自作76cmドブソニアン製作

ここでは自作76cmドブソニアンの製作の進捗をまとめます。このページは単に私の備忘録で、いつ、どんな工作をしたかの私的なメモという位置づけです。が、自作する人が見れば「なるほど、そう作るんだね」といった参考にもなると思い、公開します。

PMC：主鏡セル
MBX：ミラーボックス
SMC：トップケージ
TRS：トラス
RBB：ロッカーボックス
OTR：その他
3DP: 3Dプリンター

1. PMC：主鏡セル

2023年9月から本格的に自作76cmドブソニアンの製作をはじめました。主鏡セルは金工がメイン、まずは材料の切り出しから。

2023年9月

	プロクソンのミニバンドソウを買いました。ひとまず実家の自分の部屋に設置しました。これでアルミ板等をカットしていきます。
	バンドソーはそのままだと転倒しそうなのでホームセンターで買ってきた板に固定しました。傷つき防止やキリコの離散防止のため養生テープを貼りました。
	主鏡セルの部材（アルミ）をカットしてきます。図面を1/1スケールで印刷してそれを部材に貼り付けました。
	簡単に狙ったとおりカットできました。
	他の三角板も切り出しました。
	主鏡のサイドサポートには20mm厚のアルミですがこれも切断できました。さすがに切断には時間がかかりました。
	その他の部材もカットしました。実家での作業は一旦ここまで。
	ハワイに戻ってからベルトサンダーで切断面を整えました。ベルトサンダーを固定する台を自作しました。
	こんな感じで垂直に削って仕上げます。
	穴開けやタップ加工も行いました。
	丸棒の中心に穴を開けます。3Dプリンターで作った治具で中心にポンチします。
	ボール盤で穴開け。部品が小さいのと円柱形で動くので自転車のチューブで部材を巻いてバイスに固定して作業しました。

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2023年10月

	サイドサポートが大きすぎたのでボール盤をずらして穴開け。垂直に固定できるよう3Dプリンターでジグを作りました。
	仮組み。一応これで裏面サポートとサイドサポートは完成。背後の段ボールは直径30インチ。

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2024年4月

	主鏡セルに使う50mm×30mmの鉄角パイプをバンドソーで切断しました。溶接部分が硬く、なんとか切断できましたがとても大変でした。
	鉄角パイプは巻き段ボールで梱包してハワイへ持ち帰り。この後穴開け加工、溶接、塗装を行います。

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2024年5月

	日本から持ち帰った鉄角パイプにけがき線を入れていきます。
	設計図通りに穴開け・タップ加工をします。厚さ2.3mmの軟鉄なので意外とあっさりと加工できました。
	いつも3Dプリンタのフィラメントの乾燥に使っているフードドライヤー（ドライフルーツメーカー）を使って溶接棒を乾燥させます。1295gだったのが3時間の乾燥で1288gになったので確かに吸湿していたようです。
	厚さ約6mmの鉄板で溶接の練習。E6013のΦ2.4mmの溶接棒でDCEPで75Aぐらいがちょうど良い感じ。溶接機の目盛り55mの位置ぐらい。
	隅肉溶接が苦手。段ボールで45度が分かるようジグを作って、あとワークがちょうど良い高さで溶接できるよう調整。姿勢がとにかく重要。色々と試行錯誤しながらひたすら練習。E6013のΦ2.4mmの溶接棒でDCEPで80A、30度ぐらい寝させてするとちょうど良い感じ。
	1.5日練習した結果、隅肉溶接も60%ぐらいの成功率でそこそこうまく溶接できるようになってきました。
	うまく溶接できるようになってきました。美観的にも強度的にも、素人の手棒溶接としては十分でしょう。
	実際に主鏡セルを作っていきます。まずは点付け（仮止め）から。

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2. MBX：ミラーボックス

ミラーボックスは木工がメインのためもともと日本で製作する予定でしたがハワイで入手が容易はものはハワイで先行して作業することにしました。2024年4月には休暇をとって帰省して集中して工作を進めました。

2024年2月

FRP板を切断。最初ルーターで切ろうとして失敗。手鋸のほうが早く、かつ正確に切断できました。

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2024年3月

ミラーボックスに使用するバーチ合板はテツヤ・ジャパンから購入（バーチ耐水合板）に合わせて、木工CNCで加工してもらうことにしました。 CADデータを送って見積り、発注しました。

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2024年4月

	テツヤ・ジャパンに依頼していた合板が送られてきました。実家の前の道では4トン車は停められないことやパレットに載った荷姿を想像して、西濃運輸の営業所留めで依頼して、軽トラをレンタルして取りに行くことにしました。
	開梱したところ。丁寧に梱包してもらっていました。とても綺麗！
	全て開梱して机の上に並べてみました。とにかく綺麗！そして高精度！自分の工作ではこのようには仕上げられないと思います。テツヤ・ジャパンに木工CNC加工を依頼して正解でした。
	バーチ耐水合板の断面。綺麗に積層が見えます。18mm厚で13層あります。
	早速加工に移ります。ルーターでR3で面取りします。
	ルーターで18mmの溝を掘りました。長い合板を定規にして綺麗に切ることができました。
	45度カットもルーターで行う事で高精度に綺麗に加工できました。
	ノミを使って溝を仕上げます。
	穴は木工CNCでプレカットしてもらっていましたがいくつかボール盤で皿ザグリを追加しました。
	インサートナットもこのタイミングでねじ込みました。
	彫刻刀を使った加工も行いました。この彫刻刀、小学校の時に図工の授業で買ったもので、役に立ちました。
	天板のみ、黒色のステインで着色しました。後から黒く塗りつぶすかもしれない箇所ですが木目が僅かに見えた方が綺麗と思い、着色してみました。
	概ね部品の加工が完了したので順次貼り合わせていきます。タイトボンドを使用して張り合わせていきます。
	貼り合わせでは見えないところにダボを打って接着で位置がズレないように位置合わせします。
	工作机の天板と側面を利用することで正確に90度に組み立てます。
	組立はダボを併用してボンド接着で行います。ダボマーカーを使って正確な位置に穴開けします。
	木工クランプを使ってしっかりと圧力を掛けて接着して組み立てていきます。
	だいぶ出来上がってきました。
	反対側の高度軸もダボをたくさん打って組み立てます。
	斜め45度の部材（厚さ9mmの合板）は後からボンドで貼り合わせました。ラッシングベルトを使って圧力を掛けながら乾燥を待ちます。
	乾燥後は出っぱった箇所をノコギリ・かんなを使って削り落として滑らかな形状にしました。この作業は力が要り、疲れました。あと、ちょっと削りすぎた箇所ができてしまいました。 80番のサンドペーパーで形を整えて滑らかして誤魔化しました。
	ミラーボックスの内側にはGFRPを貼るため角に面木を接着しました。予め45度、67.5度に正確にカットできるよう3Dプリンターでジグを用意していたので簡単に綺麗に作ることができました。
	ミラーボックスの蓋も組み立てました。自作76cmドブの場合、蓋は密閉容器の一部なので強度が必要です。厚さ9mmの合板を使用しました。なのでけっこう重いです。
	サンドペーパーを使って表面を綺麗にして、また貼り合わせ箇所はルーターでツライチになるよう加工しました。けっこう時間がかかりました。その後、天板のみ黒色のステインで再度着色して綺麗に仕上げました。
	ここからは塗装です。水性サンディングシーラーを2回、水性ウレタンニスを3回ずつ塗っていきます。
	塗料が垂れるのがイヤなので6面、向きを変えながら塗っていきます。6面塗ったら320番のサンドペーパーで研磨して平滑にして、さらに塗り重ねていきます。
	水性塗料なので臭いもほとんどなく乾燥も早くて作業が捗ります。が、さすがに大きく塗る面積も広いのでなかなか進捗しません。
	完成。塗装には丸4日必要でした。
	別の角度から。狙い通り綺麗に塗装できました。木口も合板の積層が綺麗に見えています。時間を掛けて、角は全て面取り、貼り合わせ面もルーターでツライチになるよう加工したので手触りも良好です。大変満足な仕上がりが得られました。
	保管のため工作部屋から出して車に乗せました。幅約90cm、日産ノートにギリギリ載りました。
	兄の家の普段使っていない仏壇の横で保管することにしました。ひとまずお盆前まで置かせてもらいます。うまくカモフラージュできてる？

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3. SMC：トップケージ

2023年10月からトップケージの製作に取りかかりました。トップケージは副鏡セルや遮光板にGFRPを使うため、まずはGFRPの型枠・木型の製作からはじめました。

2023年10月

	まず副鏡セルのGFRPの型枠・木枠を製作します。ホームセンターで買ってきた合板で製作します。
	ルーターを使って穴を開けていきます。
	直径約7インチ（178mm）の円盤が切り出せました。
	カットして型枠・木型の形にします。
	木工ボンドで固定します。

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2023年11月

	遮光板もGFRPで製作します。ホームセンターで追加で合板を購入してきました。
	ルーターで切り出し。
	どんどん切っていきます。
	こちらもどんどん切っていきます。この後直線カットしました。
	切り出した合板。
	木工ボンドで重ねていきます。
	乾燥させながら少しずつ作業を進めます。
	貼り合わせできたところ。だいぶ形になってきました。
	ノコギリで切り出して形を仕上げていきます。
	木工パテで埋めて適宜修正します。
	最後にくっつけて完成。この後サーフェーサーで塗装しました。
	副鏡セルのGFRP型枠もノコギリで切断しました。こちらは少し失敗。

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2023年12月

	型枠を手鋸で切っていきます。
	綺麗に切れました。この後、組み立てジグを3Dプリンターで作って完成。

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2024年2月

	トップケージの補強部品をルーターで切り出します。テンプレートを使った加工です。
	うまく切り出せました。
	ルーターでさらに部品を切り出します。
	副鏡セルのベースプレートを製作しました。ただし木工ボンドでくっつけていた部品がサンドペーパーで加工中に取れてしまいました。強度不足だったようです。
	そこで1/4インチのダボを打ち込みました。通し穴で、ダボ2本で下まで貫通しています。これでしっかり固定できたはずです。

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2024年3月

	油性ポリウレタン（透明ニス・ツヤあり）で塗装します。
	十分に乾かしてからペーパー掛けして3度塗りしました。
	副鏡セル内に入れる発泡スチロール製のスペーサーも電熱線でカットしました。このあと45度に切って形を整えます。
	適当に加工したためうまく45度に切れませんでした。ジグを作り直して作り直そうと思います。

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2024年4月

	テツヤ・ジャパンで木工CNC加工してもらったトップケージを加工していきます。
	ハワイで作っていた部品が少し形状が違ったようで、滑らかに繋がるように（誤魔化すため）ルーターで面取りして整えました。
	ルーターを使ってどんどん加工していきます。
	アルミパイプを取り付けるための直径28mm、深さ3mmの深ザグリはテンプレートを使ってルーターで開けました。ルーターはプランジャータイプのベースを使用しましたが、深さは変わってしまうようでした。都度確認するか、固定ベースを使用した方が良かったです。
	ルーターでならい加工。
	ぴったりサイズで加工できました。
	サンドペーパーで仕上げてタイトボンドで貼り付けました。
	ここでボンドの乾燥を待つ間に塗装する色を考えました。いくつかステインで着色して比較します。ワシンの水性ポアーステインで、メープル、ネープルスイエロー、ホワイト、無着色を比較しました。
	一番上、無着色のものが材料のバーチの色が出ていて良いと思いました。サンディングシーラーを2回、ウレタンニスを3回塗り重ねると膜厚も十分にあって仕上がりも良さそうです。
	断面も無着色の場合が一番綺麗に色が見えていると思います。自作76cmドブソニアンは無着色でバーチの色で製作することにします。
	サンディングシーラーを2回、水性ウレタンニスを3回ずつ塗ります。側面も慎重に塗りましたがけっこう垂れてしまい、サンドペーパーでの修正が大変でした。
	塗装はこれで完了。塗って数日は少しベタつくようで、被膜もまだ柔らかいようです。組み立てはしばらくあと（数ヶ月後？）にしようと思います。
	木工が完了したので他の作業、アルミパイプにスターファングルナットを圧入しました。最初そのまま打ち込んだところアルミパイプに傷が付いてしまいました。 2回目はテープで養生したところ、傷も付かず綺麗に圧入できました。圧入は硬くてけっこう大変だった。
	バンドソーを使った金工もいくつか行いました。
	ハワイに戻ってからは75mm角、長さ120mmのアルミ棒（6063）を加工していきます。まずはけがき針でけがきます。
	ボール盤で穴開け。厚さ120mmなので両端から穴を開けます。垂直になるようテーブルは使用せずボール盤の台座に合板等を敷いてできるだけ垂直になる用にして穴開けしました。
	120mm厚のアルミ棒は金ノコで手動で切断します。ノコギリの歯は新品を買ってきて（18山）それを使います。
	ブルーテープ（マスキングテープ）で養生して、あと3Dプリンターで作ったガイドに沿わせて金ノコを動かしていきます。1分間に0.5mm位切れるようで、8時間ぐらいやれば全部切れる計算です。
	約1週間かけて切り出しました。
	80番の紙ヤスリを使って表面を平滑に仕上げていきます。
	その他、諸々ボール盤で穴開け加工します。
	タップ加工。M6のアルミや軟鉄なのでサクサク加工できます。
	M10のロッドエンドも金ノコでカットします。直前に120mm厚のアルミ棒を8時間かけて切っていたので、あっという間に切断できた印象です。
	出来上がった部品はベルトサンダーで平滑に加工します。うるさいので今回から加工場所を室内に移しました。
	部品一覧。副鏡セル、副鏡光軸調、副鏡スパイダーの部品です。
	仮組み。良い感じに仕上がりました。
	副鏡側。M10のロッドエンドを使うことで1点で滑らかに光軸調整の荷重を支えます。
	トップケージで使うアルミパイプの加工。ジグを使って正確に中心に穴を開けます。ジグを使わないとズレるので、慎重に加工します。
	スターアングルナットを圧入していきます。硬くて大変。
	一通り加工が終わりました。スターアングルナットを使うことでこんな感じでアルミパイプの端面にM6ネジが取り付けられます。
	続いて接眼部のパーツの加工。5mm厚のアルミ板にΦ70mmの穴をホールソーで開けます。予めビスで合板に固定して作業です。1時間ぐらいかかりましたが綺麗に穴開けできました。
	個々で問題発覚。接眼部ベースの取り付けねじの位置がズレていました。これ、もともとフェザータッチフォーカサーのピッチが2.85インチという中途半端な独自仕様だったのがいつの間にか一般的な70mmに変更になったもののよう。5mm厚のアルミ板の穴を大きくして誤魔化すことにします。
	ベルトサンダーで時間を掛けて削ってぴったりの寸法に加工。事前に作っていた合板の部品にぴったりと取り付けられるようになりました。
	フェザータッチフォーカサーを仮組み。良い感じにできました。

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5. RBB：ロッカーボックス

ロッカーボックスもほぼ木工なので基本は日本で製作予定ですが手元にある材料やハワイで入手が容易なものは先行して加工することにしました。

2024年1月

	手元にあるバーチ合板を使って小さな部品を切り出していきます。
	ルーターを使ってテンプレート加工です。
	うまく切り出せました。
	彫り込み加工も行いました。
	重ねてみます。テンプレート加工でぴったり同じ形に加工できました。
	入り隅でRのついているところはノミを使って手加工で直角に仕上げます。良い感じにできました。

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2024年2月

	ルーター加工の続き。バーチ合板を追加で購入しました。
	今回もうまく加工できました。
	出来上がったところ。ロッカーボックスの脚の部分。細長い部品はSMCトップケージの部品。
	ここまで木工してきた部品をサンダーで削って表面を綺麗にします。
	サンダーで削り終わって、これで小物の木工はすべて完了。
	ルーターでAz軸のテフロン接触部分用に、内装材のFRP板を丸く切り出します。
	コンパスの要領で丸く切ります。Φ10mmの鉄のシャフトを使いました。
	切り出したところ。材料が盛大に余ったので自作76cmドブの部品のほかにも15cmドブや60cmドブの部品（予備品）も合わせて加工しました。

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2024年3月

ルーター加工で使うテンプレートを製作しました。

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2024年4月

	ベースプレートと脚を張り合わせます。ダボを使って位置決め・補強とします。
	タイトボンドで固定。
	加工時にできた（位置ズレした）穴は木工パテAで埋めて補修しました。見えない箇所なので問題ないのですが、木工パテはどうしても仕上がりに違和感があるので、できるだけ使わないのが良さそうです。

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6. OTR：その他

2024年3月

工作のため、2x4材とコンパネを使って丈夫な作業台を作ることにしました。

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2024年4月

	実家の兄の部屋を片付けて、工作部屋にすることにしました。事前にだいぶ片付けてもらっていました。
	荷物とゴミを分別しながら部屋から搬出しました。
	部屋が片付いたので近所のホームセンターに行って、合板と2x4材を買って、パネルソーでカットしてもらいました。寸法精度は数mmはズレるかもとのことでしたが「ズレても良いから狙うだけ狙って」とお願いしてカットしてもらいました。実際には寸法はバッチリ合ってました。ありがとうございました。
	カットしてもらった材料を部屋に入れました。
	早速作業台を製作していきます。
	合板を貼りました。
	脚を立てます。
	クランプで固定しながらコーススレッド（木ネジ）で固定していきます。
	工作台が完成しました。幅90cm、長さ140cmで、塗装コンパネ（コンクリート型枠用合板）を使用したので表面は滑らかです。
	下に敷く板も用意しました。
	サイドテーブルも組み立てていきます。
	いくつか設計ミスがあったので手ノコでカット、修正しました。
	サイドテーブルもかたちになりました。
	最後に角をルーターでR3で面取り。これでぶつかっても痛くありません。サンドペーパーで磨いて、良い感じに仕上がりました。
	工作室の完成。壁際に幅150cm、奥行き60cm、高さ70cmの作業台を置いて、ボール盤、バンドソーを常設しました。将来的にベルトサンダーも設置したいところです。
	中央の大きい作業台は幅140cm、奥行き90cm、高さ85cmで、立って工作を行う想定です。良い感じに仕上がりました。壁際にはメタルラックと食器棚を置いてツール類はここに入れて保管することにしました。
	工作台の下はクランプをかけられるような梁を追加しました。また工作の材料もここに置いて保管します。
	作業台ができたので早速工作を開始しました。まずは主鏡が納品される時に届くであろう木箱を運ぶための台車（ハコ台車）を製作します。
	作業台の上の工作できるので非常に楽です。
	できました。幅90cm、長さ100cmで、直径15cmのウレタンタイヤを付けています。重いものでもどこでも安心して運搬できます。
	木箱を吊って下ろすための単管パイプ三脚も今回用意します。ホームセンターで長さ3mと2mの単管をそれぞれ3本ずつ購入しました。
	ハコ台車、その他、主鏡木箱が納品されたときに使う道具類は兄の家の物置にいれて保管することにしました。なんとか収まりました。
	その他、バンドソーを使って主鏡ジャッキのジグの部品も切り出しました。

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7. 3DP：3Dプリンター

自作76cmドブソニアンの製作にあたって、3Dプリンターを使って1/5モデルを作ることで色々と検証しながら設計・工作を進めることにしました。

2022年11月

	Fusion 360のアセンブリ機能の勉強がてら、3Dプリンターで27点支持の主鏡セルの1/5モデルを作ってみました。
	主鏡も1/5スケールで印刷して主鏡セルに載せてみました。自作60cmドブソニアンを踏襲して、主鏡セルにフレームのある形状でした。
	トップケージも1/5で作ってみました。まだこの頃はトップケージは長く、全体的に野暮ったい感じです。

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2023年4月

副鏡スパイダーの中央部品をアルミ鋳造で自作できないか検討しました。結局はアルミブロックを買って機械加工して作ることにしました。

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2023年8月

	2023年6月に76cmドブソニアンの製作を決意。そこから約1ヶ月でひとまず設計完了。 3Dプリンターで印刷して干渉や不具合がないかを確認します。
	格納状態はこんな感じ。
	トップケージ。遮光板を主鏡の光路内に仕込みました。
	ボトムビュー。主鏡セルは密閉できる構造にしました。
	大きさの比較に私の1/5モデル（身長は168cm）を作ってみました。こんなに痩せてないし、脚はもっと短いですが･･･
	安定して観望・スケッチに集中できるよう、しっかりした踏み台・昇降ステージを考えてみました。
	口径の比較。左から、口径15cm, 20cm, 40cm, 60cm, 76cm。

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2023年9月

	8月に検討した踏み台は嵩張って重そうなのでシンプルに市販の脚立を使うことを考えました。
	脚を短く切ればちょうど良い高さになると考えましたが、識者よりこのような脚立だと暗闇だと転けて危険だと指摘がありました。実験してみても確かに地面に着くところの感覚がおかしく、これは危険、却下としました。

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2023年12月

	自作40cmドブ、自作60cmドブも1/5スケールで作ってみました。
	自作40cmドブソニアン。 2006年の春頃に自作しました。今思うとコンパクトで使いやすそう。
	自作60cmドブソニアン。今使っているサイズ感はまさにこんな感じ。地面に立ったままファインダーが使えるのがこだわりポイント。
	自作76cmドブソニアン。さすがにデカい。
	主鏡の取り扱いのための検討も進めます。
	単管パイプ3脚を使って主鏡をゆっくり下ろして主鏡セルに載せます。こういった検討も3Dモデルだけでなく模型があると便利。
	設計はほぼ完了。あとは実際に作っていくだけです。