ボーネルンドのモビール

 ボーネルンドのモビールです。錘が多数外れた状態で持ち込まれました。数十年前のもので施設で飾られていたのですが紐が次々に切れて壊れてしまいました。こどもたちにとても人気があったもので思い出もあるものです。メーカーに相談したところ、ドイツ人の職人さんが既に亡くなっていて修理できる人がいないと体よく断られたそうです。費用がかかってもいいからどうにかしてほしいと頼まれました。どこに何が付いていたのか不明で最初は途方にくれました。

まずはバランスと考え、一つ一つの錘とバーの重さを測り、長さを測って計算で出そうとやり始めたのですが微妙すぎてうまくいきません。どっと疲れてしまいました。

次の手はモビールをつるして、錘をかけながらセットしていく方法です。行き当たりばったりでうまくいくのか自信が無かったのですが、結局はこの方法が正解でした。

全ての錘に糸を通して輪にし、ぶら下げられる状態にします。そしてバーは全て取り付けます。

上からセットしていきます。１のバーの左側は壊れていなかったので、右側に残り全部がぶら下がると仮定し、ここは両方の重さと、支点からの長さで計算しました。残り全部が右側に来ればよいことがわかりました。

次に２のバーです。ここからは外れた錘を取り付けながらバランスが取れる組み合わせを見つけます。錘の数も考えながらです。色は後で交換できるので無視です。

そんな風にして順に下の方へバランスを取っていくと、写真の様な組み合わせでほぼバランスが取れました。白く見えるのが仮付けの糸です。

この組み合わせで、彩りよく見栄えよく錘を固定していきます。錘の間隔を決めるのに難儀しました。かがんで作業したため背中が痛くなりました。

できあがったのが下の状態です。一カ所だけ支点の位置を少しずらしてあります。

以上

バズライトイヤーの翼が

 比較的新しいバズライトイヤーです。片方の翼が閉じなくなった。翼の先端のライトが点灯しなくなったという症状です。

翼が閉じないというのは定番のロック爪折れでした。裏からL型の当て板を接着して補強しました。完全な直角ではないため充填が必要で、プラリペアを使いました。

翼先端のライトは、まずそのままで出ている端子に電圧をかけて点灯の有無を確認します。点灯しなかったので、翼分解です。赤白のシールを合わせ目でカットします。隠しネジもあるためベンジンを使ってきれいに剥がします。開けると負荷のかかる場所できれいに断線していました。かろうじて見えていた線を引き出してハンダで繋いだのですがすぐに切れて（折れて）しまいました。線を出すために翼の先端半分をさらに分解する必要があったのですが、接着が広く強固なため諦め、方針変更です。線が切れた部分の翼を切開します。線が見えたところで、点灯チェック。無事点灯しました。新たな線を繋ぎ直します。引っぱられても強いようにちょっと一工夫です。

オリジナルの線の取り回しは遊びがありませんでした。そのため翼が動く度今回の切断部分が折れ曲がり、疲労切断となったと推測しました。そのため、スペースを見た上で、折れ曲がりが生じないよう取り回しを写真の様に工夫しました。

バネのセットは写真の様にします。

以上

クレーンゲーム 鎖のセット方法

 クレーンゲームで鎖がプーリーから外れたり、切れて元の長さがわからないような場合に元の状態に戻す際のポイントを分析しました。このクレーンゲームの場合で考えてみます。（3月17日の記事の関連記事です）

１，本体側（どちらが上昇と下降プーリーか？）

　　　1本のシャフトに2つのプーリーがセットされています。片方はシャフトに固定、他方はシャフトからフリーです。固定の方が上昇用、フリーな方が下降用です。（なぜそう言えるかは4の説明からわかります。）

　　　参考：下降用プーリーにはブレーキが付いています。

　　　

　　　このクレーンゲームではコマを押しつける形ですが、他に板を押しつけるものやトルクリミッターと同じ仕組みのものもあります。写真ではどちらにも「ブレーキのようなもの」が付いて見えますが、上昇用（写真左）のは鎖の脱落を防ぐための押さえです。ブレーキではありません。

２，バケット部分の鎖のセット方法（2つの穴のうちどちらが上昇、下降側かの判断）

　　　上昇＝バケット閉じ　下降＝バケット開く　というようにシンクロしています。

　　　上昇時は上昇鎖に張力がかかり、他方は緩みます。下降時は下降鎖に張力がかかり、他方は緩みます。そうやってシンクロさせています。（切り分けの仕組みは４で説明。）

　　（1）バケットが開閉する仕組み

閉じるとき：鎖aに張力がかかり、鎖bは緩んでいる。すると、図のようなバランスを取ろうとするためバケットは閉じる。（下図は右側だけを抜き出して表示）

　　　開くとき：鎖aは緩み、鎖bに張力がかかる。すると今度は下図のようなバランスを取ろうとする　ためバケットは開く。（下図は右半分のみ）

　（2）このクレーンゲームの場合の決め手

　　　　　下側の軸をつり上げるための穴がある。こちら側が「閉まる時＝上昇」の際に張力がかかる方である。（上昇用の鎖がセットされる）

3，プーリーの回転方向の確認

　　　電源を入れ、レバー（ボタン）を操作して回転方向を確認します。これは４で説明するツメの噛み合わせ方を決める際に必要です。

　　　このクレーンゲームでは写真の方向です。（時計回りが上昇、反時計回りが下降）従って鎖の垂れ方下下図のようになります。

４，２つのプーリーのツメの噛み合わせ位置

　　　バケットの「下死点」状態でセットするのだが、ツメの噛み合わせ位置は次のように２通りあり得る。どちらが正しいのか？

　　　（１）結論を先に言うと、a,bのプーリーが鎖を解いた状態（下死点）で、ピン位置が下図のようになるようセットします。

 　　　（２）何故そう言えるのか？

上昇下降と張力の分散の仕組みを見てみます。 

①上昇（＆ aの鎖に張力）時のピンの位置

　　プーリーと鎖

上昇時のピンの噛み合わせ位置

②上昇から下降に転ずるとき（上死点）

プーリーの回転方向が変わるとともに鎖の張力がbの鎖に移る。このときピンの動きとブレーキがカギとなる

　　　　　　③下降時　上の図の（3）の状態が下降時の状態

 　　　　　　④下降から上昇に転ずるとき（下死点）

プーリーの回転方向が変わるとともに鎖の張力がaの鎖に移る。このときもピンの動きとブレーキがカギとなる

　　　　　　⑤セットの仕方（再掲）

　　　　　　　上図①aの鎖が解放された状態（下死点）で、ツメの位置関係が（1）の状

態であればよい。

５，鎖の長さ

　　鎖が切れていて、元の長さがわからないような場合は、鎖全体の長さを調節する必要があります。

　　まず上昇用鎖の長さを決めます。下死点で鎖に２コマ程度の余裕がある長さとします。

　　次は下降用。上昇途中の状態で鎖に２コマ程度の余裕があるようにします。（単純に２コマ長いという意味ではなく、バケットが開かない状態でという意味です）参考までにこのクレーンゲームでは写真の程度の差でした。

　

＜以上＞

オルゴールのびっくり箱

 オルゴールが鳴り、途中で人形が飛び出すびっくり箱です。

オルゴールが鳴らないということでした。

さて、どうやってオルゴールに到達するかですが、缶詰と同じ状態です。つまり、四角い筒の上下に蓋をかしめて固定してあります。お客さんと相談の上、缶切りで開けることにしました。かなり傷が残りそうです。

家に持ち帰り缶切りを出したのですが、切り口が歪むのが目に見えてためらっていました。よく考えた上で、ルーターに付ける回転式のカッターでカットすることにしました。直線にするため竹ひごをガイドにして仮固定しそれに沿って歯を滑らせました。こんな感じでカットできました。隙間があるものの、歪みがないため目立ちません。写真は修理後ビス留めした状態です。内側は厚いプラを貼り付けてそこにビス留めです。

問題のオルゴール取り出しました。

櫛歯をゴムベルトのピンではじく形です。とても優しい音がします。問題はゴムベルトが劣化し、シャフトのところが変形固化し、しかもゴムが薄くなっています。

アイデアは　1）熱湯に浸けて歪みを取る　2）ドライヤーで熱風を当てる　3）シャフトにシリコンゴムパイプを嵌める　でしたがどれもダメで、窮余の策で内側にバイクのタイヤのチューブを入れたところ動くようになりました。櫛歯が干渉するため少し曲げて逃がします。ただ、ゴムが伸びて張力がかかるためシャフトにもゴムにも負荷がかかり長持ちはしないかと思います。

お客さんの話では、妹さんが同じおもちゃででよく遊んでいた思い出のものだそうで、やっと見つけたとのことでした。ちょっと気合いが入りました。

ネットで同じものを探しましたが、リメイクのものでデザインが違うものばかりでした。しかも高い！オリジナルは野村トーイで、ロンパールームの図柄です。

＊お客さんに返却し、目の前で数回は音が鳴ったのですがまた動かなくなってしまいました。応急でベルトの鳴き止めスプレーを吹きかけて復活しお渡ししました。しかし、どこまで持つかは不安です。それでも昔の音を聞いてしみじみと懐かしく感じてくれました。

オルガニート

 クリスマスのおもちゃで大物です。音楽が鳴り、人形が動き、ランプが点灯します。

動かない、音楽が鳴らないという症状でした。音楽はオルガニートという仕組みで、オルゴールのような櫛歯をピンがはじいて音を出します。ピンは櫛歯と対になっていて、帯状のカードに空いた穴がピンを引っかけて櫛歯をはじきます。今回の原因はカード送りのパイプ状の部品が劣化して粉々になったためです。オルガニートのアッシーは売っていますがとても高価です。部品は売ってないので3Dプリンターで作製しました。

箱にあった説明

上のローラーが破損。こんな状態に

3Dプリンターで作製した部品をセットしたところ（グレーの部品）

無事音楽を奏でるようになりました。音量豊かで、軟らかく滑らかないい響きです。何でもオルガニート同好会というのもあって活動しているそうです。

この仕組みは100年以上前にヨーロッパで実用化されたディスクオルゴールが元になっています。それは金属の円盤に穴が空いていてピンをはじくのですが、オルガニートは紙の帯を使っています。これはサンキョーが開発したもので、今でも作っています。紙に自分で穴をあけ、オリジナルの曲を演奏させることもできます。

オルガニートの故障はこれまでにも見たことがあります。両方とも同じ部品の劣化が原因でした。他の部品はしっかりしていて、この部品が手に入りさえすれば比較的簡単に直ります。

今回は人形の動きも悪いため、点検しました。ギアの交換で動くようになりました。ところで、驚いたのはシャフトの軸受けです。プラで押さえてはいるものの真鍮のブッシュが全ての場所に使われていました。使い捨てとは違うレベルを感じました。

＊上記オルガニートはパーツ山が11，櫛歯のピンは20です。最近受け付けたオルガニートは櫛歯が30ピンで、パーツ山は16でした。同じパーツが劣化して破損していました。この紙送りパーツの材質はメーカー（ＳＡＮＫＹＯ　現在はニデックインスツルメンツ）の話では、以前はシリコンゴム、現在はウレタンゴム製だそうです。

ポケモンクレーンゲーム バケット上下動の仕組み

 ポケモンクレーンゲームでバケットの開閉が不安定という故障でした。

故障原因探しをきっかけにバケットの上下動と開閉の仕組みを分析してみました。推測も含んでいます。

1，バケットのパーツ

2、鎖の張力で開閉をコントロール

　2-ⅰ鎖　　鎖aは①の穴を通って④に固定されている　鎖bは①に固定されている

　2-ⅱ　バケットが閉じる仕組み　　鎖aでぶら下げ（張力がかかり）、bは緩んでいる。す　　　　

　　　　ると、図のようなバランスを取ろうとするためバケットは閉じる。（図は右半分の

　　　　み）

　2-ⅲ　バケットが開く仕組み　　aは緩み、bでぶら下げる（張力がかかる）。すると　　　　

　　　　今度は下図のようなバランスを取ろうとするためバケットは開く。

3，張力（ぶら下げ）のコントロール

　　上記から、張力によってバケット開閉をコントロールしていることがわかった。ではど　

　　うやって張力をa、bに振り分けているのか？しかも上昇下降に連動して

　3-ⅰ　プーリーの役割と回転方向　　プーリーは２つある　写真の通り

　3-ⅱ　プーリーの仕組み（推測）　プーリーaはシャフトに固定されており、bはフリー。

　　　　aの回転方向（＝バケット上下動）によって張力を変える工夫があります。まずは、　

　　　　プーリーの仕組みから（推測）　bには溝が切ってある。aにはピンが立ててある。

　　　　２つが重なり、ピンは溝に嵌まる。また、bには緩いブレーキがかかっている。

　　　　

　　　　＊実物はbにピンがあり、aの方が溝になっていました
　３-ⅲ　aの回転方向と張力の分岐

　　　　図の「中立」：ピンはｂの溝の中央にある。鎖は両方とも張られている

　　　　図左 aが右回転した場合：ｂはフリーなため最初はｂに力が伝わらない。そして、

　　　　ｂにはブレーキがかかっているため動かず、そのままバケットを吊り下げている。

　　　　そして、aの鎖は緩む。ピンが溝の端まで来ると（図の状態）ブレーキに打ち勝って

　　　　aとｂは共回りし、ｂに張力がかかったまま（ｂでぶら下げたまま）下降を始める。

　　　　つまり、バケットを開いて下降することになる。

　　　　右図　aが左回転した場合：aは溝の端までバケットを持ち上げながら回転する。

　　　　このときｂはブレーキがかかっているため回転せず鎖が緩む。ここで張力の分岐が

　　　　起きることになる。ピンが溝の端まで来るとaに張力がかかったまま（aでぶら下げ

　　　　ながら）共回りする。これがバケットが閉じて上昇するときの状態である。

　　　　こうして、上昇下降とシンクロして張力の分岐をおこなっている

４，ブレーキについて

　　上昇下降、張力コントロールでブレーキが重要な働きをしている。緩すぎずきつすぎず

　　で調整されている。

　４-ⅰ　古いタイプのもの（３段構えのモーターギアユニット）では、ｂのプーリーに

　　　　リード板を当ててブレーキにしている

　４-ⅱ　今回のもの（推測）

　　　　図のような、トルクリミッターに使われている仕組みではないか。

　　　　ｂプーリーの内側に緑のようなパーツが入っていて、自身の溝でボディのツメと

　　　　噛み合って合体している（これがはずれるとバケット開閉が不安定になる。今回の

　　　　不具合の原因はそこにあった）

以上

外部電源で電池ケースプラス側に繋ぐ方法

 

外部電源について。電圧電流値が測定できるものだと動作確認だけでなく、電流値や電圧の変化をみることによって内部の不具合を推定でき、便利な道具です。

この外部電源ですが、電池ケースに繋ぐ場合にマイナス側はバネや板ばねを簡単にはさめますが、プラス側の接続に苦労してきました。一時はベロのような金属板を差し込んだりしたのですが、隙間がないと難しいので難儀していました。（写真1）

この問題を解決するのに、ダミー電池を使っているドクターがいたのでアイデアを拝借して紹介します。

ダミー電池は中が空洞でジャンパ線があるだけです。ジャンパ線をクリップで挟めばプラス端子につながります。閉鎖されたタイプのものだと加工が必要です。閉鎖タイプではないダミー電池なら容易ですが手に入らない場合は自作です。

写真は3Dプリンターで作ったものですが同じ大きさのものならパイプや木でも出来そうです。

単4用を持っていれば足ります。単3と単2には写真の様なソケット（アダプター）が使えます。

ドクターの皆さんは既に治具を工夫されているかと思います。また、ネットで「ダミー電池」で検索すると既製品の他に自作情報もいろいろと出てきます。今回は一つの例として紹介しました。

 

ところで、外部電源は電圧電流計付きが便利ですが、電流は1mAまで測れるものが実用的です。