作るために作ったもの

弓鋸盤


 
 歳とともに、太い金属棒などを金鋸でゴシゴシ切ることが苦になってきましたので、電動工具の利用を考えましたが、バンドソーでは狭い我が書斎兼工作室に持ち込むには少々大きすぎます。
 さてどうしたものかと思っていると雑誌「Model Engineer」に載った弓鋸盤の材料キットの広告が目に留まりました。
 これこれとばかりに早速「ブラックゲイツ・エンジニアリング」に注文し、届いたのが左の写真の材料と図面です。
 材料のうちスプロケットとプーリーだけが既製品で、あとの鉄の鋳物や棒材などはすべて自分で加工しなければなりません。
 図面は文字通り図のみで、製作法に関する説明などは一切ありませんから、はたして私に作れるだろうかと途方に暮れかかりましたが、なんとか右の写真のように出来上がり、たいへん便利に活用しています。
 その製作過程につきましては、アマチュア向けの機械工具などの専門店「ベルメックス」のホームページの「読者の工作体験」の頁に載っていますのでご覧いただければと思います

 

 薄板用曲げロール(2本ロール)

 

 鉄のロールに押しつけられたゴムロールが凹み、その間にはさまれた金属板が曲げられ丸められるという仕組みの曲げロールです。
 下記の本に載っていた写真を参考にして、ミニ旋盤(トヨ(サカイ)ミニレースML-360)を使って作りましたが、ボールベアリングが入る直径42ミリの穴を厚さ12ミリの鉄板にあける加工はミニ旋盤の手に負えず、超硬チップ付きのホールソーを日立工機のボール盤で回してあけました。
 と言うと簡単そうですが、この穴あけが実に大変で、その激しいビビリといい騒音といい、それはそれは恐ろしい作業でした。
  この曲げロールは、ミニSLの運転室の屋根用の厚さ1ミリの真鍮板の丸め加工をするために作ったのですが、その厚さではほとんど丸められず、ボイラー覆いのコンマ何ミリという薄い真鍮板ぐらいしか丸められませんでした。
  なおこの曲げロールは逆のはたらき、つまり丸まったりしわがよったりしている薄い金属板を平らにすることもできます。

参考図書  菅原道雄「鉄道模型工作技法」機芸出版社
          

追記

 先日、薄い鉄板を丸める必要が生じましたので、久しぶりにこの曲げロールを引っ張り出しました。
 ところが、作ってから20年近く経ったせいで、ゴムロールが劣化して弾力がなくなり、いくら鉄のロールを押し付けても鉄板はほとんど丸まらないのです。
 ゴムロールを交換すればいいのですが、今でも入手可能かなぁ・・・

そのまた追記

 今度は厚さ0.5ミリの真鍮板を丸める必要が生じました。
 そこで、次項に挙げた厚板用曲げロールを使ったのですが、あるところまでは丸まるのですが、それ以上はローラーが滑ってしまって最後まで丸められないのです。
 滑らないようにとローラーを強く押し付けると、真鍮板の両端部が押し伸べられて広がり、真っ直ぐな円筒になりません。
 どうやら名前通り厚板でないときれいに丸められないようです。
 しかたなく、このゴムロールが劣化固化した曲げロールを使いローラーを強く押し付けてみたところ、ご覧のようにきちんと丸めることが出来ました。

厚板用曲げロール(3本ロール)  
 下記の本に載っている図と製作法をもとに、金属材料店で買ったSS材の丸棒と平角板で作りました。 
 茶色く見えるロールの軸受けの部分は燐青銅です。
 これは、ミニ旋盤ではなく、マイフォードのスーパー7Bを使って作りました。
普通の3本ロールは、水平に並んだ2本のロールに乗せた金属板を、もう一本のロールで押し下げて曲げていますが、この曲げロールでは金属板を上下に並んだ2本のロールで挟んで手前に送り、その先をもう一本のロールに突き当てて上向きに曲げる仕組みになっています。
 これは模型ボイラー製作で、焼きなました銅板を丸めてボイラー胴を作るのに活躍しています。

  Geo.H.Thomas : The Model Engineers Workshop Manual (TEE Publishing)
 
 心押し台ターレット
 
  鋳物素材と図とをリーブスから買って作りましたが、今では取り扱っていないようです。
 設計者L.H.Sparey氏の著書 The Amateur's Lathe (Argus Books) に図と解説が載っています。
 右の写真はその使用例で、4ミリの真鍮六角棒の先をボックスツールで2.5oΦに削り、ターレットを回してダイスでネジを切り、リアツールポストのバイトで突っ切る、という工程を繰り返して2.5oの小ボルトを量産しています。

 追記
 
 作ったボックスツールは右端の画像のようなもので、脇から突き出しているバイトは折れたタップを研いだものです。
 ダイスでのネジ切りのときは、手回しハンドルで主軸を回していたのですが、その後中古で入手したインバーターのおかげで、主軸をゆっくりと正転させてネジを切り、逆転させてネジを抜くということが出来るようになり、作業がたいへん楽になりました。
 なお、JISでは2.5oのボルトとナットの六角の対辺サイズが5oのようですが、どうもそれでは大きすぎて模型用としては見栄えが良くないので、私は4oで作っています。


 面板バランサー 
 
 面板を旋盤に取り付けたままでは、バランスウエイトの量や位置を変えたりしてバランスを取る作業がやりにくいということで 作りました。
 ピローブロックを使っているのでとても軽く回り、微妙なバランスのズレがよくわかります。

 
  コレットチャック
 
  トヨ(サカイ)ミニレースML-360用のコレットをマイフォード・スーパー7で使おうと作ったのが左のものです。
 マイフォードの主軸にねじ込むための、1と1/8インチ、12tpiの行き止まり内ネジを切ったのですが、これが実に大変でした。
 食い付かせることの無いようバイトの1往復ごとにごく僅かずつ切り進めるという作業を、どこまで進んだかメモを取りながら何十回いや百回近くも繰り返しました。
 ただ、親ネジがインチネジの旋盤でのインチネジ切りなので、ハーフナットとダイヤルインジケータが利用でき、その点は楽でした。
 その後イギリスのアランド(ウエブサイト未開設)から、右の写真のERコレットを使ったマイフォード用のコレットチャックが発売されました。

 ナーリングツール

 
  私が初めて使ったナーリングツール、いわゆるローレットホルダーは、写真左端の東急ハンズで買ったものでした。
 これは工作物に一方向から押し付けるものなのでミニ旋盤にはいささか負担の大きいものです。
 その後、イギリスのブラックゲイツエンジニアリングから、中央の写真のような、ミニチュアナーリングツールを買って便利に使っています。しかしこのツールには綾目の駒しか付いていません。
 そこで、このツールの仕組みをすっかり真似て作ったのがその隣のものです。
 

 さて、自作したナーリングツールを使ってかけたローレットは、ひとつだけの駒を押し付けて刻んだときより目が細かくなることに気づきました。
 はて?と考えたときに、ある本(名前失念)に書かれていたことを思い出しました。
 工作物の円周が駒の刻み目のピッチの整数倍になっているとは限らないのに、出来たローレットの刻み目のピッチが駒のそれとほぼ同じになるのはなぜか。
 それは、駒の軸は軸穴より細めにしてある、つまり駒はかなりガタがある状態で回っており、刻み目の端数はその遊びによって吸収されるからだそうです。
 なるほど!と納得し、駒に当たる部分の軸を少しばかり細く削ってローレットを掛けなおしてみたところ、前と同じ粗さの刻み目になりました。
 思うに、工作物の円周が駒目のピッチの整数倍ではないときに、まったく遊びなしで回る駒を使うと、工作物の2周目には1周目とは違ったところに新たな刻み目が出来るために、目の細かいローレットになってしまうのでしょう。

 写真右端のツールは下記の本に載っていたもので、なるほどこういう手もあったかと作ってみました。
 心押し台のモールステーパで保持して使います。
 それまでのナーリングツールを使うには、刃物台からバイトをひとつどかさなければなりませんが、その不便さを解消するためにこのツールが考えられたのだそうです。
 しかし、構造上長い距離にわたってローレットをかけることは出来ません。
 それに、心押台とチャックとの間には横送り台が挟まり、刃物台も邪魔になるので使い勝手はあまりよくありません。

 Stan Bray:Useful Workshop Tools 
     Nexas Special Interests Workshop Practice Series 31

 なお、前項の自作のコレットチャックと、その前の面板バランサーにかけてあるローレットは、相手が太くてナーリングツールは使えないので、一つの駒だけを押し付けてかけました。

  数字ポンチホルダー

 
  数字ポンチで金属面に数字を刻印するのは簡単そうですが、きれいな数字を打つのは意外と難しいものです。
 その原因は、打刻面に対してポンチが垂直に保持されていないことです。
 ゴム印ならば多少の傾きはゴムの弾力によって補正されるのですが、金属印ではわずかな傾きでもその影響ははっきり表れます。
 そこで考えたのは、ポンチを垂直に保持する道具を作ろうということです。
 画像左は、G.H.トーマス氏が設計したユニバーサル・ピラー・ツールを利用してポンチを打っている様子なのですが、いくら多用途であろうと、こんなものを作るのは大変です。
 そうこうするうちに、画像中央のような保持具が売られていることに気付きました。
 これに触発されて作ったのが画像右のものです。
 私が使っている文字高1、2、3ミリの数字ポンチの太さはどれも6ミリ角なので、ありあわせの厚さ6ミリの平角材と厚さ3ミリの鉄板とで作りました。
 丸棒に載せても安定するように片方をV字形にしました。
 焼け焦げているのはパーツを銀ロウ付けで組み立てたためで、側面にあいている二つの小さな穴は、ロウ付けのときのパーツのズレ防止用のビスでの仮止めの跡です。
 出来上がったところで試し打ちをしようとしたのですが、こはいかに、ポンチが入らないではありませんか。
 どこでヘマをしたのかとガッカリしかかりましたが、ふと気づいてポンチを逆さまにしてみたところちゃんと入ります。どうして?
 ノギスでポンチのあちこちの太さを測ってみたところ、数字が刻まれているほうの端がやや太いのです。
 どうやら数字は刻まれたものではなく鍛造されたようで、そのために端がわずかに膨らんでいるのです。
 その膨らみをダイヤヤスリで削り取って一件落着、ヤレヤレでした。

 
 円テーブル用テールストック
  円テーブルを横向きにして使う場合、長いワークの先端の加工では何かで支えてやらないと不安定なので、これまではVブロックで支えましたが設定が面倒です。
 専用のテールストックの購入も検討したのですが、この円テーブルの65ミリという低い心高に合う製品が見当たりません。
 それではと自作したのがこれです。
 取り付けてあるセンターは旋盤用のモールステーパ2の固定センターです。
 テールストックにはこれを受けるテーパ穴を開けなければならないのですが、いささか面倒なので、モールステーパ2と3との変換スリーブの外側のテーパを削り円筒にして利用しました。
 テールストック本体はスリーブを通す穴を中グリしやすい鋳鉄(FC)で作り、台座はSSの平角材を使いました。
 センターの突き出し量を調節する送りねじは省略し、センターをスリーブごと手で移動させることにしました。
 スリーブは本体ブロックの上部に入れたスリットをネジで締めて固定します。
 取付時の円テーブルとテールストックとの直線性を出すために、フライス盤のXYテーブルのT溝にピッタリはまるバーを両方の台座の下面に取り付けてあります。

 ドレメルロータリーツールホルダー
 本題に入る前に、この手持ちの電動工具の名前について。
 私はこれを、モーターツール(モートツール)またはメーカー名でドレメルと呼んでいたのですが、メーカーは今ではロータリーツールと称しているようです。
 プロクソンは同じような工具をミニルータと呼んでいます。
 リューターと表記されていることもありますが、ウイキによるとリューターとは日本精密機械工作株式会社のブランド名で、創業者の名前の龍太郎に因んで付けられたのだそうです。
 
 それはさておき、私がこのロータリーツールを愛用する最大の理由は高速回転が得られることです。
 本体には毎分3万回転までと書かれていますが、110V仕様のアメリカ製を100Vで使っているためもあってか、それよりも数千回転低く回っていますが、私にはそれでも十分な高速回転です。
 ふだんは手持ちで利用していますが、固定して使いたいこともあります。
 
 アクセサリーとして電ドルスタンドのようなものも用意されていますが、上下の微動送りは出来ません。
 そこで考えたのが、フライス盤のクイル微動送りの利用で、ご覧のようなホルダーを作りました。
 はじめはこれを堅木で作ろうかと思ったのですが、どうせ同じような加工をするのなら金属製にしようと、それまでの加工経験から、大げさに言えばサクサクと簡単に削れる、鋳鉄にしました。
 行きつけの金属材料店に取り寄せてもらった直方体の鋳鉄材2本を、位置決めピンと止めネジとで一体化して加工しました。
 
 丸い穴あけには、この頁の初めのほうでお話しした薄板用曲げロール作りで使った、42mm径の超硬チップ付きのホールソーを使いました。
 小さいほうの直径46mmの穴は、ホールソーで開けた下穴をボーリングヘッドで広げ、65mm径の大きい方の穴は、ホールソーで何か所かに穴を開けて花形にくり抜き、やはりボーリングヘッドで仕上げました。

 外形は、まずバンドソーで角を落とすなどしてあらましの形にし、あとはエンドミルの側刃で仕上げようと思いはしたのですが、厚さ26mmの鋳鉄相手ではとても出来ることではなく、ベルトサンダーアタッチメントを取り付けたディスクグラインダーで気長に削り上げました。

 ところで、このホルダーでドレメルをフライス盤に取り付けて何をしたかといいますと、最初のもくろみは0.2mmという細いドリルでの穴開けでした。
 ドリルでの穴あけは、刃先の切削速度との関係で、細いものほど回転数を上げる必要があるので、0.2mmともなれば数万回転が必要ではないかと考えたのでした。
 フライス盤や旋盤の最高回転数は2千数百回転ですので、ドレメルの利用を考えたのです。
 で、結果はどうだったのか。
 まったくダメでした。
 その理由は簡単でした。ドレメルの回転軸には0.2mmのドリルの許容範囲を遥かに超える心ブレがあったのです。 つまり、ドレメルはそんな精密加工用の工具ではなかったのです。

 0.2mmの穴あけは、結局ミニ旋盤の2千回転ほどの回転数でも開けることが出来ましたし、その後に読んだ下記の本の小径ドリルの項にはこう書かれています。

 「小径だから回転数を上げなければならないかというと、そうでもありません。ふつうは2000rev/min程度の回転数です。1mm以下の径でやたらに回転を上げても、切削速度の変化はしれているということです。むしろ、機械の振動などのでない常用範囲で、それに応じた送りをしたほうがよいとのことです。」
  大河出版:技能ブックス10「穴あけ中ぐりのポイント」
 
では、このホルダーに付けたドレメルが何に役立っているかといいますと、切れ味に回転数が直接影響する直径3cmのような小径の切断砥石を使うときです。
 手持ちでの、思わぬ方向に切り込んでしまったり、こじって砥石が割れて飛び散ったりする失敗を防げるのです。

 0.2mmの穴あけについては「工具あれこれ(その2)」の頁をご覧ください。
  
デッドウエイトテスター
 平岡幸三 著「生きた蒸気機関車をつくろう」(機芸出版社)に載っているデッドウエイトテスターを作ってみました。
 何を作るためのものかというと、模型ボイラーに取り付けて蒸気圧を測るミニチュア圧力計です。
 デッドウエイトテスターとは、密閉した油に荷重(デッドウエイト)を掛けて生じさせた圧力で、自作の圧力計の目盛付けをするものです。



 油を満たした細いシリンダーに差し込んだ太さ3ミリのステンレス棒のラムを重りで押し、発生した圧力で圧力計の指針を動かします。
 画像左は、まず初めに、十数年前にイギリスで買ったPSI目盛の圧力計(直径2インチ)をテスターにかけたところなのですが、やはり予想通り加圧ラムが下がりきっても針はピクとも動きません。
 その予想とは、このように小さなテスターに対して圧力計が大きすぎるので、ブルドン管に入っている空気が邪魔をして、針が動くほどの圧力をかけられないであろうということです。
 油のような液体は圧力がかかっても体積の変化は無視できる量なのですが、空気のような気体は、ボイルの法則が示すように、その体積は圧力によって大幅に変化します。
 しかし、なにしろこのテスターの油圧発生用のラムは直径わずか3ミリで、ストロークも30ミリほどしかないので、重りを全部載せて作った油圧でも、ブルドン管の中の空気の圧縮によって吸収されてしまうのです。
 そこで、直径1/2インチの小さな圧力計をテスターにかけてみましたら、ラムが少し下がっただけでご覧のようにちゃんと作動しました。
 重りに書いてある数値のKとはキログラムのことで、3Kとはこの重りを載せると1平方センチあたり3キログラム重の圧力が生じるという意味です。
 4キロの圧力は約3.9バールなので、バール目盛のミニ圧力計の針は4の少し手前を指しています。

 ところで、このミニ圧力計は必要があって買ったものではありません。
 別の頁でお話しした二気筒ピストンバルブエンジンの製作中に、ヘマをして鋳物パーツを一つダメにしてしまいました。
 パーツ素材をリーブスから取り寄せようとしたところ、その値段が通販の注文最低額に達しません。
 何かほかに買ってもいいものは無いかと、カタログをめくって見つけたのがこれだったのです。

 さて、テスターが出来たので、次は圧力計を作ってみようと思います。
 作り方は平岡さんの本に詳しく解説されていますが、最近号のModel Engineer誌にも記事が載りました。
 その記事では、目盛付けに既製品の圧力計を利用しています。