手順 1 2 モールを土台に貼り 1 4 土台と足を接合する 2 モールの上部を使います 弓のこ 紙やすり 両面テープドリルドライバ ( 四ツ目ぎり ) φ2 ~3mm ドリル刃 プラスドライバ等があるとスムーズです 1 さしがねで 接合部のけがきをする ( 厚みの半分 2 本分 コーススレッドで接

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1 自動ドア教材の製作手順について 熊本市技術 家庭科研究会 D 部会 〇部品一覧 1 4 土台 400mm 1 4 足 60mm モール 500mm フレーム mm ドアガイド 270mm 透明板 ( 可動ドア ) 固定板 スライド棒 400mm L 字金具 35mm 滑り止めシート 〇部品配置 ( 組立時の場所 ) フレーム 1 4 足 透明板 ( 可動ドア ) モール 1 4 土台 ドアガイド 固定板 滑り止めシート スライド棒 L 字金具 他今の回車の型製教作材で ( は 例えプば ロロキボロボ US ) B でもプラ動ス作をし使ます用し ていますが - 1 -

2 手順 1 2 モールを土台に貼り 1 4 土台と足を接合する 2 モールの上部を使います 弓のこ 紙やすり 両面テープドリルドライバ ( 四ツ目ぎり ) φ2 ~3mm ドリル刃 プラスドライバ等があるとスムーズです 1 さしがねで 接合部のけがきをする ( 厚みの半分 2 本分 コーススレッドで接合 ) モールを 400mm に切断する 座ぐりをする 後で L 字金具を固定しますので コーススレッドの頭が 材の表面から出ないように埋めこんでおきます 紙やすりで バリを取る φ2~3mm 程度のドリル刃等で下穴をあける 四つ目ぎり等でもかまいません モールを 1 4 土台に貼る ( 端を合わせて ) 両面テープで貼りつけます 土台と足を コーススレッドで接合する - 2 -

3 手順 土台にフレーム ( 木枠 ) を接合しフレームの端にストッパーを接合する 打ち始めは ラジオペンチで支えるとうまく入ります ストッパ ストッパーの材料は入れていませんので技術室にある余り材をご活用下さい ( 合板等 ) 釘 ( 日頃の授業で使用 ) を準備下さい ストッパー (200 30mm 厚みは 2~6mm 位 ) を釘接合する 細い釘を 3 本入れています この接合にも 木工用ボンドをお使い下さい 3 手順 4 フレームに 固定ドアとドアガイドを接着する フレーム裏の留め具をはずす 透明板はとっておきます ( 可動ドアに使用 ) ラジオペンチを使うとスムーズです 写真では ねじ接合ですがねじの太さによってはフレームが割れることがありました 釘の方が確実だと思います もし ねじ接合する場合は適切な太さのねじを選びましょう (φ2.7mm 以下 ) 木材とポリプロピレンを接着できる接着剤を準備下さい 両面テープを準備下さい 段差の部分に木材とポリプロピレンを接着できる接着剤を塗布します の作業と同様に 下穴をあけ (3 ヶ所 ) 木工用ボンドを接合面に塗り 釘接合をする 釘は普段の授業で使っているものを使います 下穴あけの際には フレーム角に埋めてある金具に注意しましょう フレームが破損することがありました 接合時の注意 段差がないように! フレーム裏の段差に はめ込むように 固定板 ( 青色 ) を接着する 左側半分の場所に接着します すきま 2~3mm 土台に取りつける際 モールとフレームの高さのレベルを合わせ 段差が生じないようにしましょう フレーム上部に ドアガイドを両面テープで接着する 右写真のように すきまを作って接着します - 3 -

4 写真のドアガイドは別の形状のものですが 完成するとこのようになります 透明板の一番上端をサポートして ストレスなく動かす手助けをします 手順 5 スライド棒に 透明板を接着し 可動ドアを製作する 上写真のステッカーは データ DVD に入れていますので 必要に応じてお使いください フレームについていた透明板を準備下さい 透明板周りに貼るテープ類を準備下さい スライド棒の木材部分に 接着剤を塗布する 上写真では スライド棒の幅の最も手前に塗布していますが 実際には 手前から 2~3mm 奥に塗布した方がいいと思います 5 フレームについていた透明板切り取る 縦方向を 185mm としていますが 誤差等が出るため 190mm で切っておき あとで微調整をした方がいいと思います ( はさみで可 ) アクリルカッターを使用すると 仕上がりがいいです センサ棒 ドアが センサ棒を押す力で 接触センサを反応させることができる 接触センサ接点 ( 電極 ) スライド棒の幅の最も右端に塗布した理由はドアが開ききった際に プロロボの接触センサを確実に動作させるためです ドアの動き ( センサ棒を押す力 ) で 接点を接触させ反応させることで 閉める動きに反転させることをねらっています 滑り止めシートを スライド棒の端から貼りつける 100 円ショップで購入した滑り止めシートを使用していましたが 生徒が何度も使用するうちに凹みが回復せず 空転することがありました そのため ゴム板 ( ハンズマンで購入 ) を使用しています 透明板の周りに テープを貼り ドアフレームを作る ( 補強も兼ねる ) なるべく本物のフレーム に近い色を選びました しかし 透明板をスライド棒の最も端に接着すると後方に倒れます そこで ドアガイドを取りつけました しかし 若干たわむためストレスが心配されます なので 対策として 2~3mm 程度内側に接着して バランスと取った方がベターだと思います ポイントは 接触センサを確実に動作させ かつ ドアにストレスを与えない位置で接着するということです この調整が本教材製作の難しい所だと思います - 4 -

5 透明板の上端を先ほど取りつけたドアガイドのすきまに差し込みスムーズにスライドするか確認しましょう 少し高め (190mm) に加工していますので 切断して 調節をしましょう ( 左写真は高さが足りずに 逆につけ足しています ) タイヤの回転が最もストレスなくスムーズにスライド棒を動かす高さを見極め その高さに合わせて台座を作る 材料は 技術室内の余り材で可能だと思います ( 写真は スライド棒の余りを利用 ) 最後に 接合面にドアの裏側からホットボンドで補強をしました ただし つけすぎないように注意してください プロロボのタイヤを回すトルクは弱く 少しでもドア本体の軽量化を図ることが大切です 手順 6 プロロボを半固定するための L 字金具をねじ止めする ラジオペンチ プラスドライバ等を準備下さい 土台端に 2 カ所 L 字金具をねじ接合する プロロボの後方を支えられる場所に接合する 最後に動作確認をします データ DVD 内に 動作テスト.prb というプログラムがありますプロロボエディタから呼び出し プロロボに転送してプログラム通りに自動ドアがコントロールされているかを確認しましょう 確認手順 1 エディタからプログラムをプロロボへ転送する 2MODE ボタンを押す ( ランプが点滅する ) 3 センサ 4 を手で隠し反応させる ドアが開き始める 4 開き終わりに センサ 2 にドアがぶつかり 接点が接触しているか確認する 停止 2 秒 5 ドアが停止して 2 秒後に閉まり始めるかを確認する 6 ドアの動きが遅くなった所で センサ 4 を手で隠し開き直しをするか確認する 7 ドアが閉まり切る時に センサ 1 を手で接触させる ピタッと止まれば正常に動作しています 補足 1 光センサ基盤をプロロボ本体から分離させ 自動ドア模型上部に取りつける 前側の 1 カ所をねじ接合する 実際にプロロボをはさみ 適切な場所 ( 適度にはさまる ) で固定する上写真のように ラジオペンチなどで先を少し曲げると よりはさみこみが効きます 光センサ基盤はプロロボの本体中に コネクタ 7 本で差し込み脱着できるようにしてあります 本体内 ( 左写真 ) にある状態でも十分に学習は可能ですが より実社会の自動ドアに近づけ生徒がリアリティーを持って思考できるようにと考え 光センサ基盤を 自動ドア模型の上部に引き出す ( 右写真 ) 加工を行ってみました

6 プロロボ側 上記 Web サイトに示した 連結ピンヘッダ と呼ばれる部品を購入し 以下のような加工を行います 4 本 1 組で分割 保持部を片側に寄せ連結部品を製作 はんだづけ及び熱収縮チューブの加工が完了した写真です 現時点では どのピンに何色をというのはありません 取りつけやすいところから 7 箇所はんだづけしていきましょう 自動ドア模型側 緑 青 光センサ基盤の裏側にある 7 本の端子です 先ほどの接合状態の位置関係をきちんと合わせてはんだづけする必要があります 例えば 白色のコードは 上の写真でいくと 穴のない場所のすぐ隣の位置にあるのでこのピンになります 光センサ基盤が取りつけてあったソケット部 ( 穴 ) に 先ほどの連結部品を差し込んだ様子 ソケット 7 ピンに対し連結部品は 8 ピンあるので 場所に合わせて 1 ピンはカットします ( 写真手前左端 ) 加工が完了した写真です 熱収縮チューブは 先ほどよりも若干長め (10~15mm) が適切と思います L 字金具の先端をペンチなどで少し曲げ 結束バンドで固定します ドア枠との接合面には厚手の両面テープを使います 連結部品の足が短い方の 7 本の端子に ロボコンで使う丸ケーブルをはんだづけしていきます なお 丸ケーブルは 8 本なので 1 本はカットしておきます はんだづけした後の接合部は 熱収縮チューブでカバーしていきます 光センサ基盤側 プロロボ側 左写真のように 熱収縮チューブを 5~7mm でカットしなるべく熱源から離したところにセットしておきます 熱源に近いと勝手に収縮してしまい 通すことができなくなります 全体図 ( 光センサ基盤を プロロボ本体からドア上部へ引き出す ) - 6 -

7 補足 2 接触センサを ドアの動きで反応させる補助具の製作 ドアが 開ききる時にぶつかることにより接触センサが働き 動きを反転 ( 開く 閉じる ) させることができる 同じように ドアが 閉じきる時に 接触センサを働かせ 動きを停止 ( 閉じる 停止 ) させたい 表面 裏面 ツマミを作っておくと あとで便利です 真ん中の溝に沿って カッターで切り抜いていきます 裏面も同様です 表面に帰ってきたところで 一旦止めておきます この部分は大事な接点なのであとで微調整します 先程加工したフレームを 閉じきる場所に挟む溝を作ります しかし センサ ( 接点 ) の場所 動きを受ける場所と接点が連動 動きを受ける場所と接点が遠い センサの接点をここまで延長する必要がある 閉じきる場所 フレームを置き 厚みをレールに記録する ホットカッターで切り取る バリを取り フレームを挟み込んで具合を確認する 半固定できるようなきゅうくつさが最適 ドアの底にあるスライド棒の先端に 金属テープを貼ります 上写真にあるように センサの接点を 閉じきる場所にまで引き出し 延長できるような補助具の開発を行いました 以下に その製作手順を示します フレームと衝突する場所に 金属テープを貼る ( クッション性のある両面テープを 2 枚貼って ) すきまなくピタッと衝突するかを確認する クッション性のある両面テープの影響で すきまなくフィットしやすい 衝突する場所に合わせて フレームの接点を決定します 万能フレーム 8 マス分の長さのものを 1 つ準備します 金属テープ ( 両面 ) を準備します フレームと衝突する場所をマジックで記録する ( 型を取る ) 黒く塗りつぶしてある長方形がスライド棒の先端部分 切り抜く部分を検討し線を引く ( 衝突した時のみ導通する ) 完成品 この部品によりスライド棒が衝突した時 ( 閉まりきった時 ) のみ 回路が閉じて 導通して接触センサが反応することになる 最後に ワニ口クリップでつないで 完成です 表面 裏面 万能フレームの幅に合わせてテープを貼ります 表面は端の 1.5 マスからテープを貼りはじめて 裏面を全て貼り 最後に表に戻ってきて 1.5 マス貼ったところで終了です 途中で切らないようにします プロロボ側 ワニ口クリップで 2 端子を挟みます このことで 接点をここでは接触させないようにして プロロボ外部へ引き出すことになります 閉じきる場所側 プロロボ側から伸ばしてきたワニ口クリップを フレームの端の 2 端子につなぎます これにより ドアが先ほど加工した接点に接触すると 回路が ON になり 反応信号を出し 次の命令を実行します - 7 -

8 補足 3 本教材の製作コストについて ご自分の授業に活用するために 2 台以上の量産をしたいという先生がいらっしゃいましたら 参考にされてください 以下は その際の 1 台あたりの購入コストです なお 当初はコスト削減のため 全ての材料を 100 円ショップで購入し 製作を行いましたが 強度や構造上の課題が出てきて 最終的には 1 4 材 滑り止めシート L 字金具 ドアガイドを 動作の確実性等を最優先し ホームセンターで購入しました それでも 400 円程度におさえることができました ただ 今回の材料 製作方法がベストであるとは考えていません 代用品等もアイディア次第で多く出てくると思いますので 各先生方で工夫されてその内容を D 部会にアドバイスいただけると幸いです 1 台あたりの製作コスト 401( 税込 ) ただし コーススレッド 両面テープ 釘 各種接着剤等の消耗品費を除く 補足 1,2 の製作コストは除く 配布させていただいておきながら 申し訳ありませんが 本教材は未だ試行錯誤の段階でありこれでベストの状態ではないと考えています そこで 先生方に製作していただいて こういう方法で試したら 〇〇の加工がうまくいった こんな材料で代用したら 今よりも動きがスムーズになった というようなことがあれば D 部会にアドバイスとして連絡をいただけたら幸いです どうぞよろしくお願いします 連絡先熊本市技術 家庭科研究会 D ( 情報 ) 部会メールアドレス [email protected] 教材開発 製作会 ( 熊本市立井芹中 ) 補足 4 自動ドア教材に関連する情報について 1 4 材 ( ハンズマン ) \378/4 台分 = \95/ 台 モール (\100S) \108/ 2 台分 = \54/ 台 自動ドア教材に関する Web サイトを開設しています よろしければご覧いただけたらと思います 各レベル毎の映像や 解説 授業に使える実践例 ワークシート例などがあります ご活用ください フレーム (\100S) B5 木材 \108/ 台 固定板 (\100S) \108/9 台分 = \12/ 台 ドアガイド ( ハンズマン ) \108/3 台分 = \36/ 台 透明ドア周りテープ (\100S) \1/ 台 教材開発 製作手順書作成者 スライド棒 (\100S) 4 本 \108/9 台分 = \12/ 台 35mm 滑り止めシート ( ハンズマン ) \1,026/33 台分 = \31/ 台 L 字金具 ( ハンズマン ) 50 個入り \864/16 台分 = \52/ 台 一野英二 ( 熊本市立富合中学校教諭 ) 糀本英祐 ( 熊本市立藤園中学校教諭 ) 池松康彦 ( 熊本市立京陵中学校教諭 ) 矢加部哲 ( 熊本市立西原中学校教諭 ) 堀光晴 ( 熊本市立長嶺中学校教諭 ) 藤田健太郎 ( 熊本市立東部中学校教諭 ) 藤聡明 ( 熊本市立五霊中学校講師 ) 分山貴志 ( 熊本市立力合中学校教諭 ) 内田有亮 ( 熊本市立花陵中学校教諭 ) 三浦寿史 ( 熊本大学教育学部附属中学校教諭 ) 宮津光太郎 ( 熊本市立井芹中学校教諭 ) 堤大輔 ( 熊本市立竜南中学校教諭 ) - 8 -

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