はらっぱ技術研究所のブログ

子どものための「組立式はらっぱ用品」のブログです。
はらっぱ用品|移動型モデルハウス|概要
「NPO法人チーム東松山」のエネルギー自給ライフを実現する、移動型モデルハウス「オフグリッド」号を製作中です。
軽トラックの荷台に、組立式の小屋を積載した構造です。

東京ビックサイトで行われたMaker Faire Tokyo 2104に出展いたしました。当ブースにご来訪いただきましたお客様と事務局の皆さまにお礼を申し上げます。


運用上の特徴
「太陽光発電パネル」と「手作り太陽熱温水パネル」を展示するのが目的
イベント会場まで自走し、展示準備も簡単。終了後はただちに撤収可能
子どもといっしょに組立や分解もできます
使用しないときは分解して、物置に収納
食品の調理や宿泊はしないので、室内面積は狭い

試作中です。

構造上の特徴
屋根に「太陽光発電パネル」と「手作り太陽熱温水パネル」を施工
屋根は片流れ造(かたながれづくり)
軒を出して家っぽい感じを実現
軒は折りたたみ方式
舞台美術の大道具で使用されている「箱馬」の技法を応用し、木造建築用金物で固定
仮設構造物のための革新的な工法を提案

車幅からはみ出ないように、左側の軒は折りたたみにする予定です。
 
| はらっぱ用品|移動型モデルハウス | 22:12 | comments(0) | - |
はらっぱ用品|移動型モデルハウス|設計
小屋の寸法について
軽トラックの荷台サイズは長さ1940mm、幅1400mm
小屋は荷台に載せる「積載物」にする
車幅から出っ張らないようにする
地面から高さ2.5mまで
縦方向のはみ出しは車体全長(3.4m)の10%(34cm)までOK
屋根は片流れ造(かたながれづくり)
荷台の水抜き穴を利用して固定

荷台には水抜き穴が4か所あるので、これを利用して土台部分を固定。
車体を改造するのではなく、小屋はあくまでも「積載物」なのですぐに取り外せるような構造にします。


構造はこんな感じです。


作業工程ごとの図面です。(8)の基礎部分から組み立てます。一方、分解は(1)の屋根からです。

具体的な要望について
どのような小屋にするかを打ち合わせました。はたしてどこまで実現できるでしょうか。
太陽光発電パネルと温水パネルのモデルハウスにしたい
屋根には太陽光発電パネルと温水パネルを設置
壁に合板を張ると室内の展示が見えないので、壁は無し
屋根も合板を全面に張らない
室内の展示物は厳重な雨対策はしない(プラスチック製大型ボックスに収納して移動するため)
リビングルームには、太陽光発電の電気で小型液晶テレビが映っている
浴室の浴槽には、太陽光で沸かしたお湯が張ってある(本物の浴槽は入らないので、それっぽいものを設置)
台所の蛇口をひねると太陽光で沸かしたお湯が出てくる
軒(のき)をだしてほしい
窓がほしい(ガラスはなくてもよい)
ドアがほしい

小さな家にしたい
子どもが室内で遊べるようにしたい
カワイイ感じにしたい
1/1ドールハウスにしたい
 
| はらっぱ用品|移動型モデルハウス | 23:26 | - | - |
はらっぱ用品|移動型モデルハウス|製作1
塗装について
屋外で使用するならキシラデコール
色はタンニングリーン
パネコート(コンクリート型枠用合板)の黄土色は要検討

キシラデコール0.7リットル

屋外で使用するので耐水性に優れたキシラデコールにしました。「NPO法人チーム東松山」の基本カラーが緑なので、色はタンニングリーンにしました。塗装すると木目がつぶれないで、良い感じになります。

 
組立前に塗装します。木材の切断面も忘れずに。

床の加工
コンクリートの型枠に使われるパネコートを床に設置します。パネコートはコンクリートの型枠に使われる耐水性の12mm合板です。コンクリート用剥離剤が塗布されているので耐水性は完璧ですが、黄土色は明るすぎます。ウェザリング(汚し塗装)して、落ち着いた色にする予定です。

軽トラックの荷台には水抜き穴が開いているので、これを利用して床と小屋を固定します。垂直のあおり板と接触しないように、クリアランスは5mmから10mm程度にしました。
 
荷台の右前側です。荷台の隅は単純な直角ではありません。現物合わせでパネルの角を切り取ります。

 
穴の位置を決めて、直径13mmの穴をあけます。右後側も現物合わせです。

 
荷台の内寸は幅1400mm、長さ1940mm。パネコートは幅900mm、長さ1800mm。


1枚では足りないので2枚目(幅490mm、長さ1800mm)を追加。
| はらっぱ用品|移動型モデルハウス | 08:15 | comments(0) | - |
はらっぱ用品|移動型モデルハウス|製作2
基礎の加工
住宅は始めに穴を掘り基礎を作り、その上に根太を渡して床を組むのが一般的です。
一方、軽トラックの荷台は平面ですので、床の上に基礎部分を組み立てます。



(1)の基礎部分を組み立てます。

ナットの代わりにカナイ社製ハイブリッド丸座金IIを組み込んで、木造住宅用M12mmボルトで固定します。すべてハイブリッド丸座金IIにするわけではなく、一部はナットも使います。
ドリルやインパクトドライバを手で持って操作しても、垂直に穴をあけるのは難しいのでボール盤を使います。


 
ボール盤のステージの上に添え板を敷いてから加工板を置くと、貫通したときのバリが少なくなります。

 
ステンレス製コーススレッド65mmで組み立てます。

 
荷台の後ろ側です。

 
荷台の前側です。

 
2x6材も切り欠きます。この基礎部分に柱を立てます。

ドリルビットについて
ボール盤にドリルビットを固定します。このドリルビットには「F型」、「先三角」と「先ネジ」の3種類があります。「F型」と「先三角」は送り量だけ切り込みますが、「先ネジ」は回転するだけでどんどん切り込んでいきます。このため、ボール盤には「F型」または「先三角」をお使いください。「F型」の方が貫通したときのバリが少なく、先端が「尖塔刃先形状」のため位置決めがしやすいようです。
なお、「先ネジ」をボール盤に取り付けた場合、送り量を制御できないので危険です。

 
左から「F型」、「先三角」、「先ネジ」のドリルビット。ボール盤には「F型」がおすすめ

ハイブリッド丸座金IIを固定するには、直径16.5mmのドリルビットで穴をあけます。16mmではきつく、17mmではゆるゆる。18mmだとブカブカな微妙な感じ。
なお、M12ボルトを貫通させる穴あけは直径13mmのドリルビットを使います。
13mmや16.5mmサイズはホームセンターで在庫していない可能性が高いので、通信販売がおすすめです。


カナイ社製 ハイブリッド丸座金II
スターエム社製 木工用・先三角ショートドリルビット サイズ:16.5mm インパクトドライバ対応の6.35mm六角軸
スターエム社製 木工用・F型ショートドリルビット サイズ:13mm インパクトドライバ対応の6.35mm六角軸
 
| はらっぱ用品|移動型モデルハウス | 09:46 | comments(0) | - |
はらっぱ用品|移動型モデルハウス|製作3
基礎の加工の修正
枠の形状の基礎部分に柱を立てると、剛性が足りないことがわかりました。実際に作ってみると設計どおりにはいかないものです。
隅を箱馬のような「箱」の形状にすれば剛性がアップするはずですが、こんどは丸座金が干渉するという問題が発生します。
そこでスライド丸のこで隅を切削しました。スライド丸のこは切削深さの調整をすると、一定の深さに制約させることができて重宝します。


スライド丸のこは日立工機社製190mm C7RSHC(レーザマーカ付)。使いやすいのでおすすめですがとても高価です。トリマーやルータがあれば一発で加工できますが、騒音が激しいので購入していません。

 
枠では剛性が足りない。スライド丸のこに自作治具と2X4材を固定

 
▲レーザマーカを頼りに、スライド丸のこで2回目の切削

 
3回切削したら、あとはカッターで仕上げて塗装します

 
丸座金をよけて、隅が箱の形状にできました


真ん中が開いているのは、幅600mm、長さ1800mmの板を積載するため
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はらっぱ用品|移動型モデルハウス|製作4
柱と梁の取り付け
ウッドデッキであれば4x4材 1本や2x4材 2本の組み合わせが頑丈なので最適です。一方、軽トラックの荷台に車載する小屋は地面に建てる小屋とは大きく異なる点があります。

・地震のような振動に耐える
・時速80kmの風に耐える

踏切や道路の轍(わだち)を乗り越えると軽トラックは地震のように激しく振動します。
また、高速道路では時速80kmで走行します。これは台風レベルの風速22mに相当します。
このため、柱と梁は軽くて剛性が高くなるような構造を考えました。

・1x4材 2本の組み合わせ
・2x4材 1本のみ
・4x4材 1本のみ
・2x4材 2本の組み合わせ
・1x4材 1本と2x4材 1本の組み合わせ

検討の結果、柱と梁は2x4材と1x4材の2本を組み合わせて、細長い箱になるような構造にしました。
 
柱は2x4材と1x4材の2本を組み合わせます

 
水平の梁も2x4材と1x4材の2本。柱と梁が交差する点を12mmボルトで固定

 
 
柱を立ててから、現物を見ながら梁の高さと屋根の傾斜を決定。屋根の傾斜は4/10にしました

 
屋根は1x4材を2枚組み合わせて細長い箱にします
| はらっぱ用品|移動型モデルハウス | 08:13 | comments(0) | - |
はらっぱ用品|移動型モデルハウス|製作5
太陽光発電パネルと太陽光温水パネルの取り付け
太陽光温水パネルは横幅1810mm奥行910mm厚み4.5mm、太陽光発電パネルは横幅1200mm奥行600mm。大きすぎて2枚同時に屋根の上には載せられません。そこで、折りたたみ式の屋根に太陽光発電パネルをはめ込むようにしました。
折りたたみ式の屋根程度の重量であれば通常の蝶番(ちょうつがい)で支えることができますが、振動に耐えられるか不安です。
いろいろな構造を検討した結果、12mmボルトを軸として利用しました。さらにボルトは2個取り付けて(ダブルナットにして)、緩みを防止します。

太陽光発電パネルの取り付け
 
100Wクラスの太陽光発電パネル。各部のサイズを確認して枠の仮組をします

 
パタンと折りたたむと車幅からはみ出ません。広げると太陽光発電パネルが出現

 
柱に挟み込むパーツから12mmボルト1本を出して軸とします


単純な構造ですが、深さ89mmの穴を垂直にあけるのはかなり難しいです

 
太陽光発電パネル裏側の出力コネクタ部分。パネルの枠はアルミ押し出し材

 
太陽光発電パネルの仕様

 
枠の四隅を9mm合板で補強。ケーブルが干渉しないようにして固定

 
荷台左側のあおり板と太陽光発電パネルが接触しないようにクリアランスをもたせました

 
太陽光発電パネルの傾きは、季節や時間に応じて調整できます

太陽光温水パネルの取り付け
水を温水にする太陽光温水パネルは、「NPO法人エスコット」製のヒートル・パネル(Heatle Panel)です。
素材は中空ポリカーボネートで大きさは910mm X 1810mm X 4.5mmありますが、2.7kgと軽量。
送水、取水、エア抜き、排水のノズルがあるので、屋根の垂木と干渉しないように現物合わせで調整しました。

ポリカーボネイト製のヒートル・パネルは軽いのですが、取付用穴や取付専用部品がありません

 
パネルがつぶれない程度に上から押さえつけて、8か所で固定。

 
手前がお湯の取水口、奥が水の送水口。当初、高速道路を走行時はパネルを取り外す予定でしたが、UVシートをかけることでこのままで走行できることがわかりました。
 
| はらっぱ用品|移動型モデルハウス | 23:03 | comments(0) | - |
はらっぱ用品|移動型モデルハウス|製作6
電装部品の取り付け
太陽光発電での重要な部品は、太陽光発電パネル、パワーコンディショナ、バッテリの3つです。これだけでなく次のようなさまざまな電装部品を接続します。配線をきれいにまとめるために、配線ダクトを取り付けました。

太陽光発電パネル
パワーコンディショナ(充電コントローラ)
パワーコンディショナ(充電コントローラ)用リモートパネル
ディープサイクル・バッテリ
DC/ACインバータ
車載用シガレットライター分岐アダプタ
冷蔵庫(AC100V/直流12V併用)
液晶テレビ(AC100V/直流12V併用)
LEDランプ(直流12V用)
ステレオ用アンプ
太陽光温水パネル用循環ポンプ

 
横長のテーブルを取り付けて、冷蔵庫を置きます。右は配電盤

 
配電盤の左上は屋根に挟み込んで固定。右側を手前に引くと分解できます

 
配電盤の裏側。配電盤を取り外してから細かい配線作業をします

 
パワーコンディショナ(充放電コントローラ)用リモートパネルの仮組み

 
LANケーブルを流用しているようです。ただし、電気的仕様はLANとは異なりますので、そのままパソコンのLAN端子には接続できません

 
太陽光発電パネルのケーブルの先端を加工して、コネクタを接続します

 
半田付けではなく、専用の圧着工具で圧着します

 
結構簡単と思っていたら・・・ケーブルの被覆のむき方を間違えていました

 
左が間違い、右が正解

 
バッテリは樹脂製ケースに格納。密閉しないようにガス抜きの穴をあけます

 
とりあえずこれで完成。実際に運用してから問題点を修正していきます
| はらっぱ用品|移動型モデルハウス | 17:02 | comments(0) | - |