LEDデスクライトの修理

投稿 2021年05月07日 15時00分07秒 | リビング | hotall

修理をしていると泥沼にはまることが、度々あります。
初めは、簡単な作業と手を付けると、作業を進めるほど、問題が複雑化するのです。





妻がLEDデスクライトの調子が悪くなったと言ってきたので、状態を見ると、スイッチが利かず、消灯しなくなっていました。
それでも、最初は、何回か押せば消灯していましたが、そのうち、点滅するようになったのです。

おそらく、スイッチの接触不良だと高を括り、安易に修理を引き受けました。
しかし、それが予想外に大変な作業だったのです。

この文書は個人的なものであり、読者による修理を推奨するものではなく、内容について一切の責任を負いかねます。




まず、本体底のフェルトを剥がします。

ネジが現れたので、これを外します。

カバーが取れたので、中の様子を見ます。

するとアルミダイカストの台座がバキバキに割れています。
そういえば、支柱がグラグラしていました。

やれやれ。

スイッチの修理をする前に、まず、これを直します。
プリント基板で、補修しました。

それにしても、アルミダイカストの表面は、細かいひびが多数入っています。
素人目にも、この鋳造の品質が良くないのが分かります。

さて本題のスイッチを調べてみます。
状態を再度確認するために、スイッチを何回か押してみると、スイッチが崩壊してしまいました。

やれやれ。

今度は、このスイッチを直さなければなりません。

いずれ、今回の故障はスイッチの問題と踏んでいましたから、内部の様子が見れて良かったと自分に言い聞かせ、接点の様子を見ることにしました。

特に、接点には錆や損傷はありません。

崩壊したスイッチを組み立て、接着剤で固定します。

今度こそ本題のスイッチを調べます。

電源を入れると、いきなり、点灯します。
そしてスイッチを押しても、消灯しません。

テスターで、スイッチの電圧を調べると、押せば、電圧が0Vになるので、スイッチは正常に動作しているようです。
そうすると、制御基板の問題となります。

やれやれ。

制御基板をカバーしているヒシチューブを切り取ります。

基板は、ロジックICとその電源を供給する3端子IC、そして、チップ素子からなります。
このロジックICは10進ジョンソンカウンタで、タクトスイッチでオルタネート操作を実現するのに使っています。

さて、電源を入れて基板の状態を確認します。

まず、テスターで、電源電圧を測ります。
ほぼ、24Vで問題なさそうです。

次に3端子の出力を測ります。
3Vぐらいで、規定の5Vが出ていません。

3端子に高負荷がかかっている可能性があります。

基板上の素子を指で触ってみます。
すると、チップトランジスタが発熱しています。明らかに異常な状態です。

まず、このチップトランジスタを取り外し、調べてみます。

厳密には、簡単なバイアス回路を組んで、電圧を調べる必要がありますが、取りあえず、テスターで導通チェックをしてみます。

コレクタ、エミッター間をチェックしてみると、本来導通しないはずが、100Ωの値を示します。
これでは、ベース電流に係わらず、常にON状態になってしまいます。

これで、消灯にならない理由が分かりました。
このトランジスタを交換しなければなりません。

手元にチップトランジスタはないので、代替品を探します。

まず、回路からNPN型であることが分かります。

電源容量からコレクタ電圧と電流も推測できます。

その結果、所蔵品の2SC1815が使えそうです。

交換しました。
大きくなるので、基板からはみ出ましたが、本体には収まりそうです。

早速、電源を入れてみます。
いきなり点灯することはなくなりましたが、今度は、スイッチを押しても点灯しません。

やれやれ。

取りあえず、テスターでベース電圧を測定します。
電圧は出ていません。スイッチを押しても、変化はありません。

そこでロジックICの電源電圧を測定すると20V以上を示しています。
本来は5Vのはずです。

これは、やばい。
背筋がぞわっとしながら状況を整理しようとした時、変な臭いがしてきました。

あっ。
慌てて、基板上の部品を触ってみると、今度は、3端子素子が高温になっています。

しまった。
慌てて電源を切ろうとしましたが、時すでに遅く、バッチッと音と共に3端子から火花が散りました。

やれやれ。

3端子は確実にお亡くなりです。

それから、ロジックICも破損している可能性が高いです。

これまでの状況を振り返ると、ひとつの答えが浮かびました。

ACアダプターです。

ACアダプタを回路から外し、ロジアナで測定します。

無数のスパイクが出ています。

やっぱり。

このスパイクが、トランジスタを破壊したのです。

破壊されたトランジスタは結果的にスパイクをバイパス・吸収し、ACアダプタは一時的に電圧制御を取り戻します。

トランジスタを交換すると、それまで破壊されたトランジスタでバイパスされていたスパイクが3端子に降りかかり、正しく電圧制御できず、ロジックICに規定以上の電圧を掛けます。

規定以上の電圧はロジックIC内の保護ダイオードを経由して大量に流れ、3端子はこれを支えきれず、加熱・破壊。

結局、ほとんどの能動部品を失ってしまいました。

ACアダプタ出力のスパイクは、おそらく内部の平滑コンデンサのパンクでしょう。
以前は、この手のACアダプタの修理を行っていましたが、この時点で正直、疲れました。

ACアダプタ、3端子、ロジックIC、すべて、交換します。
ネットで購入。

部品が送られ、早速、交換作業です。

古い部品を取り外します。

まず、ロジックICと3端子。

取り外した部品と新しい部品です。

新しい部品を取り付けます。

次にACアダプタ。

新旧のACアダプタです。
念のため元のものより容量が大きいものを購入したので、少し大きくなっています。

元の電源ケーブルを基板から外し、付いていたブッシュを外します。

新しいACアダプタのプラグを切断し、被覆を剥きます。

念のため、ACアダプタの出力波形を計測します。

無負荷なので正確な電圧測定はできませんが、スパイクはなく、きれいに出ています。

新しい電源ケーブルにブッシュをはめます。

各ケーブルを基板に繫ぎます。

はんだ付け、結線を目視で再確認後、ヒシチューブで基板を覆います。

基板を本体に納めます。

組み立て後、電源投入です。

無事、スイッチによる点灯/消灯ができました。

今回の修理は、やればやるほど次々に部品が壊れてしまう、まるで泥沼にはまってしまったような一件でした。

やれやれ。

耳掛け式イヤホン(ATH-EM7)のイヤパッド再修理

投稿 2021年04月20日 14時50分12秒 | オーディオ・ビジュアル | hotall




製品の寿命には、いくつかの要因がありますが、その一つに消耗部品の販売終了があります。

6年前にイヤパッドを交換した耳掛け式イヤホンでしたが、またもこれがペシャンコになってしまいました。

もはや、このイヤホンはサポートを終了しており、補修部品も販売されていません。
部材の経年劣化が進み、耳掛け部のゴムは切れて、代わりにゴムホースで代用している始末です。もっとも、このゴムホースの代用は、耳当りが良く、気に入ってはいますが。

すでに17年を経過していますので、十分使い切ったと云えます。
しかし、まだ、音を出すという主要機能は健在ですので、このまま捨てるのも、もったいないような気がするのです。
そこで、なるべく費用を掛けずに、直してみることにしました。

この文書は個人的なものであり、読者による修理を推奨するものではなく、内容について一切の責任を負いかねます。



ペシャンコになった原因は、パッド内のスポンジ状の樹脂が、融けるようにつぶれてしまったことです。
そこで、この樹脂だけを交換できればと考えました。

ネットで色々調べたところ、この樹脂はモルトフィルターと呼ばれるもので、その通気性から、オーディオ用の他、エアフィルターなどに使われているようです。

元の厚みと網目の細かさのものをネットで購入し、早速、修理を始めました。


まず、イヤパッドを剥がします。

イヤパッドは、台座の樹脂リングと耳当てカバー、そしてモルトフィルターから構成され、両面テープで本体に固定されています。
先がとがっているもので台座ごと剥がします。



モルトフィルターは、前回と同様に、完全に溶けて張り付いています。

残念ながら、片方はカバーが台座から完全に剥がれてしまいました。

これを無水エタノールで取り去ります。

台座からはがれたカバーは両目テープで貼り付けます。



これが、今回購入したモルトフィルターです。

紙に半径14mmの円を描きます。
これを切り抜きます。

切り抜いた紙を型として、両面テープでモルトフィルタに貼り付けます。

型紙に沿ってモルトフィルタを切り抜きます。

切り抜いたモルトフィルタは型紙を外し、台座にはめます。

台座に両面テープを貼り付けます。

これを本体に貼り付けて完成です。

もとのふかふかのイヤパッドに戻りました。
よく見ると、台座から剥がれたカバーを貼り付けた部分が、少しいびつになっていますが、ほとんど気にならない程度に修復することができました。
これで、当分、使い続けられます。

モルトフィルターはウレタン素材であるので、加水分解による劣化は避けられません。数年後には、また、ペシャンコになるでしょう。
余ったモルトフィルターは、次回の修繕に備えて、湿気を避けて保管しておくことにします。

ヘッドホン(BOSE QuietComfort)プラグ・コードの補修

投稿 2021年04月16日 14時24分43秒 | オーディオ・ビジュアル | hotall

ケーブルに断線はつきものです。

これまで、いくつものケーブルを直してきました。
その方法は、いつも同じです。
・断線個所を特定し、その個所でケーブルを切断。
・切断した銅線を半田で繫ぎ、ヒシチューブやテーブで保護します。

この修理の欠点は、その手間と見た目が悪くなることです。
やはり、事前に断線を回避する対策をするのが一番です。


我家のヘッドホンのケーブルがコネクタ部分で被覆が剥がれ、中の電線が見えるようになってしまいました。
このままでは、近いうちに断線することは間違いありません。
そこで、今のうちに補修することにしました。

この文書は個人的なものであり、読者による修理を推奨するものではなく、内容について一切の責任を負いかねます。




一方の手で、剥がれている個所より前の部分をつまみ、もう一方の手で、更に前の部分の被覆を延ばします。
この時、コネクタには触れず、剥がれている個所に負担をかけないよう注意します。

延ばした被覆が戻る前に、素早く、被覆をつまみます。
すると中の電線が見えるようになります。
広がらない場合は、何回か繰返します。
この作業が失敗しても、絶対にコネクタ側を引っ張ってはいけません。
電線が切れてしまいます。

軟質プラスチック用の接着剤を用意します。

プライマーを電線及び周辺の被覆、コネクタ部分に塗ります。

同じく、内部の電線、コネクタの縁、被覆の端に接着剤を塗ります。

ケーブルの前の部分から延ばした被覆をコネクタ側にずらします。
ちょうど、広げた時と逆の要領で行います。
被覆がコネクタに密着したら、元に戻らないように被覆を指でつまんで押さえておきます。
コネクタと被覆のつなぎ目も接着剤を盛り、爪楊枝などを使って整えます。

指を離しても被覆が元に戻らないように、クリップでつまんでおきます。
接着剤が完全に固まるまで待ちます。
これで、補修は完了です。

ケーブルのグラグラはなくなり、しばらくは安心して使えます。
後々の苦労を考えると、壊れる前の対策は大事ですね。

デスクライト(Z-LIGHT Z-973N)のスイッチ故障

投稿 2021年04月14日 22時06分07秒 | リビング | hotall




机上作業に灯りは欠かせません。

16年前に購入したデスクライトは、長年、当たり前のように机を照らしていました。
このライト、最近、スイッチを回しても点かないことが増えていました。
バチ、ジジジとスパークが発生している音がするので、恐らく接点に問題があるのだと思っていました。
しかし、何回か回せば点いたので、しばらく放置していました。

ところが、いよいよ、いくら回しても点かなくなり、修理をしなければならなくなったのです。

この文書は個人的なものであり、読者による修理を推奨するものではなく、内容について一切の責任を負いかねます。




スイッチのつまみを外します。

電球カバー裏側のネジを外します。

スイッチ側側面のネジを外し、電球カバーを外します。

背面のネジを外し、ソケットカバーを外します。

スイッチ軸固定ナットを外します。

押さえ金具のネジを外します。

電球ソケットの下にスイッチがあります。

スイッチを分解します。

爪に精密ドライバー(-)を差し込み、カバーを引き出します。
少し隙間が出来れば、指の爪を挟み、同じ面のもう一方の爪を同様に外します。
片面が外れれば、そのまま、引き上げればカバーが外れます。

内部はこのようになっています。

電線は上にスライドすれば、外れるので、スイッチ本体を取り外します。

軸側の接点です。
メッキが剥がれ、錆で盛り上がっています。

ケース側の接点です。
同じようにメッキが剥がれ、錆で盛り上がっています。
これでは、電気は流れません。

紙やすりを小さく切り抜きます。
今回は800番を使いました。

割り箸に切り抜いた紙やすりをテープで貼り付けます。

軸側の接点を磨きます。

ケース側の接点を磨きます。

軸側の接点の錆は取れました。

ケース側の接点の錆も取れました。
しかし、メッキは剥がれた状態なので、いずれ錆びてしまう不安が残ります。

スイッチを組み立てます。



ライト本体も、元通りに組み立てます。
通電し、スイッチを回すと、無事点灯しました。
これで、修理は完了したものと思っていましたが・・・

翌日、頭の片隅に残っていた不安が現実となりました。
スイッチを入れても点灯しないのです。

こんなに早く、不具合が再現してしまうとは、と落胆しましたが、すぐさま、確かめるため、分解してみました。

接点の様子です。

やはり、磨いたはずの接点は黒く汚れており、錆のような付着物も付いています。

取りあえず、再度、紙やすりで磨きます。


抜本的な対策として、メッキが必用です。

簡単なメッキとして半田メッキがあります。
半田はスズが原料なので、スズメッキと同じ効果がありますが、柔らかいため、機械的な耐久性は乏しく、スイッチの接点には向きません。

そこで、他のスイッチから接点部材を移植することにしました。

手元に125V/6Aのプッシュスイッチがあったので、これを利用します。

プッシュスイッチの金属カバーを外します。

中の接点部材を抜き取ります。

部品は樹脂ケースに接着されているので、半田ごてで端子を温めて抜き取りました。

三つの部品が取れました。
色からリン青銅のようです。

この中から使えそうな2つを、更に分割します。
ニッパーで軽く傷を入れて、折り曲げを繰返すと金属部品は切れます。

4つの部材が取れました。

ケース側の接点に、接点部材を乗せ、半田で固定します。

表面に半田がかぶりましたが、強度的に弱い半田メッキが剥がれても、その下には接点部材があるので、問題ないと考えました。

部材で盛り上がったので、やすりで角を滑らかにします。

軸側の接点も同様に、接点部材を取り付けます。

やすりで角を滑らかにします。

ケースに軸を取付て、回してみます。
移植した接点部材の盛り上がりで、すこし引っかかりはありますが、機能しそうです。
再度、組み立てて、テストしてみます。
しかし、点灯しません。

ひょっとして。
電球を別の照明器具に取り付けてみると、点灯しません。
ん?。しばらく頭が混乱しました。
どうやら、昨日点灯してから、一晩で電球が切れてしまったようです。

気を取り直し、電球を購入します。
現在の電球はEFD25EL/22。National製です。
既に製造終了品です。

代替を探しましたが、省エネ電球/蛍光灯タイプは電球部分の太さが合いません。
また、LEDタイプは100型相当のものが見つかりません。

結局ワット数が低いLED電球を購入しました。
LDT8L-G/S/T6。60型相当のPanasonic製です。

元の電球と比較してみます。
太さ長さは問題ないようです。

これを取付け、スイッチを回すと、無事点灯しました。
しばらくON/OFFを繰り返しましたが、問題なさそうです。
明るさも、前の電球が新品だった頃と比較はできませんが、切れる直前の状態より明るく感じるほどで、私には十分です。

結局、わずか一晩で不具合が再発したのは、スイッチの問題か電球の問題かがはっきりしないまま修理は完了しました。
接点移植の効果については、このまましばらく使って、様子を見ようと思います。

ペーパークラフト年賀状(2021)

投稿 2021年03月17日 16時15分19秒 | デジタル工作機 | hotall



例年、年末はクリスマス、年越しと世の中は祝賀ムードで盛り上がります。
ところが、今年は世間の雰囲気がまったく異なっていました。

私の場合、年末の行事といえば年賀状作りです。
世間の慌ただしい雰囲気に押されて、作り始めます。
ところが、今年はカレンダーを見て慌てて作業を開始したのです。

ここ数年、年末は3Dプリンタ年賀状の作成が恒例となっていました。
この年賀状、3Dプリンタで作った部品を梱包し、組み立ててもらうものです。
昨年、レーザーカッターを購入したので、今年の年賀状は、これを使ったものにしようと考えていました。

どんな年賀状にするか。

何事も、最初は一から考えなければなりません。
まず、購入したレザーカッターは小出力なもので、カットできる素材は限られています。
そんな制限の中で、年賀状に応用できるものとして、まずはペーパークラフトが浮かびました。
今回は、これにしよう。

来年は、丑年、牛の立体をペーパークラフトにすることにします。
既に、いろいろな牛のペーパークラフトはネット上に存在しますが、やはり、一から設計することにします。

ペーパークラフトは平面を切ったり、折ったり、張り合わせることで実現しますが、基本的に平面の組み合わせなので、対象物をデフォルメする必要があります。
しかし、私にはそのようなセンスはありませんので、すでにデフォルメされた人形をモチーフにすることにしました。

福島の郷土玩具、赤べこは、正月のイメージにピッタリです。
これをペーパークラフトに合わせて造形します。


まずは、立体設計です。
赤べこを、基本、平面だけで表現しなければなりません。
今回は、初めてでもありますので、立方体を基本図形として、なるべく単純な造形とします。
立体の設計は3DCADで行いました。

次に各表面の平面を抽出し、SVGフォーマットで出力します。
これら平面を結合して、展開図を作成します。
平面の境界線で折り曲げると、立体になる訳です。

展開図は、平面なので、すべての面を繋げることはできません。組み立てるときに、分断された境界を貼り合わせる必要があります。
そして、貼り合わせるには、のりしろが必要です。


当初は、糊を使わずに組み立てられるよう、爪を差し込む方式で設計を進めていました。
しかし、実際に出力して組み立ててみると、今回のサイズだと爪が小さく、差し込む作業が容易ではないことに気が付き、この方式を断念しました。

最終的に一般的な糊付け方式にしました。
そして、位置合わせが楽なように、折り合わせて糊付けするようにしました。
爪による貼り合わせ以外にも、角を立体構造にしたり、首を振るように内部から首を出す仕組みを考えていましたが、組み立ての難しさから、簡略化しました。




次に、折線の加工について考えなければなりません。

まずは、よくある折線表記のように破線を考えました。
しかし、実際に破線でカットしてみると、問題があることに気が付きました。

デザイン上、カット線が表に出ることは避けたいので、表面に達しない程度の浅いカットを試してみました。
ところが、実際に折ってみると、方向によって、折りにくい向きがあるのです。
ネットで調べてみると、これが"紙の目"によることが分かりました。
このサイトに詳しく書かれています。

破線カットの幅や深さを増してみると、折りやすくはなるものの、カットは貫通させるしかなく、表面に折線が現れるだけでなく、裂けやすくなってしまったのです。




最終的に、破線は諦め、直線のハーフカットにすることにしました。

後は、折りやすく切れにくい深さを探ります。

カットはすべて切り抜くのではなく、一部は繋げておき、プラモデルのように組み立て時に切り外すようにしておきます。
そして、3Dプリンタ年賀状の時と同じように、年賀状自体を1枚のシートを折り曲げて作り、ペーパークラフトもその一部として組み入れます。


赤べこのデザインをプリンターで印刷し、レーザーカッターで切り抜きます。

はがきサイズに折り曲げて完成です。


コロナ禍で、年賀状を自粛する向きもあります。
この状況に新年を祝う気持ちも削がれてしまいますが、この年賀状が巣ごもり中の暇つぶしにでもなればと、投函しました。
早くコロナが終息しますように。



下表は今回設計したデータの一覧です。
印刷データおよびカットデータをアップしましたので、個人的な利用の範囲で、自由にお使いください。
項目数量入手
印刷データ(pdf)1ダウンロード
カットデータ(svg)5

厚紙(0.22mm)を切断する際のレーザーカッターの設定は以下の通りです。
(FABOOL-Laser Mini 3.5W)

項目速度出力回数
切断550mm/min100%1回
折線1800mm/min100%1回
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