図1　＜ステップ1＞　　　簡易バランス調整器

写真はイベントや子供達を相手にする時など、翼を大まかに削る時に、また精度をあまり要求されない時に使用します。
どちらも100円ショップで購入したもので、ガラス板にサンドペーパーを置き、軸と接触する面を擦り、滑らかに平面を出します。

子供達には翼を水平にバランスさせると、翼の左右の重さが同じになり、良く飛ぶ竹とんぼになると説明しますが、正確にはこれは間違っている場合もあります。左右の重さが違ってもバランスが取れて水平になることも多いからです。

図2　＜ステップ2＞　　筆記用具、測定器具と製作手順　

私のよく使う用具類を参考に示します。：　図のコンパスは針の先端を3.0φ㎜に交換し、円錐形に削ってある。また、回転軸を蝶ネジで固定。右端から、製図用0.05顔料インクペン、先端が硬質鋼のケガキ用針、シャープペン、これらはコンパスに取り付けて使用。

コンパスの下にある部品はコンパスに取り付けて、翼に一定角度で直線を引くためのもの。厚みゲージ、真ん中が”0”と柔らかい素材の定規、0.01ｇ単位の電子重量計等
***次の図3以降は一般的な製作手順であって、これ以外の方法もあります。***

図12＜ステップ3＞　　　翼の削りだしのための道具

ここからは翼の削りだしのステップですが、削る方法は人により千差万別のため省略します。削るための道具もいろいろあり、写真は私の使用している道具の一部です。

左から小定盤と低粘性瞬間接着剤、目立てヤスリで作った両刃ナイフ、中央の切り出しナイフは貴重品で、土屋さんから頂いたsandvik社製の材で作ったもの、切れ味と耐久性が抜群、その左が自作した剣状のスクラッパーナイフ。この他にもいくつかの刃物や、クラフト用ノコなどがあります。道具を集めるのも楽しみの一つ。

図13　＜ステップ4＞　　　バランス調整方法

***バランスの調整方法は人により異なることもあり、ここでの説明は一例です。***：説明のために、翼をＡ～Ｄの4つに分ける。例として重心（黒丸）が下側とする。（写真ではＡとＤ、ＢとＣの形状が違うが、実際は同じで、撮影の角度で歪んで見えるため）
①　最初は翼の板厚分布を見ながら、また水平バランスを見ながら左右が均一になるように削り、修正する。
②図では左のＡＣ側が重いのでＡＣ側を削り水平にする。＊＊理論的な説明は図20以降に説明する。＊＊

図20＜ステップ5＞　　天秤のつり合いの法則　

＜ステップ4＞のバランス調整を左図で説明する。
図の赤い点Mac,Mbdは、各々左右の翼の重心位置での重さ、L1,L2は軸の中心から各重心までの”水平”距離。

天秤のつり合いの法則により、バランスが取れた状態では、Mac×L1=Mbd×L2となる。ここでL1＝L2、Mac=Mbdでなくとも、Mac×L1=Mbd×L2が成立すれば、重心がずれていてもバランスは取れる。このため、重心は青線のどの位置にあってもバランスする。

しかし本来竹とんぼは左右の翼を同一形状にするため、L1＝L2、Mac=Mbd、かつ重心の位置はバランスした水平線上にあるべきもの。

図24＜ステップ6＞　　シーソーの原理　

バランスを検討する時、天秤のつり合いの法則の他、もう一つ大切な原則がある。薄い黒線で示したシーソーは左右の重心が支点を通る水平線より上にある。（黒丸）

①薄い黒線のシーソーは水平の位置でバランスしており、この時、Mac×L1＝Mbd×L2が成立する。
②シーソーの右側を少し押すと、赤色のように、つり合いのバランスが、簡単に崩れ、回転する。MacとMbdは変化しないが、L1はL11のように長く、反対にＬ2はL12のように短くなる、このため加速度的にバランスが崩れる。

図25＜ステップ7＞　　垂直方向の偏芯バランス修正　

垂直方向の修正は偏芯の修正が主となる。これは赤の重心Mac、Mbdをできるだけ、青の位置に近づけること。すなわちMac×L21＝Mbd×L22を成立させながら翼を削り、重心を移動させることとなる。ただし、移動させてバランスしても、重心Mac、Mbdと軸の中心が一直線になることは難しい。

これらの調整を重ねるとＬ21≒L22≒0、Mac≒Mbdに近くなり、重心はL21（L22）を半径とする円周上に置かれる。すなわち翼の角度に関係なくバランスする。翼の形状が左右同じであればある程、バランスした状態で静止しやすい。
尚、水平方向がバランスしていない時に削ると、よりバランスの誤差が増えることが多い。

図26　精密に水平バランスを取る調整器

常用するバランス調整器です。
感度を上げるため次の対策をしてあります。
（1）軸と接触する部分はカッターの刃を接着した。危険防止のため、切れない程度に刃を砥石等で殺してある。刃の表面は氷の表面のように良く滑る。

（2）2枚のカッターの刃にガラス板を載せ、この面が水平になるように水準器を下の台に接着してある。3本のネジで水平になるように調節可能とした。傾斜の大きさにもよるが、水準器でレベル合わせしないと、翼を付けない状態の軸は重力で回転する。

図　27　調整器用軸

軸は3種類使用している。釣り竿の無垢の穂先、土屋さんから頂いたアルミ合金？そして無垢のカーボン棒（テープ巻きでなく、表面がなめらかなもの）、カーボンは軽く、慣性モーメントが小さいため、敏感すぎることがある。ピアノ線は慣性モーメンが大きいので使用していない。

製作段階に必要とする精度で軸を使い分けている。尚、各軸の表面は＃1400位（適当）のサンドペーパーで磨いてある。刃の上に置いた軸を少し押すと、軸はコロコロとスムーズに転がる。

図28　　磁石式バランス調整器(1)

私が使っているバランス調整器の一つ。磁石を使い、軸の片側を浮かせる方式。軸の鉄に均等に磁力が働かず、特に軽量の翼で、繰り返しの誤差が出やすい。また磁石は強すぎてもうまくいかない。

磁石の形状や種類を変えると性能が大きく変わり、良くなると思われる。軸のギャップを可変できるように調整ネジを付けてある。使う人の好みや使い勝手でこの方式を採用する人も多い。

図29　磁石式バランス調整器(2)

軽量の翼でも調整可能な磁石式バランス調整器。材はケヤキで一個の無垢材を削りだした一品もの。同じ竹生庵で竹とんぼを削っている仲間の火山さんの作品。

図30　磁石式バランス調整器(3)

調整器に使用するピアノ線を加工した軸。上の軸は先端を旋盤で加工したもの。下は火山さんが作成した軸。この形になるまでには苦労したとのこと。上の軸は軽い翼の時に誤差を生じる時がある。軸の磁気を消磁気で消して試したが、すぐに元に戻ってしまった。