鉱石ラジオの回路とそのはたらき[コンデンサー後編]

透明ラヂオ
これは全体的に無色のラジオです。コイルは無色の石英ガラスの筒に銀の導線を使って作りました。ヴァリコンは白雲母の薄片に錫箔を貼り、セルロイドの透明な棒で回転体を作りました。検波器にはピーコックパイライトを使いました。
この鉱物標本は10年ほど前にパキスタンの業者から手に入れたもので、黄鉄鉱の表面がところどころ水色や紫色になっていて、しかも無色の水晶と共生していてとでも美しかったので使ってみたのです。鉱石の台は錫にアンチモンを加えたもので作り、支持体はガラスのカップを使いました。全体は無色の有機ガラスでできていて、有機ガラス板を曲げるのにはあらかじめ型を作る必要があります。また端子やツマミも、導体部分以外は透き通るようにポリエステルなどを使い工夫しました。この受信機を朝早くに聞くと、 とてもわくわくした気持ちになります。

固定コンデンサーの実際

ここで実際に作られたコンデンサーをいくつか見てみましょう。

マイカコンデンサー(固定コンデンサーの中でもマイカを使用したもの)

1745年に原理の発見ともいえるライデン瓶が作られて以来のコンデンサーの歴史の中でも、マイカコンデンサーはかなり古くからあったもので、およそ150年くらい前からつくられています。マイカは他の誘導体にくらべ、シビアに容量を追い込め、また湿度や高周波にも安定しているからです。

日本でも三陽社(日本通信興業KKの前身)が1915年(大正4)には生産していました。よくジャンク屋等で見かける旧式のマイカコンデンサーはいまだにその性能を高く評価され、とりわけアメリカのデュビリア社やサンガモ社製のものは高価でマニアに人気があります。

固定コンデンサーの基本的構造

ヴァリアブルコンデンサーの実際

鉱石ラジオの回路の中で、今までお話ししてきたようなコンデンサー、つまり固定コンデンサーだけではなく、その容量を変化させることができる可変容量蓄電器variable condenser通称ヴァリコンが大切な役割をするのです。コンデンサーの性質を説明したときに「その容量は対向している導体の面積とその導体の間の距離によって決まってくる」と言いました。ですから、その容量を変えたいときにはその大きな2つの要素をいろいろと変えるしくみを考えればいいということになります。

容量変化の要素
1,極板を近づけるほど→静電容量は大
2,極板を遠ぎけるはど→静電容量は小
3,極板の対向面積が大きいほど→静電容量は大
4,極板の対向面積が小さいほど→静電容量は小

まず、2枚の極板のギャップを変化させるために、ねじやスライドによってその距離を変えたり、ちょうど本を開いたり閉じたりするようにしてみたり、あるいはプラスチックのコップにアルミ箔をそれぞれの外側にはりつけ、2つのコップのギャップを変えたりするものがあります。これらは極板の距離を変化させることによって容量を変化させる考えです。

もうひとつの極板の距離を対向面積を変化させるタイプには、引き出しのように極板間に別の極板を出し入れしたりするタイプや筒状の金属パイプをスライドさせるビリーコンデンサーbilli condenserなどがあります。

可変コンデンサーの参考例1

可変コンデンサーの参考例2

初期の頃にはまだ他にいろいろなものがありました。たとえばセルロイドコンデンサーです。

金属のローラーR1と絶縁物のローラーR2とにうすいセルロイドの外側に錫箔をはったものをわたし、R1がそれをまきとったりあるいはまきもどしたりして、極板の対向面積や距離を変えるのです。要は極板の距離と対向面積を変化させればいいのです。容量を変化させるための新しい方法を工作する人がれぞれ考えてみるのも、工作の可能性を広げることにつながると思います。

セルロイドコンデンサー

エアーヴァリコン

エアーヴァリコンは絶縁物として空気を利用したもので、工業的に生産される可変コンデンサーの中で一般的に普及していきました。

それは設計のしやすさ、機械的堅牢性、安定した精度や操作性があげられます。 しかしながら初期においてはいろいろな形や特性のおもしろいものがありました。

エアーヴアリコンの構造

昔の工作の本を見ると、エアーヴァリコンを製作することはあまりないかもしれませんが、決して不可能ではないので、参考までにいくつかの代表的なエアーヴァリコンの羽の形などを図にしておきました。

エアーヴァリコンの静電容量の変化
abCのそれぞれの羽の形は回転軸(ローター)が回転していつたとき、固定軸(ステーター)と交わって作る面積の変化がどのようになるかを示したものです。aではほぼ直線的に容量が変化しますが、 bやCはそれぞれ、同調回路の中で波長なり周波数が直線を示すように容量を変化させるために設計されています。

エアーヴァリコンの羽の形

波長直線形の羽の形
波長直線型の羽の形も当時の設計者の考え方によっていろいろありました。ですからぼくらが固定コンデンサーやエアーヴァリコンを作ったりした時に各人いろいろなものができてかまわないのです。工作の時に参考にしてください。

画像のうち、大きいものは2連ヴァリコン(ギャングヴァリコンとも言う)。
右上は初期のシールドケース入りのもの。あとは単連の豆コン。

画像のうち、左上は真鍮製のため、重さのバランスをとるのにうしろにウエイトがついている。中のものは羽全体が鋳造製。右は四角い羽の変わったもの。

画像のうち、左と中は昔のエアーヴァリコンのポピュラーなもの。右はセルロイドケース入りのエアーヴァリコン。
ほこりが入りにくく安定した作動が望めます。

画像はパッディングコンデンサーpadding condenser。これは半固定コンデンサーの一種で、調整用に使用されるも
のでしたが、これを使った鉱石ラジオも比較的多くありました。まんなかのネジを締めたりゆるめたりすることで導板と絶縁板(マイカ製)の距離を可変し、必要な容量になったところで固定して使用します。

自作バリアブルコンデンサー(マイカ(雲母)と錫箔)

自作のヴァリコンのいろいろ

自作のヴァリアブルコンデンサー

*この記事は、小林健二著「ぼくらの鉱石ラジオ(筑摩書房)」より抜粋編集しております。

KENJI KOBAYASHI

 

 

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