コンベアv1


コンベアの設計開始

2025/06/03

分業体制が決まってすぐ、TECH☆TECHの過去作品を解体して廃棄予定だった木材を使ってフレームを制作。

そして大まかな設計方針を決定し、ベアリングとゴムシートを購入する。

スケッチ

軸を購入

2025/06/12

先にベアリングを購入したせいでφ10の軸を購入する必要があったが、アルミパイプはφ9かφ12しかないため別のものを探すことに。

木材売り場にてヒバ丸棒φ10x1820mmを発見したのでこれを使うことにする。

ヒバ丸棒

組み立て開始

2025/06/14

外径φ900(フランジ含まず)のかなり大きなローラーシャフトを設計し印刷する。

一つ印刷するのに5時間以上かかる。大学閉庁後に複数台で印刷をかけることで時間を有効活用する。

CADスクリーンショット

組み立て 続き

2025/06/15

引き続き組み立て。タミヤのギアボックスとタンク(履帯)機体セットを流用し、タイミングチェーンで動輪の動きを同期する構造に。

シャフトを大きくした関係で、2つのコンベアユニットの接続部分のギャップが空きすぎて文字パーツが脱落してしまうので、接続部分のみφ35の小さいシャフトを使うことにする。

電源は単2電池2本で3Vを供給。

動力軸の動作
軸の配置イメージ

v1 完成

2025/06/16

追加発注したゴムシートも納品され、最終組み立て。

1枚のゴムシートの長さは1000mmで、いくつかのゴムシートを大量のステープラーとビニールテープで連結。電気配線については菅原に手伝ってもらった。

試しに動かしてみると、いくつかの問題点が生じた。

  • 手作業でゴムシートを連結しているのでまっすぐには作れないし、フレームからシャフトの固定まで雑な寸法で組み立てたので、かかるテンション(張力)が不均一である。

  • そのため連続運転しているとどんどんシャフトの外側にずれていってしまう。端のシャフトにはフランジがついているので完全な逸脱は免れているが、シンプルに心配になる。

  • ギアボックスから大きな騒音が発生する。潤滑油を入れていないので、潤滑油(KURE556とか)を入れてみてどう変わるか試してみたい。

  • シャフト同士の間隔がかなり空いている(290mm間隔)ので、ものが乗ると結構大きくたわんでしまう。

  • スプロケットがギアボックスの軸から抜けて空回りしてしまう。指で押すと戻るが時間が立つとまた抜ける。

とはいえ、実際にもの(文字)を乗せて運搬できるコンベアを完成させることはできた。見ていて結構楽しい。うるさいけど。

6/17の中間発表では、ギアがうるさいこと以外には特に問題を言及されなかった。

大量のステープルでベルトを固定
v1全体
動作状況

コンベアv2


v2に向けて仕様を検討

2025/06/18

安定させるためには、掲載画像のようにローラーシャフトを小さくして数を増やしてやると良いと思う。

その他、新しいモーターとしてNema17ステッピングモーターを使う、ベルト逸脱を防ぐために太鼓状のシャフトにするなど、新設計を検討。

こういった構造にしたい

v2 制作開始

2025/06/19

方向性がある程度まとめたところで、実際に制作開始。また新たにモーターも発注する。結局Nema17の使用はやめる。

ローラーシャフトの構成は、

  • 外径φ34~40、太鼓状に弧を描く、ベアリング・フランジあり(両端・動力)

  • 外径φ34、ストレート、ベアリングなし、フランジあり(定期的に置くガイド)

  • 外径φ34、ストレート、ベアリングあり、フランジなし(テンション対策)

  • 外径φ18、ストレート、ベアリング・フランジなし(サポート用、通称ちくわ)

これらを適宜組み合わせる形になる。ver.1と比較すると大幅なダウンサイジングで、スリム化ができるが、本数をかなり増やしたのでコストダウンにはなっていない気がする。普通に手間だし。

またシャフトの間隔が狭まる関係で、軸受も新しく設計する。今までは軸1本に対して固定用ビス4本使っていたが、軸が大幅に増えるというのにビスの割合もそのままでは無駄なので、ビス8本で軸5本固定できるようにする。単純に2.5倍の効率化になる。

新型シャフト印刷中
CADスクリーンショット

v2 続き

2025/06/22

大量に印刷した部品たちを集めて組み立てる。

しかしシンプルに足りなかった。あと一部の部品は古いバージョンのものを印刷してしまっていた。印刷には時間がかかるので、何が何個必要なのかあらかじめ計算しておくべき(反省)。

再び夜間の大学で大量印刷をかける。毎度のことではあるが、途中でトラブルが起きて止まっていないことを願うばかりである。

パーツたくさん
印刷中

v2 完成が見えてきた

2025/06/23

あんなに印刷しても、数え直してみると部品は不足する。一体いつまでこれを続ける必要があるのか?

答えはズバリ、安定動作するまで。

というわけで続き。新型動力の設計をミスってたり、3Dプリンターの調子が悪かったりと、いろいろ問題はあるが、ともかく長い方のフレームにほぼ全てのパーツを組み込むことができた(動力部分はまだ)。

なおベアリング打ち込み作業時、誤って人差し指を叩いてしまい、内出血を起こした。皆は気をつけよう。

掲載画像は、負傷中の大渕に代わって渡邉(TECH☆TECHメンバー)がベアリングと軸をシャフトに打ち込んでいる様子。

たくさんのシャフト
軸を打ち込む

v2失敗

2025/06/24

諸問題を確認・解決しないまま無理やり完成させようとしてしまったツケが回ってきた。

  • 新たに発注した小さなギヤードモーターが、小さすぎて全く回転トルクが足りていないことが判明。

  • 急遽タミヤのギヤボックスに戻したが、こっちはこっちで問題あり(スプロケが抜けて空転する・うるさい・幅を取るなど)。

  • ver.1からの最大の課題であったベルト逸脱が改善していないどころか、より顕著になっている。

  • とりわけ動力部において、ベルト逸脱によりタイミングチェーンとギアの間にベルトが挟まってしまう。

というわけで、ver.2はこのままでは使えない。そもそも物体の運搬という最低限の機能すらまともに動かないという点で、ver.1より悪化していると言っていい。

基本設計は引き継ぎつつ、各所の設計を大幅に変更したver.2.1を作ることにする。

トルク不足のモーター
新型パーツ印刷

コンベアv2.x


v2.1に向けて

2025/06/25

ver.2からの変更点としては:

  • フランジを大幅に大きくし、ベルト逸脱を抑え込む

  • 軸受コネクト(前後のモジュールとの接続部分)と軸受パワー(モーターを設置する動力部分)を統合して一つのユニットとする

  • コンベア全体としてのテンションの強いローラーシャフトを削減し、摩擦を減らすことで必要な回転トルクを節約する

  • 二転三転の末、モーターにはNema17を使う(Arduino制御)

その他に、スケジュール管理の都合により7月1日のプレ展示に向けてはコンベアモジュールを一部のみ整備して使う(暫定全長2.5mのうち800mmのみ)ことにする。部品点数が少ないのでトラブルからの復帰に強いのである。

私用ゴミ袋には、もう使わないバージョンが古い3Dプリントパーツがおびただしい数放り込まれている。もったいないとは思うものの仕方がない、、、

CADスクリーンショット
NEMA17モーター

v2.1完成、だが

2025/06/27

一応ver.2.1は完成したが、根本的に問題アリ。

  • 動力シャフトとベルトの接する面積が足りずスリップする

  • 両面テープを巻いてみるなどするが効果なし

  • 摩擦が足りるようテンションを強くかけると普通にトルク足りなくなる

というわけで、動力シャフトを端に移動させ、また両端にモーターを配置(デュアルモーター化)したver.2.2に移行することに。

なおこの前後でヘボコン25への参加が挟まってしまい、とんでもないスケジュールになった。パンク寸前であるがTECH☆TECHのメンバーの力も借りてなんとか乗り越えた。

この画像は東京行きのバス出発1時間前にうまく動かなくて困っている私達。

バス出発前
困った

v2.2完成

2025/07/03

動力シャフトを端に配置したことで効率的にテンションがかかるようになり、安定して動くようになった。これで一安心である。

また制御系統にタクトスイッチ2個をつなぎ、手動で双方向運転できるようにした。これは単純に動作確認用に付けただけだったが、なんか展示に使えそうな流れになって笑った(詳しくは全体の状況参照)。

コンベアv2.2
動画プレゼン用動画収録
双方向運転

黒くしよう


黒いパーツを印刷開始

2025/07/14

文字の白色を際立たせるため、また作品としての一体感を高めて背景とのコントラストを確保するために、構成パーツをすべて黒に統一することにした。

プロトルームで無料で使えるフィラメントは白色のみ。Bambu Lab純正のPLA Basic フィラメント(黒色)を2kg注文し、これでローラーシャフトを印刷する。いつものように複数台並列で回せないので時間はかかるが。

ありがとうPrimeDay
黒いパーツを印刷開始

黒パーツ印刷続き

2025/07/19

ローラーシャフトの印刷が完了したら、次は軸受けの印刷。

スプロケットやワッシャーも印刷する。

(印刷完了の音が鳴る)

軸受け印刷中
印刷完了

黒いコンベアが完成

2025/07/20

完成した。木枠は鵜飼に塗装してもらったのだが、見てほしい。惚れ惚れするような美しさである(自画自賛)。さながらiPhone7のジェットブラックのよう(?)

動作は快調。黒染めしたことによる新たな問題も特になく、これでコンベア本体(ver.2.2-B)は完成とする。大渕はここから資料作成や展示機材キッティングなどの雑務に入る予定。

実際にコンベアを駆動するArduinoのコーディングは鵜飼に引き継ぐ。よろしく!

完成した黒いコンベア