JP2005046329A - 模型用の旋回駆動装置、及びスリップギア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 歯飛びを利用した従来の旋回駆動装置と比して部品の精度に対する要求が緩やかな模型用の旋回駆動装置を提供する。
【解決手段】 駆動源からの動力をギア列１１を介して模型１の可動部３に伝達して該可動部３を旋回させる旋回駆動装置１０において、ギア列１１に含まれる一対のギア同士１６、１７を共通のスリップ板１８を介して互いに同軸に連結する。少なくともいずれか一方のギア１７をスリップ板１８に対して周方向にすべり動作可能に組み合わせて摩擦伝動部３０を構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、模型の可動部を旋回運動させる旋回駆動装置及びそれに用いるスリップギア装置に関する。

戦車模型の砲塔を旋回させるために用いられる従来の旋回駆動装置は、駆動源としてのモータの回転をギア列を介して砲塔内の内歯車まで伝達するものが一般的である。しかしながら、砲塔の旋回駆動装置が組み込まれている戦車模型であっても、ユーザが手動で砲塔を旋回させようと試みることがある。この場合、旋回駆動装置の抵抗で砲塔を容易には旋回させることができず、これを無理に旋回させるとギア列等が損傷するおそれがある。

このような問題に対処するため、砲塔内の内歯車に対してその内歯車に噛み合う駆動ギアの歯形を小さめに形成することにより、ユーザが砲塔を手で旋回させた際に内歯車とこれに噛み合うギアとの間で歯飛びを生じさせ、それにより砲塔の手動旋回時の抵抗を減らすとともに、旋回駆動装置を過剰なトルクから保護する旋回駆動装置が提供されている。

ところが、ギアの歯飛びを利用する手法では、戦車模型が小型化されたときに問題が生じる。模型そのものが小型化された場合、砲塔内に組み込まれる内歯車の歯形そのものが絶対的に小さくなる一方、部品の加工精度は模型が小型化されても同じであり、歯形の誤差が歯形の寸法に占める割合は相対的に大きくなる。これにより、歯飛びが生じる歯形寸法の範囲を超えて製品間のばらつきが拡大し、砲塔の手動旋回時に十分な歯飛びが生じなかったり、あるいは駆動源からの動力で砲塔を旋回させる際にも歯飛びが生じるといった異常が多発するおそれがある。こうした不都合を回避するためにはギアの精度を高める必要があり、その結果として製造コストの上昇が避けられない。このような問題は模型の砲塔に限らず、各種の可動部を旋回させる場合に生じ得るものである。可動部に加えられる旋回トルクは、手動によるものに限らず、例えば別の動力で可動部を旋回駆動する際にも同様の問題が生じる。

そこで、本発明は歯飛びを利用して可動部の旋回を許容する従来の旋回駆動装置と比して、部品の精度に対する要求を緩和できる旋回駆動装置、及びそれに使用するスリップギア装置を提供することを目的とする。

本発明は以下のような手段により上述した課題を解決する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の旋回駆動装置（１０）は、駆動源からの動力をギア列（１１）を介して模型（１）の可動部（３）に伝達して該可動部を旋回させる模型用の旋回駆動装置において、前記ギア列に含まれる一対のギア同士（１６、１７；１６、１４）の間に、摩擦力を利用して回転を伝達する摩擦伝動部（３０；４５）が設けられているものである。

この旋回駆動装置によれば、駆動源からの動力以外による旋回トルクを可動部に加えた場合に、摩擦伝動部にてすべり動作が生じて可動部の旋回動作が許容されるとともに、摩擦伝動部よりも駆動源側への過剰なトルク伝達が阻止されて旋回駆動装置が保護される。摩擦伝動部においてすべり動作が生じるか否かの境界は摩擦伝動部に働く静止摩擦力によって定まるが、その静止摩擦力に関して多少のばらつきがあったとしても、ギアの歯形寸法がばらつくことによって生じる噛み合い不良のような動力伝達に関する深刻な問題は生じない。このため、歯飛びを利用する場合よりはギア部品に対する精度の要求が緩和される。

本発明の旋回駆動装置の好適な一態様においては、前記一対のギア（１６、１７）が共通のスリップ板（１８）を介して互いに同軸に連結され、該一対のギアのうち少なくともいずれか一方のギア（１７）が前記スリップ板に対して周方向にすべり動作可能に組み合わされることにより、当該ギアと前記スリップ板との間に前記摩擦伝動部（３０）が設けられてもよい。

この態様によれば、スリップ板とギアとの間ですべり動作が生じることにより、可動部の旋回動作が許容される。ギア列内で同軸上に配置される一対のギア同士の間に摩擦伝動部が設けられるので、摩擦伝動部が追加されてもギア列の軸数は増加せず、ギア列をコンパクトに構成できる。

さらに、前記一対のギアのうち、いずれか一方のギア（１６）の中心側に中空部（１６ａ）が形成され、該中空部の内周に前記スリップ板（１８）が嵌め合わされ、前記スリップ板の中心側には半径方向に変位可能なばね部（２０）が設けられ、前記一対のギアのうち他方のギア（１７）は前記スリップ板の前記ばね部の内周に嵌め合わされてもよい。

この態様によれば、スリップ板により一対のギアが同軸に保持されるとともに、スリップ板のばね部の力でスリップ板のばね部を他方のギアに押し付けてスリップ板と他方のギアとの間に摩擦力を発生させることができる。これにより、スリップ板を両ギアの同軸上における保持と、摩擦伝動部を形成する手段として機能させて一対のギアをあたかも同軸上で一体成形されたギア装置と同等の大きさに抑え、摩擦伝動部の付加による旋回駆動装置の大型化を防止することができる。

本発明の旋回駆動装置の他の態様においては、前記一対のギア（１６、１４）のうち、いずれか一方のギア（１６）には当該ギアと同軸上にて一体回転可能な摩擦車（４１）が連結され、前記一対のギアのうち他方のギア（１４）と前記摩擦車の外周面とが接することにより、前記摩擦車と前記他方のギアとの間に前記摩擦伝動部（４５）が設けられてもよい。

この態様によれば、摩擦車と他方のギアの外周面との間のすべり動作により可動部の旋回動作が許容される。摩擦車と一方のギアとは一体回転するように同軸に連結でき、これらの間で周方向へのすべり動作を生じさせる必要はない。従って、一方のギアと摩擦車とを含んだ部品を比較的簡単に製造することができる。さらに、摩擦車の外周面を、他方のギアとの接触に伴って弾性変形する弾性体（４３）にて構成すれば、弾性変形に伴う復元力を利用して摩擦車と他方のギアとの間に駆動源からの動力を伝達するに足りる十分な摩擦力を発生させることができる。弾性体が変形することによって一方のギアと他方のギアとの間に作用する衝撃やトルク変動が緩和されるので、可動部を円滑に旋回させることができる。

本発明のスリップギア装置（１５）は、駆動源からの動力を模型（１）の可動部（３）に伝達して該可動部を旋回させるギア列（１１）内に設けられるスリップギア装置であって、スリップ板（１８）と、該スリップ板を介して互いに同軸に連結される一対のギア（１６、１７）とを具備し、前記一対のギアのうち少なくともいずれか一方のギア（１７）が前記スリップ板に対して周方向にすべり動作可能に組み合わされて当該ギアと前記スリップ板との間に前記摩擦伝動部（３０）が設けられているものである。また、本発明のスリップギア装置においては、前記一対のギアのうち、いずれか一方のギア（１６）の中心側に中空部（１６ａ）が形成され、該中空部の内周に前記スリップ板（１８）が嵌め合わされ、前記スリップ板の中心側には半径方向に変位可能なばね部（２０）が設けられ、前記一対のギアのうち他方のギア（１７）は前記スリップ板の前記ばね部の内周に嵌め合わされてもよい。

これらのスリップギア装置によれば、上述した理由により、ギア列をコンパクトに構成し、摩擦伝動部の付加による旋回駆動装置の大型化を防止することができる。

以上に説明したように、本発明によれば、摩擦伝動部におけるすべり動作を利用して手動による可動部の旋回動作を許容するとともに、摩擦伝動部よりも駆動源側への過剰なトルク伝達を阻止して旋回駆動装置を保護しているので、歯飛びを利用する場合と比較してギア部品に対する精度の要求を緩和することができ、それにより模型の製造コストを削減することができる。

（第１の形態）
図１は本発明の旋回駆動装置が適用される戦車模型１を示している。戦車模型１は、車体２と、その車体２に対して水平旋回可能に設けられた砲塔３と、車体２の両側（図では片側のみ示す。）に設けられた走行装置４とを備えている。戦車模型１の各可動部の動作は、不図示のコントローラから送信される制御信号によって遠隔操作される。その遠隔操作される可動部の一つに砲塔３が含まれており、その砲塔３の旋回動作に本発明の旋回駆動装置が適用されている。走行装置４による走行その他の遠隔操作に関しては本発明の要旨ではないので説明を省略する。

図２は砲塔３の旋回駆動装置１０の要部を示している。旋回駆動装置１０は不図示の駆動源（電気モータ）からの動力をギア列１１を介して砲塔３に伝達する。砲塔３はその外周の下端に設けられたジャーナル部３ａが車体２の軸受部５に回動自在に嵌め合わされて水平面内（但し、戦車模型１が水平面に置かれている場合）で旋回可能に支持されている。ギア列１１には、中間ギア１２と、その中間ギア１２と同軸かつ一体回転可能なピニオン１３と、砲塔３のジャーナル部３ａの内周側に砲塔３と一体回転可能に設けられた内歯車１４と、ピニオン１３と内歯車１４との間に配置されたスリップギア装置１５とを備えている。

図３にも示すように、スリップギア装置１５は、ピニオン１３と噛み合うドリブンギア１６と、そのドリブンギア１６と同軸に配置されて内歯車１４（図２参照）と噛み合うピニオン１７とを備えている。なお、図２において、スリップギア装置１５は図３のII−II線に沿った断面を基準として描かれている。ドリブンギア１６の中心側には中空部１６ａが形成され、その中空部１６ａの内周に設けられた溝部１６ｂにはスリップ板１８が嵌め合わされている。

図４に詳しく示すように、スリップ板１８は、外周を一周する円環部１９と、円環部１９の内側に設けられたばね部２０とを備えている。円環部１９はドリブンギア１６の溝部１６ｂに嵌合する部分である。ばね部２０は、半円状に延びる一対のアーチ部２１と、各アーチ部２１の両端を円環部１９と接続するブリッジ部２２とを備えており、アーチ部２１と円環部１９との間には周方向に沿ってスリット２３が設けられている。従って、アーチ部２１に対して半径方向に力が作用すると、ブリッジ部２２が撓んでアーチ部２１が半径方向に変位し、それによりばね部２０は全体として半径方向に弾性的に拡大、及び縮小することができる。

図２及び図３に示すように、ピニオン１７の下部には連結部２５が形成されている。連結部２５はピニオン本体１７ａに連続する軸部２５ａと、その軸部２５ａの下端に連なりかつ軸部２５ａよりも大径のフランジ部２５ｂとを備えている。これらの軸部２５ａ及びフランジ部２５ｂはスリット２６（図３参照）を挟んで二分割されることにより、半径方向に弾性的に変位可能である。従って、スリップ板１８がドリブンギア１６に装着された状態でフランジ部２５ｂを半径方向に縮めてスリップ板１８の内周を通過させ、その後にフランジ部２５ｂを解放することにより軸部２５ａをばね部２０の内周に嵌合させてスリップ板１８にピニオン１７を取り付けることができる。このような組み立てにより、ドリブンギア１６とピニオン１７とがスリップ板１８を介して同軸に連結される。

ピニオン１７の軸部２５ａの無負荷状態における外径ｄａ（図３参照）は、スリップ板１８のばね部２１の無負荷状態における内径Ｄｓ（図４参照）よりも幾らか大きく設定されている。従って、ピニオン１７をスリップ板１８に組み付けると軸部２５ａは半径方向中心側に、スリップ板１８のばね部２５は半径方向外側にそれぞれ弾性変位し、それらの弾性変形に対する復元力でピニオン１７の軸部２５ａがスリップ板１８の内周に押し付けられる。この際の押し付け力と、軸部２５ａとスリップ板１８との間の摩擦係数とに応じた摩擦力がスリップ板１８とピニオン１７との間に作用する。これにより、スリップ板１８とピニオン１７との間に摩擦伝動部３０が形成される。

ピニオン１７の中心部には軸受穴２７が形成されている。図２に示すように、この軸受穴２７にギア軸３１が回転自在に嵌合することにより、スリップギア装置１５の全体がギア軸３１の回りに回転自在に支持されている。

なお、ドリブンギア１６、ピニオン１７及びスリップ板１８の材質は適宜に設定してよいが、例えばドリブンギア１６及びピニオン１７を樹脂にて形成し、スリップ板１８を金属にて形成することができる。スリップ板１８はドリブンギア１６に対して周方向にすべり動作可能であってもよいし、すべり動作不能であってもよい。ドリブンギア１６を樹脂、スリップ板１８を金属にてそれぞれ構成する場合には、スリップ板１８をドリブンギア１６の金型にインサート部品として挿入してドリブンギア１６を成形することにより、ドリブンギア１６とスリップ板１８とを一体化してもよい。

以上のように構成された旋回駆動装置１０においては、不図示のモータから中間ギア１２を経てピニオン１３まで動力が伝達されると、そのピニオン１３と噛み合うドリブンギア１６が回転駆動され、そのドリブンギア１６の回転がスリップ板１８から摩擦伝動部３０を経てピニオン１７に動力が伝えられ、そのピニオン１７と噛み合う内歯車１４が回転駆動されて砲塔３が旋回する。ユーザが砲塔３を操作する等して砲塔３に模型１の外部から旋回トルクが入力された場合には、摩擦伝動部３０にてスリップ板１８に対してピニオン１７がすべり動作することにより、砲塔３の旋回操作が許容される一方で、ドリブンギア１６から駆動源側へのトルク伝達が阻止されてギア列１１が保護される。

以上の形態においては、ドリブンギア１６とピニオン１７とが同軸に配置され、ドリブンギア１６の内周に配置したスリップ板１８にて両ギア１６、１７を連結しているので、これらのギア１６、１７を樹脂にて一体成形した場合と同程度の大きさにスリップギア装置１５を構成することができ、摩擦伝動部３０が内蔵された構成であってもギア列１１、ひいては旋回駆動装置１０をコンパクトに構成することができる。

（第２の形態）
図５は摩擦伝動部の別の形態を示している。この例では、スリップ板１８を利用したスリップギア装置１５に代え、摩擦車４１を利用したスリップギア装置４０をギア列１１に設けている。摩擦車４１はドリブンギア１６と一体に成形された小径の軸部４２と、その外周に嵌合する摩擦リング４３とを備えている。摩擦リング４３はゴム、エラストマー等の弾性体にて構成されており、軸部４２に対して適度な圧力で締め付けられて軸部４２と一体に回転可能である。また、摩擦リング４３の外周は内歯車１４の外周に対して適度な圧力で押し付けられている。これにより、摩擦車４１と内歯車１４との間で摩擦伝動部４５が形成される。

第２の形態においては、摩擦リング４３と内歯車１４との間に働く摩擦力を利用してスリップギア装置４０から内歯車１４に回転を伝えて砲塔３を旋回させることができる。また、砲塔３に模型１の外部から旋回トルクが入力された場合には、内歯車１４が摩擦リング４３に対してすべり動作することにより、砲塔３の旋回操作が許容される一方で、ドリブンギア１６から駆動源側へのトルク伝達が阻止されてギア列１１が保護される。

第２の形態においては、ドリブンギア１６と軸部４２とを樹脂にて一体に成形し、軸部４２の外周に摩擦リング４３を固定するだけでよいので構成が単純で安価に製造することができる。但し、摩擦リング４３を弾性体にて構成することから、内歯車１４との摩擦が繰り替えされるうちに摩耗が進行するおそれがあり、摩擦リング４３を消耗品として交換可能に構成することが望ましい。この点では第１の形態の方が耐久性に優れた材料で摩擦伝動部４５を構成することができて有利である。

本発明は以上の形態に限定されず、各種の形態にて実施してよい。例えば、ギア列の構成や摩擦伝動部の位置は図示の例に限らず、適宜に変更してよい。ギア列に加えてベルト伝動等の摩擦伝動装置や巻き掛け伝動装置が駆動源と旋回駆動対象の可動部との間に介在されてもよい。本発明は戦車模型の砲塔に限らず、模型に設けられる各種の可動部の旋回動作にこれを適用できる。

本発明が適用される戦車模型の外観を示す斜視図。 図１の戦車模型に組み込まれた砲塔旋回駆動装置の要部を示す断面図。 砲塔旋回駆動装置に組み込まれたスリップギア装置を図２の下方から見た状態を示す図。 図３のスリップギア装置に組み込まれたスリップ板の平面図。 他の砲塔旋回駆動装置の要部を示す断面図。

符号の説明

１ 戦車模型
３ 砲塔（可動部）
１０ 旋回駆動装置
１１ ギア列
１４ 内歯車
１５ スリップギア装置
１６ ドリブンギア
１６ａ 中空部
１７ ピニオン
１８ スリップ板
２０ ばね部
２５ 連結部
２６ スリット
３０ 摩擦伝動部
４０ スリップギア装置
４１ 摩擦車
４３ 摩擦リング（弾性体）
４５ 摩擦伝動部

Claims (7)

1. 駆動源からの動力をギア列を介して模型の可動部に伝達して該可動部を旋回させる模型用の旋回駆動装置において、
   前記ギア列に含まれる一対のギア同士の間に、摩擦力を利用して回転を伝達する摩擦伝動部が設けられていることを特徴とする模型用の旋回駆動装置。
2. 前記一対のギアが共通のスリップ板を介して互いに同軸に連結され、該一対のギアのうち少なくともいずれか一方のギアが前記スリップ板に対して周方向にすべり動作可能に組み合わされることにより、当該ギアと前記スリップ板との間に前記摩擦伝動部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の旋回駆動装置。
3. 前記一対のギアのうち、いずれか一方のギアの中心側に中空部が形成され、該中空部の内周に前記スリップ板が嵌め合わされ、前記スリップ板の中心側には半径方向に変位可能なばね部が設けられ、前記一対のギアのうち他方のギアは前記スリップ板の前記ばね部の内周に嵌め合わされていることを特徴とする請求項２に記載の旋回駆動装置。
4. 前記一対のギアのうち、いずれか一方のギアには当該ギアと同軸上にて一体回転可能な摩擦車が連結され、前記一対のギアのうち他方のギアと前記摩擦車の外周面とが接することにより、前記摩擦車と前記他方のギアとの間に前記摩擦伝動部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の旋回駆動装置。
5. 前記摩擦車の前記外周面が、前記他方のギアとの接触に伴って弾性変形する弾性体にて構成されていることを特徴とする請求項４に記載の旋回駆動装置。
6. 駆動源からの動力を模型の可動部に伝達して該可動部を旋回させるギア列内に設けられるスリップギア装置であって、
   スリップ板と、該スリップ板を介して互いに同軸に連結される一対のギアとを具備し、前記一対のギアのうち少なくともいずれか一方のギアが前記スリップ板に対して周方向にすべり動作可能に組み合わされて当該ギアと前記スリップ板との間に前記摩擦伝動部が設けられていることを特徴とするスリップギア装置。
7. 前記一対のギアのうち、いずれか一方のギアの中心側に中空部が形成され、該中空部の内周に前記スリップ板が嵌め合わされ、前記スリップ板の中心側には半径方向に変位可能なばね部が設けられ、前記一対のギアのうち他方のギアは前記スリップ板の前記ばね部の内周に嵌め合わされていることを特徴とする請求項６に記載のスリップギア装置。

Images