JPH012681A - 玩具用ロ−タリ式電磁アクチュエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分ｇ！ｆＪ この発明は、自動車玩具のステアリング、ロボット玩具
の手の開閉２人形の目の開閉等に適用されるロータリ式
のｍ磁アクチュエータに係り、特にコイルへの通電によ
り３６０°以下の往復回転連動を可能にすると共に、ロ
ータ側コイルへ給電するブラッシにロータの基準復帰位
置の調整機能を持たせたロータリ式電磁アクチュエータ
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ラジオコントロールの自動車玩具のステアリング
に適用されろロータリ式の電磁アクチュエータとしては
、第５図及び第６図に示すものがある。

第５図及び第６図において、１は合成樹脂製のシャーシ
本体１８等に一体的に成形した上面開口の箱状のアクチ
ュエータ収容部、２は収容部１内に装着したマグネット
からなる円筒状の固定子、３は固定子２内に同心に配置
されたＩ形のロータで、このロータ３の中心には軸４が
貫通固着され、軸４の両端部は、収容部１の開口縁部に
形成した軸受け５ａ、５ｂに回転可能に軸支され−Ｃい
る。

またレース３の一端部にはコイル６が巻装され、このコ
イル６にはその両端に接続した可撓性のリードＲ６ａ、
６ｂを通して直流電源（＋１　、　　（−）が供給され
るようになっていると共に、コイル６に供給される直流
電源の極性を変えろことによってレース３に正、又は逆
方向のトルクを生じさせろようになっている。７は固定
子２の上部側を覆う合成樹脂製のカバーで、このカバー
７は接着剤、その他の手段により収容部１の開口縁部に
固着され、更にカバー７の側面にはリード線６ａ、６ｂ
を収容部１外へ引き出すための開口８が形成されている
。９ａ、９ｂはロータ３の正、逆方向への回転角度を規
制するス）・ツバで、固定子２の内壁に設けられている
。

上記構成のロータリ式電磁アクチュエータにおいて、コ
イル６への非通電時は、ロータ３の両端は第６図に示す
如く、固定子２のＮ、Ｓ着磁部に吸引され、この位置を
保持している。ここで、コイル６に第６図に示す極性で
直゛流電源を供給すると、ロータ３ば第６図の矢印入方
向に回転し、ストッパ９ａに衝きした回転角度位置に保
持されろ。

この回転トルクは軸４から図示しないリンク機構を介し
て自動車玩具の前輪（図示せず）に伝達され、前輪を右
（又は左）側へステアリングすることになる。

また、コイル６に第６図に示す磁性と逆に直流電源を供
給すると、ロータ３は矢印へと逆の方向に回転され、ス
トッパ９ｂと衝合した角度位置を保持することになる。

コイル６への通電を停止すれば、ロータ３は固定子２の
磁力によって第６図に示す基準位置に復帰する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の玩具用のロータリ式電磁アクチュエ
ータでは、ロータ３が往復回転連動すると、これにつれ
てコイル６のリード線６ａ、６ｂが、ロータの往復回転
連動方向に揺動されるため、コイル６とリード線６ａ、
６ｂとの半田付は部分等に曲げ応力が集中し、この部分
が断線し易くアクチュエータの故障の要因となるほか、
リード線６ａ、６ｂの有するばね力がロータ３の動きを
拘束し、且つロータ３の基準復帰位置を不安定にする問
題がある。このため、このような電磁アクチュエータを
、例えば自動車玩具のステアリングに１史用するために
玩具本体のシャーン部に設置し、そのロータ軸４を前輪
の操舵用リンクｍ構に連結した場合、コイル非励磁の前
輪の直進姿勢位置を不安定にし、ラジオコントロールに
よる自動車玩具のレースに支障を来し、自動車玩具のコ
ントロール性を低下させてしまう。また、前輪操舵用リ
ンク機構に加工誤差２組立て誤差があったり、あるいは
玩具本体シャーレ部に対する電磁アクチュエータの組付
は誤差および収容部１の加工誤差があると、これがロー
タ３の復帰基準位置に対する前輪の直進姿勢位置に直接
影響を与え、前輪を左又は右側へ偏位させ、前輪の直進
姿勢を維持できず、かつその偏位補正も面倒で手数がか
かる問題があった。

また、ロータ３の往復回転ｉ！！！勤に伴うにつれ揺動
されるリード線６ａ、６ｂの動きが拘束されないように
するためには、リード線の引き出し開口８を太き（しな
ければならず、このようにすると、砂、その他の塵埃が
侵入し易くなって、アクチュエータの種々のトラブル発
生の原因となる。更にまた、収容部１はシャーシ等に一
体成形されろものであるため、これに組込まれた電磁ア
クチュエータは、自動車玩具ならばそれ専用となり他へ
の転用ができず、ニス１−高となる問題があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、給電用リード線の断線をな（し安定した故障
の少ない給電を可能にすると共にレースの基準位置を被
操作体に応じて容易に補正できるようにし、（Ｍせて汎
用性のある低コストの玩具用ロータリ式電磁アクチュエ
ータを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る玩具用ロータリ式電磁アクチュエータは
、密閉構造のハウジングと、このハウジング内に装着さ
れたマグネットからなる円筒状の固定子と、この固定子
内に同心に配置され、且つ軸により上記ハウジングに回
転可能に軸支したロータと、このロータに巻装され通電
及び遮断によりロータを往復回転運動させるコイルと、
上記コイルに給電するために上記ロータ軸に固定され外
周が四角状をなす整流子と、この整流子に対向して上記
ハウジングに同心に且つ回転可能に設けられたロータ位
置？ｌ［Ｊ止部材と、一端部が上記位置補正部材に固着
され他端部が上記整流子の整流子片に圧接すると共に整
流子を両側から挾持する一対の給電用ブラッレとから構
成しｔコものである。

〔作用〕

この発明においては、往復回転連動させろロータのコイ
ルへの通電はブラツシ及び整流子を通して行われる。従
って、コイルへの通電が確実となり、給電用リード線が
断線するのを防止できる。

またロータ位置補正部材を回転操作すると、これと一体
化された給電用ブラツシは、両側面から挟圧している整
流子をロータと一体に位置補正部材の操作方向へ回転さ
せろことになる。したがって、コイル非励磁時のロータ
の復帰基準位置を被操作体に合わせて補正することが可
能になる。

さらに、固定子およびロータ等をハウジング内に装着し
てユニット化しているため、汎用性がある。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を第１図乃至第４図について説
明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す玩具用ロータリ式電
磁アクチュエータの断面図、第２図はその■−■徐に沿
う断面図である。この第１図及び第２図において、２０
は四角形の箱状をなす合成樹脂製のハウジングで、その
−側端面は開口されている。２１はハウジング２０内に
嵌合したマグネットからなろ円筒状の固定子で、第２図
に示すように着磁されている。２２は固定子２１内に同
心に配置した星形のロータで、このロータ２２はその一
片に巻装したコイル２４を備え、ロータ２２の回転中心
には軸２５が貫通固着されていると共に、軸２５にはコ
イル給電用の整流子２６が固着され、その鈎カッコ状の
整流子片２６ｎ、２６ｂにコイル２４の両端がそれぞれ
接続されている。

また軸２５の両端部は、ハウジング２０の開口を塞ぐ塞
ぎ板２７と、これに相対向するハウジング２０の他側壁
１８間に回転可能に軸支されている。

上記塞ぎ板２７はタッピングねじ２８によってハウジン
グ２０に一体に固定される。

２９はハウジング２０の開口部に固定子２１と同心に且
つ回転可能に係合され、且つ塞ぎ板２７で保持されたリ
ング状の位置補正部材で、この位置補正部材２９はコイ
ル非励磁におけるロータ２２の固定子２１に対する円周
方向の復帰基準位置を調節するためのものである。位置
補正部材２９の上部側周縁には操作突子３０が突設され
ており、この操作突子３０はハウジング２０の開口端縁
と塞ぎ板２７間に形成した開口３１を通してハウジング
２０外へ突出されている。また上記位置補正部材２９の
内面には上記操作突子３０と近接してブラッシ取付部３
２を設け、この取付部３２の両側には、第３図及び第４
図に示す如く銅板材からなろ短棚状のブラッシ３３ａ、
３３ｂの一端部が相対向して固着され、その他端部は上
記整流子２６の整流子片２６　ａ、　２６　ｂに圧接さ
れ、これにより整流子２６を左右両側から挾持するよう
になっている。上記ブラッシ３３ａ、３３ｂの一端部は
塞ぎ板２７に穿設した長大２７ａから外方へ突出され、
この突出端にはリード線３４　ａ、　　３４　ｂの一端
が接続され、リード線３４ａ、３４ｂの他端は固定部に
設けられる直流電源端子３５ａ、３５ｂに接続されてい
る。なお、３６はロータ２２の回転角度を規制するスト
ッパで、固定子２１の内周面に固着されている。また、
上記長穴２７ａは位置補正部材２９によって内側から閉
鎖されろようになっている。

次に、上記のように構成された本実施例の動作について
説明する。

コイル２４に通電されない時は、ロータ２２の各片は、
第２図に示すように固定子２１のＮ、　Ｓ着磁部に吸引
され、その位置を保持している。この保持位置は整流子
片２６ａ、２６ｂに面圧接するブラッシ３３ａ、３３ｂ
のばね圧によってフラツキのない安定状態に維持されて
いる。

かかる状態のロータリ式電磁アクチュエータにおいて、
ｒｉ源端子３５ａ、３５ｂに第２図に示す極性に直流電
流を供給すると、（＋）−！Ｊ−ド線３４ａ→ブラッシ
３３ａ→整流子２０ａ→コイル２４→整流子片２６ｂ→
ブラッシ３３ｂ→リード線３４ｂ→（−）の経路でコイ
ル２４に電流が流れるため、ロータ２２の各片は第２図
に示す極性に励磁され、これによりロータ２２は第２図
の矢印Ａ方向に回転し、ストッパ３６と衝合する回転角
度位置に保持される。この時の回転トルクは軸２５から
図示しないリンク機構を介して、例えば自動車玩具の前
輪（図示せず）に伝達され、前輪を直進位置から右又は
左側へ方向転換させる。

コイル２４への通電を断つと、ロータ２２は固定子２１
の磁力によって直ちに第２図に示す基準位置に復帰する
。

また、コイル２４に第２図に示す極性と逆の向きに直流
電源を供給すると、ロータ２２の各片は第２図に示す極
性と逆に励磁されるため、ロータ２２は矢印Ａと逆の方
向へ回転され、ストッパ３６と衝合した角度位置に保持
されろことになる。

次に、ロータ２２の復帰基準位置（第２図に示す状態の
位置）を被操作体に応じて補正する場合について述べろ
。

電磁アクチュエータの組立誤差、その設置誤差及び前輪
のキングピンに連結されるリンク機構の加工及び組立誤
差等によって、前輪の直進姿勢位置とロータ２２の復帰
基準位置との間に差が生じて前輪の直進姿勢が右又は左
へ僅かに変位している場合において、これを補正する場
合は、先ず位置補正部材２９を回転させ得る程度に塞ぎ
板２７の締付けねじ２８を緩め、操作突子３０を第２図
において矢印Ｂ１又はＢ２方向へ操作する。すると、操
作突子３０と一体の位置補正部材２９及びブラッシ３３
ａ、３３ｂも同一方向へ回転されるため、ブラッシ３３
ａ及び３３ｂにより左右両側面から挟圧保持されている
四角状の整流子２６が操作突子３０の操作方向へ回転さ
れ、同時にロータ２２及びその軸２５も同一方向へ回転
される。

そして、前輪が直進姿勢位置に修正された時点で操作突
子３０の矢印Ｂ１又はＢ２方向への回動操作を停止し、
ねじ２８を締付けて位置補正部材２９を固定する。

以上の操作によって前輪の直進姿勢位置を、諸機構を組
付は状態のままで簡便に調節することができる。また、
コイル２２への直流電力の供給は、ブラツシ３３　ａ、
　３３　ｂ及び整流子２６を介して行うようになってい
るため、従来のように給電用のリード線３４ａ、３４ｂ
がロータ２２の往復回転運動によって撓み変形されたり
することがなく、従って、給電用リード線３４ａ、３４
ｂの断線を皆無とし得るほか、常に安定したコイルへの
給電が確得でき、電磁アクチュエータの長寿化が可能に
なる。さらにまた、固定子２１．ロータ２２゜整流子２
６およびブラッシ３３ｎ、３３ｂ等は密閉構造のハウジ
ング２０内に装着されユニット化されているため、塵埃
がアクチュエータ内に侵入することがなく、アクチュエ
ータの長寿命化が可能になるほか、ユニット化により利
用範囲が拡大し、汎用性が増すと共に、量産性が可能と
なって低コスト化ができる。

なお、上記実施例ではこの発明のロータリ式電磁アクチ
ュエータを自動車玩具のステアリングに適用した場合に
ついて述べたが、これに限らず人形の目の開閉、自動車
玩具以外の走行玩具のクラッチ切換え等にも利用できる
ことは勿論である。

またこの発明におけるロータ２２の形状は星形に限らず
、■形でも良いほか位置補正部材２９の形状も上記実施
例のものに限定されない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば励磁、非励磁によりロ
ータを往復回転連動させろコイルへの通電を、ロータ軸
に設けた四角形状の外周を有する整流子と、これに圧接
する給電用ブラッシにより行うようにしたので、給電用
リード線を断線することなく故障の少ない安定したコイ
ルへの給電が可能になる。また、給電用ブラッシはハウ
ジングに回転可能に設けたロータ位置補正部材に保持さ
れ、且つ整流子を両側面から挟圧しているから、位置補
正部材を回転操作することにより、コイル非励磁時のロ
ータの復帰基準位置を調節することができ、これに伴い
自動車玩具の前輪の直進位置を組立後に修正する場合な
どに際しては、ロータの復帰基準位置を位置補正部材の
操作Ｉ！けで簡便に行うことができろ。

更に又、密閉構造でユニット化されているため、塵埃の
侵入を防止できろと共に汎用性のある低コストのアクチ
ュエータを容易に提供できろという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る玩具用ロータリ式電磁アクチュ
エータの一例を示す断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ　
線に沿う断面図、第３図はこの発明の実施例におけるロ
ータ位置補正部材の正面図、第４図はその側面図、第５
図は従来のロータリ式電磁アクチュエータの断面図、第
６図は第５図の■−■線に沿う断面図である。 ２０・・、ハウジング、２１　固定子、２２　ロータ、
２４．コイル、２５・軸、２６　整流子、２６　ａ、　
２６　ｂ−４’ｊ流子片、２７　塞ぎ仮、２９０−夕位
置補正部材、３３　ａ、　３３　ｂ　　給電用ブラソシ
、３４ａ、３４ｂ　　リード線、３５ａ、３５ｂ　電源
端子。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密閉構造のハウジングと、このハウジング内に装着され
   たマグネットからなる円筒状の固定子と、この固定子内
   に同心に配置され、かつ軸により上記ハウジングに回転
   可能に軸支したロータと、このロータに巻装され通電及
   び遮断によりロータを往復回転運動させるコイルと、上
   記コイルに給電するために上記ロータ軸に固定され外周
   が四角状をなす整流子と、この整流子に対向して上記ハ
   ウジングに同心に且つ回転可能に設けられたロータ位置
   補正部材と、一端部が上記位置補正部材に固着され他端
   部が上記整流子の整流子片に圧接すると共に整流子を両
   側から挾持する一対の給電用ブラッシとから構成したこ
   とを特徴とする玩具用ロータリ式電磁アクチュエータ。