電鍵の製作 3 支点と接点

電鍵を作るといっても基本的な科学的な背景を持ちたい、と思って、電鍵の支点と接点について考察してみた。

下図は簡略化した電鍵の概要図である。

電鍵の概要図

支点・・・はお分かりですね。　ここを中心にして電鍵のロッドが回転運動をします。

接点・・・上の電極と下の電極が接する点です。

上の接点はロッドの運動、円運動の軌跡上を動きます。

下の接点は固定です。

支点～接点の距離は、短いほど細かい動きができます。　

支点～接点の距離が長いと、少ない力でロッドを動かせます。

上下接点の距離を一定とした場合、つまみの上下動は、支点～接点距離が短い場合は大きくなり、支点～接点距離が長い場合は小さくなります。

支点～つまみの重さと支点より後ろの重さが釣り合うと、均等な力で上下できます。　（バネの力は一旦無視しています）。

上下の接点が垂直に当たるためには、ロッドの中心線（図の点線）が水平となるようにロッドの長さ、支点の位置、接点の位置、上接点の長さ、下接点の長さを決めねばなりません。

上接点が長いと、接点の先端は、ロッド上の接点位置よりも短い半径の円弧の軌跡を動きますから、下接点と垂直に接することができません。　上接点は短いほど（ロッド中心線に近いほど）ロッド上の接点軌跡に近くなります。

支点を中心とした支点～つまみのロッドの重さ＝支点～ロッド後端の重さが、最も軽くロッドを上下できる筈です。

ロッド後端の重さ＞支点～つまみの重さである場合は、バネは要らないということになります。ただし、ロッドの跳ね上がりのスピードを上げたければ、バネなどの力を借りねばなりません。

縦ぶり電鍵をできるだけ細かく、素早く、かつ、軽く、正確に打つための条件を模索する必要があります。

ワッシの場合は、次のようにしようと思います。

・支点の位置・・・ロッド後端～支点の長さ＝支点～接点の長さ
・重さ・・・支点～つまみのロッドの厚みを半分にカットし、支点を中心とした重さのバランスを取る。
・支点～接点の距離≒接点～つまみの距離。　こうすると、上下接点の距離の倍だけつまみを上下に動かせば、トン・ツーを打てる。
・上下接点が垂直に触れるようにするため、ロッドの定常位置は、右上がり傾斜とする。　
・それに合わせて上接点の長さを決められるように調節可能とする。
・バネはネオジウム磁石の反発によるエアピストンによってロッドを浮かせる。
・ロッド後端の下位置はアジャスタブルとする。
・つまみの上下動距離は、ロッド後端下位置と上下接点の距離によって調節する。
・ロッドは真鍮を使うが、完全絶縁とする。　これは、送信機から電鍵への漏電の防止、電鍵に大電流のショートがあった場合の送信機の保護、の観点から必要と考える。

こんなとこかな・・・