JP2003083375A - ゼンマイ機構モジュール及びそれを用いた機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゼンマイ機構モジュールの組込性の向上を図
る。 【解決手段】駆動体と前記駆動体を駆動可能に支持する
本体により構成される機器であって、駆動体とゼンマイ
間のエネルギー授受を行う伝達手段と、エネルギーを蓄
積、開放するゼンマイと、ゼンマイを収容するゼンマイ
収容部から構成されるゼンマイ機構モジュールにおい
て、ゼンマイ機構モジュールを駆動機構内への組込中
に、ゼンマイの開放を防止する保持手段を備えることに
よって、組込性が向上した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動機構をゼンマ
イの力で動作させるゼンマイ機構モジュール及びそれを
用いた機器に関するものである。

【０００２】

【背景の技術】従来、ゼンマイ機構モジュールを、機器
等の蓋や扉などの駆動機構に組込むには、駆動機構の駆
動に必要なトルクが発生するように、初期巻数を与えた
状態で組込む必要があった。

【０００３】また、特開昭５９−２２２６３１号公報の
ように、組込後にゼンマイ収容部外から、ゼンマイの外
端の筒状に丸めた筒状穴に細いピンなどを挿入し、収容
部内でのゼンマイの引掛位置を移動させることで、必要
なトルクが発生する初期巻数になるように調整する方法
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の場合、ゼンマイに所定の初期巻数を与えるには、巻
締時にゼンマイの巻数を計数する必要があった。そのた
め、専用の装置が必要になり、簡単かつ迅速に組込むこ
とが困難になるので、大量生産には不向きであった。さ
らに、ゼンマイのトルク特性にばらつきがあった場合、
初期巻数を巻締回数だけで設定すると、ゼンマイ機構モ
ジュールの出力もトルク特性がばらついてしまうので、
品質上問題になる場合があった。

【０００５】また、組込後にゼンマイ機構モジュールの
初期巻数を調整する方法が提案されている。しかしこの
方法では、専用の工具、技術を必要とする上、大量生産
に対応させるのには不向きであった。

【０００６】さらに、故障・落下等によるゼンマイの不
意の巻戻しや、分解修理等によって、ゼンマイが完全に
巻戻り、ゼンマイ機構モジュールを取り替える場合、従
来の技術では、ゼンマイを再び所定の初期巻数を与える
には、専用の装置、工具、技術を必要とするので、非常
に取り扱いにくかった。

【０００７】このような背景から、ゼンマイを所定の初
期巻数が与えられた巻締状態を保持した形で供給できる
ゼンマイ機構モジュールが望まれていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、機械エネルギ
ーを蓄積するゼンマイと、ゼンマイを収容するゼンマイ
収容部と、ゼンマイと駆動機構との間で、機械エネルギ
ーのやりとりを行う伝達手段と、前記ゼンマイの巻締状
態を保つ保持手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】すなわち、ゼンマイ機構モジュールを、機
器等の蓋や扉などの駆動機構に組込むには、ゼンマイに
初期巻数が付与された状態で組み込む必要がある。なぜ
なら、駆動機構の全駆動区間にわたり安定した動きを実
現するためには、次の条件を満たした初期巻数を与える
必要があるためである。すなわち、ゼンマイが巻戻った
ときに、それと連結される駆動機構に、常にゼンマイの
トルクが加わった状態にする必要がある。これにより、
常に駆動機構の全駆動区間において、常にトルクが加わ
った状態になり、安定した動きが実現できる。この巻戻
った時のゼンマイのトルクを最小設定トルクとすると、
この条件を満たした上で、ゼンマイが巻締まったときに
発生するトルクを、最大設定トルクとすれば、この時の
ゼンマイの巻数が初期巻数となる。すなわち、初期巻数
を付与した状態で、組み込むことで駆動機構の安定した
動きが実現できる。

【００１０】このような本発明では、ゼンマイを巻締め
た状態、すなわち初期巻数を付与した状態で、ゼンマイ
機構モジュールを駆動機構に組込むので、初期巻数を設
定する工程が不要になり、生産性が向上し大量生産に対
応できる。また、組込後に保持手段を取り除くだけで、
簡単に組込むことが可能になる。

【００１１】さらに、故障・落下等によるゼンマイの不
意の巻戻しや、分解修理等によって、ゼンマイが完全に
巻戻った場合、従来、再び巻締めるには、専用の装置、
工具、技術を用いてゼンマイを所定の初期巻数に巻締め
る必要があった。本発明では、巻締まった状態でユニッ
トとして供給できるので、所定の初期巻数にするための
特別な装置や技術が必要なくなり、誰でも簡単に取り扱
うことができる。したがって、組立性、メンテナンス性
に優れたゼンマイ機構モジュールの提供が可能になる。

【００１２】このように、ゼンマイを所定の巻数に巻締
めた状態で保持することが可能になり、ゼンマイ機構モ
ジュールを誰でも簡単に取り扱うことが可能になり、さ
らに組込み方法も汎用化することから、本発明のゼンマ
イ機構モジュールを搭載した製品の信頼性も向上する。

【００１３】さらに、本発明のゼンマイ機構モジュール
は、前記伝達手段が、前記ゼンマイ収容部中央に回転可
能に保持される回転軸であって、前記ゼンマイの内端は
前記伝達手段に係合され、前記ゼンマイの外端は前記ゼ
ンマイ収容部に係合されていることが好ましい。

【００１４】このようにすれば、ゼンマイ機構モジュー
ルが一般的なモータと同じように扱うことができる。す
なわち、ゼンマイ収容部がモータのケースに相当し、こ
れを固定することにより、回転軸からを直接、トルク、
力、速度を得られる構成であるので、ゼンマイ機構モジ
ュールをモータのように取り扱うことが可能になる。し
たがって、従来のモータ組込技術を転用することが可能
であるうえ、保持手段の取外し及び取付けがしやすく作
業性が向上する。

【００１５】さらに、伝達手段に取り付ける歯車あるい
はプーリなどの出力車を変更するだけで、同じゼンマイ
機構モジュールで、様々な駆動機構に対応することがで
きるので、ゼンマイ機構モジュールを標準化することが
でき、機能、コスト的に優れたものを提供できる。

【００１６】また、ゼンマイ収容部を固定し、回転軸を
外部から調整できるように配置できるので、回転軸の先
端に、汎用工具とかみ合う溝（マイナス溝、プラス溝
等）を設けておけば、ゼンマイを予め所定の巻数にする
ために、特別な装置や工具を必要とすることなく、誰で
も簡単に巻締めることができる上、保持手段と併用する
ことで、より一層組込性が向上したゼンマイ機構モジュ
ールを提供できる。

【００１７】さらに、伝達手段をゼンマイ収容部により
保持する構造なので、ごみ等の異物が収容部内に進入す
ることを防ぐ密閉構造を実現することが可能である。し
たがって、ゼンマイ表面の異物の付着によるトルク変動
や、応力集中を抑えることができるので、ゼンマイの特
性や耐久性が向上する。逆にゼンマイ間の摩擦を少なく
するために、ゼンマイ収容部内に塗布してある潤滑油が
外部に流出することを防ぐことができるので、ゼンマイ
の摩擦によるエネルギー損失の減少、および耐久性をさ
らに向上させることが可能になる。

【００１８】さらに、本発明のゼンマイ機構モジュール
は、前記伝達手段には、歯車あるいはプーリ車を含む出
力車が係合されており、前記保持手段が、前記出力車
と、前記ゼンマイ機構モジュールの両者の動きを同時に
固定する保持部材であることが好ましい。

【００１９】このようにすれば、従来のゼンマイ機構モ
ジュールに保持部材を取付けるための簡単な追加工を施
すだけで、ゼンマイの巻締状態を保持する機能を盛り込
むことができるので、新たに設計をする必要がなく、設
計の効率化を図ることができ上、新たな部品を起こす必
要もないので、生産性も向上する。

【００２０】また、保持部材を取外しするだけでゼンマ
イの保持状態の解除ができるので、組込工程において特
別な工具、技術を必要としない。

【００２１】さらに保持部材を取り付けても、従来のゼ
ンマイ機構モジュールとほぼ同じ形状にできるので、従
来と同様に組み込んだ後に、保持部材を取り外すだけ
で、ゼンマイのエネルギーを駆動機構に伝達することが
できるので、組込が非常に容易である。

【００２２】また、故障、保守等でゼンマイ機構モジュ
ールを取り外す必要が出てきた場合、ゼンマイ機構モジ
ュールを駆動機構に組み込んだままの巻締状態で、保持
部材を取り付けることで、再び巻締状態を保持すること
が可能になる。したがって、再び組込む際に必要であっ
た巻締工程が不要になり、誰でも簡単に取り扱うことが
でき、かつメンテナンス性に優れたゼンマイ機構モジュ
ールの提供が可能になった。

【００２３】さらに、伝達手段が回転軸の場合、回転軸
に出力車が係合されているので、外部から取り扱いやす
い位置に保持手段を備えることが可能になる。このよう
な位置に保持手段を備えることで、組込時に保持部材を
取外しやすいので、より組み込み性を考慮したゼンマイ
機構モジュールを提供することが可能になる。そのう
え、保持部材を外部から確認しやすいので、確実に保持
することができる。

【００２４】さらに組込の際に、ゼンマイ機構モジュー
ルを駆動機構に固定する部分と保持手段が干渉しないよ
うに設計できるので、組込み性をさらに向上させること
ができる。

【００２５】また、本発明のゼンマイ機構モジュールで
は、前記保持部材が、一方は前記出力車とかみ合い、他
方は、前記ゼンマイ機構モジュールと固定されることが
好ましい。

【００２６】このようにすれば、出力車と保持部材がか
み合うことにより、両者を複数の接点、あるいは広い面
積により保持できるので、ゼンマイのトルクが大きい場
合でも、保持部材に加わる力を分散し、出力車と保持部
材を確実に固定することができる。さらに、出力車の可
能な限り外周側と保持部材を保持することにより、てこ
の原理を利用し、より保持部材に負担のかからない保持
が実現できる。

【００２７】さらに、本発明のゼンマイ機構モジュール
では、前記保持手段が、前記伝達手段と、前記ゼンマイ
機構モジュールの両者の動きを同時に固定する保持部材
であることを特徴とするゼンマイ機構モジュール。

【００２８】このようにすれば、伝達手段に出力車が係
合されていない状態でも、伝達手段とゼンマイ機構モジ
ュールの動きを固定することができるので、ゼンマイの
巻締状態を保持することが可能になる。さらに、出力車
に如何なる形状のものが係合されていても、伝達手段と
ゼンマイ機構モジュールを固定するので、ゼンマイの巻
締状態を保持することが可能である。したがって、伝達
手段に係合される出力車の仕様が異なっていても、同じ
ゼンマイ機構モジュールであれば、同じ保持部材を使用
することが可能になり、部品共通化によるコスト削減に
つながる。

【００２９】また、本発明のゼンマイ機構モジュールで
は、前記出力車が前記伝達手段と係合されており、前記
出力車は、前記駆動機構と接続されており、前記保持手
段が、前記出力車と前記駆動機構の両者の動きを同時に
固定する保持部材であることを特徴としてもよい。

【００３０】このようにすれば、ゼンマイ機構モジュー
ルと駆動機構を一体化したゼンマイ駆動機構ユニットと
して提供することが可能になるので、ゼンマイ機構モジ
ュールと駆動機構の接続を考慮した組込工程が必要なく
なり、より組込性が向上した製品を提供できる。

【００３１】また、出力車として歯車を採用した場合、
その歯車を噛み合せるラックとして、組込専用ラックを
採用することもできる。具体的には、製品用のラックと
は別に組込前にゼンマイ巻締状態を保持する際に使用す
るもので、組込の際に組込用ラックと製品用ラックを接
続し、ゼンマイ機構モジュールをすべらせながら組込
む。このようにすれば、構造上ゼンマイ機構モジュール
自身に、保持機能を搭載できない場合でも、保持機能を
実現することができる。

【００３２】さらに、出力車として歯車、駆動機構側に
ラックを採用した場合、両者の間に保持部材を挟み込む
こともできる。

【００３３】このようにすれば、歯車とラックに特別な
加工や機構を組込まなくても、例えばくさび状の部品を
歯車とラックの隙間に挟めるだけで、ゼンマイの巻締状
態を保持することが可能になり、非常に簡単な構造で保
持手段を実現することができる。また、駆動機構に組込
んだ後に、この保持部材を取り外すことで、駆動機構に
力を伝達することができるので、誰でも簡単に組込むこ
とが可能になり組込性が向上する。さらに、故障、保守
等でゼンマイ機構モジュールを取り外す必要が出てきた
場合、駆動機構に組込まれている状態で、ゼンマイ機構
モジュールとラックの間に保持部材を挟むだけで、巻締
状態を保持することができる。したがって、再組込みの
際にもゼンマイ巻締め不要になり、誰でも簡単に取り扱
うことができ、かつメンテナンス性に優れたゼンマイ機
構モジュールの提供が可能になる。

【００３４】また、前記保持部材を、前記ラック上に備
えることで、出力車と駆動機構の両者の動きを同時に固
定することができる。ラック上に保持部材をつけて、ゼ
ンマイ機構モジュールの動きを規制して、ゼンマイの巻
締状態を保持するので、非常に簡単な構造で保持手段を
実現することができる。

【００３５】また、駆動機構に組込んだ後に、この保持
部材を取り外すことで、駆動機構に力を伝達することが
できるので、誰でも簡単に組込むことが可能になり組込
性が向上する。さらに、故障、保守等でゼンマイ機構モ
ジュールを取り外す必要が出てきた場合、駆動機構に組
込まれている状態で、ゼンマイ機構モジュールとラック
に保持部材を取り付けるだけで、巻締状態を保持するこ
とができる。したがって、再組込みの際にもゼンマイ巻
締め不要になり、誰でも簡単に取り扱うことができ、か
つメンテナンス性に優れたゼンマイ機構モジュールの提
供が可能になる。

【００３６】さらに、保持部材として汎用のネジ等を用
いれば、新たな部品を用意しなくても、ラックに追加加
工するだけで、従来のゼンマイ機構モジュールにゼンマ
イを保持する機能を追加することができ、コスト的にも
生産性から見ても高い効果を得ることができる。

【００３７】また、本発明のゼンマイ機構モジュール
は、巻数規制手段を備えることが好ましい。

【００３８】このような本発明では、巻数規制手段によ
り、巻数規制されているので、ゼンマイを所定の巻数以
上巻締めても、巻数は増加しない。したがって、ゼンマ
イを適当な巻数に巻締めるだけで、簡単に所定の巻数を
与えることができる。

【００３９】このためゼンマイ機構モジュールを駆動機
構に組込む際に、初期巻数を設定する工程が不要にな
り、迅速に所定の巻数が得られるようになるので、生産
性が向上し大量生産に対応できる。その上、巻締装置
も、所定の巻数以上巻締めるだけで、迅速に所定の巻数
を付与することができるので、コスト的にも有利なゼン
マイ機構モジュールの提供が可能になる。

【００４０】さらに、ゼンマイのトルク仕様が変更した
場合でも、組込時に巻数の計数が不要なので、ゼンマイ
機構モジュールの形が同じであれば、巻数を変更するだ
けで、同じ組込ラインを使って様々なトルク仕様の製品
を組込むことできるようになる。その結果、異なる仕様
の製品も、同じ組込ラインを用いて組込できるので、多
品種少量生産化への対応が可能になる上、コスト的に有
利なゼンマイ機構モジュールの提供が可能になる。

【００４１】また、故障・落下等によるゼンマイの不意
の巻戻しや、分解修理等によって、ゼンマイが完全に巻
戻った場合、従来、再び巻締めるには、専用の装置、工
具、技術を用いてゼンマイを所定の巻数に巻締める必要
があった。本発明では、ゼンマイ機構モジュールに巻数
規制手段を備えているので、所定の巻数にするための特
別な装置や技術が必要なくなり、誰でも簡単に取り扱う
ことができる。したがって、組立性、メンテナンス性に
優れたゼンマイ機構モジュールの提供が可能になった。

【００４２】さらに、従来の構造では、ゼンマイを巻締
めすぎた場合、ゼンマイの外端に過大な負荷が加わり、
応力集中によるゼンマイの破断・変形が生じることがあ
った。しかし、本発明の巻数規制手段を備えることによ
り、所定の巻数以上巻締まることがないので、ゼンマイ
に無理な負荷が加わることがなくなり、耐久性が向上す
る。

【００４３】このように、誰でも簡単にゼンマイ機構モ
ジュールに所定の巻数を付与することが可能になるう
え、ゼンマイ機構モジュールの組込み方法が汎用化する
ことから、本発明のゼンマイ機構モジュールを搭載した
製品の信頼性が向上する。

【００４４】また、本発明のゼンマイ機構モジュール
は、ダンパー制動手段を備えていることが好ましい。

【００４５】従来、駆動機構が駆動するときは、ゼンマ
イの力のみに依存していたので、駆動機構が駆動する速
さは、ゼンマイが巻戻る速さであり、駆動速度が速く、
この速さを任意の速度に調整するのは困難であった。本
発明のようにダンパー制動手段を併用することで、ゼン
マイの巻戻る速度に対して比例した制動力を得ることが
可能になり、滑らかな動きを実現できる。特に小型の機
器等のカバーや蓋当に利用する場合、機器本体に高級感
などの付加的価値を追加することができる。

【００４６】さらに、急激な駆動操作の繰返しにより与
える駆動機構への負荷が軽減され、耐久性を向上させる
ことができる。

【００４７】また、ゼンマイの力が著しく大きい場合、
駆動機構に指等を挟み、利用者に負傷を負わせてしまう
可能性があったが、ダンパー制動手段により、滑らかな
駆動が実現できたので防止することができる。

【００４８】また、ダンパー制動手段を取付けた場合、
駆動機構に加わる力はゼンマイから発生する力とダンパ
ーで制動される力のバランスが必要になり、微妙な力管
理が必要になる。そのため、ゼンマイのトルク管理も厳
しくなるが、本発明によれば、簡単に正確な初期巻数を
付与することができるので、確実に駆動機構を駆動させ
ることが可能になる。

【００４９】また、ダンパー制動手段を取付けると、ゼ
ンマイ巻締力以外に、巻締速さに比例したダンパー制動
力が働くので、ある速さ以上に巻締めるとダンパーや巻
締装置に過大な負荷がかかり、破損してしまうことがあ
った。そのため、駆動機構の組立ラインにおいて、巻締
工程を設置すると、その工程で時間損失が生じていた。
本発明の保持手段を用いることで、巻締工程と組込固定
を別ラインにすることが可能になり、巻締状態を保持し
た状態のゼンマイ機構モジュールを、駆動機構の組立ラ
インに投入することで、時間損失がなくなり、生産性が
向上する。

【００５０】さらに、本発明のゼンマイ機構モジュール
は、小型の機器などに用いられることが好ましい。たと
えば、電話、ラジオ、テレビ、パーソナルコンピュータ
などの電子機器に搭載してもよく、特に携帯型の機器に
用いるのがより好ましい。また、電子制御を必要としな
い機器、たとえば玩具等にこのゼンマイ機構モジュール
を搭載してもよい。

【００５１】現在の携帯型の機器は、多機能と小型化が
求められている。それに伴い小さなスペースに多くの機
能を搭載するために、操作性を犠牲にする必要があっ
た。これを解決するために、駆動機構が多く用いられて
いるが、設置スペースが小さい上、機器本体自身も小さ
いので、駆動機構の組込性が悪くなっている。

【００５２】また、小型の機器に駆動機構を組込む際、
駆動動力源としてモータが多く用いられてきた。モータ
の場合、組込性はよいものの、小型化とともに省電力化
も要求され、本発明におけるゼンマイ機構モジュールの
ように電気的エネルギーを必要としない動力源が求めら
れている。

【００５３】しかし、組込性を考慮した場合、従来のゼ
ンマイ駆動機構では、初期巻数を意識した組込工程をも
つ必要があったが、本発明のように、保持手段を備える
ことで、組込工程において巻数管理を省くことが可能に
なり、作業性と組込性が向上する。また、モータのよう
に厳密なトルク仕様を要求される場合もあるが、本発明
では所定の巻数を保持した状態で組込めるので、性能の
高い機器を提供することが可能になる。しかも、操作を
開始する動作は、ゼンマイの力により自動的に行うの
で、機器の操作性を向上させることができるうえ、商品
性も向上させることが可能である。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００５５】［第１実施形態］図１には、本発明の第１
実施形態に係るゼンマイ機構モジュール２を含む駆動機
構３を備えた携帯型の機器１を示している。

【００５６】図１は一例であり、蓋やカバーなどを駆動
させる駆動機構が備えてある機器であれば何でもよい。
この携帯型の機器１は、入力部１１や表示部１２、また
表示しない処理部を備えた本体１０と、駆動機構３によ
って駆動し、入力部１１を覆うカバー１３から構成され
ている。ここで、駆動機構３で駆動されるものとして、
入力部や表示部でもよい。

【００５７】また、ゼンマイ機構モジュール２の出力車
２１が係合され、本体１０に組込まれてある。出力車２
１は、動力を伝達できるものであれば、何でもよく、例
えば、歯車、プーリ、円筒摩擦車などがある。さらに、
カバー１３には、出力車２１とかみ合うようにラック８
１が備えてある。ここでは、出力車２１とラック８１の
運動により、カバー１３のスライド式の駆動動作を実現
しているが、このようなスライド式駆動動作に限定され
たものではなく、ゼンマイ機構モジュール２の出力車２
１を直接、蓋の駆動に用いることで、回動式の駆動機構
も実現できる。また、図１では、出力車２１の回転軸線
がカバー１３の表面に対して平行に配置されているが、
出力車２１の回転軸線がカバー１３面と垂直になるよう
に配置されていてもよい。さらに、ラック８１が本体１
０に、ゼンマイ機構モジュール２がカバー１３に取付け
られていてもよい。

【００５８】カバー１３は、本体１０にスライド駆動可
能に取付けられ、ＡとＢの間を駆動することが可能であ
り、カバー１３の上端がＡの位置にあるときを、カバー
１３が閉まった状態、Ｂの位置にあるときを、カバー１
３が開いた状態とする。また、カバー１３がＢの位置に
達したときは、カバー１３が外れないようにしている。

【００５９】図２に図１の携帯型の機器１に組込んであ
るゼンマイ機構モジュール２を分解したときの斜視図を
示す。

【００６０】まず図２に示してあるゼンマイ機構モジュ
ール２の構成について具体的に説明する。出力車２１で
ある歯車は、ゼンマイ機構モジュール２の伝達手段５で
ある回転軸と係合されており、その回転軸が上蓋２３及
びゼンマイ収容部２４中央に回転可能に保持されてい
る。ここで出力車２１として歯車を採用しているが、出
力対象により、プーリなど自由に選択することができ
る。また、出力車２１とかみ合う対象は、図１で示した
ラック８１の他に、出力車をプーリとした場合、それに
対応するベルトとしてもよい。さらに、伝達手段５を回
転可能に保持する上蓋２３と、ゼンマイ収容部２４の軸
受部２５には、回転軸受、焼結軸受や含油軸受、あるい
は油を塗布し、非拡散処理等を行って流体潤滑にしても
よい。このように軸受を配することによって、摩擦によ
る負荷の増大、および出力の低下を防ぐことができる。

【００６１】また、出力車２１である歯車と上蓋２３を
固定するための、保持手段４０が備えてある。この保持
手段４０は、組込前に行うゼンマイ巻締工程において、
ゼンマイ４が巻戻るのを防ぐためのものである。さら
に、ゼンマイ収容部２４内にはゼンマイ４が収容され、
ゼンマイ４の内端が伝達手段５と接続し、外端がゼンマ
イ収容部２４と係合している。ゼンマイ４内端と伝達手
段５の係合部分は、図２に示すように、伝達手段５に内
掛部２６があり、その内掛部２６内にゼンマイ４内端を
挟み込みようにして、ゼンマイ４と伝達手段５の間を係
合するものである。

【００６２】また、この係合方法以外にも次のような方
法を採用することもできる。伝達手段５である回転軸の
外周に爪を設け、ゼンマイの内端に穴を開け、その穴と
爪が引掛かるようにしてもよい。その際、回転軸の断面
形状をアルキメデスの螺旋になるように設計すれば、ゼ
ンマイから、もっとも好ましい安定したトルクが引き出
せるとともに、理論通り応力均一のまま隙間無く巻締め
ることができるので、応力集中の発生を抑止でき耐久性
が向上する。

【００６３】さらに、ゼンマイはどんな材質でもよい
が、靭性及び耐久性に優れた素材であることが要求され
る場合、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉを含む合金を使用すること
が望ましい。例えば、Ｃｏ：３０〜４０％、Ｎｉ：１０
〜２０％、Ｃｒ：８〜１５％、Ｗ：３〜５％、Ｍｏ：３
〜１２％、Ｃ：０.０３％未満、Ｔｉ：０.１〜２％、Ｍ
ｎ：０.１〜２％、Ｓｉ：０.１〜２％、Ｆｅ：残、の組
成からなるものが使われる。

【００６４】さらに、ゼンマイ機構モジュール２は、ゼ
ンマイ収容部２４の外壁をしまりばめ、あるいはねじ等
により挟み込まれて、保持する形で本体１０と固定され
ている。ここでゼンマイ収容部２４に鍔を設け、その鍔
と本体１０が固定されていてもよい。

【００６５】次に、ゼンマイ機構モジュール２の動作に
ついて図１、図２を用いて、具体的に説明する。

【００６６】まず、手動等でカバー１３を閉じると、カ
バー１３の直線運動がラック８１を介して回転運動に変
換され出力車２１である歯車に回転力が伝達される。こ
の回転力が、伝達手段５を介してゼンマイ４に伝達さ
れ、ゼンマイ４にエネルギーが蓄積される。カバー１３
が完全に閉じると、図示しないスイッチ機構が本体１０
内にあり、このスイッチ機構のストッパー１４とカバー
１３がかみ合うことで、ゼンマイ４の巻戻りによりカバ
ー１３が開くのを防いでいる。

【００６７】カバー１３を開く際は、スイッチ機構に備
えてあるスイッチ１５を押すことでストッパー１４が連
動し、カバー１３がストッパー１４から外れると同時
に、ゼンマイ４に蓄積されたエネルギーが伝達手段５、
出力歯車２１、ラック８１を介してカバー１３に伝達さ
れ、ゼンマイエネルギーで自動的に開く。

【００６８】次に、ゼンマイ機構モジュール２の巻締に
ついて具体的に説明する。

【００６９】図１に示すようにカバー１３の駆動区間は
ＡＢ間である。カバー１３がゼンマイにより駆動するに
は、ＡＢ全区間にわたり、駆動に必要なトルクがカバー
１３に加わるようにする必要がある。このようにするに
は、ゼンマイ４がＡＢ全区間にわたり必要なトルクが発
生するように設定する必要がある。

【００７０】図３に、一般的なゼンマイのトルクと巻数
の関係を表すトルクカーブを示す。ゼンマイは巻締まる
とともに、はじめの区間１２では、巻数に対して急激に
トルクが増加するが、次第に緩やかになり、区間２３で
は、巻数に対してトルクはほとんど増加しなくなり、最
終的に最大トルク点４に達する。このようなゼンマイを
使用するときには、トルク変動の少ない区間を用いるこ
とにより、安定した動作を行うことができるので、トル
クカーブのうち、緩やかな区間２３を用いる。また、最
大トルク発生域、すなわち巻締寸前は応力的にも最大値
となり、巻締すぎによるゼンマイの変形も発生するの
で、ゼンマイの耐久性に大きな影響を与える。そこで、
実際使用する際は約１巻巻戻した点３を最大設定トルク
として利用する。すなわち、この最大設定トルクが、図
１に示すＡ点で発生するトルクであり、初期巻数時に発
生するトルクである。また、最小設定トルクが図１に示
すＢ点で発生するトルクである。ここで、この最小設定
トルクが小さすぎると、カバー１３が開いたときに不安
定になるとともに、開閉動作も不安定になる。したがっ
て、初期巻数を設定する際は、この最小設定トルクを決
定した上で、最大設定トルクを設定するのがのぞまし
い。

【００７１】以上に示したように、カバー１３を締めた
状態で、ゼンマイ機構モジュールを組込むには、ゼンマ
イ機構モジュール２の巻数を図３の最大設定トルク時の
巻数、すなわち初期巻数を予め与えておく必要がある。

【００７２】次に、以上の課題を解決した本発明の保持
手段について説明する。本発明では図２に示すように、
ゼンマイ４が巻戻るのを防止する保持手段４０を備えて
いる。この保持手段４０は、棒状の保持部材４１を、出
力車２１に開けられている通し穴４２と、その穴位置に
対応する上蓋２３の保持穴４３に挿入することで、出力
車２１の回転を止めている。すなわち、ゼンマイ機構モ
ジュール２を組込む前に、予め図３で示したような初期
巻数になるように巻締めた状態を保持部材４１で保持
し、この状態でモジュールとして供給できるようにす
る。ゼンマイ機構モジュール２を本体１０に組み込むと
きは、保持された状態のまま組込み、全体が組みあがっ
たときに保持部材４１を取り外す。ここで、保持部材４
１は、かならずしも丸棒である必要はなく、出力車２１
と上蓋４３の両者間を固定するものであれば何でもよ
い。

【００７３】以上のような本第１実施形態によれば、次
のような効果が得られる。

【００７４】すなわち、ゼンマイを巻締めた状態、すな
わち初期巻数を付与した状態で、ゼンマイ機構モジュー
ルを駆動機構に組込むので、初期巻数を設定する工程が
不要になり、生産性が向上し大量生産に対応できる。ま
た、組込後に保持手段を取り除くだけで簡単に組込むこ
とが可能になる。

【００７５】さらに、故障・落下等によるゼンマイの不
意の巻戻しや、分解修理等によって、ゼンマイが完全に
巻戻った場合、従来、再び巻締めるには、専用の装置、
工具、技術を用いてゼンマイを所定の初期巻数に巻締め
る必要があった。本発明では、巻締まった状態でユニッ
トとして供給できるので、所定の初期巻数にするための
特別な装置や技術が必要なくなり、誰でも簡単に取り扱
うことができる。したがって、組立性、メンテナンス性
に優れたゼンマイ機構モジュールの提供が可能になる。

【００７６】このように、ゼンマイを所定の巻数に巻締
めた状態で保持することが可能になり、ゼンマイ機構モ
ジュールを誰でも簡単に取り扱うことが可能になり、さ
らに組込み方法も汎用化することから、本発明のゼンマ
イ機構モジュールを搭載した製品の信頼性も向上する。

【００７７】また、図２に示すようにゼンマイ機構モジ
ュール２において、伝達手段５が、ゼンマイ収容部２４
中央に回転可能に保持される回転軸であって、ゼンマイ
の内端は伝達手段５に係合され、前記ゼンマイの外端は
前記ゼンマイ収容部２４にすることで、ゼンマイ機構モ
ジュール２を一般的なモータのように取り扱うことがで
きる。

【００７８】すなわち、ゼンマイ収容部がモータのケー
スに相当し、これを固定することにより、回転軸からを
直接、トルク、力、速度を得る構成であるので、ゼンマ
イ機構モジュールをモータのように取り扱うことが可能
になる。したがって、従来のモータ組込技術を転用する
ことが可能であるうえ、保持手段の取外し、取付けがし
やすく作業性に優れるので、更に組込性が向上する。

【００７９】さらに、伝達手段５に取付ける歯車あるい
はプーリなどの出力車２１を変更するだけで、同じゼン
マイ機構モジュール２で、様々な駆動機構に対応するこ
とができるので、ゼンマイ機構モジュールを標準化する
ことができ、機能、コスト的に優れたものを提供でき
る。

【００８０】また、ゼンマイ収容部２４を固定し、伝達
手段５である回転軸を外部から調整できるように配置で
きるので、回転軸の先端に、汎用工具とかみ合う溝（マ
イナス、プラス溝等）を設けておけば、ゼンマイを予め
所定の巻数にするために、特別な装置や工具を必要とす
ることなく、誰でも簡単に巻締めることができる上、保
持手段と併用することで、より一層組込性が向上したゼ
ンマイ機構モジュールを提供できる。

【００８１】さらに、伝達手段５をゼンマイ収容部２４
により保持する構造なので、ごみ等の異物が収容部内に
進入することを防ぐ密閉構造を実現することが可能であ
る。したがって、ゼンマイ表面の異物の付着によるトル
ク変動や、応力集中を抑えることができるので、ゼンマ
イの特性や耐久性が向上する。逆にゼンマイ間の摩擦を
少なくするために、ゼンマイ収容部２４内に塗布してあ
る潤滑油が外部に流出することを防ぐことができるの
で、ゼンマイの摩擦によるエネルギー損失の減少、およ
び耐久性をさらに向上させることが可能になる。

【００８２】また本実施例の変形例として、図４に示す
ような構造をもつゼンマイ機構モジュール２Ａにも、保
持手段４０Ａを備えることができる。本実施例では、図
２に示すように伝達手段５Ａである回転軸を、ゼンマイ
収容部２４中央に回転可能に保持し、ゼンマイ収容部２
４を本体１０に固定する方法を取り上げたが、図４に示
すように、伝達手段５Ａが出力車２１Ａである歯車とゼ
ンマイ収容部２４Ａにより構成され、出力車２１Ａをゼ
ンマイ収容部２４Ａの外壁に取付け、固定軸２２Ａを固
定部材８３の固定軸受８４に固定し、ゼンマイ４の内端
を固定軸２２Ａと、外端をゼンマイ収容部２４Ａ内壁と
係合し、ゼンマイ収容部２４Ａを回転自在にする構造を
採用することもできる。ここで、出力車２１Ａとゼンマ
イ収容部２４Ａは、一体に成形されてもよいし、別体に
なっていてもよい。また、ゼンマイ収容部２４Ａが、固
定軸２２Ａから抜けないように、固定軸２２Ａと固定さ
れた回転受２８が備えてある。

【００８３】保持部材４１は、ゼンマイ収容部２４Ａあ
るいは出力車２１Ａの通し穴４２Ａと固定部材８３の保
持穴４３Ａとの間を固定する。このような本実施例の変
形例においても、本実施例と同様の作用、効果を有する
ことができる。また、このような構造にすることで、ゼ
ンマイ機構モジュールをより小型化、薄型化することが
可能になる。

【００８４】［第２実施形態］図５には、本発明の第２
実施形態に係るゼンマイ機構モジュール２Ｂを示してい
る。ゼンマイ機構モジュール２Ｂの構造は第１実施形態
と同様で、ゼンマイ４に蓄えられたエネルギーを伝達手
段５を介して出力車２１Ｂに伝達するものである。

【００８５】保持手段４０Ｂは、出力車２１Ｂに複数の
通し穴４２Ｂが開けられ、その通し穴４２Ｂに対応する
ように上蓋２３にも保持穴４３Ｂが開けられており、対
応する双方の穴に１本の棒状の保持部材４１Ａを挿入す
ることによって、出力車２１Ｂの回転を止めるものであ
る。図５では、棒状の部材をコの字型にまげて、２つの
穴を同時にふさぐことによって、より確実な保持力を得
るような構造にしている。ここで、複数の穴と表現した
が、一つの穴に棒を挿入することにより、ゼンマイの巻
戻力を押さえ込むことができるのであれば、必ずしも複
数である必要はない。また、出力車２１Ｂと上蓋２３の
穴の数は必ずしも一致させる必要はない。また、図５で
は、棒状の保持部材４１Ａを折り曲げることで２箇所を
同時に固定しているが、これは、保持部材の加工性を考
慮したものなので、実際は強度、スペースのバランスを
考慮したうえで、２箇所以上を同時に固定する別の保持
部材を用いた方法を採用してもよい。また、保持位置は
なるべく中心から離れた位置に設定する方が、てこの原
理により、少ない力でより大きなトルクを保持すること
が可能になる。

【００８６】さらに、図６に示すように、図４で示した
第１実施例の変形例に、本実施例の保持手段４０Ｃを採
用してもよい。この変形例に採用する場合は、伝達手段
５Ｂが出力車２１Ａとゼンマイ収容部２４Ｂから構成さ
れるので、通し穴４２Ｃは、必ずしも出力車２１Ａに開
ける必要は無く、ゼンマイ収容部２４Ｂに開けてもよ
い。また、その通し穴４２Ｃに対する保持穴４３Ｃは、
固定部材８３に開ける。この変形例に保持手段４０Ｃを
採用した場合は、保持位置が比較的外側になることが多
いので、より大きなトルクを保持することができる。

【００８７】このような本第２実施形態においても、前
記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができ
るほか、次のような効果を付加できる。

【００８８】本実施例によれば、従来のゼンマイ機構モ
ジュールに保持部材を取付けるための簡単な追加工を施
すだけで、ゼンマイの巻締状態を保持する機能を盛り込
むことができるので、新たに設計をする必要がなく、設
計の効率化を図ることができ上、新たな部品を起こす必
要もないので、生産性も向上する。

【００８９】また、保持部材を取外しするだけでゼンマ
イの保持状態の解除ができるので、組込工程において特
別な工具、技術を必要としない。

【００９０】さらに保持部材を取り付けても、従来のゼ
ンマイ機構モジュールとほぼ同じ形状にできるので、従
来と同様に組み込んだ後に、保持部材を取り外すだけ
で、ゼンマイのエネルギーを駆動機構に伝達することが
できるので、組込が非常に容易である。

【００９１】また、故障、保守等でゼンマイ機構モジュ
ールを取り外す必要が出てきた場合、ゼンマイ機構モジ
ュールを駆動機構に組み込んだままの巻締状態で、保持
部材を取り付けることで、再び巻締状態を保持すること
が可能になる。したがって、再び組込む際に必要であっ
た巻締工程が不要になり、誰でも簡単に取り扱うことが
でき、かつメンテナンス性に優れたゼンマイ機構モジュ
ールの提供が可能になった。

【００９２】さらに、伝達手段が回転軸の場合、回転軸
に出力車が係合されているので、外部から取り扱いやす
い位置に保持手段を備えることが可能になる。このよう
な位置に保持手段を備えることで、組込時に保持部材を
取外しやすいので、より組み込み性を考慮したゼンマイ
機構モジュールを提供することが可能になる。そのう
え、保持部材を外部から確認しやすいので、確実に保持
することができる。

【００９３】さらに組込の際に、ゼンマイ機構モジュー
ルを駆動機構に固定する部分と保持手段が干渉しないよ
うに設計できるので、組込み性をさらに向上させること
ができる。

【００９４】［第３実施形態］図７には、本発明の第３
実施形態に係るゼンマイ機構モジュール２Ｄを示してい
る。ゼンマイ機構モジュール２Ｄの構造は第１実施形態
と同様で、ゼンマイ４に蓄えられたエネルギーを伝達手
段５を介して歯車２１Ｃに伝達するものである。

【００９５】保持手段４０Ｄは、歯車２１Ｃとゼンマイ
収容部２４Ｃを覆い被さるような保持部材４４である。
保持部材４４内には、出力車２１Ｃである歯車とかみ合
う保持歯車４５が備えてあり、保持部材４４をゼンマイ
機構モジュール２Ｄにかぶせたときに、出力車２１Ｃと
保持歯車４５がかみ合うようになっている。ここで、保
持部材４４内の保持歯車４５は必ずしも歯車である必要
がなく、出力車２１Ｃとかみ合うような突起等が設けら
れていればよい。また、出力車が歯車以外の場合でも、
それとかみ合うような形状を固定カバー内に設けること
もできる。

【００９６】保持部材４４下部には、勘合穴４６が設け
られており、同様にゼンマイ収容部２４Ｃ外壁にも勘合
穴４６にかみ合うような勘合突起４７が設けられてい
る。ここで、この構造は、固定カバー４４とゼンマイ収
容部２４Ｃを固定する手段の一つとして取り上げたもの
で、固定できれば、この方法に限ったものではない。ま
た、組込んだ後に固定カバー４４を取り除きやすくする
ために、穴ではなく溝にすることもできる。保持機構で
は基本的に、回転方向の力、すなわちラジアル力を保持
すればよいので、回転軸方向の力、すなわちスラスト方
向にはほとんど力が掛からない。このようにすれば、固
定カバー４４を軸方向にスライドさせるだけで固定、解
除が可能になる。

【００９７】以上のような保持手段により、ゼンマイが
ほどけようとする力を、保持部材４４を通じてゼンマイ
収容部２４Ｃが支え、結果的にゼンマイの巻締を保持す
る構造を実現することができる。

【００９８】また、図７に示すように、保持部材４４の
平面形状は、半円状になっている。これは、例えば出力
車２１Ｃが歯車の場合、本体１０に組み込んだときに、
ラック８１とかみ合わせる必要がある。その場合、出力
車２１Ｃの一部を露出した形で保持しないと実際組み込
みすることは不可能である。したがって、出力車２１Ｃ
とラック８１がかみ合うように、保持部材４４の一部が
カットされていれば、半円状でなくてもよい。

【００９９】さらに、図８に示すように、第１実施例の
変形例に、本実施例の保持手段４０Ｅを採用してもよ
い。保持部材４４Ａの内壁には保持歯車４５Ａが備えて
あり、ゼンマイ機構モジュール２Ｅに、この保持部材４
４Ａを覆うことで保持歯車４５Ａと出力車２１Ａである
歯車が固定される。

【０１００】また、保持部材４４Ａ底部に勘合軸４８を
備えており、固定部材８３Ａにはその勘合軸４８がはめ
込めるような保持穴４３Ｄがあいている。すなわち保持
部材４４Ａで、出力車２１Ａと固定部材８３Ａを固定
し、ゼンマイの巻締状態を保持するようにしている。

【０１０１】さらに、本実施例では、保持部材４４は取
り外せるものとしていたが、保持部材４４がゼンマイ機
構モジュール２Ｅの一部品であり、移動可能に取付けら
れていてもよい。このようにすれば、組込後にもゼンマ
イを保持する機能を付加することができる。

【０１０２】このような本第３実施形態においても、前
記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができ
るほか、次のような効果を付加できる。

【０１０３】本実施例によれば、出力車と保持部材がか
み合うことにより、両者を複数の接点、あるいは広い面
積により保持できるので、ゼンマイのトルクが大きい場
合でも、保持部材に加わる力を分散し、出力車と保持部
材を確実に固定することができる。さらに、出力車の可
能な限り外周側と保持部材を保持することにより、てこ
の原理を利用し、より保持部材に負担のかからない保持
が実現できる。

【０１０４】また、保持部材は駆動部を覆う形になって
いるので、送品中や取り扱い中に不慮の事故等による衝
撃が回転軸の軸受などに加わる可能性が低くなる。さら
に、埃や粉塵などに弱い軸受部等を保持部材により守る
構造を採用することもできる。

【０１０５】さらに、故障、保守等でゼンマイ機構モジ
ュールを取り外す必要が出てきた場合、ゼンマイ収容部
に組込まれている状態で、ゼンマイ機構モジュールにゼ
ンマイ収容部をかぶせれば、巻締状態を保持することが
できる。したがって、従来、取り外すとゼンマイが巻戻
され、再び組込むのに必要であった巻締工程が不要にな
り、誰でも簡単に取り扱うことができ、かつメンテナン
ス性に優れたゼンマイ機構モジュールの提供が可能にな
った。

【０１０６】［第４実施形態］図９には、本発明の第４
実施形態に係るゼンマイ機構モジュール２Ｆを示してい
る。ゼンマイ機構モジュール２Ｆの構造は第１実施形態
と同様で、ゼンマイ４に蓄えられたエネルギーを伝達手
段５を介して出力車２１Ｃに伝達するものである。

【０１０７】保持手段４０Ｆは、出力車２１Ｃとゼンマ
イ収容部２４Ｃを覆い被さるような保持部材４４Ｂであ
る。伝達手段５である回転軸の先端は、四角柱状に加工
してあり、保持部材４４の上面にも、四角柱にかみ合う
ような四角穴が設けられている。ここで、回転軸の先端
の形状、および保持部材４４Ｂ上面の回転止め穴４９
は、必ずしも四角である必要はなく、かみ合ったときに
固定される形状を有していればよい。

【０１０８】保持部材４４Ｂ下部には、勘合穴４６が設
けられており、同様にゼンマイ収容部２４Ｃ下部にも勘
合穴４６にかみ合うような勘合突起４７が設けられてい
る。ここで、この構造は、保持部材４４Ｂとゼンマイ収
容部２４Ｃを固定する手段の一つとして取り上げたもの
で、固定できれば、この方法に限ったものではない。ま
た、組込んだ後に保持部材４４Ｂを取り除きやすくする
ために、穴ではなく溝にすることもできる。保持機構で
は基本的に、回転方向の力、すなわちラジアル力を保持
すればよいので、回転軸方向の力、すなわちスラスト方
向にはほとんど力が掛からない。このようにすれば、保
持部材を軸方向にスライドさせるだけで固定、解除が可
能になる。

【０１０９】以上のような保持手段により、ゼンマイが
ほどけようとする力を、保持部材４４Ｂを通じてゼンマ
イ収容部２４Ｃが支え、結果的にゼンマイの巻締を保持
する構造を実現することができる。

【０１１０】また、図９に示すように、保持部材４４Ｂ
の平面形状は、半円状になっている。これは、例えば出
力車２１Ｃが歯車の場合、本体１０に組み込んだとき
に、ラック８１とかみ合わせる必要がある。その場合、
出力車２１Ｃの一部を露出した形で保持しないと実際組
み込みすることは不可能である。したがって、出力車２
１Ｃとラック８１がかみ合うように、保持部材４４Ｂの
一部がカットされていれば、半円状でなくてもよい。

【０１１１】さらに、図１０に示すように、図４に示す
第１実施例の変形例に、本実施例の保持手段４０Ｇを採
用してもよい。保持手段４０Ｇは、ゼンマイ機構モジュ
ール２Ｇを覆い被さるような保持部材４４Ｃである。ゼ
ンマイ収容部２４Ｅの上面には、四角柱状に加工してあ
り、保持部材４４Ｃの上面にも、四角柱にかみ合うよう
な回転止め穴４９Ａが設けられている。ここで、ゼンマ
イ収容部２４Ｅの上面の形状、および保持部材４４Ｃ上
面の穴は、必ずしも四角である必要はなく、かみ合った
ときに固定される形状を有していればよい。

【０１１２】また、保持部材底部に勘合軸４８を備えて
おり、固定部材８３Ｇにはその勘合軸４８がはめ込める
ような保持穴４３Ｄがあいている。すなわち保持部材４
４Ｃで、ゼンマイ収容部２４Ｅと固定部材８３Ｂを固定
し、ゼンマイの巻締状態を保持するようにしている。

【０１１３】さらに、本実施例では、固定カバーは取り
外せるものとしていたが、保持部材がゼンマイ機構モジ
ュールの一部品であり、移動可能に取付けられていても
よい。このようにすれば、組込後にもゼンマイを保持す
る機能を付加することができる。

【０１１４】このような本第４実施形態においても、前
記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができ
るほか、次のような効果を付加できる。

【０１１５】本実施例によれば、伝達手段の先端形状と
保持手段の穴形状がかみ合うとともに、ゼンマイ収容部
と固定される構造をもっているので、伝達手段に出力車
が係合されていない状態でも、ゼンマイの巻締状態を保
持することが可能になる。さらに、伝達手段に如何なる
形状のものが係合されていても保持手段と関係ないの
で、ゼンマイの巻締状態を保持することが可能である。
したがって、伝達手段に係合される出力車の仕様が異な
っていても、同じ保持手段を使用することが可能にな
り、部品共通化によるコスト削減につながる。

【０１１６】また、保持手段は駆動部を覆う形になって
いるので、送品中や取り扱い中に不慮の事故等による衝
撃が回転軸の軸受などに加わる可能性が低くなる。さら
に、埃や粉塵などに弱い軸受部等を保持手段により守る
構造を採用することもできる。

【０１１７】［第５実施形態］図１１には、本発明の第
５実施形態に係るゼンマイ機構モジュール２Ｈを示して
いる。ゼンマイ機構モジュール２Ｈの構造は第１実施形
態と同様で、ゼンマイに蓄えられたエネルギーを伝達手
段を介して出力車２１Ｃである歯車に伝達するものであ
る。さらに、本実施例では、ゼンマイ機構モジュール２
Ｈにラック８１がかみ合った状態で提供される。

【０１１８】保持手段４０Ｈは、ゼンマイ機構モジュー
ル２Ｈの出力車２１Ｃである歯車とラック８１の隙間
に、くさび形状の保持部材４１Ｂをかみ合わせることに
より、出力車２１Ｃの動きを阻止し、結果的にゼンマイ
の巻締状態を保持している。ここで、保持部材４１Ｂは
必ずしもくさび形状である必要はなく、出力車２１Ｃと
ラック８１の動きを阻止する形状のものであれば何でも
よい。

【０１１９】さらに、図１２に示すように、ラック８１
Ａにネジやピン等の保持部材４１Ｃを取付け、ゼンマイ
機構モジュール２Ｈには、ラック８１Ａ上を滑らかに駆
動させるためのガイド８２が取付けられており、このガ
イド８２が保持部材４１Ｃに動きを阻止することによ
り、ゼンマイの巻締状態を保持することもできる。

【０１２０】また、図１３に示すように、ラック８１Ｂ
と出力車２１Ｅに保持部材４１Ｄを取付ける保持穴４３
Ｅ、通し穴４２Ｄを設け、出力車２１Ｅの回転を阻止す
ることによりゼンマイの巻締状態を保持してもよい。さ
らに、図１３に示すような棒状の保持部材４１Ｄを用い
る以外にも、ゼンマイ機構モジュールを覆いかぶせるよ
うな保持部材を用いて、歯車２１Ｅとラック８１Ｂを固
定する方法も採用することができる。ここでは、ラック
２１Ｅと歯車８１Ｂを固定できる保持手段であればなん
でもよい。

【０１２１】このような本第５実施形態においても、前
記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができ
るほか、次のような効果を付加できる。

【０１２２】本実施例によれば、ゼンマイ機構モジュー
ルと駆動機構を一体化したゼンマイ駆動機構ユニットと
して提供することが可能になるので、ゼンマイ機構モジ
ュールと駆動機構の接続を考慮した組込工程が必要なく
なり、より組込性が向上した製品を提供できる。

【０１２３】また、出力車として歯車を採用した場合、
その歯車を噛み合せるラックとして、組込専用ラックを
採用することもできる。具体的には、製品用のラックと
は別に組込前にゼンマイ巻締状態を保持する際に使用す
るもので、組込の際に組込用ラックと製品用ラックを接
続し、ゼンマイ機構モジュールをすべらせながら組込
む。このようにすれば、構造上ゼンマイ機構モジュール
自身に、保持機能を搭載できない場合でも、保持機能を
実現することができる。

【０１２４】さらに、出力車として歯車、駆動機構側に
ラックを採用した場合、両者の間に保持部材を挟み込む
こともできる。

【０１２５】このようにすれば、歯車とラックに特別な
加工や機構を組込まなくても、例えばくさび状の部品を
歯車とラックの隙間に挟めるだけで、ゼンマイの巻締状
態を保持することが可能になり、非常に簡単な構造で保
持手段を実現することができる。また、駆動機構に組込
んだ後に、この保持部材を取り外すことで、駆動機構に
力を伝達することができるので、誰でも簡単に組込むこ
とが可能になり組込性が向上する。さらに、故障、保守
等でゼンマイ機構モジュールを取り外す必要が出てきた
場合、駆動機構に組込まれている状態で、ゼンマイ機構
モジュールとラックの間に保持部材を挟むだけで、巻締
状態を保持することができる。したがって、再組込みの
際にもゼンマイ巻締め不要になり、誰でも簡単に取り扱
うことができ、かつメンテナンス性に優れたゼンマイ機
構モジュールの提供が可能になる。

【０１２６】また、前記保持部材を、前記ラック上に備
えることで、出力車と駆動機構の両者の動きを同時に固
定することができる。ラック上に保持部材をつけて、ゼ
ンマイ機構モジュールの動きを規制して、ゼンマイの巻
締状態を保持するので、非常に簡単な構造で保持手段を
実現することができる。

【０１２７】また、駆動機構に組込んだ後に、この保持
部材を取り外すことで、駆動機構に力を伝達することが
できるので、誰でも簡単に組込むことが可能になり組込
性が向上する。さらに、故障、保守等でゼンマイ機構モ
ジュールを取り外す必要が出てきた場合、駆動機構に組
込まれている状態で、ゼンマイ機構モジュールとラック
に保持部材を取り付けるだけで、巻締状態を保持するこ
とができる。したがって、再組込みの際にもゼンマイ巻
締め不要になり、誰でも簡単に取り扱うことができ、か
つメンテナンス性に優れたゼンマイ機構モジュールの提
供が可能になる。

【０１２８】さらに、保持部材として汎用のネジ等を用
いれば、新たな部品を用意しなくても、ラックに追加加
工するだけで、従来のゼンマイ機構モジュールにゼンマ
イを保持する機能を追加することができ、コスト的にも
生産性から見ても高い効果を得ることができる。

【０１２９】［第６実施形態］図１４には、本発明の第
６実施形態に係るゼンマイ機構モジュール２Ｉを示して
いる。ゼンマイ機構モジュール２Ｉの構造は第１実施形
態と同様で、ゼンマイ４Ａに蓄えられたエネルギーを伝
達手段５を介して出力車２１に伝達するものである。本
実施例では、さらにゼンマイ４Ａ外端とゼンマイ収容部
２４Ｆ内壁の間に巻数規制手段３０を備えている。

【０１３０】巻数規制手段３０を設けることで、設定し
たい巻数以上巻締めても、設定巻数以上にはならない機
構を備えた。

【０１３１】ゼンマイ巻数規制手段３０は、ゼンマイ４
Ａの外端部の丸め３１、曲率部３２と、ゼンマイ収容部
２４Ｆ内壁のゼンマイ保持溝３３との引掛かりおよび摩
擦を利用することにより実現している。具体的には、ゼ
ンマイ４Ａの外端部を筒状に成形した丸め３１と、その
外端をゼンマイ収容部２４Ｆ内半径よりも大きい曲率に
成形した曲率部３２、ゼンマイ収容部２４Ｂ内壁には、
ゼンマイ外端部の丸め３１とかみ合うようなゼンマイ保
持溝３３が複数備えてある。すなわち、ゼンマイ４Ａの
丸め３１が、ゼンマイ収容部２４Ｆ内壁に備えてある複
数のゼンマイ保持溝３３に引掛かっている状態から、あ
る力以上加わると外れて滑り出すので、そのときの力を
最大設定トルクとすれば、簡単に巻数規制手段３０を実
現することができる。

【０１３２】図１５に、本実施例で用いたゼンマイのト
ルクカーブを示す。Ａ以上巻締めても、最大設定トルク
以上は巻締まらず、巻数規制手段３０がスリップしてい
ることが分かる。

【０１３３】この巻数規制手段としては、機械式の腕時
計等に用いられるスリッピングアタッチメントをゼンマ
イの外端に取付けることにより実現してもよい。

【０１３４】このような本第６実施形態においても、前
記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができ
るほか、次のような効果を付加できる。

【０１３５】本実施例によれば、巻数規制手段により、
巻数規制されているので、ゼンマイを所定の巻数以上巻
締めても、巻数は増加しない。したがって、ゼンマイを
適当な巻数に巻締めるだけで、簡単に所定の巻数を与え
ることができる。

【０１３６】このためゼンマイ機構モジュールを駆動機
構に組込む際に、初期巻数を設定する工程が不要にな
り、迅速に所定の巻数が得られるようになるので、生産
性が向上し大量生産に対応できる。その上、巻締装置
も、所定の巻数以上巻締めるだけで、迅速に所定の巻数
を付与することができるので、コスト的にも有利なゼン
マイ機構モジュールの提供が可能になる。

【０１３７】さらに、ゼンマイのトルク仕様が変更した
場合でも、組込時に巻数の計数が不要なので、ゼンマイ
機構モジュールの形が同じであれば、巻数を変更するだ
けで、同じ組込ラインを使って様々なトルク仕様の製品
を組込むことできるようになる。その結果、異なる仕様
の製品も、同じ組込ラインを用いて組込できるので、多
品種少量生産化への対応が可能になる上、コスト的に有
利なゼンマイ機構モジュールの提供が可能になる。

【０１３８】また、故障・落下等によるゼンマイの不意
の巻戻しや、分解修理等によって、ゼンマイが完全に巻
戻った場合、従来、再び巻締めるには、専用の装置、工
具、技術を用いてゼンマイを所定の巻数に巻締める必要
があった。本発明では、ゼンマイ機構モジュールに巻数
規制手段を備えているので、所定の巻数にするための特
別な装置や技術が必要なくなり、誰でも簡単に取り扱う
ことができる。したがって、組立性、メンテナンス性に
優れたゼンマイ機構モジュールの提供が可能になった。

【０１３９】さらに、従来の構造では、ゼンマイを巻締
めすぎた場合、ゼンマイの外端に過大な負荷が加わり、
応力集中によるゼンマイの破断・変形が生じることがあ
った。しかし、本発明の巻数規制手段を備えることによ
り、所定の巻数以上巻締まることがないので、ゼンマイ
に無理な負荷が加わることがなくなり、耐久性が向上す
る。

【０１４０】このように、誰でも簡単にゼンマイ機構モ
ジュールに所定の巻数を付与することが可能になるう
え、ゼンマイ機構モジュールの組込み方法が汎用化する
ことから、本発明のゼンマイ機構モジュールを搭載した
製品の信頼性が向上する。

【０１４１】［第７実施形態］図１６には、本発明の第
７実施形態に係るゼンマイ機構モジュール２を示してい
る。ゼンマイ機構モジュール２の構造は第１実施形態と
同様で、ゼンマイ４に蓄えられたエネルギーを伝達手段
５である回転軸を介して出力車に伝達するものである。
本実施例では、さらに伝達手段５を介して接続されるダ
ンパー制動手段７０を備えている。

【０１４２】ダンパー制動手段７０は流動物質７５が十
分に満たされたダンパーケース７３と、それに浸された
制動板７２、そして、ダンパー蓋７１から構成され、ゼ
ンマイ収容部２４の下に取付けられている。回転軸２２
と制動板軸７４は係合されており、回転軸２２が回転す
ると制動板７２も回転し、制動板７２が流動物質７５中
を横切ることにより制動力を発生する。

【０１４３】ダンパーケース７３内には、シリコンオイ
ルなどの高粘度の流動物質７５が浸してあり、その流動
物質７５中を制動板７２が横切ることにより発生する力
を利用して、回転数に応じた制動力を得ている。ここ
で、流動物質７５としては、シリコンオイルのほかに、
高粘度の粘性流体、気体等を利用することができる。さ
らに、ダンパーケース７３内には、流動物質以外にも、
電磁ブレーキや回転数を増速した風車等を利用した制動
力を利用してもよい。

【０１４４】次に図１に本実施例のゼンマイ機構モジュ
ールを組込んだときの動作について説明する。カバー１
３を閉めると、ラック８１、出力車２１を介して回転エ
ネルギーが伝達手段５に伝達される。回転エネルギーは
ゼンマイ４に伝達され蓄積されると同時に、制動板７２
にも伝達され、それがカバー１３を閉じるときの負荷と
なる。一方、カバー１３を開くときは、ゼンマイ４のエ
ネルギーが伝達手段５に伝達されると同時にその開放速
度に応じて、ダンパー制動手段７０から制動力が発生す
る。その結果、カバー１３は一定速度で滑らかに開く。

【０１４５】ここで、ダンパー制動手段１３は必ずしも
ゼンマイ収納部２４の下に配置される必要はない。一つ
のユニットとして取り扱うことが可能であれば、ゼンマ
イ収納部２４の上にあってもよいし、平面状に重ならな
いように配置されていてもよい。さらに、制動板７２と
制動板軸７４は一体構造でもよいこのような本第７実施
形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果
を奏することができるほか、次のような効果を付加でき
る。

【０１４６】従来、駆動体が開くときは、ゼンマイの力
のみに依存していたので、駆動体が開く速さは、ゼンマ
イが巻戻る速さであり、速度が大きかった。本発明のよ
うにダンパー制動手段を併用することで、滑らかな動き
を実現することが可能になり、特に小型の機器等のカバ
ーや蓋当に利用する場合、機器本体に高級感などの付加
的価値を追加することができる。

【０１４７】しかし、滑らかな動きを実現するには、ゼ
ンマイの巻数を厳しく管理する必要があった。例えば図
１に示すカバーの開閉距離ＡＢが４センチメートルとす
ると、おおよそ０.３秒程度が滑らかに見える速さで、
これよりも０.１秒早いと、明らかに早く滑らかな開閉
には見えない。また、０.１秒遅いと、今度は遅すぎて
使用者に不快感を与えてしまう。このように、ダンパー
制動手段７０を搭載することで、ゼンマイの厳しい巻数
管理が要求された。しかしながら、本実施例によれば、
保持手段を備えることで、正確に巻数管理された状態を
保持したまま供給されるので、組込時に巻数管理する必
要が無く、組みあがった状態で保持手段を取り除くの
で、正確な巻数のまま組込むことが可能である。

【０１４８】さらに、急激な駆動操作の繰返しにより与
える駆動機構への負荷が軽減され、耐久性を向上させる
ことができる。

【０１４９】また、ゼンマイの力が著しく大きい場合、
駆動体と本体の間に指等を挟み、利用者に負傷を負わせ
てしまう可能性があったが、ダンパー制動手段により、
滑らかな駆動が実現できたので防止することができる。

【０１５０】また、ダンパー制動手段を取付けると、ゼ
ンマイ巻締力以外に、巻締速さに比例したダンパー制動
力が働くので、ある速さ以上に巻締めるとダンパーや巻
締装置に過大な負荷がかかり、破損してしまうことがあ
った。そのため、駆動機構の組立ラインにおいて、巻締
工程を設置すると、その工程で時間損失が生じていた。
本発明の保持手段を用いることで、巻締工程と組込固定
を別ラインにすることが可能になり、巻締状態を保持し
た状態のゼンマイ機構モジュールを、駆動機構の組立ラ
インに投入することで、時間損失がなくなり、生産性が
向上する。

【０１５１】［第８実施形態］図１７、図１８、図１９
には、本発明の第８実施形態に係るゼンマイ機構モジュ
ール２を組込んだ機器１、１Ａ、１Ｂを示している。

【０１５２】図１７は、入力部１１や表示部１２、また
表示しない処理部を備え、入力部１１を覆うカバー１３
から構成されている携帯型の電子機器１を示している。
カバー１３は、手動でスライドさせることにより、入力
部１１を覆い、スイッチ等を押すことにより、ゼンマイ
の力でカバー１３が開き、図示するような状態になる。
ここで、表示部１２がカバー１３に覆われていてもよ
い。また、カバー１３に入力部、表示部等が搭載されて
いてもよい。

【０１５３】図１８は、入力部１１Ａが搭載されている
駆動体１３Ａが本体１０Ａから飛び出してくる携帯型の
電子機器１を表している。駆動体１３Ａは手動でスライ
ドさせることにより、本体１０Ａ内に収まり、スイッチ
等を押すことにより、ゼンマイの力で駆動体１３Ａが本
体１０Ａから飛び出し、図示するような状態になる。ま
た、入力部だけでなく、表示部やカメラ等が飛び出して
くるようにしてもよい。また、本体に入力部等が搭載さ
れていてもよい。

【０１５４】図１９は、ゼンマイ機構モジュール２から
出力された回転力をそのまま利用し、蓋１３Ｂの駆動に
用いた例である。蓋１３Ｂは手動で閉じ、スイッチ等に
より、ゼンマイの力で蓋１３Ｂが開き、図示するような
状態になる。このような本第８実施形態においても、前
記第１実施形態と同様の作用、効果を付加できる。

【０１５５】現在の携帯型の機器は、多機能と小型化が
求められている。それに伴い小さなスペースに多くの機
能を搭載するために、操作性を犠牲にする必要があっ
た。これを実現するために、駆動機構が多く用いられて
いるが、設置スペースが小さい上、機器本体自身も小さ
いので、駆動機構の組込性が悪くなっている。

【０１５６】また、小型の機器に駆動機構を組込む際、
駆動動力源としてモータが多く用いられてきた。モータ
の場合、組込性はよいものの、小型化とともに省電力化
も要求され、本発明におけるゼンマイ機構モジュールの
ように電気的エネルギーを必要としない動力源が求めら
れている。

【０１５７】しかし、組込性を考慮した場合、従来のゼ
ンマイ駆動機構では、巻締工程を意識した組込工程をも
つ必要があった。本発明では、小型の機器用の工程とし
ては取り扱いにくい、ゼンマイ機構モジュールの巻締工
程を組込前に行い、巻締状態を保持することで、作業性
と組込性を向上させている。したがって、組込の際は巻
締状態を保持しているので、ゼンマイ機構モジュールを
モータと同様の扱いで組込むことが可能になり、組込性
が向上する。しかも、エネルギー的に優れたゼンマイ駆
動機構を搭載することにより、非常に商品性の高い機器
を提供することが可能になる。しかも、操作を開始する
動作は、ゼンマイの力により自動的に行うので、機器の
操作性を向上させることができるうえ、商品性も向上さ
せることが可能である。

【０１５８】本発明のゼンマイ機構モジュールは、小型
の機器などに用いられることが好ましい。たとえば、電
話、ラジオ、テレビ、パーソナルコンピュータなどの電
子機器に搭載してもよく、特に携帯型の機器に用いるの
がより好ましい。また、電子制御を必要としない機器、
たとえば玩具等にこのゼンマイ機構モジュールを搭載し
てもよい。

【０１５９】さらに、ゼンマイの形状としては、渦巻き
状のゼンマイでもよいし、密着型の定トルクぜんまいを
使用してもよい。また、ゼンマイの厚み、幅は、全長に
渡って均一なものだけでなく、連続的に変化しているも
のを採用してもよい。

【０１６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゼンマイ機構モジュールに保持手段を備えることによっ
て、ゼンマイの巻締状態を保ったまま組込ことが可能に
なり、巻締巻数を管理しなくても、簡単にかつ確実に所
定の巻数、トルクが得られる構造を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のゼンマイ機構モジュー
ルを搭載した携帯型の電子機器を示した斜視図である。

【図２】前記第１実施形態のゼンマイ機構モジュールを
分解した斜視図である。

【図３】一般的なゼンマイのトルクカーブを示したもの
である。

【図４】前記第１実施形態の変形例のゼンマイ機構モジ
ュールを分解した斜視図である。

【図５】本発明の第２実施形態を示す斜視図である。

【図６】前記第２実施形態の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明の第３実施形態を示す斜視図である。

【図８】前記第３実施形態の変形例を示す斜視図であ
る。

【図９】本発明の第４実施形態を示す斜視図である。

【図１０】前記第４実施形態の変形例を示す斜視図であ
る。

【図１１】本発明の第５実施形態を示す斜視図である。

【図１２】前記第５実施形態の変形例を示す斜視図であ
る。

【図１３】前記第５実施形態の変形例を示す斜視図であ
る。

【図１４】本発明の第６実施形態を示す斜視図である。

【図１５】前記第６実施形態のトルクカーブを示したも
のである。

【図１６】本発明の第７実施形態を示す斜視図である。

【図１７】本発明の第８実施形態のゼンマイ機構モジュ
ールを搭載した携帯型の電子機器の斜視図である。

【図１８】本発明の第８実施形態のゼンマイ機構モジュ
ールを搭載した携帯型の電子機器の斜視図である。

【図１９】本発明の第８実施形態のゼンマイ機構モジュ
ールを搭載した携帯型の電子機器の斜視図である。

【符号の説明】

１,１Ａ,１Ｂ 携帯型の電子機器 ２,２Ａ,２Ｂ,２Ｃ,２Ｄ,２Ｅ,２Ｆ,２Ｇ,２Ｈ,２Ｉ
ゼンマイ機構モジュール ３,３Ａ,３Ｂ 駆動機構 ４,４Ａ ゼンマイ ５,５Ａ,５Ｂ,５Ｃ 伝達手段 １０,１０Ａ,１０Ｂ 本体 １１,１１Ａ,１１Ｂ 入力部 １２,１２Ａ,１２Ｂ 表示部 １３,１３Ａ カバー １３Ｂ 蓋 １４ ストッパー １５ スイッチ ２１,２１Ａ,２１Ｂ,２１Ｃ,２１Ｄ,２１Ｅ 出力車 ２２Ａ 固定軸 ２３ 上蓋 ２４,２４Ａ,２４Ｂ,２４Ｃ,２４Ｄ,２４Ｅ,２４Ｆ ゼ
ンマイ収容部 ２５ 軸受部 ２６ 内掛部 ２７ 巻締溝 ２８,２８Ａ 回転受 ３０ 巻数規制手段 ３１ 丸め ３２ 曲率部 ３３ ゼンマイ保持溝 ４０,４０Ａ,４０Ｂ,４０Ｃ,４０Ｄ,４０Ｅ,４０Ｆ,４
０Ｇ,４０Ｈ,４０Ｉ 保持手段 ４１,４１Ａ,４１Ｂ,４１Ｃ,４１Ｄ 保持部材 ４２,４２Ａ,４２Ｂ,４２Ｃ,４２Ｄ 通し穴 ４３,４３Ａ,４３Ｂ,４３Ｃ,４３Ｄ,４３Ｅ 保持穴 ４４,４４Ａ,４４Ｂ,４４Ｃ 固定カバー ４５,４５Ａ 保持歯車 ４６ 勘合穴 ４７ 勘合突起 ４８ 勘合軸 ４９,４９Ａ 回転止穴 ７０ ダンパー制動手段 ７１ ダンパー蓋 ７２ 制動板 ７３ ダンパーケース ７４ 制動板軸 ７５ 流動物質 ８１,８１Ａ,８１Ｂ ラック ８２ ガイド ８３,８３Ａ,８３Ｂ 固定部材 ８４ 固定軸受 ８５ 固定穴

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械エネルギーを蓄積するゼンマイと、
   ゼンマイを収容するゼンマイ収容部と、ゼンマイと駆動
   機構との間で、機械エネルギーのやり取りを行う伝達手
   段と、前記ゼンマイの巻締状態を保つ保持手段とを備え
   たことを特徴とするゼンマイ機構モジュール。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記伝達手段が、前
   記ゼンマイ収容部中央に回転可能に保持される回転軸で
   あって、前記ゼンマイの内端は前記伝達手段に係合さ
   れ、前記ゼンマイの外端は前記ゼンマイ収容部に係合さ
   れていることを特徴とするゼンマイ機構モジュール。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記伝達手
   段には、歯車あるいはプーリ車を含む出力車が係合され
   ており、前記保持手段が、前記出力車と、前記ゼンマイ
   機構モジュールの両者の動きを同時に固定する保持部材
   であることを特徴とするゼンマイ機構モジュール。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記保持部材が、一
   方は前記出力車とかみ合い、他方は、前記ゼンマイ機構
   モジュールと固定されていることを特徴とするゼンマイ
   機構モジュール。
5. 【請求項５】 請求項１または２において、前記保持手
   段が、前記伝達手段と、前記ゼンマイ機構モジュールの
   両者の動きを同時に固定する保持部材であることを特徴
   とするゼンマイ機構モジュール。
6. 【請求項６】 請求項１または２において、前記出力車
   が前記伝達手段と係合されており、前記出力車は、前記
   駆動機構と接続されており、前記保持手段が、前記出力
   車と前記駆動機構の両者の動きを同時に固定する保持部
   材であることを特徴とするゼンマイ機構モジュール。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、巻数
   規制手段を備えていることを特徴とするゼンマイ機構モ
   ジュール。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、ダン
   パー制動手段を備えていることを特徴とするゼンマイ機
   構モジュール。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載のゼンマ
   イ機構モジュールを用いたことを特徴とする機器。