フロートの自作検討、続き

道具の検討

楽々井戸掘りのためには掘鑿道具の重量軽減が必要です。このため、ウレタンフォームでフロート（浮体）の自作を検討しています。5/21の続きです。

例によって、こちらのサイトと購入した商品の説明書を参考に検討を進めます。

硬質ウレタンフォームの特徴　－特徴、諸性質、用途など－
日本ウレタン工業協会
https://www.urethane-jp.org

このテーマ（重量軽減）、ちょっと飽きてきました。笑

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■お題：発泡式ウレタンフォームの特徴から塩ビ管に充填する場合の課題を述べなさい。

ウレタンフォームのお勉強の成果です。
・現場施工型のウレタンフォームには2液混合型と1液硬化型の2種類がある
・2液混合型は2種類の薬剤を混合することで化学反応が生じ硬化する。
・1液硬化型は薬剤と空気中の水分と化学反応が生じ硬化する。
・スプレー缶のウレタンフォームは1液硬化型、水分がないと硬化しない。
・1液硬化型を極端に密閉した空間に充填すると硬化不良を起こす。

つまり、今回のウレタンフォームは水分がないと硬化しません。どうも塩ビ管にこのまま充填すると硬化不良になりそうです。どうしましょう？

案1

充填しながら塩ビ管内に霧吹きで水分を補充するのはどうでしょう。
そもそも1mの長さのVU50 にウレタンフォームを充填するにはノズルも延長しないとダメですね。霧吹きも同様かな？

案2

VU50に外気と触れるようにスリットを開けますか。こんな感じ。材料はVU50 1m、DVキャップ 2個、VP25 1.1mです。

スリット形の部品図と組立図

スリット形だと帯状のヘソができますね。VU50から硬化したウレタンフォームを引き抜く際に邪魔になります。後、VP25は長さ1mでは足らない事が判りました。先に図面を描いて良かった。

案3

VU50のスリットの片側を末端までカットすれば、引き抜きの邪魔にはなりません。材料は同じです。

カット形の部品図と組立図

カット形だとカットした側のキャップが外れやすくなりますが、養生テープで補強すれば良いです。

案2、案3いずれにせよ、VU50にスリットを入れると再利用ができなくなるのが気に入らないです。案1で試作して、ダメなら案3採用です。

案1の問題点はどれだけ霧を吹けば良いのか判らない点です。うーん、アイデア、アイデア！！
降りて来ました。塩ビ管を横倒しして、最初から少量の水を入れておくのはどうでしょう。キャップの下方に穴を開けておけば、不要な水は押し出されます。

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■お題：経済性について考察しなさい。

フロート製作のための材料費は以下になります。
型枠の塩ビ管は一度用意すれば繰り返し使える固定費です。ウレタンフォーム自体は一度に6本までのフロートを製作できますが、使い切りです。使い残しは硬化して使えなくなります。そのため繰り返し毎に購入が必要な変動費です。

固定費
・VU50 @500円
・キャップ @400円×2個＝800円
・VP25 @400円
変動費
・フォーム @700円

作成するフロートの本数に対して、型枠の数を増やせば固定費が増加しますが、ウレタンフォームを充填する繰り返し回数が減りますので変動費が減少します。固定費の増加と変動費の減少はどこかでクロスするはずです。試算します。

持ち手パイプは3本組み6セット、計18本の電線管を使っています。フロートも18本を製作する場合の試算です。

固定費	セット数	1	2	3	4	6
変動費	繰り返し数	18	9	6	5	3
VU50	@500	500	1,000	1,500	2,000	3,000
キャップ2個	@800	800	1,600	2,400	3,200	4,800
VP25	@400	400	800	1,200	1,600	2,400
フォーム	@700	12,600	6,300	4,200	3,500	2,100
材料費計		14,300	9,700	9,300	10,300	12,300
1本当り単価		794	539	517	572	683

型枠3セットを用意して回すのが1番低コストと判りました。1本単価は517円です。
1回に製作するのはフロート3本です。ウレタンフォームの容量の半分は棄てることになります。
ウレタンフォームが硬化する1～2時間の間、使いさしのスプレー缶の吐出口の硬化を防止できれば変動費を半額にできます。なんか対策できないかな？

表面硬化に15～30分、
切り出せる完全硬化まで1～2時間

感想と構想

明日は持ち手パイプの水密化を前提に、必要なフロート本数を試算してみます。

フロートについて、色々と机上で検討していますが、ウレタンフォームの強度確認を含めて試作が必要です。先ずは掘削道具自体の修繕と改造が控えています。試作はその次の作業にします。

図面を描くとフロートのウレタンフォームが薄っぺらいです。これだと、確かにたいした浮力は期待できません。リスクがありますが、穴を電線管サイズに戻して、かつ外径も井戸穴ギリまで拡げた方が良いかもしれません。

1万円近い材料代と労力を掛けてフロートを製作するのが疑問に思えてきました。何だか自作もいけてない…。萎えてきた。
もっともっと簡単に、掘鑿道具の重量軽減ができないものかのー。