(57)【要約】【課題】  小学校低学年生など工作が上手でない工作者向けの模型モータの組立てキットにおいて、学習効果を高めるためには、基本的な部品を含めて出来るだけ多くの部品を自作するのが望ましい。しかし部品レベルからの加工はいろいろ細かい加工条件があり、単純に材料を準備しただけではこの問題を解決することは出来ない。【解決手段】  部品加工に必要な冶具をキットの中に含めることで、工作に不慣れな学生にも所定の精度で部品加工が出来るようになる。このことから、組立てキットの中で最も形状が大きいモータの台座部品（木製またはプラスチック）を利用して、台座部に部品加工に必要な冶具を備えることで解決出来る。  キット部品の一部に冶具機能を待たせることは、冶具に関する新しい部品を増やすことなく、経済的に問題が解決できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成部品の台座部に工作上の必要な冶具部を備えた手作り模型の部品セット。
【請求項２】
構成部品の台座部に工作上の必要な冶具部を備えた手作り模型モータの部品セット。
【請求項３】
絶縁電線をループ状に巻いた空芯コイル、このコイルの対抗する２辺から直線状に引き出したコイルの巻き始めと巻き終わり部、それぞれのコイルの巻き始めと巻き終わり部を含まない残りのコイル辺同志を互いに平行にバインドした複数のコイル組み合わせた物、複数のコイルから引き出された巻き終わりと巻き始めの各引き出し線の位置を決める部材から構成され、この位置を決める部材の外側の巻き終わりと巻き始めの絶縁電線部の絶縁被覆を一部剥離したことを特徴とする手作り模型モータの部品セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
細いエナメル線とそれより太い裸銅線、永久磁石及び台座の四つの部品で構成された、小型模型モータの手作りセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
学生の理科系離れを改善するためには、小学校低学年生等を対象に、簡単な理科実験的な模型を手作りで作る経験が有効とされる。この場合問題は、低学年生は手先が器用でないために手作り時に所定の工作が難しいことである。この欠点を避けるために、従来は模型のキット部品の加工度を高め、完成品に近い部品にして、部品組立てるだけで良いようにしている。
【０００３】
しかし、このような部品作りを省略して、最終工程の組立てのみを行う方式は、手作りキットに期待される重要な目的の一つである、手先の器用さのトレーニングには不十分であると言う欠点がある。また身の回りの素材から物を作り出す喜びが半減してしまう欠陥が有った。
【０００４】
本発明はこの欠点を解決する手作り模型モータキットの提案である。
【０００５】
工作における完成品の出来栄えの良し悪しは、その前段の部品レベルの出来不出来によって決まるが、本発明によれば、部品加工時に適切な冶具部をキット部品に備えておくことで、素材から小学生または工作者自身で手作り出来る上に、部品を正確に製作出来るので、完成時の出来栄えもよくすることが出来る。
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３０６８２３４号
【非特許文献１】トコトンやさしいモータの本：谷腰欣司著  日刊工業新聞社（２００２）Ｐ３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
小学生または工作者が模型モータを適正に部品加工および組立てが出来るためには以下の手段が必要となる。
【０００８】
コイルの巻き始め、巻き終わりの部分をコイルの短辺の中央部で、直角に曲げ左右の軸芯がほぼ直線状に加工出来る手段。
【０００９】
回転するコイルの支持と給電をする支持柱の頂部の形状を、左右同じＳ字形状に曲げる手段。
【００１０】
支持柱のコイル支持部の高さが左右同じにしながら脚部のＵ字曲げを加工する手段。
【００１１】
支持柱に使用する電線の曲がりが出来たとき、簡単に曲がりを矯正する手段。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
図１はエナメル線と裸銅線と永久磁石と台座のみで作ることが出来る模型モータの構成を示す。
【００１３】
図中の１は木製またはプラスチックで作られたモータの台座。２はエナメル線をコイル状に５〜２０ターン巻き、その巻き初めと巻き終わり部をコイルの短辺の中心部で直角に曲げて、コイルの回転軸になるようにしたコイル。３はこのコイルの巻き始めと巻き終わり部を支えると同時にコイルに給電するための支持柱。
【００１４】
４はコイルに対して横方向から磁力を与えるための永久磁石。５は単２形乾電池または単３形乾電池。６は電池の電源を支持柱３に給電するクリップ付き接続電線で、接続電線の反対側は電池に接続してある。
【００１５】
このモータは図１から分かるように、太目の裸銅線２本（長さは約１０ｃｍほど）と細めのエナメル線（８０ｃｍほど）と小さな永久磁石（φ２０厚さ１０ｍｍ、フェライトマグネット）だけで、きわめて簡単にモータが出来上がり、玩具として楽しみながら、モータの基本機能を学習できるものである。
【００１６】
図２はコイル２の詳細を示したもので、巻き始めと巻き終わりの部分は回転軸として使用するもので、支持柱３に接するコイル端部１０はエナメル線のエナメル８を電線の上側半分が剥離して銅の芯線部分９が露出している。
【００１７】
この加工により、コイル面が水平なった時に支持柱３から電気がコイル端部１０を介してコイル２に流れるが、コイルが反転して反対の面が水平になった時は支持柱３からコイル２にはコイル端部１０の残っているエナメルによって電気は流れない様にしている。
【００１８】
これによりこの部分は直流モータの整流子として機能して、コイルに一定方向のトルクを発生する様に出来る。
【００１９】
この状態で、乾電池５からクリップ付き電線６を介して支持柱３に電気を流しながら、コイルの側面に永久磁石４を近づけて、コイルをどちらかに軽くまわしてやると、コイルに流れる電流と永久磁石の磁力が作用して、コイルは勢い良く回転しつづける。
【００２０】
回転方向はフレミング左手の法則に従うので、永久磁石の極性を変えるか、コイルの右左を交換するか、あるいは乾電池の極性を反転すかのいずれかを行うと、回転方向は逆にできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、小学校低学年生や不慣れな工作者でも容易に、部品段階からの模型モータの製作が可能である。
【００２２】
台座のＡ部を使って、コイルの成形が出来る。
【００２３】
中心表示線Ｅによりコイルの巻き始め、巻き終わりの直角曲げ加工が適正に実行でき、コイル回転の軸部を作ることができる。
【００２４】
曲げ冶具穴Ｃを使うことで、複雑な支持柱の頂部のＳ曲げ加工が簡単に出来、左右の形状と寸法の違い、高さの食い違いなどを防止できる。
【００２５】
曲げ冶具穴Ｃを使うことで、脚部のビス止め用Ｕ字曲げが出来る。
【００２６】
必要に応じて、素材の太い裸電線の曲がりを矯正できる。
【実施例１】
【００２７】
以下、台座部１が備えている冶具部を使った本発明の実施例を述べる。
【００２８】
図３は発明による模型モータの台座１の表面観である。台座１にはコイルのボビン型として使用する出張りＡ部、ボビン型の残りの部分は支持柱の頂部の加工に必要な長さを決めるためのゲージＢ部、支持柱３の曲げ加工用の穴Ｃ、支持柱３の高さを決めるＤ部、Ａ部の側面にはコイル成形時の中心位置を示す表示線Ｅが描かれている。
【００２９】
図４は台座の裏面を示す、裏面には一番長い辺に沿って支持柱の裸銅線７の太さに近い幅と深さのＶ字溝Ｆを刻み付けてある。
【００３０】
次にこの台座の各部の冶具を使って、模型モータの部品の製作手順について説明する。
【００３１】
図５は、台座１のＡ部を使ってコイル２を巻いている状況を示す。コイルはφ０.４〜φ０．８のエナメル線８を使って、回数は５〜２０回巻く。
【００３２】
巻き終わったら巻き始め、巻き終わり部を３ｃｍほど真直ぐに引き出しておき、台座側面のラインＥの部分に合わせて、細く切ったセロテープ（登録商標）またはビニールテープ１２を貼る。これがコイルの短辺の中心位置を示す。
【００３３】
コイルをＡ部から外しながらこのセロテープ（登録商標）１２でコイルの短辺の中心部を巻き、エナメル線がほつれないように固定する。
【００３４】
その状態でコイルを左右反転して、図６のようにＡ部にコイルの反対側の短辺を差込み、台座側面の中心線Ｅを使って反対側のコイル短辺の中央部にもセロテープ（登録商標）１２を巻き、コイルがほつれない様にする。
【００３５】
その後、セロテープ（登録商標）１２の部分を基準にしてコイルの端部１０をそれぞれ→印のように直角に曲げる。そして左右のコイル端部１０がほぼ直線になるように必要に応じて指で修正して、図７の形状に仕上げる。
【００３６】
更に、コイルの長辺の中央部分もセロテープ（登録商標）１２を使ってコイルのほつれを防止のテーピングを施し、図８のようにコイル２の製作を完了する。
【００３７】
図８のコイル２を平らな板の上に置き、この状態で端部１０のエナメルの片側のみをナイフまたは紙やすりで削り取り、図２のようにコイル端部１０はエナメル線の半周部分の芯線を露出させ通電できるようにする。コイル面を反転させたときは、残っているエナメルにより通電が出来ないようにする。
【００３８】
次に、支持柱３の製作をする。
【００３９】
図９のように台座を裏返しにして、支持柱３の素材となる裸銅線をＢ部に突き当てて、台座２の角を使ってＬ字形に直角に曲げる。Ｂ部の長さは支持柱の頂部加工に必要な長さになっている。
【００４０】
Ｌ字形に成形したら銅線の短い方を台座の曲げ冶具穴Ｃに差込み、穴Ｃと台座側面の寸法Ｇは裸銅線を曲げたときに必要なＵ字形状になる寸法を設定しているので、図１０のようにＧ部が内側になるように、Ｕ字に曲げることが出来る。
【００４１】
Ｕ字曲げした状態で次に、支持柱３を少し上部に引き上げて、先端部が台座の厚みと同じ長さになるように（裸銅線が穴Ｃの反対側に飛び出さない）、穴Ｃに差込み、図１１のように直角に曲げる。
【００４２】
その状態で裸銅線を１８０度回転して、図１２の点線の位置にした後に、直角曲げした部分をさらに、Ｕ字に曲げる。これで支持柱の頂部のＳ字加工が終了する。
【００４３】
次に台座１のＤ部に添わせて、Ｓ字曲げした裸銅線を図１３のようにあてがって、Ｓ字曲げの先端部から長さＤの位置で、台座の角に沿って→印の向きに、直角に曲げる。
【００４４】
直角曲げした部分を冶具穴Ｃに挿入する。このとき点線で示したようにＬ字部の角が台座から１０ｍｍの高さになるように挿入して、そのまま横に曲げてＵ字曲げを作る。この部分は支持柱を台座にねじ止めするときの固定部分になる。
【００４５】
図１５はこの状態を図１４のＸＸ’から見た断面図を示した。
【００４６】
これで支持柱３の加工が完了する。出来上がった形状は図１６のように１本の裸銅線から支持柱が出来上がる。これを２本作ると部品の製作は終了する。
【００４７】
なお、図４の台座Ｆ部は、支持柱３の素材裸銅線７の曲がりを矯正するために利用する。ＦのＶ溝に沿わせて曲がった部分を修正すると曲がりのない直線裸銅線が容易に得られるので、それぞれの曲げ加工がきれいに出来る。
【００４８】
次に、モータの組立てをする。
【００４９】
台座２の表面のマークＨの位置に支持柱３を図１のようにビス止めして固定する。支持柱３にクリップ付き導線６を使って電池を接続する。
【００５０】
これにコイル２を乗せ、図１のように組立てると模型モータは完成する。
【００５１】
最後に、電池５を接続して、コイルの横から永久磁石４を近づけて、コイルを軽くまわしてやると、コイルは勢い良く回転しつづける。
【実施例２】
【００５２】
図１７〜２０は他の実施例を説明する図である。
【００５３】
図１７は空芯コイルの組み合わせ方を説明する図である。図１７に示すようにの図２で示した空芯コイル２を３個準備して、巻き方向を揃えて同じ向きに並べ、曲線で示したように相隣る辺をセロテープ（登録商標）１２を使って一つにバインドする。最初と最後の余ったコイル辺同志も同じように固定する。
【００５４】
図１８はこのようにして作った空芯の３極コイル１３を示す。
【００５５】
次に図１９に示す様に、厚紙またはプラスチックの薄板にコイルの電線が通る小さい穴を３個を正三角形状になるように明けた位置決め材１４を用意する。
【００５６】
これを３極コイル１３の巻き始め巻き終わりコイル端部１０が互いに捻り合わないように挿入して、図２０のように各コイルから引き出されたままにほぼ平行に並ぶようにする。
【００５７】
引き出し線のその先端はまとめて接着テープ１５でほつれない様に留めておく。
【００５８】
この状態で位置決め材１４と電線の留め部１５の間の電線の絶縁被覆を図２の８、９で説明した要領で剥離する。このとき図２と同じようにそれぞれの空芯コイルの面に平行な面の絶縁被覆を剥離する。剥離の必要な範囲は図２０の両矢印の範囲で、この部分は支持柱３に接して通電領域となる。
【００５９】
この状態で図１の模型モータキットで、コイル２の替わりに３極コイル１３を装着すると、３極コイルの模型モータができる。
【００６０】
３極コイルの良いところは、コイルに永久磁石を近づけると自動的に回転を開始することで、前述の２極コイルの場合の様に回転始め時に補助的にまわしてやる必要がないことである。
【００６１】
なお、電線の位置決め材１４は図示の形状に限定するものでなく、例えば、巻き始め巻き終わりのコイル端部１０に添って、コイルの間を貫通する軸体を使用して回転軸として使用すると供に、この軸に沿わせて、引き出し線がそれぞれ平行になるようにしても目的を達成できる。
【００６２】
またセロテープ（登録商標）１２及び電線の留め部１５は糸や細い針金など安定して緊縛できるものであれば、どのような物でも良い。
【００６３】
更に、実施例２に述べた方法によれば、複数極コイル回転子は、コイル数２個及び４個以上についても同様に製作が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による実施例の説明図
【図２】コイルと回転軸の加工図
【図３】台座の表面観図
【図４】台座の裏面観図
【図５】コイルの巻き作業図１
【図６】コイルの巻き作業図２
【図７】コイルの回転軸の曲げ加工図
【図８】完成したコイルの形状図
【図９】支持柱の加工部の長さ決める作業図
【図１０】支持柱のＳ字加工作業図１
【図１１】支持柱のＳ字加工作業図２
【図１２】支持柱のＳ字加工作業図３
【図１３】支持柱の高さの決め作業図
【図１４】脚部のＵ字曲げ加工作業図
【図１５】脚部のＵ字曲げ部の断面図
【図１６】支持柱の完成形状態図
【図１７】空芯コイルの並べ方の図
【図１８】３極コイルの外観図
【図１９】位置決め材の形状図
【図２０】３極コイルの完成図
【符号の説明】
【００６５】
Ａ  コイルのボビン冶具
Ｂ  太い導線の長さ冶具
Ｃ  冶具穴
Ｄ  支持柱の高さゲージ
Ｅ  コイル中心指示線
Ｆ  電線の曲がり取りの溝
Ｇ  Ｕ字寸法確保部分
Ｈ  支持柱取り付け位置
Ｌ  作業時のセット寸法
１  台座
２  コイル
３  支持柱
４  永久磁石
５  乾電池
６  クリップ付き接続電線
７  裸銅線
８  エナメル部
９  芯線部
１０  コイル端部
１１  
１２  セロテープ（登録商標）
１３  ３極コイル
１４  位置決め材
１５  電線の留め部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006119162.tif 000017
【図１６】
2006119162.tif 000018
【図１７】
2006119162.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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