時計を作ろう
■ 材料の切り出し
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歯車(ギア)は真鍮板で作ります。入手の容易性と、加工のしやすさが選択の理由であり、過去のあらゆる掛時計 に倣いました。 |
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ホームセンターで真鍮板を入手します。厚さは当初１mmt としたのですが、出来上がりの見栄えを考慮して２ mmt に変更しました。冷静に考えれば、歯が薄ければ抵抗は少なくなるのでしょう。 |
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バンドソーで切り出します。 |
■ 軸受部の製作
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まずは粗切りした2tの真鍮板を旋盤でくわえ、中心穴を開け5.00mmφのリーマーで仕上げます。 |
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次に別途真鍮棒から削り出したセンターになるブッシュを用意します。センター部のボスの外径を5.00-4.99mmφ に仕上げます。軸はSUSの３mmφ磨き棒を使いますので、内周は3.00mmφのリーマーで仕上げます。 |
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先の真鍮板中心穴にブッシュを勘合させ、割り出し盤を使い 120°の間隔でネジ穴を開けＭ２の皿ネジ３本で固 定します。 |
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ブッシュが取り付けられた真鍮板を旋盤にくわえ、外周を規定直径に整えます。 |
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軸受ブッシュを三爪チャックでつかみ、芯出しを行います。チャックの爪にアルミフォイル(0.012mmt)を挟み込ん でピックゲージでセンター穴のブレを最小化します。もちろん四爪チャックがあればそちらを使います。 |
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ピックゲージの指針がリーマーでさらった内周の「荒れ」を拾ってかなりブレます。実際に芯出し精度は0.03mmの ブレに収めるのが精一杯でした。 |
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芯出しが終わったところで、ブランクの外径を仕上げます。 |
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ブランクの外径の算出根拠は「Richards of Burton Home Page」に拠りました。 |
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割り出し盤をセットしたフライス盤で歯を切ります。 |
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サイクロイドカッターは「P. P. Thornton Ltd.」のカッターを使いました。 |
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カット時のビビリを抑えるためにアルミ板を平行クランプ等で共挟みし、一気に切ります。 |
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参考に動画をご覧ください。 |
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仕上がりは上々です。 |
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サイクロイドカッターの切削痕（スジ）が厚み方向に出ています。この切削痕を｢ゴリゴリ｣と乗り越えるように、噛み 合わせが行われていくのでしょうから、磨き工程で、この切削痕を除去できれば伝達効率は向上しそうな気がし ます。バリも派手に残っていますので、除去しなければなりません。 |
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因みに、歯先トップ間ピッチは約 3.2mmです。 |
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以上と同様にして他の歯数のギアも切り出しました。 |
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ここで色気を出してスポーク切りをすることにしました。 |
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ガンギ車と同様の手法で加工します。 |
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センタードリルで目印となる穴をあけ、リム部の円弧切りから始めます。 |
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直径が大きいので切削時のビビりを抑えるためです。 |
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次にスポークの直線切削を行います。二つのクリップはビビり対策です。効果がありました。 |
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切り終えた時の様子です。 |
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リム部はいい感じですが、スポークが太い印象です。水車のような力強いイメージです。 |
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この印象を考慮し、動力側に使うことにします。 |
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各種文献を参考にスポーク形状を変更します。 |
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左が先の設計、右が変更後です。 |
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先程と同様に目印の穴をあけリム部の円弧切りから始めます。 |
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次にスポーク部を切削しますが、細く長いのでビビり対策としてアルミのサポ−ト板を挟み込みました。 |
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切り終えた様子です。 |
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続けてもう一つ切ります。 磨く前の状態です。 |
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なかなかのプロポーション、ゴキゲンな出来具合です。 |
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磨き工程に入る前に、長さが不ぞろいであったブッシュを完成させます。 |
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旋盤でブッシュの長さをそろえてから、フライス盤上にヤゲン台を固定して治具とし、流れ作業で穴を開けタップ を立てていきます。 |
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ブッシュを支えるダミーとして失敗作のガンギを使っています。 |
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出来上がりの様子です。 |
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ここまで出来たところで、スポーク加工の誘惑に負け手をつけてしまいました。 |
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楕円断面に加工し繊細なフォルムを形作ります。 |
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まずはサンドペーパーで一気に角を落とします。 |
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荒削り後の形状です。 |
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ずいぶんと印象が変わります。 |
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スポークの両端にヤスリ掛けをします。 |
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ひたすら磨きます。 |
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なかなかの仕上がりです。 |
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次に噛み合わせ面を磨きます。 |
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ピニオンと異なり、モーターを使って磨くには華奢すぎます。そこで、リューターを使うことにしました。 |
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最初はこの方法 |
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噛み合わせの奥はディスク型のフエルトバフを成型し、ステンコロリンで溶いたコンパウンドを付けて研磨します。 |
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研磨の効果は以下の通り。 |
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歯切り後の様子。 |
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コンパウンドで研磨すると |
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最後に青棒で研磨するとこのようになります。 |
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完璧ではありませんがかなり鏡面に近い状態になり、隣の歯の角が映り込んでいるのがわかります。 |
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以上でホイールはほぼ完成です。 |
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