生活中的科學

生活中的科學EP10-軟木塞開瓶器

浣熊老師

Dec 13, 2023 • 10 min read

大家好我是浣熊老師，講到開瓶器，大家第一時間想到的用途是用來打開汽水或是啤酒瓶蓋，但除此之外，還有一種開瓶器是專門設計用來打開軟木塞的，又被稱為軟木塞開瓶器或是翼型開瓶器(Butterfly Corkscrew)。

軟木塞主要用在裝有洋酒的瓶子，如:紅酒、葡萄酒...等。用途和瓶蓋相似，能夠將酒瓶密封，但除了隔絕外界的空氣外，軟木塞還能在陳年的過程中透入些許氧氣，增加酒的口感。利用軟木塞開瓶器，我們可以順利地將軟木塞從瓶口拔出來，現在就讓浣熊老師一步步教大家如何製做軟木塞開瓶器吧！

軟木塞開瓶器的操作方式

在進行組裝步驟之前，浣熊老師要先提醒大家，這個模型的主要用途在於模擬軟木塞開瓶器的使用方法，因此請勿直接使用完成的模型來打開紅酒瓶哦！

◆組裝步驟

第一步我們要來製做軟木塞開瓶器的主體，需要使用到15孔超長條、3孔超長條以及短紙卡固定鍵(圖一)，將它們依照圖示結合在一起(圖二)。

第二步要來加固軟木塞開瓶器的主體，主要使用到5孔長條以及短結合鍵(圖三)，將它們依照圖示組裝成四個部件A (圖四)。

接著我們要將部件A和軟木塞開瓶器的主體做結合，依照圖示將5超長條固定在15孔超長條和3孔超長條的接縫處(圖五)。

第三步需要使用3孔1/4弧長條、3孔超長條和長結合鍵(圖六)，將四個3孔1/4弧長條組合成一個環形結構，並將長結合鍵安裝3孔超長條上，完成部件B、C的製作(圖七)。

接著使用部件B將軟木塞開瓶器的主體結合在一起，並確認兩個短紙卡固定鍵的方向朝向內側 (圖八)，完成後再將部件C結合在主體的底部(圖九)。

第四步要來製做軟木塞開瓶器的旋柄，會使用到5x5孔正方框、軸轉接器、5孔長條以及150 mmI軸(圖十)，將零件依照下圖組裝成部件D (圖十一)。

第五步需要在旋柄上加入螺紋的結構，我們這邊使用的零件是蝸桿和20T齒輪(圖十二)。

首先由上方將旋柄上的150 mmI軸穿過第一個3孔超長條，接著依序放入20T齒輪和蝸桿，最後再將150 mmI軸第二個3孔超長條，完成旋柄的安裝(圖十三)。

完成後可以試著轉動旋柄，若是發現磨擦力太大無法順利轉動時，可以透過旋轉兩個3孔超長條來調整的孔洞的角度，當兩個孔洞的角度完全對齊後，旋柄便能順利轉動。(圖十四)。

第六步要製做能夠鎖入軟木塞的螺絲，這邊會使用到軸轉接器以及3孔圓角長條(圖十五)。

將軸轉接器與3孔圓角長條結合，螺絲的結構便完成了，此模型主要用於模擬軟木塞開瓶器的使用方式，所以我們不會加上實際的螺絲，僅用此部件做為螺絲的示意(圖十六)。

接著將螺絲上的軸轉接器與旋柄上的150 mmI軸結合，完成螺絲的安裝。
最後我們要依照圖示調整蝸桿在150 mmI軸的位置，當蝸桿與靠近下方的3孔超長條接觸時，螺絲與靠近下方的3孔超長條需保持2cm的間距 (圖十七)

第七步要製做用來固定握把的支架，主要使用3孔超長條和短結合鍵 ，將它們依照圖示組裝起來(圖十八)，完成4個部件E的製作(圖十九)。

接著依照圖示將四個部件E組裝在主體的15孔超長條兩側(圖二十)。

第八步我們要來安裝握把，需要使用70mmII軸、20T齒輪以及145度齒輪曲軸-A(7411-W10-C1D) (圖二一)。

首先將70mmII軸穿過3孔超長條的其中一側，中間穿過145度齒輪曲軸-A之後再將70mmII軸穿過3孔超長條的另外一側，接著插入20T齒輪來固定70mmII軸，最後將145度齒輪曲軸-A的位置調整到置中，確認145度齒輪曲軸-A和蝸桿的齒輪彼此咬合，握把的安裝便完成了(圖二二)。

接著將另一邊的握把也同樣依照上述方式進行安裝，在安裝時需盡量確保兩邊握把的高度相等，且形狀是對稱的(圖二三)。如此一來軟木塞開瓶器的模型就完成啦(圖二四)！

◆操作展示

現在就讓我們來操作看看軟木塞開瓶器吧٩(๑>∀<๑)۶(影片一)!
一開始需要以逆時針的方向旋轉旋柄，模擬將螺絲鎖入軟木塞的過程，當我們旋轉旋柄時，兩側的握把會因為蝸桿帶動的關係而逐漸抬升(00:05~00:16)，當螺絲完全鎖入軟木塞後，握把的位置便會抵達最高處，接著向下壓動握把，透過齒輪間的嚙合將整個旋柄往上抬升，進而拔出整個軟木塞。

(影片一)

◆開瓶展示

好不容易才完成了軟木塞開瓶器的模型，卻無法一睹它開瓶的風采是不是很掃興呢?
別擔心~浣熊老師接下來就要示範如何改良軟木塞開瓶器的模型，並用它來打開酒瓶的軟木塞。
在這之前浣熊老師還是得要提醒大家，以下的操作難度較高，若真的想要嘗試的話，一定一定一定要由大人代為執行唷！

(影片二)

◆結語

這次所製作的軟木塞開瓶器模型，外觀與機構看似非常簡單，實際上卻蘊藏了許多的"眉角"，如計算軸的配置高度以及蝸桿的位移距離等，都花了浣熊老師不少的時間，才完成大家現在看到的模型。生活中有許多事情亦是如此，若沒有嘗試過絕對不會知道有多困難，因此試著多方嘗試看看各種事情吧，唯有親身體驗過後，才能得到自己最真實的感受哦。

今天的分享就到這邊，喜歡這篇文章的話記得幫浣熊老師大力分享出去，我們下次見囉，拜拜！

◆科學原理：

軟木塞開瓶器模型使用到了蝸桿、齒條和螺旋的機構，其中最重要的便是蝸桿零件，因為它同時身兼蝸桿和齒條的功能，在逆時針旋轉旋柄時，發揮了蝸桿的功能，透過減速的方式緩慢將握把抬升，提供可以下壓的空間；在下壓握把時，發揮了齒條的功能，藉由與145度齒輪曲軸-A的嚙合產生向上的力來拔出軟木塞(可參考上方影片一)。螺旋則是六種簡單機械概念的一種，日常生活中常見的螺絲釘、寶特瓶蓋皆為螺旋的應用，此處則是用於平頭螺絲1-1/4"，使其能鎖入軟木塞。關於螺旋的深度介紹可參考生活中的科學EP8-手搖千斤頂文章。