はじめに
このページについて
こちらは、クランチラボのビルドボックス第2弾、「コインスピナー」のメーカー解説動画を翻訳したものです。解説動画は、届いた商品の箱にあるQRコードから見れます。
YouTubeにも翻訳機能はありますが、あれだと翻訳ペースが遅く、マークさんの会話に追いついていないため、私の子どもに説明するために全文翻訳しました。
機械翻訳のため多少の誤りがあるかもしれませんが、これがあるのとないのでは原理の理解度が全然違うと思いますので、是非お子さんと一緒に読んでもらえると嬉しいです。
漢字について
このページでは、中学生くらいまでに習う漢字を使っているため、中高生であれば一人でも読めると思いますが、小学生だと少し読めない字もあると思います。
もし、「小学生向けに漢字を減らした翻訳文も欲しい！」という要望が3件以上集まったら、ビルドボックスの対象年齢に合わせて8歳（小学2年生）までに習う漢字に抑えたページも作ろうと思いますので、
そういったご要望があれば遠慮なくコメントをお願いします。
今回の学習テーマ
学習テーマ：ラチェット
サブテーマ：フライホイール、残像効果
この下から書かれた内容が動画の翻訳文です。
【翻訳】コインスピナー
みなさん、こんにちは！クランチラボのマーク・ローバーです。このチャンネルでは、身の回りの現象や手作りのおもちゃを通して、科学や工学の面白さをお伝えしています。
今日のテーマは「コインスピナー」です。コインをかっこよくスピンさせるこの装置には、たくさんの興味深い物理学とエンジニアリングの秘密が隠されているんですよ。
人間より上手なロボット作り
私は、人間がやることをロボットにもっと上手にやらせるのが大好きなんです。
例えば以前、ダーツを投げるロボットを作りました。ジミー・キンメルの番組に持っていったんですが、ジミーが投げるときはロボットがわざと下手に調整して、私が投げるときはこっそりアシストしてくれる、なんて仕掛けも作ったりしました。
今回のコインスピナーも、実は人間がやるよりもずっと上手にコインを回せる小さな機械なんです。この箱に入っているキットを組み立てれば、誰でもコインスピンの達人になれる、まるで超人的なパワーを手に入れたような気分になれますよ！
エンジニアのように考える力
クランチラボの主な目的の一つは、箱にも書いてある通り「エンジニアのように考える習慣」を皆さんに身につけてもらうことです。
もしかしたら、「エンジニアになりたいわけじゃないし…」と思うかもしれませんね。獣医さんや写真家になりたい人もいるでしょう。それは素晴らしいことです！
ただ、エンジニアのように考える力は、どんな職業についても役立ちます。問題を論理的に分析し、解決可能なステップに分解する力は、より良い獣医さん、より良い写真家になるためにも重要なんです。
もっと言えば、将来のキャリアだけでなく、今やっているサッカーやピアノの練習だって、エンジニア的思考は上達を助けてくれます。
失敗は成功へのプロセスの一部だと理解し、粘り強く挑戦することで、最高の結果が得られるようになるからです。火星に探査車を送るのも、まさにこのプロセスの積み重ねなんですよ。
木をゴムに変えるには？
クランチラボでは、毎回一つの疑問からスタートします。
最初は答えが分からなくても大丈夫。動画の最後には、目の前にあるガラクタのような材料を使いながら、きっと答えが分かるようになっています。さて、今日の疑問はこれです…
木をゴムに変えるにはどうすればいいでしょう？
「え、木がゴムに？そんなの不可能だよ！」と思いましたか？心配いりません。その答えは後で分かります。その前に、もう一つ質問です。
ラチェット機構の秘密
ここに一つの車輪があります。
この車輪は、時計回りにも反時計回りにもスムーズに回転します。では、この車輪を「一方向にしか回転しない」ようにするには、どうすればいいでしょうか？
ラチェット機構とは？
実は、工学の世界ではこの「一方向回転」を実現するためによく使われる、とても一般的な方法があります。それが「ラチェット機構」です。テーブルの上にあるこの部品を見てみましょう。
この部品には、ギザギザの歯、溝がたくさんついていますね。そしてもう一つの、爪や、爪のような部品が、この歯に引っかかるようになっています。
一方向に回そうとすると、爪が歯の上を滑ってカチカチと進みます。でも、反対方向に回そうとすると、爪が歯にがっちり食い込んで回転を止めてしまうんです。これがラチェット機構の基本的な仕組みです。
身の回りのラチェット機構
このラチェット機構、実は私たちの身の回りのいろいろなところで使われています。いくつか例を見てみましょう。
ラチェットストラップ
トラックの荷台などで荷物を固定するときに使う「ラチェットストラップ」。
ベルトを締める方向にハンドルを動かすとカチカチと締まっていきますが、逆方向には緩みません。これもラチェット機構のおかげで、荷物をしっかりと固定できるのです。
ラチェットレンチ
ボルトやナットを締める工具「レンチ」の中にも、ラチェット機構が使われているものがあります。一方向に回すと力が伝わり、逆方向に回すと空回りするので、レンチを持ち替えずに連続してボルトを締めたり緩めたりできます。
回転ドア
駅の改札や遊園地の入り口にある、一人ずつしか通れない回転式のゲートも、ラチェットの一種と言えます。一方向にしか回転しないようになっているので、人の流れを制御できるのです。
結束バンド
ケーブルなどを束ねるのに使う「結束バンド（ジップタイ）」も、ラチェット機構を利用しています。バンドのギザギザの部分をバックルに通すと、逆戻りせずに締まっていきますよね。
コインスピナーとラチェット
そして、今回のコインスピナーにも、このラチェット機構が使われています。
輪ゴムの力を蓄えておき、適切なタイミングでその力を解放してコインを弾き飛ばすために、ラチェットが完璧な役割を果たしてくれるんです。トリガーを引くと、ラチェットが外れてコインが勢いよくスピンします。
今月のギアバッジ：ラチェット
ということで、今月の「ギアバッジ」は、もうお分かりですね、「ラチェット」です！ぜひ、このバッジを集めて、エンジニア思考の証を増やしていってください。
フライホイール効果
さて、エンジニアリングの原理についてお話ししてきましたが、このコインスピナーには、もう少し面白い秘密が隠されています。
質量の配置が鍵
以前、クランチラボのディスクランチャーの回で、「フライホイール」について説明したのを覚えていますか？
同じ重さの物体でも、その質量（重さ）がどこに集まっているかによって、回転のしやすさやエネルギーの蓄え方が変わってくるという話でしたね。
例えば、同じ重さの2つの円盤があったとします。一つは質量が均等に分布していて、もう一つは質量が外側の縁に集中しているとしましょう。この2つを坂道から転がすと、外側に質量が集中している方が、より長く転がり続ける傾向があります。
これは、外側に質量がある方が回転エネルギーを蓄えやすく、一度回り始めると止まりにくいからです。
フライホイール効果とは？
この「回転エネルギーを効率よく蓄える」性質を利用したのがフライホイールです。一度回転させると、その勢いを保ち続けようとするので、まるで機械的なバッテリーのように、エネルギーを貯蔵できるのです。
指輪とコインを同じように回してみると、おそらく指輪の方が長く回り続けるでしょう。指輪は質量が外側に集中しているため、フライホイール効果が働きやすいのです。
「残像効果」の不思議
もう一つ、とても面白い現象を紹介しましょう。夜に懐中電灯や線香花火を速く動かすと、光の軌跡が線のように見えますよね？あれはなぜだか分かりますか？
土星のイリュージョン
実は、今回のコインスピナーにも、この現象を利用した面白い仕掛けがあります。コインの片面に円のシール、もう片面に輪のシールを貼って、コインスピナーで勢いよく回転させると…なんと、まるで土星とその輪のように見えるんです！
これは「残像効果（視覚の持続性）」と呼ばれる現象です。
私たちの目は、何かを見た後、その像がすぐに消えるのではなく、ほんのわずかな時間、約10分の1秒程度だけ網膜に残り続けます。そのため、速く動くものや、連続して表示されるものを見ると、それらが繋がって見えたり、重なって見えたりするのです。
残像効果の仕組み
コインスピナーの場合、円の像と輪の像が非常に速く入れ替わるため、私たちの脳はそれらを別々のものとして認識するのではなく、同時に存在するかのように処理してしまい、結果として土星のような一つの像として見えるのです。
パラパラ漫画も残像効果
アニメーションや映画の原理である「パラパラ漫画」も、この残像効果を利用しています。少しずつ変化する絵を連続して素早く見せることで、絵が動いているように見えるのです。
最初の疑問の答え
さて、ここで最初の疑問を思い出してみましょう。「木をゴムに変えるにはどうすればいいでしょう？」。実は、これも残像効果を使ったちょっとしたトリックで実現できます。
木の鉛筆を指で軽くつまんで、手首を素早く上下に振ってみてください。すると、まっすぐなはずの鉛筆が、まるでゴムのようにぐにゃぐにゃと曲がって見えるはずです！
これも、鉛筆の異なる位置の像が網膜に残り、それらが連続して見えるために起こる錯覚なのです。これで、木をゴムに変える（ように見せる）方法が分かりましたね！
繰り返す過程こそが重要
最後に、とても大切なことをお伝えします。
エンジニアリングというのは「反復的なプロセス」だということです。つまり、一度作って終わりではなく、何度も作っては試し、改良を重ねていく作業なのです。
失敗から学ぶ
このコインスピナーも、最初からこの形だったわけではありません。動画でも紹介していますが、完成に至るまでには、文字通り何十もの試作品が作られました。
コインを装填する仕組み、回転させる仕組み、アリーナの形など、さまざまなアイデアが試され、失敗を繰り返しながら、より良いものへと進化してきたのです。
失敗は、決して悪いことではありません。それは「この方法はうまくいかない」ということを学んだ証拠であり、次への貴重なヒントになるのです。
プロトタイプ2.0を作ろう！
皆さんも、このコインスピナーキットで学んだ原理や、家にあるいろいろな材料を使って、自分だけの「プロトタイプ2.0」を作ってみることをお勧めします。例えば、
ラチェット機構を使って、何か別の面白いものを作れないか？
いろいろな重さや形のものをスピンさせて、どれが一番長く回るか実験してみる。
残像効果を利用して、オリジナルの絵や模様が浮かび上がるコインを作ってみる。
など、アイデアは無限です。ぜひ、いろいろ試して、自分だけのクールな作品を生み出してください。そして、完成したら「#crunchlabs」のタグをつけてSNSでシェアしてくれると嬉しいです。
クランチラボのキットは、ただ遊ぶだけでなく、科学や工学の原理を体験的に学び、「エンジニアのように考える」きっかけを提供します。
もし、まだクランチラボのキットを試したことがなければ、ぜひウェブサイトをチェックしてみてください。きっと夢中になれるはずです！
それでは、また次回のクランチラボでお会いしましょう！見てくれてありがとう！
おわりに
組み立てパート以外の全文翻訳はいかがでしたでしょうか。
もしここで書いた内容が、今回の組み立てキットに使われている原理を理解するのに少しでも役に立ったようなら嬉しいです！！
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