Category Archives: 研究開発

COZYHORN用桐箱完成

木製のCOZYHORNの桐箱ができました。以前は、紙の貼り箱を使っていたのですが製品に合うように桐箱に変更しました。

COZYHORN桐箱
COZYHORN桐箱 開けた状態

Amazonの写真も追加しないといけませんね。内容に合った高級感がでます。

COZYHORNのページ

木製品だと表面処理が簡単で見た目も高級感あります。これから少し木製品を作ってみたいと思います。

カーブミラーはなぜ曇るのか(結露予知センサー開発)

この話は、現在(2019年)も続いている開発ストーリーの始まりです。

概要
 1993年の何月だったか忘れましたが、当時務めていた会社へあるカーブミラーメーカーの営業マンが来ました。目的は、結露と霜が付かないカーブミラーを開発できないかとのことです。そのときすでに対策した製品は3種類ありました。

・蓄熱材内蔵タイプ
・ヒーター内蔵タイプ
・光触媒を塗布したタイプ

1.放射冷却とは何ぞや
 放射冷却とは高い温度を持った物から低い温度を持った物へエネルギーが移動する現象です。エネルギーは赤外線として移動します。電気ストーブの前に来ると暖かさを感じると思います。これは電気ストーブから赤外線が自分の方へ飛んできているからです。逆に氷柱の横に立つと目をつぶっていてもヒンヤリすると思います。これは自分から氷柱へ赤外線が飛んでいったのです。このようにエネルギーを同じにしようとする現象があります。
太陽から地球へもエネルギーは届いています。日中気温が上がるのはこのためです。夜間は、熱を持った地球が宇宙空間へ熱を赤外線として放射してしまいます。宇宙空間は物質が無いので温度もありません。絶対零度なのです。摂氏でいうとマイナス273℃です。それと地表の温度が30℃ほどあれば約300℃の温度差がありエネルギーが移動するのです。これが放射冷却です。放射冷却は日中も起こっているのですが太陽から届く熱の方が大きいため冷えるイメージは無いと思います。しかし、太陽光を遮って日陰にすれば放射冷却のみ利用することができます。

2.各方式の特徴

 ・蓄熱材内蔵タイプ
カーブミラー内部に蓄熱材が入っており、日中の気温で蓄熱材が温められ夜間の放射冷却による冷えによる結露と霜を予防します。欠点は、日中と夜間の気温が逆転したとき蓄熱材入りのカーブミラーだけ結露することです。また、重量があり設置工事が大変です。

 ・ヒーター内蔵タイプ
これは夜間のみ商用電源でカーブミラー裏面のヒーターに通電する方式です。効果は確実でJRなどで採用されています。しかし、道路など商用電源を引けないところでは設置不可能です。また商用電力線を引く必要があり毎月の電気代の支払いも発生します。

 ・光触媒を塗布したタイプ
これはTOTOの特許を使った製品らしいです。積水樹脂が製品化しました。当初、カーブミラーの結露予防のアイディアに興味を持っていたのですが光触媒方式を採用しました。
これは、結露しても水滴にならず、薄い水の膜になるため鏡として機能します。しかし、霜になった場合は像が写りません。残念50点です。

この3種類はどれも対処療法のため欠点ができていまいます。これを根本的に解決するには、放射冷却を理解する必要があると思いました。

3.上向きが冷える

 毎日、夕方から外へ出て放射冷却現象を見ていました。道路に立っているカーブミラーがいつ曇るのかを見ていたのです。そうすると面白い現象に気がつきました。自動車の屋根やボンネットが先に結露しドアなど垂直の物は遅れて結露するのです。また下向きの面は結露しません。カーブミラーのひさしの下も結露しません。この現象を見て結露という物が上から降りてきているのかも知れないと考えました。霜が降りるという表現からも上から降りてくるのかと思いました。しかし、雨のように降ってくるのかと思ってみても何も降りてきません。
 それで気がついたのですが、空は冷たく地面は暖かいのです。ですから、地面の方向へは赤外線は放射されず冷えないのです。空の方は冷たいため赤外線は放射され冷えるのです。
 ということは上向きの面が冷えやすく斜めや垂直の面は遅れて冷えるということになります。カーブミラーは、ほぼ垂直です。そこでカーブミラーが結露する前に検知してミラー裏面のヒーターに通電することはできないかと思ったのです。

4.結露予知センサー

 水平面が早く結露し垂直面が遅れて結露する現象に気がついたため垂直面が結露する直前に結露を予知するセンサーをつくれないか考えていました。答えは簡単でした。斜めの面が結露したときそれより遅れて結露する垂直なカーブミラーを加熱すれば良いのです。具体的にはカーブミラーの裏面に貼ったヒーターに通電するのです。そのとき斜めの面の裏面にもヒーターを貼りこの面の結露が取れたときカーブミラー裏面のヒーターへの通電も止めれば良いのです。そして実験用センサーを試作することにしました。

ブロック図

記号の説明
 11:カーブミラー
 11a:ヒーター
 21:斜めの鏡
 21a:ヒーター
 22:結露検出用赤外線LED

 ブロック図はこうなります。太陽電池が発電した電力をバッテリーに蓄え夜になると制御回路が働きます。制御回路はセンサー部である斜めに設置した鏡の結露を赤外線により監視しています。そして斜めの鏡が結露したときカーブミラーとセンサーの鏡の裏面に貼ったヒーターに通電します。センサーの鏡の結露が取れた時点でヒーターへの通電を止めます。こうすれば結露寸前にカーブミラーの温度を少し上げることができ結露を予防することができるはずです。

センサー原理

この続きはnoteに詳しく書いてありますのでご覧ください。

1億円を初年度一人で売上げた商品企画(実話)

コードレス信号機

 会社都合の解雇をきっかけに翌年一人で1億円売り上げた実話です。
”お金に困ったら売れる物を作って売ればいい” を実践してみました。
お金無し、取引先無し、人脈無し、製品無しという何も無い状態から初年度1億円を売り上げた実話です。
 そのとき開発したのがコードレス信号機です。道路工事の片側交互通行時によく見かける”待ち時間表示付き仮設信号機”を日本で最初に製品化した実話です。
同じ事をすれば同じ結果が得られるとは思いませんが一例としてお読みください。

目次
・ ブラック企業へ入社
・ 解雇を言い渡される
・ 会社都合の解雇
・ 毎日一つ商品を考えて提案
・ コードレス信号機開発スタート
・ 納品開始
・ 1億円達成
・ 2機種目の開発
・ 新会社設立
・ 3機種目の開発
・ 4機種目の開発
・ 事業譲渡

noteに詳しく書きました。途中から有料ですがよかったら読んでみてください。

冷却ドリンクボトルカバーの開発経緯

1.概要
 2012年、”ツールド・のと400”に出場しました。3日間で能登半島を一周し400km以上走る自転車競技です。ツールド・のと400には毎年出場していましたが、この年は炎天下が続き最高気温が3日間通して36℃~37℃でした。ドリンクボトルの水は風呂のお湯みたいになり清涼感がありません。
 道路沿いの自販機も売り切れ続出で山に入ると水分補給がままなりません。そこで、電気を使わずに簡単にいつでも冷たい水を飲めるボトルカバーを作ることにしました。そして、翌2013年に特許出願し登録になりました。特許第5551816号です。現在、Amazonで販売しています。Amazon以外ではヨドバシカメラやサイクルベースあさひなどでも販売しています。
 今回は、この冷却ドリンクボトルカバーの開発ストーリーです。

2.開発経緯

 2012年の”ツールド・のと400”は、3日間とも最高気温が36~37℃でした。1日目は石川県内灘町のサイクリングターミナルから輪島市のマリンタウンまで124kmを走ります。順位を競う競技ではないため各チェックポイントを制限時間までに通過すれば良いのです。1日目は気温が高くても晴天で気持ちよく走れました。2日目も最高気温が高く37℃でした。下の写真は、2日目ゴールしたときに撮ってもらいました。

最高気温37℃の中ゴール
冷却ドリンクボトルカバー製品写真

noteに詳しい開発経緯を書きました。よかったら読んでみてください。

硬くて軽い物で吸音する方法

概要
 トランペットを練習するため防音室を作ろうと思いました。YAMAHA製は高性能ですが重くて高価です。段ボールで作った”だんぼっち”という商品は性能がよくありません。そこで、軽量でYAMAHA並の性能を持った吸音防音パネルを作ろうと思いました。音をとめるくらい紙で十分だろうと思い開発した物が今回ご紹介する紙製吸音パネルです。この開発ストーリーです。

1.吸音方法の発明
 紙で新たな吸音方法を発明しようと一ヶ月間会社にこもり段ボールを切ったり貼ったりしながら吸音方法を考えていました。そしてついに吸音する方法をみつけました。音は穴に入ったら出てこられなくなることに気づきました。そこで段ボールを使い実験用のパネルを作りました。
 このパネルに耳を近づけてみると映画館の壁に耳を当てたときと同じように無音になりました。相当吸音率が高いと思いました。
 そして、製品に近い形状の吸音パネルを紙で試作し吸音率と音響透過損失を測定してみました。厚さは100mmです。その結果が下のグラフです。これは何回か試作を繰り返し当時の最終的な性能です。35dB(500Hz)現在は厚さ60mmで37dB(500Hz)を実現しています。特許出願は2012年9月です。

紙製吸音パネルの音響透過損失
無響室
反響室

noteに詳細を書きました。良かったら読んでください。

Category: 防音, 吸音パネル

硬くて軽い物で音を吸う方法

概要
 トランペットを練習するため防音室を作ろうと思いました。YAMAHA製は高性能ですが重くて高価です。段ボールで作った”だんぼっち”という商品は性能がよくありません。そこで、軽量でYAMAHA並の性能を持った吸音防音パネルを作ろうと思いました。音をとめるくらい紙で十分だろうと思い開発した物が今回ご紹介する紙製吸音パネルです。この開発ストーリーです。

1.吸音方法の発明
 紙で新たな吸音方法を発明しようと一ヶ月間会社にこもり段ボールを切ったり貼ったりしながら吸音方法を考えていました。そしてついに吸音する方法をみつけました。音は穴に入ったら出てこられなくなることに気づきました。そこで段ボールを使い実験用のパネルを作りました。
 このパネルに耳を近づけてみると映画館の壁に耳を当てたときと同じように無音になりました。相当吸音率が高いと思いました。
 そして、製品に近い形状の吸音パネルを紙で試作し吸音率と音響透過損失を測定してみました。厚さは100mmです。その結果が下のグラフです。これは何回か試作を繰り返し当時の最終的な性能です。35dB(500Hz)現在は厚さ60mmで37dB(500Hz)を実現しています。特許出願は2012年9月です。

https://note.mu/vocdirect/n/ndf0f32af5cba