レゴ空気圧
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| 親テーマ | レゴテクニック |
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| 主題 | 空気圧 |
| 可用性 | 1984年～現在 （1984年） |
| 合計セット数 | 再リリースを含む32 [ 1 ] |
レゴ ニューマティクスは、空気圧と特殊なコンポーネントを使用して空気圧の原理を利用したさまざまな動作を実行するさまざまなレゴブロックです。
歴史
レゴ空気圧部品は、 1984年にレゴテクニックシリーズの一部として初めて導入されました。導入以来、レゴ空気圧部品は、レゴテクニックやレゴエデュケーション（旧DACTA）のさまざまな製品に採用されてきました。[ 2 ]
第1世代
LEGO Pneumaticsの第一世代は1984年から1988年まで製造されました。この世代は、シングルポートの空気圧シリンダーと、圧力および真空出口ポートを備えた3ポートの分配ブロックを含む、より複雑な配管を特徴としています。これらの圧力および真空ラインはスイッチに接続され、空気圧シリンダーの伸長時には圧力を、収縮時には真空を供給します。これらは、収縮に重力を必要とする単動油圧シリンダーと誤って比較されることがよくあります。違いは、これらのユニットは重力ではなく真空を利用して収縮することです。
第2世代
1989年、レゴの空気圧製品ラインが刷新され、新しいシリンダーとポンプが発売されました。従来のシリンダーとポンプは製造中止となりました。主な違いは、新しいシリンダーには2つの入力バルブが備わったことです。これにより、分配ブロックを含む複雑な回路を必要とせずに、押し引きの両方の操作が可能になりました。第2世代のシリンダーには金属ロッドも採用され、実物の油圧シリンダーに近づきました。
長年にわたり、このラインにもいくつかの新しいピースが導入されました。新しいポンプはスプリングベースで、手動でのみ操作でき、空気圧のパワーは手動で汲み上げられる速度に制限されていました。これにより、空気圧回路のパワーが制限されることは明らかでした。そのため、1992年にレゴは小さなポンプと小さなシリンダーという2つの新しいピースを導入しました。小さなポンプにはスプリングがなく、モーターで動作するように設計されていたため、空気圧の作品を連続的に稼働させることができます。小型ポンプは、8868 Air Tech Claw Rig（1992年）と8049 Tractor with Log Loader（2010年）の2つのセットと、いくつかのサービスパックにのみ登場しました。小型ポンプの新バージョンは、レゴセット8110 Unimog U400（2011年）でリリースされました。これにより、スタッドレス構造での使用がはるかに簡単になりました。
1997年、レゴはバッテリーのように機能するエアタンクを発表しました。圧縮空気を貯蔵することで、より強力な空気圧回路を構築できます。このパーツはレゴ愛好家の間で非常に人気がありますが、3つのモデルセットとパーツパックのみに登場したため、レゴでは十分に活用されていないと感じている人も多くいます。このタンクは後に、新しい圧力計パーツとともに、レゴ エデュケーションのアドオンパックで再リリースされました。
2003 年、レゴは古いシリンダーとスイッチ部品の製造を中止し、テクニック セットからスタッドを削除する方向への移行に合わせて新しい「スタッドレス」バージョンを作成しました。
第2.1世代
2015年、レゴは空気圧シリンダーとスイッチの2番目のバージョンを製作することを決定しました。この変更には、ポートの改良、つまりチューブの滑りやすさを向上させるための小さなテーパー加工などが含まれます。T字型コネクタや車軸/ホースコネクタといった多くの小さな部品は、変更なしで残されています。
リニアアクチュエータ
2008 年以降、レゴ社は、空気圧シリンダーと同じ目的で使用される機械式リニアアクチュエータを備えたセットをいくつかリリースしましたが、中間ポイントまで簡単に延長できるため、油圧シリンダーにさらに近似しています。
レゴの空気圧部品
レゴ空気圧の主要コンポーネントは次のとおりです。
空気圧ポンプ
ポンプは、空気圧回路における主要な空気源です。ポンプには、旧世代の第 1 世代ポンプ、新世代の第 2 世代ポンプ (両方ともスプリング式)、およびスプリングのない小型ポンプ (モーターとともにコンプレッサーとして使用するよう設計)の 3 つのバージョンがあります。第 1 世代ポンプは赤色で、各ポンピング サイクルで過圧と低圧の両方を提供し、それぞれシリンダーの伸長と収縮に使用され、分配ブロックを経由していました。一方、第 2 世代ポンプは黄色で、通常の自転車ポンプのように過圧のみを提供し、逆流を防ぐ一方向弁が付いています。また、ポンプ上部に大きな接触パッドがあり、システム内の最大圧力を制限する安全弁が付いています。第 3 世代ポンプは、半透明の青色で販売されています。
空気圧シリンダー
シリンダーはポンプのように見えますが、実際にはエネルギーの出力であり、入力ではありません。シリンダーには5つのバージョンがあります。第1世代のシリンダーは2つの長さがあり、入力は1つだけで、加圧または真空で動作しました。第2世代のシリンダーは入力が2つあり（スタッド付き、スタッドなし、小型バージョンがあります）、両方向に加圧します。どちらの入力に空気が送り込まれるかによって、押したり引いたりすることができます。第2世代のシリンダーには光沢のある金属ロッドが付いており、実際の空気圧/油圧シリンダーに似ています。
空気圧バルブ（スイッチ）
バルブには 3 つのポートがあり、どのポートが相互に接続されるかを制御する黒いレゴ アクスルが付いています。
| バルブ | 左舷 | センターポート | 右ポート |
|---|---|---|---|
| 正しい位置 | センターに接続 | 左に接続 | 開ける |
| センターポジション | 閉鎖 | 閉鎖 | 閉鎖 |
| 左の位置 | 開ける | 右に接続 | センターに接続 |
ポートが「開いている」とは、タイヤのバルブが開いた状態のように、すべての空気が全速力で外に漏れ出すことを意味します。ポートが「閉じている」とは、そのポートに空気が出入りできない状態です。ポートが接続されている場合、空気は2つのポート間のバルブを通って自由に移動できます。
空気圧チューブ
チューブとは、空気の力を回路に伝達するための手段です。チューブは、スイッチ、エアタンク、T字分岐、シリンダー、ポンプ、分配ブロック、またはフレキシブルホースに接続できます。
フレックスホースは、実際には空気圧部品とはみなされていません。テクニックシステムの一部として別の目的で設計されましたが、レゴファンの間では、空気圧チューブがフレックスホースにぴったりフィットすることを発見したため、多くの人が必要に応じてチューブ延長器としてフレックスホースを使用しています。フレックスホースはチューブよりも硬いです。
以前のセットでは、レゴの空気圧チューブはカットされていない状態で提供されており、ハサミを使って小さく切る必要がありました。8049テクニックトラクターとログローダー、8110ウニモグU400、42053ボルボEW160Eディガー、42043メルセデス・ベンツアロックス3245などの新しいセットでは、チューブは既にサイズに合わせてカットされています。
空気圧T字接合
T字分岐とは、3本のチューブを1つの分岐点に接続できる非常に小さな部品で、2本のホースからの空気の流れを1本に分岐（または合流）させます。T字分岐は1対2の分岐しかできませんが、T字分岐を組み合わせることで任意の数の分岐を実現できます（例えば、1本のチューブを2つのT字分岐で3つに分岐できます）。
エアタンク
エアタンクは、空気力を簡単に貯蔵して後で取り出すことができるため、ほとんどの大型空気圧設計にとって重要な部品です。
オリジナルの青いエアタンクは、1997年と1998年に3つの通常セットでのみ販売されました。これらのセットの1つは2001年と2004年に再リリースされました。1998年から2002年までは、レゴダクタと補足セットでも販売されていました。[ 3 ]
2008年、レゴ エデュケーションは、この戦車をアドオンセット（9641）の一部として白色で再発売しました。このセットは6ヶ月間のみ販売されました。2010年には、白色バージョンがサービスパックとして販売されました。[ 4 ]
空気圧分配ブロック
これらの部品は、内部に特殊な一方向弁を備え、外側に3つのポートを備えています。左端のポートは空気の流入のみが可能で、空気が流出することはありません。真ん中のポートは空気の流入と流出が可能です。右のポートは空気の流出のみが可能で、空気の流入はありません。
これらを使用することで、第1世代のシリンダーは伸縮するだけでなく、収縮させることも可能になりましたが、収縮時の強度は伸長時ほど強くありませんでした。そのため、レゴ社は空気圧システムをより使いやすく、より強力なものに再設計しました。
これらは、レゴが 1988 年に第 2 世代に移行したときに廃止されました。
空気圧の原理
レゴの空気圧ブロックは、空気圧と制御回路の原理を学び、実験する機会を提供します。レゴの空気圧ブロックは、レゴ マインドストームの様々な作品で高度な活用が図られています。
レゴ空気圧プロジェクトには通常、レゴ電動モーターと空気圧ポンプを組み合わせた コンプレッサーと、より高い圧力が必要なときにモーターを作動させる圧力スイッチが含まれます。
空気圧部品は、適切なモデルにおいて油圧シリンダーに似せてその機能を担うのが最も一般的で、例えば掘削アームやクレーンを作動させるために使用されます。しかし、空気圧エンジンは蒸気機関と同じ原理で空気圧を回転運動に変換するため、空気圧エンジンの構築にも使用できます。しかし、シリンダーはこの用途に最適化されておらず、シリンダーの吸気口を拡大しない限り、このようなエンジンは速度が遅く、出力が不足する傾向があります。圧力の上昇とシリンダーの動きの間にはわずかな遅延があるため、様々なフィードバックループを用いることで、一連の機械的動作の中で1つの空気圧部品が別の空気圧部品を作動させることができます。
代替空気圧システム
Fischertechnikは、ロボット工学や制御技術の愛好家向けに、同様の空気圧システムを提供しています。Fischertechnikのシステムには、レゴ製品にはない 電動エアソレノイドが搭載されています。
多くの愛好家は、標準的なレゴ空気圧部品を補完するために、より大きな空気タンクやソレノイドなどの追加部品も構築しています。
参照
参考文献
- ^ 「Brickset LEGO セットガイド - タグ「空気圧」「 . www.brickset.com . 2023年4月12日閲覧.
- ^クミェッチ、パワル (2016).非公式レゴ テクニック ビルダーズ ガイド(第 2 版)。でんぷんプレスを使用しません。 p. 117.ISBN 9781593278151。
- ^ 「Bricklinkパーツカタログ - パーツ67c01 - 色：青」 www.bricklink.com . 2023年4月12日閲覧。
- ^ 「Bricklinkパーツカタログ - パーツ67c01 - 色：ホワイト」 www.bricklink.com . 2023年4月12日閲覧。
