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小型アクリル曲げヒーター自作

 fc2_2013-03-05_19-27-15-700.jpg 

こんにちわんばんこ。
また道具作りの記事です。

今回はアクリル曲げヒーターを自作したいとおもいます。
アクリル曲げヒーターは構造も単純、材料も手に入りやすいということで、自作されている方がたくさんいらっしゃるようです。

市販品ですと、6000円以上はするみたいですね。
一方、自作ヒーターならば1000円前後で出来てしまう。
これは自作一択ではないでしょうか。

今回私がアクリル曲げヒーターを製作するのは“ハンドメイドルアーのリップを曲げるため”です。
アクリルケースを作ったりはしませんし、その予定もありません。
よって、自作するアクリル曲げヒーターは、なるべく小型・軽量で、小さいパーツ(厚さ2mmまでを想定)をクイックに曲げる事を念頭に製作しました。

小型軽量にこだわったために、パーツ数も増え、それなりのコストを払うことになりました。
また、小型化を目指すとその代償としてヒーター部の温度の管理(=電圧の管理)が難しくなります(かなりピーキーになります)。
大型のアクリル曲げヒーターの場合ですと、ヒーター部の温度が規定の温度に達しない、なんてことがあるようですが、ここではひたすらに発熱をいかに抑えるか、電圧をいかに抑えるかが焦点になってきます。
勘と経験で適温を割り出す、といった冗長性がありません。

そのために製作の前提としていくつかの計測機器が必要となりました。

丁度良い電圧を見つけるために、秋月電子トライアック万能調光器(20A)を作製し、用いました。
これは電圧を0~100%の間で調整するもので、これが無ければ小型化された電熱線は過電圧に耐えきれず一瞬で燃え尽きてしまいます(経験者は語る)。
コンセントじか取り100Vを半波整流ダイオードを用いて50V相当で使う方法が広く知られていますが、それでも圧倒的に過電圧ですのでやはり電圧を調整する機材が必要となります。
同じ機能を要する市販品も多く販売されています(goot 電球用コントローラー PC-31など)。
電圧を0~100%の幅で調整出来るモノならなんでも良いでしょう。

ヒーター部の温度を計測する温度計も必要となります。
これは赤外線式非接触型温度計を用いました。
料理用の接触式温度計ではヒーター部に密着しないためにうまく計測できません。

また、最終的に電源をACアダプター化しようと考えているので流した電流がいくつなのかを計測する必要があります。そのためにテスターが必要です。

最後に、電熱線の量を長さで管理することは難しいので、ここではデジタル計量機(最小計測範囲0.01g)を用いて重さで管理しています。
保守部品の作製やパーツに再現性を持たせるためにも重要です。
長さで管理できるという方は必要ないでしょう。

さて、趣旨の説明はこのくらいとして、作業の内容を順を追って掲載したいと思います。
あまり洗練された方法ではないので、もっと合理的な作り方があったかと思います。
その辺の反省点も合わせて掲載したいとおもいます。

おきまりですが、製作は自己責任です。
結果の成否に関しても当方では責任を負いかねます。
そしてもっとも重要な点ですが、安全管理を徹底してください。
間違っても“電熱線に100Vを流す”や“電極に直接触れる”などといった事はやめてください。
大変危険ですし火事になります。
また制作中に近くに可燃物を置かないことや燃焼ガスを吸わないように換気にも気をつけて下さい。
よろしくお願いします





さて、製作は、①本体製作、②温度管理にわかれます。

①に関しては必要なパーツを揃え、ドリルや彫刻刀を用いて種々のパーツを規定の位置に取り付けてゆく木工作業。

②に関してはできあがった本体に電圧を流し、ヒーター部がアクリルがもっとも綺麗に曲がる温度160℃になる電圧と電熱線の量を探し、後にACアダプター化に導く電子工作の作業となります。

まずは①の本体製作。

<土台製作>
土台には先駆者の方々の作品を参考として、100円ショップのMDF板を2枚用いて配線を挟み込む方式にしました。

【パーツ構成】
MDF板(200 x 100mm x 0.6mm厚) (2ヶ)
M2 ボルト&ナット (6ヶ)
M6 ボルト&ナット (2ヶ)


IMGP9769.jpg
配線を埋め込むための溝を彫刻刀で彫り彫り。
なにも考えずガンガン掘っちゃっていいと思うんですが、角刀を用いてアウトラインを彫り、その後丸刀を用いて中心を掘ると綺麗に掘れました。
なんだか小学校時代の版画の授業を思い出しましたね^^
横受け金具を留めるナットや電極の厚みを逃がす為のくぼみも彫刻刀等で掘りました。

当初の予定として半波整流ダイオードの組み込みやON/OFFスイッチの組み込みを考えていたので配線のルートを長く取っていますが、これらははっきり言って蛇足でいま考えると最短距離をまっすぐ掘れば良かったと反省しています。

横受け金具を固定するために直径M6の縦穴を開けましたがMDF板の場合M6のドリルを使わなくても太めのプラスドライバーを突っ込んでごりごり回せば綺麗に大穴を開けることが出来ます。
作業性についてもコストについてもMDF板がベストだと思いました。

<ヒーター部製作>
一般的にアクリル曲げヒーターを自作する場合、直径10mm以上のパイプが用いられています。
これはパイプを支える横受け金具の入手性が良く加工も簡単ということで確立された方法のようです。

今回は直径7mm(内径6mm弱)のアルミパイプを用いました。
必要なところのみを過熱し、アクリル板をクイックに曲げるためです。

しかし直径7mmのアルミパイプを支える横受け金具が存在しないためにここでひと工夫もふた工夫も必要となりました。

【パーツ構成】
アルミパイプ(直径7mm) 長さ135mm
耐熱ガラスチューブ(内径5mm) 長さ100mm程度
アンカーボルト (2ヶ)
ステー金具 (2ヶ)









IMGP9727.jpg

 
横受けとして用いたのはコンクリート用アンカー(M6)とステー金具の組み合わせです。
IMGP9282.jpg

IMGP9760.jpg
アンカーの余計な部分をパイプカッターでカットしアルミパイプ内に挿入、さらにステー内側からナットで固定するといういささか煩雑な方法を取らざるを得ませんでした。
適当な横受け金具を見つけられればもっと合理化出来た部分でしょう。


IMGP9727up.jpg

横受けのアンカーがガラスチューブと干渉するので左右に“逃がし”を作ってアンカーが収まるスペースを作っています。
(この逃がしを作る事によって一度納めたシリコンチューブが取り出せない仕様になってしまった・・・(-_-))

今になって猛烈に反省しているのですが、アルミパイプ直径8mmで妥協、ガラスチューブ内径6mmを用いれば、アンカーがガラスチューブの中にスッポリ収まって作業性も良く保守部品も融通が利いたと思います。
パイプ経ありきで部品を集め始めたのでこういうハメになってしまいました。
最初に横受けから構成を考えはじめればこんな煩雑な仕様になることは避けられたと言うことですわ!!\(^o^)/
今後保守部品を使い果たしたらアルミパイプ8mm経バージョンへと移行しようと考えています。

余談ですが耐熱ガラスチューブの寸法は内径ですので直径を問題としていません。
内径6mm弱のアルミパイプの中に通すために6mmガラスチューブを買うと、これは内径6mmのガラスチューブなワケですから当然通りません。
「6mmのガラスチューブをください!」とお店の人に伝えても出てくるのは内径6mmのガラスチューブなので注意が必要かと・・・←いちどやりました(^_^;)

IMGP9728.jpg
カットしたパイプの中に耐熱ガラスチューブを挿入します。
内径5mmのものがジャストフィットしましたが、通しにくいので縫い針で開口部を縫い付け、糸を引っ張って所定の位置に納めます。

<電熱線の仕込み>
電熱線をパイプに仕込みます。

電熱線の量が増えれば増えるほど抵抗が大きくなり発熱は抑えられます。
また、コイルを伸ばして隙間をあけることによっても発熱を抑えることができます。
電熱線の量、コイルの間隔、電圧の三つを釣り合わせて所定の温度に導いてゆくことになります。

【パーツ構成】
鉄クローム線(直径5mm 200V・750W)
耐熱ガラスチューブ (内径1mm)
碍子 (直径5mm/内径3mm)


今回はコイル状の鉄クローム線(直径5mm 200V・750W)を用いました。
最初はどの位発熱するのか分からないのでなるべく多くの量の電熱線を仕込む事を心がけました。

コイル状の電熱線が手に入らない場合は自分でコイルを巻く必要があります。
ドライバーなどに巻き付けてパイプ内に収まる経のコイルをつくります。→写真

電熱線が細い場合は電ドルで回して編むと良いと思います。→写真

このまま電熱線を仕込むと横受けアンカーと電熱線が接触してショートしてしまうので絶縁の方法を考えます。
用いたのは直径5mmのパイプ状の碍子です。
IMGP9726.jpg
これにたどり着くまでに相当時間を要しました。
最初は手芸用品店で手に入るガラスビーズを考えましたが探せでも探せども丁度良いものがみつからず・・・(ユザワヤなど色々回ったんですけどね)

秋葉をさまよい歩き、たどり着いたのは坂口電熱
さああああすが専門店!
坂口電熱が無ければこのアクリル曲げヒーターは完成していなかった!!ありがとう坂口電熱!!
ありがとう!オレ達の秋葉原!!(^o^)

店員さん曰く「カッターでキコキコキコキコっと筋をつけてポキッと折って下さい」とのこと。
パイプカッターは使えますか?と訊ねたところ「たぶん割れます」と言うことでした。

必要な長さが5mm程度と短かかったので、やはりパイプカッターを用いて切断しました。
店員さんの言うとおり案の定パイプカッターを用いて切断するとボロっと砕けて綺麗な断面が得られなかったので、大きめに切断してヤスリで削って仕上げました。

電熱線の両端に耐熱ガラスチューブ(内径1mm)をはかせて碍子を通します。
IMGP9777.jpg

これで横受けアンカーと電熱線が絶縁できました。
IMGP9783.jpg

これをパイプに納めて組み込めばボディー作りは終了です!!
次は配線を完了し、実際に電流を流しながら適正な温度と電圧を探ります。

その2へ続く・・・
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テーマ:ハンドメイド - ジャンル:趣味・実用

  1. 2013/03/02(土) 03:36:47|
  2. ハンドメイドルアー
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プロフィール

パム太郎

Author:パム太郎
・1984年生まれ

・出生地 香川県/出身地 千葉県

・某TY大学 文学部哲学科卒

・ペンタックスと浦和レッズを愛する

・ビールはサッポロ CPUはAMD

・アンチアフィリエイト派

・社会のボトムズ

・メールアドレスは
 pam.taroあっとgmail.com

・Mixiからの引き継ぎブログです。

 古い記事はこちら↓
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・twitterはこちら↓
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