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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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OER2600 パンタ周り(4)
 T車のクーラーで止まっていた小田急2600をいじった。停滞の原因はM車のパンタ周りだ。

 ヒューズ箱はエコーモデルの 屋上ヒューズ箱 B を用いた。Φ0.4 の穴を開けて焼き鈍したΦ0.3 真鍮線を接着しておいた。

 小田急の車輌にはパンタ周りの空気配管(下降用)が1本しかない。パンタ鉤外しのリンクも見当たらない。上昇時はパンタ台枠に付くアクチュエーター(actuator)が鉤外しを担っており、この電気配線が小さなボックスにつながっている。小田急を作るときに毎回思うのだが、小さいながらも面倒だ。かといって適当な角材を付けておくだけでは寂しい。当初はエコーモデルの ヒライ器 E を使おうと思ったが、手持ちは2個、パンタは3輌、トホホ…。
※ この小箱について質問したところ、名称は「パンタヒューズ箱」、アクチュエータの電気配線は100 Vだが万一のため中は「1500 V, 1 A のヒューズ」と教えてもらった。
OER26屋根上05


 久しぶりの金属工作なので手慣らしがてらこの小物を作ってみた。下のヘタな図がその概略。
OER26屋根上00

 1×1.5の真鍮角線が無いので、1×2からミニサーキュラソウで切り出した。長さも直角もピッタリと出る。
OER26屋根上01

 このあと3方向からΦ 0.4 → 0.5 と拡張しながら穴を開けた。下穴には0.4を使うと決めている。
OER26屋根上02

 下側にはΦ 0.5 の足を、長手方向には配管用に焼き鈍したΦ 0.4 の真鍮線を植えた。横のΦ 0.5 穴は取付けた後に配線が刺さるため、穴だけ開けておいた。

 下には取付け台(0.7×0.4 真鍮角線)を付けるのだが、局所的に発熱する炭素棒ハンダ付け装置を用いた。先端形状は炭素棒でも普通のコテでも「斜めの鋭角山型」が筆者は使い慣れている。
OER26屋根上03

 まず角線を共晶ハンダでハンダメッキした。所定位置にフラックスを塗り、上から角線を乗せて炭素棒の先端を当ててズレていないことを確認したら、フットスイッチを1回だけポン♪と踏む(“踏む”と言うより、つま先で“tap”する感じに近い)。たったそれだけで半田付けが終了した。先に付けた真鍮線は動いたり外れたりしていない。こんな小さな物、通常のハンダゴテではワット数の小さなコテを使っても熱が回ってでバラバラになってしまう。

 HOサイズにおける炭素棒ハンダ付け装置は、熱容量の大きな物より今回のような小さくて熱が回って欲しくない物をハンダ付けする時の方が活躍するのではないかと感じた。普通のハンダゴテではコテ先にハンダを乗せて作業するが、これが意外と多い。融けたハンダを熱媒体として使うためだ。コテ先がハンダでぬれてなければ充分に熱を伝えることができない。
 また、局所的に発熱するというのは非常に都合が良い。斜めに付いた真鍮線の角度を直すのにも、付け根に炭素棒を当ててフットスイッチをポン♪と軽く1回踏む。踏んだ瞬間に真鍮線の角度は修正され、他のハンダ付け部分は何ともない。ハンダを融かすだけの熱量が炭素棒を当てた部分にしか発生していないからだ。熱量が足りなければポンポン♪と2回踏めば良い。

※ 筆者の炭素棒ハンダ付け装置は24 Vトランスを2段階接続した電源である。そのため電圧は5.7 Vとやや高めだ。1回踏んだだけでも高温になるので焼けた跡を残さないよう注意している。

※ 共晶ハンダを買ってはいたが、使ったのは初めてだった。固体か液体しか存在しないというのは初体験だ。ハンダは導電性の確保の他にも真鍮工作では接着剤にもパテにもなるため、組み立て時に穴埋めや継ぎ目を消すため盛大に盛って削ることが多々ある。こういうのが出来るのは大体が板金用のSn 50%+Pb 50% または“64ハンダ”(Sn 60%+Pb 40%)である。
 共晶ハンダ(Sn 63%+Pb 37%)には半固形のパテ状態(=“こしあん”状態)が無いため融けるとサラサラだ。埋めるための「盛るハンダ」より、板同士の隙間に「染み込ませる」方が適していると感じた。

 ちょっとした感動だった。
エジンバラ液の寿命
 エジンバラエッチング液の寿命について質問があったので、一つの参考例としてプレートのエッチング結果を挙げる。

腐食液の寿命01

・真鍮板 : t 0.5、40 mm×200 mm
・腐食の深さ : 片面を約0.2 mm彫り込む。(腐食前後の真鍮板の質量を計っておけばよかったと悔やまれる)
・腐食液 : 塩化第二鉄溶液(原液)100 mL(=144 gに相当)
・キレート剤 : クエン酸 30 g
・加温 : 50 ℃ 程度
・腐食時間 : 50分間

 このエッチングで使用済みとなった腐食液(すでにエッチング能力は無い)と、未使用の腐食液の色を比較した。未使用の腐食液も真っ黒、使用済みの液も青緑色の銅イオンのために真っ黒で、大変判りづらい。そこで両者を水で3倍に希釈して、万能pH試験紙のを参考に比較した結果、 「未使用=4に近い橙色(上写真)、使用済み=7に近い黄緑色(下写真)」となった。
※1 あくまでも色の比較であり実際のpHとは無関係である。塩化第二鉄の腐食液はpH1~2の強酸性である。
※2 比色法は透視する奥行きで色の濃さが変わるため、必ず同じ奥行きの容器(セル)を用いる。
腐食液の寿命02

腐食液の寿命03

 「酸化力のあるFe3+=橙色(さらに薄めると黄色)、酸化力の無いFe2+=ほぼ無色、溶け出たCu2+=青緑色」、これらが混ざり合っているので、我々素人たるモデラーが腐食液の寿命を正確に見極めるのは非常に困難である。毎回比色しなくても、途中で腐食状況を確認する時など、洗液の色が黄緑色を帯びてきたら腐食力も落ちたと考えた方がよい。50×50のグリルを抜いた時に100 mLのエジンバラ液を3回使い回せたのは、実際の腐食面積が小さかったからだと考えた。
 その後、反応のスケールを30 mLに落としたのは、腐食液の条件設定を毎回揃えるため以外にも、50×50の真鍮板が十分に沈む液量であることや、先に100 mLで3回腐食が出来たからである。

 「モッタイナイから…」と腐食液を再利用して、万一エッチング不足で失敗した日には、「500mL=400円の腐食液をケチれば良かった…」と思うのか、「原稿作りからトナー転写まで手間のかかるワークをケチれば良かった…」と思うのか、どちらで後悔すべきかは明白だ。
LED DrawingBoard
 両面エッチングの強い味方の登場である。

 両面エッチングは鏡像のトナー原稿を表裏から定着させる。表裏がズレないよう位置決め用のトンボを描くのが一般的だが、筆者はエッチングパターンを合わせて済ませる事が多い。印刷したトナー原稿を窓ガラスで透かしながら位置決めしていた。しかしこれでは昼間しか作業ができない。ネガ確認用のライトボックスを持っていれば良かったが、ほとんど写真を撮らないし自分で現像もしない。

 F式エッチングを始めてから「やっぱりライトボックスが欲しいなぁ…」と思いながら時々ネットを探してた。蛍光灯を使った厚みのある形しか頭になかったが、LEDトレース台という商品をイラスト・コミックのカテゴリーで見つけた。もはやBoxという形状ではない。

 近年の技術の進歩には驚かされてばかりだ。LED光源なので極めて薄く、電源も5 Vモバイルバッテリーが使えてしまう。
おまけに電源ボタンの操作だけで無段階に光量を調節できる。
LEDライトbox01

 初めは背景のドット模様が気になっていたが、実際に使ってみるとそれほど気にならない。
LEDライトbox02


 イラスト・コミック用のためA3サイズもあったが、さすがに必要ない。チマチマしたエッチングパーツを作るにはA4サイズでも大きすぎるくらいだ。これならiPadやTabletの「白い壁紙」でも充分に役立つだろう!あいにく筆者は持ってないが。

 え?はがきサイズのトレース台も出てるって!?
チゼルエッジ と シンニング加工(その2)
 ドリル刃の整理がてらルーペでしげしげ観察していたら興味深い物が出てきた。

 チゼルエッジが潰れた物(写真左)と、同じ径でシンニング加工された物(写真右)である。真ん中は比較用のドリル(2.5 mm)。
シンニング05

 「M2ネジ用のバカ孔は2.4 mmに限る!」という経験なのか何本も出てきた。よほど2.4 mmが好きだったようだ。センターがピタリと合えばもっと径が小さい孔でも良いところを、自分でも呆れるほど孔開けが下手だ。チゼルエッジが完全に丸くなっているのは、ここが一番スラスト抵抗を受ける結果である。下孔を開けるひと手間を惜しんでいたか、その発想がまだ無かったようだ。ひょっとして「チゼルエッジのせいでポンチマークから外れていたんだ…」などと、今更ながら苦しい言い訳をしてみる。


 好きな径のドリルなので、気になったら思わず買ってしまう(笑) その中でも比較的新しく買ったドリル(写真右)がシンニング加工されていたのを初めて知った。当然チゼルエッジが小さい。
シンニング06

 どちらも普通の鉄工用ドリルだが、刻印が違っていた。新しい物(写真上)は長手方向であり、古い物(写真下)は円周方向に記されていた。
シンニング07

 なんでもっと早く新しい物を使わなかったのか。

 まったく、我ながら“違いが分からない男”である。
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