大車輪タイミングコイルモーター　

　京都市立中学校理科教員研修のための観察実験講座用に作りました。元のアイデアは京都市青少年科学センターでずっと以前に「実験室学習」のために開発された装置から頂きました。この元の装置についてはすでに科学センター報告やその他の冊子にもいくつか発表されています。今回製作したものは、学校現場での使用を考えて、メンテナンスや操作・調整、量産するときの部品調達などが、現場の教員でも可能なように改良を加えたものです。この装置の製作・改良には海老崎の他、同僚の岡部純先生、アドバイザーとして指導主事の八木陸郎先生が関わりました。

◇装置の特徴 　 １．豆球を回路に入れることで電流量が少なくなり、電池が長持ちしコイルの発熱もない。 　 ２．豆球の点滅により、コイルモーターのしくみが理解しやすい。 　 ３．タイミングを取って、スイッチをオン・オフすることで、連続回転をさせることができる。これにより、コイルモーターが連続して回るためには、半回転毎に電流の断続を繰り返す仕組みが必要なことがわかる。

◇タイミングコイルモーターの製作

　

�@ドリルなどで開けた木製台の穴に7.0cm（コイルの大きさで変えます）に切った銅線を差し込み、木槌で叩いて入れる。曲がるときはラジオペンチで銅線の根元を挟んでラジオペンチを叩くと入りやすい。

�AＹ型圧着端子を銅線の上にかぶせ、ラジオペンチで軽くつぶして仮止めする。

　　※２本とも同じ高さになっているか確認する。

�BＹ型圧着端子と銅線をハンダ付けして本止める。

　

�C電池ボックスを木製台にネジで止める。

　

�D豆球台を木製台にネジで止め、豆球をねじ込む。

　

�Eスイッチをスイッチ台に固定し、木製台にネジで止める。

　

�F図のように、適当な長さにビニル線を切り、ハンダ付けする。

　

○コイルの製作・・・

　

�@0.8mmエナメル線（またはホルマル線）を、塩ビパイプ等に５〜６回巻きつける。端は５cmずつほど残す。

　

�A残した端をコイルに数回巻きつけ腕の部分をつくる。

　

�B腕の部分を両方ともすべてカッターナイフでみがく。（半分残しはしない。） 　

◇写真左・装置全景 　 実はもっと広い面積のフェライト磁石の方が良く回ります。 　 ◇写真右・実験しているところ 　 スイッチを押すとコイルが振れ始め、豆球も点灯します。

◇実験方法

　

�@台の上に角形フェライト磁石を置き、電池を入れてコイルを乗せる。

　※コイルと磁石の間隔がほとんどなくなるように銅線を傾けて調整する。

　

�Aスイッチを押す度にコイルが動くので、タイミング良くスイッチを押し、揺れを大きくさせていく。

　

�B�Aを繰り返し、回転させる。 うまくやるとずっと連続して回転が続きます。

　

　

◇うまく回らないとき・・・原因および対策は次の通りです。

　

�@磁石が小さい。→磁石をネオジムに変えたりして強力化をはかる人がほとんどだと思いますが、実は磁石の面積が大きく関わっています。磁力はフェライトで十分です。面積の大きいものに変えましょう。

　

�A磁石とコイルが離れている。→コイルを載せている銅線を傾けて距離を小さくしてやります。

　

�B電池が弱い。→電池を新品にしましょう。アルカリでなくても十分です。

　

�Cコイルの端の剥がしが不十分→ペーパーなどでなく、カッターナイフで丁寧に剥がしましょう。

　

�Dコイルのバランスが悪い。→丁寧に作り、微調整を根気よく繰り返して下さい。

　

�E豆球の定格電流値が小さい。→１．５Ｖで、０．３Ａ以上のものに変える。

　

�Fスイッチを押すタイミングが悪い→？？？練習あるのみ！ 　

海老崎　功 ebisan@mbox.kyoto-inet.or.jp