バンデグラフ静電起電機 制作記 その5
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（その5） 組み立てましょう。（１）
いよいよ組み立てです。 しかし、製作途中で、画像を記録していなかったので、
材料の加工中の様子や実際の組み立ての様子は、写真がありません。
申し訳ありませんが、図と組み立て後の写真だけになっています。 m ( _ _ ) m
まずは、構造ですが、岩田先生の資料、静電発生装置「バンデ君」 などをご覧になる方が、
分かりやすいと思います。 （ こちらを参考に製作したので、下部の構造を除いて大体同じです。）
全体的には、上部と下部の円柱状のローラーが、ゴムベルトで連動しているだけの構造です。
これを、モーター等の動力で、下部ローラーに回転を与えているだけです。 上部、下部のそれぞれの
ローラー近傍に（ゴムベルトに接しない程度で、なるべく近くに）、集電電極があります。
上部の集電電極は、球状の電極に電線で接続されています。
上部の構造を見ていきます。
今回は、上部の金属球を陽極にしたので、上部に塩ビのローラーを使用しています。
＜ 追記 ： 勘違いしていました。 上部ローラーを塩ビにすると、上部金属球は
マイナスになります。 下記 追記 ５ 参照 ＞
（ あとから知ったのですが、KDD（株）の VG-250型の取り扱い説明書 によりますと、
上部を負電極にしたほうが、いっそう見事な実験ができるそうです。 これを知った後、
当初は上下を変えようと思っていました。 しかし、その後、2台目に正負の上下逆のものを製作、
直列にして接続し、ツインバンデグラフとしてみようと思いました。そのため、そのままになっています。
2台目の材料も買い揃えてあるのですが、いまだに作っておりません。・・・ ）
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＜ 追記 ５ ＞
当初は、勘違いをしておりました。塩ビはマイナスに帯電するので、上部ローラーを塩ビにすると、
その反対のプラスが、金属球に蓄電するものと勘違いしていました。上部ローラーのマイナスが集電
されるので、上部の金属球に蓄電するのは マイナスでした。 ですので、上下ローラーは、そのまま
としています。 （後に下部ローラーはナイロンに変更していますが、上部は塩ビのままです。）
＜ 追記 5 おわり ＞
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ローラーの材料の2個の塩ビ管キャップは、塩ビ用の接着剤で、貼り合わせ、円柱状にします。（中は空洞です。）
ローラーは、 岩田先生の資料、静電発生装置「バンデ君」によると、そのままでは、ゴムベルトが
回転中に横滑りをしてしまうため、中心部に隆起を付けると良いそうです。 これに習って、
下図のように、ローラーの中ほどに、ガムテープで隆起を作りました。 （下部のローラーも
同様に作りました。）
ローラーの左右に、8mmの穴を開けます。（ここに、ボビンの軸受が入ります。 接着前に穴を開けるか、
接着後に穴を開けた方が良いかは、各自の判断でお願い致します。）
これにポリカーボネート製ボビンで作った軸受を左右に通し、
<- ボビンで作った軸受です。 
サイズは、このようになってました。
この軸受の中にM6の長ボルト（径6mm）を通してシャフト（軸）としています。
回転するのは、塩ビ製のローラーだけで、シャフトは、回転しません。ですので、塩ビの支柱にシャフトを
ナット（六角袋ナット： こちら Wikiのページです。 ） で固定しています。
シャフトを通す前に、上部ローラーにゴムベルトを通しておきます。 （今回の方法では、Narikaの雷神のように、
ゴムベルトを簡単に取り外せるようにはなっていません。今後、改善したいです。）
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＜ 追記 ６ ＞
後に、ボビンの軸受けから、ベアリングに変更しました。
＜ 追記 ６ 終わり ＞
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上部の（集電）電極は、1mm厚のアルミ板を使いました。これを、塩ビの支柱にネジで取り付けますが、
先端は、ゴムベルトには当たらないように、ギリギリまで近づけます。管理人の物は、加工精度が
悪かったため、ローラーが回転すると、隙間の距離が、変わってしまいました。（ローラーの軸が
正確に中心に穴あけされておらず、偏心しているようでした。） 回転上部の電極は、電線を接続し、
サラダボール製の上部の電極に接続します。 これによって、球状の電極に下部との電位差が生じます。
（ 先端は、ギザギザを付けました。他社の製品は、皆そうなっているからです。その方が集電しやすいようです。）
支柱が通る部分のサラダボールの穴あけが、かなりきたないです。お恥ずかしいです。
どうせ、上部電極の内側に入ってしまうからいいかな、・・・ と思って、切断面の仕上げをしていません。 (^_^;)
塩ビのローラーの中心部に隆起があります。このため、ゴムベルトも隆起しています。
このため、アルミ板のギザギザは、中心部は設けませんでした。
集電電極は、サラダボールに接するようにしてありますが、念のため配線し、みの虫クリップでサラダボールの
一部に接続しています。
長ボルトのシャフトが通る支柱の穴あけも、対側に正確に穴開けするのは難しかったです。
正確に開けたつもりでも、少しずれてしましました。少しのずれは、上記のローラー中央の隆起によって、
運転中のゴムベルトのずれは防げるようです。あまりずれて、シャフトが水平で無くなったら、運転中に
ゴムベルトのずれが起きると思われますので、角度をずらして、再度穴あけをしたほうが良いかと思います。
サラダボールは、球状にするため、2個必要ですが、下方の1個は支柱が通るため、支柱が通る穴と、
支柱に固定する部分をを加工し、支柱に固定しています。 岩田先生の資料、静電発生装置「バンデ君」に
詳しく書いてあります。 （ ただ穴を開けてしまうのではなく、支柱に固定する分を残して穴を開け、
残した部分を花弁状に切り分け内に折り込み、それを利用して支柱にネジで固定。 ）
このように加工し、花弁状の部分を利用して支柱にネジ留めします。
先にも述べました通り、上部の集電電極と、サラダボールの球状電極を、ワイヤー（電線）で接続しました。
球状電極の下部の支柱に取り付けるために加工した花弁状になった所に、接続しました。 みの虫クリップで固定しました。
上部のローラー周りの断面図は、下記のようになっています。
この上部のローラー部分は、サラダボールの球状の電極内に収まるようになっています。
ボビンの軸受と、長ボルトのシャフトの間には、グリスを塗っておきます。
（グリスが無ければ、サラダオイルでも良いのではないかと思います。長時間運転し、軸受が摩耗したら
ボビンの軸受だけ交換すれば良い
Narikaの雷神は、上部の軸にフリクションをかけて、軸が回転しにくくしているようです。
（Narikaの雷神は、上部のローラーと軸が一緒に回転するようです。） こうすることにより、
ゴムベルトと上部のローラーの間にも摩擦が起き、（空回り？） より静電気が起電しやすく
工夫されているようです。 （ 想像ですが、・・・ 。 一度、現物を見てみたいです。）
今回製作した物も、今後改善してみたいです。
次に、下部を見ていきます。
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