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【京都市青少年科学センター】

ハンディ空気砲

閉じたダンボール箱の一端に丸い穴を開け,両側を手で強く叩くと穴から空気の塊が飛び出す「空気砲」という実験装置があります。
 楽しく実験できる装置ですが,ダンボール製であることから壊れやすいという欠点がありました。 「ハンディ空気砲」は,それらの欠点を克服するためにポリバケツ等を利用し,耐久性とともに安全性を高める様々な工夫を施したものです。
注意:部品数も多く,ドリルやカッターナイフなどを使います。工作するときは,必ず大人といっしょにしましょう。

準備する物

  • 本体(ポリバケツとフタ,ホームセンターで購入可)
  • ブルーシート(薄手のもの。ホームセンターで購入可,1台につきバケツ直径の2倍程度の縦横サイズがあれば十分)
  • ゴム紐(髪留め用の太ロングゴム)
  • つまみ(鍋ぶた用のつまみ)
  • 紐とつまみをつなぐ部品(丈夫なベルト穴がたくさん付いている安価な合成皮革ベルトを利用)
  • 引き過ぎ防止用ープ(直径4mm,ビニロン製など伸びにくい素材を利用)
  • 結束バンド
  • メンディングテープ(または,セロハンテープ)
  • 工作道具(カッターナイフ,円切カッター,ドリル,はさみなど)


作り方

(1)ポリバケツの加工

1. 底に穴を開けます。
(底の直径が20cmのバケツでは直径13cm程度の穴を開けます。)

2. フタを縁の部分を残してカッターナイフで切り抜きます。 フタの縁の部分は(3)の 2 でブルーシートを押さえる部品になります。 (切り抜いた円の部分は不要です。)

3. ゴム紐止め用の穴を底部分に2カ所開けます。その際,取っ手の付け根の位置と平行になるようにします。

4. 引き過ぎ・部品飛び出し防止用のロープを通す穴を取っ手の付け根部分横に2カ所開けます。



(2)シートの加工

1. 正方形のシートの中心を頂点とし,その頂点を二分割するように4回折って,左図のような形にします。端をはさみで切り落とすとブルーシートをほぼ円形に切ることができます。

2. 円形シートの中心をメンディングテープ(またはセロハンテープ,以下同じ)で補強し,中心につまみを止めるためのねじ穴を開けます。

3. シート全体を半球状に丸みをもたすとバケツに取り付けやすいです。そのため,先の8つの折り目の外周近くを約1~2cmずつ重ねて,ひだを作り,メンディングテープでそれぞれ止めます。



(3)ブルーシートをバケツに固定

1. シートの中心とバケツの円の中心を合わせ,対角ごとにバケツの縁にシートを巻き込んでメンディングテープで16カ所以上止め,しっかりと固定します。

2. (1)の 2 で作った中央に穴をあけたフタをかぶせ,シートごとメンディングテープで固定します。

3. シートにつまみとベルトを取り付けます。ベルトは3穴が図のように並んでいる物を使用しています。

4. シートの外側につまみ,バケツ内側にベルトを中央の穴でねじ止めします。ベルトの両側の穴はゴム紐およびロープを通す穴です。



(4)ロープとゴム紐の取り付け

1. ロープの片端を固結びし,他端をバケツ側面の穴から内側に通し,ベルト2穴を通過させて,反対側のバケツ側面の穴から外に出します。
シートが破れる位置まで引けないようにロープの長さを調整して固結びします。

2. ゴム紐(1m)を二つ折りにして片端を片結びし,他端をバケツ底面の穴から内側に通し,先のベルト2穴を通過させ,反対側のバケツ底面の穴から外に出します。ゴム紐の強さを調整して固結びします。
 ゴム紐の張りが強いと引きにくいですが,威力が強いです。逆にはりが弱いと引きやすいですが,威力が弱くなります。




(5)にぎり部分をつける

1. 木板(厚さ10mm程度)に丸棒(直径30mm)を,接着し,木ねじで止めます。バケツ側面に4カ所穴を開け,結束バンドで固定します。

2. バケツに2カ所穴を開け,バケツの取っ手が動かないように結束バンドで固定します。



(6)安全上の配慮のための工夫

1. 左写真のようにバケツ底部に十字にロープを張ると,バケツ内に手や顔などを入れることによる事故(ケガ)を防ぐことができます。

2. 安全性向上のため,ネジなど必要最低限の部品を除き,金属などの硬いものは極力使用していません。

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