JP2004258135A - Gearbox kit for teaching material - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小学生高学年、中学生の実習授業において使用される教材用ギヤボックスキットに関する。
【0002】
【従来の技術】
小学生高学年、中学生の実習授業においては、生徒全員が同一キットから同一のものを製作する方向から生徒一人一人の発想によって自由に製作し、生徒個人個人の発想力を高める方向に移りつつある。
【0003】
例えば、ロボット等を製作するキットにおいては、ベース板、バッテリー、小型モータ及び減速ギヤを内蔵したギヤボックス、リンクやアームを構成するレバー、固定ねじ、ナット等がセットされている。従って、生徒は、個人の発想によってベース板に対してギヤボックスの取付け位置を設定し、固定ねじによってベース板にギヤボックスを固定したり、ギヤボックスから突出する出力軸にレバーを連結してクランク機構を構成して歩行ロボットの模型や自走車両模型を製作している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、小型モータ及び減速ギヤを内蔵したギヤボックス単体では、ロボットを製作するにしても、動作が限られるとともに、単純な動作しかできないという問題がある。また、複数個のギヤボックスを組合わせるにしても、ギヤボックス相互の連結構造が複雑となり、製作が面倒で授業時間という限られた時間内で完成させることは困難である。さらに、ベース板はパンチングメタルであるため、ギヤボックスをベース板に固定する際には固定ねじとナットが必要となり、また、ナットがベース板の下面から突出するため、安定性の面及び美観の面で問題がある。
【0005】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数個のギヤボックスを縦横方向、直角方向等任意にしかも簡単に結合でき、さらに、ギヤボックス相互の動力伝達ができるとともに、ナットを用いることなく、ベースに対してギヤボックスを固定ねじだけで簡単に固定できる教材用ギヤボックスキットを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項1は、小型モータ及びこの小型モータの回転軸と連動する複数のギヤを内蔵する上下面、両側面、前後面の六面体からなるギヤボックス本体を有し、前記ギヤと連動する出力軸を前記ギヤボックス本体の両側面から突出させたギヤボックスと、前記ギヤボックス本体の上下面、両側面、前後面のそれぞれに設けられた同一内径の複数個の嵌合穴と、隣合うギヤボックス本体の前記嵌合穴に嵌合される嵌合部を両端部に有し、前記ギヤボックス相互を連結するジョイントと、垂直面に前記ギヤボックス本体の嵌合穴に嵌合される嵌合突起部を有し、水平面に前記ギヤボックス本体をプレートに固定する固定ねじの挿通穴を有する取付け脚と、前記固定ねじが挿通される挿通穴を有し、前記取付け脚を前記プレートに対して離間して固定する際に、該プレートと取付け脚との間に介在されるスペーサロッドとを具備したことを特徴とする教材用ギヤボックスキットにある。
【0007】
請求項2は、請求項1の前記プレートは、合成樹脂材料からなり、板面に前記固定ねじのねじ部が螺合される多数の小孔を縦横方向に整列状態に設けたナットレスユニバーサルプレートであることを特徴とする。
【0008】
請求項3は、請求項1の前記ジョイントは、軸方向に貫通し、前記ギヤボックス本体の内部の小型モータと外部のバッテリー等とを電気的に接続するリード線の引き込み用の貫通穴を有していることを特徴とする。
【0009】
前記構成によれば、ギヤボックス本体を横向きに並べたり、縦方向に積み重ねたり、さらには直角に並べたり、横向きで積み重ね、複数個のギヤボックス本体を連結することができる。すなわち、一方のギヤボックス本体の側面に設けられた1個もしくは複数個の嵌合穴にジョイントの一端部を密に嵌合し、他方のギヤボックス本体の側面に設けられた嵌合穴をジョイントの他端部に密に嵌合する。
この状態で、一対のギヤボックス本体とを密接すると、両ギヤボックス本体は1本または複数本のジョイントによって連結される。従って、固定ねじ等によって連結する必要がなく、簡単に結合することができる。
【0010】
ギヤボックス本体をナットレスユニバーサルプレートに固定する際には、複数個の取付け脚の嵌合突起部をギヤボックス本体の嵌合穴に密に嵌合し、取付け脚の垂直面をギヤボックス本体の側面に接合する。そして、取付け脚の水平面に設けられた挿通穴に固定ねじを挿通し、プレートの小孔にねじ込むことにより、ナットを用いることなく、プレートに対してギヤボックス本体を固定することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
図1は教材用ギヤボックスキットの斜視図であり、図中1は例えばABS等の合成樹脂材料によって成形されたギヤボックス本体であり、上下に2分割され、後述する小型モータ及びこの小型モータの回転軸と連動する複数のギヤが内蔵されている。
【0013】
ギヤボックス本体1は、上面2、下面3、左側面4、右側面5、前面6及び後面7からなる六面体であり、両側面4,5の一部にはギヤと連動する断面六角形の出力軸8が突出して設けられている。ギヤボックス本体1の上面2、下面3、左側面4、右側面5、前面6及び後面7には同一内径の複数個の嵌合穴9が穿設されている。さらに、上面2及び下面3には複数個の放熱穴10が設けられている。
【0014】
図中11は、例えばABS等の合成樹脂材料によって成形されたジョイントであり、長手方向の中間部にフランジ部12を有する円柱体で、両端部にはギヤボックス本体1の嵌合穴9に密に嵌合される嵌合部13が設けられている。さらに、ジョイント11の軸心部には貫通穴14が設けられている。そして、ギヤボックス本体1相互を連結する際に、隣合うギヤボックス本体1の嵌合穴9にジョイント11の嵌合部13を嵌合することにより、ギヤボックス本体1相互を連結できるようになっている。さらに、貫通穴14はギヤボックス本体1の内部の小型モータと外部のバッテリー等とを電気的に接続する際にリード線の引き込み用として用いることができるようになっている。
【0015】
図中15は、例えばABS等の合成樹脂材料によって成形された取付け脚であり、垂直面16と水平面17及び補強部18とを有している。垂直面16の背面にはギヤボックス本体1の嵌合穴9に密に嵌合される断面十字状の嵌合突起部19が設けられている。水平面17にはギヤボックス本体1を後述するプレートに固定するための固定ねじ20を挿通する長孔からなる挿通穴21が設けられている。
【0016】
図中22は、例えばABS等の合成樹脂材料によって成形されたスペーサロッドであり、固定ねじ20を挿通する挿通穴23が設けられている。そして、取付け脚15をプレートに対して離間して固定する際に、該プレートと取付け脚15との間に介在されるようになっている。
【0017】
図中24は、例えばABS等の合成樹脂材料によって成形されたナットレスユニバーサルプレート(以下、単にプレートという)であり、板面に固定ねじ20のねじ部が螺合される多数の小孔25が縦横方向に整列状態に穿設されている。
すなわち、固定ねじ20のねじ部を小孔25にねじ込むと、その内周面に雌ねじ部が形成されて固定され、ナットを用いることなく、プレート24がナットとしての役目を果たすようになっている。
【0018】
前記ギヤボックス本体1の上面2及び下面3に形成された嵌合穴9は、深穴で、その底部にはビス26が挿通させるビス穴27が設けられている。従って、ビス26とナット28とによって上下に2分割されたギヤボックス本体1が固定される。この際、ナット28を支持するためのナットキャッチャー29が設けられている。このナットキャッチャー29は細径棒状で、先端部にはナット28のねじ孔の深さ方向の略半分だけ圧入される突起30が設けられている。
【0019】
図中31は、ノイズレス小型モータで、この前面には一対の爪32を有するモータホルダー33が設けられている。このノイズレス小型モータ31はギヤボックス本体1に内蔵された小型モータと交換して取り付ける際に、モータホルダー33によってギヤボックス本体1にワンタッチで取付けることができるようになっている。
【0020】
次に、ギヤボックス本体1の内部構造について説明すると、図2に示すように構成されている。ギヤボックス本体1の内部は仕切り板35によってモータ室36とギヤ室37に区画されている。モータ室36には小型モータ38が収納されている。
【0021】
小型モータ38はプラスチックケース39に収納され、このプラスチックケース39がギヤボックス本体1に固定されている。小型モータ38の回転軸40には入力ギヤ41が設けられている。ギヤ室37には出力軸8と従動軸42とが離間して平行に設けられている。出力軸8には入力ギヤ41と噛合するフェースギヤ43が嵌合され、このフェースギヤ43にはこれと同軸に小径ギヤ44を一体に設けられ、第1の伝動ギヤ45が構成されている。また、従動軸42には第1の伝動ギヤ45の小径ギヤ44と噛合する平歯車からなる第2の伝動ギヤ46が嵌合されている。第2の伝動ギヤ46にはこれと同軸に小径ギヤ47が一体に設けられている。
【0022】
出力軸8には第2の伝動ギヤ46の小径ギヤ47と噛合する平歯車からなる第3の伝動ギヤ48が嵌合されている。第3の伝動ギヤ48にはこれと同軸に小径ギヤ49が一体に設けられている。従動軸42には第3の伝動ギヤ46の小径ギヤ49と噛合する平歯車からなる第4の伝動ギヤ50が嵌合されている。第4の伝動ギヤ50にはこれと同軸に小径ギヤ51が一体に設けられている。出力軸8には第4の伝動ギヤ50の小径ギヤ51と噛合する平歯車からなる第5の伝動ギヤ52が嵌合されている。この第5の伝動ギヤ52の側部には出力軸8と係合する六角ナット53が設けられ、第5の伝動ギヤ52の回転は出力軸8に伝達されるようになっている。
【0023】
次に、前述のように構成された教材用ギヤボックスキットの作用について説明する。図3は2個のギヤボックス本体1a,1bを連結して共通の駆動機構あるいは独立して別々の駆動機構を構成するバリエーションを示すもので、(a)はギヤボックス本体1a,1bを横向きに並べたものである。(b)はギヤボックス本体1a,1bを縦方向に積み重ねたものである。(c)はギヤボックス本体1a,1bを直角に並べたものである。(d)はギヤボックス本体1a,1bを横向きで積み重ねたものである。
【0024】
図4はギヤボックス本体1aと1bとを連結する手順を示し、一方のギヤボックス本体1aの側面に設けられた1個もしくは複数個の嵌合穴9にジョイント11の一端部を密に嵌合し、他方のギヤボックス本体1bの側面に設けられた嵌合穴9をジョイント11の他端部に密に嵌合する。この状態で、一対のギヤボックス本体1aと1bとを密接すると、両ギヤボックス本体1a,1bは1本または複数本のジョイント11によって連結される。従って、固定ねじ等によって連結する必要がなく、簡単に結合することができる。
【0025】
また、ギヤボックス本体1をプレート24に固定する際には、複数個の取付け脚15の嵌合突起部19をギヤボックス本体1の嵌合穴9に密に嵌合し、垂直面16をギヤボックス本体1の側面に接合する。そして、水平面17に設けられた挿通穴21に固定ねじ20を挿通し、プレート24の小孔25にねじ込むことにより、ナットを用いることなく、プレート24に対してギヤボックス本体1を固定することができる。
【0026】
また、ギヤボックス本体1をプレート24に対して離間して固定する際には、図5に示すように、プレート24と取付け脚15との間にスペーサロッド22を垂直状態に立て、固定ねじ20を挿通穴23に挿通してプレート24の小孔25にねじ込むことにより、ギヤボックス本体1をプレート24に対して浮かして取付けることができる。
【0027】
図6は、ショベルカーの模型を示し、車体となるプレート24の下面には2個のギヤボックス本体1が横方向に並べて取付けられている。この2個のギヤボックス本体1の出力軸8の両端部には車輪54が装着されている。プレート24の上面には1個のギヤボックス本体1がスペーサロッド22を介して取付けられている。このギヤボックス本体1の出力軸8の両端部には回動アーム55の一端部が固定されている。
【0028】
一方、プレート24にはL型の取付け部材56が固定ねじ20によって固定され、この取付け部材56にはリンク57の一端部が回動自在に枢支されている。リンク57の自由端部にはショベル58が取付けられており、リンク57の中途部には回動アーム55の自由端部が回動自在に連結されている。
【0029】
従って、プレート24の下面に設けた2個のギヤボックス本体1の出力軸8によって車輪54を回転させて自走することができ、プレート24の上面に設けた1個のギヤボックス本体1の出力軸8によって回動アーム55を回動させ、ショベル58を上下に回動させることができる。
【0030】
なお、ショベルカーの模型は、一例を示したものであり、ギヤボックス本体を縦・横いずれの方向でも簡単に連結できることから、生徒の自由な発想で無理なく製作でき、クレーン車模型、歩行ロボット等あらゆる模型の製作が可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、複数個のギヤボックスを縦横方向、直角方向等任意にしかも簡単に結合でき、さらに、ギヤボックス相互の動力伝達ができるとともに、ナットを用いることなく、ベースに対してギヤボックスを固定ねじだけで簡単に固定できる。従って、授業時間という限られた時間内で完成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態の教材用ギヤボックスキットの斜視図。
【図2】同実施形態のギヤボックスの内部構造を示す平面図。
【図3】同実施形態を示し、(a)〜(d)はギヤボックス本体の連結例を示す斜視図。
【図4】同実施形態のギヤボックス本体相互をジョイントによって連結した状態の断面図。
【図5】同実施形態のギヤボックス本体をベースに固定した状態の斜視図。
【図6】同実施形態のギヤボックス本体によってショベルカーの模型を製作した状態の斜視図。
【符号の説明】
1…ギヤボックス本体、8…出力軸、9…嵌合穴、11…ジョイント、15…取付け脚、20…固定ねじ、22…スペーサロッド、24…ナットレスユニバーサルプレート、29…ナットキャッチャー、38…小型モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gearbox kit for teaching materials used in practical lessons of elementary school students and junior high school students.
[0002]
[Prior art]
In the practical lessons of elementary school students and junior high school students, all the students are moving from the direction of producing the same kit to the same kit to the idea of increasing the creative power of each student individually.
[0003]
For example, in a kit for manufacturing a robot or the like, a base plate, a battery, a gear box containing a small motor and a reduction gear, a lever forming a link or an arm, a fixing screw, a nut, and the like are set. Therefore, the student sets the mounting position of the gear box with respect to the base plate based on the individual's idea, fixes the gear box to the base plate with fixing screws, or connects the lever to the output shaft protruding from the gear box and connects the crank to the crank. We construct models of walking robots and models of self-propelled vehicles by configuring the mechanism.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem that, even when a robot is manufactured, only a simple operation can be performed with a gear box having a small motor and a reduction gear built therein. Further, even when a plurality of gear boxes are combined, the connection structure between the gear boxes becomes complicated, and the production is troublesome, and it is difficult to complete the gear box within a limited time of class time. Furthermore, since the base plate is made of punched metal, fixing screws and nuts are required when fixing the gear box to the base plate, and since the nuts protrude from the lower surface of the base plate, the stability and appearance are improved. There is a problem in terms.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances. It is an object of the present invention to enable a plurality of gear boxes to be connected arbitrarily and easily in vertical and horizontal directions, a right angle direction, and the like. It is another object of the present invention to provide a teaching material gear box kit that can easily fix a gear box to a base only with fixing screws without using a nut.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a gear box comprising a small motor and a hexahedron having upper and lower surfaces, both side surfaces, and front and rear surfaces which incorporates a plurality of gears interlocked with a rotation shaft of the small motor. A gearbox having a main body, and an output shaft interlocking with the gear protruding from both side surfaces of the gearbox main body, and upper and lower surfaces, both side surfaces, and front and rear surfaces of the gearbox main body having the same inner diameter. A joint having a plurality of fitting holes, fitting portions fitted to the fitting holes of adjacent gear box bodies at both ends, and connecting the gear boxes to each other; A mounting leg having a fitting projection fitted into the fitting hole, and having a through hole for a fixing screw for fixing the gear box body to the plate on a horizontal plane, and a through hole through which the fixing screw is inserted. And The only legs in securing spaced relative to the plate, in teaching gear box kit characterized by comprising a spacer rod interposed between said plate and the mounting feet.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the plate according to the first aspect is made of a synthetic resin material, and a plurality of small holes into which a screw portion of the fixing screw is screwed are provided in a plate surface in a longitudinally and laterally aligned state. It is characterized by being.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the joint according to the first aspect has a through hole for leading a lead wire that penetrates in an axial direction and electrically connects a small motor inside the gear box body to an external battery and the like. It is characterized by doing.
[0009]
According to the above configuration, the gear box bodies can be arranged side by side, stacked vertically, or arranged at right angles, or stacked horizontally, and a plurality of gear box bodies can be connected. That is, one end of the joint is tightly fitted into one or a plurality of fitting holes provided on the side surface of one gear box body, and the fitting hole provided on the side surface of the other gear box body is fitted with the joint hole. Tightly fitted to the other end.
In this state, when the pair of gear box bodies are brought into close contact with each other, the two gear box bodies are connected by one or more joints. Therefore, it is not necessary to connect with a fixing screw or the like, and the connection can be made easily.
[0010]
When fixing the gearbox body to the nutless universal plate, the fitting projections of the plurality of mounting legs are closely fitted into the fitting holes of the gearbox body, and the vertical surfaces of the mounting legs are Join to the side. Then, the gear box body can be fixed to the plate without using a nut by inserting a fixing screw through an insertion hole provided on a horizontal surface of the mounting leg and screwing the fixing screw into a small hole of the plate.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a perspective view of a gear box kit for teaching materials. In the figure,
[0013]
The
[0014]
In the figure,
[0015]
In the figure,
[0016]
In the figure,
[0017]
In the figure,
That is, when the screw portion of the fixing
[0018]
The fitting holes 9 formed in the
[0019]
In the figure,
[0020]
Next, the internal structure of the gear box
[0021]
The
[0022]
A
[0023]
Next, the operation of the gear box kit for teaching material configured as described above will be described. FIG. 3 shows a variation in which two gear box bodies 1a and 1b are connected to form a common drive mechanism or independently separate drive mechanisms. FIG. 3 (a) shows the gear box bodies 1a and 1b turned sideways. They are arranged. (B) shows the gear box bodies 1a and 1b stacked vertically. (C) shows gear box bodies 1a and 1b arranged at right angles. (D) shows the gear box bodies 1a and 1b stacked sideways.
[0024]
FIG. 4 shows a procedure for connecting the gear box bodies 1a and 1b. One end of the joint 11 is closely fitted to one or a plurality of
[0025]
When fixing the
[0026]
When the
[0027]
FIG. 6 shows a model of a shovel car, and two
[0028]
On the other hand, an L-shaped mounting
[0029]
Therefore, the
[0030]
The model of the excavator is an example, and the gearbox body can be easily connected in both vertical and horizontal directions. Any model can be manufactured.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of gear boxes can be connected arbitrarily and easily in the vertical and horizontal directions, at right angles, etc., and further, power can be transmitted between the gear boxes without using a nut. The gearbox can be easily fixed to the base with only the fixing screw. Therefore, it can be completed within the limited time of class time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a gearbox kit for teaching materials according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary plan view showing the internal structure of the gear box according to the embodiment;
FIG. 3 shows the same embodiment, and (a) to (d) are perspective views showing a connection example of a gear box main body.
FIG. 4 is an exemplary sectional view showing a state where the gear box bodies of the embodiment are connected to each other by a joint;
FIG. 5 is an exemplary perspective view showing a state where the gear box body of the embodiment is fixed to a base;
FIG. 6 is an exemplary perspective view of a state in which a model of the shovel car is manufactured using the gear box body according to the embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ギヤボックス本体の上下面、両側面、前後面のそれぞれに設けられた同一内径の複数個の嵌合穴と、
隣合うギヤボックス本体の前記嵌合穴に嵌合される嵌合部を両端部に有し、前記ギヤボックス相互を連結するジョイントと、
垂直面に前記ギヤボックス本体の嵌合穴に嵌合される嵌合突起部を有し、水平面に前記ギヤボックス本体をプレートに固定する固定ねじの挿通穴を有する取付け脚と、
前記固定ねじが挿通される挿通穴を有し、前記取付け脚を前記プレートに対して離間して固定する際に、該プレートと取付け脚との間に介在されるスペーサロッドとを具備したことを特徴とする教材用ギヤボックスキット。It has a gear box body consisting of a small motor and a plurality of gears interlocking with a rotating shaft of the small motor, a top surface, both side surfaces, and a hexahedron of front and rear surfaces. A gear box protruding from both sides,
A plurality of fitting holes having the same inner diameter provided on each of the upper and lower surfaces, both side surfaces, and front and rear surfaces of the gear box body,
A joint which has fitting portions fitted to the fitting holes of adjacent gear box bodies at both ends, and connects the gear boxes to each other;
A mounting leg having a fitting projection fitted on a fitting hole of the gear box main body on a vertical surface, and having a through hole for a fixing screw for fixing the gear box main body to the plate on a horizontal surface;
It has an insertion hole through which the fixing screw is inserted, and has a spacer rod interposed between the plate and the mounting leg when the mounting leg is separately fixed to the plate. Characteristic gearbox kit for teaching materials.
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