(57)【要約】      （修正有）【課題】小学校や中学校、高校の生徒が直流モーターの原理を学習するときに、簡単に作って調べることができるクリップモータータイプの簡易モータ実験模型を提供する。【解決手段】エナメル線を発泡スチロール球に巻いて回転子とし、さらに回転軸として２本の導体金属銅釘を発泡スチロール球に刺し、また半周絶縁用に紙シールを片方の回転軸に貼る。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モーター模型の回転子として、発泡スチロール球にエナメル線を巻き、また回転軸として２本の導体金属釘を用い、回転子の半周絶縁用にシールを片方の回転軸に貼ったものを用いる。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、小学校や中学校、高校で、直流モーターの原理を学習するときに、生徒が簡単に作って調べることができる実験教材である、クリップモータータイプの簡易モーター実験模型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流モーターの原理を学ぶ小学校や中学校・高校の生徒が、実際に簡単な材料で作って調べることができる工作模型として、従来からクリップモーターが広く知られていた(例えば非特許文献１）。これは、乾電池の両極につけた２つのゼムクリップを支柱として、エナメル線を巻いたコイルをのせたものである。うまくいけば想像以上に軽快に回転し、子どもたちに強い興味・関心を与える素材であるが、構造上弱い部分があったり、微妙な調節が必要だったりして、うまく作り上げるのは容易ではない。また、回るかどうか偶然性に左右される部分も多く、せっかく正しく作っても全然回らなかったり、逆に間違った作り方をしてもよく回ったりする。そのため、回転原理を子どもたちに正しく理解させられなかったり、あるいは指導者自身が誤解しているケースがしばしばある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】中山  雅茂「コーチングを取り入れたものづくり授業に関する研究  −小学校理科  クリップモーターの製作  −」北翔大学生涯学習システム学部研究紀要  第１０号，平成２２年３月
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来からあるクリップモーターにはいくつかの欠点があり、小学校・中学校・高校での理科実験教材として用いるには、次に上げるような改善されるべき課題がある。
課題（１）エナメル線を巻いただけのコイルが脆弱であり、形がくずれたり、中心軸がずれたりしやすい。
課題（２）コイルからのびる回転軸がエナメル線自身であるため、コイルの回転や荷重を支える強度が不十分。
課題（３）回転軸の一方を側面の半分だけ紙ヤスリで被覆をはぐのが難しく正確に仕上げにくい。
課題（４）コイルを支える支柱としてゼムクリップを折り曲げて使うのが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題で述べた従来のクリップモーターのそれぞれの課題を解決するために、次のような改良を施した。
課題（１）に対して、図３に示すとおり、エナメル線を直径30mmの発泡スチロール球に巻く。
課題（２）に対して、図３に示すとおり、発泡スチロール球にφ1.6mmの銅釘2本（図３（２３））を刺し、これを回転軸とする。ただし、発泡スチロール球に刺しただけでは銅釘を十分に固定できないため、発泡スチロール球の中心を貫通する穴には、発泡スチロール球の直径よりわずかに長い内径φ1.7mmのプラスチックパイプ（図３（２５））を刺し通し、2本の銅釘を両側からこのパイプに、エナメル線の被覆をはいだ両端と一緒に刺して固定する。
課題（３）に対して、回転軸の銅釘２本のうちの１本には、側面の半周分に相当する紙シール（図３（２４））を貼って、コイルの１回転の半周分を絶縁状態にする。
課題（４）に対して、厚紙で作った電池ケース兼モーター台（図２）を作って回転子をのせる（図１）。また、コイルに通電するために、２本の支柱には金属テープ（図２（１２））を貼って電流が流れるようにする。
【考案の効果】
【０００６】
従来からあるクリップモーターのそれぞれの課題は次のように改善され、生徒の製作において、コイルが回転しない失敗はほとんどなくなる。また、本考案により、理科教材として、条件を変えたときの回転を調べることができるなど、新たな有用性も生まれる。
課題（１）コイルの脆弱性は、発泡スチロール球にエナメル線を巻き付けることで解決され、使用中に形がくずれる心配はなくなる。
課題（２）回転軸の弱さの問題は、回転軸に銅釘を使い、それを発泡スチロール球の中心穴に差したプラスチックパイプで保持することで解決し、さらに回転軸がコイルの中心を通るようにすることも容易になる。
課題（３）エナメルを半面だけはぐ難しさは、銅釘に半周だけ絶縁する紙シールを貼ることで解決される。また、紙シールは何度でも貼り直すことができるので、エナメルをはぐ場合のように失敗したら元に戻らない困難もなくなる。さらに紙シールの幅を変えることによって、絶縁する範囲を容易に調節でき、また貼ってから銅釘をひねることによって、絶縁部分の向きを変えることもできるようになる。
課題（４）の支柱部分の問題は、予め型を印刷した台紙（図２上）を用いることによって、子どもでも簡単にかつ正確に作ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】改良クリップモーターの全体図
【図２】電池ケース兼モーター台（上：展開図  下：組立図）
【図３】回転子（上：鳥瞰図  下：断面図）
【実施例】
【０００８】
本考案のモーター模型は次の手順（１）から手順（３）によって作成し、回転を確かめる。
手順（１）厚紙に図2上の電池ケース兼モーター台の枠線を印刷しておき、これを型にそってきりだし、図２（１２）の金属テープを貼る。これを図２下のように組み立て、（１４）ののりしろ部を貼り付けて、電池ケース兼モーター台を用意する。
手順（２）発泡スチロール球、エナメル線、プラスチックパイプ、銅釘、紙シールを用意し、図３のような回転子を組み立てる。エナメル線の端は長さ1cmほど紙ヤスリでエナメルを全面はいでおき、2本の銅釘とともにプラスチックパイプに通す。このとき、球の中心近くまで刺すと、両側のエナメル線がショートするので、注意が必要である。
手順（３）手順（１）で作り上げた電池ケース兼モーター台に単三乾電池を収納し、その上にフェライト磁石をのせ、モーター台支柱の切れこみ（図２（１１））に回転子の回転軸（図３（２３））をのせて、回転子の回転を確認する。最初に紙シールで絶縁している側が下になって金属テープ（図２（１２））に接触すると、コイルに電流が流れないので、そのような場合は、軽くはずみをつけて回転させる。
【０００９】
完成したモーター模型は、さらに絶縁用紙シールを異なる幅のものに変えたり、絶縁部分の回転軸に対する方向を変えたり、様々な条件の下で回転の有無や速度を比較するなど実験教材として用いることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
予め材料をある程度加工しておき、作り方の説明書とともに、すべての材料を袋詰めした製作キットとして販売・普及することができる。
【符号の説明】
【００１１】
図１
（１）発泡スチロール球
（２）エナメル線コイル
（３）銅釘保持用プラスチックパイプ
（４）回転軸用銅釘
（５）半周絶縁用の紙シール
（６）金属テープ
（７）電池ケース兼モーター台
（８）磁石
（９）単三乾電池
【００１２】
図２
（１１）回転軸支持用切れ込み
（１２）金属テープ
（１３）乾電池負極接触のための突起
（１４）のりしろ
【００１３】
図３
（２１）発泡スチロール球
（２２）エナメル線コイル
（２３）回転軸用銅釘
（２４）半周絶縁用紙シール
（２５）回転軸保持用プラスチックパイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年9月26日(2011.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モーター模型の回転子として、発泡スチロール球にエナメル線を巻き、また回転軸として２本の導体金属釘を用い、回転子の半周絶縁用にシールを片方の回転軸に貼ったものを用いた簡易モーター実験模型。