ポーション型容器を自分で開けれるようになりたい

Created Date: 2021-01-11/ updated date: 2021-03-03
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Summary
ポーション型容器を自分で開けられる道具を創るプロジェクトチーム
ニードノウア:畔上裕史
チームメンバー:松田和彦【リーダー】 /土山俊樹【記録】 / 臼木菜穂 / 中村玲子 / 上原亮介 / 鶴丸高史

Materials

    Tools

      Blueprints

        Making

        • 【概要】
          畔上さんは脳性麻痺をお持ちで、生活に様々な不便があります。
          今回は『ポーションを自分で開けられるようになりたい』というニードで参加しています。
          畔上さんはコーヒーが好きで、夏場はよくアイスコーヒーを飲むそうです。
          少し前まではボトルタイプで不便を感じませんでしたが、近年はポーションタイプに代わってきているそうです。
          そして、ポーションタイプは一杯分飲み切りですので、ボトルタイプと比べ風味も味わいも違うとのことです。
          でも、ポーションを開けてくれる人がいなければ、ポーションタイプのコーヒーは飲めません。
          人の手を借りずに開けられるようになると、いつでも風味も味わいもよいコーヒーを飲むことができます。
            • 指先でものをつまめない
            • 指で対象物が隠れてしまう
            • 体(手)を固定しようとすればするほど体(手)が震えてしまう
        • 【ポーション型容器の問題点】
          1. 指先を使って蓋をめくることができない
          2. 容器を持つ時に力が入ってしまい潰してしまう ※空いていないときは気圧があって潰れないが、開けた時に中身を押し出してしまう(握力のコントロールが難しい)
          3. 歯を使って開けたことはあるがパッケージが切れてしまいこぼれてしまったことがある
          4. 針で開けようとしたが意外と蓋が固くて難しい
            • このままポーションを開けれないことが続くと、普通のインスタントコーヒーで我慢しなくてはいけない
            • いつでもポーションタイプのコーヒーが飲める
            • 家でも会社でもどこにいても一人で開けられる
            • 自宅にお客さんが来た時に美味しいコーヒーを自分で出してあげられる
        • 畔上さんからより詳しくニードを聞き取り、困難な原因を再確認しアイデアスケッチを行った。

          【アイデアを出す時に気をつけるポイント】
          • 畔上さんのニードにこだわる
          • すべての人が使用できることを目的にしない
            • Title:注射式ポーション開け
            • When:コーヒーを飲みたい時
            • Where:机の上で
            • What:ポーション開けの上のボタンを押したら針が出て穴が開く
          • 【画像1枚目】
            • Title:開口用ピン
            • When:洗う時に取り外す。
            • Where:
            • What:取付取り外しは畔上さんが握り易い太さの円柱とし、上部中央に三日月型の穴形状を作る。ネジ部はM6で、3Dプリントした本体には5.2mmの穴を作り、M6のタップで雌ネジを作る。

            • Title:ポーションスクイーザー
            • When:使いたい時(コーヒーのみたい / サラダたべたい)
            • Where:自宅 / 職場(室内)
            • What:レモン絞り器から着想。ピンにむかって押すことで中身が出る仕組み。
            • Title:トゲ アンド スピン
            • When:コーヒーを飲みたい時 / サラダにドレッシングをかけたいとき
            • Where:自宅 / 外出先 / 会社
            • What:ポーションタイプの容器を指先の力ではなく針のような突起物がある場所に押し込むことで中身を出し、コーヒーを飲みたい時はストローを刺してそれを持ち手に回転させることでコップの中を混ぜることができる。また、ドレッシングをかけたいときはストローの穴から中身を出すことができる。

            【アイデアとして形にする際に意識した要素】
            • 指先を使わない(握るつかむのみ)
            • 小さくない
            • 小さい的などをつくらない
            • やりたいことが一つのプロダクトで解決する
            • Title:セルフコーヒーシステム
            • When:ポーションタイプのコーヒーを飲みたいときorお客さんに出したいとき
            • Where:自宅・会社
            • What:じょうごの内側に刃がついていて、逆さまにしたポーションを上から押しこむと、下のカップへ中身が出る。

            【アイデア出しの際に考えたこと】
            「ポーションの蓋をつまむ・引っ張る、ポーションの固定」を手ですることは難しいため、それ以外の動作で蓋を開ける方法を考えた。
            穴あけパンチのような道具はどうかと思ったが、蓋が開いたポーションを手で持ってコップに移すのはこぼれる可能性がある。
            じょうごならこぼれないのではないかと考えた。



          • コーヒーだけでなく、サラダのドレッシング(ポーションタイプ)も開けたいとの畔上さんの希望だったので、このような形のものを考えた。
            これまで同様、ポーションを逆さまにして、押し込んで穴を開けるタイプ。
            土台は「脚を折りたたみ式にして持ち運びやすい形にしてはどうか」とのメンバーからの提案。
            土台は後から考えることとして、とりあえずポーションを開ける部分のみのプロトタイプを作った。
          • 画像1枚目
            • Title:無題
            • When:コーヒーを飲みたい時等
            • Where:自宅 / 職場(室内)
            • What:最初に思い付いたのがこれ。『開ける行為』と『コップに入れる行為』を別に考えてもイイということだったので、『コップに入れる行為』を先に考えてみた。

            画像2枚目
            • Title:potion cleaver/カップ de お出かけ ver.
            • When:同上
            • Where:同上
            • What:中村さんのアイディアと臼木さんのアイディアと前回の畔上さんのニード『お盆に乗せた状態でこぼさずに運べない』で試作した「cup de お出かけ」の機能を盛り込んでみた。これで、台所で入れたコーヒーを自室で飲める。

              1. アイデアスケッチの発表後、「臼木さんのプロトタイプと中村さんのアイデアスケッチ(じょうご)を組み合わせたモデルが畔上さんのニードを解決できるのではないか」という案をもとにそれぞれ3Dモデリングを行った
              2. 3Dプリンターで出力したプロトタイプを畔上さんが実際に使用、検証を行った
              • 【実験結果】
                potion1は中身の容量が満杯にはいるサイズだったため、手についたりこぼしたりする可能性があった。potion2はサイズやデザイン大きめに変えたのでその点は改良されたが、洗いやすさの部分では工夫が必要だと感じた。
              • 【3Dデータ】
                制作環境:Fusion360
                prototype1.f3d
                prototype2.f3d

                【コンセプト】
                • prototype1:臼木さんと中村さんのアイデアスケッチ(じょうご)を組み合わせたモデル。
                • prototype2:prototype1にかめ吉さんが使っている道具を付け足したモデル。
                • prototype3:prototype1の突起部分を修正し、上からの力に対して強度をもたせた。

                【出力に使用した3Dプリンター】

                【印刷条件】
                • infill:20%
                • 積層ピッチ:0.2mm
                • 材料:ABS
              • 【実験結果 / 問題点・改善点】
                • 畔上さんが普段使用しているコップと出力したモデルのサイズが合っていなかったため、ポーションを開けようとした時にコップがぐらつき安定していない
                • 尖っている部分がコップのふちの高さより低いため開けづらい
                • ポーションを指で摘んで固定する必要があるので開けるまでの動作が大変
              • 【3Dデータ】
                制作環境:TinkerCAD / Fusion360

                【コンセプト】
                初めは蓋を突き破る突起部分も込みでモデリングをしていたが、ミーティング中にふと「積層部分の隙間に菌やウイルスが繁殖してしまうのでは」「取り外して洗えるようにした方が良いのではないか。」「傷んできた時に交換出来た方が好いだろう」との判断で、この部分を金属加工の得意な松田氏にお願いすることとした。
                画像はFUSION360でモデリングしたデータ。tinkercadでモデリングしたデータをFUSION360に移行し、臼木さんに細かな修正を依頼し、戻ってきたデータにフィレットをかけた。
              • 【機械加工】
                ・汎用旋盤
                ・汎用フライス盤

                【鶴丸さんモデルへの装着】
                サイズはピッタリ。ポーションを開ける時の耐久性に問題ないか要確認。(写真2、3枚目)
              • 【実験結果】
                • 大きさ、ポーション固定部分も使い勝手は良かった。
                • 穴を開ける突起部分は少しの力で開くが、太さが均一なため穴が開くのみでポーションを抜き取らないと中身がでてこなかった。
              1. 1周目の使用テストからわかった問題点や改善点をもとにそれぞれのプロトタイプを修正
              2. 臼木さんが作成したポーションモデルを使用してプロトタイプのサイズや構造を再検討した。

              【ポーションモデル】

              ※チームミーティングの中で3Dプリンターで出力したモデルの場合、積層部分に汚れが付着しやすく、コーヒー色素が洗い落とせないなど衛生面での懸念事項や、そもそも飲食物に3Dプリンターで出力したものをそのまま使用するのはどうなのかという意見があったが、プロトタイピングに関しては3Dプリントしたもので実験していくことになった。
              • 「カップdeお出かけ」にあった機能はコップに取っ手があると使い難いことから、今回のプロトタイプからは省くことにした。
                ピンだけでなくピンを支える部分も金属で加工し、コーヒーが形成物にかからないようにしようと考えた。
                また、ねじ込むのではなく置くだけの場合、洗う時に楽だし使っていない時は裏返しにすれば突起が危なくないと考える。(写真1/2枚目)

                【松田さんコメント】
                このままの形状だとクランプ(機械に固定)できないのと、工具の半径が凹の部分にできてしまう。
                高さが20mmくらいだと4mmか3mmがギリギリ使えるかも。その場合R2.0かR1.5が付いてしまうので、添付の絵とはイメージが変わる。(写真3枚目)
              • 【3Dデータ】
                制作環境:Fusion360
                prototype4.f3d

                【修正したところ】
                • 道具のサイズを畔上さんが普段使用するコップの大きさに合わせた
                • 突起部分をコップの縁よりも高くした
                • ポーションを固定できるように枠をつけた
                • コップと道具が安定するように支柱型のノズルを設けた
              • 【実験結果】
                • ポーションを差し込む部分の枠が小さくうまく中身を押し出せなかった。(←もう3~5mm以上枠のサイズが大きい方がいい)
                • 中身がうまく下に落ちず溝に溜まってしまった。
                • ポーション固定部分と周りに境がない方が良い。
                • 道具を安定させるために設けたノズルのような機構が逆に安定性を欠く原因になってしまった。
              • プロトタイプ1周目の鶴丸さん+松田さんモデルの改良版(松田さんのピンの形が変わり、鶴丸さんのモデルに上から入れることができるようになった)を出力した。
                畔上さんがこのモデルにピンを入れる動作を難しそうにしていたので、一体化したモデルを製作した。
                しかし、ポーションを入れる部分の枠のサイズが2~3mm狭かったのでポーションを入れることができなかった。

                【3Dデータ】

                【素材】
                PLA

                【使用した3Dプリンタ】
              • コップの縁に道具が引っかかるようにしたデザインを製作した。
                初めに作ったものが左側。中央のとんがり部分を円錐にし、底面の円の直径を1㎝にした。
                円錐の高さはポーションの高さより低くして、押し込んでもとんがりが指に当たらないようにしたのだが、円錐が細すぎて、穴は開くが中身が出てこないことがわかった。

                そして2回目に作ったものが右側。
                円錐の底面の円の直径を2㎝に拡大。
                穴が大きく開くようになったので、中身はまずまずスムーズに出るようになった。

                土台部分の強度に関して検討した際、「この形に足をつけたらいいのではないか」という畔上さんの意見を参考に新しいモデルを制作することにした。

              • 土台はプリントに10時間以上かかった。
                コーヒーミルクを使って実験したところ中央の円錐部分の底面が小さかったのか、穴が開いても中身が出てこなかった。
              • 一回目の実験後、中央の円錐の底面を直径1cm→2cmに修正したモデルを出力。
                ポーションに空いた穴が大きくなり、中身はまずまずスムーズに出るようになった。
              1. 2回目の実証実験を経てこれまで製作してきた鶴丸さんのプロトタイプ(構造)と土山のプロトタイプ(突起部分)を組み合わせたモデルが畔上さんにとって使いやすいのではということで、最終的にこの2つのモデルを合わせる方向で進めることになった。
              2. 検証時に畔上さんがポーションに穴をあける時にうまく固定できないなどの様子がみられたが、畔上さんから「道具を便利にしすぎるとリハビリにならない」という意見を受け、現行モデルのバージョンアップを目指すことにした。
              3. しかし、現行のモデルとは違ったデザインも引き続き製作を行うことで、別の角度からいいアイデアが生まれた時にその機能を最終モデルに取り込んでいくことを目指した。
              • 【3Dデータ】
                制作環境:Fusion360
                prototype5.stl

                【修正したところ】
                • 鶴丸モデルをベースに突起部分を組み込んだ。
                • ポーションが収まるように枠のサイズを調整した。
              • 【実験結果】
                畔上さんからはこれまでのモデルの進化系として使いやすいという評価だったが、コップとの接地部の滑り止めがあるとより使いやすくなるという意見があった。
              • 【コンセプト】
                初期の土山モデルを改造してホイップクリームの口金部分の先端の一部を広げて取り付ける事により、上方向から押した場合と横方向から押した場合のどちら側からでも蓋が破けるように改造してみた。臼木さんのポーションモデルで爪の位置関係を確認し検証を行った。

                【実験結果】
                畔上さんが検証した結果、口金が金属製のためより小さい力で破くことは出来たが、セットするときの指先の力のコントロールが難しく、金属製の突起でケガをする恐れがあることが分かった。
              • 【コンセプト】
                • Title:potion cleaver maker ver.
                • When:コーヒーを飲みたい時等
                • Where:自宅 / 職場(室内)
                • Tool:tinkercad
                • What:これまでは、コップの蓋にピンをつけるアイディアだったが、中間発表の中で、『大きい支えがあったら』みたいなご意見があり、それを形にしてみることにした。

                【3Dデータ】
                制作環境:TinkerCAD
              • 【コンセプト】
                チーム・ミーティングの中で、『ピンを鉄で作るのは最後の最後でイイだろう』という話になり、再度、ピンも3Dプリンターで作ることになった。その際、私は『ピンは置くだけにしたら楽ではないか』と思った。それで、ポーションを入れるガイドの役目を果たす部分とピンを一体化させ、コップの蓋となる本体に差し入れるようなものを考えた。
                その際、ポーションの大きさにより、ガイド部に入る深さが違うため、ピンの長さを3種用意した。

                【3Dデータ】
                制作環境:TinkerCAD
              • 【コンセプト】
                • Title:ポーションの中のコーヒー『出てこいや!』
                • When:コーヒーを飲みたい時等
                • Where:自宅 / 職場(室内)
                • Tool:tinkercad
                • What:前回のモノを見てもらうと、大きいかもということで、蓋式のモノに4本脚をつけることにした。

                【3Dデータ】
                制作環境:Fusion360
              • 【コンセプト】
                • Title:ポーションの中のコーヒー『出てこいや(type elephant)』
                • When:コーヒーを飲みたい時等
                • Where:自宅 / 職場(室内)
                • Tool:Autodesk Fusion 360
                • What:前回のモノが脚やピンが細く壊れ易いだろうという指摘をチームメンバーより受けたので、脚もピンも折れにくいデザインに変更した。そう、あの風格のある「象」のように。。。

                【3Dデータ】
                制作環境:Fusion360
            • 今回チーム1が最終的に提案した「ポーション型容器を自分で開けられる道具」が、畔上さんを「いつでもポーションタイプのコーヒーが飲める」「家でも会社でもどこにいても一人で開けられる」「自宅にお客さんが来た時に美味しいコーヒーを自分で出してあげられる」世界へ導くことができるようになったと考える。
              • 【3Dデータ】
                制作環境:Fusion360
                prototype6.f3d

                ※写真2枚目は滑り止め部分を別に出力したタイプ。(FDM方式の3Dプリンターでは滑り止めの部分がうまく出力できなかったため)

                ※検証は滑り止め部分と突起部分が一体型のモデルで行った。
              • コップの上でも滑り止めが効いていて、いい感じでポーションを破くことができ、また、ポーション内の残量も少なく、畔上さんが感じていた「ポーション型容器の問題点」
                1. 指先を使って蓋をめくることができない
                2. 容器を持つ時に力が入ってしまい潰してしまう ※空いていないときは気圧があって潰れないが、開けた時に中身を押し出してしまう(握力のコントロールが難しい)
                3. 歯を使って開けたことはあるがパッケージが切れてしまいこぼれてしまったことがある
                4. 針で開けようとしたが意外と蓋が固くて難しい
                は解消された。
            • 今回のメイカソンでは各自宅、または職場にある3Dプリンターとそれ専用のフィラメント(ABSやPLA)を使ってプロトタイプを製作したが、食品用に開発されたフィラメントではないので実際に使用する場合には材料の安全性に配慮する必要がある。また3Dプリントされた道具の場合、積層痕へコーヒーの汚れが付着するなど衛生面でも課題がある。
                1. 「DMM.make 3D PRINT」では食品に対応している素材として「ガラス、ナイロン、チタン」を紹介している。また、注意書きとして「※ ナイロン磨きは60℃以下で使用してください」「※ ナイロン磨き + 食品衛生ウレタンコーティング(お客様自身でおこなっていただく)を施すことにより、95℃以下で使用可能になります。」と明記されている。
                2. 「fabSafeHub」では、求められる清潔度として、「※洗浄:機械での熱水洗浄(70-90℃で10分ほど耐えられる必要がある」「※消毒:アルコール/ベンザルコニウム/次亜塩素酸などの耐久性」と明記されている。
            • チームMT前半に畔上さんから、「コーヒーポーションの開封が最優先だが、ヨーグルト・水羊羹・雪見だいふく・ドレッシングの中蓋も開けられるようになりたい」との要望があり、コーヒーポーションを一人で開封できる道具を製作次第取り組んでいくことにしていた。
              • メイカソンに参加する中で身の回りのものに目を向けると、「開封しにくいもの」が数多くあることに気づく。
                今回の畔上さんのニードでもある「コーヒーのポーション容器」も決して開けやすいものではなく、他にも錠剤、おさかなソーセージ、マヨネーズ、アルミの内蓋、シャンプーなどの詰め替え商品なども畔上さんが一人で開けれるパッケージ商品は多くない。
                1人でも多くの人が開封しやすい商品が増えるよう、開封を助ける道具の作成と同時に、企業に消費者の声を届けていくことも大切ではないかと考える。
                1. メンバーの一人から「エンベロープオープナーはどうか」との提案があった。
                2. 実験としてテーブルナイフ(写真左)やペーパーナイフ(写真右:セリアで購入)でヨーグルトのアルミの蓋を開けてみると、箸よりはかなり開けやすいと感じた。
                3. 雪見だいふくの蓋は紙製で、更に開けやすかった。
                4. ナイフ形状であればカフなどをつけなくても扱えることがわかった。

                【現状の開封方法】
                 ハーゲンダッツのアルミの蓋を開けるには箸を突き刺している。
                 しかし、物によっては中身が飛び出したり箸が折れる。
                【畔上さんの希望】
                 カッターなどの刃物は危険なので使いたくない。
            • 医学モデルとは、階段が使えずに電車に乗れないなど、社会から取り残されてしまう原因は「足が動かない」や「目が見えない」といった身体能力にあるとした場合、どんなに障害を持つ人が困っても、責任は障害者個人にあるとする一方「かわいそうだから、障害者の身体能力が良くなるようにリハビリなどの援助をしてあげよう」という考え方。
              社会モデルとは身体能力に着目するのではなく、社会の障壁に着目し、電車に乗れないという障害を生んでいるのは、エレベーターが設置されていないなどの社会の環境に問題があるという考え方。
              • 今回畔上さんのニードを最大限に満たすための道具を製作してきたが、今回の最終成果物は「医療モデル」の域に留まっている。最終成果物を「社会モデル」へと昇華していくためには、ポーション型容器の開発メーカーの方にもメイカソンに参加してもらい畔上さんと一緒にこの問題に取り組んでいく必要がある。そうすることで、畔上さん以外のポーション型容器を一人で開けるのが困難なユーザーがいなくなる社会環境を構築できると考える。
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                • No.001TakashiTsurumaruPosted date: 2021-02-27
                  今回のプロジェクトは自分でも使いたいものなので、イベント終了後も個人的にプロトタイピングは続けようと思っている。