自作モータ～自由研究ネタ～

子供の夏休みの自由工作で、一緒にモータを製作しました。

夏休みの自由工作/自由研究は、子供のやりたいこと（漠然としている）と、学校での勉強の進み具合と、夏休みにできそうなことを組み合わせて子供と一緒に考えています。今年は、自由研究ではなくて工作がしたいという要望と、電池を使うものを作りたいという子供の要望があり、つい先日の授業参観で豆電球やモータを使った実験授業をしていたことから、モータを自作してみたら面白いかなと思ってテーマとして考えてみました。

当初モータを作るという話をしてみたところ、作ったモータで車や何か動くものが作れると勘違いしていたようで、ただ回るだけのモータを作るのだよと伝えると明らかに不満そうでした。ただ、なんとなく、自分で作ったものが実際に回ってみるところ目にしたら、おそらく面白いと感じてくれるであろうという予感はありましたので、夏休みの比較的早い時期にとりあえず材料だけでも買い揃えてやってみようと言って取り組むことにしました。

買ってきた材料は以下の通り。
・単3乾電池
・クリップ1ケース（100円ショップ）
・磁石（100円ショップ）
・太さ0.55mmのエナメル線（ホームセンター）
・配線ケーブル（ホームセンター）
・紙やすり#600（ホームセンター）
全部で1000円ちょっとかかりました。

購入するもののポイントとして、クリップは電気を通せるものでないとダメなので、色がついているような表面がコーティングされているものではなく、なるべく飾りっ気のない銀色のものを選んで購入しました。またエナメル線はいくつかの太さから選択できますが、コイルの回転軸となる部分がまっすぐで保持できる程度の強度を持っている必要があるのと、コイルを巻ける程度のしなやかさが必要なので、0.55mmを選択しました。

それと、製作前にソケット付の豆電球は購入しておいたほうが良いと思います。モータは最初うまく回らないことが多いのですが、その原因としては配線が途中で切れている場合が多かったからです。そういうときにどこまで電気が流れているかをソケット付の豆電球で確かめるのです。ちょっとした電流計（テスター）です。配線の途中途中を豆電球付ソケットでつないでみて、豆電球が付かない部分があればそこで配線が途切れていることがわかるので、その部分にテープで補強すればよいというわけです。

自作モータの土台は家にあった小さな空箱で代用しましたが、適度な箱がなければ100円ショップで整理用のプラスチックケースに作ったりすると学校に持っていくときに便利です。

さて、自作したモータは以下のようなものです。

電池と導線、導線とクリップはテープを使って接続させているので、時間がたつとテープが浮いて電気が流れず回転しないことが多かったです。なお、動画のモータは参考までに私が作成したもので、これとは別に子供には自分自身で作ってもらいました。

大人が作ると、細かいところまで丁寧に作るので、一般的に知られている作り方通りに作っただけですぐに動きますが、子供だとそうはいきません。以下、うちの場合を参考に注意点をあげておきます。

注意点①：コイルの直径は大きくしすぎない‥大きすぎると回転バランスが悪かったり、回転し始めるために大きな力が必要になるので難易度が高くなります。まずは直径15mmくらいから始めてみるのが良いと思います。
注意点②クリッ：プのコイルの回転軸を支える部分は、U字型ではなくてV字型にする‥うまく回転すると回転による振動が大きくなるので、V字型にすることで軸がブレてコイルが飛んでしまうのを防止します。
注意点③：エナメル線の表層を完全にむいてある軸と、半分だけむいてある軸がどちらかわかるように軸の長さを変えておく‥エナメル線は表面をむいた後でもしばらく時間がたつと電気の流れが悪くなります。その際、再び紙やすりで磨く必要が出てくるのですが、どちらの軸が半分だけむいているかがわかるようにしておきます。また、コイルには磁石との兼ね合いで回りやすい向きがあるので、どっち向きにコイルをおくと良いかわかりやすくしておきます。

最初はただ回るだけのモータということで興味が半減していた子供でしたが、実際回るところを目にすると予想通り面白いと感じてくれました。特に自分で作ったほうのモータが回ると得意げに報告してくれたのはうれしかったです。