JP2001249662A - 円盤式オルゴール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円盤を駆動ローラと押えローラとがほぼ一定
の押圧力で挟持できる機構を提供する。 【解決手段】 段差部５５に圧縮コイルバネ４５を着座
させたアーム保持軸５２の小径軸部５３と大径軸部５４
をコ字状地板軸受地板４６の小径軸受孔５０と大径軸受
孔５１に摺動自在に挿通する。アーム軸基端４０をアー
ム保持軸５２の溝に嵌装して支軸ピン５８で枢支し、圧
縮コイルバネ４５を圧縮状態にセットする。円盤１２は
中心孔２３を中心軸２２に貫通して水平に支持される。
アーム軸自由端４２を中心軸の係止溝２４に係止レバー
６０でロックすると、駆動ローラ３２と円盤押えローラ
３６は圧縮コイルバネ４５の押圧力で円盤１２を挟持し
て摩擦力で円盤１２を回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメロディを演奏する
音符に対応させて円盤に形成した多数の孔で、音階に対
応する複数の爪車を回転させ、各音階毎の振動弁を弾い
て音を発する円盤式オルゴールの構成に係わり、特に爪
車との係合で円盤が浮き上がるのを防止する押えローラ
を軸支するアームの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】円盤式オルゴールの機構は公知で、円盤
の駆動方式として、駆動軸を円盤の中心に係合させるセ
ンタ駆動方式、円盤の外周に等間隔の溝または孔を設け
て駆動歯車に係合させる歯車駆動方式および駆動ローラ
と押えローラとを対向配置して円盤の外周を挟持して回
転させるフリクション駆動とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、センタ駆動
方式は、大きな駆動トルクを必要とするので装置が大型
化する。また、駆動ピンに対する円盤の従動孔を嵌合さ
せる操作が面倒で、駆動ピンが円盤を傷つけたり、嵌合
が不十分だと駆動ピンにかかるトルクで従動孔を変形さ
せたりする。歯車駆動方式は、円盤に歯車と噛合させる
溝または孔を加工する別工程が必要で円盤のコストに影
響する。また、円盤と歯車の噛み合わせ位置が整合しな
いと、円盤が損傷するので耐久性に問題を生じる。一
方、フリクション方式には上記した両方式が持つ問題は
含まれない。

【０００４】しかしながら、円盤の外周を挟持するため
に対向配置された駆動ローラと押えローラは、支軸の位
置が固定されているため、円盤の厚さやローラ径および
アーム軸基端の位置などがばらつくと円盤に対する押圧
力が変化して、摩擦による円盤の回転駆動力は大きく変
化する。

【０００５】すなわち、円盤には金属、硬質紙、プラス
チックなどが使用されるので、厚さは材質や製造過程に
よって変化する。また、押圧力はローラ径およびローラ
支持アーム軸の枢支位置など、加工組立てのばらつきに
影響を受ける。

【０００６】従って、薄い円盤または押圧力が弱いと伝
達回転トルクが不足して、円盤の回転中にスリップを起
こす。一方、厚い円盤または押圧力が大きいと駆動系に
負荷がかかり、極端な場合には駆動ローラと押えローラ
が変形して長期使用に耐えなくなる。その他、モータ消
費電流のばらつきなどによる品質トラブルの発生、バッ
テリの短寿命化などの問題が発生する。

【０００７】これらの問題に対応するため、組立て時に
アーム軸の高さ調整を行っているが、これにより、組立
コストがアップするだけでなく、組立調整のばらつきが
品質レベルに影響することは避けられない。

【０００８】そこで本発明の目的は、これら厚さや組立
て調整の問題を克服して、駆動ローラと押えローラとで
円盤を常時ほぼ一定の押圧力で挟持できる機構を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係わる円盤式オルゴールは、円盤に楽曲
の音符に対応させて形成した多数の孔と係合して回転さ
せられる複数の爪が振動弁を弾いて音を発するもので、
駆動系を前記複数の爪車を回転自在に支持する支持軸
と、前記支持軸に一体に設けられモータにより回転され
る駆動ローラと、複数の円盤押えローラを回転自在に支
持して前記円盤式オルゴールの基部に基端が回動自在に
支持され、前記基部に設けられた前記円盤の中心軸に自
由端を係合させることにより、前記支持軸と平行に対向
し、前記押えローラが前記駆動ローラと協働して前記円
盤を挟持するようにしたアーム軸と、このアーム軸を基
端で回動自在に支持するアーム軸保持部材とで構成し、
このアーム軸保持部材を前記円盤の面と垂直方向に移動
可能にした。さらに前記アーム軸保持部材を圧縮コイル
バネによって基部方向に付勢した。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる円盤式オル
ゴールの実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は
本発明に係わる第一実施例の円盤式オルゴール１０の平
面図で、図２は図１の２−２線に沿って示した側面図で
ある。ケースおよび円盤１２の一部は省略されている
が、多数の透孔１１を穿設した円盤１２と爪車ユニット
１４、振動板１５、アーム軸１６、正逆回転可能な駆動
モータ１７を備えた駆動ユニット１８とがオルゴールユ
ニット１９を構成し、基部として振動板１５の共鳴機能
を有する金属製の本体フレーム２０に取付けられてい
る。

【００１１】フレーム２０に固定した金属製地板２１に
は、円盤１２に穿設された中心孔２３を挿通して円盤１
２を回転自在に支持する中心軸２２が立設されている。
円盤１２の面に穿設された多数の透孔１１は鳴奏する楽
曲のメロディに対応させてパンチ加工やプレス加工で円
盤１２に穿孔されており、駆動ユニット１８によって矢
印Ａで示す方向に回転駆動される。本実施例ではこの円
盤１２に硬質の板紙が使用されているが、金属、あるい
はプラスチックであってもよい。

【００１２】爪車ユニット１４は、円盤１２の下面側で
半径方向に沿って配設されている。この爪車ユニット１
４は、透孔１１に係合する多数の爪車２５と、この多数
の爪車２５を緩挿した支持軸２６から構成されている。
支持軸２６は地板２１の切り起こし２７と駆動ユニット
１８を構成するフレーム２８に形成したブラケット２８
ａによって回転自在に支持されている。各爪車２５は支
持軸２６と一体に回転するスペーサ２９によって隔離さ
れ互いに独立して回転可能に支持されている。各スペー
サ２９はまた、爪車２５と摺接して適当な摩擦力によっ
て爪車２５に回転力を与える。

【００１３】すなわち、爪車２５はスペーサ２９との摩
擦力によって円盤１２の回転方向に沿って付勢されてい
るが、円盤１２の回転によって対応する円盤の透孔１１
が対向位置に回転してくるまで、円盤１２の下面に当接
したまま回転を阻止され、透孔１１の軌道上で円盤１２
の下面と摺接状態で待機している。駆動モータ１７の駆
動力で円盤１２とともに移動する透孔１１が、円周軌道
に沿って待機している爪車２５の一つの爪３０ａの位置
にくると、爪３０ａは円盤１２の抑制から解放されてス
ペーサ２９との摩擦力で回動し透孔１１に係合する。係
合関係が維持される区間は、スペーサ２９からの摩擦回
転力に関係なく爪車２５は円盤１２の図中矢印Ａ方向の
回転によって矢印Ｐ方向に回動される（図６参照）。

【００１４】爪車２５が回動することによって、この爪
車２５と一体に構成されている別の爪３０ｂが、対応す
る振動弁３１を弾いて、この振動弁３１固有の振動音を
発生させる。それぞれが固有の音階を発生する振動弁３
１は１対１で爪車２５と対応しており、楽曲の音符に従
って配列された各透孔１１が適当な時間間隔に従って順
次爪車２５の係合位置に待機する爪３０ａと係合し所定
の曲目を演奏する。

【００１５】支持軸２６には駆動ローラ３２と一体形成
した駆動歯車３３が圧入されている。駆動歯車３３は、
駆動モータ１７の駆動軸１７ａと一体に固定されたウォ
ーム３４ａに噛合するウォーム歯車３４ｂを含む歯車列
３５に連結され、駆動モータ１７の回転力によって、駆
動ローラ３２、駆動歯車３３および支持軸２６は一体で
回転する。駆動ローラ３２は、円盤１２の外周に下面か
ら当接し、後述する円盤押えローラ３６と協働で挟持し
ている円盤１２を摩擦力で回転する。

【００１６】円盤押えローラ３６はアーム軸１６に回転
自在に挿通された複数のカラー３８にそれぞれ一つずつ
形成され、軸方向の移動を規制されつつ適宜の間隔をお
いて回転自在に保持されている。アーム軸１６はまた、
基端４０がアーム軸保持部材４１に回動自在に枢支さ
れ、自由端４２には円盤１２の中心を回転自在に支持す
る中心軸２２に係合させるロック部材４４を備えてい
る。

【００１７】この複数の円盤押えローラ３６は爪車２５
の間に位置するように配置され、円盤１２をセットして
いないときは、スペーサ２９の外周面に当接可能となっ
ており、アーム軸１６の過剰な倒れ込みを制限してい
る。一方、円盤１２をセットせずにアーム軸１６の自由
端４２を中心軸２２にロックすると円盤押えローラ３６
と駆動ローラ３２との外径が当接するように構成されて
いる。

【００１８】また後述するように、アーム軸基端４０を
枢支するアーム軸保持部材４１には円盤押えローラ３６
を駆動ローラ３２方向に付勢する圧縮コイルバネ４５が
内蔵されている。従って、セットされた円盤１２を挟持
する円盤押えローラ３６と駆動ローラ３２との間には、
円盤１２の厚みに応じて圧縮コイルバネ４５の付勢力に
よる適度な押圧力が作用する。

【００１９】次に、アーム軸保持部材４１の機構につい
て説明する。本体フレーム２０において、中心軸２２を
立設する地板２１の反対側に固定された駆動ユニット１
８のフレーム２８は金属板で、折曲げ加工により台座面
２８ｂから爪車支持軸２６を回転自在に支持するブラケ
ット２８ａとモータ取付板２８ｃとの直交する二面が垂
直に立ち上げられている。すなわち、モータ取付板２８
ｃの面は爪車２５の支持軸２６と平行になる。台座面２
８ｂはフレーム２８を本体フレーム２０へ固定する取付
座で、アーム軸保持部材４１を構成するコ字状軸受地板
４６の取付座を積層して一緒に本体フレーム２０にネジ
４８で固定する。

【００２０】コ字状軸受地板４６は、上部板４６ａには
小径の軸受孔５０、下部板４６ｂには大径の軸受孔５１
が穿設されている。アーム軸保持部材４１を構成する円
柱状アーム保持軸５２は、小径の軸受孔５０に摺動自在
に嵌合する小径軸部５３および大径の軸受孔５１に摺動
自在に嵌合する大径軸部５４が形成され、段差５５を備
える。

【００２１】図３は図２の一部を拡大して示した側面図
である。図から明らかなように、圧縮コイルバネ４５
は、内径が小径軸部５３の外径より僅かに大きく、外径
が大径軸部５４の拡径段差５５に着座させることができ
る寸法である。従って、圧縮コイルバネ４５の外径寸法
が大径の軸受孔５１より小さい場合は、圧縮コイルバネ
４５をアーム保持軸５２の小径軸部５３に緩挿し、拡径
段差５５に着座させた状態で、下方より大径の軸受孔５
１に挿通して、コ字状軸受地板４６の上部板４６ａと拡
径段差５５との間で圧縮コイルバネ４５を圧縮状態で保
持することができる。

【００２２】一方、図４は図１の４−４線に沿った部分
側面図で、圧縮コイルバネ４５の外径寸法が大径の軸受
孔５１より大きい場合の実施例を示す。コ字状軸受地板
４６の上部板４６ａと下部板４６ｂの中間に位置させ、
圧縮コイルバネ４５の下端に座金４５ａを配設する。ア
ーム保持軸５２を下方より大径の軸受孔５１に挿通して
座金４５ａを貫通し、圧縮コイルバネ４５の内径に小径
軸部５２を緩挿する。拡径段差５５に係合する座金４５
ａに圧縮コイルバネ４５の下端を着座させ、拡径段差５
５によりコ字状軸受地板４６の上部板４６ａの下面と座
金４５ａとの間で圧縮コイルバネ４５を圧縮状態で保持
することができる。

【００２３】図１から明らかなようにアーム軸１６の基
端４０は、両側に平行に相対する二面が所定の厚さに仕
上げられており、アーム保持軸５２の小径軸部５３上端
に凹設した溝５７の幅に嵌合する。溝５７の方向に直交
し、アーム保持軸５２の軸心を通る、しかも上端からア
ーム軸１６の半径に概ね相当する適当な位置に、適正位
置に嵌装したアーム軸１６とともに貫通孔５３ａを穿設
し、支軸ピン５８を圧入してアーム軸１６を回動自在に
支持する。このため、貫通孔５３ａはアーム軸保持部材
４１に穿設した部分またはアーム軸１６に穿設した部分
のいずれかが支軸ピン５８と遊嵌するように僅かに拡径
される。

【００２４】上記したように、アーム保持軸５２の小径
軸部５３に圧縮コイルバネ４５を装着し、上端に凹設し
た溝５７を、圧縮コイルバネ４５の付勢力に抗してコ字
状軸受地板４６の上部板４６ａの上面から突出させる。
溝５７にアーム軸基端４０を嵌装して支軸ピン５８で回
動自在に枢支すると、圧縮コイルバネ４５はコ字状軸受
地板４６の上部板４６ａと拡径段差５５との間に圧縮状
態で保持され、アーム軸１６の自由端４２がロックされ
ない自由な体勢にあるとき、アーム保持軸５２下端は実
線で示したレベルＭ1にある。

【００２５】図３から明らかなように、円盤１２の中心
孔２３を中心軸２２の縮径部２２ａに挿通して、円盤１
２を拡径部２２ｂとの段差部２２ｃに着座させることに
より、円盤１２は回転自在にセットされる。後述する係
止レバー６０を中心軸２２に係合させてアーム軸１６を
ロックすると、アーム軸１６は支持軸２６と平行な水平
状態となり、駆動ローラ３２と円盤押えローラ３６とが
協働して円盤１２を挟持する。このとき、アーム保持軸
５２下端は図３に誇張して二点鎖線で示したレベルＭ2
に距離αだけ上方に移行する。この移動距離に相当する
圧縮変形で、圧縮コイルバネ４５は矢印Ｂ方向の付勢力
をアーム軸１６から円盤押えローラ３６に伝達し、円盤
１２を駆動ローラ３２に押圧する。この結果、円盤１２
は駆動ローラ３２との当接部に発生する摩擦によって回
転駆動される。

【００２６】アーム軸１６の先端部６１には、ロック部
材４４として中心軸２２に係合する係止レバー６０の支
持ブラケット６２が固定されている。支持ブラケット６
２は断面Ｌ字形に形成され、短辺部６２ａでアーム軸先
端部６１に固定されている。ブラケット長辺部６２ｂの
上面６２ｃには、係止レバー６０がピボットピン６３に
より回動自在に支持される。この係止レバー６０は、支
持ブラケット６２に穿設した長孔６２ｄと係止レバー６
０に設けたバネ掛６０ａとに両端６４ａ，６４ｂが係止
され、ピボットピン６３に巻装されたねじりコイルバネ
６４により、中心軸２２に形成した係止溝２４との係合
方向（図中矢印Ｃ）に付勢されている。

【００２７】ブラケット長辺部６２ｂには中心軸２２と
遊嵌する透孔６５が穿設され（図３参照）、中心軸２２
の先端は透孔６５との遊嵌を容易にするとともに、アー
ム軸１６のロック操作において、係止レバー６０を自然
に誘導して中心軸２２の外周に沿って外向きに揺動させ
るように機能するテーパ状の面取部分６６を備える。中
心軸２２の係止溝２４の高さは、係止レバー６０でアー
ム軸１６をロックした時、爪車２５の支持軸２６に対し
てアーム軸１６がほぼ平行になる位置に設けられる。

【００２８】アーム軸１６が係止レバー６０によって中
心軸２２の係止溝２４にロックされると、円盤押えロー
ラ３６が駆動ローラ３２と協働して円盤１２を挟持し、
適度な押圧力が作用する。すなわち、円盤押えローラ３
６は、円盤が回転してその音符配列に従う透孔１１で爪
車２５を回転させるとき、比較的薄い板紙からなる円盤
１２が撓んで、爪車２５から逃げるのを防止するように
機能する。

【００２９】アーム軸１６のロックを解除するには、係
止レバー６０の指掛６０ｂを時計方向（図中矢印Ｄ）に
旋回させて溝２２ａからレバー先端を外したのちアーム
軸１６を開方向（図中矢印Ｅ）に回動させればよい（図
２参照）。爪車２５を初期状態にするには、円盤１２を
セットする前に、駆動モータ１７の極性を反転して支持
軸２６を逆回転させる。すると、各爪車２５の間に配置
されたスペーサ２９の作用で爪車２５が一斉に図６の矢
印Ｆ方向に回転し、爪３０が振動弁３１の上方から当接
した位置で回転が阻止され、スペーサ２９との摩擦係合
が空転状態となる。従って、爪３０は振動弁３１との当
接位置に整列し初期状態を満足する（図６参照）。

【００３０】図５は、別の実施例による中心軸１２２の
構成を図示したもので、上記実施例と共通する部材は同
一符号で示す。縮径部１２２ａの外径は拡径部１２２ｂ
上部に穿設した嵌合孔１２３に摺動自在に嵌装され、下
部に設けた雄ネジ１１１が円筒状のスライドナット１２
５の雌ネジ１２６に螺合している。スライドナット１２
５は拡径部１２２ｂの円柱空洞内壁１２７に沿って摺動
自在に案内され、圧縮コイルバネ１２８による付勢力が
常時下方に向けて作用している。

【００３１】さらにスライドナット１２５には全長にわ
たってキー溝１２９が刻装され、拡径部１２２ｂの周壁
に固設したノックピン１３０によって回り止めされてい
る。拡径部１２２ｂの下端に螺入したボス１３１は、セ
ットネジ１３２によって回り止めされるとともに固設さ
れる。縮径部１２２ａ上端に設けられ上記実施例と同様
に係止レバー６０を誘導するテーパ状面取部分１６６に
近接する適正位置に縮径部１２２ａの外周を一周させて
同じ深さで刻装した係止溝１２４は、開口部上方の溝面
周縁を傾斜させてあるので、全周にわたるいずれの方向
からでも、係止レバー６０と容易に係合することができ
る。

【００３２】縮径部１２２ａのテーパ状面取部分１６６
の上端面１６７に一般通貨のコイン幅に対応させたすり
割溝１６８が刻装されており、ドライバもしくは硬貨を
利用して縮径部１２２ａを旋回させ、圧縮コイルバネ１
２８による付勢力を調整することができる。縮径部１２
２ａと拡径部１２２ｂとで形成される段差部１２２ｃ
は、円盤１２に対して中心軸２２の段差部２２ｃと同様
に機能する。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係わる円盤式オルゴールによれば、円盤をセットしたと
き、円盤押えアーム軸基端部が上下に可動な構造で、圧
縮コイルバネが円盤押えローラを介して円盤および駆動
ローラに作用する結果、円盤と駆動ローラ間に発生する
摩擦力または回転駆動力は圧縮コイルバネの特性のみに
依存して発生する。

【００３４】従って、円盤の厚さやローラ外径およびア
ーム基端部の位置などの変動による駆動力のばらつきは
殆ど無視できる程度に激減させることができるから、駆
動ローラと円盤押えローラとはほぼ一定の押圧力で円盤
を挟持し、円盤には殆ど一定の回転駆動力を伝達するこ
とができる。

【００３５】また、アーム軸組立における押圧力調整作
業が省略されるので、生産品質の安定化や組立作業の効
率を向上させることができる。その上、駆動ローラに加
わる力が安定することにより、駆動ローラの寿命が向上
する。そして、回転駆動力のばらつきが少ないことによ
ってローラの押圧力を小さく設定することが可能とな
り、駆動用バッテリライフの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる円盤式オルゴールの一実施例の
平面図である。

【図２】図１の２−２線に沿って示した側面図である。

【図３】図２の一部を拡大図示した側面図である。

【図４】図１の４−４線に沿って示したアーム軸保持機
構の別の実施例を説明する側面図である。

【図５】本発明に係わる円盤式オルゴールにおける中心
軸の別の実施例を示す側面断面図である。

【図６】本発明に係わる円盤式オルゴールにおける爪車
の動作説明図である。

【符号の説明】

１０ 円盤式オルゴール １２ 円盤 １５ 振動板 １６ アーム軸 １７ 駆動モータ ２２ 中心軸 ２４ 係止溝 ２５ 爪車 ２６ 支持軸 ２９ スペーサ ３２ 駆動ローラ ３６ 円盤押えローラ ４５ 圧縮コイルバネ ４６ コ字状軸受地板 ５０ 軸受孔（小径） ５１ 軸受孔（大径） ５３ 小径軸部 ５４ 大径軸部 ５７ 溝 ５８ 支軸ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円盤に楽曲の音符に対応させて形成した
   多数の孔と係合して回転させられる複数の爪車が振動弁
   を弾いて音を発する円盤式オルゴールの駆動系を、前記
   複数の爪車を回転自在に支持する支持軸と、前記支持軸
   に一体に設けられモータにより回転される駆動ローラ
   と、複数の円盤押えローラを回転自在に支持して前記円
   盤式オルゴールの基部に基端が回動自在に支持され、前
   記基部に設けられた前記円盤の中心軸に自由端を係合さ
   せることにより、前記支持軸と平行に対向し、前記押え
   ローラが前記駆動ローラと協働して前記円盤を挟持する
   ようにしたアーム軸と、このアーム軸を基端で回動自在
   に支持するアーム軸保持部材とで構成し、このアーム軸
   保持部材を前記円盤の面と垂直方向に移動可能にしたこ
   とを特徴とする円盤式オルゴール。
2. 【請求項２】 前記アーム軸保持部材を圧縮コイルバネ
   によって基部方向に付勢したことを特徴とする請求項１
   に記載の円盤式オルゴール。