ロールスクリーン 共同DIYやり取り記録

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ホームシアターで使う横幅3.7mもある巻き取り式のロールスクリーンを共同DIYしました。

ここではその設計様子を見ることができますが、メールでいただいた質問や疑問をこちらの

ページで回答していますので、少し解りづらいかもしれません。

どのような感じでやり取りを進めるかを見てもらえたら幸いです。

(2018.2.27)

1. 現状

現在ロールスクリーンの軸はイレクターパイプφ28を中間付近でつないで全長3.7mで

使用されていると思います。

ロールスクリーンは約4kgほどで使用していると操作ブラケットからパイプが外れるという

問題だと思います。

そこでたわみ量を計算してみました。

(間違っていたらすいません)

もし計算条件に誤りがあれば指摘して下さい。

(計算条件)

・イレクターパイプ断面 : 内径φ24 、 肉厚0.7mm (ミスミカタログより)

・イレクターパイプ材質 : 鉄(SS400) (樹脂部分は考慮せず)

・イレクターパイプ長さ : 3700mm   (一本物とする)

・ロールスクリーン荷重 : 4kgf (40N) (均等荷重)

(計算結果)

この計算結果だと最大で15mmほどたわむ結果となりました。

このたわむ際の引っ張り応力がブラケットに掛るため引き抜けているかもしれません。

2. アルミパイプ(φ28)の場合

もしイレクターパイプをアルミパイプ(φ28)に置き換えた場合にどのようになるか

計算してみました。

計算にあたりアルミパイプはメーカのたわみ量計算ソフトがあるためそちらを使用し、

イレクターパイプは上記計算サイトを利用したため中の計算式が異なるかもしれません。

またアルミパイプの計算ソフトは集中荷重しか計算できないためイレクターパイプも

集中荷重で計算し直しています。

その他の計算条件は上記イレクターパイプと同じにしました。


(計算結果)

・アルミパイプ(φ28) : たわみ量 13.3mm (集中荷重)

・イレクターパイプ   : たわみ量 28.3mm (集中荷重)


計算結果ではアルミパイプの方が約半分ほどのたわみ量となっています。

3. アルミパイプ使用ケース

アルミパイプ(φ28)を使うことでイレクターパイプよりも強度が上がりそうな感じです。

ただアルミパイプの利点は強度が異なるパイプが数種類あることです。

今回計算した中空パイプは最も強度が弱いタイプですが、同じ外径でも強度がより高い

パイプも用意されています。

中空タイプ(φ28)

高強度パイプ(φ28)

そこで種類の異なるアルミパイプを使ったケースにおける強度を比較してみました。

先程計算した中空タイプのパイプ(φ28)を1として何倍強度があるかで表現しています。

重量は3.7mの重さでジョイントはパイプを途中でつなげるための部品です。

パイプ名称外径[mm]断面構造強度[倍]重量[kg]ジョイント
標準パイプNφ28中空11.4
高強度パイプNφ28肉厚2.42.8有(注)
大径パイプGφ43中空4.42.7
高強度大径パイプGφ43肉厚8.85.8

使用するパイプによって強度は大きく変わりますね。

通常のジョイントはほとんどパイプ外径と同じなので使用上問題ないかと思いますが、

高強度パイプNだけはパイプを外側から固定するため外径が膨らみます。

通常のジョイント

高強度パイプNのジョイント

次にブラケットがジョイントできるかどうかを考えてみました。(ブラケット外径25mm)

・標準パイプNの場合

他部品でパイプキャップというフタがありますが、挿入する部分の外径が25.4mmです。

これをそのまま中空パイプに圧入して使うので、このブラケットも同じように圧入して

入るかもしれません。(ブラケットの硬さによりますが)

・高強度パイプNの場合

肉厚があるためパイプ内径がφ16.5mmとなっています。

そのためこれを使用する場合はメーカに依頼して穴をφ25mmにざぐってもらう

必要があります。

以前、別の穴あけ加工は実施してもらえたのでできるかもしれません。

・大径パイプGの場合

パイプ内径がφ34mm程度あるので中に何かを入れる必要があります。

そこで思いつくのがフットコネクタという部品です。

これは通常M16ネジのスタンドやコロをパイプに取付ける際に利用する部品です。

この部品のナットを外してφ25mmで穴を空ければブラケットを圧入できるかもしれません。

いくつかメーカに相談しないといけませんが、個人的には大径パイプGが強度が高く

比較的軽いので良いのかなと感じています。

(2018.3.2)

1. メーカからの回答

大径パイプG(外径φ43 中空パイプ)を使ってブラケットを固定したい旨を伝えたところ、

以下の回答を戴きました。

(以下、メーカ回答)


内容確認しましたが、弊社アイテムでやるとなると
強度面等かなり心配なところがあります。

リンク先を見ても圧入部分が細くなっておりましたので、
同じ樹脂成型品ではなく、ウレタン等のゴム製品の方が宜しいかと…。

ご希望に添えぬ回答となり、大変申し訳御座いません。


想定通り、困難でできないという回答です。

2. 別の提案方法

しかし回答の中にある提案方法だとできる可能性はあります。

そこで私なりにこの方法を考えてみました。

アルミパイプにウレタンパイプを挿入して、そこにブラケットを差し込んで使う方法です。

そしてアルミパイプの表面にM4のタップ穴を2か所ほど空けてセットスクリューで押し付けて

固定する方法です。

パイプ断面図

ウレタンパイプはミスミで寸法指定した物が購入できます。

アルミパイプへのタップ加工は可能です。

ウレタンパイプをスクリューで押し付ければウレタンがブラケットを押付けて、

更にグリップも効くので固定できるかもしれないと思います。

ウレタンパイプは比較的硬い次の物を選定してみました。

AXFS-D34-L**-V25 (ショアA95)

AXFH-D34-L**-V25 (ショアA90)

(ミスミ 参考サイト)

Lはウレタンパイプの長さなのでブラケットよりも多少長めがいいと思います。

ただこの方法はアルミパイプがスクリーンよりも多少長くてセットスクリューが

スクリーンに干渉しないことが前提です。

(2018.3.3)

1. アルミパイプのたわみ量

アルミパイプφ43をジョイントを使わずに4m単体で使用した際のたわみ量ですが、

両端固定で4kgの集中荷重を掛けた場合3mmほどです。

仮にジョイントを使った連結した場合、ジョイント単体の引抜強度は100kgです。

アルミパイプ2mを2本ジョイントでつないだときのたわみ量は両端固定で4kgの

集中荷重をかけた場合で20mm以下となります。

今回はスクリーンなので均等荷重となり上記の条件よりも緩やかなものになるため

たわみ量はもっと少なくなると考えられます。

2. アルミパイプの詳細

見積もりを依頼するアルミパイプは次のようなものとなります。

同じ長さのアルミパイプφ43(GFF-200)をジョイント(GFJ-B41)で連結して

全体の長さが3,742mmになるようなものです。

また上記図の両端には端から5mmの地点にM4のタップ穴を4面に加工します。

このタップ穴にM4のセットスクリューを入れて中のウレタンパイプを押し付けて

固定する内容です。

必要であればセットスクリューが緩まないようにM4のナットも用意します。

(2018.3.24)

先日、下記の部品を郵送しました。

① 練習用アルミパイプ(直径28mm) 1本

② ウレタンパイプ          2個

③ φ3.2ドリル            1本

④ M4タップドリル          1本

⑤ ポンチ               1本

⑥ M4セットスクリュー        10個

⑦ M4ナット             10個

⑧ 切削油(透明液体)         1個

⑨ ネジロック(青色液体)       1個

ロールスクリーンに使用するアルミパイプは直径43mmのものでお送りしたものとは

太さが異なりますが、加工の感じは同じです。

まずはこの部品を使ってアルミパイプへのタップ穴加工を試してみて下さい。

1. タップ穴加工手順

M4のタップ(ネジ山)の加工手順を紹介します。

ロールスクリーンではブラケットを固定するためにセットスクリューで押し付けます。

そのためにはアルミパイプにタップ穴加工をする必要があります。

手順1 : タップ穴加工する場所に印を入れてポンチでくぼみを付ける。

ハンマーを郵送すると費用が高くなるのでこれだけはそちらで御準備ください。

ポンチでしっかりくぼみを付けないとφ3.2ドリルの芯がずれて上手く穴あけできません。

そのためハンバーで強くたたいてしっかりくぼみを付けて下さい。

たたきすぎて穴が空いても全然問題ありません。

手順2 : ドリルで下穴をあける。

電動ドライバーにφ3.2キリドリルを装着してくぼみを付けた場所に穴をあけて下さい。

アルミは柔らかいので簡単に穴があきます。

切削カスが少し出ますので怪我しないように注意してください。

また空けた穴付近に少々バリが出ますので気になる場合は軽くヤスリを掛けてください。

手順3 : 下穴にM4タップドリルでネジ山を加工する。

次に電動ドライバーにM4タップドリルを装着して、空けた下穴にネジ山を加工します。

下穴の直径3.2mmに対してタップドリル径は4.0mmなので少しだけ太くなっています。

同封した切削油をタップドリルに1,2滴垂らして焼き付け防止をしてください。

またタップドリルは非常に折れやすいので、電動ドライバーで加工する際は速度を遅く、

トルクもなるべくかけないようにしてください。

もし加工中、硬い感じがしたらすぐに止めて逆回転させてください。

ここが最も注意が必要な作業となるので回転速度だけには十分注意してください。

一連の作業様子を動画に撮りましたので、よかったら参考にしてください。

この時使用した工具(ドリルやポンチ)は全て同封した物となります。

(訂正)ポンチでアルミパイプにくぼみを付ける際にタップと言っていますが、

ポンチの間違いです。

2. ネジロックの使用方法

ネジロックとはネジが緩まないようにするための接着剤のことです。

アルミは柔らかくて加工しやすい反面、ネジを強く締めすぎるとネジ山がバカになって

締まらなくなります。

そのためあまり強い力で締め付けることができず、たまにネジが緩みます。

特に今回の使用方法ではアルミパイプが回転して頭上よりも高い位置にあることから

もしネジが緩んで落ちてしまうと大変危険です。

そこでこのネジロックを使って緩まないようにされた方がよいと思います。

ネジロックには接着力の違いによっていくつか種類がありますが、

お送りした物は中強度タイプで仮に固まってしまった後でも外すことはできます。

使い方はセットスクリューをアルミパイプのタップ穴に差し込む前に1,2滴ネジ山に

塗布するだけでOKです。

同じようにセットスクリューをナットで固定するときも使用して下さい。

ネジロックは固まるまでに数時間ほどかかるのでそのまま触らずに放置しておいてください。

(2018.4.5)

組立て方法

メーカから送られてくる部品は以下の物となります。

・アルミパイプ GFF-200 L=1860  2本

・ストレートコネクタ GFJ-B41  1個

まずは先にアルミパイプにタップ穴加工をしてもらい、その後でパイプどうしを連結して

組立てて下さい。

アルミパイプの連結方法はこちらで簡単にご紹介します。

ただし私が所有しているパイプがφ28までしかありませんでしたので

そちらを使っていますが、基本的には同じです。

1. 部品の確認

アルミパイプどうしはストレートコネクタで連結するようになります。

ストレートコネクタは2つに割れた部品とナット、セットスクリューからなります。

これらの部品がそろっているかまずは確認してください。

2.ナットにセットスクリューを通す

ナットにセットスクリューを通して下さい。通す距離は適当で構いません。

3.ナットを片割れの部品に取付ける

先程のナットをストレートコネクタの片割れの中央付近に取付けます。

ナットがちょうど入る溝加工があるのでそちらに置いてください。

その後、もう一方の片割れ部品を載せます。

このときストレートコネクタがキチンと合わさらず浮いてしまう場合はセットスクリューを

回して調整してください。

4. パイプを連結する

ストレートコネクタの合わせが隙間なくできたら両端にパイプを指します。

もしパイプが入りにくい場合はセットスクリューを回して当たりを調整して下さい。

最後にセットスクリューをしっかり締めこめば完成です。

このパイプの差し込みにてコネクタとパイプの間に少し隙間を空けることで

パイプ全長を長くすることができますので、ブラケットとの固定の際はこちらで

調整してみてください。

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