虫型ロボット教室キット製作

「虫型６足ロボットをつくろう」のテーマで親子教室の講座を受け持ち、年１回手作りキットを持参して行っています。子供は小学校４年生くらいからとお願いしますが、実際には２年生位の子も来ます。
主な部品は厚さ3～2ｍｍの塩ビ板を使って作ります。アクリル板は床に落としただけで割れてしまうので塩ビ板を使うことにしています。色は青、緑、オレンジ、黄などの鮮やかな色を使います。

＜虫型６足ロボットの完成写真＞
親子教室ではロボットを組み立ててこのように完成させます。２つのスイッチの操作で、前へ・後へ・右へ・左への動きができます。
家に持ち帰ってから羽や頭を自分で作って楽しんでもらえば本望です。

ここでは手作りキットの部品づくりなど、準備の様子を紹介します。

手順

材料手配
塩ビ板の加工　本体、足、コントローラなど
クランクの加工　モーターの回転運動を足の往復運動に変えるための部品
ギヤボックス組立　教室の時間が限られるので大部分を組み立てておきます
電気系の配線　コントローラーのスイッチ、モーター、電池ボックスの配線をあらかじめ作っていきます
キット組　　パーツをそろえてキットにします。
工具類準備　講師側で持参する工具類
テキスト作り　プリントとプレゼン用のテキスト（細かく説明するより図を見てもらった方が早い）

作業内容

１．材料手配

ギヤボックス　タミヤ　ダブルギヤボックス（左右独立４速タイプ）
スイッチ　ミヤマ　MS-500J　6Pモーメンタリー
電池ボックス　単三×２本用
カラー塩ビ板　t3mm　600×450mm（本体･足用　青、緑、オレンジなど）
カラー塩ビ版　t2mm　600×450mm（リンクアーム用　黄など）
カラー塩ビ版　t3mm　600×450mm（コントローラ用　白）
ネジ類　M3　ビス各種　ナット、ワッシャー類、ナイロンナット、イモネジ
電線　リボン線　12×0.12mm＝0.136m㎡　6色
アルミ丸棒　φ14mm（クランク用）
その他

（材料代合計　１台分約1,800円程度　加工賃は０円）

２．塩ビ版の加工
あらかじめ塩ビ板の不要部分をプラカッターで切断しておきます。塩ビ板の両面からプラカッターで切り込みを入れるときれいに切れ（割れ）ます。

パソコンのCADで型紙の図を作って印刷し、切断した塩ビ版に貼り付けてけがきや穴開けをしていきます。けがきは型紙を外した後の加工に必要な印を付ける作業で、けがき針の先端で押して行います。

穴開けサイズは、M3のねじが通る穴φ3～3.1mm、コントローラーのスイッチ用穴φ6mmとφ2mmなどです。必要に応じて穴開け後バリ取りをします。

プラカッターで切断した後、サンドペーパーで塩ビ板の周囲のバリ取りをします。

プラ板折曲げヒーター（アクリルヒーターとも言う）を使って折り曲げます。塩ビ板はほぼ水平になるように台で支えて置きます。ヒーターに塩ビ板を均一に接触させるために適当な重りも使います。ヒーター温度が100℃程度となるようパワーコントローラーなどで調整します。塩ビ板の上面の温度が約７０℃程度に暖まると曲がります。温度が高すぎると塩ビ板が溶けてヒーターに付くので注意が必要です。下の写真のヒーターの有効加熱長さは350mm程度ですので、本体の２台分を一度に曲げています。

曲がったら角度を保って数分間冷やします。

本体２台分の曲げ加工終了。

足の曲げ加工終了。角度105°程度の木型を作って曲げ角度を揃えました。写真は１枚当り6～7本分ですが大きな材料があればヒーターの有効長さいっぱいを使います。

バンドソーやプラカッターで一つづつに切断します。曲げる前のけがき作業であらかじめ切断線を引いておく必要があります。
＜足の切断＞

＜コントローラーの切断＞

最後に切断面のバリや角をやすりやサンドペーパーで取って完成です。サンドペーパーは120番程度を使用。
＜リンクアームのバリ取り＞

３．クランクの加工と準備
昔頂いたアルミφ14mmの工業用部品の在庫があるので、１カ所の穴開け・ネジ立てだけでできました。在庫が無くなったら旋盤等で作ります。
＜M3のネジ立て＞雌ねじを開けます

＜ネジの組み込み＞しっかりと締め付けておきます

４．ギヤボックスの組立
タミヤのダブルギヤボックス（左右独立４速タイプ）のキットをCタイプ（ギヤ比114.7:1）で組み立てます。人数が多いと結構大変ですので講座の主催者の方々に手伝っていただきました。モーターはここでは外しておきます。

５．電気系の配線
①　スイッチにリボン線をはんだ付け
あらかじめリボン線の割り当てを決めます。使ったリボン線は20芯で色は10色ですので、3通りの割り当てを決めました。これは１つ目の割り当てです。
茶：電池の＋側　　黒：電池の－側
赤：右モーターの＋側　　橙：右モーターの－側
黄：左モーターの＋側　　緑：左モーターの－側

リボン線は途中むきをし、折り返して予備のはんだ付けをしておきます。

スイッチを必要な間隔をとって（スイッチのワッシャの爪の向きに注意して）バイスに固定。全ての端子には予備のはんだ付けをしておきます。（はんだは少し多めに）

＜リボン線の折り返し部をはんだ付け＞
予備はんだ付けがしてあるので、はんだごてで溶かすだけできれいに付きます。スイッチの端子の方から加熱するとよいです。

＜リボン線の先端のはんだ付け＞
被覆をむいて予備はんだ付けをしてからスイッチへ付けます。モーター線の赤ｰ橙および黄-緑は先端を2.5cm程度の長さに縮めています。はんだ付け作業中は左右が逆になっています。

②　モーターと電池ボックスのはんだ付け
モーターの軸にはピニオンギヤを取り付けておきます。モーター端子へ予備はんだ付けをします。
電池ボックスの線は必要な長さに切って先端を予備はんだ付けし、ばらけないように熱収縮チューブで締めておきます。写真の黒のチューブは、＋－の線をはんだ付け後に絶縁するための熱収縮チューブです。
リボン線の先端をむいて予備はんだ付けしておきます。（リボン線の色はスイッチのはんだ付けの所と違っています。すみません）