JPH0529495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、小学校高学年の学習用に最適な理科
教材用のモータに関する。

〔従来の技術〕

現在、小学校６年生の理科には、電磁石の単元
がある。ここでの主な指導内容は、鉄棒や木ねじ
にコイルとして銅線を巻装して電磁石を作り、こ
のコイルに電流を流したときだけ鉄心（木ねじ）
が磁化されて電磁石になること、電流の方向によ
つて極性が変わること、電磁石の強さは、電流の
強さやコイルの巻き数などによつて変わること等
を調べる。そして、この学習を終えた後で、電磁
石の性質をうまく利用した道具や玩具、例えば、
ベル，ブザー，電信機及びモータ（磁界に永久磁
石，電子機は電磁石）などを作成するのである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記電磁石の利用として、ベル，ブザー，電信
機などは原理も簡単であるし、製作も比較的簡単
なため、どの児童が作つても成功する。しかし、
児童にとつて一番興味や関心の高いモータは、一
般に磁界に永久磁石、電機子に電磁石を使用した
マグネツトモータであるが、これは原理的にも、
製作的にも可成り困難である。

その理由は、鉄心にコイルを巻装して構成する
電機子や絶縁円柱体の外周の対向位置に円弧形状
の整流片を取りつけた整流子の作り方、整流子に
対する一対のブラシの配置、電機子のコイルと整
流子との接続、磁界マグネツトに対する電機子の
回転バランスの取り方などが児童にとつては非常
に難しいからである。

そこで、このようなモータを製作しても、電機
子が確実に回転するという成功感を味わえる児童
はほんの僅かである。このようなことから、モー
タは児童の興味や関心が一番高い教材でありなが
ら、今では殆ど作られていないのが現状である。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、原理的にも製作的にもきわめて簡単
であり、どの児童が製作しても必ず成功し、満足
感を味わうことができる教育的に価値の高いモー
タを提供することを目的としたものであり、その
要旨は、絶縁材で夫々形成した基板及び該基板に
確立した支柱と、鉄心にコイルを巻装しその拡大
頭部を露出せしめて前記支柱に水平に装着した一
本の電磁石と、該電磁石の前記拡大頭部の近傍に
上部軸端が前記支柱に装着した上部軸受で又下部
軸端が前記基板上に装着した導電性の下部軸受で
夫々回転自在に支承された磁性金属板と、該磁性
金属板の回転軸の下部に固定され前記下部軸受を
介して前記コイルに電流を供給，中断する整流子
と、該整流子に対して接離自在に設けた一個のブ
ラシ兼スイツチとから構成され、該ブラシ兼スイ
ツチは前記基板に回動自在に立設したピンに一端
が固定され、他端はスプリングバネを介して直状
に延びた金属線であることを特徴とする理科教材
用モータにある。

〔実施例〕

以下、本考案を第１図乃至第４面に示す実施例
に基づいて詳細に説明する。なお、第１図は本考
案に係る理科教材用のモータの全体斜視図で、第
２図は同理科教材用のモータの側面図、第３図は
同モータの要部を示す分解斜視図、第４図のイ，
ロ，ハ及びニは同モータの動作説明図である。

図において、１は長方形の基板で、２は該基板
１の後端の中央から直立した支柱である。この基
板１及び支柱２は電気絶縁材で形成するが、実施
例ではいずれも木が使用されている。

３は上記支柱２に設けた電磁石で、この電磁石
３は以下のようにして構成されている。即ち、ま
ず焼きなましをした長さ５cm程度の木ねじ４を支
柱２の中央部にねじ込み、該木ねじ４の頭部４ａ
のみを支柱２の表面に露呈する。次いで、支柱２
の裏面から突出した木ねじ４の外周に、電気絶縁
材としてポリエチレン管５を挿入した後、該ポリ
エチレン管５にコイル６としてエナメル線を100
回乃至200回程度巻装する。これにより電磁石３
が形成でき、コイル６に電流を流すと木ねじ４が
磁化され、その頭部４ａと先端部４ｂとに夫々Ｎ
極とＳ極とができ、磁力を発生して磁性体を吸引
することができる。

７は上記電磁石３の磁力により回転する磁性金
属板で、実施例ではトタン板が使用されている。
この磁性金属板７は長方形で、その左右の側縁に
は、互いに反対方向に折曲した折曲片７ａ，７ｂ
が連接され、の長手方向の上部と下部は夫々鋭角
形状に形成されていて、上端は上部軸端８ａとし
てある。

９は整流子で、第３図に示すように、導電性を
有する板形状の整流片１０と、２個の半円柱体形
状の絶縁部材１１とからなつており、この両半円
柱体の絶縁部材１１の下半部の間に上記整流片１
０を挟持せしめて、その直径方向から整流片１０
の左右の側縁１０ａ，１０ｂを少し露出させる。
また、整流片１０の下端部は鋭角に形成して下部
軸端８ｂとしてある。

更に、２個の半円柱体の絶縁部材１１の上半部
間には、上記磁性金属板７の下端部を挟持して、
磁性金属板７と上記構成からなる整流子９とを一
体化する。従つて、磁性金属板７の平面と整流片
１０の平面とは同一向きとなつている。尚、整流
片１０と、絶縁部材１１と、磁性金属板７の下端
部とは糸１２を巻き付けて固定してあるが、接着
剤で固定するようにしてもよいこと勿論である。

次に、上記支柱２の上端には、磁性金属板７の
上部軸端８ａを回転自在に支承する金属板製の上
部軸受１３ａが固定されている。また、基板１に
は、上部軸受１３ａと対応する位置に、磁性金属
板７の下部軸端８ｂを回転自在に支承する金属板
製の下部軸受１３ｂを固定する。なお、磁性金属
板７は、上記のように、上下の軸受１３ａ，１３
ｂにより回転自在に支承されるが、この際、磁性
金属板７の折曲部７ａ，７ｂは、可及的に電磁石
３の頭部４ａに近接していることが望ましい。ま
た、上下の各軸受け１３ａ，１３ｂには、磁性金
属板７の上下の軸端８ａ，８ｂが係合する凹部が
形成されている。

１４はブラシ兼スイツチで、金属線１４ａと、
該金属線１４ａの一端に直結したスプリングバネ
１４ｂとか構成されており、該スプリングバネ１
４ｂの基端は、基板１において支柱２の近傍の左
側に回動自在に立設されたピン１５に固定されて
いる。そして、ピン１５の回動により金属線１４
ａが整流子９に接触したり、離反したりできるよ
うに構成して、ブラシと電源スイツチとを兼用し
ている。なお、ピン１５の上端には水平状態に形
成した回転つまみがある。

１６ａ，１６ｂは前記基板１の前端部近傍にお
いて、左右に離間して設けた一対の電源端子であ
るが、実施例では釘で代用してある。

そして、前記各部品の配線は、前記コイル６の
一方の引出線６ａ下部軸受８ｂに接続し、他方の
引出線６ｂは一方の電源端子１６ｂに接続する。
また、ピン１５と他方の電源端子１６ａとは導線
１７で直結する。

つぎに、上記実施例の作用について、第４図の
イ乃至ニを参照して説明すると、先ず電源端子１
６ａ，１６ｂには図示しないが乾電池を接続す
る。そして、第４図イに示すように、ブラシ兼ス
イツチ１４を図中右方向に回転して、接触片１０
の左側縁１０ａに金属線１４ａを電気的に接触さ
せる。

この結果、電気回路が形成され、乾電池の電流
は、一方の電源端子１６ａから導線１７とブラシ
兼スイツチ１４を経て、整流子９から下部軸受１
３ｂ，電磁石３のコイル６を通過して他方の電源
端子１６ｂに流れるため、木ねじ４が磁化され
る。

この時、磁性金属板７の左折曲部７ａは右折曲
部７ｂより木ねじ４の頭部４ａに近接しているた
め、該頭部４ａに吸引されて右回りに回転する。
なおこの際、磁性金属板７が回転しない時は、手
で磁性金属板７の左折曲部７ａを木ねじ４側に押
し出してやればよい。

上記の様にして磁性金属板７が回転すると、第
４図ロに示すように、整流子９の左側縁１０ａは
ブラシ１４から離間して絶縁部材１１に接触する
ため電気回路が遮断され、電磁石３は磁力を失
う。しかし、回転している磁性金属板７の左折曲
部７ａは惰性により、木ねじ４の頭部４ａを通過
して1/2程度回転し、磁性金属板７の左折曲部７
ａが右側に移行し、右折曲部７ｂが図中左側に来
ている。それと同時に、整流片１０の右側縁１０
ｂがブラシ兼スイツチ１４の金属線１４ａに当接
するので、電磁石３が再度磁化され、磁性金属板
７の右折曲部７ｂが吸引されて回転する。このよ
うな繰返しにより、磁性金属板７は左右方向の回
転を継続する。

第５図に示すものは他の実施例である。上記の
実施例では、磁性金属板７と整流子９の整流片１
０とは別体であるが、本実施例では、磁性金属板
７の下部を整流片９として利用したもので、その
他の点については、上記の実施例と同様である。

〔考案の効果〕

本考案に係る理科教材用モータは、上記のよう
に、絶縁材で夫々形成した基板及び該基板に確立
した支柱と、鉄心にコイルを巻装しその拡大頭部
を露出せしめて前記支柱に水平に装着した一本の
電磁石と、該電磁石の前記拡大頭部の近傍に上部
軸端が前記支柱に装着した上部軸受で又下部軸端
が前記基板上に装着した導電性の下部軸受で夫々
回転自在に支承された磁性金属板と、該磁性金属
板の回転軸の下部の固定され前記下部軸受を介し
て前記コイルの電流を供給，中断する整流子と、
該整流子に対して接離自在に設けた一個のブラシ
兼スイツチとから構成され、該ブラシ兼スイツチ
は前記基板の回動自在に立設したピンに一端が固
定され、他端はスプリングバネを介して直状に延
びた金属線である構成であるから、棒状の電磁石
は一本ですみ、又ブラシも一本ですむとゝもに、
スプリングバネを具備しているため整流子に対す
る接続も容易であり、且つこのブラシが電源スイ
ツチを兼用しているので、部品点数を低減できる
こと、及び原理的にも又製作的にも極めて簡単で
あり、いかなる児童が製作しても必ず回転するこ
とに成功し、満足感を味わわせることができるた
め、教育的な価値が高いといつた諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る理科教材用のモータの全
体斜視図、第２図は同理科教材用のモータの側面
図、第３図は同モータの要部を示す分解斜視図、
第４図イ，ロ，ハ，ニは同モータの動作説明図、
第５図は他の実施例の要部を示す分解斜視図であ
る。 １……基板、２……支柱、３……電磁石、４…
…木ねじ（鉄心）、４ａ……頭部、６……コイル、
７……磁性金属板、８ａ……上部軸端、８ｂ……
下部軸端、９……整流子、１０……整流片、１１
……絶縁部材、１３ａ……上部軸受、１３ｂ……
下部軸受、１４……ブラシ兼スイツチ、１４ａ…
…金属線、１４ｂ……スプリングバネ、１５……
ピン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 絶縁材で夫々形成した基板及び該基板に確立し
   た支柱と、鉄心にコイルを巻装しその拡大頭部を
   露出せしめて前記支柱に水平に装着した一本の電
   磁石と、該電磁石の前記拡大頭部の近傍に上部軸
   端が前記支柱に装着した上部軸受で又下部軸端が
   前記基板上に装着した導電性の下部軸受で夫々回
   転自在に支承された磁性金属板と、該磁性金属板
   の回転軸の下部に固定され前記下部軸受を介して
   前記コイルに電流を供給，中断する整流子と、該
   整流子に対して接離自在に設けた一個のブラシ兼
   スイツチとから構成され、該ブラシ兼スイツチは
   前記基板に回動自在に立設したピンに一端が固定
   され、他端はスプリングバネを介して直状に延び
   た金属線であることを特徴とする理科教材用モー
   タ。