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最新更新日：2020.12.14 ・木炭と七輪で鉄の工芸 ＠ kito 木炭の利用のひとつとして鍛冶というか鉄の工芸ができるかもと思いましてやってます。 畑の土壌改良剤として木質灰を作ろうとして畑の不要な木を燃やす工夫をしていたら、無煙で木炭を作る小型炭化炉と自作の木炭ができました。その自作の木炭を燃やしたい＆不要な鋼材を処分したい・・・からはじまりましたが、経緯はともかく、とても楽しんでいます。
「鉄と木炭の新しい出会い」と称して「鋼板細工」、いわゆる「鉄板」の加工を楽しんでいます。だいぶ理屈っぽくなりますが、通常、われわれが目にする「鉄板」は工学的には「炭素鋼」の「鋼板」です。 僕の好きなマンガの「カムイ伝」で鍛冶屋さんが出張で鍬を作ってくれるシーンが印象的で、再現してみたかったのかもしれません。 というのは例えば刀鍛冶は専用の作業場で複数人で作業しますが、カムイ伝の農鍛冶（野鍛冶）は出張で一人でやってくるのです。つまり炉や燃料や道具は運搬できる必要があり、背負えるもので構成されている必要があるます。 また「北斗の拳」や「マッド・マックス２」、「ウォーター・ワールド」のような文明が退化した世界で鉄を加工できるだろうか・・・・というのもありました。 やってみたところ、「難儀はするだろうけど、やれそう。」と思います。 銑鉄製造は設備が大掛かりですが、一度、炭素鋼になっていれば、自由度はだいぶ上がると思いました。簡単ではないですし、安全なことでもないですが、「過去にやった人がいる」というのは可能性を感じるものです。 といいつつも焼入れ、焼きなまし、焼き戻し、焼きならしなどの熱処理は難しいだろうな・・・と思います。 興味のある方は講談社ブルーバックスの「人はどのように鉄を作ってきたか（永田和宏著）」をおすすめします。というか僕の教科書のひとつです。 一酸化炭素中毒をはじめ、安全＆衛生＆公害（騒音、悪臭、大気汚染）は気をつけています。
だいぶ前（たぶん2004年くらい？？）に自転車の友人から鉄でロボットを作っている人がいるよと教えてもらいまして、「こういうことができるんだ。やってみたいな。」と思いました。 当時は工場のエネルギー搬送系統の設計の仕事をしていまして、「製作」は自分でできなかったので、自分でやってみたかったのでした。 スケール、内容はだいぶ違いますが、現在は自分も鉄を加工しています。なんだかよかったです。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 鉄の編み物「ウィービング:weaving」をはじめました。こういう編んだものは「網代：あじろ，アジロ」ともいうようです。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝ マンション等に住んでおられる方もこの設備構成なら現代の野鍛冶ができるかもしれません。野鍛冶というだけあって、マンションや住宅街ではなく、人里離れたところです。 削りだし工程で使うディスクグラインダーが消費電力400W程度と多めなので何かの工夫は必要でしょうが、後の工程は消費電力は80W程度なので、軽自動車のバンなどに設備一式を乗せて、法的その他をクリアした場所で楽しめるかもしれません。 というのはマンション住まいの人でやってみたいけど、騒音その他の問題でやりにくいという人に会った事があるため。アトリエを飛び出した印象派の画家の様に屋外で創作するのも楽しいかもしれません。 youtubeを見ているといろいろなものを屋外へ持ち出して「実験？」をしている人も見かけます。インバーターも小型化＆大出力化を実現しましたので可能性は広がっていると思います。 28Ahの12Vの鉛蓄電池、最大出力1200Wくらいのインバータだとうまく使うと100W×3時間くらいの作業ができるかもしれません。鉛蓄電池から発生する水素ガスには注意が必要ですが・・・。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 自分の作品の制作に制約を設けていることがあります。それはアーク溶接などの母材溶融の接合をしないことです。 アーク溶接、プラズマエアー切断はとても多くの表現が可能にできる加工方法ですが、それを使わずにナニカの表現ができるかを試したいと思ってます。 なんといっても元々の動機が畑の鉄くずを捨てることから始まってますので、溶接などで接合して大きくなるのはなにかしら恐怖感があります。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 最近、時代劇で鍋や釜などを修理する「鋳掛屋：いかけや」という職業があったということを知りました。こちらもフイゴを中心としたこじんまりした道具で出店のようにやってくる・・・そうです。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 加えてディスクグラインダーでどこまで鋼材の加工ができるかもやってみたかったことです。 いろいろと条件＆制約はありますが「イナエ切り」と称してディスクグラインダでの曲線加工ができるようになりました。日本では技術的な制約よりも法的制約が大きいように感じます。 金属加工の業界では「プランジ加工」と呼ぶものだそうです。 この加工の特徴は ・加工部温度が低いために、型紙を直接、鋼材に貼り付けて加工できます。 エアープラズマ切断加工に対して、唯一アドバンテージがあるかな、と思うところです。紙の主構成物質であるセルロースは約300℃くらいのところで熱分解するそうです。削っていると型紙が黒く熱分解していくところもありますが、おおむね紙の状態を保つので加工中の材料の温度は300℃以下なのかなと思っています。 ・加工速度は遅く、小ロット生産になります。 ・法的制約があるので日本では芸術家、工芸家、個人は可能です。法人はもう少し工夫が必要と思います。 大資本にあがらうのは難しいですが、こうした工夫により「技術的な囲い込み」から抜け出る一助になれたらいいなと思います。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 木炭で鉄を加熱すると特徴的なことが３つ起きます。 １）木炭から出る一酸化炭素と高温により錆びた鉄が還元されます。還元雰囲気で加熱できるので素材がボロボロにならないように思ってます。 ２）木炭の灰は鉄に付着して「釉薬」のようになり、皮膜を形成し、色が黒くなります。なんとなくサビが還元された鉄はこの「釉薬」の中に取り込まれるのかなぁ、と思っています。加熱したての時は表面がぬれたように見えまして、これは溶融した灰なのかなぁ、と思ってます。 鋼材を高アルカリ溶液で煮込む「黒染め」という表面処理がありますが、木質灰はカルシウムやカリウムがベースでスラグ状になり溶解時は塩基性というそう？で、似たようなことが起きているのかも・・・と思ってます。 灰の中の炭酸カリウムは木炭の助燃触媒だそうで、重要なもののようです。加えて炭酸カリウムはケイ酸塩や酸化カルシウムの溶融助剤でもあるようで、いろいろなことに対する重要な物質であるようです。 灰の中のシリカ（ケイ酸塩）は溶融するとガラスになるそうです。この時、酸化鉄は溶融助剤になるそうで、これを利用したものが「ホーロー加工」だそうです。 南部鉄器では漆を240℃くらいに加熱した製品に漆を塗る「焼付け漆技法」というものをするそうです。動画などで見ると、塗る時に「ジュッ」と音がします。漆に含有されるカルシウム、カリウムなどが「アルカリ染め」をしているのかなぁ、と考えています。 プロパンやメタンなどのガスバーナーで鉄を加熱しても「黒皮」ができて、黒くなります。これは燃焼ガス中の水蒸気が赤熱した鉄と反応してできるそうです。このガス加熱による「黒皮」に対し、木炭加熱による「黒皮」が違いが有りそうで面白いな、と思ってます。 ３）木炭の炭素が鉄の材料中に浸透して、材料の炭素濃度が高くなります。ただ、どうやってやるとどれくらい高くなるのかなどは、わかりません。
この遊びを2018年春に始めて２年強経ちまして、鋼板の厚みについても少しイメージがついてきました。 「鉄のバラ」のような複雑なものは厚みt=1.0～1.2mmくらいのものが成形もしやすく、作品端面の「尖り」も無く作れます。個人的に尖っててケガにつながるものは好きではないです。 作品に重量や剛性が欲しい時は厚みt=1.6～2.3mmが良いかもしれません。 ・厚み0.2mmくらい：スプレー缶など。端面が尖ってしまう。金切りハサミで工作できる。 ・厚み0.5mmくらい：スパイラルダクトなど。知見なし。 ・厚み0.6～0.8mmくらい：自動車のボディなど。照明器具のフレームが0.8mm厚さでした。金切りハサミで切れますが、端面が尖っていてちょっと扱いにくい印象があります。 ・厚み1.0mm：服のハンガーラックのフレーム、物干し台など：冷間曲げもでき、端面も尖らなくできて、鋼板細工に良好。溶けやすいので加熱時は注意。スラグ取りの衝撃も変形注意。 ・厚み1.2mm：古い脚立、ドラム缶のフタなど：1.0mmより少し硬い。冷間曲げもでき、鋼板細工に良好。スラグ取りの衝撃にも良く耐えるので個人的に一番好きな厚さかもしれません。 ・厚み1.6mm：古い脚立など：曲げる時は熱間が曲げやすい。鋼板細工に良好。作品重量が出しやすい。 ・厚み2.0mm：トラックの幌のフレームなど：1.6mmより少し硬い。厚い分、減りがゆっくりなので土農具には使いやすい。 ・厚み2.3mm：知見なし ・厚み3.2mm：トラックのアオリ板など：かなり硬くて熱間加工も硬い。個人的には鋼板細工の限界厚みかも・・・・。 ・厚み4.5mm：知見なし ・厚み6.0mm：トラックのアオリ板など：すっかり硬い。「曲げる」という発想はすっかり通じない雰囲気。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 僕の家には錆びた鋼材がたくさんあるのです。 古い脚立やらトラックのホロのフレームの残骸など、大量にあって、鉄くず屋さんへ運搬しやすいように軽トラサイズに切断していましたところ、30年？くらい野ざらしになって見た目はサビサビでも中の鋼材は生きているときがほとんどでした。 もし、これがなにか役に立つものになるとなんだかうれしい・・・というものです。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 僕の工房の名前をつけました。「イナエ・チャコール工房」です。「イナエ」は場所、「チャコール」は木炭です。 「イナエ」は僕の育った町で名古屋市港区の金城埠頭のつけねにある町で「稲永」と書きます。これといった伝統的な産業が無い町なので、将来、これがひとつの産業になったら良いな、なんて思っています。 英語表記をすると "Inae Charcoal Work Shop" という感じです。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 学生時代に「フラクタル」を研究していたためか、エッシャーに興味があって、錯覚の感覚が面白いと思っています。 例えば、鉄の人形の肩の辺りを造形していくと、急に人形らしさがでてきます。これは錯覚のひとつなのかな？？と思ってます。 またエッシャーの美術界での立ち位置もとても興味深く、「和して、同せず。」という様に感じていまして、なんだかいい感じと思ってます。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 作品を作ると工芸作家の仲間に入れてもらえるかどうかはわからないのですが、気持ちとしては「自分の作りたいものを作る」ことが重要と思ってます。「誰かの希望」を取り入れると気持ちが混乱してしまいます。 きっと多くの芸術に関わる人はこの問題に苦労したでしょうし、苦労していることでしょうし、苦労することでしょう。 加えて、できるだけ役に立たないものを制作していこうと思いはじめました。 置物やバッジ類のアクセサリーは制作対象でキーホルダーはちょっと範囲外、というような感じです。 「役に立たないけど、存在する」ということにヒトとしてのロマンを感じます。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 設備 （ブックマークをつけて目次にしてみました。クリックするとジャンプします。） 制作したもの ゲートラッチ（扉のカンヌキ）：木工細工の部品 蝶番（チョウツガイ；ヒンジ）：木工細工の部品 M3のマイナス頭のネジ（ボルト）：木工細工の部品 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ・加熱設備 七輪に木炭を入れて、小型ファン(ヘアードライヤの「冷風」)で強制給気しています。 加えて屋内で作業できるように排気設備を設置して運転しています。排気設備といっても煙突効果を利用したフードとダクトです。七輪陶芸と同じ設備です。
輻射熱カバーをして、排気フードを外して加熱した時の写真です。カバーの間から炉内の高温が見えて、激しく炎が噴出する好きな光景です。
元は屋外でやってましたが高温の灰から逃げるため風下を選ぶことや、鍛冶作業の騒音対応もあり、屋内でできるように工夫しました。 気を付けているところは火災と一酸化炭素中毒です。火災に対してはできるだけ「不燃」のもので構築するようにしてます。 七輪の炉壁内に温度センサー（熱電対）を設置して炉壁内の温度を見ています。 下の写真では室温が14℃で炉壁内温度が581℃です。 燃焼空気で冷却される炉壁の内部の温度なので参考値なのですが、空気を送り込んで温度が上がらないような時は新しいオガ炭を入れる目安にしています。
加熱のポイントのひとつは輻射熱を逃がさないことかな、と思っています。 鍛冶の加熱炉は断熱材で囲んだ空間に火炎を入れて加熱するものが多いような気がしてます。例えばこんな感じのものです。 僕の場合は七輪がメイン炉ですので、上方の開放部を鋼板で作った輻射熱カバーで覆い、内部へ輻射熱を反射するようにしています。どこまで効果があるかは正直、わかりませんが、「だいぶ効果はあるよ」という気持ちではあります。 熱排気フードはこのカバーごと覆うようにして局所排気をしますが、いろいろとスキマがあるのでそれを使って作品を目視して加熱状態を観察してます。
七輪は値段は1k円弱のものを使っています。名古屋の「ホームセンター バロー」で買ったものです。輸入元は「武田コーポレーション」という会社のものであるようです。現在は買ったお店が商売替えをしてしまい、購入先を探索中です。 どうやら「ホームセンター コーナン」さんのものが近いようです。「ロストル」というか「目皿」というかの部品が割れてしまうので、代替品探しは僕にとっては重要です。まあ割れてしまっても組み合わせて内部へはめ込められたら、それで機能的には問題は無いので、割れたものを使っているんですけども。 「ロストル」というか「目皿」は焼き物を使うようにしています。金属性もありますが、空気を強制給気したときの強烈な燃焼に耐えられるかどうか、わからないので。 よく通販で流通しているものよりも少し小さいようです、スケッチしたものはこちらです。燃焼空気を送り込む空気室が大きいように感じます。きっとこれは魚を焼くときの作業面と熱源の木炭との距離から決めた位置のように思っています。ここが大きいと強制給気したときに全体的に空気が流れるような気がしています。
このロストルの上のφ100×80mmくらいの領域で木炭は激しく燃焼し、その下部1/3くらいのところに鉄が落ちると溶けてしまうくらいの強烈な環境になることが、とても興味深いです。鋼板細工で作品を加熱＆熱処理で使うのは上部1/3くらいまでです。 1年とかのスパンの話ですが、炉の内壁はこんな感じでヒビが入り剥がれてしまいます。木炭からの自然釉で炉内はコテコテというかカチカチというかになっていて、これが耐熱層になっていると思ってますので、気がついたらふさぐ様にしています。 というのは木炭ガスは還元性が強いので、たぶん炉壁内を侵食して行ってしまうのかも・・・と思っているので。上手な人から見ると不要なことかもしれませんが、やってます。 使うのは東急ハンズで買った「信楽粘土」です。それほど厳密なものではなく、「まあ、こんなくらいかな・・・」という感じです。
こんな感じで修理完了です。1週間ほど乾燥させてから、普通に使います。
こんな感じでできあがりです。
ちなみに七輪の全景はこんな感じです。2017年の10月にはじめてからずっとこれを使っています。七輪陶芸に比べて1回の運転時間も短く、負担も少ないので比較的損傷も少ないのかな・・・と思っています。 七輪内壁の凹みに沿って、燃焼空気として送り込んだ余剰空気が炉壁を冷却するのかな？と思ってます。
・送風ファン 送風ファンはヘアードライヤの「送風モード」を使っています。ホームセンターで1.5k円くらいで購入したものです。
ファンの方式でいうと軸流ファンになります。軽くて気に入ってますが、何でもいいと思います。これで全圧で50Pa程度は出まして、うまいことやれています。 気をつけたところは作業小屋自体をCOガス（一酸化炭素ガス）中毒防止のために換気されるように閉め切らない構造にしたことと、下述ののようにCOガス検出器で作業環境をモニターして、フードを移動させる仕組みをシンプルにして点検を容易にしたことです。フード＆ダクトは高温になります。異常のない状態で使用することが安全につながります。 2018.12にCOガス検知器を導入しました。ヤフオクで購入しまして、新コスモス電機製でリース向け？？と思われるものXC-341です。
換気を良くした状態でも木炭の加熱中は50ppmを超えることがしばしば有り、瞬間最高値は200ppmでした。 日本の法規制（労働安全衛生法）ではCO(一酸化炭素)は8時間暴露で50ppm以下の毒性物質なので、アメリカのサイトではチョコチョコ言われているように、この遊びにはCOガス検知器などで安全性を確保することが重要と思いました。 ちなみにアメリカのACGIHではTLV-TWA (Time-Weighted Average)：1日8時間×1 週40 時間での時間荷重平均濃度は25ppmの物質です。 もう少しプチネタだとタバコは10000～30000ppmと超高濃度です。短時間の吸引なので生命がある・・・というもののようです。一度、空港の喫煙室のCO濃度を測ってみたいとも思います。 一酸化炭素中毒に関しては千葉県のカモメガス様のページがわかりやすいように思います。 冬になって寒くなってきたので、暖房は・・・・、となったときに、木炭＆七輪はCOガス的に工夫が必要なようです。電気ストーブでしょうか・・・・。それとも灯油ストーブ？？
COガス検知器を導入してからは下述の排気フードの有効性をあらためて知りました。 フード無しだとCOガス濃度は100ppmもありますが、フードを使うと20ppmくらいで収まります。「発生源対策」は重要ということを実感しています。 この手の機器は定期的に校正をするものですが、「灯油給湯器の排ガス」と「大気」の2点で自前で動作確認をしています。灯油給湯器の排ガスのCO値は100～150ppmとそれなりに高くて意外でした。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 排気フードはこれ用のスタンド（脚立のお古の転用）から吊り下げています。ダクトも同じようにスタンド（脚立のお古の転用）から吊り下げています。 動きの解説です。ポイントはフードとダクトを差込み構造にして固定しないことです。これによりフードを動かすことができます。差込みのため、灰や排気ガスは継目から少量は出てしまいます。
加熱時はフードの位置はこんな感じです。
こちらは製品取り出し時や燃料供給時のフード＆ダクトの状態です。 可動範囲は大きくありませんがこれで必要十分と思っています。
加熱しているときのようすはこんな感じです。煙突効果とはたいしたもので、600mmくらいの煙突ですが、フードと合計して1000mmくらいの高低差により高温排ガスと高温の灰を捕集してくれます。
加熱が終わったらフードをずらします。
フードの操作の動画、加熱した製品の動画をyoutubeで見れます。 ・燃料（木炭） 鍛冶作業の時は燃料はオガ炭をメインに使っています。着火と表面処理は自作のイナエ木炭を使ってます。 オガ炭の最も気に入っているところは「はぜる」とか「火の粉を吹く」ということが無く、安定しているところです。炉とヒトの距離が近いので、安心できることは僕にとって重要です。 オガ炭の燃焼モードは「COガス放出」→「カーボンの固体燃焼による灰の昇温」→「高温になったカーボンと灰の輻射熱加熱」の3段階があるように思っています。そのなかでもCOガスが強烈な火力と考えていて、これをうまく使うといいように思ってます。 もともとオガ炭は「炭火焼肉用」なので、輻射熱加熱用の燃料だと思ってます。 下の画像の様にちょっと手間ですが、しっかり赤熱したオガ炭を残して、一度炉内の燃料を出します。
赤熱したオガ炭の横に燃焼前のオガ炭を置いて、その上に赤熱燃焼して小さくなったオガ炭を積んでいき、作品を置いて、その上にオガ炭やイナエ木炭を敷いて、加熱すると力強く加熱できるように思ってます。 だいたい5分くらい加熱する分のCOガスが発生させられます。 まだオガ炭が残っているからと言って給気ファンで空気を送っても温度が上がらない時はCOガス発生が終わって、空気比が上がりすぎて燃焼ガスの出来上りの温度が下がっていると考えています。
ちなみにパッケージはこんな感じです。10kgで1.5k円？くらいだったでしょうか。 どこのメーカーでも同じかどうか自信がないので、ホームセンターバローで売っているこれを使っています。きっと同じとも思っていますが、試す度胸も無く・・・・。
オガ炭の良いところ、バーベキュー木炭の良いところを探していけるといいな、と思ってます。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ・鍛金設備 カナトコは使わなくなったツルハシを利用してます。 プライヤでつかんで叩いて伸ばします。カンカンと騒音はしますが、実際問題として、すぐに冷えてしまうので、一度の加熱で叩ける時間は数十秒です。 今のところ、近所付き合いに支障は出ていません。騒音は多分に感情的なものなので数値では解決はしないと思っています。
個人的に不思議と思っているのが、赤熱した鋼板をハンマーで叩いていると、勝手に平面に近づいていくような感じです。製造された時の圧延時の形状へ戻っていくような感じがします。 また打ち出し加工の時はメタルスタンプとしてのUシャックルがカナトコになります。これでφ60の皿を作ります。詳しくは下述にて。
細工をする材料は亜鉛処理のしていない「炭素鋼と酸化鉄」にしてます。 亜鉛は加熱すると気化して「亜鉛熱」という病気の原因でヒトに有害です。たまたま錆びた鋼材を対象にしていたのですが、意外に鍛冶工作に向いている材料は入手が難しいように思います。注意が必要と思います。 亜鉛メッキは塩酸系洗剤（サンポール）で剥離して、「亜鉛熱」を防ぐようにします。 炭素鋼は加熱して赤熱発光する温度になるとグッとやわらかくなります。 高温用合金鋼ボルト材SNB5という鋼材のデータが出ていたので、グラフにしてみました。温度と許容引張応力の関係を表しています。だいたい400℃くらいから強度は下がり始めて、工作をする700℃くらいだと1/10以下になっているようです。 またSUS304も400℃になると40%の強度の低下が起きるようです。 以前、設備エンジニアの仕事をしていた時にファンの耐熱温度が350℃で設計されたものが多くて不思議でしたが、きっとこの特性からなのかな？と思ってます。 僕の勝手な推測ですがSS400も同じような傾向だと思います。 こちらは許容引張応力なので、実際の変形は下の降伏応力と温度の資料の方がズバリかもしれません。
厚生労働省 職場の安全サイト http://anzeninfo.mhlw.go.jp/horei/hor1-44/hor1-44-21-1-160.pdf 中央労働災害防止協会 https://www.jaish.gr.jp/horei/hor1-44/hor1-44-21-1-167.html ＝＝＝＝＝＝＝ 温度と降伏応力の関係の資料は下記も詳しいです。 国土技術政策総合研究所の「鋼道路橋の受熱温度推定に関する調査」という論文です。 14ページの6ページ目にグラフがあります。 http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0710pdf/ks071004.pdf ちなみにこちらが全文です。約400ページあります。お好きな方はどうぞ。 http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0710pdf/ks0710.pdf ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ・加工設備 ディスクグラインダーと電動ドリルを使っています。 作業のポイントはいろんな怖さで早く終わろうとしてしまうのをやめて、「鉄は硬いので時間がかかる。」というのを受け入れることかと思います。また変な時は作業を中断して、冷静になることも重要と思ってます。 「ガンダムがビームサーベルでグフの腕をスパッと切る」という加工速度にはほど遠く、ゆっくりとした加工です。 ディスクグラインダーはそれ用のスタンドに取り付けて加工設備にしています。 このスタンドの使用により「とても危険」→「安全ではないけど条件により許容可」になり、加工の自由度はとても広くなりました。 僕が学生(1990年くらいでしょうか・・・)のとき、今後は「研削加工」が進歩すると聞いていました。まさか自分がその恩恵を受けるとは思ってませんでしたが、ありがたいものです。 法規制のあるものなので詳しくはこちらを見てください。
詳しくは別ページに書いてますが、大きなポイントは砥石の回転面にはできるだけカラダを入れないことと思っています。 例えば回転面の向こう側のワークに気がついて手が伸びるとか、ワークを落としたので拾おうとするとかです。もし入ってしまう時はモーターをoffして作業手順を確認するとか、保護具が適切に装着されているか再チェックします。 といいつつも切断線の確認などでは入ってしまいます。この時は保護具に期待すると言う感じでしょうか。
また作業台にスタンドを固定することも安全上、重要と考えています。キックバックが起きるとスタンドごと暴れますが、この固定で暴れるのを抑制できます。
現在使用しているディスクグラインンダーはアースマン製（高儀）の一定速11000RPM×500Wのシンプルなものです。 on&offのスイッチは本体の「お尻」にあって、スタンドに付けて使う時は使いやすいです。4k円弱くらいだったと思います。個人的にはシンプルなものがわかりやすくて好きです。
作業台の水平、、スタンドに付けたディスクグラインダの垂直は気にするようにしてます。疲れてくると角度がわかりにくくなるので作品が曲がってしまったり・・・・そんな感じを無くすとやりやすいように思ってます。
作品を工具でつかんで回転刃に押し付けてキズをつけるようにします。キズはたくさん集まるとやがて切断面になります。 切断刃を鋼材に差し込まなければ「キックバック」は起きません。といいつつも、差し込まなければ「切る」ことはできないので、だいたい3mmくらいの差し込み量を目安にしていて、それであればキックバックは起きないかな、と思ってます。 スタンドのスプリングによりディスクグラインダは上下します。この上下の動きが重要と考えています。 作品を刃に押し当てながら削っていきますが、ディスクグラインダが上に持ち上がるようでは「押し付けすぎ」かも・・・と思ってます。 またディスクグラインダが下へ下がってくるような時はキックバックが始まっているので要注意です。刃の側面が作品に触れすぎている、などがあるので削り作業を中断して、加工方法の再検討をします。 パイプ材の溶接線に沿って切れ込みを入れている場面です。 キズをつける→キズをつなげる→キズが溝になる→溝に沿って前後にスライドさせる、と切れ込みが入ります。 基本的には砥石の回転方向と対向する方向で作品を動かす「アップカット」で削ります。「ダウンカット」の時は作品が吸い込まれて「キックバック」が起きる様に経験上から考えています。
L30-t3のアングルを切断する時も「アップカット」です。 解説のページはこちらがわかりやすいかな、と思います。「アップカット（上向き削り）」と「ダウンカット（下向き削り）」の違いがうまく解説されていると思います。
切断火花から手袋を保護する「指抜き」も装着しています。高速回転する砥石に手が近づいてゆくと怖く感じます。
こうして「切断砥石」でクシのような切れ込みを入れてから、「研削砥石」に代えて、研削すると作品および砥石の温度が上がらないためか、作業がやりやすいです。 型紙はおよそ300℃くらいから炭化します。多くの場合は型紙は変色するかしないかくらいなので金属の加工としては加工温度は低い方かと思ってます。 切断砥石はレジノイド結合材により200℃くらいで結合させて作るそうなので、加工中の温度は低いほうがいいのかな？と思ってます。 ちなみに皮手袋の耐熱性からおよそ200℃くらいよりも低くなったら皮手袋でさわっても良くて、ずっと持つなら作品の温度は100℃くらいが上限かなと思ってます。 温度が高いと皮手袋の損傷の進みが速くなります。
金属加工の業界、特にマシニングセンターやフライス盤、平面研削盤、などでの加工では「プランジ加工（突き加工）
: plunge cut 」と言うものがあるそうですが、それに近いことなのかもと思ってます。 アメリカのサイトでタイルで曲線加工している人がいたので参考までに書いておきます。だいぶ上手な人のようです。 左から研削砥石での加工が進んでゆく様子です。最後はスキルタッチで削り、それから手でさわりながらヤスリを使っての手作業で端面を整えます。ヤスリ作業はポイントの作業と考えていまして、時間はかかりますがコツコツやるものかな、と思ってます。
「そんなコツコツやってると日が暮れちゃうよ」と思う向きもあるでしょうが、僕的には「そうなんです。日が暮れちゃうんです。照明つけて作業します。」というくらいこの造形方法が好きです。 クシ歯状に加工した後に切削砥石に換えて、削って形状を出します。砥石の「オナカ」で削ります。外周部は砥石への振動負担が大きいのでメーカーの指示通り、使いません。
研削砥石でケレンをする時はバイスプライヤでしっかりつかみます。必ず砥石の「オナカ」で作業するようにします。
バリ取り工程はフレキシブル砥石のスキルタッチ#120を導入してとても負担が軽減されました。 硬質ゴムに砥石が入れてあるものなんでしょうか、大変使いやすいです。作業面がオナカと外周が使えるのでとてもいいです。 スキルタッチの火花は濃いオレンジ色で独特の色合いです。 その後で棒ヤスリで仕上げを行い、バリを無くします。
鉄を加工するときに型紙を使うとかディスクグラインダーで曲線加工をするとかのアイデアは、自分や自分の周りの人たちの経験に合わせて、テレビも情報源です。特にディスカバリーチャンネルの「クラシックカー・ディーラーズ」は参考になります。 ・円筒形のものをディスクグラインダーで切断する。→こちらの動画。第98回放送のようです。「こんな加工ができるんだ」と大変参考になりました。また少しずつ削っていくのが見れてよかったです。 ・錆びで損傷したストラット式サスペンションの上部台座を切除し、部品を制作して交換する。→第71回放送のものです。ずばりの動画は見つからず、こちらの動画の回です。ほのかな記憶ではこのときに型紙を使っていた印象があります。 この番組の重要なところは「技術的に難しいこと」と「法的に制限されること」を外注に依頼するところだと思います。 自分でやっているとこの境目がわからなくなってしまいます。特に「法的なもの」はその手の知識がないと外注にする発想すら出てきません。 youtubeには金属加工に関する多くの動画がアップロードされていますが、安全性に疑問のあるものも多く、参考になるものを見つけるのはなかなか難しいです。 つかむ道具はディスクグラインダーを使う時はバイスプライヤをよく使います。1k円未満で購入したように記憶しています。たまに油を差すとしっくり感が保てます。
グリップ部は滑り止めに切断砥石でミゾ加工をしました。この加工でずいぶんと使いやすくなりました。
金属加工をしているとドリル加工は比較的しきいの低い加工と思います。僕もそんな中の一人です。 リョービのMD-11という廉価でシンプルなものを使っています。1800rpmの約200Wのものです。30年くらい前に買ったものです。
ドリル刃は買ってきたパッケージに入れて保管してます。 プロの人の剣山のようなたくさん差してあるものにあこがれたときもありますが、数種類しか使わないのでたくさんになりませんし、老眼で小さな字が読みづらく、こうしておくとわかりやすいです。 作業ごとに清掃して収納するので、一本ごとの状態管理がやりやすいかな、とも思っています。
なかなか思うように加工はできないのが実情です。0.5～1mmくらいのズレはたびたび発生してしまいます。 どうやらドリル刃と作品の角度が垂直からずれていることに原因のひとつがあるようです。できあがりはプロのひとにはかなわないので、「ケガ無く」作業を終えられるように心がけています。 こうしたドリル冶具を使ってますが、僕のようなアマチュアには必要なものだと思っています。
作業のポイントは ・作品の固定をしっかりする。 ・鉄は硬いのであせらない。ドリル刃のしなりに注意して、しなってたら、力を抜きます。加えて、あせらないようにします。怖いのであせってしまいますが、それを含めてあせらないようにします。 ・力を入れない。加工が進まない時は落ち着いて作業を見直す。 ・刃や作品の温度を想像する。熱そうだったら油を使う。断続的に押すようにする。 ・整理整頓して一歩ずつ作業を進める。 というところでしょうか。ドリル作業は素手で行うので作品の固定は安全上、重要と思っています。
左手の使い方に気をつけています。 下の様に握って、親指を中心にして断続的に押しこむようにするといいと思ってます。僕のドリルにはちょうど親指をかけるデッパリがあります。右手はスイッチ操作がメインかな？と思ってます。上手な方はこうしなくてもできるかもしれませんが・・・・。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 現代の金属の接合は「溶接」や「ボルト締結」が多く用いられますが、僕は個人的な趣向で「リベット接合」を使用しています。 子供の頃に見たタツノコプロのロボットはリベットを多用していて、そのメカメカしい感じが大好きでした。 大人になって機械設備のエンジニアになってからはブラインドリベットを使う仕事が好きでした。ドリルネジやボルト締結とは違い「後戻りできない」ことや「破損はするけど緩むことは無い」ところが好きでした。 この鋼板細工では「タツンコプロ」的な意匠の観点からのリベット接合が気に入っています。 ブラインドリベット 薔薇（ばら）の花弁部の組立てなどに利用しています。主にリベット径がφ3.2mmのアルミリベットを使用しています。アルミのクリアな金属色が黒い鋼板細工のアクセントになると思っています。
自作のリベット 当初は丸リベットの購入を検討しましたが、丸リベットはホームセンターでは売っていなくて、思案しまして自作したものを使用しています。丸リベットを買えたとしても長さはその都度、切断などして合わせる必要があるため、そうであれば自作しようとなりました。 自作リベットは冷間で施工しています。部品が小さいので打ててしまうことと、熱くしての作業が怖いためということもあります。 自作のイナエ鎌3型の組立てなどに使用しています。N65丸クギを転用しています。φ3.1mmです。
薔薇（ばら）のガク筒部の組立ても自作リベットで行っています。φ1.8mmで「頭」も作ります。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 作業する時はこんな感じで、高温の飛来物から顔を守ります。 帽子は必需品です。バイザーをうまく使うと飛来物の目への衝突を減らせられます。灰が降ってきても髪の毛は燃えません。 アイガード（保護メガネ）はモノの飛散から目を守りますが、熱線からメガネも保護します。メガネは高価なので重要です。 写っていないですが耳栓もかかせません。ディスクグラインダーは強烈な騒音を出しますし、鍛冶作業はさらに大きな音が出ます。 また、マスクが重要と思ってます。目は危険性をよく認識できますが、顔は概して忘れてしまいます。こんな可燃物のマスクですが、高温の灰や飛来物は程度はあると思いますが、跳ね返してくれます。 加えて、ディスクグラインダー作業では粉塵も出ますので、マスクをして吸入防止をします。数時間の作業でもマスクの鼻の辺りは黒く変色して粉塵をキャッチしているのがわかります。 長袖シャツ、長ズボン、安全靴、重作業用皮手を着用してます。重装備に思えるかもしれませんが必要と思ってます。皮手を外す時はドリル作業のときだけかもしれません。
お気に入りの重作業用手袋です。牛のマークが強そうでいいです。
新しい時は青いのですが、作業をしてゆくと汚れるからか白くなります。
2018.12から袖カバーとエプロンをつけ始めました。両方ともデニム生地で丈夫なものです。ディスクグラインダーの砥石の外周部の速さを計算したら、200km/Hr強でした。刃が破損して飛んでくるとか、作品の一部が飛んでくるとかを想定すると袖カバーは必要かも・・・・と思いました。
それからハンマーは手袋をせずに素手で扱うもののようです。手袋をするとすっぽ抜けやすく、ハンマーがすっぽ抜けると危ないからだそうです。
またドリル作業は素手で行うようにしています。ポイントは作品をしっかり固定することです。 作品をドリルの刃が突き抜ける瞬間が危ないときです。素手の理由は「巻き込まれ」だそうですが、重作業用皮手が巻き込まれる気もしませんが、なんとなく指針に従っています。 作業の安全はこちらを参考にしてます。法務省の受刑者への作業管理向けのもののようです。この中の「就業者作業安全衛生心得」は、かなり現実的な内容になっていて、個人的にたいへん高評価してます。 心がけていることは「弱い力でやれるようになっている。強い力が要る時はなにかがおかしい。」ということです。 |
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＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 「事業」をしているときは公害法の規制対象であろうことは理解しやすいですが、趣味や芸術活動はグレーゾーンだそうです。というところですが、僕は法規制を尊重して活動しています。 具体的には、「夜間＆朝夕」は音が出る作業はせずに、「昼：８～１９時」にすること、としてます。名古屋市の振動＆騒音の規制はこちらです。 実際は暗くなったら見えなくなって作業しにくくなりますし、早朝からカンカンやるのはあまり気分が乗りません。つまり、自然にしていると法規制の範囲内にいることになります。 また、建設工事の解体などのバリバリ＆カンカンなどの強烈なものは日曜日は規制されています。こちらは趣味や芸術活動には当てはまらないかな、と思っています。愛知県の日曜日の工事の規制はこちらです。 いずれにしろ、騒音問題は感情的な要素があるので、近所の方の理解が必要と思ってます。 名古屋市ではピアノの音などは「生活騒音」となっていて、規制は無いけど、思いやりの気持ちで仲良く暮らしてねと言う感じです。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 個人的にネコが好きでして、さらにいうとノラネコが好きです。ノラネコは僕にとって「自由の象徴」に感じます。 今回はネコの置き物を作ってみました。名前は「ドン・リリィ」です。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ネコに続きヒトも作ってみました。名前は「ミスター・アセルトソン」です。 ノラネコが「自由の象徴」ならヒトは「哀しみの象徴」かもしれません。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 平面での曲げ加工に続いて、3次元の曲げ加工をやってみました。結果としてはできました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 丸皿に引き続き、角皿を作ってみました。結果としてはできました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらをご覧ください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 皿に続いて「ロウソク立て」を作ってみました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 「鋼のリボン」を作ってみました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらをご覧ください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
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別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。 鍛冶遊びはこれからはじまりました。鉄パイプから作った一体構造でとても丈夫で気に入って使ってます。パイプ鎌とかパイプ手カギと言ってもいいかも知れません。 刃はついていないですが、それはそれでよかったと思ってます。頑丈なものが好きです。石ころだらけの荒れ地の開墾の心強い相棒です。
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＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ イナエ鎌Ⅰ型 曲管部の０型に対して、直管部から作ったものです。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ イナエ鎌Ⅱ型 Ⅰ型の刃を長くしたものです。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ Ⅰ型の刃先を頑丈にしたものです。自作のリベットで締結しました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ イナエ鎌Ⅳ型 Ⅰ型の図面で型枠ジャッキの部品で作りました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 七輪陶芸ではハニワの置き物を作ってます。これを鋼板で作ってみようと思いました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
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＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 今度はパイプに切れ目を入れてスコップを作ってみました。 別ページを起こしました。製作方法などはそちらを見てください。
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