時計を作ろう

■　針

針は軟鉄板から切り出すことにします。　後ほど青焼きを行い古典的造形を目指すことにしました。

切り出しはCNCフライスで行います。

1mmtの軟鉄板を両面テープでアルミの捨て板に貼り付けます。

切削の様子です。

エンドミルは1mmφ、回転数は15,000〜20,000rpm

バリ取り前、CNC加工を終えた様子です。

切り出した針を取り出します。

次に面取りを行います。

作業性を確保するため、アルミの平角材に瞬間接着剤で貼り付けました。

ヤスリ掛けを終えたらアルミ平角材から加熱して剥がすのですが、その際強烈なガスを発生するとアドバイスを いただいていますので、台所のガスレンジで換気扇全開で加熱しました。臭いは全くしませんでした。

この程度まで面取りをしました。

3本とも面取りを済ませた状態です。

この後、青焼きを行います。

つづく

■　ハカマ

針を軸に取り付けるハカマを作ります。

使ったのはSUS303(快削ステンレス)6mmφの磨き丸棒です。

旋盤で首下を4mmφに旋削します。

シャフトを挿入する3mmφの穴を開け(黄矢印)、その後突っ切ります。

突っ切り作業はいつも緊張します。

ビビリが出るので最低回転(100rpm)で回します。

頭の旋削痕を磨き落し一応完成です。

■　カウンターウエイト

針の重量で軸の回転時に脈動トルクが掛ってしまします。

カウンターウエイトを作ってスタティックバランスを取ります。

秒針用のカウンターウエイトでは、歩度測定用の光学センサーの遮光用も兼ねた構造とします。

材料は6mm角のアルミ材

適当な長さに切ってシャフトが通る穴を開け、止めネジのタップを立てます。

エンドミルで厚みをスライスします。

秒針と共にシャフトに取り付けバランス取りをして完成。

次に分針用のカウンターウエイトを作ります。

秒針のカウンターウエイトと同様の作り方ですが、分針は時刻合わせの際指で回すのでずれが発生する可能性 があります。そこで、軸を把持する部分にエンドミルで溝を掘ります。

ハカマにも切り欠きを入れます。

挿入すると回転方向にずれない勘合部が出来ます。

ここで、針がハカマとスリップする可能性があるので回り止めを作ります。

ハカマの頭直下に1mmφの穴を開けピンを入れます。如何に快削SUSとはいえこの太さの穴をドリルで開けるの は至難の業です。最初は1mmφのエンドミルで開け、その先をドリルで貫通させる手法をとります。

ピンを挿入した様子。

針にピンの入る溝を切って組み込んだ様子です。

■　スリーブ

ハカマに針を固定するスリーブを作ります。

SUS303の丸棒にハカマの軸部が勘合する穴を旋削し、バネ性を持たせるためスリットを切ります。

出来上がりです。

組み込んだ様子。

■　青焼き

視認性の向上・腐食防止の側面から針を青焼きします。

上の写真に青焼きした針が映っていますが、試行錯誤の過程の姿です。

青焼きは低温焼きなましのテンパーカラーで、大径スプリングに見ることが出来ます。

wikipediaにカラーサンプルがあり非常に参考となります。

製作中の針は分針が150mmとかなり大きなものです。腕時計の針の青焼き作業とは異なったアプローチが必要 です。幾多の試行錯誤の結果たどりついた方法は以下の通りです。

トースターでの下焼きによる色ムラの無い焼き上がりに加え、バーナーでの最終加熱で青領域に持ち込みます。

トースターには上下二本のヒーターがあり、上ヒーターに極接近した位置アルミのチャンネル材で組んだ台に針を セットしています。こんがりきつね色になるおよそ1時間半ほど過熱し、すかさず耐火ボード上に針を置きバーナ ーであぶります。あぶる際にはカラーサンプルを見ながら焼き過ぎないよう寸止めします。

もし焼き過ぎてしまったら、サンポールの原液に10秒ほど漬ければ酸化皮膜は容易に除去できます。

先ずはトースターの最高温度、ヒーター直下での加熱1時間半後の様子です。

こんがりきつね色

非常にムラの少ない良い焼き加減です。

トースターを使うと数時間ではこれ以上温度を上昇させられないようです。

濃紺を目指すため、下焼きをここで終えバーナーであぶります。

満足いく色味です。

結局、この方法で成功したのは秒針と時針でした。分針は不成功に終わりました。

15cmと長大で、温度分布が不均一となり色味にムラが出てしまいます。

最終的に色ムラを出さないために分針の焼きは全てトースターだけで行いました。

途中経過が次の写真です。

この分針の色は幻の紫焼きです。紫に焼き上げる温度帯域幅は非常に狭くその時間帯も同様です。自分で針焼 きをした方なら理解していただけると思いますが、困難を極める焼き色です。

普通ならこの色が出たところで止めて完成とするところですが、濃紺まで青焼きすることにしました。ちょっともっ たいない気もしましたが、今作っている時計は時を刻み時を測る機械ですから視認性を最重要視しますので焼き を進める事にしました。

どのように色が変化するか想像もつきませんので、30分毎にトースターから取り出して色を確認しながら20時間 ほどかけて焼き上げたのが次の写真です。色味･濃さ共に完璧です。執念の賜物といえます。