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zoom RSS 木工旋盤のチャックの取外しはいかに

<<   作成日時 : 2007/10/06 15:11   >>

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画像楽器のつくり方 (84) 2007/10/6

バロック木管楽器つくりには木工旋盤が必要。 また、旋盤に取付けるチャックも必需品。

木管つくりは、大きく分けると2つの工程からなります:

 @ 木管の外形・内径つくり
 A 木管の音出しと調律

これら工程のうち、@外形・内径つくりの工程では、木工旋盤とチャックは欠かせません。

今回は、木工旋盤とチャックについて見てゆきましょう。 (旋盤の全体イメージは、→こちら

●木工旋盤

ベッド bed の上に乗っかる形で、左側に主軸台 head stock 、右側に芯押し台 tail stock があり、それぞれ左右に動かせるスライド構造。 高い精度を保ち、動きに対して回転の軸が変わらぬよう、高い精度に設計されています。

わたしの木工旋盤のベッドは、平行な2本のパイプ。 レールのごとく左右に伸びた2本のパイプが正確な平行度を保つよう、ベッドの両端で鋳造の取付け具が支えます。

取付け具を、頑丈な木工用の作業机にボルトで留めるか、専用脚に取付けます。 わたしは、パイプ式の4つ足状の専用脚を取付け、床置きとしています。

旋盤は自重40Kg。 専用脚を合わせ、大人1人分の重量。 作業机に据え付けるときは、旋盤を回してもビクともしない、しっかりした机が必要。 華奢(きゃしゃ)のものでは、ゆれが生じてうまく作業ができません。

主軸台は、回転する軸(スピンドル spindle) を支える単純構造の鋳造物。 ベアリングにより滑らかな回転と、ブレない高い精度を保ちます。

スピンドルには、同心を保つ大中小3種の径のプーリーが付いています。 また、駆動モータ軸に結合される2番目の軸にも、同様に小中大3種のプーリーがあり、プーリー同士をベルトで結びます。 (プーリーの様子は、→こちら

スイッチを入れモータを回転させると、スピンドルに回転力が伝わって回ると言う仕組み。 ベルトを掛けなおすと、3段階で回転速度を変えることができます。

チャックを用いて木管の材を結わえると、スピンドルの回転と同時に材が回ります。 反対の右側から、材を押す芯押し台により材の回転軸を保ちます。

芯押し台は、ベッド上をスライドさせて適切な位置で固定します。 芯押し台の中心の可動部は、回転ハンドル操作により左右にシフトします。 芯押し台の右側に回って立って眺めるとき、「時計回り」の方向にハンドルを操作すると、可動部が左に、すなわち主軸台の方向にシフトします。

可動部には、標準のモース・テーパー Morse taper 加工の空洞があり、固定センタや回転センタほか、各種のアクセサリーを取付けることができます。 仕様は、モース・テーパー#1(MT1)。 (アクセサリー類は、→こちら

わたしの旋盤は、主軸台のスピンドルも、MT1仕様。 一般に、旋盤により、スピンドルと芯押し台可動部の仕様が、MT1、MT2、MT3、あるいはそれらの組み合わせとなっています。 モース・テーパー仕様は、テーパー度合いは同じで径が異なるのみ。

●チャック

チャックは、種々のメーカーからさまざまなものが用意されており、目的に合わせて選択購入します。 わたしは、3爪構造のものを2品種を使用。 (→こちらの記事も参照)

チャックを選ぶとき、もっとも注意すべきは、取付けネジの規格。

主軸台のスピンドルの内径はモース・テーパーですが、外側には、オスネジが切られています。

規格に合ったメスネジのチャックを入手しないと、使い途がありません。

わたしの旋盤のスピンドル規格は、いわゆる、3/4" 16 tpi と呼ばれるもの。 スピンドルの外径が、3/4インチ(19mm)。 ネジのピッチは、1インチ当たり山が16個。

旋盤により、1・1/4" 6 tpi、 1" 12 tpi、 1" 8 tpi、 1・1/2" 8 tpi、 1・1/8" 12 tpi、 1・1/4" 8 tpi、 30ox3.5o、 33ox3.5o と異なるのです。

次に、ネジ切りの方向に合わせ、スピンドルに対しチャックを「時計回り」に回して取り付けます。 一方、モーター駆動のスピンドルは、「反時計回り」。 材が奥から手前に向って回ります。

この結果、スピンドルとチャックは、「締まる」方向となり、回転中に外れることはありません。 しかし、逆に言うとスピンドルからチャックを外すときが大変。 「締まり」きったもの同士ですから硬くて、ネジを緩めるのには大きなトルクが必要。

モーターのスイッチを切り回転を止めても、スピンドルは自由に回ります。 自由に回るスピンドルから、どうやって固まってしまったチャックを取り外すか?

フォトは、主軸台近辺の様子。

チャックを外す方法、およびチャックに取り付けた材を外す方法を示すため、必要な工具をあてがって撮影。 工具は、左から順に、中型スパナ、ノックアウトピン、?型締め具。 実際には、これらをすべて同時に使うわけではありませんが。

スピンドルには、スパナで挟むための平行な凹みがあります。 この凹みを中型スパナで挟み、スパナ下方を旋盤のベッドの手前のパイプにあてがいます。

チャック本体には、丸棒状のノックアウトピンを受け入れる丸い穴があり、そこにピンを差し込みます。

チャックは、「時計回り」に締まっていますから、ピンを「反時計回り」、すなわち向こうから手前に向って、瞬間的に力を入れて回すとチャックが外れます。

このとき、自由に回るスピンドルも、「反時計回り」に回ろうとしますが、スパナがベッドのパイプに当たり阻害され、結果としてスピンドルを固定状態にできるのです。

一方、3爪チャックの中心の1インチほどの穴部分に、1インチ 25,4mm 径に削った材の端を挿入し、チャック外周のギザギザ環を「時計回り」に回して材を締め付けます。

このためには、フォト手前右の「?型締め具」を、チャックのギザギザ環の丸い穴に挿しフォトとは反対側の方向に垂らします。 一方、ノックアウトピンをチャック本体の丸穴に挿し、両方を左右の手でつかんで下方に押し下げ「時計回り」に締めます。

加工中は、材自体が「反時計回り」に回転し、結果として、やはり材とチャックが硬く締まります。 いかにして、材をチャックから外すか?

外すには、チャック本体に対し、ギザギザ環を「反時計回り」に回す必要があります。 チャック自体が自由に回転するスピンドルにしっかりと取り付いていますので、以下の方法を採ります。

フォトのように「?型締め具」を、ギザギザ部の穴に引っ掛けて手前に垂らし、下端をベッドの手前側パイプの内側に引っ掛けます。 その状態で、チャックの丸穴にノックアウトピンを挿し、向こう側、すなわち「時計回り」に押します。

●バカヨケ

これら、主軸台のスピンドル、チャック本体、チャックのギザギザ環について、取付けるとき、および外すときに、一体、どっち向きに回すのだったかと迷います。

頭で考えても、サットは分かりません。 相対的ですから、どちらを固定するかによって回す方向が反対になるからです。

また、結構大きな力を入れる作業ですから、危険性が潜んでいます。 この防止策として、目で見てすぐ分かる「バカヨケ」の工夫をしています。

フォトに見られるように、三角型の印を入れます。 白いテープを細長い三角状に切って貼るだけ。 

 − 主軸台に貼ったもの: チャックを「外す」とき、ノックアウトピンを手前に引く

 − チャックに貼ったもの: 材をチャックから「外す」とき、ノックアウトピンを向こうに押す

たったこれだけの工夫ですが、とても便利。 このノウハウに気づくまで、いつも回す方向がどっちだったかと迷うことが多かったのです。

何でも、聞いて見ると、「な〜んだ、それだけのこと」・・・


【関連記事】  青字クリックで記事へジャンプします。

「金工旋盤とは無礼千万(せんばん)、われは木工旋盤なり」
快適な切削は、適切な回転数から
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双方向の同心確保:ピンチャックの応用



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コメント(10件)

内 容 ニックネーム/日時
チャックを外す時にはいつも方向に迷います。
こうやって方向をマークしておけば良いわけですね。
よくよく考えてみると回転する程に締まるようでなければ、
危険だと思いました。
オーボエ好き
2007/10/06 19:46
オーボエ好きさん、こんばんは。
●わたしのこの印をつける方法は、今では、三角マークがうすくて見えにくくなっています。それでもなんとなく感覚的に分かるようになっています。消えかかったマークをスッと瞬間的に見ているのでしょう。この記事のために、テープを貼りなおしたのですが、前のテープが外せません。
●オーボエ好きさんの木工旋盤、および金工旋盤のチャックはどのようになっているのですか?わたしのやり方は、精密機械にあって、あまり上手いやり方ではないのかなあ、他のチャックはどうなっているのかなあと思っているのですが、良ろしかったら教えてください。
woodwind 図書館長
2007/10/06 20:33
☆僕のは金属の棒が付属していて、それをスピンドルに空いている横穴に突っ込み、チャックにキーを差し込んで回転させて抜いています。
オーボエ好き
2007/10/07 17:24
おはようございます。
●なるほど、スピンドルとチャックのいずれも、棒なり、キーがあり、「両手」で緩めるのですね。棒を左手に持ち、キーを右手に持つものと思われます。
●その場合、両方の手が合わさる方向に回すのであれば、両手で引き上げることになりやりにくいのでは。
●一方、両手を合わすのでなく、引き離すように回すのであれば、左手は棒を向こうに押す形で、右手はキーを引く形となり、こちらの方が力が入れやすそう。
●いずれにしても、わたしのように旋盤のどこかに、いずれかをあてがい「固定する」のを助けてもらわず、手だけで行うようにするということですね。硬くて、相当の力が必要と言うことはないですか・・
woodwind 図書館長
2007/10/08 08:51
こんばんは^^
☆説明が足らず推測して頂いてありがとうございます。お察しの通りです。
☆旋盤を使い初めの頃はチャックをしっかりとまわして取付けていたので、外すのも大変でしたが、最近は少しの力で締めるだけで十分と言う事がわかり、外すのも楽になりました。僕の木工旋盤は逆回転出来ないのでスピンドルの回転方向と逆方向にチャックを回して取付ければそれだけで緩みにくいようです。
☆両方の手が合わさる様に回転させるのですが、チャックのキーは数カ所差し込む場所があるので、それで調整出来ています。
オーボエ好き
2007/10/08 19:22
こんばんは。
●良く分かりました。数箇所に差し込む場所があるのでしたら、一番やりやすい角度が選べて、作業がしやすそうですね。一般的なチャックの取り扱い方が分かった気がします。別のタイプのチャックを購入するときの参考になりました。
●ところで、旋盤を用いたリーミング作業ですが、テール・ストック側は、ドリルチャックを取り付けているのですか?わたしは、13mまでの工具しかかむことができず、またテーパー・リーマでないため、旋盤作業ができていません。オーボエ好きさんの自作の金属リーマーでも、MT使用にあわせると、直接テールストックに取り付くと思いますが・・
●それとも、ヘッドストック側にリーマーを取り付けて、木管を手持ちで行うのですか。米国在住の製作家のF.&P.夫妻のWebサイトでは奥さんが手持ちで行っていますが・・
woodwind 図書館長
2007/10/08 21:26
おはようございます。
☆テールストックにドリルチャックをつけ、金属リーマーをくわえさせています。
☆手で持つのはテーパーのある管ならよいですが、頭部管には向かないと思います。
オーボエ好き
2007/10/09 06:59
こんばんは。
●金属リーマーでオーボエ用を1本の長いリーマーで作業を行っていると想像します。そうすると、木工旋盤の芯間が700oぐらいはあると思いますが、いかがでしょうか。
●頭部管でも、手で持っているのではと想像していましたが・・もちろん内径より径の細い直線リーマーにて、手で管を回さないと削れないし、真円にはならないですが・・
woodwind 図書館長
2007/10/10 23:48
★延長ベッドを使っているので芯間距離はもっとあると思います。
★頭部管はSteady Restを使うととてもきれいな内径にリーミングすることができました。
オーボエ好き
2007/10/15 11:17
オーボエ好きさん、こんばんは。
●そうでしたね。以前に同じ事を伺っていました。延長できるベッドを使用されておれば、問題なく450oロングドリルだって使用できますよね。
●興味をいだいたのは、振れ防止金具。オーボエメーカーの製造工程に出てくるフォトを見ると、ガイド穴あけ、および穴の広げの作業において、@振れ防止金具を用いるA振れ防止金具と正確に材を合わせるための、材に取り付ける金属の金具があります。一度、この金具を材に取り付けておくと、その後の工程での同心の確保が楽そう。
●したがって、リーミング作業もこのようにすれば精度が上がりそうですね。
●要は、木工旋盤作業の中においても、金属の冶具や金具を多用して、金工旋盤加工のように作業することにより、制度を高め、ボアの滑らかさも確保できるものと思っています。
●とにかく、きれいな内径処理ができ、本当に良かったですね。アルミ加工の振れ防止冶具の製作は成功ですね。
woodwind 図書館長
2007/10/15 20:44

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