カメラネジ互換の角度調整・穴あきミニ作業台を3Dプリントで制作

1/4インチネジ互換 穴あき作業台 ツール空中保持

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壊れたカメラ雲台のナット(1/4インチ)と

先日たまたま、中古屋さんで100円で購入したミニ三脚を組み合わせ、
角度調整可能な穴あきミニ作業台を3Dプリントで制作しました。

模型や電子工作、塗装や接着作業などで
対象物を空中保持したまま両手作業できる支持型作業台です。

壊れた雲台のナット(1/4インチ)を再利用する発想

壊れてしまったカメラ雲台から金属ナットだけが残っていました。

ミニ三脚は金属製で重量があり、
ボールジョイントで角度調整できる構造です。

「この三脚に円形の作業台が付けば便利ではないか」
と考えたのが制作のきっかけです。

小型で扱いやすい作業台が欲しかった

模型や電子工作、塗装などの小型作業では

ワイヤーや軸材で部材を仮保持したい

  • 接着中に触れたくない
  • 角度を変えて作業したい
  • 両手を使いたい

といった場面が多くあります。

アクセサリー・ジオラマ製作・はんだ付け補助台・精密作業・塗装スタンドなどの用途に

回転台(向きを変えて作業できる台)

はんだ補助台

精密作業ホルダー

塗装ホルダー

ペインティングスタンド

商品やツール撮影などの撮影台(もしくは回転台)

などに近い用途ですが、
固定位置や角度自由度に制約があります。

そこで今回は
空中保持+角度調整+多点支持を目的に設計しました。

1/4インチ互換穴あき作業台 ダウンロードはこちらから

ガンプラやエアガンの組み立て・塗装・ジオラマ
電子工作(はんだ付けや仮組)
ミニチュアやドール製作などを想定して設計しました。

ナットサイズ測定と基本寸法決定

雲台ナットを測定すると

直径 約7.4mm

高さ 約8.6mm

でした。

ミニ三脚の脚を最大に開いた幅は約12cm。
これ以上広いと転倒リスクが増えます。

そのため作業台直径は
120mmが最適と判断しました。

ナット固定部の厚さ検討

ナットを埋め込むため、穴周囲には最低3mm以上の壁厚が必要です。
安全側に見て5mmを確保しました。

テーブル厚さは用途により検討しました。

5mm → 最小強度

10mm → 穴あきでも安心

最終的に
ナット周囲を厚く、他は適正厚にする構造としました。

作業台表面のパターン検討

平面板でも機能はしますが、
作業台用途としてはメリットが少ないと判断しました。

検討した案:

メッシュ

丸穴

ひし形

ハニカム

最終的に
等間隔穴パターンを採用しました。

理由:

支持位置を自由に選べる

配置目安になる

加工しやすい

穴径とピッチの試行

用途から

  • ワイヤー
  • 細軸材
  • 小ボルト

を想定しました。

穴径は 4mm に設定。
ピッチは 8mm としました。

ピッチを詰めすぎると強度低下するため、
このバランスに落ち着きました。

丸穴はポリゴン数が多くなるため
8角形穴へ変更しています。

サイズ拡張案と却下理由

作業面積を広げたバージョンも試作しましたが

印刷9時間

強度低下

厚み増加の悪循環

となるため却下しました。

結果として
120mmが最も実用的と判断しました。

材料変更:PLAからABSへ

当初はPLAで設計していましたが、
土台用途ではABSが有利と判断しました。

理由:

剛性確保

インフィル削減

変形耐性

立体造形物はPLA、
支持土台はABSという使い分けです。

ナット固定方式の変更

初期案ではターブル本体にナットを食い込ませる設計でした。

しかし

不要な精度要求

強度リスク

印刷誤差影響

があるため変更。

最終的に

0.5mm余裕穴

熱または接着固定

方式としました。

印刷時間の最適化

構造整理により
印刷時間は約3時間まで短縮しました。

組立と最初の使用

穴のサイズは0.5mmほど大きく設計していましたが
3Dプリント時に端部がわずかに狭くなっていました。
ナット側面にくぼみがあるため、はんだごてで溶着すると丁度いい具合になるはず。

3Dプリント ナットのヒートインサート

印刷後、ナットを挿入すると、わずかに穴が狭かったため
はんだごてで溶着固定しました。

完成した作業台を、1/4インチネジのミニ三脚に取り付けるとこんな感じです。

直径120mmは模型や小型機構のベースとして適切なサイズです。

空中保持作業台としての使用

穴にワイヤーや支柱を差し込み、
対象物を任意位置で支持できます。

撮影では園芸用ワイヤーを使用しました。

径が細いため差し込み部を折り返し、
二重にして固定しています。

適切な支柱がなくても
工夫で保持可能です。

交換用PLAパッドの追加

ABS本体は丈夫ですが、表面加工時に傷む可能性があります。そこで

穴位置一致の薄いPLAパッド
を追加しました。

両面テープ固定

交換可能

加工用

作業内容に応じて使い分けできます。

想定用途

本作業台は次の用途を想定しています。

  • はんだ補助台
  • 精密作業ホルダー
  • 塗装ホルダー
  • 塗装ベース
  • 模型固定
  • 接着固定
  • 電子工作仮配置
  • 小型機構組立

当サイトの
5mmパイプ軸モジュールの治具にも適します。

カメラネジ固定による角度調整

作業台は1/4カメラネジで固定します。そのため

任意角度

横向き

逆さ

でも保持可能です。

支持荷重は三脚サイズに依存します。

もっと太いワイヤーや番線(なまし鉄線)、全ネジボルトなどを使用すれば、一般的な工具(レンチや差金)ほどの重さでも空中保持できます。

制作を通して得た知見

今回の制作で得られたポイント

穴密度と強度の関係

ABS土台の有効性

三脚流用の汎用性

ナット固定の余裕設計

作業台直径と安定性

まとめ

壊れた雲台ナットとミニ三脚を活用し、
多点支持・角度調整が可能な小型作業台を制作しました。

既存パーツと3Dプリントを組み合わせることで、
用途に合わせた作業治具を手軽に作れます。

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