工作用治具の工夫
工作の必要に迫られてつくった治具の記録です。
ドリル垂直保持具
開けた場所で部材に垂直にドリルで孔を開ける時には卓上ボール盤やオプションのドリル保持台を使います。
私のところではこの保持台の稼働率がたいへんに高いです。
ところが、保持台の底面の平らな台が入らない狭い箇所で垂直孔を開けなくてはいけないことになりました。
とてもドリルを手持ちで垂直を維持する腕前などありません。
ふとジャンク箱の中に20mm 角真鍮棒の先端部の切り落としがありました。
中途半端な長さと形状なので利用の機会がなかったものです。
この棒に卓上ボール盤で3mm の貫通孔を開け、切口を丸めて部材に傷つかないようにしました。
狭い部材の必要箇所にポンチで凹みをつけておき、この真鍮ブロックにドリルビットを通して凹みに当てがって位置合わせをして、真鍮ブロックを手で平面に押し付けます。
この状態でドリルを回せば部材に垂直の孔が開きました。
この3mm のリード孔を元にして、後は手持ちで必要な太さのドリルを自然に当てがって掘り進めることで孔を広げることも出来ました。
本当は回転するドリルビットの横腹で垂直保持具の内側がえぐられにくいよう、柔らかい真鍮ではなく鉄材で作れば長持ちすると思います。
トリマーテーブル
細かい加工には手持ちの手持式トリマーでは加工精度に不安があるため、トリマーテーブルを作りました。
MIRAI トリマー天板セットを入手しました。
天板を支える枠形のスタンドと、作業の基本となる直線と直角のガイド役のＴ定規型フェンスは15mm MDF 板で自作です。
MDF 板の寸法カットは、桜木町のホームセンター・セキチューでの板材カッティングサービスを利用しました。
付属の解説DVD は自作作業の要点を押えて簡潔にまとめてあり分かりやすいです。
画像はＴ定規型フェンスの製作中の様子です。
長い直線を確保することがガイドとなるフェンスのかなめの中のかなめですので、ハタ金の複数使用での締め付け作業は不可欠です。
トリマー天板をスタンドに取付け、その上にＴ定規型フェンスを乗せてみました。
天板を支える枠形のスタンドと、作業の基本となる直線と直角のガイド役のＴ定規型フェンスは15mm MDF 板です。
フェンスは直角を保ったまま、滑らかに天板の縁を移動し、高精度の加工が出来そうな予感がします。
このフェンスは両端の裏側にトグルクランプを6mm ボルトで取付け、天板にがっちり固定できるようになっており、また中央の切削ポイントで発生した切粉を排出する集塵ホースも付けます。
さっそくの初仕事は、このトリマーテーブル自体の手直しです。
内部の電動トリマーにアクセスするドアの位置の設計ミスで、フェンスを天板に固定するトグルクランプがドアに干渉して閉じることが出来ない状態になっていました。
このドアを一旦取り外して、トグルクランプと干渉する位置の部分を削り取りました。
Ｔ定規型フェンスの側面に沿ってドアを滑らせてゆくと、恐ろしいほどスムースに削り取られてゆきます。本来ならやらずに済んだ作業ではありましたが。
Ｔ定規型フェンスの中には中央の切削ポイントで発生した切粉を排出する集塵ホースも通しました。
中央の切削部分の上は厚手の透明アクリルを木ネジでとめてあります。
スライディングテーブル
デュポンコーリアン板をカットする際に使うつもりのProxxon の卓上丸鋸盤は、以前にオギトーン・スピーカーを作る際に大活躍しました。
ただ、この機械の難点は加工材をブレードに押し当てるマイター・ガイドの円周に角度が刻んではあるのですが、その目盛りの９０度が真の直角になっていないということです。
ですから直角の際にはスコヤを当てて、ガイドをちゃんとした直角に固定してからツマミを締め付けて作業していたのですが、久しぶりに使おうと取り出してみたら様子が変です。
いつものようにツマミをゆるめても調整レバーが動きません。
外して裏側を見ると、何と！ 丸い押え金具が下のプラスチックのスライド部分にめり込んでしまっていました。それも真の直角から微妙にズレた位置で。
ツマミをゆるめて角度を変化させても、この位置で丸い押え金具がクリックして止まってしまいます。
どうやら強過ぎる力でツマミを締めすぎて、プラスチックを変形させてしまったようです。
この治具はもうガイド用には使えません。
とは言え、加工材をブレードに押し当てる際には、何らかのガイド治具を使ってブレードに垂直に押し当ててゆかないと正確性と安全性が保証できません。
自由な角度調整はとりあえず置いておいて、直角固定のガイド治具を同じ厚みの10mm 厚金属板で自作することまで考えました。
ところが、さらに以前から感じていたことですが、このProxxon の卓上丸鋸盤のブレードそのものが盤面に彫ってあるスライド溝とは必ずしも平行ではない感じがありましたが、同じ卓上丸鋸盤を使っている造型作家の羽川再生堂さんのサイトでその問題の解決策を見つけてしまいました。
こちらの方が根本的な解決になるではありませんか。
この治具を先に作ろうと思います。
スライディングテーブルは、卓上丸鋸盤の定盤に刻んである２本のスライド溝の中を平たいレール・スライダーが滑り、そのレール・スライダーと一体となったテーブルもブレードに平行に滑り、そのテーブル上に固定した加工材を確実にブレードに押し当ててゆくという単純な治具です。
単純な仕組みですが、確実、安全に加工材を切削するには不可欠と考えました。
羽川再生堂さんのサイトを参考に、見様見真似で片側分300mm X 450 mm のテーブル用のシナ合板に鉛筆でガイド線を引き2mm X 8mm の平たい角材をレール・スライダーとして接着しましたが、どうも様子が変です。
溝の中をレール・スライダー付きテーブルを滑らせますと、やや斜めに走ります。
実は入手したシナ合板を買ったままで縦横の辺が直角であると信用し、それを前提にしてガイド線を引いたのですが、念の為にこの市販合板の辺にこの測定の為も兼ねて新たに購入した大型曲尺を当てがってみますと、正しい直角ではありませんでした。
左の画像のように、シナ合板の上の辺に曲尺を密着させて当てがい、左の辺の下方で曲尺をシナ合板に接触させると、左の辺の上方では曲尺とシナ合板の間に隙間が開いてしまいます。
市販品なのでこれを直角と信じ切った私が注意不足でした。
しかし合板の各辺の直線性はさすがに信用できました。
この一辺の直線性のみをゲージとして、あとは現物に曲尺を当てがって直角関係を求めて作業し直すことにしました。
幸い、失敗して貼り付けた前回のレールは板を半回転させて外側にすればどことも干渉しませんので、シナ合板は無駄にはなりません。
間違えて貼ったレール・スライダーは補強材としてそのままにしておきます。
新しい2mm X 8mm 角材を定盤のスライド溝の中に入れてシナ合板を上に乗せ、一杯に出したブレードの横腹に静かにあてがい、ブレードと長辺の平行を維持した状態で合板の裏面のレール・スライダー位置上下を鉛筆でマークします。
前回は、鉛筆で引いたガイド線にレール・スライダー用角材を接着したのですが、薄くて細い角材だったので多少左右によれ、接着後にスライド溝の中でレール・スライダーがやや引っかかりました。
今回は曲がらずにレールを接着したいので、引いたガイド線に沿って1m のステンレス物差しを小型クランプで固定し、その横腹にレール・スライダー用角材を押し付けながら合板に接着し、上に重しを乗せました。
硬化してからはみ出した接着剤を木部を傷めないように注意してヤスリで削れば、合板に接着されたレール・スライダーはスライド溝の中で滑らかに動きます。
定盤面の下にブレードを下げ、左側に出来た半分のテーブルをレール溝に合わせてセットし、その右辺に押し付けて右のテーブル用合板を置きます。
この右側のテーブル用合板の下のレール溝にはレール・スライダー用平角材を入れておきます。
右側のテーブル用合板の裏面にも現物合わせでレール・スライダー位置上下を鉛筆でマークします。
右テーブル用合板の裏面にレール・スライダー用平角材を接着するプロセスは左側のやり方と同じです。
右テーブル裏にレール・スライダーが固定され、はみ出した接着剤を削り落として滑らかにしたら、左右のテーブルを合わせて奥の支持板を中心線にほぼ直角に接着します。
支持板は15mm X 60mm X 600m です。前面の押し台も同じ板を使いますが、後ろの方の支持板は前面の方ほどにはブレード面に対する直角さは必要ありません。
接着したら、裏から皿ネジでさらに強固に左右テーブル板と後方支持板とをネジ留めしておきます。
裏面は定盤と直接触れるところですから、あらかじめネジ止めの穴にはザグリを入れておいて、木ネジの頭を合板表面より下げておきます。
言うまでもありませんが、ここ以外でも全ての木ネジには皿ネジを使い、板と下の材には下穴を開けておき表面にはザグリを入れておきます。
後方支持板が接着された状態でレール・スライダーが定盤上で滑らかに滑ることを確認後、前方支持板を右端で１点だけ木ネジで右テーブル板の上に留めます。
この木ネジを支点として前方支持版はテコのよう上下に動きますので、左右テーブル板の合わせ目の線に対して垂直になるよう、左端にてクランプで仮止めします。
前方支持板の位置はまだ正式な固定位置ではありません。
定盤上にブレードを高さ3mm ぐらいの高さに出して電源を入れ、仮の姿で一体化したスライディングテーブルを溝にはめ、上から下まで後方・前方支持板ごと切り下げます。
この時出来た切断線が、ブレードに平行な文字通りの基準線になります。
最初の左右テーブル板の合わせ目の線よりブレード幅（アサリ幅）の分が右側に向かって広くなりましたが、切断線の左側が元の合わせ線から外れることはありませんでした。
ここが外れていたらえらい修正が必要になるところでした。
画像は基準線を切り終えた後のスライディングテーブル（仮）です。基準線の中央部にこの線を切ったブレードをわずかに覗かせています。これが実際の切断時のブレードの高さでした。
幾何の立場から（線分には幅が無い、との観点から）より正確に基準線を定義しておくなら、切断線のブレード幅の右側の辺を基準線として扱います。
この基準線に対して曲尺を当てがいながら直角に交わるよう前方支持板を上下に調整し、決まった位置でクランプで数ヶ所を仮止めして支持板の内側の辺を物差しにして鉛筆で墨線を入れます。
まだこの墨線は基準線に対して真の直角であるとは保障できません。
前方支持板の直角が狂ったら、以降このスライディングテーブルで切る全ての部材が狂うことになります。
書店で探してよい参考書が見付かりました。
誠文堂新光社の「電動工具JIGブック」です。その１０６ページからスライディングテーブルの作り方が載っていました。
ただしそちらの記事は畳ほどもある大型の丸鋸盤用で、テーブル用の板厚も10mm もある一枚板の中央に切断線を想定した墨線を引き、その墨線を元にして前方支持板の微調整をしています。
私の場合は２枚のテーブル用板を突き合わせて後方支持板で両者を固定し、突き合わせた線上をカットして、その切断線を基準にします。
ですから、「電動工具JIGブック」ではブレード幅の中央を走る墨線を基準にしていますが、私の場合は切断線のブレード幅の右側の辺を基準線として扱います。
左図は「電動工具JIGブック」の１１１ページの微調整の原理図を元にして自分用に描き直しました。各点や線を表す記号はこの本での記法に準じています。
中央の縦の二重線がブレードが通った切断線で、その右側が基準線です。
上の工程で前方支持板に合わせて鉛筆で引いた仮の墨線（点線で表現しています）と基準線との交点がＫです。
このＫから出来るだけ長い同一の距離を左右にとったＬとＭとに印をつけます。（長さＵとＶとは同じ長さです）
基準線が後方支持板と交わった点をＮとします。
ＮとＬとの間の長さＳと、ＮとＭとの間の長さＴとを測り、Ｓ＝Ｔとなれば基準線と仮の墨線とが直角であることになります。
誤差があれば、その誤差を減らす方向へと上の工程に戻って、新たな仮の墨線を引いて誤差を追い込んでゆきます。
ようやく墨線が確定して前方支持板を固定しようとした時に、また不具合がありました。
その前方支持板そのものが中央と端とが厚み方向で1mm 程ゆるくたわんでいたのです。固定前の状況で内側に向かって軽微な凸を描いています。
そこで確定した墨線に合わせてステンレスの600mm 定規をクランプで固定しました。
ステンレス定規は厚み1mm 幅が30mm あります。厚み方向には盛大にたわむものの、幅方向へのたわみは木材より少ないとの考えての対応策です。
スライディングテーブルの糊代にタイトボンドを塗って、前方支持板を乗せての右端の既存の穴に木ネジでとめ、左端を全力でステンレス物差しに押し付けながらドリルで道穴を開けて木ネジを捻じ込み、間の要所要所も木ネジで締め付けました。
たわもうとする木材を押えながら全ての道穴を開け、その穴の上面に皿ネジに合わせてザグリを入れ、木ネジを締めるのは中々の重労働でした。
乾燥が終わって糊が硬化してから定規を当てがってみますと、前方支持板の内側への膨らみはちゃんと抑えられていました。
はみ出して硬化したタイトボンドは念入りに除去してあります。
スライディングテーブルが完成しましたので、MDF の端切れを試し斬りしてみました。
前方支持板の内側に端切れを押し当てて、スライディングテーブルごと定盤上を回転中のブレードへと送り出しました。
小さな部材が大きな質量を持つスライディングテーブルの上面と一体になって、まるで機械工作のようにスムースに切れてゆきます。
なんで今までこの治具を作らなかったのかと後悔するほどのスムースな切れ心地ときれいな切断面です。
この画像の前方が切断した部材の切断面です。
2016年8月29日：
長年使用してきて、特に湿度の高い日には木製スライディングテーブルの下面と卓上丸鋸盤のアルミ製テーブル面との間にひっかかりを感じ、スムースにスライドしにくいことがありました。
今更ながらですが、レール・スライダー用角材を中心としたスライディングテーブルの下面に未晒し蜜蝋ワックスを擦り込んだところ、たいへん滑らかな動作が回復しました。
木部の表面保護にもなりますし、これなら製作直後にワックス仕上げをするべきでした。
同人サークル「瀬」
檸檬児
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'2016-8-29