ワコール･リッカーミシン館の模型製作１

ワコール･リッカーミシン館 (ヤジロベエ原理実験的構造)

(2009/02/16)

■2007/11/03 円盤を２４分の１分割した１コマの原型を製作

■2007/11/12 １コマの原型を複製して数量増し

■2007/11/17 円盤半面原型を旋盤で微調整

■2007/11/24～27 円盤半面原型を複製して数量増し

■2007/11/28 円盤の上下をエポキシで接着など…

■2007/11/30 円錐形建屋を旋盤加工で製作

■2007/12/04 細部をプラ板加工で製作

■2007/12/06 任意の角度で円錐を輪切りにして出来る楕円の扁平率

■2007/12/08 ベース製作

■2007/12/09 床面仮組み

　

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2007/11/03

先ずは特徴的な円盤型の屋根から作り始める事にした
製作方法としては旋盤挽物に溝を彫造するか…
それともプラ板を円形に切り出してパテ盛り塑造するか…などとイロイロ考えた末

実物写真を現在見ても、私が子供の頃に直接本物を見た記憶でも
円盤表面は膜構造で等間隔に膨らみがあったのが印象的だった…

その感じを幾何学的に綺麗に仕上げるため
膜の膨らみ１ピースごとの形状のバラつきを防ぐ目的で
複製した１コマづつを連結させて積み上げる製作方法を選ぶ事とした

この方法は最初の原型の寸法精度がシビアに要求されて
難儀だけど…まぁ～何とかなるでしょうと楽観的事前評価

円盤を２４分の１分割した１コマの原型を製作

2007/11/12

１コマの原型を複製して数量増し

部品が小さいので複製の際の樹脂計量に苦労する…さて、部品が揃ってみると
案の定、積算誤差が+４％出たのでやる気を無くして挫折する
これは原型の寸法精度が誤差+0.167％で検出できず、24倍に積算されて発覚した事を意味する

幾日か後に計測値を再検討した結果…
型取り複製による収縮率が３％位だから相殺されて誤差+１％に軽減されると考え直し
悲観するのを止め、公差として誤差を容認する事とした

また、２４個も部品があると綺麗な円形に並べるのが困難なので
旋盤でガイドを作って凹部へ嵌め込み接着する

2007/11/17

円盤半面原型を旋盤で微調整

円盤の端面が意外と綺麗に揃わないため
旋盤加工で修正する…
ついでに中心部にディテールを追加し
センター穴も旋盤加工で工作精度を確保する

2007/11/24～27

円盤半面原型を複製して数量増し

2007/11/28

円盤の上下をエポキシで接着

円盤の上下で骨組みの溝をできるだけ正確に合致させたい…
瞬間接着剤では調整困難と判断して作業時間の長いエポキシ接着剤で
上下円盤を接着する…心棒をガイドにルーペで確認しながら
上下骨組みの位置合わせをする

安定板をプラ板加工で製作、支持軸を旋盤加工で製作

取り付け溝を彫り、安定板を0.3ミリ厚プラ板で製作して嵌め込む
支持軸も旋盤で作り(目指す寸法公差を-0.0/+0.1)圧入して固定
つまり、穴径より軸径が僅かに太い状態だ
これは材質に弾力性のある樹脂では有効な手段である
下手に接着剤を使うよりも組み付け精度も良く綺麗に仕上がるのだ

ふと、脳裏に私が２０代の頃の記憶が蘇る
私が最初の会社に就職して未だサラリーマンだった時、
団塊の世代の上役(営業)が何かを修理するのに必要だからと
「これと同じ寸法のネジを小売店で買って来い」と言い
何とマイクロメーターでネジの直径を測って
「2.92ミリだ、判ったな」と得意げに言ったので

私は『ピッチが細かい感じなのでJIS規格Ｍ３と思うけどなぁ…』
『旧ISO ３ミリや1/8インチはもっとピッチが荒い感じだからなぁ…』と心に思いながら
「2.92ミリですか？…見た感じＭ３だと思います…」
「市販の３ミリネジ規格のを買って来ます」と確認すると

上役は「馬鹿野郎！３ミリじゃあねぇ！2.92ミリだ、2.92ミリ規格だ」
「俺がマイクロメーターで正確に測ったから間違いねぇ！」
「３ミリより小さい2.92ミリ規格がある筈だから探せ」と怒鳴る

私は『そんな規格ないぞ…金属みたいに硬い物は穴径より軸径を僅かに細く作るのになぁ』
『公差の観念の無い、知ったかぶり野郎が物好きで精密計測器を手に入れると』
『碌な事にならないな…』と心に思いながら絶句して途方に暮れた昔の記憶が何気に蘇るのだった…

若い頃は理不尽な命令を受けて難儀したなぁ～
今は経営難で苦しいけど…仕事上で理不尽な要求は勇気を持って拒否できる立場だから
良しとするか…

でもなぁ～実家は「お前は仕事を選り好みするから赤字なんだ」と私を攻め立てる…
私も何度となく無茶な仕事も受けてはみたが…
モノを知らない発注主からの仕事は問題が必ず生じて、代金を踏み倒されたりするから
最初から拒否した方が被害が出ないんだよなぁ～
仕事に恵まれないなぁ～と物思いに耽る

2007/11/30

円錐形建屋を旋盤加工で製作

まぁ～特に問題のある形でもないのでサクサクっと削って作る

2007/12/04

細部をプラ板加工で製作

円盤支持軸基部の３軸ジンバル機構の部分をプラ材で作る…

↑図の青い線が円盤の縦揺れ軸、赤い線が円盤の横揺れ軸、
円盤の旋回は基部ターンテーブル調心コロ軸受が受け持つ

(2009-02/16、追記)
gimbals / 《単数扱い》ジンバル,常平架:羅針盤などを水平に保つためのつり装置.(一種の懸架機構)
蛇足、宇宙ロケット･エンジンの首振り機構もジンバル制御と言うようだ…

また、円錐型建屋の上部にある
円形のキャットウォーク(保守点検作業足場)で大きさが直径１センチ
斜めステー(補強桁)の大きさが約２ミリで12箇所…

(厳密には円形足場外周のライトアップ用照明取付枠が)
(模型では足場と一体化して再現しているのだけれど…)

(なお、この部分のライトアップ用照明本体は細か過ぎて)
(作っても複製品の品質保証ができないので省略の予定)

あぁ～面倒くさい！

2007/12/06

任意の角度で円錐を輪切りにして出来る楕円の扁平率

任意の角度θで円錐形を輪切りにすると、その断面形状は楕円形になる…
輪切り以外では放物線や双曲線になる…これは幾何学の常識だったりする
プラ板に楕円形の穴を開けて円錐に被せ、導入路の斜面を作ろうと考えた…

最初は角度θと楕円の扁平率の関係を考えて方程式で解こうとしたのだが…
約一時間「う～む！」と唸りながら「cosineθ？いやtangentを逆数的に比率で示す関数？」←何ソレ？(笑)
「これは微積分の応用問題だよなぁ…役に立たない高校数学Ⅱbの学力では駄目か？」と
傍目には変人のようにぶつぶつ呟きながら「駄目だ！判らん…」と早々に方程式は断念！

それで方程式で数値計算するのを諦めて、直感的に判る幾何学的性質を頼りに
図面に補助線を引き目的の線分を紙の上に導き出す事にした

公開図面から斜面の傾斜角度を測ると５度５０分！
斜めに引いた長径軸線の線分の中点位置に短径の最大幅がある筈だから…この中点が長径軸線と直交する短径軸線だ
この中点から手前と奥へ伸びる線(＝短径軸線)と円錐曲面との接点はその高さの座標から接触部分の水平面円錐直径が導けるだろ…
そこから求めた円の中心から先の中点へ水平にズレた位置に生じる弦の線分が短径だよなぁ…
と、いう論理で幾何学的に導き出した楕円の扁平率(短径÷長径×100)を実測すると約99％！つまり長径100ミリなら短径99ミリ
「何だ…真円にかなり近いな…」
「それじゃあ、サークルカッターで真円に刳り貫いてヤスリで楕円に修正して仕上げよう」
と言う結論になった