1.PLAのフィラメント
2.デュラビオのフィラメント
3.グルーガンのノリ
4.ラムネのパッキン
Soap Regulator
Owner & Collaborators
License
Summary
食器用洗剤や洗濯洗剤は日々、たくさんの人に使われています。洗濯洗剤は洗濯物の量に合わせて、カップで量を測り、使っています。しかし、食器用洗剤はどうでしょうか？量を測らずに使っている人が多いと思いますが、これは実は重大な問題なのです。洗剤を捨てる時には大量の水を要します。そこで、私はこのSoap Regulatorを作りました。
Soap Regulatorを使えばSDGsの目標12にもある「つくる責任、つかう責任」に誰もが簡単に貢献できるでしょう。また、「食器洗うと手が荒れるから嫌だな」、「なかなか汚れが落ちないから面倒くさいな」のような不満も解消されるでしょう。
Soap Regulatorを使えばSDGsの目標12にもある「つくる責任、つかう責任」に誰もが簡単に貢献できるでしょう。また、「食器洗うと手が荒れるから嫌だな」、「なかなか汚れが落ちないから面倒くさいな」のような不満も解消されるでしょう。
Materials
Tools
Blueprints
Making
- 1.3Dプリンター2.グルーガン3.320番の紙やすり(耐水ペーパー)4.1500番の紙やすり(耐水ペーパー)
きっかけ
0
母が新型コロナウイルスのワクチンを打った後、家事をできなくなってしまったので私が代わりに家事をしました。食器を洗おうと洗剤を出そうと思ったら「ドバッ」とたくさん出てしまいました。洗い終わった後、スポンジからはなかなか泡を取り除けませんでした。そしてその時こう思いました。「洗濯用洗剤は測って使うのに、食器用洗剤はなぜ測らないのだろう」と。- 洗剤の量を測らないということは洗剤を付ける量が多くなったり少なくなったりするということになります。また、洗剤の量が少なすぎると食器の汚れがうまく落ちず、付け足していくことで洗剤を多く使ってしまうことになります。すなわち量を測らずに洗剤を使うと、洗剤を無駄に多く使うことになります。
- 洗剤を多く使うのはあまり良くありません。なぜ多く洗剤を使ってはいけないのか、それは洗剤を海にそのまま流すと汚染され、洗剤を魚が住めるほど綺麗な水に薄めるには洗剤1mlあたり、水が300L÷7=約42.8L必要になるからです。したがって、洗剤をたったの1ml多く出すだけで、42Lもの綺麗な水を無駄にしてしまうということになります。だから、食器用洗剤も測って使うべきなのです‼︎
調べる
0- 洗剤には界面活性剤というものが含まれており、界面活性剤には水と油になじみやすい性質があります。それが一定数集まると、ミセルという集合体になり、汚れを包んで除去します。このミセルの適切な濃度が臨界ミセル濃度です。右の図は先程のサイトから引用したものです。この図からつけすぎても落ちるわけではないということがよくわかります。洗剤を臨界ミセル濃度にするのは大変そうに見えますが、洗剤の裏に書いてある、成分表示を見ればわかります。
- 大体の洗剤の成分表示には水1L(1000ml)に洗剤を0.75ml使うと書かれています。この通りに混ぜれば、臨界ミセル濃度にすることができます。(これについて書かれていないものは使えません)それではこれから水と洗剤の量を具体的に決めていきましょう。1L(1000ml)に0.75mlなので1mlに0.00075mlとなります。これを見ればわかりますがLではなく、mlの単位で考えるとかなり小さな数になるので、水1mlに洗剤約0.001mlとします。次にスポンジの大きさと1mlを比較して水の量を考えます。今回は30mlにしました。ということは、洗剤は0.03mlとなります。
- 洗剤と水が一緒に出るポンプを作るのがいいと最初に思いました。そしてこの形のポンプを作ろうとしました。これはヘッドの部分を押すと水や洗剤が押されてパイプの中を通り、一緒に出てくるというものです。「ん？待てよ？水を入れておくと腐るかもしれないし、それで食器を洗うなんて汚い！」というわけでもっと衛生的なものを作ることにしました。
- 作成の前になにをするのかを明確にしてから作ることにしました。調べたことやしたいことを箇条書きにします。・水を大切に使う・環境へ配慮する・誰でも簡単に使える・衛生的・キッチンに馴染む・誰もが使える安さこれらのことを作成する上でのポイントにしましたが、1番のポイントは誰もが使える安さです。お金に余裕がない人でも使えるようなものを作っていきたいと思います。
- 歯車を作るために理解しなければならないものがたくさんあったので、まずポイントを一つずつ押さえていきました。1番最初に覚えた基礎がこのモジュールです。モジュールとは歯の大きさを表す値です。モジュールをm、ピッチ円直径をd、歯数をzとした時、モジュールはm=d/zで定義されます。
歯の幅
0モジュールが歯の大きさだとわかっても、まだ歯車は作れません。モジュールと歯数の関係を理解するために歯の幅を求める必要があります。歯の幅をs(定数)とする時、m=d/zすなわちz=d/mを用いて、sはs=πd/z=πd/(2d/m)=πm/2で表されます。これにモジュールを当てはめると、m=1の時s=1.5707…となり、歯の幅は約1.6となります。m=2の時も同様にして歯の幅は約3.1となります。
- 歯数とピッチ円の直径を求める際のポイントはモジュール値を1にすることです。そうすれば歯数とピッチ円の直径が等しくなるので簡単に作成できます(1=1/1=d/zより)。2回目に作る歯車のモジュール値は1、歯数は20こ、ピッチ円の直径は20mm、歯の幅は２ｍｍ(sでない)にしました。
- 歯車がしっかり噛み合いました！
- これを作っていこうと思います。絵にあるようにこのポンプは歯車で動きます。この図には書き込めませんでしたが、水が溜まるまで水を抑えておく板もつけます。ポンプを作る時には角度に気をつけました。ポンプを使い終わった後水が残っていてカビてしまっては決して衛生的とは言えないので、ポンプを5度傾けるようにしました。
- 洗剤の水滴を作るといっても、作り方がわかりません。なので、何ミリの穴で水滴ができるのかを調べるために水を、この穴の空いた容器に入れてそれぞれ見比べて見ました。[結果]1mm→なにも起こらなかった２ｍｍ→水が出そうで出なかった3mm→印刷が上手くできていなかったので不明4mm→水が水滴ではなく、たくさん出てきた4mmの穴ではすでに水滴ではなくなってしまっていて、2mmの穴ではもう少しで水滴が出そうだったので、3mmの穴の容器をもう一度作ることにしました。
試験
0振り返り
0ポンプを作るには中に空気が入らないようにする必要がありました。今回の失敗は水滴を押し出すパーツの隙間から空気が入ったことが原因だと考えられますプラスチックだけで空気を入れないようにすることはできなかったので他のもので作れないか考えました。ある日、飲み終わった「ラムネ」を片付けていると「あ、パッキンだ！」パッキンを見つけました。パッキンを買うのにはお金がかかるのであまり経済的ではありませんが、ラムネのパッキンなら捨てようとしていたゴミなのでタダです。試験２
0
- 歯車を使って動かそうとしているものは水のポンプと洗剤のポンプです。最初は体積などを計算しようと思っていたのですが、非常に細かい値の差を3Dプリンターで造形するのは難しいかもしれないので、あえて印刷済みのポンプに合わせて歯車の大きさ等を決めていこうともいます。
- 今度は歯数8の歯車を作ってみました(歯数7だと倍数を考えた時に実用性がないので飛ばしました)。今度は上手く印刷できました。ということで、モジュール値が1の時に3Dプリンターで作れる最低の歯車の歯数は8ということがわかりました。そこで、洗剤のポンプは歯車の歯1つ分、水のポンプは歯車の歯8つ分動かせばいいとわかっているのでこのような図を書いてみました。ラックピニオンを動かすと1番上の歯数12の歯車が歯1つ分、1番下の歯数20の歯車が歯8つ分動くようになっています。8と書かれている棒はラックピニオンです。(歯数8や12の歯車は偶数個ずつ追加すれば長く並べられるので、個数で並べ方の長さを調整します。)
- これからは水を水道から取り入れるパーツを作っていきます。設計図でいうとここの部分になります。これは水道の水が出る口の下に取り付けて、水を上部から取り入れて水の経路を通ってポンプまで水を行き届けるパーツです。底に穴を空けておいて、スライド式の板で水を入れられるようにします。
外装
0- グルーガンを使ってポンプや歯車の固定をした後、カバーと側面と蓋をくっつけます。グルーガンは水に溶けにくい性質を持っているのでカバーの表面につけても問題ありませんが、ポンプの水に触れるところにはあまりつけないようにします。それは利用者が安心して使えないからです。例え、衛生的なものでも利用者が少しでも不快に思ったらこれを使ってもらえません。
- 洗剤のポンプはぴったりの大きさで作っているので先に挿し込んでおいて、二つのカバーを接着します。その後は、二つのカバーの間にある歯車を接着して、蓋と側面を接着します。ついに、Soap Regulatorが完成しました。
- 母に実際に使ってもらいました。・「いつもは何も考えずに洗剤を使ってたけど、あれ使うだけで水を大切に使うことができるなら簡単にできるから良い」・「これ使うとなんかワクワクして少し楽しかった」・「色が白で清潔感があってキッチンに置いておける」母に感想を聞くと、この3つが主でした。
まとめ
0この作品を作るのに、2ヶ月かかり、とても大変でした。しかし、これを見て「こんな簡単にSDGsに貢献できるんだ」、「私もやってみよう」と思う人が少しでもできてくれれば嬉しいです。私は家でこれからこのSoap Regulatorを使っていきたいと思います。
References
Usages
Project comments
Comments