【知育トイ】LEGO×EV3×3Dプリンタでビー玉発射台を自作!親子で楽しむ学びと遊び

親子で知育トイ

こんにちは、作ってツナガル工房です。

私も息子も「作ること」が好きで

親子
親子

ゲームセンターのようにワクワクするゲームを、おうちで作れたら楽しいね!

と思う私たち親子…そんな発想からビー玉発射台 を自作することにしました。

家庭や教育現場でよく耳にするのが、

  • 「市販のおもちゃは高額で、カスタマイズが難しい」
  • 「もっと子どもの好みに合わせた教材が欲しい」
  • 「手作りで工夫できたら支援や遊びの幅が広がる」
    という声です。
親子
親子

LEGOとEV3、3Dプリンターを組み合わせ、自由にカスタマイズできる
ビー玉発射台を親子で自作しよう!

本記事では、製作の流れ・遊び方・知育効果を動画や写真付きでわかりやすく紹介します。

1.なぜビー玉発射台を作ろうと思ったのか?(LEGO × 3Dプリンター活用)

最初のきっかけは、息子とビー玉を使って遊んでいるときに、

息子
息子

・もっと遠くまで飛ばしたい!
・連射できたらカッコいい!

と息子が笑顔で言ったこと。
そのひとことが、この自作チャレンジの始まりでした。

LEGOだけでは限界がある部分を、EV33Dプリンターで補助パーツを作ることで解決。
「組み立てやすさ」「耐久性」「発射の安定性」を兼ね備えた構造に仕上げることを目指しました。

2.準備した材料と道具

  • LEGOブロック(テクニックパーツ、ギア、ピンなど)
  • LEGO Mindstorms EV3(コントローラー、モーター、ケーブル)
  • ビー玉(100均で直径15~16mmが最適)
  • ばね(発射ピストン戻し用)
  • 3Dプリンター(Ender-3 V3 KE)
  • フィラメントPLA(環境に優しい素材)
  • 設計用CADソフト(無料ソフトがおすすめ)
  • スライサーソフト(Creality Print)
  • ニッパー:3Dプリント部品のバリ取り用
パパ
パパ

💡 ポイント
市販のおもちゃは「買って遊ぶ」で終わりますが、DIYは「欲しい形・大きさを自分で設計できる」点が大きな魅力。投入口の広さ、発射角度、発射距離も思い通りに調整可能です。

3.作り方の流れ:3DプリンターとLEGOで作るビー玉発射台

(1)基本構造の設計方法

まずはCADソフトで
・ビー玉発射パーツ
・ビー玉装填パーツ
を設計。

作ってツナガル工房
作ってツナガル工房

LEGOと脱着できるよう凹凸を付け、脱着強度を意識して調整しました

(2)STLデータ無料配布

🎁ビー玉発射パーツのstlデータはこちら👉 ダウンロード
🎁ビー玉装填パーツのstlデータはこちら👉 ダウンロード
※再配布・商用利用はご遠慮ください。個人利用の範囲でご活用ください。

(3)3Dプリントのコツ

✅材料      :PLA(環境に優しい)
✅ノズル径    :0.4mm
✅充填率     :15%
✅印刷スピード  :100mm/s
✅プリント時間   :約1~2時間/1部品
✅フィラメント使用量:25g(約50円)

息子
息子

僕だけの理想のパーツが完成!

(4)LEGOとプリンタパーツの合体

LEGOに3Dプリントパーツを取付け。
EV3モーターとギアを組み合わせて、手動・自動どちらでもビー玉を発射できる構造にしました。

4.遊び方の工夫例:ゲームとしてアレンジする方法

  • 対戦ゲーム:親子で対面し、真ん中に的をセット。的を相手のエリアに押し込んだ方の勝ち!
  • 得点チャレンジ:的を置き、当たった場所ごとに点数をつける。
  • 距離競争:ビー玉がどこまで飛ぶかを親子で競争。

プログラミング応用:EV3で発射間隔を制御し、連射機能を追加

操作概要

  • 中央ボタンを押す
  • モーターが左回りに3回転
  • 回転シャフトが発射レバーを押し、ビー玉を3連射

これにより、手動では難しい高速連射が実現しました。

遊びながら「力の加減」「角度の調整」「機構の理解」を自然に学べます!

5.知育・発達支援につながる効果:発想力・観察力・集中力を育てる

  • 観察力の育成:飛び方の違いを比較しながら工夫できる。
  • 集中力アップ:何度も挑戦しながら改善を繰り返す。
  • 手先の器用さ:LEGOの組み立てやビー玉操作で指先を鍛える。
  • 親子コミュニケーション:一緒に「どうすればうまく飛ぶか」を考える時間が増える。
  • 安心感:家庭で安全に繰り返し遊べるため、支援が必要な子どもにも最適。

6.応用アイデア:3Dプリンターでカスタマイズする方法

  • コース拡張:スロープやトンネルを追加して、長いコースを作る。
  • ターゲットゲーム:ペットボトルや紙コップを的にして倒す遊びに発展。
  • 3Dプリンター活用:オリジナルの障害物を作り、自由度を高める。
  • 教育現場で活用:小学校の理科・技術の授業や、発達支援教室での教材としても応用可能。

7.よくある質問(Q&A)

Q1. LEGO EV3を持っていないとできませんか?

→ 手動レバーでも発射できるので、EV3なしでも楽しめます。

Q2. 何歳から遊べますか?

→ 小学校低学年からOK。小さなお子さんは必ず保護者と一緒に遊びましょう。

Q3. ビー玉以外でも遊べますか?

→ 3Dプリントパーツの形状を変更すれば、ペットボトルのフタも発射できます!


8.まとめ:親子で楽しめる!LEGO × 3Dプリンターで広がる知育の世界

今回紹介した「EGOとEV3、3Dプリンターで作るビー玉発射台」は、

  • 遊びながら学べる
  • 親子でコミュニケーションが深まる
  • 支援現場でも活用できる

という多くのメリットがあります。

パパ
パパ

市販のおもちゃを「買って終わり」にするのではなく、「作って学ぶ」体験を子どもと一緒に楽しむ。
その積み重ねが、子どもの創造力・集中力・自信につながっていきます。

ぜひ、みなさんの家庭や教育現場でも、このDIYにチャレンジしてみてください!

過去記事の LEGO EV3でメダル落としゲームを自作!親子で楽しむ知育トイ を含め、ものづくりのアイデアを広げるきっかけになれば嬉しいです。

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