製作と改造

工作室

わたくしは、今日まで様々な電子機器や産業用設備の据え付けや整備、それらの設計、制作、改造などを生業としてきました。

その御蔭で、何でも自分でこしらえたり直したりすることが好きで、新しいものを買う前に先ずは自分で作れないか、直せないかと考えてしまう質です。

ここでは、これまで私が手がけた面白い製作品や改造について書いてみようと思います。

ものを作る行為に関しては、この世の中には汎ゆる分野のプロが存在し、日夜素人のものづくりなど遠く及ばぬ素晴らしい製品を生みだしていますから、書いてもつまらない自慢に終わってしまうのですが、過去に手間暇かけて作ったり改善した品は個人的に深い愛着があり、自分自身のために少しはその記録を残したいと思うのです。

あるいは似たような作業を試みられている方にとっては何らかの参考になるやもしれませんが、デジタル全盛の時代に私の様なアナログ世代の人間のものづくりが如何ほどの役に立つのかははなはだ疑問なところでもあります。

製作と改造の部屋

目次

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ボール盤の改造・EARTH MAN  DP－300A

機材一式を持ち込んでの音場特性の測定は、計測レベルの校正も不十分でしたが、レベル測定の要となる発振器と広帯域アテネーターは精度が良かったのでなんとか形をなしました。しかしそれなりに手間と時間は掛かりⅠを驚かせました。またその後数人の知人に頼まれて同様の測定をやりましたが、測定機材は大して変わらず手間も同じでした。

当時の記憶を思い返すと、オーディオの室内環境が異なれば特性もそれに合わせて変動し、測定結果にはそれぞれ結構な開きがあったのを覚えています。これらの経験からⅠに勧められて室内音場の特性測定を自動的に行える測定機材の構築を思い立ったのです。

最初に作ったシステムは掃引発振器と対数変換増幅器 ( Logアンプ ) 及び周波数特性表示部の独立した3つの部分からなり、前者２つはディスクリートで組みましたが、特性表示装置の方は当時電子マニアの間に普及し始めたばかりのマイクロコンピューターを流用したものでした。

この初号機はもう４０年近くも前の話で、まだデジタルカメラで生活を記録する習慣もなかったため現存していませんが記憶をたどってあらましを書ことはできます。

初号機に続いて掃引発振器と対数変換増幅器をひとまとめにし、マイコンにミニフロッピー搭載のMSX機やPC9800 USを使うシステムを造りました。FM-8ではプログラムの記録がカセットテープに頼っていたため、プログラムをロードするまでに何分も掛かりましたし、何より信頼性が悪くプログラムが満足に立ち上がらないことも度々でしたから、ミニFDD搭載のPCに置き換えたものですが、こちらも30年以上も古い話でもはや機材もPCも現存していません。

このような経緯の後、最後に掃引発振器から対数変換増幅器及び特性表示器のすべてを一体化したコンパクトなシステムを組み立てました。

台車３種。左は高荷重用、中は低床中荷重、左は高荷重長尺用の作業台車

台車のフレームはすべて鋼材製で強度を持たせています。左の２台は共に通常の運搬に用いるものですが、荷重を考慮してキャスターには車軸及びキャスター回転軸にすべてベアリングを装置したものを使っています。

左の高荷重用は手押しハンドルを３軸にしてハンドル部の強度を上げ、100kg以上の荷でもハンドルを軸にして方向をt変えられるようにしています。

左の台車はホイストやレバーブロックでないと吊れない重量物を乗せるため後部には強力なズリ防止のストッパーを取り付けてある。右の低床はキャスターのストッパーのみ

隣の低床台車は手作業の搬送を楽にするためのもので台車全体に軽量化しています。手押しハンドルのパイプはステン引きの軽量鋼管であまり軸強度が取れないため、下の取付部には筋交いの補強を入れています。

最後の長尺用の台車は運搬物の片方に噛まし、アーム部分と台車部分で荷を固定して、もう一方の側を手で釣り上げて運ぶためのもので、台車を入れる位置を適当に選べば、大した力を使わずに鋼材等の長尺重量物を楽に移動させることができます。

作業は、6.8mm厚のガラスを下部150mmで切断、ガラス上部を枠ごと取り外してガラスを新たに作った木枠に収め、脱着可能な状態で再度組み込む厄介な仕事です。

この木枠作りの作業のため小型の丸鋸盤を買い込んで木枠を作ることになったのですが、その過程で丸鋸盤に治具の製作が必要となり丸鋸盤の周辺を改善する必要が生じました。

藤原産業 SK11 木工用テーブルソー 最大幅1000×奥行570mm STS-255ET 刃径255mm チップソー付き スーパーメガホームセンターejoyで24.200円、ポイントが結構付いたので実質22.500円程か。

興味のある方のために載せておきますが、枠に嵌ったままのガラスは簡単にガラスきりで切る様なことはできません。ガラス切りはガラスに傷を入れておいて、その傷の箇所でガラスを瞬間的に折るようにして割る作業ですから、枠に嵌ったままのガラスを折り切ることができませんし、このガラスは補強のため縦方向にステンレス線が入っていて折り切る邪魔をします。

何より7mm近い厚みのガラス板は、ガラス切りで少々傷つけたくらいでは簡単に割れてくれません。このため石材切断ディスクを用いて、ステンレス線共々ガラスを直線状に切断して行きます。

石材切断ディスク。中華通販のサイトを検索すれば様々なタイプの安価な切断用ディスクが売られている。私は国内で中華通販が利用できるようになった頃から様々な中華製品を使っているが安い割に品質であまり不満を感じたことはない

私は日頃、石の薄片標本をよく作るので石材の切断については慣れていますが、ガラスに加えるストレスをなるべく減らして切断するためには写真・右端にあるような細粒のダイヤモンドディスクを用います。

しかし上写真の様にディスクグラインダーに取付ける1mm以上の厚みを持ったディスクを使うより、ドレメル等の小型研磨器に装備する薄く小型のダイヤモンドディスクを用いるほうが時間は掛かっても切断の信頼性と確実性が高いと言えます。

7枚の扉のガラスは小型のダイヤモンドデイスクを用いて、油浸しながらすべて切断した。ただし２枚も切るとディスクの粒子が摩耗剥離して切断効率が下がるのでデイスクを逐次新しいものと交換しながら切断する

Aliexpressで送料込みでも400円前後で手に入ったドレメル用ダイヤモンドディスク。1枚で7mmガラス板数mは切断できるが徐々に砥粒が剥離して効率が落ちる

このようにして切断したガラス板を新たな枠を作ってはめ込み、壁に新たな敷居を設けて再び取付けた訳ですが、買い込んだ丸鋸盤はガラスを嵌める建具を作る作業で活躍します。

枠材は安価なツーバイフォー材で縦横の切断は丸鋸盤の標準装備で問題なしにこなせますが、厄介なのは枠端、噛み合い部分の凹凸加工で2m近い材を垂直にした状態で丸鋸の刃に噛まします。垂直補助板でガイドしますが垂直が狂っても補助板の位置がズレても嵌め合いが阻害されます。

垂直に立てたツーバイフォー材に凹凸切りを行うため、棚板にアングル材を噛ませて垂直を出すが作業効率・精度とも悪い

当初は仮設の垂直ガイド板を取付けて縦材の溝切りをやりましたが、垂直が直ぐ狂うし加工精度も悪い。このため丸鋸盤に付随する治工具のいくつかに改善を加えました。改善の内容は主に次の二点です。

１・垂直材加工治具の製作

２・トリマーの丸鋸テーブルへの取付け

この結果丸鋸盤の作業環境が大幅に改善されて枠作りの作業の大きな助けとなり、壁の一部はガラスで無しに盲壁に替えてしまいましたが、雨の少ない冬場に一気に作業を進めて小屋のガラス壁更新作業は満足に終了しました。

ガラス枠は鉄骨で敷居と柱を立ててその上に並べた。枠の一部はガラスの破損が大きくて盲壁に取り替えた。

ガラス切断に始まって扉の取り外し、枠製作、鉄骨加工、枠壁取付け、内装、外壁サイディング取付けとすべての作業を１人でこなしたので段取りが大変でしたが普段はまず行わない様々な建築作業に手をつけて認識を新たにし、苦しくしんどいが楽しいことも多い作業でした。

作業を通して、結構いろいろな面白いこともあるのですが、ガラス枠の交換ができて初めて成立する作業でしたから、丸鋸盤の活躍が最も大きかったと言えます。

サイデイングの加工は、切断面の防水と見場の確保が難しい。処理の仕方はすべて我流で考えたが、この部分はサイディングメーカーも苦労しているようだ

しかし市販されている通常の２眼・３眼の顕微鏡に偏光板を取付けてやれば簡単に偏光顕微鏡を作ることが出来ます。細かいことを言うと、生物顕微鏡のレンズと比べ偏光顕微鏡のレンズでは資料の偏光特性に影響を与えないレンズが使われているのですが、偏光顕微鏡の観察そのものにかなり職人的で非科学的な要素があって、素人が楽しむ範囲にはなんの支障も生じません。

模型や線路は様々な市販品が出回っているので模型メーカーの製品を買い揃えれば手っ取り早く楽しめるのですが、模型を動かす電源装置となるとなかなか意に適うものが存在しません。レールには多数のポイントが存在し必要に応じで切り替えて動力車の進路を変更しますがこれらを手軽に制御できるシステムがなかなか見当たらないのです。

このために制作したのが下の鉄道模型制御装置です。21世紀初頭の製作ですが今でも時折引き出しては楽しむことがありまだまだ実用性は十分です。

これらの工程をある程度機械化した工具類で置き換え、薄片製作の手間を軽減するための工具が岩石切断研磨機で、以下にこれまで私が制作した４種類の工具について書いてみます。

丸鋸盤タイプの切断機 

最初は丸鋸盤タイプの切断機で、上の写真の機種は２代目ですが、自作を考える場合このタイプが最も簡単ではないかと思います。

両頭グラインダーによる切断機

次のタイプは両頭グラインダーを用いたもので、この機種は標本を吸引保持するカセットを備え、ディスクと平行にネジ軸で微動するテーブルによってかなり正確に標本を切り出せます。

またディスクの保護カバー下部に注水して切断面の水切りができましたから、切断時のディスクと標本の摩擦による標本の破損や剥離をある程度は抑えることが出来たようです。

ただし制作するにはＸ・Ｙの直行する２方向に微動するテーブルが必要となるためそれなりの技術を必要とします。またカセットの移動に筐体が干渉してあまり奥切り進めないのが難点でした。

ベルト駆動による切断研磨機

こちらは過去の装置の問題点を改める意図で拵えた両頭の切断研磨機です。１５Φの軸端に180mmの切断ディスクと125mmの研磨ディスク装置したものでテーブル下部にトレイを置き、ディスクにカバーを装置すると水切りもできる仕様で作ったものです。

刃研ぎ機による研磨機

最後は最近拵えたもので、今ひとつ満足な動作までは実現していないものです。これまでノミと包丁の研磨くらいしか用途がなかった刃研ぎ機を用いて研磨を自動化したいとの意図で作り始めたものです。

上は刃研ぎ機専用の砥石、下は中華製200mm#180のダイヤモンドディスクを取り付けたもの。砥石の粒度と材質に依って研磨の効率、面仕上げの精度が決まる。