さぐり式鉱石検波器の製作（二作目とシリコン結晶）

さぐり式鉱石検波器の二作目の製作です。

今回の製作には上の写真の鉱石検波器を参考にしました。鉱石をネジ止めで検波針の調整しやすい構造です。

似た様な部品は入手できないのでスピーカー端子×４個を中心に製作します。全長50ｍｍ、直径10ｍｍ、M5ネジの金メッキのスピーカー端子を使用します。横穴を通したスピーカーケーブルを上のネジで締め付けるタイプの端子です。

２つのスピーカー端子を組み合わせると何となく探り式鉱石検波器の支柱部品として使えそうなのがわかります。

上の写真が部品一式です。木板×１、丸棒×2、スピーカー端子（金メッキ）×４，ワンタッチスピーカー端子×１、ゴム足×４、銅キャップ（直径10ｍｍ）×１、内径10ｍｍのリング×１。

写真のタングステン線は使用しませんでした。ハンダ付けもできず取り付けが難しかったの今回はパスしました。

木版の穴あけと丸棒に穴をあけた支柱台を取り付けます。上の写真は塗装まで加工済みの状態です。

2本の支柱にはスピーカー端子を使います。取り付け後は横穴の高さを確認します。

 

スピーカー端子に鉱石を格納する銅製キャップを取り付けます。

上の写真は取り付けた様子です。

スピーカー端子に真鍮でコイル状のヒゲを取り付けます。ハンドル部分には黒い熱収縮チューブを被せてみました。

探り式鉱石検波器を組み上げた配線前の状態です。

配線は木版の裏が基本ですが銅製キャップだけは直接配線しています。

探り式の構造はネジを回すことで微妙な接触を調整できるのが良かったです。ただし、M5のネジと横穴で遊びがなく針先の可動域が小さいのが難点でした。

鉱石の受け皿は改善の余地がありそうです。鉱石の固定はハンダ付けではなくネジ式による挟み込みがよいのかもしれません。

鉱石の受け皿はすぐに取り外せる構造なので再度作り直しです。22mmの銅製キャップを使います。カップ状ですが深すぎるので5ｍｍ程カットしました。銅の加工は硬くて大変です。銅製キャップの底から支柱に固定するM5ネジを出します。鉱石の固定用にはM5ネジ1本で上から締め付ける構造です。鉱石の挟み込みにはネジが使えるようにM5ナットを銅製キャップとハンダ付けしました。

鉱石の受け皿の変更で鉱石の入替と見た目が各段に良くなった気がします。

電子ブロックのゲルマニウムラジオのダイオードと探り式鉱石検波器を入れ替えて実験します。①検波器の端子にダイオードを接触させてラジオ放送が聞こえることを確認します。②ラジオ放送が聞こえる状態でダイオードを外します。③探り式鉱石検波器で検波できるように調整します。以上の手順でラジオ放送が受信できます。製作したさぐり式鉱石検波器の操作感や感度もまずまずのようです。

一作目（左側）、二作目（右側）と並べてみました。性能は同じですが二作目は見た目だけが少しは進歩したのかもしれません。

DSPやSDRが全盛の時代に探り式鉱石検波器はレトロすぎると感じるかもしれません。しかし、小さなダイオード1個の検波機能を実現するために多種多様の探り式鉱石検波器を作り出した先人の知恵と努力には頭が下がる思いです。それらの鉱石検波器も技術遺産の一つとして見ていただければと思います。二作目は既存部品（スピーカー端子×3個 ）を使い複雑な支柱構造を簡単に作れるようにしました。誰でも1日程度で製作できるかと思いますので是非お試しください。

2025.5.24　高純度シリコン結晶 

高純度シリコン結晶を使ってみます。上の写真の左がシリコン結晶です。右側はハンマーで叩いて丁度良い大きさに加工したものです。 

 

シリコンと聞くとPN接合のダイオードが頭をよぎり無停電ラジオには向かないイメージがあります。しかし、点接触ダイオードやさぐり式鉱石検波器はショットキー接合で順方向電圧（Vf）特性が低いのが特徴です。そのため、シリコン結晶を使ってもさぐり式鉱石検波器の構造により無停電ラジオの検波には良好な動作となります。しかも、シリコン結晶はどの部分に針を当てても音の大小はありますが検波するのて通常の鉱石よりはるかに扱いやすいです。1900年初頭の頃からシリコン結晶は知られていましたが現在の鉱石ラジオに使っている人は少ないかと思います。通販やオークションても入手できますし、Amazonでも「Si ≧99.99％ 原石 結晶 高純度 ポリシリコン テラヘルツ波 高純度シリコン」の名称で50g約1300円ぐらいで購入できます。黄鉄鉱や方鉛鉱と比べてシリコン結晶は感度が高いので、さぐり式鉱石検波器に使ってみては如何でしょうか。鉱石ラジオから大きな音で放送が聞こえるので驚かれると思います。

部品の入手先 

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さぐり式鉱石検波器の製作

さぐり式鉱石検波器の紹介です。日本では1925年にラジオ放送がはじまりました。さぐり式鉱石検波器は当時のラジオ技術です。今回は100年前のラジオ技術の追体験になります。

部品棚を整理していたら昔に購入した黄鉄鉱のビン詰めがでてきました。なつかしい黄鉄鉱です。これを使って鉱石ラジオが作れます。今回は何十年ぶりかでさぐり式鉱石検波器を作ってみました。

材料を用意します。木板、ワンタッチスピーカー端子（L,R)、ネジ式スピーカ端子（端子に穴あり）、銅製キャップ、金属リング、ビス・ナット、ワッシャー、ゴム足、鉱石（黄鉄鉱、方鉛鉱）、真鍮ワイヤーなどを用意します。

上の写真では、木板に穴あけ加工後に塗装を施して台座を作成します。

最初に銅製キャップにはんだを流し込みます。上の写真のように後から鉱石（黄鉄鉱）を入れキャップ内のはんだに沈めて固定したら完成です。黄鉄鉱と方鉛鉱の２種類を作成します。はんだのフラックスで鉱石が黒くなることがあります。そのときは鉱石を磨いてください。

次にさぐり針を作成します。 ヒゲの形は様々ありますので自分の好みの形状に加工します。上の写真は作成したさぐり針です。毎回、代り映えしない同じ形状です。私はこの形でしかうまく作成できません。

全ての部品を取り付けます。さぐり針は金色のスピーカー端子の穴を通してから最後にビスで固定します。台座の裏側で見えない様に配線します。銅製キャップの底からスピーカ端子（＋）へ、さぐり針の根元からスピーカー端子（－）に配線します。最後にさぐり針の形を整えて金色のスピーカー端子でさぐり針の針圧を調整すれば完成です。スピーカー端子のネジがグラグラするので気になる人はスプリングを噛ませた方が良いかと思います。

自作したさぐり式鉱石検波器を試験します。試験にはゲルマニウム・ラジオを使います。トランジスタ・ラジオでは回路によりトランジスタ検波することがあり、ダイオードなしのただの銅線でもラジオが聞こえることがあるので試験用ラジオとしては使いません。

ラジオの簡単な実験には電子ブロックが便利です。電子ブロック：DR-ⅡAのゲルマ検波ラジオを使用します。電子ブロックのダイオードをさぐり式鉱石検波器と入れ替えて試験します。

電波環境を確認するために検波電流を測定します。検波電流を測定するにはアナログ・テスターを使用します。テスター（電流計）はダイオードとクリスタルイヤホンの間に直列に挿入します。デジタル・テスターでは内部損失が大きく検波電流をうまく測定できないことがあります。通常のアナログ・テスターで60μAまたは100μAポジション(上の写真は60μA)があれば測定可能です。我が家の受信電波は弱く、ダイオード（1N60）で測定できた検波電流は3μAでした。

鉱石検波器を作成する前に検波電流の測定をした方が良いです。ゲルマニウムラジオの検波電流が1μAも測定できない環境では、鉱石検波器ではラジオの受信は無理かと思います。検波電流が小さすぎる場合は電灯線アンテナやアースを事前に改善しておく必要があります。

　　　

ダイオード検波でラジオ放送が聞こえたらさぐり式鉱石検波器と入れ替えます。さぐり針をセラミックドライバーで少しづつ移動させて音量が最大になる点を探ります。最大の音量で検波電流を測定します。

 

黄鉄鉱の表面は比較平らで針をスライドしての検波がしやすいです。しかしテスターで針1本分のほんのわずかしか振れません。1μA未満です。 それでも放送内容をじゅうぶんに聞き取れる音量です。もう一つの方鉛鉱の表面は凸凹しているため針の移動はやり難いです。但し方鉛鉱に変えると1μA程度と黄鉄鉱より感度は良いです。鉱石検波器は簡単に自作できて誰が作成しても動作すると思います。

さぐり式鉱石検波器は壊れやすいので保管がむずかしいです。そのため、白木の箱を用意して箱に入るサイズに検波器を作成します。

 

久しぶりにさぐり式鉱石検波器を作成しました。なつかしいです。ゲルマニウム・ラジオも魅力的ですが、鉱石を針でさぐってラジオを聞くことは毎回新鮮で楽しい体験です。古典的ですが簡単に製作できるさぐり式鉱石検波器を作成してみてはいかかでしょうか。何気なく聴いていたラジオに新たな魅力を感じることは間違いありません。

2025. 5.24

さぐり式鉱石検波器の製作（二作目とシリコン結晶）のブログもアップしましたので参考にしてください。 

部品の入手先 

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銅製エンドキャップ：Amazonへのリンク