今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

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ベビーカーを折りたたむ~自由度1のリンク機構
【今日の料理】 2011/1/13 夕食
 今日は,娘(11.0ヶ月)のやけどの経過確認に,病院に行きました.1ヶ月強の通院でしたが,経過は順調で,今日が最後の診察になりました(やけどの経緯は,→こちら).跡が残ってしまわないか,少し心配ですが,問題なく済んで,良かったです.
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★米飯

★いろいろスープ,人参・まいたけ・こまつな・卵

★さんま干物,大根おろし
 昼に焼いたのですが,所用で食べられなくなり,夕食に回しました.

★里芋煮
 圧力鍋,加圧3分.実家でもらった里芋です.

★プチトマト

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【今日の育児工学】 ベビーカーを折りたたむ~自由度1のリンク機構
 久しぶりに,「育児工学」です.
 今日は,ベビーカーの構造についてです.ベビーカーの便利な「折りたたみ」が,どのような仕組みで実現されているのか,調べてみました.


★ベビーカーの骨組みを調べる
 我が家のベビーカーを,図1に示します.親戚から,頂いたものです.
<図1>
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 このベビーカーは,折りたたむことが可能です.折りたためると,運搬に便利です.どのようにして折りたたみを実現しているのか,調べてみました.

 ベビーカーの構造を確認しやすくするため,シートと幌を外しました(図2).骨組みが,あらわになりました.
<図2>
20120113z23.jpg

 この状態で,折りたたんでみます.下図3のように,ベビーカーは平らに折りたたまれます.
<図3>
20120113z31.jpg
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 実際には,この後,全体を3つ折りにして,さらにコンパクトにたたむことができます.しかし今回は,平らにたたむまでの状態について,考察しました.


★折りたたみの仕組みは
 どのような構造で,折りたたみを実現しているのでしょうか.ベビーカーの各部の寸法を見取って,作図してみました(下図4).
<図4>
20120113z91.jpg
 このベビーカーは,次のような構成の,リンク機構になっているようです.
 ・リンク(棒)の数  :8個 …図4の黒線
 ・節点(回転ピン)の数:6個 …図4の赤丸
 ※図4でハッチングした部分は,実際には1個のパーツですが,理解しやすくするため,3個のリンクと考えます.

 このリンク機構は,全ての節点(回転ピン)をフリーにすると,形が一意に定まりません.逆にいうと,全ての節点をフリーにしておけば,ベビーカーを使用形態から折りたたんだ形態に,変形させることができます.


★ベビーカーの形態を固定する仕組み
 このベビーカーでは,リンク機構の形を定めるために,図4の大きい赤丸で示した節点の回転が,固定できるようになっています.この節点を固定すると,長さ205ミリの2個のリンクを含む平行四辺形の部分の形状が,固定されます.そして,この平行四辺形につながった,長さ100ミリのリンクと,左側の車輪を含むリンクも,固定されます.したがって,ベビーカーは,使用形態に保たれます.

 節点の固定は,次のようにして,実現されています.
 ベビーカーのハンドルには,図5のような,トリガーがついています.
<図5>
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 このトリガーを引くと,図4の大きい丸で示した節点を固定しているパーツが移動して,固定が解除されます(図6).この解除した状態になると,ベビーカーは形態を変化させることができます.(写真では指で押し上げていますが,実際にはフレーム内部のワイヤーで引き上げられます.)
<図6>
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 なお,図4の大きい丸で示した節点には,3個のリンクがつながっています.回転を固定しているのは,長さ150ミリのリンクと,長さ100ミリのリンクの間の回転です.(長さ205ミリのリンクの回転は,直接は固定していないように見えます.)

 折りたたんだ状態にすると,再びロックがかかります(図7).
<図7>
20120113z51.jpg20120113z52.jpg

 以上のように,このベビーカーでは,1個の節点の回転を固定するだけで,リンク機構全体を固定できるようになっています(リンク機構の自由度=1になっている).これによって,1箇所の節点の固定/解除を操作するだけで,ベビーカーの形態を変形させることを可能としています.

 次回は,このリンク機構の動作を,アニメーションで再現してみます.


【今回の結論】
 ベビーカーの折りたたみは,リンク機構によって,実現されています.
 このリンク機構では,1個の節点の回転を固定するだけで,ベビーカーの形態を固定できます.
 これによって,簡単な操作で,折りたたみができるようになっています.


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