DIY LIFER あーるす【with 木工】
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2022.12.02(Fri)  ドリル旋盤

【自作】電動ドリルを使った木工旋盤の作り方（ドリル旋盤を自作する時の5つのポイント）

こんにちわ☆あーるすです( ｀ー´)ノ今日は、電動ドリル使って木工旋盤を自作する方法を紹介していきます。木工旋盤って何ですか？そうなりますよね。実は、僕たちの身の周りには木工旋盤を使って作られたものがたくさんあるんですけど、一般的にはあまり知られてない機械なんですよね・・・木工旋盤って。イチローのバットとかも旋盤で作られてますよということで、今回は「木工旋盤とは？」的なことを簡単に説明してから、電動ドリルを使った木工旋盤の自作方法を紹介していきます。1.木工旋盤って何？まずはじめに、冒頭で質問のあった「木工旋盤って何？」というところからお話します。木工旋盤というのは、身近なもので言うと木でできたお椀やお皿、丸みを帯びた机の脚や野球で使うバットのように、木材を丸く削ることのできる機械です。こういう感じですね。リンク この機械でどうやったら丸く削れるんですか？仕組みは簡単で、旋盤の本体に木材をガッチリ固定して回転させて、それをバイトという専用の刃物で削っていくと、自然と丸い形に削れるようになっています。陶芸で使う「ろくろ」を横にしたような機械ですね。つまり、木材を回転させて、それを削るというのが旋盤作業なので、要は木材を回転させる仕組みと削る道具があれば木工旋盤として成り立つので、それをDIYで自作していこうというのが今回のお話です。2.木工旋盤を自作するヒントはYouTubeにあった実は、電動ドリルを使った木工旋盤の自作に挑戦し始めたのは良いんですが、本当に色んな問題点が次から次へと出てきて、なかなか解決の方法も見つからず諦めかけていました。やっぱり自作って大変なんですね？そうなんです・・・木工旋盤は実は結構危ない機械で、木材の固定が甘くて飛んで行ったり、回転が安定しなくて削る時に刃物が引っかかるなど、場合によっては大怪我をするリスクがあったりするからです。ところがある日、何気なくYoutubeを見てると、手の不自由なおじいさんが電動ドリルで作った木工旋盤を紹介してる動画がリストに表示されていて、あまり何も考えずに見てみました。これがその動画です。最初はなんとなく見ていたんですが、僕が木工旋盤を作るにあたって課題にしていたことがほとんどクリアされていて、しかもシンプルですごく良い感じだったので、さっそく真似をしてみることにしました。この時の感動値は高かったですねやっぱり、自作系の道具作りは動画で見るのが分かりやすいと思いました。 ドリル旋盤は完成形のイメージを持つことが大事そこで、今まで試行錯誤しながら作ってきたドリル旋盤を完全に解体してしまい、最初から作り直すことにしました。全部バラしてしまうこともなかったんじゃないですか？？そうしようかとも思ったんですが、中途半端に原型を残しておくとついついそれに縛られてしまうので、こういう時は一からやり直すのが遠回りなようで近道な場合が多いです。そうしてできたのがこれです。今まで作ってきたのは割と大きな木も取り付けられるサイズだったんですが、自分の用途を考えてみると、動画のようなミニ旋盤にした方が使い勝手も良く、精度も高くなりそうな気がしたので、一気に小型化することにしました。完成形のイメージができると作りやすいですね 4.木工旋盤を自作する時の5つのポイントそれでは、今回の話の一番の山場に入って行きたいと思います。先ほど少し触れましたけど、木工旋盤は結構危険な機械で、木材を削っている時にバイト（旋盤の刃物）が木材に食いついてしまう「キャッチ」という現象が発生して大怪我をすることもあるので、自作する場合は次の4点を意識して作っていくことが超重要になります。木工旋盤を自作する時の5つのポイント
  1. ①電動ドリルをしっかりと固定すること
  2. ②加工する木材がしっかり固定できること
  3. ③回転がブレずに安定すること
  4. ④バイト（刃物）をしっかり保持できる仕組み
  5. ⑤木工旋盤本体を作業台にしっかり固定できること
固定・安定・保持ということは、すごくしっかり作らないといけないんですね？そうそう、そういうことです。とにもかくにも、「グラつかないように、ブレないように」というのがテーマになってきます。本当に無理難題の連続ですよｗということで、これを実際の構造（仕組み）に落とし込むと次のようなポイントに分けることができます。ドリル旋盤の構造的なポイント
  1. ①.ドリルチャック（材料の固定方法）
  2. ②.テールストック（回転の安定化）
  3. ③.ツールレスト（切削時のバイトの安定保持）
  4. ④.スライド機構
  5. ⑤.本体の固定方法
では、１つずつ解説していきます☆自作のポイント①「ドリルチャック（木材の固定方法）」電動ドリルで木工旋盤を作る時、まず最初に考えるのが「木材をどうやってドリルに固定するか？」になると思います。ドリルの先端に木材を取付けて回転させるんですよね？そうなんです。そうなると、この木材を固定する部分のことを「チャック」と言うんですが、木工旋盤というのは木材を横方向に削るのと、木口方向に削る（フェイスワーク）という２種類の削り方があるので、これを「どんな形にして何で作ればいいか？」ということになるんですよね。そこで、色々と試行錯誤した結果がこれです。２種類の固定方法横方向Zナットを加工して作ったチャックを使う方法フェイスワーク板付きナットを使ってビスで固定する方法横方向でも径の大きい物なら板付きナットがいいですよでは、それぞれ紹介していきます。固定方法①「Zナットを使って固定する」まずは１つ目のZナットを使った方法ですが、メリット・コストが安い・サッと使えて簡単に外せるデメリット・ガッチリ固定はできない・水平垂直を正確に木材を取り付ける必要がある・細かい金属加工をする必要があるZナットって何ですか？Zナットというのは大きな木材同士をつなぐ時に使う補強金具を固定するためのナットで、1個20円とかでホームセンターに売っていて、上手く加工すればすごく安上がりにドリルチャックを作ることができます。加工技術が要りますけどそれでも、一度作っておけばずーっと使うことができるので、細かい作業が苦手じゃない人はぜひ挑戦してみて下さい。Zナットでドリルチャックを作る時のコツそこで、Zナットでドリルチャックを作る時のポイントですが、「それぞれの角の先端をキッチリと尖らせること」で、そうすることによって、チャックが木材にしっかり食いつくので、固定が割としっかりできます。上の写真では爪の形が三角形になっていますが、このイラストのように薄い四角形にした方がより効果的ですそれと、グラインダーで小物加工をする時はバイスがあった方が良いです。こういうのですね。リンク関連記事　【コツ】グラインダーで小物の金属加工をする時に便利な2つの道具芯棒の先端も尖らせておいた方が良いそれから、電動ドリルに取り付ける芯棒のセンターも尖らせておいた方が良いです。それはどうしてですか？芯棒のセンターを尖らせておけば、加工材の中心をとらえることができて回転が安定するからです。芯棒を尖らせる方法は、電動ドリルに芯棒をくわえさせて、ゆっくり回転させながらグラインダーで削っていくと簡単に芯を尖らせることができます。Zナットチャックで木材を固定する手順ついでになりますが、Zナットチャックで木材を固定する手順も説明しておきます。Zナットチャックで木材を固定する手順
  1. ①通常のＺナットを先に入れる
  2. ②芯棒の尖りが少しだけ出る位置に加工したZナット仮止めする
  3. ③材料と芯棒の中心を合わせ叩き込む
  4. 最初に入れた通常のZナットを加工したZナットの方に締め込む
最後の普通のZナットと加工したZナットでのダブルナットはしっかり締め付けした方が良いです固定方法②「板付きナットを使って固定する」続いて2つ目は、板付きナットを使って固定する方法ですが、メリット・がっちり固定できて作業がしやすい・横方向、フェイスワークともに使えるデメリット・材料の固定ビス４本を打つのはちょっと面倒くさい・板付きナットの小穴間より細い木材には使えない・微板付きナットの角度が傾いていて、芯がブレることがある板付きナットってどんなのですか？こういうものですね。座金にナットが溶接してあって、結構丈夫なので、かなりの負荷をかけても外れることはありません。面倒くさがりの人にはガチでおすすめですということで、木工旋盤を自作する時、「木材の固定をどうするか？」ということが大きな問題になってくるので、こんな感じでチャックを準備すればぐっと完成に近づきます。自作のポイント②「テールストック（回転の安定化）」ドリル旋盤を作るポイントの2つ目は、木材の回転を安定させることで、そのためには回転の中心軸が通っている必要があります。「回転の中心軸が通っている」ってどういうことですか？どういうことかと言うと、先ほどの「チャック」で木材の中心を取って固定すると木材の回転は安定します。こういうことですね。ところが、短い木材の加工ならこの中心軸が多少ズレていてもそれほど支障はないんですが、長い木材になってくると、微妙な中心軸のズレが先端に行くほど大きなブレとなって、木材の回転が不安定になります。そして、ブレが大きくなると、バイト（刃）の刃先が木材に食いついて弾き飛ばされる、「キャッチ」という現象が発生しますキャッチは本当に怖いですからねテールストックで回転を安定化させるそこで必要になってくるのが、テールストック（木材の先端側の中心を取るもの）です。こんな感じになりました。ここに至るまでの道中はそりゃもう・・・大変でした（まだまだ改良の余地はありますが）苦節道中読んでもらえば報われます(-_-;)✅テールストック試行錯誤自作テールストックの仕組みと構造せっかくなので、この自作テールストックの仕組みと構造を紹介しておきます。まず、テールストックの軸棒の先端を木材の中心に当てることで、加工する木材の両端の中心軸通すことができます。（先端側のナットは軸棒の食い込み過ぎを防ぐためについています）縦長のテールストックの本体部分についている爪付きナットは、加工材を挟み込むのに軸棒がネジになっているので、そのネジを回せるようにするために付けました。反対側から見ると、こんな感じです。ノブを回すことで軸棒が旋盤本体側に押し出されて木材を挟み込んでいくんですが、旋盤作業をしていると回転の力で軸棒のネジが緩んでいってしまうので、緩まないように先ほどの爪付きナットとノブ側のナットでテールストック本体を挟み込むようにしました。（ワッシャーはナットの食い込み防止です)あと、下に付いてる蝶ネジはスライドを固定するための物で、蝶ネジをねじ込むとテールストック本体が上に持ち上がってスライドレールの上部に押しつけられて固定されるというわけです。要は緩まないようにってことですか？そうそう、そういうことです。つまり、木材を安定して回転させるためには、両端の中心をキッチリと取って、中心軸が動かないように固定するということですね。自作テールストックの今後の改良点改良点をピックアップしておくので、今後の参考にしてもらえると嬉しいです。テールストックの今後の改良点
  1. ・軸棒をもう少し太めにした方が良い（今回6㎜）
  2. ・先端の尖りは鈍角が良い（食い込んでしまうから）
  3. ・もう少し手順を減らせるようにする
テールストックはもうコリゴリ感はありますけどねｗ自作のポイント③「ツールレスト（切削時のバイトの安定保持）」ドリル旋盤を作るポイントの3つ目は、削る時にバイト（旋盤用の刃物）が安定して持てるようにすることで、これをツールレストという部品を作って対処します。バイトを置く台みたいな物ですか？そうそう、そんな感じです。それで作ったのがこれです。ツールレスト作成の3つのポイントこのツールレストを作るうえでのポイントは3点。ツールレスト作成のポイント
  1. ①なるべく頑丈に
  2. ②なるだけ加工材に近づけられること
  3. ③加工材の長さに合わせられること
  4. ④ツールレストの高さ
①「なるべく頑丈に」というのは、旋盤作業でバイトにかかる負荷というのは想像以上に大きいので剛性が必要になってきます。②「なるだけ加工材に近づけられること」というのは、削る材料の木に寄せれば寄せるほど削る時のバイトの安定感が増すからです。③「加工材の長さに合わせられること」というのは、作りたいものによって加工する木材の長さも変わってくるので、その長さに対応できるようなツールレストの形状を考えた方が良いということです。④「ツールレストの高さ」というのは、「旋盤本体の軸棒の中心より気持ち上＝ツールレストの高さ」というイメージが良いと思います。自作ツールレストの材料と構造次にツールレストの作成に使った材料と構造について。まず、材料は100均のＴ字レンチを切った金属バーを使い、金属バーを差し込んだ長細い台をドリル旋盤の本体の上に乗せるようにしました。（※T字レンチの切る位置は失敗で、Ｌ字じゃなくてT字にすれば良かった）これよって、ツールレストがドリル旋盤の上に乗っているので、上からかかってくる切削負荷を全体で受け止めるため、バイトがブレることはほぼありません。ツールレストの下につけた細長い板は、ドリル旋盤本体の下に潜り込ませることで、ツールレスト本体が旋盤本体から外れなくするための物です。（※細長じゃなくて幅広にした方がもっと安定します） 端材の寄せ集めなのでこんな感じですが、役割は十分果たせてます最後に元も子もないことを言いますが、ツールレストなしでの旋盤作業は不可能なので絶対必要なんですが、実は、軸棒の高さの角材を置くだけでも十分ツールレストになりますｗ 自作のポイント④「スライド機構」ドリル旋盤を作るポイントの4つ目は、テールストックを加工する木材の長さに合わせられることで、これはテールストックをスライドできるようにすることで解決を図ります。これは難しいんじゃないですか？そうなんです。何度も言うように、木工旋盤は回転が安定化することが命なので、そのためには加工する材料の両端の芯が常に取れていないといけません。そうなると、ドリルのチャック部分の芯とテールストックの芯の部分が同じ線上で同じ高さにあるということになります。つまり、テールストックのスライド機構がしっかりしていることが肝心です。その結果がこうです。スライドもスムーズで回転も安定するようになりましたねテールストックスライド機構の材料と構造このスライド機構の材料として使ったのは「コンパネ」です。なんでコンパネなんですか？コンパネは、剛性がある上にサイズの狂いが少なくて反りにくいという3拍子揃った材料だからで、僕の端材置き場に丁度あったので使う事にしました。作り方も簡単で、①台となる板に細長いコンパネでテールストックの土台を挟んで溝を作る。②その上に両側+５㎜幅広のコンパネを被せて逆T字のレールにする。これって作りは簡単なんですが、逆T字の溝はスムーズなスライドとテールストックの跳ね上がり防止が同時にできるのですごく便利な方法ですよ。ちょっとしたコツみたいな話ですが、②の被せる幅は小さい方が、跳ね上がりを押さえる力強いです 自作のポイント⑤「旋盤本体の固定方法」ドリル旋盤を作るポイントの5つ目は、ドリエル旋盤本体を作業台にしっかり固定できることです。旋盤本体が暴れてしまうってことですか？そうなんです。いくら旋盤本体をがっちり作っても、それを作業台などにしっかり固定できなかったら、キャッチを食らった時に本体ごとひっくり返って大惨事とかになりますからね。ただ、ドリル旋盤本体の固定方法は実にシンプルです。こんな感じです。画像をよく見るとわかるんですが、旋盤本体の下に細長い２本のコンパネの下駄を取り付けてまして、これを作業台にクランプで挟むだけでしっかり固定できます。また、この下駄をつけることでできた旋盤本体の下に空間にツールレスト跳ね上がり防止の板を潜り込ませることができる上に、空間のおかげでツールレストの横スライドも可能になります。偶然そうなっただけなんですけどねｗ5.加工する木材の固定方法それでは実際に加工する木材固定する方法に移ります。画像見てもわかるように結構手順が多いです。木材を固定する手順
  1. ①旋盤のチャックに加工材を押しつける。
  2. ②テールストックを加工材に押しつける
  3. ③ノブ下の蝶ネジをしめて、テールストック本体を固定する
  4. ④ノブを回して加工材の芯をとらえて挟み込む
  5. ⑤ノブ直ぐ左の蝶ナットを締めてテールストックの芯棒を固定する
こうして、木材が固定できたら、ツールレストを差し込んでバイトで木を削っていきます。削るのもコツだらけなんですよねｗ 6.本物の木工旋盤という選択肢とまあ、色んな試行錯誤を重ねてドリル旋盤は完成したわけなんですけど、試行錯誤を重ねれば重ねるほど本物の木工旋盤が欲しいなと思ったのも事実なんですよね(-_-;)それで、なんとなくAmazonを徘徊して、いくつか良さそうな木工旋盤を見つけたので紹介しておきます👍【プロクソン】 ウッドレースDX 卓上木工旋盤直径5ｃｍ、長さ22ｃｍまで加工できるのミニサイズの木工旋盤です。リンク【スペック】回転数:600/300(50/60Hz)~3500min-1(回/分)加工材最大サイズ:太さ/丸材径50mm/角材40×40mm長さ/220mm定格使用時間:30分本体サイズ:横485×奥行140×高さ95mm重量:2.2kg 木製ペンの製作や、小さな取手づくりに向いている可愛い旋盤ですね。【SK11】 卓上型木工旋盤 ROKURO直径15cm、長さ20cmの物まで加工ができるミニ木工旋盤です。リンク【スペック】主軸回転数:(50Hz)1410回転/分・(60Hz)1700回転/分最大加工寸法:直径150mm・長さ200mmこれならお茶碗くらいまではろくろで挽けますし、小物置きの脚くらいなら作れますね。【WOODFAST　木工旋盤　M320】本格的な大型木工旋盤直径30cm、長さ45ｃｍまでの加工が可能で、更に延長ヘッド（別売り）を取り付けることで1ｍの加工が可能になります。リンク【スペック】最大加工径 300mm 最大加工長 450mm（別売延長ベットにより最大1000mm）変速方式 ベルト掛替3段変速＋無段変速回転数 低速　約600～約1400回/分　中速　約1200～約2800回/分　高速　約1600～約3800回/分これなら木製バットも作れますよ「③くらいの木工旋盤があったら何でもできるだろうな」と、おこづかいを貯めてミニ四駆が欲しかった子供の頃の事がフラッシュバックしましたねｗ7.あとがきということで今回は、【自作】電動ドリルを使った木工旋盤の作り方でしたが、いかがだったでしょうか？僕自身、この木工旋盤の自作シリーズはめちゃくちゃ楽しかったです。「あーでもないこーでもない」と一人でつぶやきながら一つ一つ壁を乗り越えて行くのがサイコーでしたし、それに加えてこれのおかげで色んな力学的なことも考えられるようになりましたし、本当にプラスばっかりの自作木工旋盤でした。そして、自分の力で試行錯誤して行き詰まっていたことが１本の動画で全て解決できた時に、「やっぱり人の知恵を借りるということは大切なことなんだなぁ」ということにも気づかせてもらいました。本当YouTube様様って感じです。ということで、今回はこれにて失礼します。2015/4/30　記事作成 2022/11/30 更新おまけ：ドリル旋盤におすすめのドリル最後に、ドリル旋盤向けの電動ドリルの選び方を紹介してますので、良かったら読んでみて下さい。 🔗木工旋盤の自作｜電動ドリル選びに役立つ4つのポイント【これ考えとかないと後悔します】 電動ドリルにもいろいろ種類があって、場合によったら旋盤向きじゃないものもあるので、これからドリル旋盤を作ろうと思う人はぜひ読んでみて下さい。

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