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コーヒーテーブルの設計と組み立て

この写真は数年前に同僚のAndrewが使用した旧型のIBMメインフレームCPUである。このモジュールは1983年に発表された4381モデルに使用されていたもので、今日我々が想像するCPUとは全く異なるだろう。その重量は約20-30kg、大きさ約70cm×65cm×13cm にもなる!

この重量と大きさ、そしてCPUの複雑な細部を見て楽しめるよう、トップ面にガラスを使用したコーヒーテーブルを作成してみた。実際に作業を始める前にRSが提供している無償3DCAD DesignSpark Mechanical(今後はDSMと略記します)を使用して設計を行った。

計画

コーヒーテーブルのフレームにはRexrothのアルミフレームを使った。押出成形で作られるこのようなアルミフレームは様々なサイズがあり、デスクトップ3DプリンタやCNCの骨組みから、パーティションやディスプレイスタンドに至るまで、あらゆる場面で使用されている。

ラフスケッチでフレームの組み方を考えた。PC設計を始める前に、紙とペンでコンセプト設計を行う手法は非常に有意義であると実感した。

紙面上でコンセプトが決まったので、CPUのサイズを測定し、3Dモデルを作成。簡易的だが、寸法的な特徴を確実に含めるようにした。例えばアルミフレーム固定用に、CPUボディの既存の穴を再現した。

断面30mm x 30mm、スロット幅8mmのアルミフレーム(Rexroth 30シリーズ)を使用した。メーカーによると、このサイズは中程度の重さのパーティションや棚として使用されることを想定しているとのこと。断面が一回り小さい20シリーズも考えなくもなかったが、万が一にもフレーム故障で、熱い飲み物が飛び散ったりするのもいやだったのでゆとりを持つことにした!

DSMを使用した詳細設計

DSMが便利な点はRSのカタログから3Dモデルを直接インポートできることだ。こちらの製品ページからモデルをダウンロードし、先ほど作成したCPUモデルと合わせて配置した。

アルミフレームを更に複製し、先ほどのコンセプトに合わせて配置してみると、ブラケットが必要であることに気付いた。この部品がないと、アルミフレーム同士を直角に配置できない。

アルミフレーム用関連製品には、蝶番・ケーブルガイド/クランプ・エンドキャップ・マウントプレートやブラケットに至るまで様々な種類がある。今回は2種類のブラケットと、フレームの端がむき出しにならないようエンドキャップを使用した。

すると使用予定であったブラケットの3Dモデルが(少なくともこの時点では)RSのサイトで提供されてなかったので、メーカーのホームページからダウンロードすることにした。

DSMにインポートし、設計が無事完了。提供されている3Dモデルの活用により、短時間で終えることができた。また必要なブラケットの個数や、アルミフレームの長さの決定をとても簡単に行えた。

最後に天板をモデルに加えた。使用する半透明ガラスの大きさをモデル上で決定した。

完成したファイルをいったん保存したのち、次の手順を行った。

  • "メジャー"ツールを使用して各アルミフレームの長さをメモ

  • 必要なアルミフレームの全長を計算

  • 必要なブラケットの個数を確認

  • "メジャー"ツールでガラス天板のサイズをメモ

  • 正面・側面・等角ビューをそれぞれスクリーンショット(組み立て時に使用)

組み立て

アルミフレームとその他の部品を無事入手できたので、まずは水平バンドソーを使ってアルミフレームを必要な長さにカットした。誤差が+/-0.5mmとなるように、慎重に行い、またアルミフレームに傷がつかないよう、バイスにはさむ際はMDFを活用した。

バリなどを手で除去しアルミフレームの準備が完了。細かいチップソーを利用したので、手仕上げは殆ど必要なかった。

アルミフレームの溝幅に合わせたTナットとキャップスクリュー(六角穴付きボルト)を使って組み立てた。頑丈なフレームがあっという間に完成。

CPUの取り付けにもブラケットを使用する予定だったが、そのためには手を加える必要があった。まずブラケットの位置合わせ用突起を除去した。

CPUの取り付け穴はM8用でした。そこでCPUに合わせてブラケットの穴を6→8mmにドリルで拡大した。

フレームの角に使用したブラケットは通常よりも大きいものです。これによりフレームがねじれる心配がなくなった。

これであとはガラス天板の到着を待つだけ♪

完成!

今回DesignSpark Mechanicalは設計に非常に役立った。実際にモデル化することで、必要な部品がわかりやすくなり、設計だけではなく組み立ての時間短縮にもなった。メーカーなどで提供されているファイルをインポートできることはありがたく、寸法を簡単に知ることができた。

CADによるモデリングを行わなければ、おそらくアルミフレームを余計に購入することになっただろう。また寸法がはっきりしない状態で組み立てを行いながらカットする羽目になったりと、組み立てにより長い時間を費やしていたことだろう。

ともかく、今回非常に満足のできる仕上がりとなった。このCPUテーブルは我々のワークショップのコーヒーテーブルとして使用する予定だ!

DesignSpark Electrical Logolinkedin