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バークランプの製作

大きめの木製家具を製作する場合、幅広の板材を必要とすることがしばしばです。
プライウッド(合板)をフレームで挟み込む方法が一般的ですが、シナ合板を用いても表面の仕上がりは今ひとつです。
今どき幅広の単板は高価かつ入手困難で、そもそも民芸調の座卓でも作らない限り単板は検討外です。

海外のウッドワークで多用されているのは、幅の狭い単板を平接ぎ(はぎ)して幅広材を得る方法です。
当工房でもこれまでにこの方法でいくつかテーブルの天板などを作ってきました。
平継ぎに不可欠なのが十分な長さ(1m以上)のあるバークランプです。
バークランプを持ち合わせていない当工房は、長短取り混ぜた旗金(ハタガネ)やGクランプを工夫して何とか対応してきました。
しかし、旗金はフトコロが浅く締め付け時の撓みが大きいので、継ぎ接ぎ作業では苦労します。
市販のパイプクランプを是非とも購入したいのですが、値段が高い上パイプを調達して自分で組み上げねばなりません。

木製のバークランプを製作します。少なくとも90cm(3尺)の材料が挟み込めるものにしたいと思います。


   
                      写真右はhttp://www.off.co.jp/index.php?id=4&c=89&b1=1&s=99014038より転載↑

 
1.材料取り

本来ならば強度的に有利な金属製(軽合金)パイプを使用したいところです。
市販の製品はクランプ部のみ販売されていて、パイプは別途購入し組み立てる仕様になっています。
製作費用を低く抑えかつ在庫材料を活用したいので、パイプは断念し木材で製作することにします。

材料の均質さでプライウッドが良さそうですが、ラワン合板は表面が荒くシナ合板では外側が柔らか過ぎます。
MDFでは強度が全く不足しますし、今どきのホームセンターは軟弱なSPF材ばかりです。
保管倉庫で適当な材料を探すと、工作台の天板に使われていた古い赤ラワン材(~30mm厚)があります。
出来上がり重量を多少妥協すれば、長尺で使用しても一定の剛性が期待できるかなり硬い材料です。
 

昔、工作台の天板に使用されていた長さ6尺近い赤ラワンの厚板です。赤みが
強く緻密で硬い肌触りの材料で、この中から一番厚い1枚(30mm)を選びます。
ただし、板幅方向に3分の1ほどで虫食い跡がひどく、ここを避けて使用します。


平鉋で片側の木端面を直線に修正してから
テーブルソーで45mm幅に切り揃えます。
 

30~40年経過している材料なのでほとんど狂いが
出てきません。バーの長さは1100mmとします。
 

スライドソーでクランプ部の部品を材料取りします。
ブレードを斜め(15°)にセットし治具を当てて切ります。
 

クランプ下部の部品を材料取りします。
治具を当てて正確に同じ寸法に切ります。
 

固定クランプ部、アゴ(締め付けクランプ部)の部品です。
バー部品の一部から材料取りしているので同一厚です。
 

同じように移動クランプ部とエンドストッパー部の
小さな部品を材料取りします。
 

部品を仮組みして各部の構造や寸法バランスを確認します。
入手時にプレーナをかけておいたのでそのまま使います。

 

材料を立てた状態でも確認します。実際
には多くの場合この状態で使用します。

 
2.固定クランプ部の組み立て

固定クランプ部で留意すべきことは、バーに強く固定されていることと、アゴ部を前後させるスクリューを上手く取り付けることです。
スクリューにはM8の長ネジを用い、7mm径の穴を開けてセルフタッピングで通します。
また、固定クランプ部を別の材料で両側から挟み込むことで強度を確保します。
 

スクリューの通し穴を開けます。正確な位置決めと
垂直が必要なので、フライス盤を使用します。
 

穴開けを終えた固定クランプ部品と
使用した7mm径木工ドリルです。
 

5mmプライウッドで両側から挟み込みます。
接着剤を入れる前に釘を1・2本仮打ちしておきます。
 

接着剤を塗り付けます。接合強度はほとんど
接着剤に依存し、釘は乾燥までのつなぎです。
 

周辺部に4本ほど打ちます。接着面が
密着して隙間がないことを確認します。
 

反対側からも同じようにプライウッドを打ち付けます。
ダボと同等かそれ以上の強度が出ると思います。
 

接着剤を入れてバーの端部に取り付けます。正確に
部品を切っていますが念のため直角を確認します。
 

固定クランプ下部の部品を取り付けます。
バーおよびプライウッド側に接着剤を入れます。
 

接着剤の厚みが残らないよう完全に奥まで
差し入れ、乾くまでハンドクランプをかけます。
 

固定クランプの上部・下部および
バーの木口を面(つら)一にします。
 

接着剤が乾いてからハンドクランプを外し
数か所に釘を打っておきます(気休め?)。

 
3.締め付けスクリューの加工

アゴ部(締め付けクランプ部)を前後に移動させるスクリューを加工します。
スクリュー長は200mmほど欲しいのですが、ホームセンターで市販の6角ボルトは150mmどまりでしかも半ネジです。
M8の長ネジ(1m)からハンドメイドします。
 
 

砥石カッターで200mmに切断します。切断代
(しろ)が大、切断面が荒れる、喧しいの3拍子。
 

グラインダで切断バリ(非常に危険)を
落とし、切断面を綺麗に整形します。
 

グラインダ砥石の粒度ではネジ山が潰れたまま
なので、ベルトサンダーにかけて仕上げます。
 

ようやく6角ナットがスムーズに
ねじ込めるようになります。
 

6角ナットを固定することで200mm長の
本来の6角ボルトと同様にします。
 

ネジ溝の隙間に半田を流し込んでやれば
溶接には及ばずともかなりの強度が出ます。
 

ネジ溝の奥まで半田が行き渡るよう
フラックス(塩化アンモニウム)を差します。
 

半田ごてでは明らかに熱容量・熱伝導が
不十分なのでガストーチを使用します。
 

ネジ溝に半田を溶かし付けました。フラックスに
誘導されて溝の奥まで入り込んで行きます。
 

再度サンダーにかけてゴミ等の
炭化物など汚れを落とします。
 

ネジ溝に半田が入り込んでいるのが分かります。
隙間が狭いのでかなりの強度が出そうです。
 

スクリューを回転させるためグリップを取り付けます。商品名
「チェンジグリップ」という便利なものが市販されています。
 

樹脂製グリップにスクリューを通します。
6角ナットはボルトの頭と同じ形です。
 

フラックスの酸化物が残っていたので
ワイヤブラシで再度掃除しておきます。
 

このように内側の6角溝にナットが嵌り込みます。
若干ガタがあるので後でエポキシを充填します。

 
 
頭にキャップを被せて出来上がりです。もう
少しグリップ径が大きい方が良いでしょうか。

 
4.移動クランプ部の組み立て

移動クランプ部の部品は固定クランプ部と全く同じです。
クランプが前後に移動できるよう組み立て時にバーに固定しません。しかし、弛めに組み付けてガタが残ってもいけません。
当初は部品間の摩擦のみで締め付け力に対抗できると考えていましたが、組み上がってみると少し頼りない感じです。
後付けの工夫で、移動クランプに固定ネジを取り付けることにしました。
 

移動クランプ部は上下の部品がバーを挟み
両側をプライウッド板で支えられた構造です。
 

先に上側の部品にプライウッド板を接合します。
接着剤を塗る前に釘を1・2本仮打ちしておきます。
 

反対側のプライウッド板も打ち付けます。
下側の部品はまだ接合してはいけません。
 

移動クランプはいつでもバー端から抜けるので
バーに直接セットした状態で組み立てます。
 

移動クランプ部のバーへの噛み込み具合を
調整するため、付箋紙を1枚用意します。
 

クランプ幅(バーの幅)に合わせて
付箋紙を同じ幅に切ります。
 

付箋紙をバーの上に置きます。ちょうど
紙1枚分隙間ができることになります。
 

移動クランプ下側部品に接着剤を
塗り付けて組み込みます。
 

付箋紙1枚分の厚みを信頼して
バーに強く密着させます。
 

ハンドクランプをかけて接着剤が乾くまで固定
します。設計ではこれで作業終了でしたが・・。
 

クランプをロックする蝶ネジを追加するには100mmの穴を
貫通させねばならず、工房の7mmドリルでは届きません。
 

加えて、ドリルスタンドの高さも
ドリル+材料分に全く及びません。
 

旋盤を使って横方向に穿つしかありません。
Gクランプと当て木で何とか部品を固定します。
 

先に7mm径ドリルを取り付けて
ドリル長いっぱいまで穴を開けます。
 

往復台送りハンドルを回せば正確(移動クランプ部に
対して垂直方向)にドリルを打ち込むことができます。
 

旋盤のチャックが部品に当たる
直前まで往復ハンドルを送ります。
 

インパクトドライバ用の6角チャックドリルで
辛うじて100mmを貫通できるものがありました。
 

5mm径のドリルですが貫通さえして
しまえば後は何とかなります。
 

+ドライバで7mmドリルが届かない部分を抉ります。
シャフト径が6mmですが、残りは高々20mm弱です。
 

+ドライバの先端が無事顔を出しました。長尺の
ドリルは概して高価なので工夫で乗り切ります。
 

一部に径の細い部分を残して7mmの穴が開きました。
ここに8mmボルトを力づくでねじ込みます。
 

M8の市販蝶ネジは長さ50mmどまりです。長ネジを
切り出し、蝶ナットを半田付けして自製します。
 

移動クランプ部の完成です。自家製蝶ネジはちょうど良いきつさ(弛さ)になるまで
穴を数回往復させます。ただし電動ドリルを使わないと膨大な時間を浪費します。

 
5.アゴ(締め付けクランプ部)の組み立て

アゴ(締め付けクランプ部)の機構に関してはまだ納得のいく設計にたどり着いていません。
締め付けスクリュー作用点の位置や、材料を締め付ける際の安定性に不安が残ります。
ネット上の製作例も本当にバランス良く使用できるのか判然としないものが多くあります。
この部分は可動クランプと同じように、必要があれば取り外して作り直すことが可能ですから、あまり気にしないで作業を進めます。
 

アゴ部の材料です。上側の部品のみで
固定・移動クランプと同じ高さにします。
 

左右両側をプライウッド板で挟みます。下側は
スカート状にして前後にスライド可能にします。
 

接着剤を入れる前に釘を仮打ちしておきます。
有り合わせで10mmの真鍮釘を使います。
 

接着剤(木工用ボンド)を入れます。両側の
プライウッド間隔はバーの厚みに一致します。
 

釘を叩き込み、念のため接合面に
隙間がないか確認します。
 

アゴ部本体が組みあがりました。
ここからさらに手間がかかります。
 

プライウッド板がバーを挟んだ状態でスライドします。アゴ部が
バーに対して垂直を保つよう様々な機構が考案されています。
 

締め付けスクリューの先端を受け止める
仕掛けを作り込まねばなりません。
 

アゴ部を固定クランプ部に密着させた状態で
締め付けスクリューを回して先端を押し当てます。
 

アゴ部の内側に締め付けスクリューの
先端が当たった跡が付いています。
 

締め付けスクリューを受ける6角ナットです。
ナットの高さが6mmほどあります。
 

10mm径のフォスナービットを用意します。
6角ナットの高さ6mmのところに印を付けます。
 

アゴ部に付いた跡の位置に
6角ナットを落とし込む穴を開けます。
 

先ほど付けた印を見ながら
穴の深さを決めます。
 

6角ナットが少し余裕を持って
嵌り込むことを確認します。
 

6角ナットの脱落防止用に内径8mm
外径25mmのワッシャを用意します。
 

ワッシャをネジ止めする穴を開けます。振動の少ない
フライス盤を使用すると綺麗な穴が正確に開きます。
 

ワッシャに開けた穴の位置を
6角ナットの周囲にトレースします。
 

ここで、固定クランプ部のスクリュー穴についてふと
不安がよぎりました。念のため爪付ナットで補強します。
 

スクリュー穴を深さ15mmほど10mm径に広げてから
叩き込みます。ナットを埋め込む方向に力が加わります。
 

締め付けスクリューにワッシャ→6角ナットの順で
通します。6角ナットは空転しないよう半田で固定します。
 

先にフラックスを入れます。ネジ溝に
沿って奥まで流れ込みます。
 

ガストーチで6角ナットを加熱します。熱が伝わって
木部を損傷させないよう濡れ雑巾で養生します。
 

半田を適量溶かし付けます。
ネジ溝の中に流れ込んで行きます。
 

スポット溶接などに頼らずとも十分な強度が
得られます。酸化物を取り除いておきます。
 

ワッシャを固定するネジ位置に
かるく下穴を付けておきます。
 

6角ナットをアゴ部内側に
開けた穴に入れます。
 

その上にワッシャを被せ
ネジ穴の位置を合わせます。
 

小ネジを打ち込みワッシャを固定します。6角ナットと
スクリューが中で軽く回転することを確認します。
 

回転しながらもワッシャに押さえ付けられて
6角ナットとスクリューは抜けてきません。
 
 
固定クランプ部、アゴ(締め付けクランプ部)、
締め付けスクリューの組み立て完了です。

 

6.エンドストッパーの取り付け

移動クランプ部はバーの端までスライドさせ取り外すことができますが、通常使用時に外すことはありません。
むしろ簡単に抜けてしまうと却って使いづらいかも知れません。
またバークランプをテーブルや床面に置いて使用する場合、バーの端で高さが不揃いだと安定しません。
作業の最後に、高さを揃えながら移動クランプが抜けないようにするストッパーを取り付けます。
 

バーの端に切り欠きを入れます。

 

ストッパー用に木片を切り出し、断面に
センターを出してからドリルで穴を開けます。
 

ストッパー用木片を貫通するよう
50mmのコーススレッドを打ちます。
 

バー端の切り欠き部に木片を
固定してエンドストッパーとします。
 
7.完成

長尺バークランプを3丁同時に完成させました。
本格的な工房では長短混ぜて10~20丁揃えているようですが、取りあえずこの3丁で何点か中型家具を製作して見ます。
当面は平接ぎで3尺幅程度の天板などを製作できれば良いので、この幅を1度に締め付けるクランプには大いに期待が持てます。
 

今回の製作はあくまでも工房での使用が
目的です。塗装など表面の化粧は省きます。
 

このように手で持ってみるとかなり重量感があります。
が、製作品を空中で固定する場面はまずありません。
 

ここに写っている工作台は、かつて旗金を駆使して製作した
ものです。天板のサイズを思うように大きくできませんでした。
 

工作台の天板面幅方向に渡してみると
かなり余裕を残していることが分かります。
 
 
ネジ類を新たに調達したのみで、在庫材料で完成させることができました。
同様の赤ラワンがまだ残っているので、しばらく使ってみた後で改良点を
加えて本数を増やしていきたいと思います。
 


調達部品(バークランプ3丁製作分)

・ナガネジ(M8 L1000mm) ×1
・6角ナットM8 ×6
・25mmM8ワッシャ ×3
・蝶ナット M8 ×3
・チェンジノブ ×3
 

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