エグゾーストキャノン2_12 分解と銃床

　自分が作った工作物の中では比較的満足できる、予定通りの機能を実現したエグゾーストキャノンとなりました。
　機能面としては申し分ない状態となりましたので今後は細々と見た目と運用性の向上を図りたいと思います。

　まずは運用する上で大切な持ち運びについてです。

　今回は全て手で組み立て、分解できるようにしたため移動の際も分解してコンパクトに持ち運びます。
　本当ならばねじ込む部分をパッキンなどでシールできるようにすれば、シールテープなども不要となるのですが今回はそこまで対応できていないのが残念です。
　実際にバラしてみると、下図のように比較的コンパクトになります。

　参考として下においてあるのがB5サイズのノートですので、横400mm、縦200mm、高さ50mm程度のサイズの箱に収納して持ち運びが可能となります。


　また見た目に関しても、当初から計画していた銃床部分の作成も進めます。
　まずは銃床を固定するためのパーツ作りです。
　空気入れの根元を押さえるような形に、厚さ20mm程度の木材を切り出しました。


　この木材で、シリンダと空気入れを結合する金具の部分を挟み込みます。


　この木材に、銃床パーツをネジ止めする構想です。下図のように木の厚みは結構ありますので、銃床自体の厚みや大きさなどを今後スケッチして検討して追加していこうと思います。


　ここから先は、結構長くなる予感です。
　ちょっと飽きてきたので、ちょくちょく進めつつ、また別の工作でもしようかなと考えています。

エグゾーストキャノン2_11 砲身追加

　 残っていた案件の水を発射するための一工夫を追加します。

　もっとも単純かつ簡単に実現できる方法として、径違いソケットとニップルを組み合わせて『砲身』を作りました。
　1Bサイズの両長ニップル150mm、1/2B→1Bの径違いソケット、1/2Bサイズの両ネジニップルです。
　下図のようにエグゾーストキャノンの先端にねじ込むだけです。


　これで砲身作りは終了。
　水の充填と発射までの水の保持は、ポリエチレン製ラップを使うか、発砲ウレタンなどで栓を作るか検討中です。

　砲身を付けた状態のエグゾーストキャノンです。
　全長がかなり伸び、全て組み立てた状態では持ち運ぶことが大変です。
　しかしすべてネジで組み立てているため、工具も使わず簡単に分解、組み立てが可能です。



　実際の試射よりも、この分解組み立てが何となく楽しいです。


　

エグゾーストキャノン2_10 完成！

　作成していたエグゾーストキャノンの調整が終わり、完成しました。
　問題なく発射も可能となりました。


　今回は電動工具は使わず、全て既製品を組み合わせて製作しました。
　材料さえ揃えれば、工具はスパナとドライバー、カッター、ノコギリ、ヤスリだけで自作可能です。
　材料代は5000円以内で収まりました。


　今回の記事は最後に調整した内容についてまとめます。

　動作不良の原因であるピストンを修正しました。下図は修正後のピストン全体図です。


　まずは射出口側の吸盤が発射動作時に外れてしまう不具合がありました。
　これを解消するために、吸盤の中心にカッターで穴を開けてM6サイズ長さ10mmの皿ネジと直径20mmのワッシャでピストン先端に取り付けなおしました。
　皿ネジにより吸盤は外れなくなり、またワッシャの押さえによって吸盤が反対側に反り返ってしまうことを防止できます。



　次に排気口側のピストンの修正です。
　こちらは発射のための排気の際、このピストンとシリンダとの気密が取れていないためにピストンの移動が起こりませんでした。
　そこで、前回の小型エグゾーストキャノンでも採用したゴムパッキンとワッシャによる調整式ピストンリングを使うことにしました。

　ゴムパッキンをピストンとワッシャで挟み、ナットで締め付ける強さを調整します。強く締めるとゴムパッキンがつぶされて外周が大きくなり、シリンダと密着します。ただし、強すぎると逆にシリンダに固着してしまいます。
　シリンダと密着しつつ、それでもピストンが排気で動作するポイントを探します。今回調整した時間は、大体10分程度でした。

　この調整の結果、冒頭の動作が実現されます。
　ちなみに今回使ったパッキンは油を吸って変形するため、潤滑油などは使いません。

＜今回の追加材料一覧＞
　M6x10mm皿ネジ　1個　　　　　　　　　　　　　　　　　･･･　8円
　直径20mmワッシャ　1個　　　　　　　　　　　　　　　　･･･　19円
　直径28mmゴムパッキン　1個　　　　　　　　　　　　　･･･　68円
　直径25mmワッシャ　1個　　　　　　　　　　　　　　　　･･･　28円

　　
　これでまずは動作するエグゾーストキャノンを電動工具無しで作るという課題は達成です。

　次回は水を発射するための一工夫と、空気注入の苦労を改善するためのグリップ作りについて記載しようと思います。


　･･･ああ、そうだ、銃床もグリップ作りから発展させて作っていきたいです。

エグゾーストキャノン2_09 調整、ちょっと動作した！

　ピストンの調整を行いました。
　とは言うものの、手元には布ヤスリと養生テープしかないため、シリンダの内側を磨き、ピストンに養生テープを巻くなど試行錯誤する程度です。
　30分程度布ヤスリでシリンダを磨き、ピストンがスムーズにすべるようになりました。

　何回か、組立て、分解を繰り返し、調整をしながら動作確認を行いました。
　おかげで前回撮影するのを忘れていたシリンダ部分の組み立てに関しても写真を撮る事ができました。

　両長ニップルのシリンダ両端にシールテープを巻いてソケットをはめ込みます。

　内部のシリンダは、吸盤が射出口側に来るように入れて組み立てます。



　30分程度布ヤスリでシリンダを磨きピストンがスムーズにすべるように調整しました。
　ピストンにも養生テープを巻いてシリンダに密着するように調整したところ、数回パシュン！と機能しました。

　もう少し調整すれば、何とかなるかもと思いつつ、やっぱりピストンはドリルなどを使って綺麗に作って、確実に動作するものに仕上げたいなぁと思い始めました。

エグゾーストキャノン2_08 動作の要、ピストン

　動作を左右するピストンの加工と組立てについてです。
　今回はアクリル製タイヤを流用して作りました。
　ひとつはピストン軸支持用、ひとつは排気動作のためのピストンとして使用します。
　
　ピストン軸支持用のものは、ノコギリで周辺をカットして排気がスムーズになるようにします。
　今回のピストン加工で感じた事は、アクリルは金ノコギリよりも木工用ノコギリの方が切りやすいということです。
　アクリルは良く滑るので、金ノコギリの歯は細かすぎて歯がアクリルに食い込まず表面を滑るだけでなかなか切り込めませんでした。
　逆に木工ノコギリは歯が荒く、良くアクリルに食い付いて切りやすかったです。


　二つのアクリルピストンを寸切りネジに差し込み、ナットで固定します。


　このピストンを入れた両長ニップルの両端にシールテープを巻きつけ、射出口側の径違いソケットと排気側の径違いソケットをそれぞれねじ込みます。
　排気側の径違いソケットにはブッシングをシールテープを巻きつけてねじ込み、さらにそのブッシングにタイヤゲージのパーツもねじ込んで組み立てます。

　しまった、ここの部分の写真を撮り忘れました。しかし、下記の写真を見れば、大体分かると思うので割愛します。



　自転車用空気入れも接続して、ひとまず組み上がった上記写真の状態で、実際に空気を注入してみました。
　ちゃんと射出口側の吸盤による密閉も機能し、4気圧程度まで注入できることを確認しました。

　ただし、ここでやはりというか、2点問題が確認されました。

　まず、タイヤゲージのトリガを引いても、内部のピストンが動作しませんでした。
　やはり、適当に作ったピストンでは、シリンダとの密着ができていないのか急激な排気動作が起こらず、タイヤゲージ側で「フシュー」と緩やかな排気が行われるだけでした。

　また、100円ショップで購入した手動の自転車用空気入れでは上手く力が入らず、4気圧まで加圧するのが精一杯でした。
　ちゃんとした空気入れを使わないとさらに高圧に空気を充填することが難しいかもしれません。

　今後は、ピストンの調整と空気入れの検討を進めます。

エグゾーストキャノン2_07 給排気部の組立

　エグゾーストキャノンの空気注入部分と発射時のピストン動作用排気部分の組み立て工程についての説明です。

　まずは自転車タイヤチューブから、バルブ部分を切り取ります。毎度の事ですが、新品のチューブからバルブ部分だけを取るのはもったいなくて心苦しいです。
　廃材がある場合は、できるだけ廃材を利用したいところです。
　今回は根元のゴムの部分を残しておく事にしました。このゴムの部分で袋ナットとの密着を図ろうと思います。


　バルブ部分を分解し、1/4サイズの袋ナットに挿し込み、バルブ部分を組み立てて固定します。


　密閉が上手くできない時は、袋ナットの内側からエポキシ接着剤で隙間を充填すれば良いと思います。
　今回は根元のゴムが上手く効いたのか、ネジを締めるだけで密閉できました。実際に外ネジチーズに付けて確認しました。

　この仮組み上げでの密閉を確認した後、タイヤゲージと組み立てるためにバルブ部分が付いた袋ナットは外ネジチーズから外しておきます。


　次に外ネジチーズに1/4→1/8の異径ソケットをシールテープを使って取り付け、さらにその1/8のソケットに同じくシールテープを巻いた後、タイヤゲージと接続します。


　この状態の外ネジチーズにバルブ部分の付いた袋ナットを、シールテープを使って取り付けます。最後に径違いソケットにタイヤゲージと組立てた外ネジチーズをシールテープを使って取り付けます。


　これで後はピストン部品を完成させて、両長ニップル内に配置して組み立てるだけです。

エグゾーストキャノン2_06 組立て

　今日の製作手順を順に記載します。

　まずは射出口側の組立てです。大まかな組み立て図を書いてみました。ほぼこれに従って作業を進めます。


　径違いソケットの内側に、直径20mmのステンレス丸座金(ワッシャです)をエポキシ接着剤で接着します。
　設計図にはブッシングを取り付けるように書いていますが、実際の設計では射出口側にブッシングは取り付けない事にしました。

　エグゾーストキャノンに空気を注入して加圧する時、この丸座金部分にピストン先端の吸盤が張り付いて密閉を保つので、出来るだけ丸座金が斜めにならないように注意します。
　この接着剤は5分程度で硬化して1時間後に実用強度になるとのことでしたので、しばらく放置します。


　次にピストン先端の吸盤を取り付けます。
　吸盤の6mmの軸にM6サイズのワッシャをはめて、その吸盤の軸をM6サイズ20mmの長ナットにねじ込みます。ねじ込んだらM6サイズの寸切りネジをねじ込み、ナットを1つ使って長ナットとダブルナットで下図のように固定します。


　これで射出口付近はOKです。次は排気側の作業となります。


8月17日追記　組立て工程訂正
　射出口側の径違いソケットにブッシングを取り付けるという説明を書いていましたが、最終的にはブッシングの取り付けをやめました。
　こちら側にブッシングを取り付けて射出口の口を狭くすると、発射時の空気の流れが悪くなると考えての変更です。

エグゾーストキャノン2_05 材料一覧

　これを考えながら揃えるのに時間が掛かりましたが、今回のエグゾーストキャノンの材料一覧です。
　次回作るときは、これで時間短縮を図りたいです。



　＜材料一覧＞
　　両長ニップル　サイズ1Bｘ250mm　　　　　　　　・・・　246円
　　径違いソケット　サイズ1B→1/2Bｘ42mm　2個　･･･　462円
　　ブッシング　サイズ1/2B→1/4Bｘ21mm　　　　　・・・　141円
　　自転車用空気入れ　　　　　　　　　　　　　　　　　･･･　105円
　　タイヤゲージ(ガンタイプ)　　　　　　　　　　　　　　　･･･　926円
　　ホースジョイント用袋ナット　サイズ1/4PFネジ　　･･･　54円
　　外チーズネジ　サイズ1/4PFネジ　　　　　　　　　･･･　353円
　　ステンレス丸座金(ワッシャ)　外20mm、内10mm　･･･　8円
　　ユニクロワッシャ　M6 　　　　　5個　　　　　　　　　･･･　5円
　　ナット　M6 　　　　7個　　　　　　　　　　　　　　　　　･･･　21円
　　長ナット　M6ｘ20mm　　　　　　　　　　　　　　　　　･･･　42円
　　ナイロンタイヤ　28mm　2個　　　　　　　　　　　　　･･･　96円
　　寸切りネジ　M6 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　68円
　　エポキシ接着剤金属用　　　　　　　　　　　　　　　　･･･　278円
　　パイプ固定金具　直径35mm用　2個　　　　　　　　･･･　160円
　　パイプ固定金具　直径25mm用　2個　　　　　　　　･･･　150円
　　自転車タイヤチューブ　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　595円
　　異径ニップルソケット　サイズ凹Rc1/4、凸R1/8　　・・・　346円
　　吸盤　直径20mm　軸部分太さ6mm　　　　　　　　・・・　325円
　　シールテープ　0.1mmｘ13mmｘ5m　　　　　　　　　・・・　80円

　合計、4461円。
　うーん、当初の5000円の予算だと、木製ストックのお金が足りない。
　そもそもの余計な出費は、異径ニップルの346円です。
　この原因は通販で買ったタイヤゲージのノズル側のネジサイズです。カタログではネジサイズがPT1/4だと思い込んでいたのですが、PT1/4はプラグのサイズらしく、プラグのネジのサイズは1/8だったためです。
　そこのネジのサイズ違いを解決するために異径ニップルを購入する必要に迫られました。
　このネジサイズが合う構成になるよう材料を選定すれば、もう少しコストダウンが図れます。

エグゾーストキャノン2_04 8時間工作

　今日もエグゾーストキャノンの工作のため、朝からホームセンタに行ってきました。
　朝の10時にホームセンタ、ハンズマン菊陽町店到着。残りの材料を購入して工作室を借りるためカウンターで申し込み。
　工作に没頭していたらすぐに13時に。2階にあるモスバーガーで昼食を摂りました。30分程度休憩した後、再び工作室へ。

　19時、工作室を片付けて撤収。
　材料買出しや昼食や休憩を除くと、ほぼ8時間ずーと工作していました。途中ではぜんぜん気づく事ができませんでしたが、すごく疲れました。

　そこまで缶詰になったので、一応、エグゾーストキャノンの形は出来ました。
　ただ缶詰になったといっても、エグゾーストキャノンは実質3時間ぐらいで組み上がりました。
　それ以外の時間は動作の調整と、気分転換の桧の積み木作りをしていました。




　ただし、実動作するための調整が終わりませんでした。
　やはり、ピストンは適当に作っても動いてくれないみたいです。今後、シリンダ内を研磨してピストンを調整して、内部の動作をスムーズにしなければいけないようです。


　途中の組立工程などについては、後ほど備忘録としてまとめます。とりあえず今は汗と木屑と油まみれで体力が削れているため、お風呂入ってきます。

エグゾーストキャノン2_03 材料探し

　今日は大まかな脳内設計に基づいて、材料を探してきました。

　向かった先は熊本の菊陽町にあるホームセンタ、ハンズマンです。


　でかいです。品揃え豊富です。
　もう、到着して店に入った瞬間から「ぱぁぁぁ」という効果音が脳内で流れるほどでした。

　アーケードみたいな倉庫みたいな、そんな建材売り場です。自分にはリゾート地の入口に見えます。


　ガーデニングの品物が揃ったスペースも広いです。2階にはモスバーガーのテラス席もありました。


　3階吹き抜けのホームセンタって初めてです。興奮しすぎて写真のサイズを小さくしてしまっていました。
　もう、この店だけで1日過ごせるわ、と思いました。


　一通り興奮した後で、目的の材料検討に移ります。
　すでに注文済みの部品もありますが、ここにくればすぐ入手できたなというのが感想です。なかなか他の店には置いていない太いサイズの両長ニップルなどがビッシリ陳列されていました。



　設計上、懸念点として考えていた射出口側のピストン密閉対策として、ワッシャを接着してフラットな面を出すことを考えました。


　また、ピストン側についても、前回小型エグゾーストキャノンを作った際に加工して使っていた吸盤を既製品に置き換えられないか、材料を探しました。結果、良さそうなものを見つけました。


　この吸盤の補強をしつつ、ピストンの軸先端に固定する方法についても、材料を色々組み合わせて考えました。
　たぶん、これで何とかなるだろうというのが下記写真の取り付け方です。



　結局、それ以外の設計見直しも材料を見ながら検討して、気が付いたら6時間ウロウロしていました。
　恐るべし、ホームセンタ。