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理系頭巾の知見

なんちゃって理系の頭巾が知ったことや考えたことをまとめているブログです。

理系頭巾の知見

物理学を駆使してAmazonのダンボールを再利用する 第一話「iPadスタンド(ペンタブ台)」

はじめに

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皆さんこんにちは、gqpです。

Amazonで商品を購入すると、書籍などの小さな商品を除いて殆どがダンボール」に詰められて発送されますよね。

頻繁にAmazonで買い物をしているとどんどん貯まっていくダンボール。

Amazonのロゴが印刷されたいい感じのサイズのものも多くありますが、毎回毎回捨てていました。

しかしある時突然思いつきました。そう。どうせ捨てるんだったら再活用すればいいのだ、と。

これは素晴らしい思いつきです。

Amazonを利用する人は世界中に多くいますが発送に使われるダンボールは捨ててしまっているはず。

そんなダンボールを再利用して便利なものが作れたのならきっと羨望の眼差しを集めること間違い無しです。己の天啓の如き着想に震えました。

落ち着きを取り戻して、Amazonダンボールで何を作れたら便利かを考え部屋を見渡して真っ先に思いついたものがiPadスタンド」です。

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3年前に購入したiPad Air

最近は殆ど使用する機会もなく部屋に転がっていました。

部屋を見渡すといつもiPadが無造作に置かれているのが気になっていたので、スタンドを作ってスタイリッシュに立たせてやろうという寸法です。

早速作るぞ…と思いましたが、その前にふと思いつきAmazonダンボーiPadスタンド」で検索してみました。

いないとは思いますが万が一先駆者がいては興ざめです。まぁ一人くらいだろ…と思っていたら、

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めっちゃいました。

というか殆どの記事の更新日が数年前になっていて、己の着想が天啓とは程遠くむしろ出遅れに出遅れたものだと判明してしまいました。

しかしここまで考えてしまってはもう止まらない。

丁度いいAmazonダンボールもあることだし、とりあえず作ってみることにしました。

忘れかけの高校物理を駆使して設計

gqpは高校で物理を選択していたので、基礎教養程度の物理学の知識が(多分)あります。

iPadを一定の力で押しても(操作)倒れないようなスタンド」という設定はなんだか物理っぽい。

iPadスタンドを買おうと思ったこともないので製品として販売されているiPadスタンドを知らないのですが、「とりあえずこんな感じ?」といった軽いノリでiOS標準のメモ帳に図を描きました。

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……。図が汚い……。

「高校物理以前に人に見せる図としての最低条件くらいは満たせよ…」という声が聞こえてきますが、上の横棒がiPadでL字の物体がスタンドです。伝われ。

まずiPadに着目して力の説明をすると、

F: iPadの画面を押す力
N1: スタンドがiPadに及ぼす抗力 N2: スタンド(台座)がiPadに及ぼす抗力
mg: iPadに作用する重力

です。

次にスタンドに着目すると、

f1: N1の反作用としてスタンドに及ぼされる力
f2: N2の(同上)
Mg: スタンドの重力

です。

すると等式がX軸、Y軸のそれぞれについて次の様に記述できます。

iPadに着目した場合
X軸: F=N1
Y軸: mg=N2

スタンドに着目した場合
X軸: f1=N1
Y軸: N2=f2+Mg

以上の式からf1=Ff2=mg-Mgが導かれますね。

スタンドに作用する力が知りたいので、スタンドのみに着目した図を描くと次のようになります。

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ここまで来れば後は簡単で、モーメントを使ってスタンドに必要な質量を求めるだけです。

iPadの縦方向の長さaに力Fが作用し、iPadとスタンドが接する点からスタンドの折れ目の部分までの距離をb、スタンドの重心から折れ目までの距離をcとすれば

Fa=Mgc+(m-M)gb

という式が得られます。

図の時計回りのモーメントが最も大きくなる時にaはiPadの長さそのものなので、それをaの値としていいでしょう。

mの値もiPadの質量で問題ありません。

しかし問題はbとcです。

bはスタンド横方向の長さなのである値を仮定したとしても、スタンドの重心の位置bは分かりません。

というか横から見た図のみで色々と考えてきましたが、そもそもこのスタンドの形状について具体的に考えていませんでした。

スタンド縦方向の部分がごく薄く、重さを無視できるならbの値はc/2程度でいいでしょうがそもそもそんな薄い形状ではiPadの重さに耐えきれず折れてしまいますね。

……とここまで考えて何だか色々面倒になってきたので、とりあえず実際にダンボールに手を加えながら考えてみることにしました。

ダンボールを見ながら考えるぞ!

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届きたてホヤホヤ、ほんの数十時間前はまだAmazonの倉庫にいたダンボールです。

ちなみにダンボールの型はXM02というそうです。

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このダンボールの型もAmazonで購入した商品によって色々ありますよね。

以前どこのサイトか忘れましたが色々なAmazonダンボールの型を集めている人の特集記事を見た気がします。

ダンボールをじろじろ見ていても何も進まないので、とりあえず開きます。

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面積の小さいパンの耳のような部分は使わないと思うのでカットします。

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ここに来て気づきました。

そう。面積が小さいのです。どう考えても先の横から見た図の座椅子の様に組むには面積が足りません。

上手く設計すればiPadの重さに耐えきれるスタンドを作れるでしょうがそんな設計は思いつきませんし、これは参りました。

全ては己の無知、無計画が及んだ結果…。部屋でダンボールと向き合い後悔するも一度ダンボールを再利用すると決めた以上なんとかしなければと考えます。

そこで思いつきました。

ダンボールを斜面のある形状にしてiPadの差し込み口を作れば、スタンドとして機能するのでは…?」と。

こんな感じです。

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今になって考えるともう頭がいかれているとしか思えません。

なぜ斜めにする必要が?っていうか差し込んだらiPadのホームボタン使えないよね?画面も一部見えなくなるし。っていうか自立するの?

色んな問題点がありますが当時の僕は脳みそが蟹味噌になっていたんでしょう。止まりません

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斜面になるようにカット。

とりあえず止めれる所は止めておこうということでガムテープで内部を固定します。

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ここらでいい加減iPadスタンドは無理だな…と気づき始め、ガムテープで全ての辺を固定してしまいました。まぁいいでしょ。

そして完成したのがこちら。

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た…ただの二等分されたAmazonのゴミ箱だ…。

ゴミでゴミを作ってしまった

なんてことだ……。これなら制作時間を睡眠にくわだてた方が余程有意義だったか分からない。

しかし己の愚かさに唖然としている暇はありません。

なんとかしてこのゴミを再利用しなくては…と思いながら見つめていたらまたしても閃きが。

そう。

この形状、ペンタブレットを置くのにぴったりです!!

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ペンタブレットを傾斜のある板の上に置いて使うと描きやすいという話を以前聞き、実践してみたいと思っていましたがまさかこんな形で実現するとは!

奇遇にもサイズが使用しているペンタブレットとぴったりです!!

実際に描いてみた所、傾斜もきつすぎず丁度いい感じでした。

当初の目的だったiPadスタンドとは程遠い全く別物が完成しましたが、Amazonダンボール工作の第一回としては上出来でしょう(白目)。

気が向いたら次にしっかりとしたiPadスタンドを作ろうと思います。

以上、「物理学を駆使してAmazonダンボールを再利用する 第一話「iPadスタンド(ペンタブ台)」」でした。