写真 強炭酸水を飲むサンガリア女子
ワテの場合、サンガリアの伊賀の強炭酸水をよく飲む。
これだ。
サンガリア 伊賀の天然水 強炭酸水は物凄く強烈な刺激があるので、ビールや発泡酒の代わりに飲めば値段も安いしアルコールも無いので、経済的だし健康にも良い。サンガリアの姉妹品に強が付かない「炭酸水」もあるがワテのお勧めは「強炭酸水」だ。
さて、炭酸飲料の１リットルとか２リットルの大型ペットボトルの場合、開封直後は炭酸も強烈だが、飲み残しが有る場合には、キャップをして数日保管すると炭酸が抜けるので物足りなくなる。
当記事では、全世界数十億人が経験しているそんな問題の画期的な解決方法を見付けた。
では、本題に入ろう。
ペットボトルのキャップを六角形にすべきだ
ペットボトル入りの炭酸飲料、ジュース、その他飲み物のキャップは全てが円柱形だ。
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写真 ペプシコーラのペットボトルのキャップ拡大写真
まあ、どの炭酸飲料でも、こんな円柱形キャップなのでしっかりねじ込んで強く締め込みたくても手が滑って空回りしてしまった経験がある人も多いだろう。
その結果、炭酸が抜けてしまう。
あかんがな。
そこでワテは閃いた。
ペットボトルのキャップの形状を六角形にすればいいんじゃ無いのか？
六角形なら手で回しても角に指が引っ掛かるので回し易い。
あるいは、スパナやレンチを使って締め込んでも良い。
スナップオンやハゼットなどの舶来工具も良いが、ワテのお勧めは京都機械工具(KTC)だ。何と言ってもMade in Japan品質だ。
さて、もしペットボトルのキャップが六角形ならメガネレンチやボックスレンチを使って幾らでも強く締め込む事が出来るので炭酸が抜ける心配がない。
なぜ飲料メーカーはペットボトルのキャップを六角形にしないのかなあ。
円柱形状でも六角形状でも、使う樹脂の体積は大して変わらないと思うし、製造コストの観点でも、キャップの金型を六角形に作り直す費用は掛かるが、それ以外に大きなコストが掛かるとも思えないし。
で、暇なんでワテがＣＡＤを使って六角形のペットボトルキャップを設計してみた。
Fusion 360を使って六角形キャップを設計する
Autodesk社の超高性能３次元モデリングソフトウェア Fusion 360を使って六角形のペットボトルキャップをデザインしてみる。
Fusion 360は買うと何十万円もする（と思う）が、ワテみたいな個人的利用なら無償で利用させて頂く事が出来るのだ。
で、早速デザインしてみた。
六角形の形状をデザインする訳なので、色んなやり方があると思うが、取り敢えずワテが知っているやり方で作ってみる。
２Ｄのスケッチモードにして六角形を描く
Fusion360はデフォルトだと３次元モデルを直接作成して行くモードなのだが、それを２次元のスケッチモードに変更する。
適当に円を描く。
そして、線分を６０度の角度を指定して六本配置した。
その頂点を結んで六角形が完成した（上図）。
ここでスケッチツールを終了して通常のデザインツールに戻した。
押し出しツールで六角中を作成する
押し出しツールを選択すると下図左のウインドウが出る。
押し出したい面を選択する。今の場合は六角形を構成している６枚の正三角形を順番に選択する。
下図は５枚まで選択した状態。
そのようにして選択した６枚の正三角形を上（Ｚ軸）方向に引っ張る。
具体的には画面に表示されている上向き矢印をドラッグ移動して引っ張っても良いし、正確な寸法を入力したい場合には上図右に表示されている数値入力欄に１００ｍｍなどと入力すれば良い。
ここでは、下図のように高さ６０ミリだけ押し出した。
その結果、無事に六角形形状のソリッドモデルが生成出来た。
ソリッドとは、中身も詰まっている状態を言う。
それに対してサーフェースモデルなら、中身は空で、単なる面の集合体と言う感じ。
サーフェースモデルの中身を埋めたものがソリッドだ。
ソリッドのメリットとしては、この後登場するが、二つのソリッドの交差や合体などの演算が出来る点が挙げられる。
キャップ内側にネジ山を作成する
さて、キャップの内側はネジ山が付いているので、それを作成してみる。
Fusion 360の標準ツールの中にコイルと言うのが有ったのでそれを使ってコイル形状を作った。これもソリッドになっている。
コイルは直径や巻き数などを指定して簡単に作成できる。中々便利だ。
下図のようにそのコイルを移動して六角形モデルの中に動かす。
尺度と言うツールを使うとソリッドをＸ，Ｙ，Ｚの任意の方向に拡大や縮小が可能だ。
ここでは、下方向に縮めてみた。
まあ要するに、ネジ山の間隔を詰めてみたのだ。
もう一度、移動ツールを使って六角形とネジ山のモデルの位置関係をいい感じにする（下図）。
コイルの頭の部分に円盤を置いた。
二つのソリッドモデルでブーリアン演算を行う
まず、六角形モデルの「外観」を「水（スイミングプール）」と言う属性に設定した。
その結果、モデルが半透明になり内部にあるコイルが透けて見えるようになった。
次に、「結合」ツールを表示する。
ツールの名前は「結合」だが、結合以外に、切り取り、交差の操作が可能だ。
- 結合 AとBの合体
- 切り取り AからBを引き算する
- 交差 AとBの交わっている部分を残して他は除去
だ。なのでFusion 360の「結合」って言うツール名がおかしい。もっと一般的な「ブール演算」などとすればいいのに。
さて、ボヤいていても仕方ないので次に進む。
結合ツールウインドウを開いて以下のようにパラメータをセットした。
ツールボディ： コイル、円盤の蓋（２選択）
操作： 切り取り
このようにパラメータをセットして実行すると、六角形部分からコイルと円盤の蓋の部分が切り取られるのだ。
下図が結合ツールで切り取りを実行した直後の状態。
これでは分かりにくいが、六角形ソリッドの内部が切り取られてネジ山が生成出来た。
斜め上から見てみる。
透き通っているので内部も見えるが、重なっているので分かり辛い。
この後、角ばったエッジの部分を丸く丸めるフィレット操作も行った。
その操作の過程はキャプチャし忘れたが、簡単に出来る。
レンダリングしてみる
外観を金属の金にしてみた。
外観の設定パネルを下図に示す。
上図のように、金属なら金、銀、銅、ステンレス、など沢山ある。それ以外に、ウッド（木材）、プラスチック、布、その他沢山のマテリアルが選択可能だ。
裏返してみると、いい感じでネジ山が作成出来ているぞ。
ワテのパソコンは２０１３年に自作したやつで、そんなに高性能なグラフィックカードを搭載している訳では無いが、この程度のレンダリングならリアルタイムでグリグリとマウスで動かしてもいい感じで表示できる。
ワテの自作パソコンのハードウェア情報はこの記事に詳しい。
グラフィックボードはmsi グラフィックボードの６６０と言うやつだ。中級機くらいの性能。高性能なゲーミングパソコンなどでは無いが、Fusion 360のようなＣＡＤ操作には十分な性能だ。
暇なので、マテリアルを金属から液体に変更してみた。
水（クリア）設定したペットボトルキャップ
ＣＮＣルーターで金属製六角形キャップを自作する
あとは、このデザインに基づいて、ＣＮＣルーターなどで金属から削り出せば自作の六角形キャップが完成する。
ワテもこんなＣＮＣルーターを買って、Fusion 360でデザインしたモデルを作成してみたいと思っている。
あるいは３Ｄプリンターも興味あるのだ。
今では２～３万円台でも手軽に光造形して好きな３次元形状モデルを製作できる３Ｄプリンタがネット通販で買える時代だ。
便利なもんだ。
まとめ
当記事では、自称サンガリアの伊賀の強炭酸水が大好きなサンガリアの達人のワテが、ペットボトルキャップを六角形形状にするとしっかりねじ込めるので炭酸が抜けにくく出来る案を紹介した。
是非、飲料メーカーさんは炭酸飲料ペットボトルのキャップを六角形にして頂きたい。
そうすればスパナ、メガネレンチ、ボックスレンチなどで強固に締め込む事が出来る。
その結果、飲みかけの炭酸ボトルを何日も冷蔵庫の保管しても炭酸が抜けにくいので、美味しく保つ事が出来る。
しかしまあAutodesk社のFUSION360は便利だ。
無料だし！
他の記事で、FUSION360を使って棚、机、その他いろいろデザインしているで興味ある人は見て下さい。
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