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ゼンマイの性能と選定方法について
- ゼンマイを使った玩具の設計に携わっている方が、ゼンマイの性能について悩んでいます。モーターとは異なり、ゼンマイには性能表が存在しないため、選定が難しい状況です。メーカーのサイトでも性能に関する情報がなく、選ぶ基準が分からないとのことです。
- ゼンマイとはうずまき状の板バネやギアが入った動力ユニットであり、玩具設計においてはサンプルから選ぶことが一般的ですが、微妙な性能の違いを判断することが難しいです。ゼンマイの性能を表記することは困難であるため、適切な選定方法を探しているとのことです。
- ゼンマイを選ぶ際の基準について、回答者のアドバイスは、ゼンマイの特性を考慮することです。ゼンマイはバネとして機能するため、バネの特性と同様に考えることができます。また、ゼンマイの選定は試作品の作成時に行われることが多いため、社内にあるゼンマイユニットのサンプルから選ぶことがあります。しかし、微妙な性能の違いは判断しにくいため、試作品の動作テストを行って適切なゼンマイを選ぶことが重要です。
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> ゼンマイユニットの選定はどうすればいいのでしょう ということのなので、有るものの整理が出来ていなかったり、聞かれている方が何をゼンマイに求めているのかがはっきりしていなかったりという事なのだと思いました なので、有る物の整理をされるといいと思います。 バネの幅が広くて、巻き数の多く巻けるものが、たぶん長く使える物。 それが具体的に重量何gを何秒駆動できるのか。 もしくは、自分の標準ゼンマイ駆動を準備して（一つ確保して） それと比較して、駆動時間が長く使える物、短くてもかまわない物 重量を多く動かせるもの、そうで無い物を 有るものから探す ということにしたらいかがでしょうか？ ゼンマイの発注の際のゼンマイの能力は、注文書には、どういった、要求で注文を出されていますか？数値化されていますか？ されていないとしたら、納品時の能力確認はどうされています？ 何を確認していますか？
前の回答者さんのご回答のとおり、ゼンマイの特性を表す方法は、 ばね（スプリング）の特性表記方法と基本的には同様と思います。 通常の直線的に伸縮するばねの偏位が回転角、力がトルクに対応すると 考えればいいと思います。 参考URLには、ゼンマイの回転角（回転数）と、トルクの関係を表す図が 示されています。特性を数値化するのであれば、このグラフの特徴を表す 数ポイントを定量化して表すことがよさそうに思います。玩具という用途 を考慮すると、過度に細かく数値化するのは馴染まないと思いますが、 重要なポイントを抑えて、仕様書化として取り交わすことを検討してみて 下さい。 非線形のグラフを、限られたデータ数で数値化することを考慮すると、 原点付近の勾配（ばね定数に相当）、許容される最大トルク、ヒステリシス （往復のカーブの差に値する量）などを仕様として取り交わすことを検討 なさっては如何でしょうか？ 業界の常識に整合しないのであれば、適宜 修正なさって下さるようにお願いします。 ギアが入った「動力ユニット」であっても、回転角（数）－トルク特性は 単体のゼンマイと同じ考え方ができると思います。 動力ユニットが、 (1)どれほどのエネルギーを蓄えることができるか (2)最大に巻き上げた状態から、負荷を掛けた状態でエネルギーを放出 させたとき、必要最低のトルクに達するまでに何回転させることが できるか 等を定量化しておき、負荷（玩具）が要求するトルク特性との関係において 数値比較すれば、選択の目安となるでしょう。 まずは、動力ユニットの特性と、負荷の特性の数値化が必要な状況とお見受 け致します。
お礼
アドバイスありがとうございます。 ＞動力ユニットが、 ＞ (1)どれほどのエネルギーを蓄えることができるか ＞ (2)最大に巻き上げた状態から、負荷を掛けた状態でエネルギーを放出 ＞ させたとき、必要最低のトルクに達するまでに何回転させることが ＞ できるか これらを参考に測定器具を作ってみようと思います。
昔、茶運び人形を作った時に、ゼンマイバネについて調べました。 現在、新たに製作してくれるところは限られますね。 その時は、壊れた電気掃除機のコードリールのものを転用しました。 その際、 ・自由形状 ・取り付け状態図（この初期状態による変化が大きい！） ・回転角とトルクの線図（当然、リニアにはならない！！） ・最大に巻いてから、セット状態まで伸び切るまでの時間。 等が大事だと痛感しました。 ゼンマイは、現在は殆どがオーダーメイドで標準品は無いので、 要目表も無いのでしょう。 バネメーカーに発注する時は、 詳しく仕様を詰める事になると思います。 御参考まで。 > 社内にたくさんある動力ユニット それなら、選定のためのデータをそろえていないのは、御社の問題。 それをまとめておくのは、御社の仕事。 あなたが設計の管理職なら、あなたの責任。 あなたが設計の一般社員なら、今後取り組むべき標準化のお仕事。
お礼
> 社内にたくさんある動力ユニット それなら、選定のためのデータをそろえていないのは、御社の問題。 厳しい意見ありがとうございます。 これを機会に使用したゼンマイをデータベース化して行こうと思います。
ゼンマイもバネですから、設計上の考え方はバネの場合と同様です。ただゼン マイの場合はバネ同士の摩擦の影響が無視できないので、計算値から外れる 可能性が大きく実測データを使う場合が多いかもしれません。 管理する性能は他のバネと同様変位と荷重(トルク)です。 http://www.kagaspring.com/keyword/basic/ http://www.tokaibane.com/tech/index.html
お礼
ありがとうございます。 ゼンマイ以外にもバネは使う機会が多いのでurlは参考にさせていただきます。 簡単な測定器具を作ってみようと思います。
お礼
回答ありがとうございました。 ＞もしくは、自分の標準ゼンマイ駆動を準備して（一つ確保して） ＞それと比較して、駆動時間が長く使える物、短くてもかまわない物 ＞重量を多く動かせるもの、そうで無い物を 有るものから探す ＞ということにしたらいかがでしょうか？ 基準になる物を決めると選択しやすいですね。 アドバイスありがとうございます。 仕事ではゼンマイの発注まではやりません。 希望通りの性能の玩具の試作を作るところまでがウチの仕事なのです。