テスラコイル考察まとめ

うにゃむにゃ
いつもねむまっているLokiです。
なんか、工作やってんだだかやってないんだか分からないですけどテスラコイルについて考えがまとまってきたので書きます。今後作る人の参考程度になればいいと思っています。


テスラまとめ

テスラコイルを作っている人はたくさんいると思うんですがその中でもPLLを実装すると最適な周波数で二次コイルを駆動できると聞きます。しかし、僕はテスラコイルにとってあまり現実的な回路とは思いません。(僕のPLLに関する理解が未熟なだけかもしれませんが.....)
そこで、単に二次コイルから引き戻した信号で駆動する自励タイプのテスラコイルが最もいいと思われます。

・具体的なアルゴリズム

まず、インタラプタから信号(パルス)を出力してゲートドライブ回路の出力を反転させます。すると一瞬だけ一次コイルから二次コイルへ電力が送られます。その時に二次コイルの位相を引き戻し、再びゲートドライブ回路の出力が反転するようにします。そしたら、また二次コイルに電力が送られて発信し続けます。

こいつのいいところは、PLLの知識がいらないのと駆動回路に使用する石の数が極端に少ないことです。(出力反転用のロジックICとゲートドライブICのみ)　
あとはブリッジ回路をいじるだけであらゆる二次コイルに対応できるはずです。

これがいまのところ自分が考えられるテスラコイルとしては最も簡単と思います。

今後実験をやり次第動画や写真を投稿していきます。

エグゾーストキャノンMk.11 動作確認報告

どうもお久しぶりです。
yasuでございます。

前回の更新からやや間をあけまして、
今回は
エグゾーストキャノンMk.11の
動作確認報告をさせていただこうかなと。

ちょうど制作に着手し始めてから二ヶ月ほどたったわけですが、なんとか今回の機構を成り立たせるのに必要な部品をすべて作り終え、動作実験を行うべく組んでみました。
要はピクミンのクリアできるけどgoodendじゃないよっていう感じです(謎

つらつらと文章を書くのも個人的には好きなのですが今回は時間の制約上、代わりに動画を見ていただこうかなと思います。

こんなかんじです。
初めて自作したPCをこき使い、頑張ってHDサイズで出力したので、ぜひ大きな画面で見てもらえると嬉しいのです。





完璧に動作していますね。
やはり例のピストンを外部に拡張する方式の排気スピードは今までのものとは桁違いというのがよくわかります。
威力も凄まじくフルパワーでの動作時には一体どうなってしまうのだろうというレベルです。(今回の試験は0.5MPa以下でのもの。一応最大１MPaを想定)


ちなみに動画で見ても何となく分かると思いますが、今回その内部ピストンの瞬間的な移動のため、結構な射撃時の反動が発生しています。
組む前から予想はしていましたが、これはなんとも良い感じです！
やはり手に携帯できる装置に於いて「射撃音」そして「反動」というものはそのカッコよさを加速してくれます。

ただ今回テストして一つ明らかになった問題として、トリガーに採用しているエアブロワーhttp://www.monotaro.com/g/00063537/
こいつの流量が少なすぎて、トリガーを押し込んだあと、かなり大きめのラグの後、ピストンが作動するという状態になっています。

動画だと、射撃の直前にエアがリークする音が聞こえているかと思います。
これが聞こえる間もなく、押した瞬間にズバンとピストンが作動するのが理想なので、結局新しく自分で排気弁を自作することに決めました。
その結果完成したものがこちらです。

写真右の突起部を指で押し込むとかなりのスピードで排気ができます。

分類的には「バランスバルブ」や「無圧バルブ」と呼ばれるものです。
なぜそのような名称かといいますと、内部構造を見れば一目瞭然です。

このようにシリンダーにはピストンが2つ収まっており、この2つのピストンの間に高圧の空気が送り込まれます。
この2つのピストンの直径は全く同じのためその圧力は互いに打ち消され、結果少ない力で高圧の空気を排出することができます。
ちなみにスプリングを仕込んであるので、トリガーを引いたあとはしっかり元の位置にピストンは戻ってくれます。

この自作バルブに関しても動画をまとめたのでぜひ御覧ください。




動画内では同じ圧力に設定したタンクに取り付けた、市販のエアブロワーと比較を行なっていますが、明らかに自作バルブのほうが高速な排気を実現しているのがわかります。
きっとこれならトリガーに指をかけちょっと力をかけた瞬間、ピストンがズバンといってくれるでしょう。

と言っても実はまだこのバルブとキャノンを接続する1/8インチのニップルを買っていないのでテストをしていない…
早いうちに購入して、またその時、結果を報告しようかと思います…


あ、相互リンクの件もまだまだ募集しておりますので、そちらもよろしくお願いしますー

それでは今回はこのへんで！

五か月ぶりの更新うわああああああ

うわあああああああああああああああああああ
五か月ぐらい更新をしませんでした。土下座級です。
本当にごめんんささああああああああああああああああでした

この5ヶ月の間、色々ありました。

例えばキャノンMk.9が結局完成したとか、キャノンMk.10がうっかり一日で完成したとか…

適当に作ったらセミオートキャノンがうっかり完成したりとか、

MTM07に出展したとか、うっかりそれがニコニコニュースで取材され、私の本名が晒されてしまったとか…

新たにUZMlabのWebサイトをひっそりと立ち上げていたとか…
そして新たにエグゾーストキャノンMk11の製作が始まっていたとか…

こんな感じで、改めて記事を執筆しようとなると膨大な時間がかかってしまって(自分が悪い

そんなこんなで過去のことは適当に()、そして今後はキャノンMk.11の製作メインで進めていこうかなと思っています。

はい、ではそんな感じで進めて行きましょうーーーー

１．エグゾーストキャノンMk.9の完成
このブログの最終更新ですね…()
結論から言いますと、結局完成しました。
威力としては、その充填容量からして明らかに過去最強、そして重量も勿論過去最大…
えらいこっちゃえらいこっちゃ
詳しい説明はこのブログ内では面倒なので、代わりに動画を見てくださいな。

うむ、すばらしい…

2.キャノンMk.10できた

はい、できました。

といっても実質これはオマケみたいなものなので、とくに新しい機構や、強力なパワーなどは持ちあわせておりません…

更には製作中の画像すら面倒でとっていない…

こんなものです。

 今回は旋盤を使って外装を作っています。
今回の特徴としては、
水道管ニップルとキャップを用いて作るキャノンはダサい(Mk.5とか)という前提があったので、そいつをどうにかかっこよくできないかなーと思いまして…って感じです。
結論としてはガワとして塩ビ管を用いることで良い感じに成ったというのが今回のキャノンです。
カラーは勿論いつものキヤノンカラーですね。

しっかしこれ見た目完全に爆弾か何かだな…

というわけでキャノンMk.10でしたー。

3.セミオートキャノン(仮)

セミオートなエグゾーストキャノンにかんしては結構前々から色々考えておりまして、じっさい色々と機構を考えてきたわけではあるのですが、実際どれもなかなかに複雑な感じになってしまってアレな感じだったわけですが…

ノリで、

これで動くんじゃねｗｗｗって感じでやったら

動いちゃった…

ってやつです。

詳しくは動画をご参照ください…

ちなみにその副産物なまさかのフルオートキャノン…

ぶっちゃけこれに関してはうっかり全くの偶然な動作なので、なんとも…

(フルオートなキャノン作ってもぶっちゃけ面白く無いし…)

4.MTM07出展してきました。

はい、してきました。

MTMには04のときに出展した以来ですね。

見学者としては02、03、05と参加しているのですけど。

今回のMTMはキャノンMk.4、Mk.5、Mk.7、Mk.9、+後輩製作のキャノン2機で参戦、一日目、二日目ともに出展し、かなりの大盛況でした。

残念ながら僕の方では当日のブースの様子などはありません(出展者サイドの忙しさヤバい)

本当に見てきて下さった方々、更に動画や記事にして下さった方々には感謝を申し上げたいです。

いまさらな感想としては、やはり前日徹夜して制作したA2かB2ぐらいのポスターがよかったかなーと。

4.1ニコニコニュース載った

さて、大盛況と成ったMTM07、UZMLabブースでありますが、

実はニコニコニュースの取材陣に取材されて、その日のうちに記事になってました。

あと本名晒されてた。

というわけでまさかのニコニコニュースデビューしてしまいました。

ニコニコニュースってアレですよ、動画見てたらうえのほうにｻｯ……って出てくるアレですよ。

いやはや…

でここで問題だったのが、撮影者の使っていた撮影機材ですよ。

当日撮影された動画の撮影に使われたカメラのマイクの性能がクソすぎて全然キャノン射撃時の音が撮られてないんだよ！！

お陰でやや批判的なコメントが…

まぁぶっちゃけそんなんどうでもいいわけですが…ｗ

いつかリベンジしますかね。

5.UZMLabのWebサイト作った

自分が今のような中二的工作に踏み出すきっかけになったのは、実は某書籍「アリエナイ理科ノ工作」を読んだことがきっかけだったのですが、

その他にも当時有名であった例えばPJさんとこの高エネルギー技術研究室や、超有名ポッカーの実験室など、アングラ系工作サイトも結構な後押しになっていたわけです。

今現在電子工作系(テスラとかコイルガンとか)の実験工作サイトは正直飽和状態にあると思うのです…(もう誰が誰だか把握しきれない)

しかし機械工作系なあれなサイトってなかなか見当たらないなーと思うのですね。

ヒロシ氏のDRYROOMなどは素晴らしい記事がまとまっていますが。

更にいうとキャノンに関して言うと詳しい情報がまとまっているサイトは自分のこのブログと、Coiler氏のとこのBlogぐらいだなーと。

エグゾーストキャノンってア理工のトップを飾っていて、皆作ってみたいって思うと思うのですが、如何せん情報量が足りなくて、結局挫折してしまう人が多い気がしていまして…

それが逆にフィルターになっていて知識のない人間が馬鹿な真似をしないようになっている感はありますが、

やっぱり製作にあたってのポイントや、更に安全に関してこれだけは守っとけみたいなのがまとまっているといいかんじだよなと…

というわけで去年の12月頃にgooglesitesを利用して実はひっそりサイトの構築を始めてました。

こいつです。

UZMLab

色はいつもの厨二系キヤノンカラーです。

こういうアングラ感、自分もやってみたかったのです。

現在記事がほとんど記述されていなくて、キャノンの動作機構の二重筒式しか終わっておりません。

気合で何とかしていく所存であります…

それと現在このWebサイトにおきまして相互リンクをしてくださる方を募集しております。

実験工作系サイトを運営されている方で、やってもいいよって方は是非コメント欄でお知らせください…

というわけで新しいサイトをよろしくお願いいたします…。

6.エグゾーストキャノンMk.11制作スタート(本題)

Mk.10は先程記述したとおりぶっちゃけおもちゃでしたが、

Mk.11は新たなセミオート機構を搭載し、かつCoiler氏の考案した新しい排気機構を実装した本気のエグゾーストキャノンとなっております。

結構前々から見た目を適当にちょちょっとかっこよくするのでなくて、機構的にエレガントな感じを実現したいなと思っていまして…

セミオートの機構に関してはこんな感じです。

よく分かない絵も含まれていますが誤差の範囲です。

ピストンを外部に拡張し、その先端に別のシリンダーを取り付けてそっからホースを本体側に伸ばしてあーだこーだごにょごにょやるとうまいこと行く予定です。

正直プロトタイプを作っていないので、怪しいところですが、まあきっとなんとかなるでしょう。

この機構のポイントとしては、

１.ホースを使うことになる(なんかカッコいい)

2.ピストンが外部に拡張され、その動作が目視できるようになる(超カッコイイヤバい)

こんな感じでいい事ずくめです。

さて、次に新しい排気機構に関してですが、これは凄まじいです。

何が凄まじいって当然のことながらその排気速度です。

ぶっちゃけ細々とした改良とかをごにょごにょやって、取り回しが楽になったり、拡張性がましたりーとかっていっぱいあるんですが、それって何か違うじゃないですか。

これはそれを遙かに突き抜けて、その根本たる排気速度を一気に向上させます。

なんだか書いててこっちのほうがテンション上がってきますねｗ

忘れかけていた中二的ロマンを思い出させてくれる機構です。

発案者のCoiler氏曰くこの機構に関しては、詳しい説明は省いて何となく分かる人だけわかってくれとの意向なので、みなさんなんとなくわかってください()

さてこれに関してはプロトタイプをMk5をベースに実際に作ってみました。

これもまとめた動画があるのでそれを参照してください。

動画を見てもやや伝わりにくいかもしれません…

しかし実際に動かしている本人としては、明らかにその威力が向上しているのがわかります。

ピストンの動作速度が過去のものと比較して圧倒的に向上しているのですね。

ちなみにfps1000での撮影で、このキャノンのこの機構におけるピストン開放に要する時間は

6.0✕10^-3[s]

つまり1000分の6秒であるようです。(ヤバい)

そのおかげで射撃音のキレがあるものになり、かつピストンの移動による反動もかなり大きくなりました。

個人的に携帯型銃器に関しては、その射撃音と適度な反動がそのカッコ良さを加速させると思うのですが、この機構は見事にその要件を満たしてくれます。

いやぁさっきからべた褒めですなぁｗ

というわけで以上の2つの機構をゴニョゴニョやりまして、illustratorで完成図を書いてみたのがこちらです。

超カッコイイヤバい

うーむこれは素晴らしい。更に後部のメカメカしいセミオート機構の部分が特に素晴らしい。

しかもここ、ピストンが高速で動くのが見えるんだぜ！！

ヤバい！超アツイ！！

我ながら恐ろしいものを作っている感がひしひしと…

さて、イラストからよく分かると思いますが、今回は旋盤使いまくりです。

部品の8割が旋盤で加工されています。

そういえば自分、実家ぐらしの時は自室に旋盤があったのですが、今は仙台なアパートに一人暮らしなわけで…

気合で旋盤導入しました(ぇ

写真右

マイワーキングスペースなわけですが、見事な秘密基地感をかもしております。
机は自作で憧れのL字、アームライト二機、液晶モニタ(元TV)、アンプ、スピーカー、そして卓上旋盤が組み込まれております。
音楽を聴きながら、TVで図面を確認、そして旋盤を回すことができるという神環境です。
ここのところはずっと家にこもって作業をしております。
ただし、勿論隣人の不在時を狙って使わないといけないのでなかなかやっかいです…ｗ

さて、話は戻ってキャノンM.11ですが、だいぶ前に材料を購入しました。

丸棒はMk.4の時と同じくとくきんにて購入。
それ以外はモノタロウで大量に買い付けました。
結局今回の予算としては20000円ぐらいでしょうか…
さて、制作編に関しては、また別の記事でまとめるつもりなので、これに関してはまた次の記事をお待ち下さい。
それもなんとも寂しいので、オマケとして現在の進捗状況を何枚か…

本体後部、セミオート機構のアップ

エアカプラ接続部

いやーカッコイイカッコイイ素晴らしい！！！


とりあえず今回はこんなところでしょうか()
しかしなんでも一回やめてしまうと、それを再び復帰させるのは億劫になるばかりで、なんとかほそぼそとでもやっていくべきだと痛感しているところであります…

というわけで、次回の更新をお楽しみに…
相互リンクの募集もよろしくお願いいたします…
では！

キャノンMk.9 カプラとかガスケットとかフランジねじ切りとか

こんばんは、yasuです。
更新頻度あげるとか言いながら早速二週間ほど開けてしましましたね…
ぐぬぬ…

勿論更新してない間も色々と作業を進めておりましたので報告していきます。

いつものモノタロウで色々買いました。
これで何回目なんだろう…

今回はシリンダー内エアー開放部に写真右側の大容量のエアカプラ(http://www.monotaro.com/g/00126106/)を採用します。
ちなみに確かモノタロウ価格は1400円ほどで、通常の大きさのカプラの四倍以上しますが、今年の四月に行った骨董市で確か300円程度で手に入れたものです。

 カプラのプラグ部を見比べるとこのとおり、圧倒的に流路の断面積が違います！
だいたい通常の物の三倍です。
これでさらなる急速なシリンダー内のエアーの開放が期待できる…





今回はとりあえず手元にエアコンプレッサは無いので、エアーは手動での注入となります。
大流量カプラに直接バルブをロウ付けして新しい部品を作るのが面倒だったので既製品から組みましたとさ。

 次はキャノンの心臓部であるシリンダーの切り出しです。
高速切断機で鋼管を300mmにカットします。
（実はこの鋼管、ゴミ捨て場にあった机の脚だなんて言えません。）

 こんなもんかとタンク内に納めてみます。
いやぁーやはりコアキシャル（同軸）な機構はかっこいいですな！
今回は切り出しだけなので、シリンダーの細かい形状の加工やピストンの製作はまた次の日に行う予定です。

次はガスケットの製作です。
ここまで大きな交換用のガスケットってのは初めてですね…
モノタロウで300×300×4mmのゴムシートが700円という値段で売ってるのでお勧めです。

サークルカッターで円形に切りだします。
100円のサークルカッターでもなんとかなるもんです。

ガスケットが完成です！
2つでセットになります。
んーそれにしてもこの形状の使い方はコスパ悪いなぁｗ












さて、ここからはキャノン製作にいて特に重要な部分、エアカプラのプラグを如何に鉄板に取り付けるかです。

先ほどの大流量カプラに対応する1/2ネジのソケットを購入しました。
相変わらずでかい…
さて、この部品をどうやって鉄板に取り付けましょう？

 ではまずは鉄板にけがきです。
正直このケガキは後々意味を成さないので適当でいいです。
大きさが分かる程度で…

 ケガキの内側にそって径の小さいドリルで穴を円周状に開けていきます。
もうこれから大体何やるか分かるかと思います…

 切削ペーストをドリル刃に塗布すると捗ります。
いやほんとにモノタロウドリルペースト安くていいものですよこれ…。

 さて、開け終わりました。
これだけではどうにもならないので、この穴にそって鉄板をぶち抜いてきます。

 こんな感じのコの字型の杭のようなものの先端を穴にかけておもいっきり金槌でぶっ叩きます。
これを何回も繰り返せば穴と穴との間の金属は疲労していきます。

 ある程度いじめたら止めを刺します。
適当な丸棒を中心に当てて…

「そおいッ！！」

上手いこと行きましたね。

この作業はずっと前から何回もやったことがあるのでもう慣れてます…
ほんと、なんというか機械工作と言うより工芸なきがしてくるなぁ…

さて、ここからはさらなる気合の作業です。

適当にぶち抜いた部分を円形に近づけていきます。

勿論ヤスリです。

丸棒ヤスリで削って行きましょう。

まぁこんなのMk.3製作時に比べたらお遊びですな…

ヤスリでここまで持って来ました。
うーみなかなかなのではないでしょうか…ｗ
更に円形に近づけるため次にあいつを使います。

 特大のリーマです！
これで精度のある円にまで持って行きましょう。

 切削ペーストを塗布し、切り込んでいきます。
割りと楽に作業は進みます！

最終的に手作業のみでここまで仕上げることが出来ました。
これで最後の工程への準備が整いました…

 最終工程は、そう、タップによる雌ねじきりです…
使用するタップは勿論1/2インチのパイプタップと呼ばれる特殊なもので、一本2000円もします。
ちなみにM20のボルトより太いよ…
こいつで厚4mmの鉄板に挑みます…

 このサイズに合うタップハンドルは手元にはなかったため、ロッキングプライヤーで代用してみました…
あとは気合で切り込みます…
これがなかなかにおもたいんだなぁ…

 という訳で何とか切れたわけですが……

どんなものかと緊張しつつカプラを取り付けてみると…

んーやっぱり曲がってんじゃん…







これで妥協したら、Makerの名が廃る！もう一枚のフランジの方に1からねじ切りの準備から何からもう一度施し再挑戦することにしました。

後日に穴あけ、ヤスリがけ、リーマでの加工等、準備をすべて終えた所で、

、前回の失敗を踏まえ、今回はタップハンドルの自作から始めます。
まずタップを保持する部分は鉄の端材を適当に組み合わせて作ります。
ここは強度が必要だったため、創作室の先生の方に溶接をやって頂きました。
いやあもうホント感謝です…

一瞬でやってのけてくれました…
さすがです…

 溶接で完成した部品です。
今回の1/2タップがガタなく完璧にはまります。これを長い角材に固定すべくちょい加工します。

 こんな感じで今回はM8でのネジ止めにしました。
固定は完璧です。

素晴らしいタップハンドルが完成しました。
これで準備は万全です…

練成したアイテムを手に万力へ向かいます。

「ゴゴゴゴゴゴゴゴゴゴ…」

 更に今回は新たにスコヤを用います。
スコヤとは精度よく90度の角度が出ている測定具であり、これとタップの四辺を突き合わせながら切り込んでいくことで垂直を出しつつ切ることができます。

 こんな感じの作業風景です…
タップハンドルはこれぐらい無いと作業は捗りません。

 途中経過です。
スコヤの直角とほぼ一致して切り込めています！
我ながらすばらしい…

そしてついに完成です！
いやぁ完璧ですね！！
我ながら素晴らしい…ｗ

せっかくなのでカプラのソケットを付けてみました。

いやー力強い！！

では最後にもう一枚

とりあえず現時点でフランジの切り出し、そして今回のねじ切りという厄介な作業は終了したので、進行度としては60％ほどまでには来たのではないでしょうか？
次回こそはエグゾーストキャノンの心臓部、シリンダーとピストンの加工に着手したい…

では今回はこのへんで…
ではではー

キャノンMk.9 見た目八割方完成

こんばソはーyasuでございます。
今週一週間は毎日美術館に通っております。

というのも今学期は非常に楽勝なわけでありまして、なぜか二限→四限という流れがほとんどなんですよね。
基本的に大学の授業は1、2限が午前、そして昼食を挟み、午後の3,4,5限と続くわけですが、本来ならこの三眼が空きコマってのはなんともびみょうな休みなんですｗ
でも自分の場合、この時間に学校を速攻で脱出して美術館に通っているわけです！ｗ
いやぁなんて時間を有効に利用していることかｗ
リア充すぎるぜ…


さて、今日もそういうわけで美術館に行って参りまして、作業を進めてきました。
今日行った作業はホントちょとしかないです…ハイ…

今回のメインはこれです。
Ｍ10ユニクロ全ネジ２ｍが三本です。
今回のキャノンに必要不可欠な部品になります。

 高速切断機でギュイーンと行きます。
いやぁ楽ですねぇｗ

 切り終わりました。
たくさんあるとなんか嬉しいｗ

切断面は荒れていてねじ山が潰れているので、適当にグラインダーで落としておきます。
左の写真のように角を落とす感じです。










さて、そうして１５０Aパイプ、自作したフランジ、そして今回の全ネジとナットで仮組みしてみたわけですが……

うおおおおおおお力強すぎだろこれ…… 

以下テンション上がったのでギャラリー↓

いやぁこれはやばいっすなぁ…(ﾊｧﾊｧ
流石タンク容量6Lはやばい…
重量的にはなんとかぎりぎり片手で抱えて射撃できるレベルには収まっていて一安心…
これから内部に構造を詰めていきますが、大した重量増加ではないので何とかなりそうな感じです…ｗ

さて、まぁそんなこんなで今日も美術館で作業していたわけですが、途中で先に作業していたおっちゃんと会話していたところ…
おっちゃん「これ何作ってんだい？」
自分「えーと、圧力容器を作ってます…」
おっちゃん「これ吹っ飛ばないかい？大丈夫か？」
「んーなんなら俺が持ってて余ってる酸素ボンベ譲ってあげるよ」
自分「( ﾟдﾟ)」

という訳で明日酸素ボンベもらえることになったっぽいです（）
なんかどうもそのおっちゃんかなり有名な人らしく、銅板を加工した作品で色々賞を受賞している方らしい……
いやぁなんというか人とのつながりってのはすごいなぁと…

んーまぁ今日のところはそんなところでしょうか。
次回はキャノンの心臓部である、シリンダーとピストンあたりを製作していく予定です！
ではでは－ー