2010年11月18日

たかがはんだ付け、されどはんだ付け

エフェクターの自作、改造に欠かせない作業のひとつがはんだ付けです。はんだ付けは溶接の一種に分類され、三千年の歴史を持つ非常に奥の深い技術ですが、その手軽さから時として「糊付けに毛の生えたもの」のように扱われてしまうことがあり、悲しい限りです。はんだ付けの作業方法についてはいろんなサイトで取り上げられていますので、ここでは意外と見落とされがちな安全性に配慮し必要なツール類をまとめました。また、はんだそのものについても簡単にまとめました。


ツール類

(1) はんだごて
(2) はんだごて台
(3) 安全めがね
(4) はんだ吸い取り機
(5) ラジオペンチ
(6) ピンセット
(7) ニッパー
(8) ワイヤーストリッパー
(9) 吸煙機

(1) はんだごて

エフェクターの製作をするのであれば、20Wのものと40Wのものと二本あると良いでしょう。これより大きいものだと部品を熱で痛める可能性が出てきます。プロ用のものでこて先の温度を設定できるものがありますが、結構高価です。

(2)はんだごて台

火事や火傷を防ぐため、こて台は必ず使いましょう。選ぶポイントはいかの3つです。
  1) こて先が露出しないもの
  2) こて先クリーニング用に水で湿らせたスポンジを入れる小さいトレイのあるもの
  3) ある程度重量があり、安定性のよいもの

P1000285s.jpg

(3)安全めがね

電子部品のはんだ付けに良く使われる糸はんだは、中心に酸化膜除去用の薬品(フラックス)が入っています。常温ではフラックスもはんだも固体ですが、はんだごてで暖めると、フラックスが先に溶けて、金属表面の酸化膜を還元し、はんだを付きやすくします。このフラックスにまれに水分や気泡が入っていて、はんだごてで暖めたと時にはじけて、はんだが飛ぶ事があります。200度近い溶けたはんだの飛沫が目に入ると、最悪の場合失明してしまいます。従って必ず安全めがねをして目を保護するようにします。

(4)はんだ吸い取り機

はんだ付けした部品を外す時にはんだを除去する必要があります。手軽な除去方法は以下の二つがあります。

  1)ウィック(シールド線の網線のようなもの)をはんだごてで押し当てて毛細管現象ではんだを吸い取る方法
  2)はんだ吸い取り機ではんだを吸い取る方法

筆者はもっぱらはんだ吸い取り機を使っています。電動ポンプ式はさすがに高価ですので手が出ず、注射器にばねがついたような形のもの使ってます。はんだごてではんだを暖めて、溶けたタイミングを見計らってこれで吸い取ります。

 
(5)ラジオペンチ


先がピンセットなみに細いものを使ってます。細い方が使いやすいようです

(6)ピンセット


薬局で売ってるピンセットは先が柔らかく使いにくいので、先が細くて硬いものが良いです

(7)ニッパー


ニッパーが無くてもはさみで代用できなくはないですが、硬いリード線をはさみで切ると刃こぼれします。

P1000287s.jpg

(8)ワイヤーストリッパー


電線の被覆を剥く場合は必ず芯線の太さに合ったストリッパーを使います。そうしないと芯線に傷を付け、後々に断線の原因になります。

(9)吸煙機


はんだ付けする時に必ずフラックスの煙がでます。この煙は体に良くないので、吸わないようにしますが、そうすると息を止めてはんだ付けすることになります。それはそれで、集中力が上がってよいのですが、思わず吸ってしまったり、煙が目に入ったりすることもあるので、吸煙機があると楽です。家庭では煙を室外に排出するような大掛かりなことはできませんので、手元から煙を拡散させ、窓を開けて換気します。

P1000289s.jpg


はんだについて


家庭でエフェクターを月に2〜3個作るのであれば、筆者は鉛フリーはんだの使用はあまり薦めません。理由は、高価なヴィンテージ・パーツを使う場合、これらの部品は鉛フリー対応でない場合が多く、耐熱性が高くないためです。鉛フリーはんだが使われる前に家電製品で一般に使われていたはんだは、錫63%、鉛37%の合金(広義)で、その融点(ゆうてん=溶ける温度)は183℃です。錫そのものの融点は232℃、鉛の融点は327℃ですので、この二つをあわせることで融点を下げてます。一般に6337(ろくさん、さんなな)はんだと呼ばれます。
現在よく使われている鉛フリーはんだは錫96.5% 銀3% 銅0.5%で融点は218℃前後です。この鉛フリーはんだは、6337に比べると硬く、部品同士の熱膨張の差による機械的ストレスを吸収する能力が小さいため、基板のパッドはがれやはんだのひび割れ等、信頼性に若干の懸念があります。メーカーは、パターン設計の工夫や厳格な工程管理を行うことで、6337並みの信頼性を確保しています。大量に出回る工業製品の場合は環境保護の観点から鉛フリーである必要性がありますが、一般の人が趣味で電子工作を行う範囲ではむしろ鉛入りの従来のはんだの方が好都合だと思います。

鉛入り(6337)はんだ
  組成:錫63%、鉛37%
  融点:183℃
  特徴:比較的柔らかく、はんだ接合部の機械的ストレスの吸収性に優れる。
  欠点:鉛に毒性があり、大量に摂取すると人体に悪影響がある

鉛フリー(錫銀銅系)はんだ
  組成:錫96.5% 銀3% 銅0.5%
  融点:218℃前後
  特徴:鉛を含まないため、鉛が原因となる中毒の心配がない
  欠点:鉛入りはんだに比べ硬く、はんだ接合部の機械的ストレスの吸収性にやや劣る。
      融点が高いため部品の耐熱温度に注意する必要がある



 

ラベル:はんだ
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2010年11月08日

Maxon OD808 Reissue Mod その9

クリッピング・ダイオードの比較方法

前回(その8)に書いたように、OD808の基板(臓物)を一気に入れ替える過程で、クリッピングダイオードの組み合わせを色々とためしたわけですが、どうやってやったかを書いておきましょう。

まず、臓物(基板)入れ替えVer.1というのを作ったわけです。これはどういうものかというと、OD808には裏ブタを開けてすぐにお目にかかれるメイン基板の奥に、ボリュームとか発光ダイオードが乗ったサブ基板がありますが、こいつを入れ替えたのが「臓物(基板)入れ替えVer.1」なわけです。これだあ〜〜。

P1000229s.jpg

メイン基板に比べると、サブ基板は部品数が少なく、スペースがあるので、サブ基板をユニバーサル基板を使って作ります。サブ基板は形を変え、クリッピング回路切り替え用スイッチが入るようにます。オリジナルのクリッピングダイオード(MA150)をサブ基板に移動させます。そんで、ついでにここにZen-Drive風クリッピング回路ものせてしまいます。そんでこの二種類を「固定」にしてしまいます。こんな感じ〜

P1000232s.jpg

っで、もうひとつ、簡単にダイオードを付けたり取り外したりしたいわけで、こいつを配線を伸ばして、電池のスペースに空中配線で持ってくるわけです。(写真の都合上絶縁してませんが、通電前に絶縁します)

P1000236s.jpg


ほんでこの三つをDPDT(Double Pole Double Throw) とかDPCO(Double Pole Change Over)だとかいう「2回路、6ピン、On-On-On」のスイッチで切り替えるわけです。ところが、おじさん(この文章を書いている人)は
「これはそもそもオペアンプのフィードバックループの配線なんやし、へんなことしたら、クロストークが起きたり発振したりすんとちゃうかあ〜?」
と思ったわけです。
そこで、「ダイオードとオペアンプをつなぐ配線はシールド線にするかあ〜っ」となるんですが、普通はエフェクターボックスの中にはシールド線で配線できるほどの空間はないのですが、なんとまあ、以前にアンプを作ろうとして挫折した時の未使用「極細シールド線」が手元にあるじゃないですか。あまりのめぐり合わせに、一気に配線してしまったのがこれです。

P1000234s.jpg

ちゃんとシールドのは末端処理してシュリンクチューブで絶縁して、シールドはGND(アース)に落としました。はっきり言って「高度な外科手術」のようなはんだ付けテクニックが必要です。こんなことするのは「あほ」ですねえ。

自問:「このシールドは本当に必要かっ??
自答:「シールドは無くでも大丈夫かもねえ〜〜。」

でもまあ、このシールドのおかげで、クロストークとか発振の心配が消えて、安心して音質比較ができました。
ところで、「なぜソケットを使わないの?」という声が聞こえてきそうですが、それはねっ、
「ソケットを使うと音が変わってしまう(ソケットの音がする)」からです。厳密に言うと”はんだ”でも音は変わりますが、ソケットの金属接触よりは音の変化が少ないです。ソケットの接点は銅の上に色んなメッキ(金色でも金だけではない)をしていて、この異種金属接合が多いと音が変わってしまうんですよ〜。「うっそ〜〜」とおもうでしょ。ほんとなんです。
ラベル:OD808
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2010年11月06日

Maxon OD808 Reissue Mod その8(加筆)

OD808の基板(臓物)を一気に入れ替える過程で、クリッピングダイオードの組み合わせを色々とためしてみた結果をまとめてみます。以下の歪感と音質に関するコメントはあくまで筆者の個人的なものなので、同じ結果が得られるとは限らない事をご了承ください。また試奏にあたっての歪みのセッティングは「強くピッキングしたときにほどよく歪むセッティング」です。この回路の原理上「弱いピッキングでも強く歪むセッティング」にすると差は出難くなるというよりも、ほとんどわからなくなってしまいます。
試奏機材のストラトにのっているフレイリンBSは結構出力が低く、高音もそれほど出ませんので、オーバードライブをめいっぱいにしてもギンギンの歪にはなりません。しかし、高出力のハムバッカーがのったギターやオーバードライブの前にブースターを入れると、ダイオードでクリップする前の立ち上がり波形が直線的になってしまいますので、クリッピングダイオードによる音の差がわからなくなってしまいます。

試奏機材は以下のとうりです。

ギター:ストラト(ボディー:バッカス + ネック:ワーマス + PU:フレイリンBS)
アンプ:Cube30(スピーカーをセレッション(G10 Greenback/8)に換装)

クリッピングダイオードの組み合わせパターンは以下の4とおりです。

combination.jpg

ではでは、それぞれの組み合わせで、ダイオードをいろいろと変えてみたりした場合の歪感と音質に関するコメントで〜す。

[1.Normal]
最も一般的なダイオード2個

1-1
松下:MA150

OD808のオリジナル。ほどよいオーバードライブ感。これが基準になります。

1-2
日立:1SS108

検波用シリコン・ショットキ・バリアー・ダイオード、障壁電圧が低く、0.1Vで200mAくらい流れます。でも1Vで10mAくらいしかながれませんので、「こんなん歪むんやろかあ〜」と思って実験してみたら、やっぱり歪感はほとんど無く、単に抵抗をつないでるような感じでした。

[2.Zen Drive風]
Webに出ているZen Driveの回路にあるクリッピング回路。

2-1
FET = Fairchild:2N7000
Diode = Unizon:1N34A (ゲルマニューム)

この組み合わせはよろしいです。ジャリッとした歪感が減ってなめらかで粒立ちの良いオーバードライブ感が味わえます。加えて少しふくよかというかちょっとファットな感じの音です。この音質的特長は2N7000によるものか1N34Aによるものかは確かめなければなりません。

[3.Si-SB非対称 A]
シリコンダイオードにショットキ-バリア-ダイオードを直列につなぎ、片側のSBを2個にして波形が上下非対称に歪むようにしたものです。

3-1
Si = ローム:1SS133
SB = STMicro.:BAT41

「2N7000と1N34Aの組み合わせ」に似た歪感ですが、より滑らかです。ふくよかな感じはなく、バランス的に高音側によった音です。高音は「さわやか、スッキリ」系で、ジャリッとした感じはあまりありません。「線が細い」と感じる場合があり、若干好みが分かれるかもしれません。

3-2
Si = オムロン:1SR139-400
SB = STMicro.:BAT41

「2N7000と1N34Aの組み合わせ」「1S133とBAT41の組み合わせ」に似た歪感ですが、ふくよかな感じはなく、また高音側によった音でもなく、バランス的にも中庸です。滑らかさはそれほどでもなく、まあ、なんというか普通です。

[4.Si-SB非対称 B]
片側のシリコンダイオードにショットキ-バリア-ダイオード(またはシリコンダイオード)を直列につなぎ、もう片側はシリコンダイオードだけにして波形が上下非対称に歪むようにしたものです。

4-1
Si = Fairchild:UF4007
SB = Vishay:SBYV27-50


SBYV27もUF4007も共にいわゆる「ファースト・リカバリー・ダイオード」です。SBYVはデータシートには「Soft Recovery Ultrafast」とあり、「SoftなんかFastなんか、どっちかはっきりせんえ〜!」と言いたくなります。両方とも多分シリコンだと思いますが便宜上片側をSBと呼ぶことにします。違いは電圧電流特性で、データシートのグラフから読むという超大雑把な理解は以下のとうりです。

SBYV27:0.65V-0.01A,0.93V-0.1A,1.4V-0.45A
UF4007:0.63V-0.001A,0.7V-0.01A,1.4V-1.5A

要するにSBYVは1SS108と同じように抵抗分が大きく、あまり歪みません。そのわりには障壁電圧が高いという、なんかあまり優等生ではなさそうなダイオードです。
この組み合わせは、なんというかまあ、なんとも表現のしようがない、MA150に比べて若干滑らかではあるのだけれど、特にダイオードを三個つける意味がないような特徴の無い音です。要するに「整流用のファースト・リカバリーを使うくらいなら、スイッチング用で早いものを使った方が良い」という、ちゃんと考えれば普通にわかる極当たり前の結論のようです。がしかし、「何か新しい発見を期待して、挑戦してみた」という意味はあったのかもしれません。

[結果]
まあ、なんと言いますか、当たり前といえば当たり前に確認できただけなんですが、クリッピングダイオードを使った歪は、ダイオードの電圧電流特性で決まることが確認できたわけです。同じ型番でもメーカーが異なると電圧電流特性が異なることがあるので、ダイオードを選定する場合は、データシートを確認したほうがよさそうです。
リカバリータイムの早い遅いでそれほど大きな差は出なかったように思います。早いほうが滑らかな歪みになる傾向があるような気がしますが、あまり支配的ではなさそうです。
また、電圧電流特性の障壁電圧は重要なんですが、メーカーのデータシートの電圧電流特性のグラフにはには0.1Vあたりから0.6Vあたりまでの電圧の変化に対する電流の変化は記載されて無い場合が多く、ってことは、そのあたりの特性はメーカーの保証範囲外であるわけですが、これがどの程度音質に関わるかは実測して調べてみる値打ちはありそうです。しかしながら、結構手間がかかるので、そんなことするくらいなら試作して音を出して比べるほうが賢いかもしれません。障壁電圧を越えたところからの電流の立ち上がり方の重要度は予想どうりで、シリコンダイオードにショットキダイオードを直列につないで、立ち上がりを緩やかにすると、その分歪みも滑らかな音になり、歪みの「くせ」みたいなものはこの立ち上がりできまってくることが確認できました。障壁電圧以下の特性はダイオードを並列につなぐと微妙に緩やかになるらしいので、このあたりも調べてみると面白いかもしれません。
ラベル:OD808
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2010年11月01日

Maxon OD808 Reissue Mod その7

懲りずに、OD808 Modを続けます。

っというか、一気に臓物入れ替えまでいってしまいます。
回路図はこれ、

808 Mod-Special.jpg

CADにEagleを使って書いたので、ちょっと見にくいですが、お許しくだされ。
Eagleは機能と使用上の制限を守ればフリーで使えます。
簡単なエフェクター程度の回路規模であれば、フリー版で充分です。
一応最終の回路図はこれで、実装完了して動きました。、無事、。

下の写真は途中経過でござ〜ます。
この後に箱に組み込んで、そこからまたmodして上の最終の回路になってしまいました。
んなもんで、この写真の段階では、OPAMPとトランジスタ用のパスコンはついとりまへん。

P1000181s.jpg

詳細は次回。
ラベル:OD808
posted by tzk at 20:17| Comment(0) | OD808 Mod | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2010年10月30日

ストラト塗膜改善

Caparison Angelus のネック塗装を薄くして絶大なる(本人の思い込みだけだという声も上がってますが、、)効果をあげたので、気をよくして、他のギターにも手を出します。
「手を出されたギターが可愛そう」という声が聞こえてきそうですが、「大丈夫ですっ」

今回の餌食(じゃなくて)対象はジャンクのバッカス製ボディーとワーマスのネックとフレイリンのピックアップで作ったストラトです。
P1000220s.jpg

構成は以下のとうり

ボディー:
ヤフーオークションで買ったストラトのジャンクボディー
フェンダーUSAのピックガード付き、ブリッジを含めその他小物は付いていた
サンバースト
ほどよい傷あり。

ネック:
ワーマス製、ワーマスプロ、メイプル・クォーターソーン、ローズフィンガーボード
塗装は自家製、ウレタン二スをティッシュですり込んだ極薄塗装

ピックアップ:
フレイリンBS

あまり期待せず、適当に組んだのだけど、結構良い音がしたので、そのまま練習用に使っていたのですが、もっと良くなる予感がしたので、塗装の最適化を試みます。
まずが塗装チェック、、、

P1000225s.jpg

傷が付いているところを観察すると、あれれ??このサンバーストは
木ー下地ー黄色ー赤ー黒ークリア
の順番で塗装してますねえ、、
何かで読んだのでは、サンバーストは
木ー下地ー黒ー赤ー黄色ークリア
で塗装するとか。なぜって、黒の上に塗った赤や黄色がはげても目立たないから、
黄色や赤のところを見ると
あれれ、、結構塗装膜は薄いぞ、

P1000227s.jpg

こりゃ削るところがないなあ。あえてやるなら、ボディー周辺の黒。あまり効果なさそうだし、、、、
ところがこのギター、ピックアップキャビティーがいわゆる「弁当箱」仕様でこの中の塗装は
全く仕上げられてなくて、めちゃ分厚い。当然トレモロ・スプリング用のバックキャビティーの中も塗装がめちゃ分厚いってんで、ここの塗装を削ってみると

P1000215s.jpg

出るわ、出るわ、カッターナイフごときでは間に合わず、ついにカンナの刃でひたすら削ることになりました。削りカスは写真にある量の10〜15倍。削り作業は約三十分。カンナを持つ指が痛くなります。

ひたすら削って、
見えないところなんで、
仕上げはせず、雑なままで

P1000216s.jpg

バックキャビティーも雑なままで

P1000217s.jpg

組み上げて弾いてみて、、
なんですが、、、
全バラシしたので、ついでにネックポケットのところをきれいにしたりとか、当然、弦も張替えになってしまうので、ちゃんとした比較はできません。

っで、っ効果は、、
(1)音の伸び(サスティーン)は良くなった。
これはネックポケットの余分な塗装を少し掃除したので、ネックとボディーに密着がよくなったのが影響しているかもしれませんが、でも、こんなに効くか??

(2)倍音がよく出るようになった
弦を交換すると倍音がよく出るようになるので、これは弦の交換が主因でしょう

(3)音が太くなった
弦を交換すると、倍音が良く出るようになって、バランス的には高音に偏るのですが、それと同じくらい低音側が良く出るようになりました。

全バラシ、組みなおしというのは、フェンダー系のギターを買うと必ずやるのですが、ネックポケットの掃除というのは必ずお決まりのメニューなんですが、ここまで大きく音が変化(良くなった)経験はありません。やはり、ネックジョイントからブリッジまでの間の部分の振動の通り道の塗装の影響が大きいのでしょう。期待以上の改善です。

弁当箱仕様のストラトボディーは結構嫌われますが、その理由は単にかっこ悪い(「見えないからイイジャン」というもんじゃなくて)だけでなく、このピックアップキャビティー内の塗装の仕上げにあるのかもしれません。

これまた、すべてのギターで同じ結果がでる保証はありませんので、試される方はご自身の責任で。
posted by tzk at 13:42| Comment(2) | Guitar | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

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