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 しょうなんでんしゃ のブログ
 1/80くらいの鉄道模型の工作
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共晶ハンダ
 模型店で「共晶ハンダありますか?」と聞いたら、「キョーショーハンダ??」と聞き返された…。

 仕方なくモノタロウで買った。goot製のヤニ無しで品番は「SE-0ST16」である(写真左)。直径=1.6 mmと太めだがそれしかなかった。残念なのが、特殊ハンダシリーズの「ステンレス用」としか説明されていないことだ。肝心の「共晶ハンダ」とはどこにも書かれていない。共晶ハンダで商品を検索してもステンレス用の錫60%ヤニなしが出てくるのには参った。写真右のハンダは20年前に買った“64ハンダ”すなわち“こしあん”ハンダである。まだまだ無くなりそうもない。
共晶ハンダ


 さて、Youtubeに『Basic Soldering for Electronics』という動画がある。見るからに古い教本だが、その中でいくつか興味深い点があった。
< Lesson 1 >
・5:40 共晶以外のハンダでは“こしあん”状態を「Plastic」と表現している。日本人がイメージするプラスチックとはニュアンスが異なるのだろう。
・5:57 確かに、63/37の共晶を「Eutectic」と表現している。
・8:00 フラックスを塗布するが、薄めた塩化亜鉛水溶液に比べてかなりトロトロしてる。加熱してもジワジワッとなるだけで飛び散らない。そしてハンダを乗せても流れている。
・17:15 電子部品が加熱されると良くないので、ハンダ付けは2秒で行うこと。
< Lesson 2 >
・3:20 導線にハンダを染み込ませておく時に、「Insulation Gap」を設けておくこと。これは後々まで登場する。
(Lesson 3 からはターミナル形状毎の説明である)

<追記>
コチラのリンク先(PDFファイル)に、Sn-Pbハンダの共晶に関する比較的解りやすい解説と結晶の写真があった。
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炭素棒の電源ユニット(2)
1段目(200 VA)から2段目(350 VA)に入るところの拡大。

 ここの取り回しが難儀であった。元々のコードを使えば楽なのだが、なるべく配線距離を短くしたい。しかし元々のコードは長すぎて曲がりにくく、直結すると取り付けやメンテナンスで何かと不便が生じる。思い切ってコードを短くしてコネクタで分離した。使ったのは2段目の出口と同じ日本圧着端子(JST)のVLシリーズ(2極形)とした。

 1本はそのまま2段目へ入り、もう1本は圧着端子の「閉端接続子」でスイッチバックして中継型ヒューズホルダ(分離式、20 mm用)を経由して2段目に入る。
炭素棒27chassis9 (4-2)
 ここのヒューズは元々30 mmの10 Aであったが、2段目の15 Aと取り違えないよう20 mmのミニガラス管に替えた。ついでに中継型ホルダも分離式として交換の便を図った。20 mm用のホルダの多くは定格7 Aまでだがモノタロウで10 Aが使えるホルダを選んだ。ただし7 A(1.25 mm^2)を想定しているのか配線孔が細くて赤いVFF線(2 mm^2)が通らない。そこで仕上がり外径の細い可撓性テフロンコードを使った。最後に配線がブラブラしないよう、スイッチバック部分を配線用ナイロンクランプ(黒)に差し込んでいる。

 2段目のトランスから出力される約5.7 Vのコードもこの付近を通過させた。ここにも日本圧着端子(JST)のVLシリーズを使い、炭素棒やアースなど各種の電極に対応させた。1極形なので2極形コネクタに差し間違えることも無い。
炭素棒27シャーシ (11)


 裏面である。
炭素棒27シャーシ (7)
 トランスはM4トラスネジで固定した。袋ナットを使ったのでこのまま寝かせても床や机は傷付きにくい。取っ手(handle)はスチール製のL金具をM3皿ネジで止めた。

 持ち方は、こう。
炭素棒27シャーシ (13)
 一番上のネジには開こうとする力が最も掛かるので、抜けにくいボルトに後ほど交換した。

 底面である。
炭素棒27シャーシ (8)
 安定するよう、四角いゴム足をトランス固定ネジで共締めした。

 こういう所はボルトをゴム側から通してナット止めする事も多いが、ひっくり返さないと2段目のトランスが外せない。ここはトランスの固定も兼ねているので上から外せるよう、こんなものを使ってみた。
炭素棒27シャーシ (9)
 組み立て式レイアウト御用達の「爪付きナット」である。下手なアジャスタより安いし雌ネジの長さも十分あり、何より爪がゴムに刺さって「ナット付きのゴム足」状態となってくれる。我ながら妙案だと悦に入っているが・・・如何だろうか。

※ VLシリーズのコネクタのハウジングは1極も2極もオスメスとも10個単位で買えたが、電極はオスもメスも100個単位だったので、まだまだ残っている。

おわり。

<失敗談>
 コネクタを24 Vと揃えたのは「もし差し間違えても24 Vだから」である。実は実験中に100 Vを24 V側に逆流させてしまった事があった。一瞬、ビッ!と音がして通電しなくなった。ヒューズホルダを開けてみたらガラス管ヒューズが砕け散っていて肝を冷やしたが、トランスは無事だった。ヒューズは瞬間的に切れるがトランスは瞬間的には焼損しない。そんなこんなでヒューズの役割を思い知らされたのは、ナイショの話・・・)
炭素棒の電源ユニット(1)
炭素棒ハンダ付け装置用の電源を、やっとユニット化できた。

今まで2台のトランスがバラバラで、移動の度に持ち上げて大変だった。ベタッと並べて板にネジ止めすれば楽だが、狭い工作室なのでこれ以上床面積を取られたくない。何とか直立させて縦に並べられないかと考えていた。2台とも350 VAのデンデン虫では重たいのと、1段目をもう少し小さい容量にも出来るので、1段目=200 VA、2段目=350 VA とした。筆者の使い方ならば1段目が200 VAでも問題ないことは判っている。
※ 2段目に1 kVA(出力=40 A)を使うのであれば、1段目は350 VAが必要である。

そこで手元にあったt 2アルミ板を折り曲げ、トランス2台をビスとナットで止めてスチール製L字金具の持ち手(handle)とゴム足を付けた。

いきなり完成形だが、上段が200 VA、下段が350 VAである。これで5.3 kgほどだ。下段の方が重いため倒れそうで倒れない。取っ手は重心の真上に付けた。
炭素棒27シャーシ (6)


こんな感じで持ち歩ける。まあ持ち歩くものでもないが…。
炭素棒27シャーシ (12)


ややゴチャゴチャするが、電気の流れを示す。(黄色矢印)

1) フットスイッチから上段にAC100 Vが入力されると、24 Vに変換される。
2) 1本はそのまま、もう1本は中継型ヒューズ(10 A)を経由して下段に入る。設置とメンテナンス用に2Pコネクタを用いたが上下は直結しても良い。元々のコード・プラグのままだと長すぎる。
3) 下段にはパイロットランプ・ヒューズ(15 A)の他にサーミスタ・トランス内部用温度ヒューズが備わる。
4) そこでさらに約5.7 Vまで変換されて、赤い平行コードから出力される。
5) 2個の1Pコネクタから炭素棒電極とアース(真鍮板)へそれぞれ送られる。
炭素棒電源の電気の流れ

(つづく)
アルミ製フットスイッチへ変更
炭素棒ハンダ付け装置では電流の ON - OFF を頻繁に行うため、フットスイッチには耐久性が求められる。

愛用しているフットスイッチはオジデンの樹脂製である。そこでdda40x氏が頒布したものと同型のアルミ製フットスイッチにしてみた。ついでに節電スイッチも雷サージ付きのものから改造した。コードは2sqのVFFを1.5m使った。

アルミ製モーメンタリー型フットスイッチと雷サージ付き節電スイッチ
炭素棒フットSW

今までの樹脂製よりもはるかに重いので、滑ることが無くなった。

前回の 「炭素棒ハンダ付け装置用電源の工夫 - 遊技用24Vトロイダルトランスの活用 -」 も訂正しておいた。
炭素棒ハンダ付け装置用のトランス
 昨年末から炭素棒ハンダ付け装置を自作していた。

 コチラの記事をベースに、それと何名かの自作された記事を参考にした。炭素棒は乾電池から取り出し、フットスイッチや電極・グリップなどは市販品を加工したのだが・・・。問題はトランスである。20 A用という大電流用は秋葉原にも売っていなかった。

 そこでパチンコ用の24 Vトランス容量も大きく、しかも安く大量に入手できるので、これを使って装置を完成させた。詳細な報告は下記リンク(PDFファイル)を参照されたい。

 「炭素棒ハンダ付け装置用電源の工夫 - 遊技用24Vトロイダルトランスの活用 -」
 (※ 2020/3/3、フットスイッチについて訂正済み)


 かいつまんで述べると、100→24 Vのトランスを2段階接続することで、100 (V)×0.24×0.24=約5.7 (V) が得られる。トランスは容量=350 VA、定格=15 Aほどだが、ハンダ付けの通電時間は短いので2次側に20 A程度が数秒間流れても問題なく使えている。

1. 350 VA×2台 (この黒いデンデン虫がトランスだとは、驚きだ!)
炭素棒トランス(1)

※黒い樹脂製のフットスイッチでは耐久性に劣るため、丈夫なアルミ製を取り寄せている最中だ。

 高圧側トランスの電流値は大きくないため350 VAのままでも何ら問題はないが、勿体ない使い方である。それに1個=3 kgと重たい! そこで1個=2 kgの200 VAに替えてみた。

2. 高圧側=200 VA、低圧側=350 VA
炭素棒トランス(2)

 もちろん問題なく使えるが、パイロットランプや温度ヒューズが無いので、いささか心許ない。


さて、最後はこの重たいトランスを2台も使うのが大変なので、何とか1台で出来ないか検討した。すなわち2次線を新たに巻くのではなく“追加”することで目的の電圧・電流を得ることを試みた。ちょうどトランスのコアがトロイダル型だったこともあり、2次線の“追加”は容易だ。20 A程度に耐える太いコードをただ新たに巻き付けるだけなのだ。

3. 2次線の追加 (※トランスの分解・加工は自己責任でシクヨロ)
炭素棒トランス(3)

 新たな筐体を用意したり、安全装置を追加する必要はあるが、本当に拍子抜けするほど簡単な装置で炭素棒ハンダ付けが出来てしまうのだ。

 大電流を扱うので普段以上に注意は必要であるが、炭素棒ハンダ付けに興味がある方はチャレンジしてみてはいかがだろうか。
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