小型無芯馬達及無線操縱式模型遊戲用具的製作方法
2023-09-22 12:11:00
專利名稱：小型無芯馬達及無線操縱式模型遊戲用具的製作方法
技術領域：
本發明涉及備有杯型轉子的小型無芯馬達、以及無線操縱式的汽車、飛機等模型遊戲用具。
背景技術：
在無線操縱型的模型遊戲用具中，裝載有具有杯型轉子的小型無芯馬達作為伺服馬達。
該小型無芯馬達構成為，具備杯型轉子，該杯型轉子由以下部件組裝而成圓筒狀的線圈；用來由外周緣保持線圈、並將線圈固定在單側開放端附近的直徑內的圓盤狀的輪盤；在中心部插通到輪盤中、並由單側軸端附近保持輪盤的旋轉軸。
該轉子一側，由與線圈的內周面之間保持著空隙而插在線圈的圈內的圓筒狀的磁鐵、用來將磁鐵與旋轉軸同軸地安裝的軸承箱、和與線圈的外周面之間保持空隙而收容著轉子的機殼組裝而成，通過將軸承箱裝定固定在機殼的內部中而構成。
在該小型無芯馬達中，組裝有由銅線形成的線圈。此外，為了將整流器埋入安裝，組裝有由絕緣樹脂形成的輪盤。
一般，作為裝載在無線操控式的模擬遊戲用具中的小型無芯馬達的轉子，重量較輕是比較優選的。為了應對此需求，可以安裝由銅包鋁線(特許文獻1)或鋁線形成的線圈來代替安裝由銅線形成的線圈，該銅包鋁線是以比重較小的鋁芯作為母材、使銅包覆在鋁芯的外周上而形成的。
如果組裝由該銅包鋁線或鋁線形成的線圈，則可以構成能夠降低轉動慣量、能夠減小機械時間常數的小型無芯馬達。但是，由於鋁比銅導熱性差，所以熱量容易積聚在線圈中。此外，由於線性膨脹係數較大，所以也有可能因熱而導致線圈發生尺寸變形。再者，由於將樹脂制的輪盤作為線圈的保持部件而安裝，所以不能希望用它來從線圈進行熱傳導。
為了謀求該發熱的對策，提出了將由導熱性較好的銅類、鋁合金類、碳類材料形成的散熱板作為線圈的散熱機構而與樹脂制的輪盤一體或分體地組裝(特許文獻2)特許文獻1特開平11-66966號特許文獻2特開2002-17066號發明內容本發明要解決的課題是，提高耐熱性，構成馬達整體重量較輕、轉動慣量較低、機械時間常數較小、響應性較快、可靠性及耐久性優良的小型無芯馬達。
同時，構成伺服性能、可靠性及耐久性優良的無線操控式模擬遊戲用具，該無線操控式模擬遊戲用具備有馬達整體重量較輕、轉動慣量較低、機械時間常數較小、響應性較快、可靠性及耐久性優良的小型無芯馬達。
本發明的技術方案1是一種小型無芯馬達，具備杯型轉子，該杯型轉子由以下部件組裝而成圓筒狀的線圈，用來由外周緣保持線圈、並將線圈固定在單側開放端附近的直徑內的圓盤狀的輪盤，在中心部插通到輪盤中、並由單側軸端附近保持輪盤的旋轉軸；其特徵在於，裝備有由以下部件組裝成的杯型轉子由銅包鋁線或鋁線卷繞成圓筒狀的線圈；由鋁或鋁合金形成為圓盤狀的輪盤；和由設在輪盤的中心部的絕緣樹脂的整流器臺保持的旋轉軸。
本發明的技術方案2構成了一種無線操縱式模型遊戲用具，其特徵在於，裝載了如權利要求1所述的小型無芯馬達作為伺服馬達。
在本發明的技術方案1所涉及的小型無芯馬達中，由於組裝了由比重較小的銅包鋁線或鋁線形成的線圈、並組裝了由重量較輕的鋁或鋁合金形成的輪盤，所以能夠使整個轉子以較輕的重量構成。此外，由於通過導熱性良好的鋁製的輪盤能夠將線圈的熱量散出，所以能夠防止熱量積聚在線圈中、能抑制因熱而導致線圈的尺寸變形，因此能夠提高耐熱性、能夠構成可靠性及耐久性優良的小型無芯馬達。
在本發明的技術方案2所涉及的無線操縱式模型遊戲用具中，由於裝備了組裝有轉動慣量較低、機械時間常數較小、響應性較快、重量較輕、耐熱性優良的轉子的小型無芯馬達，所以能構成伺服性能優良的無線操縱式模型遊戲用具。
圖1是表示本發明所涉及的小型無芯馬達的剖視圖。
圖2是表示構成圖1的小型無芯馬達的線圈的銅包鋁線的剖視圖。
具體實施例方式
圖1以截面表示本發明的一個示例所涉及的小型無芯馬達。在圖中，標號1表示圓筒狀的線圈，2表示用來保持線圈1的輪盤(hub)，3表示用來保持輪盤2的旋轉軸，4表示輪盤2的止轉環，5表示大致圓筒狀的磁鐵，6表示軸承箱，7a、7b表示軸承，8表示機殼，9a、9b表示整流器，10表示整流器臺，11表示電刷，12表示電刷臺。
在該構造中，優選的實施方式為，線圈1由銅包鋁線卷繞而形成為圓筒狀。如圖2所示，銅包鋁線由如下方式形成將比重較小的鋁或鋁合金做成芯1a，將銅膜1b包覆在芯1a的外周上，將絕緣包膜1c包覆在銅膜1b的外周上，再將熔覆包膜1d包覆在絕緣包膜1c的外周上。也可以由鋁線代替該銅包鋁線，來形成線圈1。
銅包鋁線的特性與銅線相比較，如表1所示那樣。由表1可知，銅包鋁線比重小得多，重量較輕。但是，導電率、電阻率、導熱率、線性膨脹係數中的任一項都比銅線差。
表1
輪盤2由導熱性良好的鋁或鋁合金形成為圓盤狀。在該輪盤2的中心部上，由絕緣樹脂一體地注塑成型有具備5個整流器9a、9b(僅一部分圖示)的整流器臺10。在外周緣上設有立板2a，以增大與線圈1的接觸面積並將線圈1固定在單側開放端附近的直徑內側。此外，在板表面上設有開口2b，用來隨著輪盤2的旋轉而在內部空間中主動地引起對流、進行散熱。
此外，旋轉軸3、軸承箱6、軸承7a、7b、機殼8由金屬制的部件組裝而成。另外，旋轉軸3經由止轉環4被由絕緣樹脂注塑成型的整流器臺10保持在輪盤2的中心部上。軸承箱6嵌合在機殼8的閉塞側而被裝定固定。此外，線圈1和整流器9a、9b由線圈1的末端(參照圖1的螺旋線)電連接。
在這樣構成的小型無芯馬達中，即使組裝由導熱率、線性膨脹係數比銅線差的銅包鋁線或鋁線形成的線圈1，也能夠由導熱率良好的鋁或鋁合金的輪盤將線圈的熱散出。該線圈1的發熱能夠經由輪盤2、旋轉軸3、軸承箱6、最終通過在機殼8的外表面與外界空氣接觸而進行散熱。因此，能夠防止熱積聚在線圈1中，已知因發熱而導致線圈1的尺寸變形。
該小型無芯馬達由於安裝了由比重較小的銅包鋁線或鋁線形成的線圈1、並安裝了由重量較輕的鋁或鋁合金形成的輪盤2，所以能夠將轉子整體重量較輕地構成。由此，能夠做成轉動慣量較低、機械時間常數較小、響應性較快、可靠性及耐久性較好的小型無芯馬達。
對本發明所涉及的由銅包鋁線構成的馬達與以前例的由銅線線圈構成的馬達比較馬達特性，結果如表2所示。由該表2可知，本發明所涉及的由銅包鋁線構成的馬達的機械時間常數、轉動慣量、線圈質量都小得多。
表2
在裝載了該小型無芯馬達的無線操控式模型遊戲用具中，由於即使反覆進行由剎車動作或再加速動作時的運動模式而造成的過載，也能夠將線圈的熱量通過鋁輪盤散出，所以能夠抑制因熱而產生的負荷。同時，由於轉子自身重量較輕、轉動慣量較低、機械時間常數較小、響應性較快，所以能夠構成伺服性能、可靠性及耐久性優良的模型遊戲用具。
權利要求
1.一種小型無芯馬達，具備杯型轉子，該杯型轉子由以下部件組裝而成圓筒狀的線圈；用來由外周緣保持線圈、並將線圈固定在單側開放端附近的直徑內的圓盤狀的輪盤；插通在輪盤的中心部中、並在單側軸端附近保持輪盤的旋轉軸；其特徵在於，裝備有由以下部件組裝成的杯型轉子由銅包鋁線或鋁線卷繞成圓筒狀的線圈；由鋁或鋁合金形成為圓盤狀的輪盤；和由設在輪盤的中心部的絕緣樹脂的整流器臺保持的旋轉軸。
2.一種無線操縱式模型遊戲用具，其特徵在於，裝載了如權利要求1所述的小型無芯馬達作為伺服馬達。
全文摘要
本發明要解決的課題是，提高耐熱性，構成馬達整體重量較輕、轉動慣量較低、機械時間常數較小、響應性較快、可靠性及耐久性優良的小型無芯馬達；及構成伺服性能、可靠性及耐久性優良的無線操控式模擬遊戲用具。構成了具備杯型轉子的小型無芯馬達，該杯型轉子由以下部件組裝而成由銅包鋁線或鋁線卷繞成圓筒狀的線圈(1)，由鋁或鋁合金形成為圓盤狀的輪盤(2)，和由設在輪盤(2)的中心部的絕緣樹脂的整流器臺(10)保持的旋轉軸(3)；將該小型無芯馬達作為伺服馬達裝載在無線操控式模型遊戲用具中。
文檔編號H02K9/22GK1638234SQ20041010368
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優先權日2003年12月24日
發明者岡本敦志, 小田桐琴也, 小野寺文人 申請人:並木精密寶石株式會社