壁の中のDIYその④ 壁の中に磁石を仕込む

こんにちは、ケノシュです。

壁の中のDIYシリーズも今回で最終回になります。

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さて、i-smartでは内壁の中は

空洞です。

まあこれは別にi-smartに限ったことではなく、住宅の柱と柱の間の壁内スペースは基本空っぽですよね。
部位によっては電気配線が走っていたり、オプションで防音材を設定した場合はグラスウールが入ったりします。

このスペース、なにか有効活用できないでしょうか。

公式なオプションの範囲で思いつくのは上記の防音材充填と先行空配管くらいです。
閉鎖されてしまう空間なだけに、利用方法としては”あらかじめ何か仕込んでおく”という形になります。

私はここに、磁石を仕込むことにしました\(^o^)/

 

はじめに

壁に磁石がつくということに対する潜在需要は相当なものだと思っています。
だって絵を飾るにしろ何にしろ、壁に穴を開けるのってやっぱ嫌じゃないですか。
「磁石の付く壁紙シリーズ」とかが既存の壁紙に近い安価で売り出されたりしたらけっこう売れるんじゃないかと思っています。

磁石がつく壁紙といえばマグピタックルシートが有名ですよね。実際には壁紙の下に貼るシートになります。
i-smart裏オプションの一つでもあり、我が家でもシューズボックスの開口部の壁に使用していますが・・・

いかんせん高い!!

この僅かなスペースだけでも1万円以上のオプション代がかかりました。仮に家中の壁に施工したら200万円は硬いでしょう。とても現実的ではありません。
他にも磁石がつく石膏ボード「タイガーFeボード」が吉野石膏から発売されていますが、やはり¥9700/m2と非常に高価。まあこちらはそもそも一条では採用できないかもですが。

では、壁の中に”磁石がつく物体”を仕込んでおくというのはどうかなと考えました。普段は壁の中で転がしておいて、必要なときは磁石で引き寄せて上までずり上げて使う形ですね。

金属を仕込む?

最初に、磁性体の金属を仕込むことを考えました。
手っ取り早いのは鉄です。鉄製のナットか何かを壁の中に入れておけば、石膏ボード経由でも引きつけて壁に固定できないかと考えたわけです。さっそく実験してみました。

実験に使用したのは手元にあった適当な金属(ネジとかナットとか)です。磁石は永久磁石の中で最も強力なネオジム磁石を使用しました。i-smartの石膏ボードの厚みは12.5mmなのですが、ちょうど使っているカラーボックスの板の厚みが12mmだったのでここで実験しました。

気になる結果は・・・全くダメでした。金属自身の重さもあって磁石単体を壁に固定することすら出来ずに即落下しました。
やはり金属側に重量がある上に凹凸があり壁に密着しないのも原因にありそうです。

それならと次に試したのは薄い金属円盤です。百均で売っていたステンレス製のケーキの型の底がぴったりでした。注意した点として、壁内の幅(石膏ボード間の距離:ツーバイフォーなので89mm)より円盤の直径が小さいと中で寝てしまい起こせなくなると考え、直径140mmの大きめのサイズにしました。なお、磁力と十分に干渉するように数枚重ねて厚みをもたせる必要があります。

結果は・・・

おお!そこそこくっつく!
ただ、板がつるつるしてるため簡単に滑り落ちてしまいます。手で円盤を押さえると、それなりに力を加えても磁石は落ちません。
金属側の摩擦係数をアップさせられればかなりいい線いきそうです。

ですがまだまだ力不足の感は否めなせん。上の実験で使用している磁石は直径4cm、厚み1cm近くのかなり大型のネオジム磁石ですが、せいぜいA4の紙数枚をとどめておく程度。これではポスターを貼るのがせいぜいです。

磁力というのは距離の二乗に反比例して減衰するため、やはり石膏ボードの厚み(12.5mm)程度でもかなり影響を受けるみたいですね。

磁石を仕込む

それでは、磁石そのものを仕込んではどうでしょうか?
実は、最初に思いついたのは磁石を仕込むという方法でした。
ただ、壁内配線に磁力が何らかの影響を及ぼす可能性があるし、スイッチやコンセントを包む鋼製ボックス↓には磁石がくっついてしまいます。そのため仕込めるのはそれらのない空っぽの壁内スペースに限られてしまうので保留にしていました。

しかし、実際に磁石の配置場所を検討してみると配線や鋼製ボックスのあるところを避けても実用上問題なさそうだったので、改めて壁の内部に磁石を仕込むことにしました。なお、どうしても配線や鋼製ボックスのあるスペースに磁石を仕込みたい場合は、それらを厚みのある非磁性体(プチプチとか)で囲えばいいと思います多分。

その磁石ですが、やはり仕込むなら強力なネオジム磁石です。磁力の強さに加え、年月の経過に伴う磁力の自然減衰が-0.1~0.3%/年程度と保持力が強いのもその理由です。

試しに手元にあった20x5mmのネオジム磁石で実験してみました。

こんな小さな磁石でも非常に強力で、磁石同士で直接くっついてしまうと手が痛くなるくらい力を入れないと引き剥がせません。
くっつく瞬間にうっかり皮膚を挟まれると手に血豆ができます

先ほどと同じ様にカラーボックスの板を挟んで実験したところ、このサイズの磁石同士でもA4の紙数枚をとどめておくことが出来ました。やはりポスターを飾るくらいならなんとかなりそうです。

・・・しかし、もっと重いもの、例えば額入りの絵賞状を飾りたくなった場合はどうでしょうか。

あれこれ悩んだ結果、せっかく二度と開けることのない壁の中に仕込むんだから、後悔の無いよう強力な磁石を仕込むことに決めました。

仕込む磁石はこれです。

直径60mm、厚さ5mmの超強力ネオジム磁石。
しかも経年劣化でサビたりしないよう金メッキつきです(ネオジム磁石はサビやすい)

50個セットで42,500円(1個あたり850円)で、高ポイントのタイミングを狙ったので1個あたり700円弱くらいで買えました。
高く感じるかもしれませんが、ネオジム磁石としては破格の安さです。

こんなインゴット状で届きました。黒い部分は磁石同士が直接つかないようにするためのプラスチックの緩衝材です。

ものすごい強力な磁力で、磁石同士を15cmくらいまで近づけるとくっついてしまいます(上の画像では机にくっついているため引き寄せない)。磁石同士が直接くっついた場合、素手で引き剥がすのはムリです。机の角などを利用してスライドするようにずらして外します。

余談ですがネオジム磁石はもろいので、磁石同士の引きつけ力で勢いよく衝突させると割れてしまうので注意が必要です。

カラーボックスの板を挟んで実験したところ、吸着力もバッチリでした。ただ、やはり壁面がつるつるしていると滑り落ちてしまうので、摩擦係数を稼ぐ必要があります。
最初はゴムやシリコンのシートで包もうかとも考えたのですが、年月とともに劣化することが懸念されました。そこで使用したのが目の荒い布ヤスリです。目の粗さ#40のものを14x7cmの大きさに切り、二つ折りにして中に磁石を入れていきます。

端を止めるためのホチキスの針もサビないようにステンレス製のものを使用しました。
なお布ヤスリを切るためのハサミもホチキスもボロボロになるので百均のものを使うことをおすすめします。

磁石を中に入れるとこんな感じです。

さらに、石膏ボードを貼る業者さんに万が一にも取り除かれたりしないようにこのようなメモを貼り付けます。

こんな感じで貼り付けて、壁内スペースに置いていきます。

50個購入して実際に配置したのは48個。ちょうど良い数でした。

磁石を仕込むことができるのは、原則として内壁だけです。断熱材の入っている外壁の内側は隙間がなく仕込めません。
また、内部で磁石同士がくっついてしまうのを防ぐため、1つのスペースに1個しか磁石を仕込めません。

実際に石膏ボードが張られた後に試してみると

磁石を近づけるとガコンッ!と強力にくっついてくれます。
手応えとしてはかなりいい感じ!!

気になる耐荷重は?

では、具体的に何kgの重量まで耐えられるのでしょうか?実験してみました。

実験には旅行はかりを用いました。旅行かばんの重量を測定するやつですね。測定誤差は±350g。

石膏ボードが手元になかったので、実験ではカラーボックスの棚板に紙を貼り付けて代用しました。

厚みが12mmと石膏ボードの12.5mmよりも0.5mmだけ薄くなっています。
また、実際の新居ではこれに壁紙分の厚みも加わるので、この実験で得られた耐荷重よりわずかに成績は落ちると予想されます。

板の裏側に壁内に仕込むものと同じ布ヤスリで包んだ磁石を置き、表側にビニールテープを結びつけた磁石をくっつけて板に対して水平方向に引っ張ってみました。磁石がズレて動いてしまう直前の値を数回測定します。
 

結果は・・・
・1回目 1.14kg
・2回目 1.17kg
・3回目 1.12kg

およそ1kg程度の重量物を支えられる事がわかります。

では、すべりどめシートを用いたらどうでしょうか。百均で購入したごく普通のすべりどめシートを使用しました。
 

結果は・・・
・1回目 2.12kg
・2回目 2.08kg
・3回目 2.14kg

耐荷重が一気に倍近くになりました。2kgも支えられればそれなりのサイズの絵でも飾れそうです。
しかし、やはりもっと余裕を持って固定したいものですよね。

・・・では、表側の磁石を2枚にしたらどうでしょうか?

結果は・・・
【すべりどめシートを使用しない時】
・1回目 2.01kg
・2回目 2.06kg
・3回目 2.03kg

【すべりどめシートを使用した時】
・1回目 3.61kg
・2回目 3.76kg
・3回目 3.83kg

さらに耐荷重が増えました!
3.5kgも支えられれば大体の需要に応えられるのではないでしょうか?

それにしても、磁石をどんどん増やしたら一体どこまで耐えられるのか、疑問が湧いてきますよね。
これは実験せずにはいられません!(σ・∀・)σ

枚数をどんどん増やしてみました。さあどこまで耐えられるのでしょうか!?
気になる結果は下記の通り!値は3~4回測定した平均値です。


枚数が増えるほど耐荷重も増えますが、徐々に上がり幅が少なくなっています。
では、裏側(壁内に仕込む側)の磁石の枚数を増やしてはどうでしょうか?2枚にしてみました。

むりやり詰め込んだので少しホチキスが外れましたが気にしません。

さあ、気になる結果は・・・


裏側の磁石が1枚のときと比べて、ざっと2倍弱の耐荷重が得られました。
すべりどめシートありの方の耐荷重が6枚のところで頭打ちになっている理由は不明ですが、私の腕力が貧弱で引っ張る手がプルプル震えていたためかもしれません(笑)
それにしても10kg以上の耐荷重が得られたのは正直驚きました。ホスクリーンの耐荷重(2本で8kg)を上回ります!

・・・では、裏側の磁石が3枚なら、4枚ならどうなんでしょう?

ここまで来たら調べるしかありません\(^o^)/

あとここまで調べて思ったのですが、実際にはむき出しの石膏ボードではなく壁紙の上から磁石をくっつけるので摩擦係数が変わってきます。しかも実用上はすべりどめシートを使用しない理由はありません。というわけで、ここからは全てすべりどめシートを使用したデータになります。
何度か手を挟まれたりしながらの実験になりました(^▽^;A)(痛い)

結果はこんな感じです!


多分に技術的な測定誤差が含まれていると思いますが、概ね磁石数が増えれば耐荷重も上昇するという結果になりました。実験した範囲での最大耐荷重は20kg超えで我が家の4歳児(体重18kg)を支えられるというのだから驚きです。最も、そんな重量物をぶら下げたら壁紙のほうが耐えられなさそうですが(笑)

我が家では1箇所あたり1個の磁石しか仕込みませんでしたが、重量物を取り付けることが事前に分かっている場所がある場合は2枚以上重ねて仕込むのもアリかもしれません。

『壁に磁石を仕込む』
これから家を建てられる方にはなかなかにおすすめですよ!!\(^o^)/

追記:天井内にも磁石を仕込んでみました\(^o^)/

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