展示 6 点コース
身近な道具の中を開く
自動販売機、電子レンジ、スマホの画面、ファスナー、錠、プリンターを分解し、それぞれを動かす発想を見ます。
選別や加熱をする機械から、指を感じ取る画面へ進み、小さな二つの機構であるファスナーと錠を経て、物を作るプリンターで終わります。
何気なく使うこの六つの道具には、それぞれ巧みな工夫が隠れています。自動販売機は硬貨を大きさ、重さ、磁性で見分けます。電子レンジは波長がわずか 12.2 cm の波で食品を温めるため、冷たい部分が残ることがあります。タッチパネルは指先の下のごく小さな電荷の変化に気づきます。各展示は外装を開き、最も重要な設定を変えられるようにしています。
最後の三つは形の話です。ファスナーは固定された一本の溝でかみ合わせたり外したりし、スライダーの中に動く部品はありません。ピンタンブラー錠は、それぞれの刻みがピンを正確な高さに持ち上げたときだけ鍵を受け入れます。3D プリンターは溶けたプラスチックの線から、一層ずつ部品を作ります。複雑な何かではなく、単純な固定形状、大きさ、隙間、段差が工夫の要になっていることがどれほど多いかに注目します。
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図 119 · 昔の機械館自動販売機の仕組み：硬貨を入れて内部を追うシミュレーター
100ウォンは磁石に付きません。それでも販売機の磁石は、銅の偽硬貨と区別する働きをします。
「磁石」と「硬貨」の設定を変え、「硬貨の経路」をたどって、機械がどこで各硬貨を選り分けるかを見ます。
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図 62 · 感覚館電子レンジの仕組み：マグネトロンと加熱むらを観察
電子レンジ内の波長は 12.2 cm です。回転皿を止めると、食品の熱い部分は約 6 cm 間隔で並びます。
「回転皿」をオフにし、「電場の表示」と「熱画像」をオンにして、約 6 cm 間隔で熱い部分ができるのを見ます。
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図 71 · 感覚館タッチパネルの仕組みを指と電極で確かめる
携帯電話のガラス下には透明電極の格子があり、指を置くと電極間を通る電荷がわずかに減ります。
「触れる物体」を指にして「ノードの値」を読みます。電荷が少し下がった場所が、指先の位置を示します。
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図 27 · しくみ館ファスナーのしくみ：スライダーが歯をかみ合わせる理由
スライダー内部には動く部品がありません。それでも同じ Y 字通路が、上げると歯をかみ合わせ、下げると外します。
「スライダー」を上下に動かし、Y 字形の溝が一方向では歯をかみ合わせ、逆方向では外すのを見ます。
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図 03 · しくみ館ピンタンブラー錠を3Dで分解、鍵の切り込みを試す
一般的なシュラーゲの鍵では、刻みの深さは 1 段ごとに 0.381 mm ずつ違います。このわずかな段差だけで、違う鍵は回らなくなります。
「刻み」のスライダーを一つだけ一段変え、鍵を差し込んで「鍵を回す」を試します。深さが違うと内筒は回りません。
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図 105 · 手順で覚える館3Dプリンターのしくみ：積層・インフィルとサポート
20 mm の立方体を 0.2 mm ずつ造形すると、ちょうど 100 層です。各層は幅 0.4 mm のノズルで描きます。
「造形の進行」を動かして部品が一層ずつ育つのを見ます。層の厚さが 0.2 mm なら、20 mm の立方体には 100 層が必要です。