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| ・高級オルゴールオルフェウス その２（２０２３．４．２０） |
 ゼンマイケースを少し持ち上げることで、ゼンマイ側・シリンダ側 ギヤの噛み合わせを回復させる試みは、あっけなく失敗に終わり ました。シリンダのシャフト端がゼンマイケースの穴に通り、位置が 決められていることに気付いていませんでした。やはり歯が削れて しまったギヤを修復、あるいは作り直すしか方法がないようです。 |
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 このギヤは単なるギヤではありません。 シャフト途中のスナップリングを外すと、 |
 ギヤがシャフトから抜けてきます。その 下に３本のツメを伴う金具があります。 |
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 ギヤの裏側に、溝の刻まれた 金属板が嵌め込まれています。 |
 金属板の溝にツメの先が入り込み、 一方向にのみギヤを回転させます。 |
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 ギヤの歯数・径・ピッチを計測し、ＣＡＤ上に再現します。 溝の付いた金属板相当の円盤も用意しなければなりません。 |
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 精密な切断加工が必要なので こちらのレーザー加工機を使用します。 |
 ギヤ自体は３ｍｍ厚の アクリル板から作ります。 |
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 レーザー出力と切断速度を 調整し、データを送り込みます。 |
 稼働開始以来、快調に働き 続けているＬａｓｅｒＶｅｌｏｃｉｔｙです。 |
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 ギヤの切断加工が 終わりました。 |
 最終的に傘歯車にしたいのですが この段階では単なる平歯車です。 |
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 次に、ツメが入り込む溝を 伴った円盤を作ります。 |
 金具のツメが掛かれば良いだけなので １ｍｍ厚のアクリル板を使用します。 |
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 中心部の穴に突起があるのは、 シャフトのキーを通すためです。 |
 つまり、この円盤はシャフトに 固定されて一緒に回転します。 |
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 先に、溝付き円盤を シャフトに通します。 |
 ギヤの保護紙を 剥がしておきます。 |
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 ギヤをシャフトに通します。ギヤ自体は このままではシャフトに固定されません。 |
 ギヤを移動させて溝付き 円盤と重ね合わせます。 |
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 位置がずれないように クリップで固定し、 |
 ２枚が重なる面に接着剤を 流し込み、接合します。 |
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 溝付き円盤の１ｍｍとギヤの３ｍｍで、計４ｍｍ厚となります。 金具のツメを押さえ付けた状態で、スナップリング用の溝が 顔を出します。リングを嵌めてギヤが抜けないようにします。 |
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 それらしき代用のギヤが 出来上がってきます。 |
 回転軸の方向を９０度変換する ため、元のギヤは「傘歯車」です。 |
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 レーザー加工機は２次元方向にしか加工できない ので、斜め方向に歯を加工することなど不可能です。 |
 そこで、レース盤で歯の先を削り 落とすことで簡易的に傘歯車にします。 |
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 ギヤを回転させながら歯の先にヤスリを当てます。 不用意にバイトを用いると、先が欠け飛びそうです。 |
 どのくらい削れば良いのか分からないので ひとまずこれくらいにしておきます。 |
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 傘歯車もどき・・といったところでしょうか。ゼンマイに組み込み オルゴール本体に戻すと、すぐさま問題が判明します。歯先が シリンダ側ギヤに届かず噛み合いません。最低限、噛み合わない ことには動力を伝達できません・・ギヤ全体の厚みを変更します。 |
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 ギヤを刻むアクリル板を単に厚くすると、 歯先の強度が低下し壊れやすくなります。 |
 もう１枚中間に円盤を入れることで ギヤ全体の厚みを増やすことにします。 |
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 ３枚の接着に進もうとした時に、 また別のアイデアが浮かびます。 |
 ギヤ全体の厚みを増やすと、スナップリングを 嵌める溝の位置が合わなくなるのでは・・ |
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 そこで、溝付き円盤中心部の穴を大きくし、その 下のシャフトが太くなる部分を貫通するようにします。 |
 ツメ付き金具はバネ座金でもあるので、 貫通したところで押し戻されてきます。 |
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 ３枚の中心を正確に合わせ クリップで固定します。 |
 接着剤を入れて３枚を 完全に接合します。 |
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 中間に１ｍｍ厚のアクリル板が加わり、 ギヤ全体は５ｍｍ厚に変更されます。 |
 ツメ付き金具を押し下げることができるので、 厚みが増していてもスナップリングは入ります。 |
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 加えて、ツメ付き金具がスプリングのように機能 することで、ギヤ同士の当たりが調整されます。 |
 レース盤に取り付けて、歯先 形状を傘歯車に近づけます。 |
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 最初のギヤがほとんど噛み合わなかった ので、欠き取る範囲を小さめにします。 |
 このくらいでどうでしょうか。 試行錯誤するしかありません。 |
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 ゼンマイケースに組み込みオルゴール 本体に取り付けて動作させてみます。 |
 今度は傘歯車同士が噛み合いはしましたが、 ゼンマイを巻き上げた瞬間悲鳴のような音がして、 |
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 その後全くゼンマイを巻き上げることが出来なくなり、分解してみると・・ やはり恐れていたことが起こっています。ギヤ同士が噛み合う際に 生じる応力に、アクリル製ギヤの歯先が耐えられません。悲鳴音と ともに、ほとんどの歯が欠けて飛んでしまっています。元のギヤは ポリカーボネートやＰＯＭのような強靭なエンプラ製でしょうか、代替 材料としてアクリルはおよそ適当ではありません。決定的に衝撃に 弱いことは承知していますが、レーザーによる自在な加工性を前提に すると他に材料が見つからないのです。確実に噛み合うことで歯先の ストレスを小さく保ち、かつ歯先の強度自体を向上させるようひたすら 形状を工夫するしかないようです。えらいことになったものです。 |
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