こんにちは、おきぺんです!
「技術」の授業、いつもお疲れ様です!今回は、私たちの身の回りにある「丈夫なモノ」が、どうやって作られているのか、その「ひみつ」に迫っていきますよ。棚や机がぐらぐらしないのはなぜだろう?「丈夫な構造」を知って、モノづくりの面白さを一緒に体験していきましょう!
そもそも、どうして「丈夫な構造」が必要なの?
みなさんの身の回りにある製品は、どれも「丈夫」であることが大切です。なぜなら、ちょっとした力が加わっただけで壊れてしまうようでは、安全に使えませんし、製品としての役割を果たせないからですね。
今回の授業動画では、そんな「丈夫さ」を生み出すための「技術」について学びました。さっそく、ポイントを振り返っていきましょう!
「丈夫な構造」を作る2つの大きな方法!
製品を丈夫にする方法は、大きく分けて2つあります。この基本をまず押さえておきましょう!
1. 構造そのものを丈夫にする(今回のメイン!)
これは、モノの「形」や「組み立て方」を工夫して、丈夫にする方法です。同じ材料を使っていても、組み方を少し変えるだけで、ぐっと頑丈になることがあります。今回の動画のメインテーマは、まさにこの「構造を丈夫にする」という点でした!
2. 材料(部材)を丈夫にする
こちらは、使われている「材料」自体を強いものに変える方法です。例えば、木でできたものが腐りやすいなら、もっと丈夫な金属に変える、といったイメージですね。材料の選び方も、製品の丈夫さには欠かせない要素なんです。
知ってた?「四角形構造」は意外と弱いんです!
さて、ここからが「構造を丈夫にする」具体的なお話です。
動画で紹介されていた、板材を4枚組み合わせた四角い棚のような図を思い出してください。あの四角い形に横から力を加えると、点線で示されていたように、平行四辺形のように「ぐにゃっ」と傾いてしまいますよね?
これって、まさに「ぐらぐら」している状態です。つまり、四角形だけで組まれた構造は、実はそこまで強くない(弱い)という特徴があるんです。
でも、大丈夫!この「ぐらぐら」をなくして、四角い構造をとても丈夫にするための「すごい方法」が、主に3つあります。さっそく見ていきましょう!
ぐらぐら解消!四角形を丈夫にする3つのすごい方法!
その1:三角形の力を借りる「三角構造(斜め材)」
「三角構造」とも呼ばれるこの方法は、四角形の箱に斜め方向の材料(斜め材)を加えることで、ぐっと丈夫になるんです。
なぜかというと、四角形は力が加わると変形しやすいのですが、三角形は形が崩れにくいという性質があるからなんです。四角形を斜め材で「三角形と三角形」に分けることで、全体ががっちり固定されて、ぐらぐらがなくなるんですね!
学校の耐震工事で、教室の窓に金属の斜め材がバツの字のように入っているのを見たことはありませんか?あれも、この三角構造の考え方を使って、建物を地震に強くしているんですよ。
- メリット:非常に丈夫になります。
- デメリット:斜め材が入ることで空間が仕切られ、見栄えがあまり良くない場合もあります。
その2:全体を覆う「面構造」
この方法は、四角い板材の表面全体に、薄い板などを貼り付けて固定することで強度を高める方法です。
板材の表面を覆うことで、面全体で力を受け止めるようになり、強度が大きく増します。段ボール箱に別の紙を貼り付けて補強するようなイメージですね!
- メリット:強度をかなり増すことができます。
- デメリット:全体を覆う分の材料が必要になるため、材料費がかさんでしまうことがあります。
その3:金具でがっちり固定!「補強金具」
最後は、L字型やT字型などの補強金具を使って、板材のつなぎ目(接合部)をがっちり固定する方法です。
動画でも説明があったように、この補強金具は、板材の内側につけるタイプもあれば、表面に貼り付けるタイプもあります。
ただし、補強金具を使うときに大切な注意点があります。それは、使う板材自体も、しっかりとした太いものを選ぶ必要があるということです。もし薄い板に金具をつけようとすると、力がかかったときに板が割れてしまうことがあるからです。せっかく金具で補強しても、板が割れてしまっては意味がありませんからね!
- メリット:それぞれの接合部をしっかりと固定することで、全体的な強度を高めることができます。
- 注意点:使用する板材は、頑丈なものを選ぶ必要があります。
まとめ:丈夫な製品づくりの大切な視点
今回の授業では、「丈夫な構造」にするための大切なポイントを学びましたね。
特に、「構造自体を丈夫にする」ことについて、四角いものがグラグラしてしまう原因と、それを解消する「三角構造」「面構造」「補強金具」の3つの方法を詳しく見てきました。
どの方法も、身近な製品の「丈夫さ」を支える大切な技術です。テーブルや椅子、棚など、私たちの生活を支える製品には、こうした様々な工夫が凝らされているんですね。
もちろん、そこまで大きな力が加わらない製品であれば、シンプルな四角形構造でも問題ありません。でも、もし力が加わる可能性があるものを作るなら、今回学んだ方法をぜひ思い出して、製品づくりに活かしてみてくださいね!
君ならできます。頑張って!
コメント