JP2006300464A - Electric gun - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアシリンダー装置の可動部材をモーターによって後退方向へ駆動するとともにばねを蓄圧し、駆動部の作動回路を引き金操作によって制御する電動ガンに関するものである。 The present invention relates to an electric gun that drives a movable member of an air cylinder device in a backward direction by a motor, accumulates a spring, and controls an operation circuit of a drive unit by a trigger operation.
この種の先行技術には、特開平3−221793号に代表される発明があり、出願人会社の電動式のエアガンに長年にわたって採用され実績を積んで来た。同発明は、ピストンの後退動作によってエアをシリンダー内に吸引すると同時に圧縮ばねを蓄圧し、前進動作によりエアを圧縮し、噴射エアにより弾丸を発射させるもので、ピストンを後退させるために一方向へ回転する回転輪を有する駆動部及び駆動部のモーターを作動させる回路のスイッチを引き金操作によって制御する操作部を有している。そして駆動部の回転輪と同軸に設けたカムと係合し、シアのスイッチ動作完了後にトリガーとの係合を外すタイミングで、カムとシアを、タペットアームを用いて連動させている。 In this type of prior art, there is an invention represented by Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3-221793, which has been used for many years in the electric air gun of the applicant company. In this invention, air is sucked into the cylinder by the backward movement of the piston, and at the same time, the compression spring is accumulated, the air is compressed by the forward movement, and the bullet is fired by the jetting air. A drive unit having a rotating wheel that rotates, and an operation unit that controls a switch of a circuit that operates a motor of the drive unit by a trigger operation. Then, the cam is engaged with a cam provided coaxially with the rotating wheel of the drive unit, and the cam and the shear are interlocked using a tappet arm at a timing when the engagement with the trigger is released after the shear switch operation is completed.
上記の構成では、カムとスイッチとの間にシアとタペットアームの2部材が必要であ
り、さらにトリガーの係合離脱も介在して複雑な構造となっている。またシアのスライドによるスイッチのオンオフが時として不確実になることがあり、有効な改善策が求められて来た。それらが解決されたとしても、接点の焼けの問題が残る。特に出力増大を目的としてニカド電池などを使用した場合、一時に大電流が流れるため突入電流も非常に大きくなり、接点を閉じたときに火花を散らすことを繰り返す。この傾向は高性能であるほど顕著になり、スイッチの焼損の問題は深刻なものとなる。また従来のスイッチではそれ自体の大きさも去ることながら、スイッチを動かすための付属的機械構成のために、大きな設置スペースを必要とするという問題もある。
In the above configuration, two members of a shear and a tappet arm are required between the cam and the switch, and the trigger is disengaged and disengaged, resulting in a complicated structure. In addition, the on / off of the switch by the shear slide sometimes becomes uncertain, and effective improvement measures have been demanded. Even if they are resolved, the problem of burnt contacts remains. In particular, when a nickel-cadmium battery or the like is used for the purpose of increasing the output, a large current flows at a time, so the inrush current becomes very large, and sparks are repeatedly scattered when the contacts are closed. This tendency becomes more prominent as the performance becomes higher, and the problem of switch burnout becomes more serious. In addition, the conventional switch has a problem in that it requires a large installation space due to an additional mechanical configuration for moving the switch while leaving its own size.
本発明は前記の事情からなされたもので、その課題は、電動ガンの基本的構成はそのまま維持して、スイッチングによる接点の焼損に伴う問題を解決することである。また本発明の他の課題は、スイッチを小型化し、必要とするスペースを著しく削減可能とすることである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to solve the problems associated with contact burnout due to switching while maintaining the basic configuration of the electric gun as it is. Another object of the present invention is to reduce the size of the switch so that the required space can be significantly reduced.
前記の課題を解決するため、本発明は、エアシリンダー装置のピストンをモーターによって後退方向へ駆動するとともにばねを蓄圧し、モーターの作動を引き金操作によって制御する電動ガンについて、可動部材の移動方向に沿って設けられているラックと、モーターによって駆動されるセクターギヤとの噛み合いにより可動部材を後退させる構成と、セクターギヤの回転の途中で切り換えられるカットオフ検出スイッチと、引き金操作に応動するトリガー検出スイッチ、及び、カットオフ検出スイッチとトリガー検出スイッチに接続し、電源からモーターに通じる電流を制御する半導体制御部と、を具備し、引き金操作によりモーターに通電し、セクターギヤの回転が始まり可動部材を後退させる途中でカットオフ検出スイッチがオンとなることによりモーターへの通電が遮断され、その後モーターの慣性回転により可動部材が後退限界に達して圧縮動作が行われ、引き金操作を止めることによりトリガー検出スイッチがオフとなるように構成するという手段を講じたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to an electric gun that drives a piston of an air cylinder device in a backward direction by a motor, accumulates a spring, and controls the operation of the motor by a trigger operation in the moving direction of the movable member. A configuration in which a movable member is moved backward by meshing with a rack provided along the rack and a sector gear driven by a motor, a cut-off detection switch that is switched during the rotation of the sector gear, and a trigger detection that responds to a trigger operation And a semiconductor control unit that is connected to the cut-off detection switch and the trigger detection switch and controls the current from the power source to the motor. The motor is energized by a trigger operation, and the rotation of the sector gear starts to move. The cut-off detection switch turns on while the By this means, the power supply to the motor is cut off, and then the movable member reaches the retreat limit due to the inertial rotation of the motor, the compression operation is performed, and the trigger detection switch is turned off by stopping the trigger operation. It was taken.
本発明はエアシリンダー装置により圧縮エアを生成させるものである。エアシリンダー装置の構成はシリンダーとピストンから成り、ピストンを動かして圧縮するのが普通である。しかし、中にはピストンに当たる内側部材を固定し、外側のシリンダーに当たる部材を動かして圧縮するというものもある。本発明は実施形態においてピストンを動かすという記載をしているが、ピストン、シリンダーを可動部材、固定部材の組み合わせと把握することができるので、ピストンかシリンダーかの差はなくなる。 In the present invention, compressed air is generated by an air cylinder device. The structure of the air cylinder device is composed of a cylinder and a piston, and the piston is usually moved and compressed. However, there is also a method in which an inner member that hits the piston is fixed, and a member that hits the outer cylinder is moved and compressed. Although the present invention describes that the piston is moved in the embodiment, since the piston and the cylinder can be grasped as a combination of the movable member and the fixed member, there is no difference between the piston and the cylinder.
本発明のものは、例えばピストン移動方向に沿って設けられているラックを有し、このラックとの噛み合いによりピストンを後退させるセクターギヤを有しており、セクターギヤをモーターによって駆動するという構成を取る。モーターの作動は、それを切り換えるカットオフ検出スイッチ、及び引き金操作に応じて切り換えられるトリガー検出スイッ
チを有する半導体制御部によって制御されるものである。カットオフ検出スイッチの特徴は、セクターギヤの回転の途中で切り換えられることにあり、カットオフ検出スイッチ
は、セクターギヤと同軸回転可能に設けられているカムの回転によって切り換える方法、或いは、セクターギヤとの噛み合いにより後退させられるピストン又はそれと一体に動くタペット部材などによって切り換える方法によって制御される。セクターギヤとモーターは減速歯車組で連絡しており、セクターギヤの1回転でピストンを1ストローク後退さ
せ、かつまたラックとの噛み合いを脱することによりピストンの拘束を止め、後退によって蓄圧したばねの弾発力によってピストンが圧縮動作を行うことを可能にする。
The thing of this invention has the structure which has the rack provided along the piston moving direction, for example, has a sector gear which retreats a piston by meshing with this rack, and drives a sector gear with a motor. take. The operation of the motor is controlled by a semiconductor control unit having a cut-off detection switch for switching the motor and a trigger detection switch that is switched according to a trigger operation. The feature of the cut-off detection switch is that it is switched during the rotation of the sector gear, and the cut-off detection switch is switched by a rotation of a cam provided coaxially with the sector gear, or with the sector gear. It is controlled by a method of switching by a piston that is moved backward by the meshing or a tappet member that moves integrally therewith. The sector gear is connected to the motor by a reduction gear set. The piston is retracted by one stroke by one rotation of the sector gear, and the piston is stopped by releasing the mesh with the rack. The elastic force allows the piston to perform a compression action.
一方トリガー検出スイッチの特徴は、トリガー即ち引き金を引くことによってモーターを始動することであり、それにより、ピストンの後退方への駆動を行わせることにある。従って、トリガー検出スイッチは、引き金によって直接に、或いは間接に動かされるものでなければならない。直接にとは、引き金の一部がトリガー検出スイッチに接してその可動部分に作用してスイッチングが行われるものを指し、間接にとは引き金とトリガー検出スイッチとの間に少なくとも1個の部材が介在して可動部分に作用し、スイッチングが行なわれるものを指す。 On the other hand, the trigger detection switch is characterized by starting the motor by pulling a trigger, that is, driving the piston backward. Therefore, the trigger detection switch must be moved directly or indirectly by a trigger. Directly refers to a part of the trigger that contacts the trigger detection switch and acts on its movable part to switch, and indirectly refers to at least one member between the trigger and the trigger detection switch. It refers to an object that acts on a movable part through intervening switching.
このように、本発明におけるトリガー検出スイッチは、引き金が引かれたことを検出して半導体制御部へ信号電流を流すものであり、また同じくカットオフ検出スイッチは、セクターギヤの回転角度が一定の位置に来たときに、それを検出してモーターの作動電流を遮断するために半導体制御部へ信号電流を流すものである。即ち、従来のように大電流を通す電流回路に機械的スイッチを直接接続したのでは接点の焼損という問題を伴うので、本発明では電源とモーターを接続する回路に半導体制御部を介在させ、トリガー検出スイッチ、カットオフ検出スイッチは半導体制御部を制御するためにだけ必要な電流を流せば良いように構成し、モーター駆動用の大電流は半導体制御部において無接点で切り換えられるようにする。このような目的を達成するために、モーターの電流制御を半導体素子を用いた半導体制御部で行うものであり、例えばパワーMOS−FETから成るFETスイッチデバイスを使用することができる。かくして、引き金操作によりモーターは導通状態となり、セクターギヤの回転が一定の位置に来るとモーターへは非導通状態となるが、慣性によりモーターが回転している間にピストンは後退限界に達して圧縮動作に移る。 As described above, the trigger detection switch according to the present invention detects that the trigger has been pulled and allows a signal current to flow to the semiconductor control unit. Similarly, the cut-off detection switch has a constant rotation angle of the sector gear. When the position is reached, a signal current is sent to the semiconductor control unit in order to detect it and cut off the operating current of the motor. That is, if a mechanical switch is directly connected to a current circuit that passes a large current as in the prior art, there is a problem of contact burnout. Therefore, in the present invention, a semiconductor controller is interposed in the circuit that connects the power source and the motor, The detection switch and the cut-off detection switch are configured so that only a current necessary for controlling the semiconductor control unit is allowed to flow, and a large current for driving the motor is switched without contact in the semiconductor control unit. In order to achieve such an object, the current control of the motor is performed by a semiconductor control unit using a semiconductor element. For example, an FET switch device composed of a power MOS-FET can be used. Thus, when the trigger operation is performed, the motor becomes conductive, and when the rotation of the sector gear reaches a certain position, it becomes non-conductive to the motor, but the piston reaches the retreat limit while the motor is rotating due to inertia and is compressed. Move to operation.
本発明は上記のように構成されかつ作用するものであるから、ピストンシリンダー装置による圧縮エア生成と、モーター駆動のための作動回路のスイッチングを引き金操作で行うという電動ガンの基本的構成を維持し、モーターの始動をトリガー検出スイッチ、またモーターの停止をカットオフ検出スイッチで検出し、半導体制御部のスイッチングを行うことができ、無接点で切り換えられるので耐久性が向上するとともに安全性が高まり、かつ機械的構造がなくなることにより信頼性を向上することができ、また占有空間が少なくて済むので他部材等との抵触の恐れが解消される。 Since the present invention is configured and operates as described above, the basic configuration of the electric gun in which the compressed air generation by the piston cylinder device and the switching of the operation circuit for driving the motor are performed by the trigger operation is maintained. , The start of the motor is detected by the trigger detection switch, and the stop of the motor is detected by the cut-off detection switch, the semiconductor control unit can be switched, and it can be switched without contact, improving durability and safety. In addition, since the mechanical structure is eliminated, the reliability can be improved and the occupied space can be reduced, so that the possibility of conflict with other members is eliminated.
以下図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図1ないし図6は、本発明に係る電動ガンの実施形態の例1を示す。例1において、11はエアシリンダー装置であり、シリンダー12は先端に圧縮エアの噴出口13を有し、ガン本体10の銃身14と同軸かつ後方に配置され、シリンダー後部開口から可動部材であるピストン15が前進、後退可能に嵌挿されている。ピストン15は、前端部に設けられたO−リングなどのシール部材16を有し、シリンダー内壁との間の気密的摺動性を得ている。ピストン15の後退によって蓄圧される圧縮ばね17は前部がピストンに取り付けられる一方、後部はガン本体10に固定されているスピンドル18の基部に取り付けられており、蓄圧が解放されると瞬時にピストン15を押し出す強いばね力を有している。また、給弾時に装弾部を開くために、先端に前記噴出口13の外周に挿入してスライド可能な筒部19を有し、後端に駆動部22のタペットピン21と係合して、給弾に必要な距離だけ後退可能とした下向きの係止部23を有するタペット部材20が設けてあり、その前部立ち上がり部は、シリンダー正面壁に当たるようにばね24によって常時付勢されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the illustrated embodiments. 1 to 6 show Example 1 of an embodiment of an electric gun according to the present invention. In Example 1, 11 is an air cylinder device, and a
駆動部22によるピストン駆動のために、ピストン15の下面に移動方向に沿った、多数の歯を有するラック25が設けられている。なおその第1の歯26は他のラック歯よりも大形として、セクターギヤ27の噛み着きを確実にしている。セクターギヤ27は、歯部28と、ラック歯25とは噛み合わずピストン15の移動を妨げない程度に小径の無歯部29とを有している。即ち、ラック歯25はピストン15を1ストロークだけ後退させるために必要な長さに亘って設けられ、ピストン15の後退移動はセクターギヤ27の歯部28の始端から終端までの噛み合いに伴う回転によって行われる。このようなセクターギヤ27は、減速歯車組構成を有する伝動手段39を介してモーター30に連繋してい
る。45は逆転防止部を示す。
In order to drive the piston by the
セクターギヤ27は、同軸に設けられているカム31を有しており、カム31はカットオフ検出スイッチ32と係合し、それによりカットオフ検出スイッチ32を切り換える構成を有している。即ちカットオフ検出スイッチ32はカム31が摺動する揺動部材33と可動部分34を有している。
The
一方、トリガー検出スイッチ35が引き金37の近くに配置されており、このトリガー検出スイッチ35は可動部分36を有していて、それを引き金37の作用部38が直接押してスイッチングを行う構成を有している。なお、引き金は操作を止めると図示しないばねによって、戻す方向に付勢されている。
On the other hand, the
上記のカットオフ検出スイッチ32及びトリガー検出スイッチ35はどちらも半導体制御部40に接続されており、夫々のスイッチ32、35の信号電流を半導体制御部40へ送ることにより半導体制御部40のスイッチングを行う構成である。半導体制御部40
は、FET(電界効果トランジスタ)スイッチデバイスとして、モーター30への導通を無接点でオン、オフ制御するために使用しており、例示のものはパワーMOS−FETデバイスを使用している。
Both the cut-off
Is used as a FET (Field Effect Transistor) switch device to turn on and off the conduction to the
前記2個のスイッチ32、35はマイクロスイッチを使用し、上記FETスイッチデバイス40も小型であるので、モデルガンのように外形の制約があり、内部の利用空間の狭い場合でも、余裕をもって組み込むことができる。
Since the two
このような構成を有する本発明の電動ガンの例1のものの作動について図1ないし図6を参照して説明する。図1は、何も操作していないが、弾丸Bが弾倉に詰め込まれ、作動回路には電源装置からの電力を供給可能な発射準備完了状態を示す。なお、電源装置は任意のもので良いが、銃の操作性、取り扱いの簡便性などの面からは充電式の電池が最適である。 The operation of the example 1 of the electric gun of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a state in which no operation is performed, but a bullet B is packed in the magazine, and the operation circuit is ready for launching in which power from the power supply can be supplied. Although any power supply device may be used, a rechargeable battery is optimal from the standpoints of gun operability and ease of handling.
引き金37を引くと、それと係合する位置にあるトリガー検出スイッチ35が押され信号電流が半導体制御部40に送られ、同制御部40が切り換わって電源から電力がモーター30へ供給され(図2)、モーター30が回転し、駆動部22が動作を開始する。それによりセクターギヤ27が回転を開始し(図2)、その歯部28がラック25の第1歯26から噛み合うようになり、ピストン15が後退を開始する(図2)。
When the
さらにセクターギヤ27が回転し、ピストン15が後退を続けるが、その後退限界に達する一定の位置に来たときに、セクターギヤ27と同軸回転するカム31がカットオフ検出スイッチ32の揺動部材33と摺動するとともに可動部分34が押され、それによってカットオフ検出スイッチ32がオンとなり、信号電流が半導体制御部40に送られる状態となる(図3)。
Further, the
また、図2から図3にかけての段階では、セクターギヤ27に設けられているタペットピン21が係止部23に係合して、タペット部材20を一時的に後退させ、装弾部41を開くので、下から押されている1発の弾丸Bが弾部41へ送り込まれる。即ち弾丸Bは、タペット部材20の前進により筒部19によって前方へ押され、銃身後部の定位置に発射までの間、保持される。
Further, in the stage from FIG. 2 to FIG. 3, the
半導体制御部40は、カットオフ信号検出により切り換わり、モーター30への電力供給が遮断される(図4)。電力供給が遮断されると、モーター30はやがて停止するが、停止するまでの間は慣性回転が持続し、その間ピストン15はさらに後退し続け、遂にはセクターギヤ27の歯部28がピストン15のラック25との噛み合いから外れる状態に到る(図5)。その結果、ピストン15は圧縮されたばね17の弾発力によって瞬間的に前進し、それにより生成された圧縮エアが噴出口13から噴出し、装弾部41に保持されていた弾丸Bを発射することになる(図5)。
The
モーター30が停止すると、駆動部22は原位置に戻り、引き金37も原位置に戻るので、カットオフ検出スイッチ32及びトリガー検出スイッチ35も復帰する(図6)。この状態では、半導体制御部40は図1と同様にオフ状態となって、ピストン15も前進位置にあり、関係し合う全ての部分が、図1と同じ発射準備完了状態に戻っている(図6)。
When the
図7ないし図12は本発明に係る電動ガンの実施形態の例2を示す。この例2は、カットオフ検出スイッチ32′を同じく可動部材であるピストン15のラック25の後方に配置して、ピストン15の後退の途中の適当な時に、ピストン側の一部であるラック25とカットオフ検出スイッチ32′の可動部分33が係合し、それによりカットオフ検出スイッチ32′を押してオン状態にするようにしたものである。従って例2においてカム31は不要となる。
7 to 12 show Example 2 of the embodiment of the electric gun according to the present invention. In this example 2, the cut-off
例2において、カットオフ検出スイッチ32′は定位置に固定されている。即ち、カットオフ検出スイッチ32′はピストン15のラック25の後退方向の線上に可動部分34が位置し、ラック25の歯部により押し込まれるように設けられている。しかしトリガー検出スイッチ35については例1と同じで良い。他の構成も、例1と同様で良いので符号を援用し詳細な説明を省略する。
In Example 2, the cut-off detection switch 32 'is fixed at a fixed position. That is, the cut-off
図7ないし図12を参照して本発明の電動ガンの例2のものの作動について説明する。図7は、例1の図1と同様、発射準備完了状態であり、引き金37を引くと、その作用部38と係合する位置にあるトリガー検出スイッチ35が押され、信号電流が半導体制御部40に送られ、同制御部40が切り換わって、電源からモーター30へ電力が供給される(図8)。さらにモーター30が回転し、駆動部22が始動して、セクターギヤ27が回転を開始し、その歯部28がラック25の第1歯26から噛み合うようになり、ピストン15が後退し始める(図8)。
The operation of the electric gun example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a state in which the preparation for launching is completed, as in FIG. 1 of Example 1. When the
セクターギヤ27が回転し、ピストン15が後退を続け、またその後端のラック25の第1歯26がカットオフ検出スイッチ32′に係合すると、揺動部材33が押されるようになる(図9)。揺動部材33が押され、そこに設けられている可動部分34が押し下げられる。この図8から図9の段階において、タペットピン21と係脱するタペット部材20が往復動し、弾丸Bが1発装弾部41へ装填される。
When the
カットオフ検出スイッチ32′がオンとなって信号電流が半導体制御部40に送られると同制御部40が切り換えられ、モーター30への電力供給が遮断される(図10)。電力供給が遮断されモーター30への給電がなくなってから停止するまでの間、慣性回転が持続するので、ピストン15はさらに後退し、セクターギヤ27の歯部28とラック25との噛み合いが終わり、無歯部29に到ると、圧縮されたばね17の弾発力によって瞬間的に前進し、発生した圧縮エアにより、装弾部41に保持されていた1発の弾丸Bが発射される(図11)。
When the cut-off detection switch 32 'is turned on and a signal current is sent to the
ピストン15の前進とともにその後端に係合していたカットオフ検出スイッチ32′も係合力がなくなり、その結果、カットオフ検出スイッチ32′から信号電流は生じなくなるので、半導体制御部40はモーター30への通電を遮断したままである(図11)。そして引き金37が引かれていたとしてもモーター30の停止により駆動部及び関係する各部は発射準備完了状態に戻る(図12)。
As the
このように本発明の電動ガンは、モーター30を駆動する作動回路のスイッチングを半導体制御部40によって行なうもので、モーター始動のタイミングをトリガー検出スイッチ35で、またモーター停止のタイミングをカットオフ検出スイッチ32で夫々行い、高電流を無接点でオンオフすることができるものである。よって火花放電も起こらず、安全なスイッチングが可能になり小型省スペースにまとめられる利点がある。
As described above, the electric gun according to the present invention performs switching of the operation circuit for driving the
10 ガン本体
11 エアシリンダー装置
12 シリンダー
15 可動部材としてのピストン
17 圧縮ばね
20 タペット部材
22 駆動部
24 ばね
25 ラック歯
27 セクターギヤ
28 歯部
29 無歯部
30 モーター
31 カム
32、32′ カットオフ検出スイッチ
34 可動部分
35 トリガー検出スイッチ
36 可動部分
37 引き金
38 作用部
40 半導体制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
可動部材の移動方向に沿って設けられているラックと、モーターによって駆動されるセクターギヤとの噛み合いにより可動部材を後退させる構成と、セクターギヤの回転の途中で切り換えられるカットオフ検出スイッチと、引き金操作に応動するトリガー検出スイッ
チ、及び、カットオフ検出スイッチとトリガー検出スイッチに接続し、電源からモーターに通じる電流を制御する半導体制御部と、を具備し、
引き金操作によりモーターに通電し、セクターギヤの回転が始まり可動部材を後退させる途中でカットオフ検出スイッチがオンとなることによりモーターへの通電が遮断され、その後モーターの慣性回転により可動部材が後退限界に達して圧縮動作が行われ、引き金操作を止めることによりトリガー検出スイッチがオフとなる構成を有する電動ガン。 An electric gun that drives a movable member of an air cylinder device in a backward direction by a motor and accumulates a spring, and controls the operation of the motor by a trigger operation,
A configuration in which the movable member is retracted by meshing with a rack provided along the moving direction of the movable member and a sector gear driven by a motor, a cut-off detection switch that is switched during the rotation of the sector gear, and a trigger A trigger detection switch that responds to the operation, and a semiconductor control unit that is connected to the cut-off detection switch and the trigger detection switch and controls a current from the power source to the motor,
The motor is energized by trigger operation, the sector gear starts rotating, and the cut-off detection switch is turned on in the middle of moving the movable member, and then the motor is deenergized. An electric gun having a configuration in which the trigger detection switch is turned off when the trigger operation is stopped when the compression operation is performed.
The electric gun according to claim 1, wherein the semiconductor control unit uses an FET switch device.
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