円周長の違いに注意 → 実際にやったら、もっともっと要注意!

万華鏡の胴体となる円筒に革を巻きつけて両面テープで固定するに際し、計算通りの大きさでカットしたのに、それでも隙間が。

革には伸縮性があるのが、楽なようでいて、でも難しくて。

◆本の題名◆
万華鏡試作2号機、3号機完成 -- いやー、地味でした

胴体に革を貼って、他のパーツも塗装して完成させては見たけど、いやいや地味でした。一目見てワクワクするような感じが欲しい。

また、塩ビミラーの限界を改めて実感する出来でしたね。

◆本の題名◆
オイルチェンバータイプ、2ミラーシステムの万華鏡4種の試作

万華鏡の試作2号機、3号機の反省点を踏まえ、次のステップでの確認事項を明確にしておこうかと。

課題は山積み、かな。

◆本の題名◆
革をパイプに貼りつける前に、円筒に合わせてクセを付けていく

手元にある数種類の革を、いくつかのパターンで組み合わせて、それぞれの出来上がり具合の比較をしていきます。

一番の課題は、革と革の合わせ目の処理をどうするか。

◆本の題名◆
塩ビパイプに革を貼る -- 先ずは一番シンプルなやり方で

上の項で用意した革の中から、先ずは1枚の革を、端面をつき合わせるように素直に貼り付けていきます。

出来上がりは・・・まっ、悪くは無いけど、もう一つかな。

◆本の題名◆
思い込みが必要な時も、またそれで失敗することもあるわけで

塩ビ表面鏡の裏表を間違えて、表側に(裏側に貼るべき)補強材を両面テープでベッタリと貼ってしまいました。それも4セット8枚も。

この試作機からマイコンでLEDをON/OF制御します。

◆本の題名◆
万華鏡の試作4号機、5号機に未来の夢を乗せて

万華鏡試作機の4号機、5号機が完成。どちらも革を貼った胴体だけの時はいまひとつの感じだったけど、完成してみると悪くない。

全体的なバランスの良さが見た目に大きく貢献してるかな。

◆本の題名◆
革の端面を漉いて折り曲げる -- 自作専用工具が大活躍!

円筒の全周に渡って革を(キレイに)貼るというのは、なかなか難しい。革を使い慣れた人ならもっと色んな技があるんだろうけど。

簡易自作工具で端面を内側に織り込んだような加工を施す。

◆本の題名◆
革の端面を漉いて折り曲げる -- 結構イイ感じの出来具合に

上の項で作った自作工具(カッター)で、革の端面を半分の厚さに削ぎ、それを内側に折り込むことで革の切断面を隠そうとの試み。

合わせ目に隙間が開かないような大きさにするのが難しいけど。

◆本の題名◆
革の端面を漉いて折り曲げる -- 厚めの革でもトライ

上の項と同じような工作を、もう少し厚めの皮でトライ。さらに間に違う色の革を挟んで、デザイン的要素も入れてみた。

仕上がりは別として、工作の方向性としては悪くない。

老眼鏡をレンズとして流用する時の理論的考え方に光明の兆し

レンズの話の続き(第3回目)。

前回、老眼鏡の話をしました。老眼鏡には「度数」というものがあって、その正体はレンズの屈折率(D:ディオプター)でした。

眼の水晶体の最大屈折率と明視距離基準の屈折率4Dとの差を埋めるのが老眼鏡

自分の眼の(水晶体の)最大屈折率を知ることは簡単です。本なり新聞なりを手に持って、それを遠くから徐々に眼に近づけてきたとき、ぼやけるようになる位置で紙面と眼との距離を測ります。

その距離が、現時点でのあなたの眼が作り出すことが出来る “最小” の焦点距離であり、この距離を(メートル単位で)逆数にしたのが、あなたの眼の最大屈折率(あるいは調節能力)となります。

例えば、20cmくらいまでぼやけずに見ることができるならば(30歳前後?)、屈折率は[1/0.2=5]となるので、あなたの眼は5Dまでの調節能力があることになります。

この写真の方は、お歳を召しているように見えますが、老眼とは無縁のようですね。

新聞を読む2

一方、50cmくらいの距離でぼやけてしまうようであれば(50歳前後?)、屈折率は[1/0.5=2]となるので、25cmの距離(明視距離)で本を読もうとするには、2D分の調節能力が足りません(焦点距離25cm=屈折率4Dなので、4D-2D=2D)。

そしてこの屈折力の不足分を補うのが老眼鏡なのです。上の例でいえば、(明視距離の25cmを基準とすると)屈折力2D分の不足を補うために、「度数2」の老眼鏡を選択することになります。

+1.0の老眼鏡の焦点距離は1m、+5.0の老眼鏡では20cmとかなりの開きが

さてさて、ダイソーにて3種類の度数の老眼鏡を買ってきました。

老眼鏡3種
「+1.0」から「+5.0」まで大体0.5刻みでありましたが、試しに1.0、3.0、5.0の3種類の度数の老眼鏡です。

例えば、「+1.0」の老眼鏡レンズは屈折率が1Dなので、その焦点距離は1mとなります。実際、そうなるのか計測してみました。

太陽光が地面に一番小さく集光されるレンズの位置をメジャーで測ると、(まあ大雑把な測り方ではありますが)キチンと100cmのところに来ています。

度数1

焦点距離や屈折率という数値に対して、対象物をどこに置けばいいんだ?

実は、このレンズの話の1回目から、いまこの瞬間までずーっと疑問に思っていたことがありました。というか、その答えを見つけるのが目的で、レンズ周りの情報を集めながら自分なりにまとめていたのがこのシリーズだったんです。

その疑問というのは、「あるレンズを通して対象物を見ようとする時、対象物にピントが合う時のレンズと対象物との位置関係とはどういうものなのか?」ということです。

もっと具体的に言うと、万華鏡のオブジェクトを明視距離の25cmよりも近くに置こうとする時、覗き穴にレンズを入れる必要があるのは分かったんだけど、どういうレンズを入れればいいのかを知りたかったんです。

一番最初に万華鏡を作ろうとした時、本やネットで調べると、「ミラーの長さは、あまり短過ぎると眼の焦点が合わないので20cmくらいが適当」といった表現を何度も見かけました。

なので、なんの疑問も無く20cmにしておけば問題無しって思っていたのですが、出来あがったものを人に見せたら、「なんか微妙にぼやけてる」って言われて。

慌てて色々と調べたら「明視距離」という言葉に出会いました。それが、20cmではなく25cmだって書いてあるし! エーッ、じゃあ正常眼の人がスッキリ見るには5cm足りないじゃんって。

じゃあ、レンズを入れよう。でもどんなレンズを入れればいいんだろ?って調べたら、老眼鏡をカットして使うって記事を書いている方がいて、それを真似してみることに。

でも、度数の話も理論的な話もなにも無くて、途方に暮れて、そして再び自分で色々と調べ始めた、っていうのが出発点だったのです。

さて、老眼鏡の度数の話も分かった、焦点距離と屈折率の関係も理解した。でも、オブジェクトから20cmのところに置く老眼鏡のレンズの度数をいくつにすればいいのかは、相変わらず分からない。

モヤモヤっとした状態のまま、ランニングに出掛けました。

そしたら、「天から降ってきた!」んです。一挙に解決です。理論的に必要なことは全て理解したような気がしています。

その「天から降ってきた」中身は、また次回に。


万華鏡の試作4号機、5号機に未来の夢を乗せて

試作途上にある万華鏡の4号機~7号機ですが、取り敢えず4号機と5号機が完成です。

ナチュラル色の革を貼った4号機

先ずは4号機。胴体にはナチュラル色の革を貼ってあります。革を貼る過程で致命的に近い手順ミスをしてしまいましたが、なんとかリカバーして完成までこぎ着けました。

試作4号機完成

前後のプラパーツの処理(仕上げ方法)はまだ思案中。元々透明パーツなので、中身が丸見えなのは恰好悪いなあと、白色で下地塗装だけでもしておこうかと表面を紙やすりで粗しました。

と、写真の通り半透明になったのですが、これも悪くないかと。最終的にはもっとキチンとした処理を施す積りですが、暫定的にこれでもいいような気になっています。

臓物を取り出したところ。マイコンに書き込んであるプログラムもまだ変更の可能性があるし、電池を交換する必要もあるので、(美しくないので人には見せたくありませんが)取り外し可能です。

試作4号機臓物出して

オレンジ色の革を貼った5号機

続いて5号機。こちらは胴体にオレンジ色の革を貼ってあります。4号機の革貼りで失敗しているので、こちらは何度も手順を確認しながら慎重に作業を進めました。

試作5号機ほぼ完成

革の突き合わせ部分は、写真でお見せするほど素晴らしくはないのですが、まあ何とか許せる範囲には入っているのではないでしょうか。

4号機と5号機の違いは胴体の革の色だけではなく、4号機は8ポイントのミラーシステム、5号機は6ポイントのミラーシステムを搭載しています。

4号機~7号機まで共通のスイッチ部分。タクトスイッチと言う基板などに載せて使う非常に小さなスイッチを使っています。

SW部分

出来るだけスイッチの存在感を無くしたくて、ボタン先端の(本体からの)突出寸法は0.5mmに設定しました。スイッチのストロークも0.5mm程度なので、操作的には全然問題ありません。

全体のバランスがイイ感じ!

4号機と5号機、自分的には結構満足のいく出来だなって思っています。

試作2号機、3号機が完成した時の第一印象は「地味!」ってことでした。もっとカラフルに派手に作っていかなくちゃダメだなって。

その意味では、4号機も5号機もそれほど派手な色の革ではありませんが、触った感触が結構いいんです。キチンとし革を使っているなってのが伝わってくる感覚がGood!

完成全体図

もちろん配色も大事なのですが、2号機、3号機と4号機、5号機を比べて見ると、全体のバランスの違いが大きいような気がします。

2号機、3号機はどうしても “寸胴” って感じで、なんかボテッてしていて華がありません。

一方の4号機、5号機は胴体の太さ、長さにに対して、両端のプラスチックパーツがバランスよく配置されているように感じます。

もちろんまだまだですが、4号機、5号機の延長線上に求めているものがありそうな気がしています。

モノ作りは、やっぱり自分で見て「いいなあ!」って思えることが一番大事だしね。



思い込みが必要な時も、またそれで失敗することもあるわけで

万華鏡の試作4~7号機ですが、パーツ類の加工は8割方終わっていて、あとは組み立てていくだけの状態だったのですが、ここで取り返しのつかないミスに気がつきました。

この4セット分のミラーですが、裏表を間違えて補強材の塩ビ板に貼り付けてしまっていました。写真で見えている面はミラーの裏側だったのです。

ミラー4セット

なんでこんなミスをしたかというと、“思い込み” です。

ブルーの保護シートが貼ってある面が裏側という間違った思い込みが

最初に使った塩ビの表面鏡は、表面に透明な保護シートが貼ってあり、裏面にはブルーの保護シートが貼ってありました。今回の塩ビ表面鏡にもブルーの保護シートが貼ってありました。

なので、塩ビ表面鏡とは “そういうもの” だと思い込んでしまい、ブルーの保護シート側が裏だと信じて、そちら側を補強材の塩ビ板に貼り合わたんです。

さて、組みたてようと “表側” にあるはずの透明保護シートを剥がそうとしたら、どうやっても剥がれないんです。セロテープを貼って、一緒に剥がそうとしても一向に剥がれてきません。

10分くらいトライして、心の中に疑念が浮かび上がってきました。「うん? これって、透明保護シートが存在していないんじゃない?」って。

透明保護シートが存在していないということは、こちら側が裏面で、裏面だと思い込んでいた側が表面だったということになります。

そう言えば、ブルーの保護シートを剥がした時、やけにキレイだなって思った記憶が蘇ります。

両面テープでべったりと貼り合わせてしまったので、剥がして貼り直すということは出来ません。ただでさえ表面鏡の鏡側は弱いのですから。

1セットならまだしも、4セットいっぺんに加工してしまったことが悔やまれます。

今回はマイコン搭載機となりました

何時間か落ち込んでいましたが、気を取り直して、改めて1セット作り直しましたが、失意のまま製作したので、途中経過の記録はなく、いきなり完成形です。

こちらは電池側。後述しますが、今回はLEDのオンオフをマイコンで制御するので、前回までの電源電圧6Vからマイコンに合わせて4.5V(電池3本)へと下げています。

完成電池側

こちらがマイコン側。全体に見えている黒い板は、薄い塩ビ表面鏡を少しでも歪まないようにと、上で触れた塩ビの補強板です。

完成マイコン側

LED側(オブジェクト側)から覗くと、こんな感じに。2ミラー構成で、ミラーの幅(高さ)は30mm。2つのミラーの角度は22.5°となっていて、映像としては8ポイントになります。

完成正面から

これがマイコン基板です(まだICソケットの状態ですが)。先を見越してのマイコン搭載なのですが、今はまだスイッチのオンオフ制御に使うだけなので、LED用とスイッチ用の抵抗が乗っているだけという、至ってシンプルな構成になっています。

マイコン制御で

マイコン(ATtiny2313)へのプログラムの書き込み装置であるとか、そもそものプログラムの制作であるとか、この基板にまつわる話はたくさんあるのですが、それはまた別の機会に。

胴体も(色々とありながらも)取り敢えず出来あがっているので、完成まであと僅か。


塩ビパイプに革を貼る -- 先ずは一番シンプルなやり方で

万華鏡の胴体となる塩ビパイプに、外装として革を貼り付けていきます。事前準備として革を水に浸して円筒形状のクセをつけたのですが、完全に乾いたので、今回は貼り付け作業です。

両面テープとマスキングテープで固定して

塩ビパイプに巻いてみるとこんな感じに。パイプの円周よりも長いので、突き合わせてピッタリになるようにカットしていきます。

革を貼る1

カットラインの真後ろと、そこから90度位置の3カ所に両面テープを貼り、革をパイプに固定していきます。

革を貼る2

両面テープで固定が完了した後、出来るだけ革が浮かないように引っ張り気味に重ね合わせ、両サイドをマスキングテープで固定します(気休め程度ですが)。

革を貼る3

定規を当て、カッターで慎重にカットしていきます

重ね合わさった部分の上下の革をカッターでカットしていくので、定規を当てて、両側をスプリングクランプで固定してみました。これまた気休め程度ですが、無いよりましかな。

革を貼る4

慎重にカッターの刃を入れ、定規に沿ってカットしていきます。切り離した不要部分が上下にあるものです。

革を貼る5
それなりにキレイにカットできたと思いますが、どうしても必要以上に長く切れる(ほんの少しですが)ので、突き合わせると微妙に浮き上がります。

最後はボンドで固定して完了・・・・・・の筈が

最後は、突き合わせ部分の周辺をボンドで固定していきます。

ここも両面テープでも良かったのですが、パイプに貼り付けながら、突き合わせ部分に手で押しつける方向に力を加えたいと思ったのでボンドにしてみました。両面テープだと、貼ってしまったらそれで終わり(調整しようがない)ですが、ボンドの場合は乾くまでは “動く” ので。

革を貼る6

上の写真は、ボンドで貼った後の状態ですが、まあまあキレイに出来たのではないでしょうか。合わせ目が気にならないと言えば嘘になりますが、このやり方ではこの程度が限界かな。

「まあ、悪くないんじゃない」なんて思いながら眺めていたのですが、重大な失敗に気がつきました。

この革を貼る前に、オイルチェンバーを固定するためのパーツを左側(茶色いパーツが貼ってある方)に挿しこんでおく必要があったのです。

革を貼った後では、装着することができません。

実は昨日も、塩ビ表面鏡の製作で取り返しのつかないミスをしていたことに気付いて落ち込んだばかりなのに、またこれですから、かなりめげますね。

っと、めげている間にもボンドが固まっていきますので、ここは思い切って力任せに剥がしました。

ボンドはまだ平気でしたが、両面テープを剥がすのは大変。かなりヨレヨレになりながらも剥がし終えて、必要なパーツを挿しこみ、再び固定し直しました。

うーん、初回よりも汚くはなってしまいましたが、まだ試作段階なのでこれで良しとしましょう。


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