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収納ベンチ
2004/01/23

構 想

 幾つかの建築関係のショーを訪問した際に玄関内に設置する折畳式ベンチを見かけていました。
 また私が良く使う家具金物のメーカー、アトムリビンテックでもそのようなベンチを作るユニットを販
 売しています。  これらのベンチはお年寄りに優しい住宅の設備として企画開発された物のよう
 ですが、あるとき「実際には若い女性に大変人気があるんです!」という話を聞きええっ!と
 吃驚しその訳をたずねました。

 その方曰く、「ブーツを履くときにこのようなベンチがあると大変便利!と若い女性が重宝し
 ているようですよ。」
との事でした。
 そこで暫し考えました。 うちの場合訪れてくる娘や息子の嫁はんがブーツを履いているな!
 いやいやその前に若い女性じゃないが我が家内もブーツを履いているじゃないか? それじゃ一
 丁作ってみるか!!と今年の日曜大工テーマに入れたわけです。

ブーツを履くのは寒い今のうちが一番多いので、「善は急げ!」とばかりに構想検討を開始したというわけです。

メーカー品を見ていると構造上の共通点があります。 それは折り畳んだ時に壁に埋まりこむので出っ張りが少ない。 という点です。
確かに折り畳んだ際の見映えは出っ張りがない方がスマートに見えますが、そのような構造にしてしまうと既存家屋に取り付けるのはかなり厄介になります。 というのは埋め込み式ですと間柱と間柱の間に埋め込むしかないわけですが、その間柱間の内法が何センチあるのかは壁を剥がしてみるしかありません。 また壁内には電灯線の配線がされている場合もありますから何処にでも取り付けられるというわけには行きません。 更に販売されているこういったユニットは半完成品でも1万円以上します。

そこで色々考えた末構想として次のような仮設定をしました。

   1.予算は\5,000.-以下(無論材料費です。)
   2.埋め込み式ではなく壁面に固定する方式とする。
   3.壁面からの出っ張りは36mmを目標とする。
   4.固定は間柱と間柱にまたがってネジ止めを考える。
   5.ベンチの幅と高さはそれぞれ400mm。
   6.日曜大工入門テーマとする。


 かなり目標が高そうですが思考実験ではあるものの勝算はあるつもりでいます。 取り敢えず詳細設計
 の前に構想としてこれでよいだろうと固めた物を簡単にご紹介します。

 左の図が現時点での構想図です。 全体の幅は500mmありますが、壁裏にある間柱と間柱(グレーの
 部分)
にまたがるようにして固定してやります。 通常間柱の間隔は455mmですから500mm幅と言う
 のは最少でこれより狭めることは難しいと思います。

 ベンチの座面(ピンク色の部分)はこの間に収まりますから幅400mmと一応考えています。 また座面の奥行きは300mmを考えています。

一方空色の部分は座面を支える部分で、最下部は本体枠(ベージュの部分)に、最上部は座面にそれぞれ蝶番で固定されています。 正面図はこの収納ベンチが収納された状態を表し、左側面図はベンチを引き出した所を表しています。

座面の最上部両端にはガイドピンが埋め込まれ、本体枠に彫られた溝に沿って上下する構造とすればよいわけで、私が以前作った折畳式脚立のガイドピンをイメージすればよいと思います。

材料としては18mm12mm9mm辺りの合板が主となりその他にはガイドピン、長蝶番2枚、取っ手1個そして軸細コーススレッドネジといったところでしょうか? これですと板取りのやり方により変動があるものの楽に\5,000.-以内で収まるのではないかと思います。



2004/01/30

最終設計

 最終設計のお話に入る前に設置場所について少々触れておきます。
 我が家の玄関は1間半 x 1間の実スペースで左の図のようになっていま
 す。 右の写真は図の青矢印の所から撮影したものです。 また赤枠が
 ベンチの設置位置を表しています。 写真をクリックするとベンチを固定し
 ようとする間柱の位置が記されていますが、これは自作の釘位置探索器
 で調べ、間柱の間隔は45cmあります。

 下に見える幅木は高さが300mmありますがタイルを貼った上に載るよう2種類の板を2段重ねと
 いうややこしい構造をしていますが、設計上は一番厚い部分(壁から18mmを元に進めました。

 ベンチを開いた状態でも若干狭くはなるものの通行や履物入れの扉があたることもなくベストな位
 置ではないかと思います。

 前回お伝えした基本構想は変えないまま作りやすく且つ無駄が生じないよう材料の切り出し方を
 工夫し、各部の詳細寸法を決定しました。  左の図が完成したベンチのイメージですが、白い隙
 間が2ヶ所あります。 当初は収納した時の見映えを考えこの隙間がなく座板支えの板で覆われ
 ておりましたが、使用する際に脚が座板支えの板の角に当たってしまい、ストッキングを痛める原
 因になりそうなので単純な長方形に戻したため生じたものです。

 またこの方が加工も単純化され作りやすくなります。
 従ってデザイン重視ではなく実用性を重んじ初心者でも作りやすいと言う点を主眼に置いた設計
 であることをご理解ください。

 作りやすくまた無駄が生じないように考えた部分は大事なポイントですので考え方を詳しく説明します。

 折畳式の構造ですが、座板と座板支えそして座板支え底部と本体枠とは蝶番で連結されています。 
 座板のトップ両側にはニッケルダボを埋め込まれガイドピンとして働き、本体枠の溝を上下に滑ります。 

 これで閉じた状態では座板、座板受けは平になって本体枠の中に収納されますが、開くと
 断面がの字型になります。

 この部分には押し込む力と引っ張る力が加わるため本体枠で受けると共に手前に外れないよう引っ掛か
 りを付けました。

 このガイドピンが滑る溝を掘るのは面倒なため合板の貼り合わせで実現します。
 表面から5.5mm9mm4mm18mmの計4枚の合板を貼りあわせますが、9mmの部分だけ幅を狭く
 してやることにより溝が出来上がります。 ニッケルダボの直径がであるため適当な溝幅となります。

 また各層の板は設計図を見るとくりぬく部分がありそうですが、ジグソーで正確に切るのは大変なので
 総ての部材を長方形としました。  このため作りやすいだけでなく無駄も生じにくくなっています。 
 但し各層の部材の繋ぎ目が同じ所に来ては貼り合せても一体になりませんから、交互に重なり合うよう
 にしてあります。


使用材料

  木材: 4mm5.5mm9mm18mmの合板を使いました。 私は手許にあった端材を流用しましたので、ラワン合板シナ
       合板が混在しています。 仕上げを気にするのであれば、5.5mmの合板と座板及び座板支え板はシナ合板とすれば
       よいでしょう。 端材流用のため今回は板取り図を描いておりませんので、部材寸法図を参照ください。

  蝶番: ステンレス製の長蝶番(240mm)を2本使います。

  取っ手: 適当な物で結構です。 私もありあわせのものを使っています。

  ガイドピン: 折畳式脚立2でも使っているねじ込み式の棚ダボを使いました。 オスメスを組み合わせ
          るニッケルダボでも問題ありませんが、ネジ止め式のほうが取り付けが楽です。

  塗料: これはお好み次第ですが私は油性着色ニスのマホガニーを使う予定です。

  コーススレッドネジ: 80mmのものを6本使う予定ですが、70mm以上あればよいでしょう。

  化粧キャップ: コーススレッドネジの頭に被せる化粧キャップです。 ネジ頭を見せないためです。

  キャッチ: ベンチを収納時にロックする機構が必要ですがこれは製作しながら考えることにします。

  隠し釘: 22mmと36mmのものを少々。 貼り合せ時の滑り止めに使用。 頭を埋め込んでしまえば小釘でも代用可。.


使用工具

  ノコギリ: お馴染みのゼットソーを使います。 265で十分いけます。

  木工ヤスリ: 金属板交換タイプのものを使いました。 20mm程度の木口仕上げに絶好です。

  カンナ: 張り合わせ後の木口仕上げに使用します。

  サンドペーパー: 面仕上げ用です。

  クランプ: 50mmのクランプ。 数が多ければ確実な接着か可能で強度が上がります。


製作詳細

部材寸法図に従って材料を切断しますが、厚い材料は少ないですから切断にはそれほど苦労することはないと思います。 但し切断後の寸法は赤字部分に付いては0.5mm以内の精度に収まるよう若干大きめに切断しカンナで所要寸法になるよう調整します。 これらの寸法と直角の精度は、作品がいびつにならないよう、座板や座板押さえを出し入れする際こすれないようにするため重要です。 その他の寸法は若干大きめに切り出して貼りあわせ後にカンナで調整可能です。 

18mm厚の合板で作る高さが青字で記入された部材は玄関の幅木高さが300mmの時の値(70mm)になっています。 実際には幅木の寸法は一定していませんから、[370 - 幅木の高さ]によりこの部材の高さを求めてください。

またこれら一番後ろに貼る18mm厚合板は幅木の厚みと一致させています。 もし幅木の厚みがそれより厚い場合には一番後ろに貼る部材の厚みを幅木に合わせます。 例えば21mmあったとしたら、12mm9mmの貼り合わせに、 25mmあったとしたら18mm3mm4mmの合板の貼り合わせで作ります。 逆に幅木が18mmより薄い場合には幅木の上に厚み調整の板を貼ってやります。 例えば15mmでしたら3mmの合板を、12mmでしたら5.5mmの合板を、という具合です。  この調整により殆どの玄関に取り付けることが可能であると思います。

具体的な加工・組立ての手順は以下の写真をご覧下さい。

未だカンナによる微調整はしていませんが、総ての部材を切断し、部材寸法図どおりに並べてみました。

寸法に設計上の問題がないか4層を重ね合わせてみましたが、特に問題はなさそうです。  収納状態の最終的な外観がわかると思います。



2004/02/06

製作の続き

切断した部材の寸法微調整をカンナでしますが、既にお伝えしたように部材寸法図で赤字で書いた寸法は0.5mm以内の誤差となるように調整します。 無論総ての部材は角が直角の長方形となるようにしておく必要があります。 ところで部材寸法図で黒字で書いてある寸法の精度はその値より小さくなければOKです。 とは言ってもあまり大きいと後で成形に苦労しますからせいぜいプラス1mm程度に収めたいものです。

詳しくは例によって写真とそのコメントを参照願いますが、この作品で部材を貼り合せる際絶対に守らなければならないことは、

   1.内側の寸法が設計値どおりであることを確認しながら、内側の貼り合わせ面での段差が出ないように。 
   2.突き合わせる部分の隙間が出来ないようにする。 
   3.直角部分が正確に出ていること。
 

の3点で、これらが守られないとまともなものは絶対に出来ません。

このようにして組み立てると外側の貼り合わせ断面は間違いなくでこぼこになりますが、これは一切気にすることはありません。 完成した後で一番凹んでいる所まで削れば所要の寸法に必ずなります。

さてごちゃごちゃとお話するよりも、百聞は一見にしかず!です。 以下の写真を良くご覧下さい。

座面の板(M)にストッパー(I)を接着します。 隠し釘か小釘で密着度を上げてやります。

座面の板(M)と座面板支え(N)を蝶番で接続します。 繋ぎ目に隙間が出ないことと蝶番の中心が繋ぎ目となるよう慎重にネジ止めします。

蝶番は裏側に固定します。 またこの時ストッパーが出っ張り側の面となります。

(B 5.5mm)を(E)に、(G)(D5.5mm)に木工ボンドで接着しクランプで締め付けます。 (E)(D)のはみだしが均等になるように注意。 また貼り合わせ面の片側に段差が出来ないよう調整しその面が内側と決め鉛筆で印を付けておきます。 (1時間以上放置!)

(C)(F)を貼り合わせ2面を内側として決めます。 
更に(A)(F)の余った部分に貼り合わせます。 
一組は左右対称になりますので注意。  (1時間以上放置!)

1時間後(A)の裏側に(H)を貼りますが、(A)の内側から10mmずらした位置に(H)を貼ります。  10mmの段差はガイドピンの入る溝になります。  (1時間以上放置!)

最初に貼り合わせた70mm幅ブロックと貼り合わせます。 直角が正確に出るようまた突合せ部分に隙間が出ないよう注意します。  

ひっくり返して50mm幅ブロックを同様に貼り合わせます。

反対側も同様に貼り合わせますが、内寸が設計値の
+1mm−0mm以内に収まっていることを確認しましょう。 万が一小さな値となっている場合には座板の開閉時に当たる可能性が出てきます。  (1時間以上放置!)

(B')(D')を貼り付けます。 内側の線に面一であること、(B')(D')の両端が内側の線の延長線上に来るよう気をつけます。  (1時間以上放置!)

(A')を貼り付けます。 長いので写真のように7-8個くらいのクランプで固定したい所です。  (1時間以上放置!)

反対側の(A')の貼り付けです。  (1時間以上放置!)

C'を貼り付けますが、加工貼り付け精度が良ければ内側の部分に大きい段差は出ない筈です。  (1時間以上放置!)

貼り合わせの最後の作業で18mm厚部材(J)(K)(L)を貼り付けますが、ここだけは動かないようにクランプで締め付けた後30mmのスレンダースレッドネジで固定しました。

以上の作業は決して難しい作業ではありませんし、急いでやらないといけない部分もありません。 落ち着いて内側面となる部分の接合面に段差が出来ないよう、各部内寸が所定の寸法となっているよう、直角度が正確であることを確認して行けば良く、器用不器用はまったく関係ありません。 

尚上記解説では8個のクランプを主として使った為木工ボンドの乾燥時間を1箇所辺り最低で1時間は取らないことから1日がかりの作業となりました。  木工ボンドが完全固着(12時間以上掛かる。)していないとこれ以降の作業には入れませんので、翌日以降に作業することになります。


前に固定した(M)(N)を繋ぐ蝶番を一旦外し(N)の下側にもう1個の蝶番を固定します。 この時写真のように板を当ててL字型とした蝶番の羽根が面一となるようにします。

ここで言う面一とはこのような状態になることを指します。 (こうすると蝶番の回転軸が表面に出っ張ってきません。)

蝶番の反対側を本体枠下面に固定します。 これは裏から見た状態です。

取り付け部のアップ。 蝶番の端と本体枠の端の間は1.0-1.5mmの差があると丁度良いです。

(N)を固定し終わり前面から見たところです。 蝶番の軸は見えますが、出っ張ってはいません。

ガイドピンとなるネジ止め式ダボを取り付ける位置です。 これがずれるとスムーズに動かなかったり、座面の収まりがいびつになる可能性があります。

ネジ止め式ダボは長さが13mmあるためのドリルで座繰り、出が11mm丁度になるようにしました。

本体枠のガイド溝にピンを落としこんだところです。

(M)(N)を再び連結し取っ手やローラーキャッチを取り付けて組立て完了です。 
(キャッチはありあわせを使いましたが、購入するなら大き目のマグネットキャッチが良いでしょう。)

ところで貼り合わせた外周はどうなっているかと言うと、ご覧のとおり凸凹です。 これは塗装前の仕上げ段階でカンナで削りペーパーで滑らかにします。

動作状況の確認。 キャッチで座面と座面支えはロックされています。

取っ手をつかんで手前に引くと座面先端がガイド溝に沿って降りてきます。

座面は受けの部分で止まり使用状態になったところです。 写真では良く判りませんが座面を上下にスライドする際及び収納状態でおかしな当たりもなく、隙間は1.0-1.5mm以内に収まっており設計寸法がほぼ完璧であったことが確認できました。



2004/02/13

塗装と取り付け

同時進行の楕円型額縁のイーゼルの塗装と一緒に塗装を進めました。
塗装開始の前に木口の仕上げをせねばなりません。 合板を重ね貼りした部分は最大で1.5mm程度の段差がありましたが、これをカンナで削ってやります。 これだけ削るのは大変なようですが最大板厚36mmで面を削るのとは違いますので、それほど困難ではありません。 外形寸法を測り均等に削れていることを確認したらペーパーがけです。

電動サンダーを使ってペーパーがけをしていますが、木口の部分は硬いため#80-#100の粗いペーパーで削った後#240に変えて木口および枠表面のシナ材が貼られた部分を研磨と2段がまえでやりました。 
以上の研磨は塗装の下地作りをするのと同時に接着面からはみ出ている木工ボンドを完全に削り取る目的もあります。 もしも木工ボンドが残っているとそこだけ白っぽく塗料が乗らずに塗り斑となるからです。 
ボンドが完全に取りきれたかどうかは意外に確認しにくいものですので完全を期すのであれば、濡れ雑巾で拭いてやるとボンドが付着している所は水が沁みこまず白っぽくなるのではっきり判ります。 

使用した塗料は和信ペイントの油性ウレタン着色ニスでマホガニー色を選んでいます。 このニスは家庭用塗料で大面積を塗るのに主力に使っている業務用のウレタンニスほど高性能とはゆきませんが、着色の手間を省け小型の物には刷毛が使い捨てにならないこともあり便利です。 ただし重ね塗りをする際に塗り斑を作りやすいので注意する必要があります。(刷毛斑ではありません)

着色とニス塗装が同時にできると言うことは透明なニスに顔料が入っているわけで、塗るたびに顔料がのってゆくわけですから色が濃くなってきます。 従って場所によって塗り厚が厚くなってしまうとそこだけ色が濃くなってきます。 ステインで着色してニス塗りをする時には絶対に起きない、塗り厚の違い(塗り斑)=色の濃度違い となって大変目立ちやすくなります。

これを防止するには塗料の伸びを良くすることと一度に厚く塗らないことが最も効果的です。 私はこの為にペイントうすめ液を5-10%加えますがそうすることにより伸びが良くなり塗り厚増大を防げます。 当然ながら濃い目の色にしようとした場合は塗り回数が増えますがこれだけはいたしかたありません。 

塗り重ねる前には塗料が十分硬化してから#240-#400のペーパーで表面を軽く研磨しざらつきを落としてやります。 完成までにやたら所要時間が掛かりますが1回辺りの乾燥時間は今の季節ですと10時間は欲しいところです。(私は塗装初日の朝早く1回目をその夕方に2回目を翌日朝早く3回目して夕方に4回目、と2日を費やし、取り付けは3日目に出来ました。)

塗装の様子は別テーマで詳しく述べていますので、以下の写真ではそれらを省略していますが、塗装が終わりましたら6本の長いネジ(コーススレッドネジ 80mmを使った)で本体枠を壁に固定します。  あらかじめベンチ枠にはの下穴(貫通穴)をあけておき、釘位置探知機で確認した間柱に締結できる位置に当ててネジを締めこんで終わりです。

カンナで段差を削り#80#240のペーパーを掛けた外周部分のアップ。 総ての角に丸みを付けました。

交互に重ねて接合したコーナー部分。 この部分の塗装後の写真が後ほど見られます。

側面のアップで、上から5.5mm9mm4mm18mmの合板が合わさっていますが、境目はどこかお分かりでしょうか? 18mm7プライと9プライが混在しています。

ガイドピンが入る部分のアップです。 この溝の深さは10mmあります。

塗装中の全景で左手の棒は楕円型額縁のイーゼルです。 2回目の塗装が終わったところです。
部材をTの字型に並べましたがこれは各部材の前にあぐらを掛けるようにしたためです。

本体枠を左横から見たところです。

左上角のアップ。 上のほうにある塗装前と比較してください。

左下角を正面から見たアップ。 若干濃度が違う部分がありますが、材料そのものによるものです。

座面支えトップ部分のアップ。 ラワン独特の木目は無論残りますが、着色効果によりシナ合板との組み合わせでもおかしくならなくなりそうで、これも塗装のご利益です。

3回塗りが終了し元どおり組み立てて壁に80mmのコーススレッドネジ6本で固定しました。 3回塗りと言うことで着色濃度も一段と増加しています。 茶色の小さな丸い部分がネジ止め位置です。 ご覧のとおり設置位置の上は窓になっています。

座面を開いた所です。 当たり止めには硬質の5mm厚スポンジを貼りましたのでバッターンという衝撃音は消えました。

玄関の入口方向から斜めに見た様子。 全く場所塞ぎにはなっていませんし奥に見える扉が開いても当たりません。

収納ベンチを使用状態に開いた所で、フの字構造が良く判ります。

本体枠ネジ止め部分のアップ。 ネジの頭を隠すためキャップを被せています。

引き出すためのハンドル部分。 中古のハンドルがまた生き返りました。

デミちゃんも気になって乗せてもらいましたが、ちょっと怖そうな様子。

デミちゃんがお散歩と言うことで家内が早速使ってみました。 無論しっかりしていてみしりとも音はしません。


これで娘や息子の嫁さんがブーツを履いてきても帰りがけに苦労することはなくなりました。 製作に要する時間はかなり掛かるもののそれが難しさに繋がるわけではありませんし、手許の端材の有効利用にもかなっており実に投資効率の高い作品となりました。  皆さんも是非お試しいただきたいと思います。

----- 完 -----

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