ボールペンのボールを回転させる方法

質問

自由研究のテーマで，ボールペンのボールを紙に触れることなく回転させる方法を考えています．ボールペンのボールは磁石にくっつくので磁性体のようです．そのあたりを利用して回転させることが可能なのかなと考えています．ぜひなにかアイデアをください．どのような方法でもかまいませんので，よろしくお願いいたします．

回答No.2

noname#74145

■ほかで回答したのが削除されてしまいましたのでこちらにコピーします。

アイデアその一
アラゴの円盤の原理でどうでしょうか？

ボールの直径と同じ位の磁石でボールをNSで包み込むような凹面に加工してボー
ルに0,1ミリ位まで接近させこの磁石を高速回転させます。
この時にボールには誘導電流が流れその電流による磁力線が永久磁石と相互作用
を起こして引っ張られるように回る。

この原理は誘導モーターや積算電力計の円盤、自動車のスピードメータなどに応
用されています。
ただボールを支えているカバーの部分は金属ですから誘導電流を遮るかも知れず
その場合の責任は取れませんのであしからず（笑

アイデアその二
先ほどの磁石と同じような形の物体をボールと0,001ミリ位まで接近させ高速回
転させる。
その物体が起こす風がボールの表面をなでるように作用し結果回る・・・かな？

アイデアその三
ボールの先端の表面に非常に細く絞った空気を高速で当てる事でトルクが発生し
結果回る・・・といいなあ（笑

お礼

たくさんのアイデアありがとうございます．ボールの大きさが大きさなので，実際に試すのは難しいかもしれませんが，これらの原理を調べてまとめればよいレポートになるかなと思います．ありがとうございました．

回答No.1

utu-ne

仕事で、ボールペンを作った(研究開発した)経験があります。いくつか分からない点がありますので質問させてください。

＞ボールペンのボールは磁石にくっつくので

　一度ボールペンを分解して磁石にくっつくことを確認して、それと同じ種類のボールペンのボールを、ボールペンのペン先におさまった状態で回転させたいのでしょうか。
　もしそうなら、磁石をペン先の周りで動かして、磁力によってボールを動かす、ということぐらいしか思いつかないのですが、それでもいくつか問題があると思います。
・「ボールが動いた」ということを、どうやって判定するか。
　（ボールはインクまみれで、中で動いているかどうかは見ただけでは分からないと思います。インクがだらだらと出てくれば、ボールが回転していることの証拠にはなるかもしれませんが）
・ボールはインクに包まれているので、インクの粘度が高ければ高いほど、磁石では動きにくい。
　（一般に、油性ボールペンのインクは粘度が高く、水性ボールペンのインクは比較的粘度が低いです。最近の水性ボールペンは、「ゲルインキ」とか「ジェルインク」などといって、チキソトロピーという現象を利用した、ボールの回っていないときは粘度の高いインクを使っていますので、ボールが動きにくくなっていると思います）

　自由研究のテーマとのことなので、自由な発想が求められるのだと思います。残念ながら、私には、磁石で動かすことしか思いつきません。ボールペンのペン先がどうなっているかご存知でしょうか。どこかでそれを調べて、その断面図でも書いて、アイデアと一緒に提出されてはいかがでしょうか。頑張ってください。

お礼

確かにご指摘された「判定」という点は問題になりそうですね．また，ボールペンのペン先について調べたところ，結構複雑かつ面白い形状でした．どちらかといえば回転がテーマでしたが，こちらも調べてみようと思います．ありがとうございました．