ワークショップ『モーターの仕組みを作って学ぼう』in 北九州

3月20日、北九州市のKIGS（北九州イノベーションギャラリー；北九州産業技術保存継承センター）にてMAKERS & FABBERS 2017 in KITAKYUSHU 『KIGS春のわくわくワークショップまつり』が開催されました。
当イベントは小学生親子・中学生を対象とし、全国各地の「ものづくりのスペシャリスト」と一緒に楽しい工作や体験をするイベント。
アクリルでブローチを作ったり、レーザーカットしたパーツで動物を作ったり、ドローン操作体験があったりと、多種多様なワークショプが出揃っており大勢の親子で賑わっておりました。

KIGS（北九州イノベーションギャラリー）の建物。トラス構造がとってもオシャレです。

今回は、我々ELEKITもワークショップを開催しました。

事前予約制で全4回。電話での予約受付開始からすぐに埋まってしまったそうです。
今回予約できなかった皆様、ごめんなさい！

テーマは『モーターの仕組みを作って学ぼう』。
そう、参加者の皆さんの手で“モーターを作る”のです。

今回使う材料はこちら！

MDF板をレーザーカットしたパーツ・磁石・単3乾電池・電池ボックス・端子・ネジ・エナメル線

これだけでモーターが作れちゃうんです。
これらの部品を組み立てると…

こうなります！
「これモーターなの？」って思われる方もいらっしゃるかもしれませんが、これは紛れもなく“モーター”です。
動いているところを見てみましょう。

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ワークショップで小学生の皆さんに作ってもらった手づくりモーター。皆さんご存知、『フレミング左手の法則』でくるくる〜って回ります。

A post shared by ELEKIT / 株式会社イーケイジャパン (@elekit_official) on Mar 21, 2017 at 5:15pm PDT

ほら、くるくる～って回ってますよね。これぞ“モーター”です。
でも何でこんなただのエナメル線が手で触れなくても回ってくれるのでしょう？
今回のワークショップではそんなモーターを作っていくことで、仕組みを学んでいきます。

それでは始めましょう。

皆さんこんにちは～。先生の話をよく聞いてくださいね。

周りのブースでもいろんなワークショップが開かれています。楽しそう！

電池ボックスに板をはめて木工用ボンドで貼り合わせます。うまく貼れるかな？

端子をネジで固定するところ。部品を抑えながらドライバーを回すのはものづくりでも大事な技術です。

コイルを作るところは微妙な調整が必要で、何度も試行錯誤する体験こそワークショップの醍醐味。
モーターの回転軸がずれていたり、エナメル線の削り方が甘かったりするとうまく回りません。
それでも参加された皆さんは全員モーターを完成させました。すごい！！

実験してうまくできなかったら「何でうまく回ってくれないんだろう？」と考え、少しずつ修正。

完成を目指して、組み立て→実験→修正を何度も繰り返します。
（ものは言いようですが）PDCAサイクルの基本はこういうところでも学ぶことができるのです。

それでは今度は出来上がったモーターの回転を8分の1倍速で見てみましょう。

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8分の1倍速

A post shared by ELEKIT / 株式会社イーケイジャパン (@elekit_official) on Mar 21, 2017 at 5:17pm PDT

ゆっくりな映像にはなっていますが、それでもモーターの回転は速いですね。

では、今回作ってもらったモーター。一体なぜ手で触っていないのに回り続けるのでしょう？

皆さんは理科の授業などで『フレミング左手の法則』というのを聞いたことがあると思います。
磁界の中で導線に電流が流れると、その導線に力（ローレンツ力）が発生するときの、それぞれの向きの関係を示したものですね。
定期テストのときにクラスのみんなで左手をいろんな向きに回してた方もいらっしゃるのではないでしょうか。

フレミング左手の法則

このフレミング左手の法則により、磁石の近くにある導線（エナメル線）に電流を流すとローレンツ力がはたらいて導線が動くわけですが、この導線をらせん状に何回も巻くことでローレンツ力が何倍にもなり、下の図のように上の点と下の点にはたらくローレンツ力は、
上の点：手前向き
下の点：奥向き
になることで回転するモーターがつくられるのです。
（らせん状に巻いた針金やひも（導線も含む）は『コイル』と呼ばれます）

『フレミング左手の法則』により発生するローレンツ力でモーターが回転します。

これがモーターが回転する基本的な原理ですが、モーターがずっと回転し続けるために実際はいろんな工夫が施されています。
興味のある方はぜひいろいろ調べてみてくださいね。

ワークショップに参加してくださった皆様にはとても楽しんでいただけたようで、頑張って準備した私たちとしても嬉しいですね。
今回のワークショップでは「回転するモーター」を組み立てていただきましたが、それ以外にも直線的に動く「リニアモーター」というのもありますよということで、2017年4月に発売される新製品『リニアモーターエクスプレス』の実物展示をしてご紹介させていただきました。

リニアモーターエクスプレス[MR-9106]（2017年4月発売予定）