nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
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超音波レコード洗浄器の試作(洗浄槽)

 今回は電子工作ではなくてアクリル工作です。何時ものアルミシャーシ加工とは勝手が違い、苦労しました。
 過去には、7セグLED表示器に取り付ける1mm厚のアクリル板をプラカッターで切ったことはありますが、まともなアクリル工作は未経験です。こんなことで洗浄槽が作れるのだろうか?不安一杯でスタートしました。

 何はともあれ、最低限の工具がないことには始まらないので、手元にある工具を総動員してアクリル板に挑みました。不器用な我が腕を嘆きつつ、四苦八苦して何とか洗浄槽が形になりましたが、見せるのが恥ずかしいレベルです。初めてだし、試作だし、水は漏れていないからと、自分を慰めたいような出来です。
  Ultrasonic_Cleaning tub with record



1.洗浄槽の方式
  産業用も含めて、ステンレス洗浄槽の外側に振動子を接着する方式が主流ですが、防水ステンレス箱に振動子を組込んで洗浄槽に投入する方式もあります。
  振動子を洗浄槽の外に取り付ける場合は、透過率や防錆・腐食の面からステンレスが適していますが、振動子が直接洗浄液と触れるならば洗浄槽の材質は樹脂でも何でも良いと思います。今回は試作なので、とにかく作り易さを優先してアクリル製とし、振動子が直接洗浄液に触れる方法を考えます。


2.工具がなくては始まらない
  アクリル用工具らしいものは年季の入ったプラカッターだけ。これだけでは流石に無謀なので、使えそうな工具を総動員しました。
  Ultrasonic_Tools for acrylics

 (1) 切断工具
   数mm以上の厚板は強敵でプラカッターでは刃が立ちません。使えるかどうか分かりませんが、アクリル板を切れそうな鋸(樹脂用と書いてあるけど?)を引っ張り出してきました。私の腕じゃ真っすぐ切れないだろうな?

 (2) 穴明け工具
   アクリル用ドリルビットなど持っていないので、ネットで知恵を付けて、古い金属用ビットの先端を研ぎ直して使うことにしました。こんな簡単なものですが割れずに綺麗に穴明けができました。
   さて大径の穴を明けるにはどうするか?金属用ホールソーだと割れそうです。金属用サークルカッターが使えないか調べたところHPに説明があり、切削刃のすくい面を研ぎ直すことで使えるとのこと。さっそく古い刃を研ぎ直して使ってみると、多少慣れが必要ですがきちんと穴が明きました。
  Ultrasonic_Drill bit for acrylics  Ultrasonic_Hole opening by circle cutter

 (3) 曲げ工具
   アクリル板は百数十度の熱を加えて曲げることができます。ネット上にはアクリル曲げヒータの製作記事がたくさん紹介されており、簡単な仕組みですが皆さん色々と工夫されています。これらを参考にして私もさっそく製作し便利に活用しました。これは別途「アクリル曲げヒータの製作」という記事にしています。


3.材料入手
  洗浄槽は中が見えるように透明アクリルを使用します。ショップのカットサービスもありますが、無知な私は気楽(無謀)に自力で加工することに決め、3mm厚のアクリル板を購入してしまいました。これが後々苦労の原因に。
  レコードレーベル保護用のアクリル円板も必要ですが、これは手に負えないので別途購入しました。
  接着剤は専用(アクリサンデー?)品が良いようですが、手持ちにABS用接着剤があるのでこれが使えるはず?


4.さあ組み立て
 (1) レーベル保護器
   洗浄槽の前に、練習も兼ねてレーベル保護器を組み立てます。超音波洗浄器の中では脇役ですが、レーベルの水濡れ防止の重要なパーツです。
   普段馴染みのない長ボルト、ノブ、パッキンなど、部品を一式揃えるにも苦労しました。別途購入した110mmφ、8mm厚のアクリル円板に、2mm厚ゴム板から切り出したパッキンを貼付け、中心に6.5mmφの穴を開けました。M6長ボルトを通してノブやスペーサを取り付けるとレーベル保護器の完成です。これは最終的に洗浄槽の上部にブラケットを介して取付け、レコードの回転軸となります。
  Ultrasonic_Packing for label guard  Ultrasonic_Label guard assy

 (2) 洗浄槽
   洗浄槽のサイズは、LPレコードを垂直に入れてレーベルより下約10cmが洗浄液に浸かる程度で、幅は超音波振動子の大きさ(45mmφ)の制約を受けるため、あまり狭くはできません。また振動子のパワーから洗浄液の容量は2リットル以下に抑えたいので、レコードの円周に沿って斜めに仕切りを設けました。
   振動子が下に出っ張っているため背高となってしまいましたが、最終的なサイズ(外形)は幅330mm×高210mm×奥56mmとなりました。
  振動子は洗浄槽の底に取付け、アクリル板による透過損失を避けるために放射面が直接洗浄水と触れるようにします。具体的な取付け方法をどうするか悩み所ですが、洗浄槽の底に穴を明けて振動子の頭を突き出す格好とし、接着剤とコーキング剤の力技で防水処理をしました。
  組み上がった洗浄槽の姿をご紹介します。アップはありません、恥ずかしいので遠目からです。
  Ultrasonic_whole outside view of Cleaning tub

  初めてのアクリル工作で四苦八苦し、不出来な部分や汚い部分が多々あります。慣れない接着がスムーズにいかず、接着剤のてんこ盛りで防水を保っているような状態です。たくさん失敗したので、この次はもう少しまともに作れると思います。

  ウォーターラインまで水を入れると約1.4リットル入りました。振動子から離れた左右のスペースは殆ど洗浄に寄与しないので、内側に発泡スチロールでも貼って容積を小さくする方がよいかもしれません。
  心配した振動子周りの防水も問題ないようです。うん、見てくれはアレですが何とか使えます。試しにレコードを取り付けてみました。まだ手回し式ですが、まあそれなりに形になったと自己満足しています。
  Ultrasonic_Cleaning tub with record


5.少し試運転
  洗浄槽に発振部基板がケーブルでつながった状態で試運転を行い、実働状態での漏水や振動子の固定状況を見てみました。洗浄槽の中に水道水のみを入れて約10分間連続作動させました。各部の緩みや水漏れはなく、振動子の取付け状態も問題ありません。振動子が若干温度上昇しますが気になるほどではありません。
  惜しくはない(不要ではないが)レコードを犠牲にして、アルミホイルを貼り付けて実際に作動させてみました。右の写真は約1分後のアルミホイルの状況ですが、小さな穴が明き始めておりそれなりに洗浄力がありそうです。
  Ultrasonic_Preliminary cleaning test with alminum foil  Ultrasonic_breakage situation of 1 minute after


6.次の作業
  レコード回転部や洗浄ブラシの製作もやらなくてはなりませんが、とりあえず取付部のみをアクリルで製作しました。写真はそれらを仮置きしたところです。モータも決まっていないのに大丈夫か?定番のデンターシステマ歯ブラシも10本ほど買い込んでこなくてはなりません。
  Ultrasonic_Outside view of Cleaning tub with options
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