れきょぱのDIY紀行

DIY記録を書いていきます。誰かの参考になると幸いです。

 

DIYで書棚(チェスト)の作成~鏡面仕上げの挑戦~

我が書斎への書棚設置計画

我が家の片隅に猫の額というよりねずみの額ほどの私の書斎がある。

日頃もほとんど使われることのない部屋は、私の雑貨(妻に言わせればガラクタ)置き場になっているため、整理用の棚(チェストというのかな?)でも置こうかと計画。

ただ、ホームセンターや家具屋に売っている棚の類はペコペコの合板作りのチープなものか、良い家具屋で気に入った物(色的にマホガニーが好きなので)を探すと10万円以上してしまうので、それなりにしっかりした物を安価で望むにはDIYで自作するしかないと発起。

目指すは、乗っても丈夫なピカピカの鏡面仕上げの棚。

 

書棚の設計

外形決定

まずは配置を決め、外形を決める。

高さは小窓の下面に合わせ、幅は机手前と仕切り壁の間に入れる。

寸法は幅1450-高さ865-奥行400(以下も単位は特記無い限り全て㎜)。

(余談ですが、図面は全てExcelでオンスケールで書いています)

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組立図設計

外寸法を決めたので、棚の構成を検討。

なおまともに本棚も作ったことが無いため、ネットや本から作り方を色々と参考にしました。中でも(宣伝を頼まれている訳ではありませんが(笑))、以下の「清く正しい本棚の作り方」は一番分かりやすく参考になりました。

清く正しい本棚の作り方

清く正しい本棚の作り方

 

 棚には本も置くため、入れる本の大きさも考え、高さ方向は3等分して1段235mmにすることとした。

横方向は、本を置くための棚の強度と全体の剛性を考えると区切りとなる支板(立板)が多い方が有利だが、全体のバランスも考慮し、横方向も3分割することとした。

横の棚板と縦の支板の交差部をどうするか、どちらの板を”通し”にするかが悩んだ。

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縦板を一番上から一番下まで1枚板としてそれぞれに棚板を取り付ける形であれば棚板の製作・組立精度が十分でなくても良いが、交差する部分の棚板を両側ともしっかりと固定する方法が思い当たらない。ネジで支板から棚板を通しで留めたいが、一方はできるが後からつけるもう一方はネジが留められない。ホゾを加工できれば良いが、それだけの工具と技術が無いし、市販のカラーボックスのように簡易の受けに乗せる形では強度が出ない。

ということで横の棚板を1枚板とし、縦の支板をそれぞれの棚に入れていくこととした。この場合縦の板の寸法精度を正確に加工し組み立てないと、支板が入らなかったり、短いと隙間が空いて上の棚の重量を支持できず意味の無い支板になってしまう難点があるが、木材の撓みを考えれば1㎜程度の精度があれば大丈夫かと思うので、本案を採用。結果的にもこれで良かったと思う。

なお各板の接合部は、木ネジだけでも十分とも思うが、棚全体の剛性を持たせるため、接着剤+木ネジで強固に固定する。また同様に棚全体の剛性確保のため、背面に裏板を貼り合わせる。裏板は板そのものの曲げなどの強度は不要なため、薄いべニア板で十分だが、こちらも接着剤+ネジで留める。薄い背板でも剛性には非常に効く。

棚の最下部、一番下の棚板と床との間は「ハカマ」を取り付け、床面からの高さを確保する。これは見た目のためと、ホコリのたまり防止のために必須。忘れがちだが、これがあると無いでは全然違う。今回は高さ42mmで設計。

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材料調達

さて肝心の棚の木材をどうやって調達するか。

ホームセンターで購入、木材屋さんに頼む、ネットで注文など方法は色々あるけれど、木材屋さんに頼むには少量で気がひけるし、ネットにはピンキリで良い素材もあるけど送料など含めると結構な価格になる。近くのホームセンターを廻って見ると意外に厚手の質の良さそうな板も扱っているので(長さ2m位までならt30mmまで扱っていた!)、木材はホームセンターで調達することとした。

天板は物を載せるための強度は要らないが、全体の剛性確保と見た目のために入手できる最も厚いものを選び、t30mmのパイン材とした。

棚板は強度を持たせるためは極力厚い板が良いが、価格と加工性と重量も考慮して、板厚24mmのSPF板とした。

なお側板(両脇の縦板)はt24、支板(中間の縦板)はt18、背板は(t2.5でも十分だが)t4とした。

下は必要な部材表と材料取りを加味した木材の手配表。

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部品設計

全体組立図ができ、板の仕様も決まったため、加工のための詳細部品図を作成。

各板の接合は接着剤と木ネジを使うため、木ネジの部分は予め下穴を開けるようケガキを入れておくが、そのための詳細図を作成しておく。

なお今回接合の木ネジは径3.8mmを使用する。ネジの長さは場所によって75mmと55mmを使用。

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棚の作成

材料加工

木材のカット

木材はホームセンターで購入するが、そのお店は1カットまでは機械で(無料で)カットしてもらえるので、極力機械でカットしてもらった。所詮素人が手鋸で頑張っても機械にかなうはずもない。特に1500㎜とかの長さを素人がまっすぐに断面垂直に切れるはずもない。妙なプライドは捨てて、機械をフル活用し、手のカットは最小限にする。綺麗な接合を作るには、まっすぐに切るのは言うまでもないが、断面を垂直に切らないと隙間が空くことになる。端面をきっちりと仕上げることが肝要。

鋸で切断した後、端面を整えるためにカンナを使用したが、バイス付きの作業台が欲しかった・・・。竪のデッキ面に押し当てながら削ったが、能率も品質も悪い!きっちりした物を作るには道具と作業環境も重要。

天板と側板の手前側はカンナとヤスリでラウンド加工も施す。

表面研磨

木材のカットが出来たら、まず板の表面を整える。最終目標は鏡面仕上げ!

ホームセンターで購入してきたパイン集成材は棚板用に表面を機械加工した白木の板のため、そのままでも十分使えるが、後の塗装品位のために表面を研磨しておく。この下地処理が重要。ガタガタの肌にいくら化粧をしてもツルツルにはならない!(これもセクハラか?)

後で水性塗料を塗っていくが、乾いた状態で板表面が滑らかでも、塗料を塗って濡れた状態でも同じとは限らない(木の種類にも大いに依る)。実際、購入した板の表面を濡らすとかなり凸凹になった(おそらく今回ホームセンターで購入したSPFやパイン材が特にそうだと思う。もう少し上質な硬質の木材なら多少濡れても歪みは少ないのではないかと思う)。そのため表面を濡らした状態で研磨をしていく。

ただ全ての面を削るため相当なボリュームがある。先述の部材表に表面積を出しているが、1面の積算で8.5㎡、端面を除いた表裏だけで17㎡ある。サンドペーパーで削り始めたが、1枚の片面の粗研磨だけでうんざりしてきた。これでは研磨だけで1ヵ月かかってしまう。作業性を上げるため、サンダーを調達することとした。サンダーもピンキリだが、今後また使うかどうかも分からないため安いもので良しとした。

新興製作所 サンダ SDS200D

新興製作所 サンダ SDS200D

 

 サンダーを使ってサンドペーパーで面を仕上げていく。

最初は#40番のサンドペーパーでスタート、粗研磨の後、#180、#320で順次研磨。上記のサンダーではパワーも無いので(低価格の物を選んでる故文句は言えないが)、サンダーがあってもかなりきつい。あたりはもうもうと粉塵が上がってくるので、防塵マスクを着用して頑張る。「目指すは鏡面」と自分に言い聞かせて、ひたすら削る。研磨の後、塗装してまた研磨を行うので#400まで仕上げる必要は無しと判断。

ようやく研磨の終わった頃の部材。綺麗な白木である。

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 ケガキ&下穴空け

下地の研磨が終了したら、接合部のケガキを行う。

接合部分の中心線を正確に罫書き、更に接合する板厚分の外形も書いていく。

なお組み立ての際は接合部の板のケガキだけを頼りに組み立てていくこととなり、この組立精度が棚全体の出来を左右することになるため、ケガキは極めて丁寧に行う必要がある。特に中心線の罫書きは全ての基準になっていくため、渾身の注意を払ってラインを引く。私は基準点はピンを使ってマークし、0.3mm芯のシャーペンでラインを書いていく。

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正確な中心線の罫書きが出来たら、ネジ止めの下穴を開ける。ネジ穴部もその中心にピンでマーキングし、ケガキを入れたら、下穴を順次あけていく。

ネジはΦ3.8mmを使うため、下穴としてΦ4.0mm(場所によってΦ3.5使用)の穴を空ける。マーキングしたピン孔に垂直にドリルを立て、キリ穴をあけていく。ちなみに上の写真は我が庭のウッドデッキにおいた板だが、このデッキの床板の10mmの隙間をキリ穴の場所として通し穴を開けていった。これなら気兼ねなくドリルを貫通させることができる。こういった場所が無ければ不要の端材などを下に敷いてキリ穴を空けるしかない。一方の下穴を空けたら、そこに合わせるもう一方の板を仮合わせし、下穴を通してキリで相手の板の小口にマーキングし、そこへ下穴を空ける。こちらは食い込み代が必要なためΦ2.5mmで穴を開ける。

なお天板や側板のネジ穴部はネジの頭が沈むよう、表面側からネジ頭サイズ+αのΦ9mmのザグリ穴を浅く開けておく。また棚板と支板の接合部も同様にネジ頭が沈むようにザグリ穴をあけておく。

下穴を空けたら、次の塗装の前に、接合部分へテープでマスキングをしておく。接合部分は接着剤(普通の木工ボンド)とネジで止めるが、塗装がされているとボンドが付かないため、塗装が付かないよう接合部をマスキングしておく。(一部マスキングをさぼってしまって、後で部分的に塗装を剥がすのにえらく苦労することになった…)

塗装

 表面研磨をしたパイン材はそのままで十分美しくツルツルなのだが、保護のためにも塗装を行う。折角綺麗な木目のため、半透明のニス塗料を選択。色は前述したようにマホガニーが好きなため、マホガニーの水性ニスとした。本当は鏡面仕上げを目指すには硬く仕上がる油性が良いのだが、近所のホームセンターでは油性のニスは扱っていなかったので(そもそも出回っていない?)水性ニスで妥協。後で苦労することになったが仕方が無い。

組み立てる前に塗装を行うか、組み立てた後に塗装をするか悩むところだが、仕上げの質を追求するなら単品のうちに塗装したほうが綺麗にできそうに思えたので、先に塗装し、後で組み立てることとした。

まずは約17㎡分の2回塗り相当で塗料を調達し、塗装開始。塗装の作業性と塗りムラ防止のために若干薄めて塗る(1.3倍位に希釈)

まずは片面から塗装。

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上の写真は1回塗りの後。前の塗装前の白木からは色が付いたものの、塗料の瓶には「2回塗りを推奨」とか書いてあるけど、(若干薄めているとはいえ)2回でマホガニーの色になるのか?

裏面も塗装し十分に乾燥したら、再び研磨する。下地研磨の際に濡らして研磨をしているが、それでもやはり塗装をすると、若干毛羽立ち導管が浮き上がって凸凹してくるので、塗装をしては研磨を繰り返す。

ということで研磨して2回目の塗装。

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やはり2回塗りでは全然薄かった・・・

ということで研磨と塗装を繰り返す。塗装後の研磨は#240番から#360番、#800と番手を上げていく。地道に頑張らねば鏡面はとても無理。

4回目。

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6回目。だいぶ色が付いてきた。

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何回塗ったか分からなくなってきた・・・多分10回目。色は付いて表面の平坦度も出てきたけど若干木目の凸凹が表面に残っている。サンドペーパーを耐水ペーパーに変えて研磨を進める。#800、#1200を使い、水をかけながら研磨していく。

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塗膜が十分について平坦度も出てきたら、最後の仕上げ研磨「水研ぎ」を行う。

#1500、#2000の耐水ペーパーを使い、水をかけながら極軽く、触るか触らないか位の微妙な強さで表面を撫でるように滑らせていく。水研ぎが済み、研ぎ粉を濡れ雑巾で綺麗に拭き上げたら、塗料を2倍以上に薄めてウェスに染み込ませて薄く塗布する。

これでようやく完成!!ほぼ鏡面の板ができました。

木材調達からここまでに約1ヵ月を費やしました…

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棚の組立

ようやく部材の塗装が完了したため、いよいよ組立。

と、外のデッキで組み立てるつもりで部材を運んで思った。単品で結構重いけど、全部組み立てて2階へ持ち上げられるのか?

部材の重量を計算してみたら天板だけで10kg弱、全体で塗装含めると約50㎏!しかもかなり図体がでかくなるので、一人で持ち上げていくのはまず無理だし、階段も曲がり切れなさそうだ。

ということで、2階の書斎の横の寝室で組み立てることに変更。

組み立てる前に気が付いて良かった・・・

組立準備

 塗装前に処置したマスキングテープを剥がしていく。

一部マスキングをさぼった部分あり(しなくてもいいかと迷ってしまった…)、塗膜がかなり厚くなりとてもボンドが付きそうにないため、その接合部の塗膜はサンドペーパーで剥がさねばならない羽目になった。剥がす部分の外側を逆にマスキングしてペーパーで剥がしていく…無駄に相当苦労することになりました。

同様に支板などの端面の接合部も塗装はしていないが付着している部分があれば研磨して取り除いておく。

また塗装前の罫書きを再確認し、薄く見えづらくなっている部分は再度罫書いていく。

鏡面塗装で仕上げ、下準備の終った板は、2階への移動中や組み立て中に傷を付けないよう、養生シートでくるんでおく。養生シートはホームセンターの引越部材の所に売っていた。白い発泡ウレタンの薄いシート。お皿とかを包むのに使うやつ。

組立開始

まずは底板に2枚の支板を組み付けていく。

接合は木工ボンドと木ネジで組み立てるのだが、ボンドを付ける前に、組み立てる手順をしっかり考え、必要な物を準備しておく。

今回は底板を背面を下に垂直に立て、そこに接合する支板を垂直に合わせる、という組み立て方をとるため、支板と底板を垂直に保持する方法を考えておかないといけない。今回は仕切りの壁と不要のカラーボックスやCDケースなどそれなりの大きさと重量があって保持できるもの、クランプなどを予め用意。またボンドで接合した後ねじ止めをしていくが、ネジの締結によってはみ出たボンドは速やかにきれいに拭き取らないと跡が残ってしまうため、拭き取りようのウェスと水拭きのための水を入れた洗面器なども用意必須。ドライバーやネジなどの準備は言うまでも無し。ネジの数が相当あるため、電動ドライバーがあって助かった。

ではまず支板を先に仕切り壁へ密着させてクランプする。そこへ底板を、床に垂直かつ支板に直角に合わせるため、固定する器具を予めセットしたら、小口にボンドを塗布し底板を直角に密着させる。

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その後すぐにネジで締結する。最初に最前面側のネジを8割ほど締め、次に最背面側を8割締め、支板の位置と垂直を確認・修正し、中間のネジも8割ほど締めていったら、再度取付状態を確認し、同じ順番で最後まで締め上げていく。

ネジの締結が完了し、取付位置・角度が問題ないことを確認したら、接合部からはみ出たボンドを塗れウェスですぐに拭き取っていく。

同様に隣の支板も締結し、棚板1のアセンブリー(組立品)が完成。

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 同様に下の棚板もアセンブリーを作る。なおここで組み立てているのは、各棚板の”上部”に取り付く支板を付けている。

次は天板の”下部”に支板を同様に取り付けたら、次は側板を天板に取り付ける。

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側板が取り付けられたら、天板アセンブリーに棚板を取り付ける。ここに至っては調整は不要。というより調整できない。これまでの罫書き精度、製作精度、加工精度、組立精度の積算により、棚板を支板に合わせたとき、側板のマスキングしたケガキ部、下穴に棚板小口とその下穴がピタリ合うか、接合面が垂直に両側とも隙間なく合っているか、確認するしかない。ここでの調整はサンドペーパーで少し削る位しかできない。ピタリ合っていたら同様に各小口にボンドを塗って貼り合わせ、各部をネジで締め上げていく。ここでも同様に少しずつ締結していき、全体が片締めにならないようバランスを考えて順次締め上げていく。

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次に上記で組み上げた天板アセンブリーに、先に組み上げていた棚板アセンブリーを取り付ける。要領は先と同じであるが、支板と棚板の交差部はネジ締結ができないため、強固に押し付けて固定せねばならない。今回はベルトクランプで締め上げた。

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この後、底板アセンブリーを同様に取り付けたら、全体を反転させてハカマを取り付ける。ここも高さの製作精度が要求される。ハカマの高さが高すぎると側板で重量を支持できず、低すぎると全重量が側板に掛かってしまう。必要に応じて微修正の加工をして取り付ける。前面側のハカマはバークランプで固定した。

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ハカマを付けたらいよいよ最後の工程、背板の取り付け。

背板側の接合部もマスキングして予め塗装を剥いでいるため、実際に組み上げた棚とマスキング部が合っているか、仮合わせして確認をしておく。塗装色が濃いため、マスキングした部分がずれていると棚の奥でも目立ってしまうため、もしずれがあったら塗装を修正しておく。

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 マスキングのずれを確認したら背板の貼付け。棚板の背面小口にボンドを塗り、位置を合わせて貼付け、釘を打ち込んで固定し完成!

本体を起こして確認。

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問題無しにて、本来の位置へ移動。

思った通りの出来でした。上に乗ってもびくりともしない剛性もあり。

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掛かった費用

純粋な製作材料費は約3万円。今回購入したサンダー等耐久工具も含めて3.7万円。

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製作工程は、構想から設計、調達、塗装、組み立てに約2ヵ月かかりました。

 

(参考)製作手順

最後に参考に製作手順書です。

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