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山小屋風郵便受け
2004/04/23

構想
 ある友人が郵便受けを作って欲しいんだけれどと手書きの構想図を私に見せて打診されました。
 描いているイメージは家の形をしたもので屋根の部分に蝶番をつけてそこを開けることにより郵便
 物を入れるようになっています。 希望している大体の寸法も入っていることと、こういったほのぼ
 のとした感じのテーマは私の好きなテーマであることから即座に引き受けてしまいました。

 渡された手書き図面を元に使用材料を頭に入れながら外観イメージを描いてみたものが左の図
 です。 手書きの図面に近しいのでこれでほぼOKではないかと思いますが、念のために確認の
 ため図面を送付して検討してもらっています。


 一番考えた部分は屋外という風雨に晒される所で使うものなので、対抗性をどう上げるかということと内部
 に雨水が浸入しない対策です。 トタン板で覆えば雨水沁み込み防止は完璧に出来ますがそれでは味わ
 いも消し飛んでしまい面白くありません。

 あくまで木部を見せることに拘り材料としては価格がこなれているワンバイフォー(1 x 4)材を使うこととしま
 す。  ワンバイフォー材は板厚19mm、板幅89mm(公称90mmだが89mmで考えたほうが過去の経験
 上安全)
、長さが6フィート1800mmですが、電動トリマーで角を落として「合いじゃくり」接ぎをして雨水
 が浸入しないようにします。 (左図参照)

 最近の一般家屋では見かけなくなった板張りの外壁はこの合いじゃくり構造でした。 これで屋根と壁の
 部分を作るわけですが経時変化と共に出てくる反りを少しでも押さえるために木表(きおもて)に浅い溝を
 2本ずつ入れることにします。 この溝は外観的に山小屋に良くあるような板の横貼りのような見せ方をし
 てくれるはずです。

 棟の部分は鋭い直角になりこの部分をどう雨水から保護するかも重要ですが、耐水性のあるエポキシパ
 テで隙間を埋めながら棟頂部を接着してやろうと考えています。(これもトタン板を貼れば完璧なのです
 が、加工の簡単さを優先します。)


 受け取る郵便物は片側の屋根の下2/3が上に開くよう蝶番を取り付けます。 この蝶番取り付け部も合い
 じゃくり構造とし雨水が入らないようにしないとなりません。


註: 

板には表と裏があります。 
板の木口を見て見える年輪の曲線が凸側の方の面が木表でその反対側が木裏です。 

板が乾燥してくると年輪のカーブの曲率が大きくなる(半径が大きくなる)方向に反ります。(別な言い方をすると木表側が凹んでくる。) 
木表に溝を切っておくとこの反りの量が軽減されます。

塗装はペイント塗りつぶしを考えていたようですが、木目を生かしたいのでステインで着色後ウレタン系油性ニスで仕上げようと考えています。 屋外で使うものにニス仕上げというのは珍しいと思いますし実際私自身はやったことはありません。 しかしこれまで実験した屋外用塗料と称するホームセンターで売っている塗料で満足できる物が全くなかったので敢えてそれらとの比較上テストも兼ねて今回採用することにします。

因みにメーカーの和新ペイントは「屋内外木部用」と記載してあるので自信がありそうな感じがします。 但しその結果の良し悪しが出るのは早くても半年掛かりますが。



2004/04/30

構造・設計再検討
先方に検討してもらった結果は基本的なイメージには問題がないものの取り付け場所がフェンスとのことが判り、フェンスの強度はそれほど取れないことから重量を軽くすることで再検討せざるを得ませんでした。

コスト優先でワンバーフォー材を考えていたわけですが、板厚が19mmありこれが重量増の大きな要因になっています。 そこであちこちのホームセンターを周り物色した所、北洋材というものが見つかりました。 板幅が81mm、板厚が13mmで長さ1820mmとなっている荒材(カンナが掛かっていない)でした。 1枚\284.-とのことでワンバイフォー材よりも高いですが、どちらかと言うと安い部類に入るでしょう。

大幅にはしょった荒っぽい計算をすると19mm厚を13mmに変更するわけですから32%の重量減に繋がるわけで、これに決め再設計すことにしました。

 以前の設計ではもうひとつ問題がありました。 それは蝶番部分で思考実験の結果壁の一部を
 欠き取らないと上に開かない事がわかりました。

 色々考えた挙句蝶番の取り付け位置を移動してやれば旨く行くことに気付きましたが、かなり長
 い蝶番でないと実現できません。 ステンレス製ではそのような蝶番が見つからなかったため、
 3mm厚のアルミ板に蝶番を固定して長い蝶番を作ることで対処することにしています。
 (左図を参照)

 更に屋根の上には三角形のキャップを被せ雨水の浸入を完全に押さえることにしました。 これを
 何で作るか(金属板かプラスチック板か?)はまだ未定ですがこれが換気棟にもなります。

 ということで最終設計をまとめましたが、これら再検討のお陰で製作には入れませんでしたので
 その様子は次週にお伝えすることにします。 言い訳がましいのですが、慌てて十分な検討をし
 ないまま製作に入ると失敗する可能性が高く、最近の私は製作時間よりも事前の検討時間を長
 く取り、失敗をする可能性を極力押さえるべく心がけているためです。



2004/05/07

製作その1

 製作に入る前に更なる設計変更がありましたのでご注意ください。 左の図をクリックしたもの
 は、従来の図面と微妙に変わっています。

 材料として粗材を購入しましたので、表面を綺麗にしなければなりません。 また反りがあります
 から平らにしなければなりません。 板厚は13mmですが、 反っている部分を削って12mm
 仕上げる事にしました。 また板幅もカンナで削って80mmとします。
 左の図はこれらにより設計寸法変更を反映してあります。 この図面では各部材呼称も入れてありますので、後述する部材加工図との対比も出来ます。

反っている部分を削り取るにはカンナ掛けというのが常識ですが、今回は#60のペーパーを使い電動サンダーで凹面となっている木表をほぼ平らにしました。 凸面となっている木裏はサンダーを掛けてざらつきを取った上で、中心部分の出っ張りだけをカンナで削っています。
プロであればこんなやり方は絶対にしないのですが、面をカンナで仕上るのは高度な技術が要りますから考えた方法です。

どうして凹面をサンダーで平面にできるかというと、サンダーでの研磨は凸面になりやすいという欠点を逆手に取り応用したわけです。 この方法は決してバカに出来ません。 その写真を後ほどお見せしますが、下手にカンナを掛けて段々が付いてしまうのに較べると遥かに良い仕上がりです。

凸面の木裏はサンダーで平にするのは当然不可能なのでカンナを掛けますが、出っ張りを削るのは比較的簡単なのと、多少段差が出来ても木裏は内側になって見えませんから支障がありません。  極めてアマチュア的なやり方といえるでしょう。

こうして予備面加工をした板材を所要寸法で切断し、トリマーで成形します。 使用したビットは9.5mmのコロ付きしゃくり面ビットで、掘る深さは6.5mmとしました。(このビットは楕円型額縁で使っています。) 一部は45度の傾斜にカットする必要がありますが、そこには45度カットのビットを使用しています。 更に鋭角なカットをする壁板が2枚ありますが、それらは45度にトリマーで落としてからカンナで更に削り込んでいます。(これらカンナ作業は替刃式カンナ、刃幅58mmKK-58を使いました。)

それら全部材の断面形状、切断寸法はこちらを参照ください。

それが終われば組立に入りますが、接着剤については木工ボンドは耐水性がないのでエポキシ接着剤を使いました。 硬化までの保持と補強を兼ねて隠し釘や細いネジを併用しています。

今回は粗材の面加工にかなりの時間を費やしましたので本体の枠の組立までですが、それらの様子は以下の写真をご覧下さい。

購入した粗材の断面。 上のほうに出っ張るように反っていますが、上が木裏になります。

#60のペーパーで研磨後。 上が木表ですがほぼ平らになっています。 下の木裏は凸のままでこの後カンナを掛けます。
#60ペーパーで研磨した木表。 こんなに綺麗になります。 決して馬鹿に出来ません。

節のないところを選びながら所要の長さに切断しました。 この後トリマー加工です。
トリマー加工が終わった全部材。 一番下は土台用の部材で現物合せのため未切断。

これは壁板5で、鋭角の部分はカンナで削っています。
裏側の固定される屋根の合いじゃくり部分。 右が上になります。

こちらは前側の屋根で、斜めに突き合わされた部分に蝶番が付きます。
壁板1壁板4の組立開始で、これは表側から見た所です。

壁板の裏側を上にしてこのように並べ、赤線部分を切断し、幅20mmの連結板で4枚の壁板を繋ぎます。 シャクリ面には接着剤を塗布しません。 (図をクリックで拡大)

前図に従って切断線を壁板4枚を並べて裏側に引きました。

切断し連結板にエポキシ接着剤を塗りネジ止めしました。 
壁板ユニットを壁板5にエポキシ接着剤で固定しますが、隠し釘で保持し細い長さ30mmのネジで更に締め付けました。(写真ではネジは見えませんが)

土台部分の嵌る部分の原寸を測り45度に切断した土台の棒を貼り合せています。
L字型土台ユニット2組を嵌め込みながら接着。 しかし本体にはまだ固定しないので、サランラップを挟みはみ出た接着剤でくっ付かないようにしています。

屋根の板を仮止めし、寸法の修正が必要ないか確認しています。 これが前面部分です。
斜めから見た屋根仮止め状態の郵便受け。 それらしくなってきましたが一部現物合せで修正加工の必要があります。




2004/05/14

製作その2

設計段階でお話したようにのっぺら棒の蝶番は売っていませんから、アルミ板を切断しそれに蝶番を固定することでのっぺら棒の蝶番を作りました。 またこのアルミ板は屋根板2枚を連結する目的にも使われます。 ホームセンターで幅25mm、長さ910mm、厚み3mmのアルミ板を見つけましたが、これから長さ151mm65mm216mmを各2枚切り出します。 蝶番は長さ25mmのステンレス製でM3のネジとナットで、151mm65mmのアルミ板に固定します。 またそれ以外に屋根板3枚にタッピングネジで締結する穴も6箇所あけました。(後掲の写真でご覧下さい。)

 このアルミ板を屋根板に固定するのですが、蝶番の回転軸は左の図のように固定される一番上の屋根
 板の内側の角の鉛直線上に来るよう取り付けねばなりません。
 それほど厳密さを要求するわけではありませんが、この位置がずれすぎると蓋が途中で引っ掛かって旨
 く開かなくなる可能性があります。 また蓋となる屋根と固定される屋根の間には1.5mm程度の隙間を
 あけました。 この隙間が小さいと水が毛細管現象で上昇して内部に入る可能性があるためです。

 反対側の屋根には長さ216mmのアルミ板を固定しますが、こちらは取り付けなくても構いません。
 どちらかというと左右対称になるよう外観上の配慮で取り付けただけです。

底板は5.5mmの合板を切断して木工ボンドを塗って嵌め込みました。 この部分は塗装が終われば雨水で濡れる心配がないため木工ボンドの使用としています。(合板の使用も常時濡れる部分ではないためです。)

各部の細かな修正が終わったら最終的な仮組立に入ります。 蓋の開け閉めに不都合がなければ、木工部分の加工作業は終了です。

次に仮止めした屋根を全部ばらします。 ばらした屋根に1回目の塗装を施しますが、耐久性を考えて油性ペイントを使います。 ペイント薄め液を5-10%程加え薄くしたペイントを木材に十分沁みこむよう心がけながら塗ります。 これが耐久性に相当影響する部分ですのでただ塗ればよいではいけませんし、今回のテーマに限れば塗り斑よりも十分沁み込んだかどうかの方が遥かに大事です。

先ず屋根となる板の裏側(内側)を塗り、続いて本体の内側を塗ってしまいます。(ここでは白を使いました。)

6時間後にもう一度塗って更に4時間ほど寝かせます。 その後屋根の板をひっくり返し屋根の色で塗り上げます。(ここでは緑色です。) そして数時間後にもう一度塗った上で本体にエポキシ接着剤併用でネジで固定します。(まだ生乾きですので慎重にする必要があります。) このあとアルミ板を固定した上でまた塗り上げます(屋根は都合3回塗りになる。)が、時間の関係で今回はここまでです。

もう一度念を押しますが、塗料の乾燥時間が重ね塗りのためには6時間は寝かせなければならないため大変時間が掛かりますが、耐久性を考えると一番痛みやすいと思われる屋根の部分は3回塗りにしておいた方が良いため時間が掛かります。 表面を色で美しく仕上ることより木材保護の目的の方が重要であるためです。

以上の様子は以下の写真も併せてご覧下さい。

厚さ3mm、幅25mmのアルミ板から切り出した6枚の板。 上2枚は裏側、下4枚は表側の屋根に取り付けられます。

長さ25mmのステンレス蝶番をM3のネジで固定しその両側に合計6箇所の屋根に固定する穴をあけました。 写真にはありませんが、反対側の屋根に付けるアルミ板にも6箇所の穴をあけておきます。

アルミ板を屋根に固定した表側の部分です。

同じく裏側の屋根ですが、このアルミ板は表側と同じ感じにする為に貼り付けただけでなくてもOKです。

斜めから見た様子。 左側の屋根が蓋になります。br>
その蓋の蝶番の取り付け位置は重要ですので、こちらの図面と一緒に良く見てください。 隙間は水が毛細管現象で上がらないようやや多めにしています。

蓋を開いた所。 勿論途中の引っ掛かりもなくスムーズに開きます。

蓋を開いた状態で正面から見た所です。

仮組立をばらして、屋根の板の裏側と本体内部を白のペイントで2回塗りしました。

次に屋根の板をひっくり返して2回塗りし固定される屋根の板をエポキシ接着剤併用でネジ止めしました。 塗装を開始してここまでだけでたっぷり1日を費やしています。



2004/05/21

製作その3

屋根の2回塗りが終わり再び屋根を固定しアルミ板も取り付けました。 この上に3回目を塗るわけですがその前にフェンスに固定するための補助板を切り出し、壁部分と共にアイボリー色油性ペイントを2回塗りました。 これが乾燥後補助板はエポキシ接着剤を併用し郵便受け内側からねじ止めしています。 

次が棟の部分で、断面が三角状のキャップを作って被せるのですが、本来は銅板かトタン板を切って曲げ一部を半田付けして作るべきですが、相当熱量のある半田ごてがないと不可能ですしきれいに折り曲げるのも難しいので、PET板で作ることにしました。 使用したのは1mm厚の物ですが意外にもトラブル続きで手間取ってしまいました。

ただ切断するだけであればカッターナイフで何度もすじを入れるようにしてやれば切り離せるのですが、折り曲げが難しいのです。 もっと薄ければいきなり曲げることも可能ですが1mm厚となるとそうは行きません。 カッターナイフで折り曲げやすくなるようすじを入れてから曲げますが、切り込み深さの量が難しいのです。 深すぎれば折れやすくなりますし切り込み量が浅いと割れやすくなります。
購入した板は300 x 450mmで、これから425 x 120mmを切り出すのですがなんと2回も失敗してしまいました。 3枚目をを切り出せませんので補修してやることにしましたが、木工であれば補修にエポキシパテを使えるものの残念ながらPET板にはエポキシパテは固着しませんので、割れた部分やばらばらになった部分に内側から別に切り出したPET板を当てて接着して補修することで対応しました。 幸い塗装してしまうと外観には影響しませんのでほっとしています。

こうしてできた棟となるキャップは長手方向は両面接着テープをアルミ板上端に貼り固定しています。 後掲の写真を見ると判りますが、こうして出来たトップの部分は左の図のような隙間があり、郵便受けの内部の空気が自然対流で外部に逃げるようになっています。 これがこの郵便受けにどのくらい意味があるかは別として、遊び心半分で自然に換気の取れる家みたいなものを作ったつもりでいます。 但しこのせいで雨漏りや吹き込みが生じる心配はありません。

さて屋根の3回目の塗装を施しこれが乾燥した時点で緑と白の境、白とアイボリーの境の部分にマスキングテープを貼ってはみ出た部分をリタッチしました。 更に6時間寝かせた後にPOSTの文字をプリンターで印刷し、文字部分を切り抜いてマスキングの型紙として屋根に両面テープで貼り付け赤のスプレー塗料で文字入れしました。

この文字の書体は私のお気に入りのTRUE TYPE FONTのひとつで、実はVIC's D.I.Y.のタイトル文字もこの書体で作ったものです。

今回のテーマは設計しながら、作りながらこだわりが色々出てきて結果として日曜大工入門用としては敷居が高すぎるものとなってしまいました。 

しかし本稿の各所で触れている構造、仕上げ、処理などは本気で耐久性のある内部に水漏れのない屋外用の工作物を作ろうとしたら、こうすべきだ!!という一例として参考にしていただきたいと思います。 出来上がってしまったものはなあーんだ!という特に変哲のないものですが、そういった意味での拘りの塊になっています。

ということで完成までの」様子は以下の写真をご覧下さい。

屋根の板の2回目の塗装が乾燥後再びアルミ板を固定し、組み上げました。

さて棟の部分の組み立てです。 1mm厚のPET板を切断し折り目に切込みを入れました。 この他に三角の板2枚が必要です。(PET板加工寸法図はこちらです。)

別の三角形の板を折り曲げた棟の両端に貼り付け組み上げました。 向こう側は一部が割れたため内部に補強板を貼って割れた部分を埋めてあります。

その拡大写真。 これらが割れたりひびが入ることなく作業できればいいのですが、結構難しい。

出来上がった棟を被せて上手く収まるか確認します。

棟の固定はアルミ板上部に貼った両面接着テープで固定。 この作品の強度的に弱いのはこの棟の部分ですから、簡単に修理・交換できるようにとの配慮のつもりです。

PET製の棟とアルミ板を緑色で2回塗りした後マスキングテープを貼って境界線のリタッチをしました。

中厚手のボール紙にPOSTの文字を拡大印刷しカッターナイフで切り抜きました。 文字幅は20cmあります。

POST文字の型紙を両面テープで貼り周りを新聞紙で覆いスプレー塗料で薄く5回の重ね塗りをしました。

文字入れが終わった屋根。 屋根板の継ぎ目の凹み部分のみ滲んでいますが、これはやむを得ません。

完成した山小屋風郵便受け。 設計時に描いたイメージどおりに仕上がっていますが、雨水対策や耐久性アップを主眼に作ったため、細部では雑いところが沢山あります。 右下は扉を開けたところです。

雨水浸入防止の蝶番部分は変わった動き方をします。 左上から右下へと扉を開けていったときの変化の様子をご覧下さい。
予想外に手間が掛かりましたが何とか終了して一安心。 さてこの作品どのくらいの期間耐えられるでしょうか?

----- 完 -----

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