また修理であります(@_@;)
今回は、これ!
蓋を開けると~
「とっとこハム太郎」が現れます
2003年頃にミスタードーナツとコラボされたもの
「とっとこハム太郎のオルゴール」で20年以上経過しています!
依頼者は、10代なので、親から継承されたものでしょう
正常であれば、OP曲の「ハム太郎とっとこうた」が流れるのですが
裏のゼンマイを巻いても
ジャッ!と一瞬で元に戻って、曲は全く流れませんと、いきなり分解したので、途中の写真がありませんが(^^ゞ
やっぱし、ギア破損で、赤矢印部の歯が折れています
ギアの直径 2.22mm(゚Д゚;)
後で、測ったので、並べた写真はないですが
爪楊枝の直径が2.3mmで、ほぼ同じ(゚Д゚;)
最近は、ギア破損の修理に恵まれておりまして~(@_@;)
以前「ベビーベッドオルゴールメリーの修理(CNCでギア製作)」の時に
AliExpressへの注文では納期が遅すぎるので
このサイズのギアを
AliExpressに注文してた上と同じギアが届いていたので
そのギアを使って難なく突破(^^)
この画質が限界です(~_~)
大きい方のギア歯が妙なのは
相手がウォームギヤだからで、擦り減っているのではなさそう
2MPは嘘で、VGAなので0.3MPなのですが、US$ 12.26 でした。
昨今は、x1000やx1500が主流ですが、実2MP(FullHD)なのだろうか?
これはもう、店も商品もありません(^^ゞ
まあそれでも重宝してて
まあそれでも重宝してて
倍率最低 x50、VGA(640x480)ですが
クッキリ!
左側の黒い部分が歯が欠けている所です!
この画質ならFusion360に読み込んで下絵にできそうです(^^)
Φ0.8のドリル(赤円)で掘って
Φ1.0のエンドミル(緑円)で残りの周辺を切削できましたが
今回は、この半分未満のサイズ!
ドリルはΦ0.4があるけど、エンドミルの最小はΦ0.6しかありません
できるかどうかわかりませんが
CNC2418での加工限界に挑戦することにします(^^)
Φ0.8のドリルの跡が残っていて
10個の穴が直径約5mmで円形に並んでいます。
10個の穴が直径約5mmで円形に並んでいます。
では、今回のギアの設計にいきます!
Fusion360のスケッチでΦ2.2とΦ2.75を円を描いて~
ギアスケッチのできあがり(^^)
ギアの輪郭線が描けても、切削可能か確認する必要があります
手持ちのドリルやエンドミルの円を描いて
ギアの溝に当ててみます。
Φ0.6エンドミルで削り取れば、
ギア溝の深さが微妙に足りませんが、ほぼ大丈夫と思われます(*^^)v
スケッチを2.5mmプルして3Dモデルにします
ギアの上にΦ1の軸を作り
下側は、Φ5の円柱を付けます
下側にΦ2.9の穴を開けて円筒にします
ギアの下側に円筒を付けた理由は
そこで、
これは「左:写真」「右:3Dモデル画像」の合成画像でして
歯が折れたギア部分を切断(左側)して
製作したギア(右側)を挿し込めば
CNCで加工する際に裏表の中心位置を合わせるために
中心に極小の穴を貫通させておく必要があります
手持ちドリル左からΦ0.5、Φ0.4、Φ0.3は
何故かΦ0.4の根元が最も細いので、深く掘れそうです
ドリルの先端が7.5mmと短いけど、根元が絞られてるので
先にΦ2.9の穴に対して、ギリギリで0.5mmほど貫通できそうです(^^)
一番右側は、Φ2.2ギアの軸でΦ1.0なので
貫通穴は、できるだけ小さい方がいいのです
( )付きは二重寸法で本来不要ですが
マーティーの誤認防止であります(^^ゞ
部材の厚みが15mmなので
Φ0.4ドリル(水色の線)で貫通させます
さて、Fusion360の「製造」に入って
CAM設定をしようと、工具の[選択]ボタンを押すと
手持ちの工具をマイツールに登録してたのですが
マイツールファイルの保存場所を特定して
バックアップしていました(^^)
マーティーの場合
「C:\Users\marty\AppData\Roaming\Autodesk\CAM360\libraries\Local」ですが、今回も
Library.jsonだけになっていて、MyTools.jsonが消え去っているので
バックアップしてた「MyTools.json」をコピー
再度、工具の[選択]ボタンを押すと
AUTODESKさん、こんな嫌がらせは止めて欲しいですね~(・´з`・)
今回は
「ベビーベッドオルゴールメリーの修理(CNCでギア製作)」と同じ部材で
記憶も新しいのでCAMの詳細設定をここに載せるのは省きます(^^ゞ
POM(ジュラコン)は、PE(ポリエチレン)よりかなり硬く、溶着し難いので
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 切削送り速度 Vf [mm/min] | 2000rpm | PVC | 100 | 130 | 160 | 180 | 200 | 230 | 240 | 240 |
| 3000rpm | アクリル ABS | 150 | 190 | 230 | 270 | 300 | 340 | 360 | 360 | |
| 4000rpm | PE | 190 | 260 | 310 | 350 | 410 | 460 | 480 | 480 | |
| 深さ[mm] | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.7 | 0.7 | ||
Φ0.4ドリルは、5000rpmの50mm/minで
1mm掘る毎に完全退出する「深穴ドリル完全退出」モードにしました。
では、先に加工する後ろ側
何度か設定を弄ってシミュレーションが問題なくなったので
加工シミュレーションを動画で!
① ドリル:Φ2.0ドリルで深さ9.5mmの穴開け
② 2D輪郭:Φ2.0 トウモロコシタイプ・2FluteエンドミルでΦ2.9に穴拡張
③ 2D輪郭:同エンドミルで深さ2.6mmまでΦ3.5に穴拡張
④ ドリル:Φ0.4ドリルで中心に貫通穴開け
何度もシミュレーションを観て問題なさそうなので
Gcodeを吐き出すべくポスト処理します。
右側の一覧から「Grbl」を選択して
「Safe retract and home positioning」も
「G28」に戻っているので、設定し直す必要があります
理由は、
でも解説していますが、
これは、G28での異常な切削のショットです。
切削開始時にいきなり、Z軸が下がって切削開始点に移動しました。
Z0座標で移動すれば、まだ被害は少ないのですが
なぜか、Z0 ⇒ Z-2 辺りに向かってガ~~ッと削られてしまい
こんな深い切削筋が入るのです(@_@)
Z0座標で移動すれば、まだ被害は少ないのですが
なぜか、Z0 ⇒ Z-2 辺りに向かってガ~~ッと削られてしまい
こんな深い切削筋が入るのです(@_@)
しかも切削Feed速度ではなく、移動Feed速度なのでミルにも負担が掛かり
細いミルだとすぐに折れてしまいます。
細いミルだとすぐに折れてしまいます。
というわけで
続いて、ギアの方です
全体の外形を切削するのに「3D 負荷制御」を使いましたが
大小関係を変えたり
極端に大きくしたり、小さくしたりしましたが
この様に、どうしても解説図の左側のになって、
1周するたびに退避動作をしてしまうのです(~_~)
執筆中に過去の日誌をみると、
どうも「3D負荷制御」を使うのは初めてだったようです(^^ゞ
そのまま進めて(^^ゞ
ギア部の加工シミュレーションを動画で!
ギア部の加工シミュレーションを動画で!
① ドリル:Φ0.4ドリルでギアの谷部に6個の穴開け
② 3D負荷制御:Φ2.0 トウモロコシタイプ・2Fluteエンドミルで外形切削
③ 2D輪郭:Φ0.6 トウモロコシタイプ・2Fluteエンドミルでギア部の仕上げ
ギア部加工の3つのGcode生成も終了
このΦ2.0トウモロコシタイプ、2Fluteエンドミルにして
根元が最も細いΦ0.4を使います
さっきのΦ0.4ドリルは、貴重なので、別のΦ0.4ドリルを装着して
の時、YY氏に改造していただいたのもの。
OverridingをPCのFunction Keyで
では、切削の様子を動画で(爆音注意!)
小さ過ぎで観えませんが(^^ゞ
Spindle:5000rpm
Feed:250mm/min
造形物の先端は、Φ1.0で1.6mm
その下にΦ2.0のエンドミルとほぼ同サイズのが確認できます。
かな?
ギア部分の仕上げ切削です!
ほぼ観えませんが
どうにか切削できてる様子(^^)
エンドミルが花丸状に動いてるのは判るかと
Spindle:5000rpm
Feed:105mm/min
4分弱で終了!
まあ、深さ2.5mmの1周を0.2mmずつ削って
直径2mm程を13周だからですね~
マイクロスコープで!
70~80倍ではないかと
キレイかどうか微妙な所ですが、ギアらしきものになっています!(^^)!
ギア部の直径 約2mm、その外側の円筒が直径5mmです!
長さ2.5mmを0.2mmずつ削ったので
歯の部分に筋が入ってます
POM(ジュラコン)の弾性のせいなのでしょうかね~?
斜めショット!
黒マジック塗らない方が良かったかも(^^ゞ
0.2mm厚の小型ノコギリで
全体的な形状や下側の円筒の長さは、良さそうです(^^)
ちなみに、右中央の棒は、爪楊枝!
円筒部に爪楊枝の先を挿して~
オルゴールの台座に嵌めてみます
相手ギアを置いてみて
噛み合わせを観てみます
削り出したものは、Φ1.11になってます
細いのでPOM(ジュラコン)の弾力の影響で
先端軸径:Φ0.9、ギア歯も小さめ(溝を大きめ)で設計し直して
切削したけど
ギアの歯ができず、六角形になってしまい撃沈(>_<)
どうやらPOM(ジュラコン)の弾力の影響もあるだろうけど
CNC2418の限界のご様子(~_~)
設定:Φ2.9のが、このドリルの2.7しか入らなかったので
指で動かしてる所を動画で!
最初、完全に諦めてたけど
こんな極小のギアが作れて、動きそうな気配が出てきて
ワクワクの興奮気味なのであります(^ω^)
さて、組み立てていくのですが
赤丸部の3ヶ所のカシメてあった頭を
分解する時にドリルで削ってて
もはやカシメることはできないので
M2のボルトで留めることにします
下穴Φ1.6をかなり正確な位置に開けねばなりません
オルゴールの台座をCNC2418のステージに固定して
スピンドルモータの左側にマイクロスコープを装着してます
取付具は、9年前
「小型工作機CNC2418 その13(USBスコープ取付)」の時のです
正確な位置合わせに使います
まず、XY座標を0、0にしておいて
適当な場所にΦ0.3ドリルで穴を開けます(赤矢印のすぐ下)
照準は「USBマイクロスコープとOpenCV/Python」で作ったもの
Anaconda3のSpyderでPythonコードをインタプリタで実行しています
Spyder+Python、なかなか便利です(^^)
ドリル中心とカメラの位置関係になります
メモ帳に記録しておきます(緑枠部)
最初の穴中心に照準を合わせ、RESETしてXY座標を0、0にして(赤枠部)
カメラとドリルの位置関係の符号を逆にして
「G0 X-53.241 Y0.170」(緑線部)のGcodeを書いて
切削を開始します
Φ1.0 トウモロコシタイプ・2Fluteエンドミルで
ガリガリと切削音がしていましたが
途中からガリガリ音がしなくなりました
明らかに切削できてない様子なので
停止してエンドミルを外して診ると
台座の材質は、亜鉛ダイキャストで
アルミより柔らかいので、切削油も不要だろう!
Φ1.0 トウモロコシタイプ・2Fluteエンドミルで
螺旋移動しながらΦ1.6の穴を掘るGcodeにしてたのですが
スピンドル回転数も最高の10000rpmにしてたので
ジワジワと発熱して融点に達して
亜鉛ダイキャストが溶け始めたのです(>_<)
手動で0.1mmづつ約1秒刻みで掘り下げていき
1mm掘る毎にドリルを穴上まで上げて
穴の中にモリブデングリスを吹き付けてやりました!
深さ7.5mm、良さげな切削屑で、巧く行ったようです
タップを立てていきます
当然、ネジ山は、最下部まで切れませんので
ネジが入る深さを測ります
丁度良さそうです
作成したギアも嵌めておかないといけないので
なかなか付け難くかったですが
無事、装着して固定できました(*^^)v
赤丸部のネジ頭が接触することが判り
ギリギリ大丈夫のようです
後は、鳴らして診るしかないですね~
では、組み立て後の初テストを動画で!
本来なら、棒で回している「調速機(ガバナー)」が
スタビライザーの役目をして安定して回転し続けるのですが
動きません(>_<)
すんなり動くと思ったんだけどな~
一体どこがいけないのだろう?(@_@;)
やっぱし修理不能のか(~_~)
組立に微妙な所はなかったので
作成したギアが原因であることは間違いないわけで
ギアの溝が浅くて相手ギアとの嵌合が固いのではないか?と
そこで、作成したギアの6個の歯が区別できるように
ギアの円筒部分に赤マジックで点々を書いて
極細ドリルなので、あまり力は入れれません
まだ連続ではないが、調速機(ガバナー)がさっきより回り始めたぞ(*^^)v
明らかにいい方向だ!これは、いけるかも!
動画で!
調速機(ガバナー)が連続して回る様になりました!
ゼンマイをそれほどまで巻いてないけど、2分間を達成!
感動の瞬間を動画で!
所で、調速機(ガバナー)の軸はウォームギヤで
修理したギアとは、この状態で噛み合っています
ゼンマイの力で黒の円形ギアが回転することで
ウォームギヤを回すという、普通では逆の関係なのです
ゼンマイの駆動系では当たり前なのかな~
修理したギアの左側の軸が上下にブレています
ウォームギヤの力でそうなる訳ですが
その為に右側の作成したギアと上の黒いギアとの
嵌合クリアランスが大きめじゃないと
ウォームギヤ軸の調速機がスムーズに回らなかったんですね
いや~オルゴールがこんなギミックな構造だったとは!(゚Д゚)
筐体に取り付けるので、ゼンマイの巻ノブを一旦外して
残りのギアを付けますシリンダーの軸にギザギザがあるので
黒い破片(赤丸部)が!
元のギアを並べると、明らかにこのギアの歯ですね!
擦り減りじゃなくて、ポッキリ折れてるので
ギアの材質はABSでしょう
ここで、ちゃんと鳴るか確認を動画で!
やっぱし筐体に入れると音が響いていいですね~
問題ないので組み立てを進めます
シリンダーの先のギアの相手になる
もう一つのギアを入れて~筐体の軸受溝の右側がすり減って
ギアの軸が右にズレてしまい
手っ取り早く
同程度のゼンマイの巻き加減で
オルゴールユニット単体の時は2分ほど鳴ってたのが
さすがに負荷が重くなって、1分20秒になった~
もう少しゼンマイを巻けば曲を3回しクリアできるから
修理完了としていいでしょう!\(^o^)/
蓋を締めた時に調速機(ガバナー)に当たって
曲の再生を停止させる役目なのですが
ゼンマイの力が残っているのに強制的に停めると
作成したギアやご老体の調速機パーツにも負担がかかって
また壊れるのは時間の問題な気がするので
付けないことにします
鳴ってなくても
蓋を開けただけで幻聴で曲が聞こえてくるのでありました(^^ゞ
AliExpressを探してみると~
同じメーカー「Sankyo」のがあるではないですか!
「Sankyoオルゴール用ムーブメント ゼンマイ式」
642円(49%OFF、1500円以上で送料無料)
また、壊れたらこれの楽譜が刻まれたシリンダー(ドラム)だけ
交換したら、可動部は、新品に早変わりですね~(^^ゞ
更にSankyoオルゴールを検索すると
修理したオルゴールユニットと全く同じ分解図がありました
思い出しました!
や
で弄ってたあの高性能モーターの会社でした!
その後、頓挫して先に進んでおりません(^^ゞ
親会社が「日本電産」⇒「ニデック株式会社」になって
「ニデックインスツルメンツ株式会社」が現在の正式社名とのこと。
だから、オルゴールに「Sankyo」のエンボスがあるんですね
その昔、三協精機はHDD用モータの有力企業だったそうで
次世代のFDBモータで日本電産に挑む勢いを見せていたらしく
マーティー利用のHDDと意外な所でお世話になっていたのかも?
今や 液晶ガラス搬送ロボットで世界市場シェア80%以上を誇り
磁気カードリーダ:トップメーカーだそうで
オルゴールから凄い会社に発展してるんですね(゚Д゚;)
そして
1996年:「諏訪湖オルゴール博物館 奏鳴館」開館
2016年:旧日本電産サンキョー(現・ニデックインスツルメンツ)が全面改装
2023年:「ニデックオルゴール記念館(すわのね)」に名称変更
そのホームページを観ると
有料でオルゴール製作体験ができ、組立方の動画があります。
あのシリンダー(ドラム)を固定する円筒ネジを
マーティーは、ネジザウルスでやりましたが
その動画では、何やら簡素な工具、でもよく見えないのです。
製作体験したら謎が解けるでしょう(^^ゞ
いや~、今回は流石に、ダメかと思いましたが
修理できる可能性が低いものが修理できると
その喜びは格別ですね~\(^o^)/





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