DIYでベネッセワールドワイドキッズ教材収納棚を作る

ベネッセワールドワイドキッズ(Benesse Worldwide KIds)の収納棚の製作を娘に頼まれ、DIYで作ることにした。

前回の遊び机(Play Table)の製作時と同じように、今回も3D-CADを使って設計を行ったことで、製作図面展開、製作などの作業が後戻りなく一貫して行えた。また、板取図への展開により、歩留まりの高い材料が購入出来、コストを低減することにも効果があった。

3D-CADで図面を描く

Fusion 360を使ってモデリング

3D-CADは、AutodeskのFusion 360を使った。モデリングには、ベネッセワールドワイドキッズの収納棚のデザインを参考に、実際に収納する教材の寸法を測りながら行った。

最初に出来上がったのは、下記のモデル。

全体的な見直しを行い、設計完了時点でのモデルは下のようになった。

3Dモデリングの効果

Fusion 360のモデリング作業は比較的簡単で、まず材料となる板の幅方向と長さ方向の寸法をスケッチと言う画面で入力し、厚さを指定すれば板として表現される。

それを必要な部材分繰返し、移動・回転・接合などを行うことで収納棚の形状を作っていく。

出来上がったモデルは、3次元で見れるので、あらゆる方向から眺め、検討することが可能となる。寸法や形状に変更があれば、スケッチ画面などで修正すると、直ぐにモデルに反映されるのでデザイン工程短縮化にが非常に効果的である。

製作図に展開する

最終的なモデリングが完成すると、これを2次元の図面(従来の図面)に展開することで、製作図や組立図が出来る。

従来法であれば、この2D図面からスタートするのであるが、具体的な形を見ることが出来ず、頭の中で3Dで描いたイメージを見ることになるので、完成品として掴みにくいことがあった。

材料の購入

板取図に展開する

3D-CADを使うと、板取検討を簡単に行うことが出来るのも大きなメリット。

板取とは、各部材を市販されている材料から切出すことであり、適切な板を選び、無駄のないよう部材を切取って行くことで、コストを最小限に抑えることが出来る。

例えば、小さな板を数枚選ぶより大きな板から各部材を上手く切取ることでコストが抑えられることが多い。これは歩留まりと言い、材料の面積に対する部材の面積の比で表され、値が大きいほど無駄がないことになる。

材料の選定

材料はホームセンターの規模や取扱い品目によって入手できる板厚やサイズ、および価格が異なるため、事前に価格などの調査をして、必要なら図面の修正も行いながら決定することになる。

今回、製作図、および板取図が出来た時点で一度西村ジョイで材料を調べたところ、板厚20mmでは、長尺の集成材が利用出来ることが分った。結果的に、20Tx610Wx2140L、20Tx500Wx4200Lを利用することで、再度板取図に展開して購入した。

部材は、店にてカットしてもらい、無料サービスの軽四トラックを借りて娘の家に搬入した。

下表は、今回使用した部材と購入した材料である。

No名称部材寸法数量材料材料寸法数量価格
(税別)
材料名称
1側板右20Tx300Wx1080L1集成材20Tx500Wx4200L1 5,250 メルクシー集成フリー板
2側板左20Tx300Wx1080L1集成材
3仕切板大20Tx300Wx705L1集成材
4棚板上段20Tx200Wx894L1集成材
5棚板中段20Tx200Wx894L1集成材
6棚板下段20Tx300Wx760L1集成材
7底板20Tx300Wx1080L1集成材
8仕切板上段20Tx197Wx214L1集成材20Tx610Wx490L1 遊び机の残材利用
9仕切板中段20Tx29/Wx385L1集成材
10棚板中段中20Tx264Wx180L1集成材
11背板5.5Tx910x1080L1ベニヤ板910×1825×5.51 875 ラワンベニヤ合板
12飾り棒Φ10x9001丸棒Φ10x9101 175 木製丸棒
 合計      6,300  

製作

木材加工

溝加工

側板に溝を掘って棚板を受ける構造を取っているため、まずトリマーで溝を掘る作業から行う。

トリマーとは電動工具の一種で、先端にトリマービットを付けて高速回転させ、木材を切削するもので、ビットの交換により種々の形状に飾り面取り加工や溝切り加工が行う。

最初に溝切り用に写真の治具を製作した。この治具はトリマー治具としてよく知られているもので使用するビット毎に作る必要があるが、今回は溝幅が20㎜で12㎜ビットを使うため12mmビット用の治具を製作した。

この治具に沿ってトリマーを移動させれば溝切り加工が出来る。

溝深さは7mmとしたので、2~2.5㎜の深さで3回に分けて加工した。

2枚の側板に対し、内側に3本づつ計6本の溝加工を行った。

丸棒穴加工

最上段に丸棒を取付けるため、垂直穴明け用治具を使って、穴明けを行う。

板継ぎ(2枚の板から1枚の棚板を作る)

3段目の棚板(20Tx300Wx760L)は、材料の板取の関係で2枚の板(20Tx150Wx760L)を結合する必要があり、このためΦ6の丸棒を購入、治具およびダボとして使用した。

まず、一方の板に垂直の穴(6㎜)を開ける。

垂直の穴あけには、以前にも紹介した自作の治具(写真)を使った。

この治具はコーナー接合用の金具とスペーサーで作った簡単なもので、容易に垂直の穴が開けられる。

詳細は、

を参照。

治具を使って明けた穴にΦ6mmの丸棒を入れてみると、ほぼ垂直に穴明けが出来たことが分る。

次に、Φ6mmの丸棒を鉛筆削りで先を尖らせる。

この丸棒を、先ほどの穴に差込み、先端が2~3㎜出る長さに切る。

先が尖った方を外にして穴に差込み、結合する板に押付け、ダボのセンターをマーキングする。

マーキング位置に垂直の穴を明け、Φ6の丸棒から製作したダボを差込んで板同士を結合する。

組立て

棚板・仕切板取付け

溝切り、穴明け加工が終わって、組立て作業に入った。溝に棚板を嵌め込み、コーススレッドで固定して行く。

棚板を固定するためのコーススレッドを通す4㎜のネジ穴を明けて置き、3.2㎜のコーススレッドを打ち込む。

穴明けは、写真の治具を使うことでほぼ垂直に明けられる。

背板取付け

最後に背板を取付けて、完成する。

背板は収納棚の左右の剛性を高めるための重要な部材となっており、5.5㎜厚のベニヤ合板を使用している。

ネジはΦ3㎜×20㎜長さのタッピングネジを使用。下穴は2㎜のドリルビットを使う。

完成

完成した収納棚を見た時、Fusion 360でモデリングした時に見たイメージと全く同じだったので、驚きとともに、感動した。

ベネッセワールドワイドキッズを入れてみると、ピッタリと収まった。

前回製作した遊び机と組合せて配置すると、部屋の中がスッキリときれいに片付いた。

おもちゃや教材などがスッキリと収まり、娘も満足。

まとめ

今回のベネッセワールドワイドキッズ教材収納棚は構造的に少し手の込んだものであったが、3D-CADを使ったことで、設計工程から製作まで一貫して効率的に作業を進めることが出来、全体的に工程の短縮化が計れたものと思う。

また、3D-CADで板取図への展開が出来たので、市販材料から極力無駄を省いた部材の切出しが出来、コスト的にもメリットがあったと思う。

その上、娘家族も大変喜んでくれ、DIYとしては非常に満足のいくものであった。

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