この発明は、電動モータ、およびその電動モータが組み込まれた遊戯銃技術に関連するものであり、特に、弾丸発射機関部の誤作動を防止する電動モータ、およびそれが組み込まれた電動エアソフトガンを製造、提供する分野は勿論のこと、その輸送、保管、組み立ておよび設置に必要となる設備、器具類を提供、販売する分野から、それら資材や機械装置、部品類に必要となる素材、例えば、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。
(着目点)
現在、一般に販売されている電動エアソフトガンは、例えば、図11に示されるように、アサルトライフルの外観を模した合成樹脂製のアッパーフレームおよびロアフレームなどからなるフレーム10内に、機関部を固定するための金属製のメカボックス11が内装されており、メカボックス11内には、基端にピストンP用の開口が設けられ、先端にバレルBAの基端が接続されたシリンダーC、バレルBAの基端寄りに、球状弾丸BBを供給する給弾部F、シリンダーCの基端の開口に対し、シリンダーCの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストンP、ピストンPの後端開口に先端が装着され、ピストンPの先端をシリンダーCの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングSPなどの組み合わせからなる発射機関部2、および、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するまで後退駆動力を伝達し、ピストンPの先端がシリンダーCの基端付近まで後退すると、後退駆動力の伝達を中断し、ピストンPの先端が、スプリングSPの前進付勢力を受けてシリンダーCの先端まで前進し、シリンダーC内の空気を強制的に圧縮し、球状弾丸BBを発射し、球状弾丸BBが発射されると、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端がシリンダーCの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする間欠回転減速機構3が設けられている。
こうした従来型の間欠回転減速機構3は、間欠回転減速機構3の入力部となる笠羽従動ギア30に対し、DCモータDMの駆動軸先端に装着されたベベルギアPGが噛合され、図11中の実線矢印に示す方向に回転駆動されるものとなっており、DCモータDMおよび間欠回転減速機構3が希に誤作動して、同図11中の実線矢印の方向とは逆向きの逆回転を起こしてしまうと、ピストンPの先端がシリンダーCの先端内側壁に衝突したり、間欠回転減速機構3内部のギア類30,31,32の噛合部分に過大な過重が加わり摩耗、変形、欠けなどを生じたりして破損してしまう虞があり、こうした逆回転による誤作動を防止するため、例えば、その入力部となる笠羽従動ギア30に逆転防止ラッチ33が設けられており、電動エアソフトガン1のトリガーTに設けられたスイッチアセンブリSBがON操作されると、DCモータDMの正転方向の回転力が間欠回転減速機3に伝えられ、発射機関部2のスプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達し、ピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近まで後退すると後退駆動力の伝達を中断し、ピストンPの先端が、スプリングSPの前進付勢力を受けてシリンダーCの先端まで前進し、シリンダーC内の空気を強制的に圧縮し、バレルBA内の球状弾丸BBを発射すると、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能なものとなっており、万が一、DCモータDMが逆回転してしまった場合にも、逆転防止ラッチ33が笠羽従動ギア30の逆回転を阻止し、ピストンPをシリンダーCの先端に向けて送り出すような誤動作を未然に防ぐものとなっていた。
しかしながら、外観のみを実銃に似せ、内部構造は全く異なるものとして設計、製造された電動エアソフトガン1は、シリンダーCやピストンP、間欠回転減速機構3などの実銃とは全く異なる各部品類を、正常に作動できるよう限られた空間内に収容されたものとしなければならず、発射機関部2がコンパクトに設計された型式の銃に内装する場合には、逆転防止ラッチ33を最適な位置に配設できないことがあり、このような場合には、逆転防止ラッチ33を有する間欠回転減速機構3を設置することができず、モータDM用の制御回路を設け、間欠回転減速機構3が逆回転しないよう複雑な電子制御を行うものとし、モータDMを電気的に定位置で停止させる仕組みを採用せざるを得なくなってしまい、製造コストおよび販売コストが高騰する結果となっていた。
(従来の技術)
こうした状況の中、その打開策につながるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、前述の図11の逆転防止ラッチと同様の機構は、下記の特許文献1(1)の図6中に示されているものに代表されるように、電動エアソフトガンの発射機関部ではなく給弾部分に採用された機構ではあるが、モータの出力軸に設けられた小平歯車に噛合された減速用の従動ギアに同軸に設けられた逆回転防止用の爪車と、爪車に係合された逆止爪が設けられ、モータの駆動軸および減速用の従動ギアの逆回転を阻止する機構があり、また、同特許文献1(2)にあるように、外部指令により正・逆の回転が切り替わる駆動モータによって第1と第2の動作を夫々行うと共に、第1と第2の動作とは別に弾丸の発射動作を行う弾丸発射機関部を備えた弾丸発射玩具であって、弾丸発射機関部は、弾丸の送出路と、駆動モータの逆回転により送出路の弾丸装填位置に向けて弾丸を供給する装填手段と、駆動モータの正回転により弾丸装填位置にある弾丸を打撃して送出路から送り出す打撃手段とを備え、装填手段は、送出路の弾丸装填位置に通じると共に複数の前記弾丸を格納する弾倉部と、弾倉部と送出路とを開閉自在に仕切る仕切部材とを備え、仕切部材は、駆動モータの逆回転の際に開き、駆動モータの逆回転により回転駆動される装填用カムによって弾丸供給動作を行い、打撃部材は、駆動モータの正回転により回転駆動され、装填用カムと打撃用カムとを、駆動モータの正・逆回転に従動する一つの従動軸上に装備し、打撃用カムにより蓄勢および打撃動作を行い、装填用カムはワンウェイクラッチにより、駆動モータの逆回転時にだけ駆動するものとされた弾丸発射玩具がある。
また、電動エアソフトガンとは異なるが、同特許文献1(3)の図6および図7に見られるように、電動自動車玩具のシャーシに、長手方向に延在する開口部を設け、シャーシ上にシャフトを介して軸支され、開口部を通って旋回するジャンプアームを設け、ジャンプアームにギアを介して接続されたモータをシャーシに設け、モータに最も近いギアにワンウェイクラッチを設け、ジャンプ時に駆動用ギアと同時にジャンプスタートユニットの各ギアが回転しないように構成された無線操縦自動車玩具のジャンプ機構などが散見される外、同特許文献1(4)に示されているように、電動ガン用のモータとして、回路基板が一体に組み込まれたブラシレスモータが既に開発されている。
図11に示す逆転防止ラッチや、特許文献1(1)に示されているような減速用の従動ギアの逆回転を阻止する機構としての逆転防止ラッチ(逆止爪)が設けられた電動エアソフトガンは、前述したとおり、発射機関部の小さな型式の銃の場合に、逆転防止ラッチ(逆止爪)を有する間欠回転減速機構を設置できず、モータ用の制御回路を設けたものとする必要があり、製造コストが高騰してしまうものとなり、また、特許文献1(2)の弾丸発射玩具などに採用されたワンウェイクラッチは、駆動用モータから複数のギアを介して装填手段および弾丸発射機関部の一つの従動軸まで回転駆動力を伝達するものとされ、ワンウェイクラッチは、駆動モータの正回転時に打撃用カムを動作し、駆動モータの逆回転時に装填用カムを駆動するものとされているが、駆動用モータから複数のギアを介して伝達された回転力はトルクが増幅されているから、ワンウェイクラッチに大きな負担が掛かり、電動エアソフトガンの発射機関部に採用した場合に、破損し易くなり、発射機関部の耐久寿命を短命化してしまう虞がある。
さらにまた、特許文献1(3)の無線操縦自動車玩具のジャンプ機構などのように、モータに最も近いギアにワンウェイクラッチが組み込まれた機構は、モータの駆動軸に装着された小歯数歯車と、小歯数歯車に噛合する減速用従動ギアとの間に、大きな負担が掛かり、歯車が摩耗や破損し易く、回転減速機構に、より高い耐久強度が求められ、耐久性向上のために製造コストを悪化させてしまう虞がある。
(1)特開2006−234191号公報 (2)特開2002−119770号公報 (3)実開平9−70484号公報 (4)実用新案登録第3207874号公報
(問題意識)
上述したとおり、従前までに提案のある各種電動エアソフトガンなどは、何れも弾丸発射用の間欠回転減速機構の減速ギアに逆転防止ラッチ(逆止爪)が組み合わされていて、駆動用モータおよび間欠回転減速機構の逆回転がピストンに伝達され、ピストンの先端が、シリンダー内に衝突して破損してしまうのを防止できるようにされてはいるものの、逆転防止ラッチ(逆止爪)をワンウェイクラッチに置き換えたものの場合であっても、逆転防止用の部品を設けるのが困難な場合があり、しかも駆動モータが逆回転した際に、その回転力を減速ギアの噛合部分に受けてしまうため、間欠回転減速機構の摩耗や破損の虞があるなど、従来型の間欠回転減速機構に対し、ワンウェイクラッチを組み合わせただけの構造では、部品の設置スペースの課題だけでなく、間欠回転減速機構の小型化および耐久性の向上が困難であるといった欠点を残すものであり、現行の電動エアソフトガンにおける間欠回転減速機構の逆転防止機構に対し、更なる改善の可能性を痛感するに至ったものである。
(発明の目的)
そこで、この発明は、弾丸発射機関部を駆動する駆動用モータの駆動軸の小歯数歯車よりも基端寄りとなる位置に、逆転防止の機構を配し、弾丸発射機関部の間欠回転減速機構を小型化可能とする上、駆動用モータの逆回転による間欠回転減速機構への負荷を大幅に軽減可能とすることができる新たな構造の電動エアソフトガン技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の逆転防止モータ、およびそれを利用した新規な構造の電動エアソフトガンを実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
(発明の構成)
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の逆転防止モータは、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間にロータが一体化され、駆動軸のロータの周囲に、ステータが一体化されたハウジングが配され、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する前ブラケットが、駆動軸の出力端に対応するハウジングの先端に一体化され、駆動軸の基端を回転自在に支持する後ブラケットが、駆動軸の基端に対応するハウジングの基端に一体化され、前ブラケット、ハウジング、後ブラケットの少なくとも何れか一に、駆動軸の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチが組み込まれ、前ブラケットから露出する駆動軸の出力端に、小歯数歯車が一体化されてなるものとした構成を要旨とする逆転防止モータである。
この基本的な構成からなる逆転防止モータは、より具体的なものとして示すと、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間にロータが一体化され、駆動軸のロータの周囲に、ステータが一体化されたハウジングが配され、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する前ブラケットが、駆動軸の出力端に対応するハウジングの先端に一体化され、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有した後ブラケットが、駆動軸の基端に対応するハウジングの基端に一体化され、前ブラケットに駆動軸の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチが組み込まれ、前ブラケットから露出する駆動軸の出力端に、小歯数歯車が一体化されてなるものとした構成からなる逆転防止モータとなる。
さらに、表現を変えて示すならば、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間にロータが一体化され、駆動軸のロータの周囲に、僅かな間隔を隔てて配されたステータ、および、ステータの外周がわに一体化されたハウジングが、ステータ間の間隙からロータの一部を露出する状態に包囲するよう配され、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する軸受を有した前ブラケットが、駆動軸の出力端に対応するハウジングの先端に一体化され、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有した後ブラケットが、駆動軸の基端に対応するハウジングの基端に一体化され、前ブラケット、ハウジング、後ブラケットの少なくとも何れか一に、駆動軸の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチが組み込まれ、前ブラケットから露出する駆動軸の出力端に、小歯数歯車としてのベベルギアが一体化されてなるものとした構成からなる逆転防止モータとなる。
より具体的には、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間に、周方向120°毎に配された合計3個の巻き芯部に、ロータコイルが捲回されたロータが一体化され、駆動軸のロータの周囲に180°を隔てて互いに対峙するよう配され、ロータの軸方向の長さを超え、駆動軸方向および対峙方向に直交する方向の外壁間寸法が、ロータの外径より僅かに大きく設定され、対峙方向の外壁が、ロータの外径を超えた位置に配するよう膨出する半筒形とされたN極ハウジングおよびS極ハウジングが、N極ハウジングの内壁にロータとの間に僅かな間隙をもって対峙するようN極ステータが一体化され、S極ハウジングの内壁にS極ステータが、N極ステータとの間にロータを挟み、しかもロータ5との間に僅かな間隙をもって対峙するよう一体化され、駆動軸方向およびN極ハウジングおよびS極ハウジングの対峙方向に直交する方向のN極ハウジングおよびS極ハウジングの間に、ロータの一部範囲が露出され、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する軸受を有した前ブラケットが、駆動軸の出力端に対応するN極ハウジングおよびS極ハウジングの先端間に挟み込まれるよう一体化され、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有した後ブラケットが、駆動軸の基端に対応するN極ハウジングおよびS極ハウジングの基端間に挟み込まれるよう一体化され、駆動軸のロータよりも基端寄りに設けられた整流子と、後ブラケットに設けられたブラシとからなる摺動接点が設けられ、前ブラケットの軸受よりもロータ寄りとなる位置に、駆動軸の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチが組み込まれ、前ブラケットから突出された駆動軸の出力端に、小歯数歯車としてのベベルギアが一体化されてなるものとした構成からなる逆転防止モータとなる。
(関連する発明1)
上記した逆転防止モータに関連し、この発明には、それが組み込まれた電動エアソフトガンも包含している。
即ち、基端にピストン用の開口が設けられ、先端にバレルの基端が接続されたシリンダー、バレルの基端寄りに、球状弾丸を供給する給弾部、シリンダーの基端の開口に対し、シリンダーの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストン、および、ピストンの後端に、ピストンの先端をシリンダーの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングを有した発射機関部と、発射機関部に対して接続される間欠出力部、および、入力部となる従動ギアが設けられ、発射機関部のスプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達し、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達を中断し、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする間欠回転減速機構とが、銃を模したフレームの、銃の機関部に相当する内部位置に組み込まれた上、間欠回転減速機構の入力部となる従動ギアには、前記何れか一記載の逆転防止モータの小歯数歯車が接続され、逆転防止モータの正回転で、スプリングの前進付勢力に抗してピストンが後退され、逆転防止モータの回転に拘わらず、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達が中断され、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする逆転防止モータが、銃を模したフレーム内に組み込まれてなるものとされた、この発明の基本をなす逆転防止モータが組み込まれた電動エアソフトガンである。
この発明の電動エアソフトガンを、より具体的なものとして示すと、基端にピストン用の開口が設けられ、先端にバレルの基端が接続されたシリンダー、バレルの基端寄りに、球状弾丸を供給する給弾部、シリンダーの基端の開口に対し、シリンダーの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストン、および、ピストンの後端に、ピストンの先端をシリンダーの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングを有した発射機関部と、発射機関部に対して接続される間欠出力部、および、入力部となる従動ギアが設けられ、発射機関部のスプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達し、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達を中断し、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする間欠回転減速機構とが、銃を模したフレームの、銃の機関部に相当する内部位置に組み込まれた上、逆転防止モータの前ブラケットの一対の角凹溝が、電動エアソフトガンのフレームの対峙凸条部の間に、駆動軸の軸長方向に脱抜不能に嵌合されると共に、逆転防止モータの前ブラケットの一対のR凹溝が、電動エアソフトガンのフレームに立設された一対のネジまたは柱状部品の何れか一方に嵌合され、電動エアソフトガンのフレームに対し、逆転防止モータが前ブラケットを介して着脱可能に組み込まれ、間欠回転減速機構の入力部となる従動ギアには、逆転防止モータの小歯数歯車が接続され、逆転防止モータの正回転で、スプリングの前進付勢力に抗してピストンが後退され、逆転防止モータの回転に拘わらず、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達が中断され、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする逆転防止モータが、銃を模したフレーム内に組み込まれてなるものとされた、この発明の逆転防止モータが組み込まれた電動エアソフトガンということができる。
以上のとおり、この発明の逆転防止モータによれば、従前までのものとは違い、上記したとおりの固有の特徴ある構成から、逆転防止モータそれ自体にワンウェイクラッチが一体に組み込まれたものとなっているから、組み込みの対象となる電動エアソフトガンがわに、逆転防止ラッチなどの逆回転防止機構を必要としないから、電動エアソフトガンの間欠回転減速機構を小型化することができ、マシンピストルなどの小型の電動エアソフトガンに組み込む場合にも、モータの電子制御、およびそのための制御回路が不要となり、より低コストで生産することができる上、逆転防止モータそれ自体の内部で逆回転を確実に阻止することができるから、間欠回転減速機構および発射機関部に逆回転の駆動力が伝達されることがなく、正回転の駆動力のみ伝達するものとなり、それらの機関部に不要な負荷や、摩耗、衝撃力などが伝達されることがなく、電動エアソフトガンの耐久性を格段に高め、長寿命化することができるという秀でた特徴が得られるものとなる。
加えて、この発明の逆転防止モータは、それ自体にワンウェイクラッチが一体に組み込まれたものとなっているから、新規設計された電動エアソフトガンに組み込むことができるのは勿論のこと、従来型の既存の逆転防止ラッチをもつ電動エアソフトガンに組み込まれている従来型のモータと置き換えて組み込むことができ、しかも逆転防止ラッチの有無にかかわらず、正常に動作するものとなるから、この発明の逆転防止モータを組み込むだけで、既存の電動エアソフトガンの作動の安定性を格段に高めると共に、耐久寿命を大幅に延命化することができるものとなる。
また、駆動軸のロータの周囲に、僅かな間隔を隔てて配されたステータ、および、ステータの外周がわに一体化されたハウジングが、ステータ間の間隙からロータの一部を露出し薄型化された状態に包囲するよう配されてなる、この発明の逆転防止モータは、電動エアソフトガンの細いグリップ内などの制限されたスペース内に収容できる上、より高い出力を達成することができるものとなるから、組み込み可能な電動エアソフトガンの機種が増え、より優れた購買力を発揮するものとなる。
さらに、前ブラケットに、電動エアソフトガンのフレームに対をなして対峙するよう設けられた対峙凸条部の間に、駆動軸の軸長方向に脱抜不能に嵌合するよう、駆動軸に直交する方向および駆動軸の遠心方向に開口された凹レール状の角凹溝が一対刻設され、前ブラケットのハウジング取付溝および角凹溝よりも駆動軸の出力端寄りとなる外周壁に、角凹溝と平行するよう配され、電動エアソフトガンのフレームに螺着されたネジまたは柱状部品の何れか一方が嵌合するよう、駆動軸に直交する方向および駆動軸の遠心方向に開口された凹レール状のR凹溝が一対刻設された、この発明の逆転防止モータによれば、駆動軸の小歯数歯車が一体化された出力端付近を、電動エアソフトガンのフレームに対し、より強固に連結可能なものとなるから、間欠回転減速機構の入力部となる従動ギアに対する小歯数歯車の噛合状態を格段に確実なものとし、小歯数歯車の従動ギアに対する滑りや脱落を効果的に防止し、より円滑で信頼性に優れた作動を実現化することができるものとなる。
そして、この発明の逆転防止モータが組み込まれた電動エアソフトガンによると、新規設計の電動エアソフトガンの場合には、生産工程にて容易に組み込むことができる外、既に使用中の既存の電動エアソフトガンの場合であっても、部品として購入したこの発明の逆転防止モータを、既存の従来型のモータと交換するやり方で容易に組み込むことが可能であるから、新型の電動エアソフトガンの耐久性を高めることができる上、従来型の電動エアソフトガンの延命化やリデュース、リユースの促進ができ、廃棄される電動エアソフトガンの量を減少し、ゴミの減量化にも貢献できるものとなる。
上記したとおりの構成からなるこの発明の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
逆転防止モータは、電動エアソフトガンの発射機関部のエアコッキング動作を行う回転駆動力を発生可能とする機能を担い、駆動軸の逆転を阻止するワンウェイクラッチが一体的に組み込まれたものとしなければならず、例えば、ブラシ付きモータ、ブラシレスモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、より具体的に示すと、永久磁石界磁型DCモータ、分巻モータ、直巻モータ、他励モータ、電磁石界磁型DCモータ、表面磁石型ブラシレスDCモータ、埋込磁石型ブラシレスDCモータ、整流子型モータ、レラクタンスモータ、ヒステリシスモータ、インダクタンス型モータ、同期モータ、かご型誘導モータ、過電流モータ、巻線型誘導モータ、単相誘導モータ、誘導モータ、交流モータ、スイッチドレラクタンスモータ、VR型ステッピングモータ、PM型ステッピングモータ、ハイブリッド型ステッピングモータ、超音波モータの何れかとすることができる。
逆転防止モータの駆動軸は、逆転防止モータが発生する正回転の回転駆動力を、外部に出力する機能を分担し、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間にロータが一体化された上、駆動軸の出力端ないし基端の何れかの箇所にワンウェイクラッチが組み込まれ、出力端に、小歯数歯車が一体化されてなるものとしなければならず、後述する実施例にも示しているように、駆動軸の基端が、後ブラケットの軸受に回転自在に支持され、駆動軸のロータよりも出力端寄りが、前ブラケットの軸受に回転自在に支持されたものとするのが望ましく、さらに、ブラシ付きDCモータとされた場合には、駆動軸の出力端ないし基端の何れかの箇所、望ましくは基端寄りに摺動接点の整流子が設けられ、後ブラケットに設けられた摺動接点のブラシが電流を供給するものとされ、前ブラケットの軸受よりもロータ寄りとなる位置にワンウェイクラッチが組み込まれたものとするのが望ましい。
逆転防止モータの駆動軸の出力端に一体化された小歯数歯車は、発射機関部に正回転の回転駆動力を伝達する機能を担い、発射機関部の入力部となる従動ギアよりも歯数が少なく設定されたものとしなければならず、より具体的には、平歯車、内歯歯車、斜歯歯車、ねじ歯車、やまば歯車、傘歯車、ベベルギア、スグバカサ歯車、マガリバカサ歯車、ゼロールカサ歯車、斜向カサ歯車、冠カサ歯車、斜歯カサ歯車、ハイポイドギア、冠歯車、ウォームギア、内接歯車、波動歯車、ピニオン、スプロケット、換言すれば、インボリュート歯形歯車、サイクロイド歯形歯車、トロコイド歯形歯車の何れかとするのが良い。
逆転防止モータのロータは、周囲に対峙するよう配されたステータとの間に、逆転防止モータに供給された電力を受けて発生する電磁力の作用によって、駆動軸を正回転方向に回転駆動する機能を担い、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて配された3個以上、複数個のステータが、ステータコイルを巻き付けられたものとされ、電力の供給を受けて電磁力を発生するよう配されたブラシレスモータの場合に、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて交互にN極の永久磁石とS極の永久磁石とが一体化されたものとすることができる外、後述する実施例にも示しているとおり、駆動軸の周囲に永久磁石からなるN極ステータとS極ステータとが等角度間隔を隔てて交互に配されたブラシ付きモータの場合に、駆動軸の周囲の周囲に等角度間隔を隔て3個以上、複数個の巻き芯部に、夫々ロータコイルが捲回されたものとされ、電力の供給を受けて電磁力を発生するものとされたものとすることができる。
逆転防止モータのステータは、供給された電力に伴い、ロータとの間に駆動軸を正回転方向に回転する駆動力を発生する機能を担い、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて交互にN極の永久磁石とS極の永久磁石とが一体化されロータを有するブラシレスモータの場合に、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて配された3個以上、複数個のステータが、ステータコイルを巻き付けられたものとされ、電力の供給を受けて電磁力を発生するよう配されたものとすることができる外、後述する実施例にも示しているが、駆動軸の周囲の周囲に等角度間隔を隔て3個以上、複数個の巻き芯部に、夫々ロータコイルが捲回されたロータを有するブラシ付きモータの場合に、駆動軸の周囲に永久磁石からなるN極ステータとS極ステータとが等角度間隔を隔てて交互に配されたものとするのが良い。
逆転防止モータのハウジングは、駆動軸のロータの周囲に、適宜間隔を隔ててステータを対峙すると共に、ロータの周囲の一部または全部の何れか一方を保護し、前ブラケットと後ブラケットとを連結し、一体化する機能を分担し、ステータが一体化されたものとしなければならず、磁性素材製のものとするのが望ましく、逆転防止モータがブラシレスモータの場合に、ロータに対峙する内側にロータの回転位置を検出する例えばホール素子のようなセンサー類が設けられたものとしたり、外周壁に制御用基板が配されたものとしたりすることが可能な外、駆動軸とハウジングとの間に摺動接点が設けられたものとすることが可能であり、より具体的には、例えば、駆動軸に設けられた整流子に対して電流を供給するブラシが、ハウジングに設けられたものとすることができ、後述する実施例にも示すように、ステータと一体化されたハウジングが、ステータ間の間隙からロータの一部を露出する状態に包囲するよう配され、ハウジングの先端に前ブラケットが一体化され、ハウジングの基端に後ブラケットが一体化され、逆転防止モータの厚み寸法が最小限度に留められたものとすべきである。
逆転防止モータの後ブラケットは、駆動軸の基端を回転自在に支持する機能を分担し、ハウジングの基端が結合され、一体化されたものとなり、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有したものとすべきであって、後ブラケットにワンウェイクラッチが設けられた逆転防止モータの場合には、後ブラケットの駆動軸用の軸受を廃止し、ワンウェイクラッチが軸受の機能を兼ねたものとすることが可能であり、後述する実施例にも示している通り、逆転防止モータがブラシ付きモータの場合に、駆動軸のロータよりも基端寄りに設けられた整流子に対し、電流を供給するブラシが設けられたものとすることができる外、ロータに対峙する内側にロータの回転位置を検出するホール素子のようなセンサー類が設けられたものとしたり、外周壁に制御用基板が配されたものとしたりすることが可能である。
逆転防止モータの前ブラケットは、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する機能を分担し、ハウジングの先端が結合され、一体化されたものとなり、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する軸受を有したものとすべきであり、逆転防止モータがブラシ付きモータの場合に、駆動軸のロータよりも出力端寄りに設けられた整流子に対して、電流を供給するブラシが設けられたものとすることができる外、逆転防止モータがブラシレスモータの場を含め、ロータに対峙する内側にロータの回転位置を検出するホール素子のようなセンサー類が設けられたものとしたり、外周壁に制御用基板が配されたものとしたりすることが可能であり、前ブラケットにワンウェイクラッチが設けられた逆転防止モータの場合には、前ブラケットの駆動軸用の軸受を廃止し、ワンウェイクラッチが軸受の機能を兼ねたものとすることが可能であり、さらに、後述する実施例にも示しているように、前ブラケットの外壁に、銃本体がわのフレームや、フレーム内に納められたメカボックスなどに対して連結可能とする取付溝などの外郭形状が設けられたものとするのが望ましい。
ワンウェイクラッチは、逆転防止モータの駆動軸が、正転方向に回転する場合に空転し、駆動軸が正転方向とは逆向きに逆回転しようとする場合に、逆回転を規制して回転を停止する機能を担うものであり、同軸上の内輪(インナーレース)と外輪(アウターレース)の間で一方向のトルクを伝達する構造で、ベアリングとしての機能を持たせたものとすることが可能であり、潤滑油やグリースによって潤滑されているものとすることができ、換言すると、フリーホイールやスプラグクラッチ(Sprag clutch)、カムクラッチということができ、外歯爪車と爪との組み合わせや、内歯爪車と爪との組み合わせなどからなるものなどに代表される逆転防止機構に置き換えることが可能であり、例えば、外輪と内輪との間にスプラグ(sprag:輪留め部品)が組み込まれ、外輪に対して内輪が正転方向に回転するとスプラグは外輪と内輪との間で噛み合うことなく、内輪は駆動軸の回転力を出力可能とするよう外輪に対して空転し、駆動軸が逆転しようとする場合には、スプラグが外輪と内輪との間で噛み合い、内輪は駆動軸の回転力を出力不能とするよう外輪に対して停止し、駆動軸の回転力が出力されなくなるものであるということができる外、後述する実施例にも示してあるとおり、外輪の内周壁に刻設されている複数のカム溝に、夫々スプリングを有したコロが装着されたものとされ、内輪が、逆転防止モータの駆動軸に置き換えられたものとすることができ、また、駆動軸用の軸受を兼ねたものとすることができる。
電動エアソフトガンの銃を模したフレームは、発射機関部や間欠回転減速機構を内部に収容可能であり、実物の銃器類の外観を模した外郭形状を呈するという機能を担い、例えば、自動小銃、短機関銃、オートマチックショットガン、オートマチックピストルなどの外観を模したフレームということができ、銃器類の外観形状に応じて、左右に分割されたものや、上下に分割されたもの、前後に分割されたものなどといった様々な分割形状や開閉形状のものとすることができ、内部に発射機関部や間欠回転減速機構などの部品類を直接的に組み込み可能なものとすることができる外、生産性やメンテナンス性などを考慮すると、例えば、後述する実施例にも示すように、間欠回転減速機構などの部品類が組み込まれ、ユニット(モジュール)化されたメカボックスを、フレーム内に着脱可能に一体化するよう組み込まれた形状のものとするのが良い。
発射機関部は、逆転防止モータおよび間欠回転減速機構から伝達される駆動力を受け、装填された球状弾丸をセミオートまたはフルオートの少なくとも何れか、一方の動作で作動する機能を担うものであって、基端にピストン用の開口が設けられ、先端にバレルの基端が接続されたシリンダー、バレルの基端寄りに、球状弾丸を供給する給弾部、シリンダーの基端の開口に対し、シリンダーの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストン、および、ピストンの後端に、ピストンの先端をシリンダーの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングを有したものとしなければならず、セミオートとフルオートとの切り替え機構を有し、セミオートまたはフルオートの中、射手によって任意選択的に切り替えられた何れか一方の動作で作動するものとすることが可能であり、後述する実施例にも示しているように、発射機関部のピストンに対して、間欠回転減速機構の間欠出力部が接続され、間欠回転減速機構からの正回転方向の回転駆動力を受け、スプリングの前進付勢力に抗してピストンを間欠的に後退駆動するものとすべきである。
間欠回転減速機構は、逆転防止モータから出力される正回転方向の回転力を減速し、発射機関部に対し、セミオートまたはフルオートの少なくとも何れか一方の動作で伝達する機能を分担し、発射機関部に対して接続される間欠出力部、および、入力部となる従動ギアが設けられたものとしなければならず、セミオートとフルオートとの切り替え機構を有し、セミオートまたはフルオートの中、射手によって任意選択的に切り替えられた何れか一方の動作で作動するものとすることが可能であり、より具体的に示すと、発射機関部のピストンに接続される間欠出力部、および、逆転防止モータの駆動軸の小歯数歯車に噛合する従動ギアを有するものとすべきであり、さらに具体的に示すならば、後述する実施例にも示しているように、発射機関部のピストンの外周壁下部に設けられたラックに噛合する間欠出力部としての欠歯ピニオンギア、および、逆転防止モータの駆動軸のベベルギアに噛合する笠羽従動ギアを有し、笠羽従動ギアと欠歯ピニオンギアとの間に減速ギアが介在されてなるものとするのが望ましいが、逆転防止モータの駆動軸の小歯数歯車の正回転出力を、発射機関部のピストンの間欠的な後退駆動力に変換可能なものとすればよく、間欠出力部が、前後に配されたスプロケット間に巻き掛けられた無端チェーンや、前後輪に巻き掛けられた無端ベルトなどに置き換えられ、逆転防止モータの駆動軸の小歯数歯車の正回転出力を受け、発射機関部のピストンを間欠的に後退駆動可能なものとすることができる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
図面は、この発明の逆転防止モータ、およびそれを利用した電動エアソフトガンの技術的思想を具現化した代表的な幾つかの実施例を示すものである。
逆転防止モータを示す三面図である。
逆転防止モータの前ブラケットを示す斜視図である。
前ブラケットを示す平面図である。
前ブラケットを一部断面化して示す正面図である。
前ブラケットを一部断面化して示す側面図である。
前ブラケットを示す底面図である。
ワンウェイクラッチを示す正面図である。
この発明の電動エアソフトガンの内部構造を示す概念図である。
ブラシレスの逆転防止モータを示す三面図である。
ブラシレスの逆転防止モータを示す概念図である。
従来型の電動エアソフトガンを示す概念図である。
図1ないし図7に示す事例は、駆動軸4の出力端40と基端41との間にロータ5が一体化され、ロータ5の周囲に、ステータ7,7が一体化されたハウジング6,6が配され、駆動軸4のロータ5よりも出力端40寄りを回転自在に支持する前ブラケット8が、駆動軸4の出力端40に対応するハウジング6,6の先端に一体化され、駆動軸4の基端41を回転自在に支持する後ブラケット9が、駆動軸4の基端41に対応するハウジング6,6の基端に一体化され、前ブラケット8、ハウジング6,6、後ブラケット9の少なくとも何れか一に、駆動軸4の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチOWが組み込まれ、前ブラケット8から露出する駆動軸4の出力端40に、小歯数歯車PGが一体化されてなるものとした、この発明の逆転防止モータにおける代表的な一実施例を示すものである。
以下では、この発明の逆転防止モータ、およびそれが組み込まれた電動エアソフトガンについて示して行くこととする。
逆転防止モータMは、その外郭形状が、アサルトライフル銃を模した電動エアソフトガン1のフレーム10のグリップ12内に収まる寸法および形状に設定されたものとなっており、直線円柱状の駆動軸4の出力端40と、出力端40とは反対がわとなる基端41との間に、周方向120°毎に配された合計3個の巻き芯部に、夫々ロータコイルが捲回されたロータ5が一体化され、駆動軸4のロータ5の周囲に180°を隔てて互いに対峙するよう配され、ロータ5の軸方向の長さを超え、駆動軸4の軸長方向および対峙方向に直交する方向の外壁間寸法(厚み寸法)Dが、ロータ5の外径より僅かに大きく設定され、対峙方向の外壁が、ロータ5の外径を超えた位置に配するよう膨出する半筒形とされたN極ハウジング60およびS極ハウジング61が、N極ハウジング60の内壁にロータ5との間に僅かな間隙をもって対峙するようN極ステータ70が一体化され、S極ハウジング61の内壁にS極ステータ71が、N極ステータ70との間にロータ5を挟み、しかもロータ5との間に僅かな間隙をもって対峙するよう一体化され、駆動軸4の軸長方向およびN極ハウジング60およびS極ハウジング61の対峙方向に直交する方向となるN極ハウジング60およびS極ハウジング61の間に、ロータ5の全長に渡る外周壁の一部範囲が露出され、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の対峙方向に直交する方向の(逆転防止モータMの)厚み寸法Dが、ロータ5の外径寸法より僅かに大きな寸法に設定されたものとなっている。
前ブラケット8は、駆動軸4の軸長方向の外向きとなる前端壁中央から、内向きとなる基端壁中央に縦貫する軸孔80が、駆動軸4の外径よりも僅かに大きな内径に穿設され、軸孔80の前端には、軸受81としてのボールベアリング81が同心上に装着され、軸孔80の基端には、ワンウェイクラッチOW(NTN株式会社製)が、駆動軸4の正回転方向の回転を許し、逆回転方向の回転を阻止する向きとなり、ワンウェイクラッチOWの外輪が、しまりばめ(JIS規格)によって軸孔80に対し、同心上に配するよう組み込まれ、前ブラケット8に対してワンウェイクラッチOWの外輪が強固に一体化されたものとなっており、ワンウェイクラッチOWは、図示していないが、その外輪の内周壁に刻設された複数のカム溝に、夫々スプリングを有するコロが組み込まれ、複数個のコロに臨むよう装着された駆動軸4が、正回転方向に回転する場合には、コロがカム溝の広い位置で空転し、駆動軸4の正回転を許し、駆動軸4が、逆回転方向に回転しようとした場合には、複数個のコロがカム溝の狭い位置に噛合し、駆動軸4の逆回転を阻止するよう自動的に動作するものとされている。また、前ブラケット8に対するワンウェイクラッチOWの固定が、しまりばめ(JIS規格)によらない場合には、例えば、前ブラケット8の外周壁から軸孔80の内周壁に達するネジ孔に螺合された止めネジによって固定されたものとしたり、軸受け用高強度の嫌気性接着剤を用いた接着構造が用いられて前ブラケット8に対し、ワンウェイクラッチOWが固定されたものとしたりすることなどが可能であり、さらに、それら複数種の固定構造が組み合わせされたものとすることが可能である。
前ブラケット8は、駆動軸4の周囲に配された外周壁の駆動軸4の周囲に180°隔てた(図1中の厚み寸法D方向に直交する幅寸法W方向の)2カ所に、駆動軸4に直交する方向および駆動軸4の遠心方向に開口されたコ断面形の凹レール状とされ、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲された先端が嵌合する一対のハウジング取付溝82,82が刻設され、前ブラケット8のハウジング取付溝82,82よりも駆動軸4の出力端40寄りとなる外周壁には、電動エアソフトガン1のフレーム10に対をなして対峙するよう設けられた対峙凸条部15,15の間に、駆動軸4の軸長方向に脱抜不能に嵌合するよう、駆動軸4に直交する方向、および、駆動軸4の遠心方向に開口された凹レール状の角凹溝83,83が一対刻設され、前ブラケット8のハウジング取付溝82,82および角凹溝83,83よりも駆動軸4の出力端40寄りとなる外周壁に、角凹溝83,83と平行するよう配され、電動エアソフトガン1のフレーム10に螺着されたネジ16,16または柱状部品16,16の何れか一方が嵌合するよう、駆動軸4に直交する方向、および、駆動軸4の遠心方向に開口された凹レール状のR凹溝84,84が一対刻設され、前ブラケット8の駆動軸4の周囲となる前端壁からハウジング取付溝82,82を経て基端壁に至る四隅に、駆動軸4の軸長方向に縦貫した合計4コのネジ孔85,85,……が穿設されており、前ブラケット8のネジ孔85,85,……に螺着された芋ネジ86,86,……が、ハウジング取付溝82,82に嵌合されたN極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲され先端の肉厚方向に貫通し、前ブラケット8に対し、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の先端が、強固に一体化されたものであり、前ブラケット8の軸孔80には、駆動軸4の出力端40が、ワンウェイクラッチOWおよび軸受81を貫くように装着されている。
後ブラケット9は、内向きとなる前端壁中央から外向きとなる基端壁中央に縦貫する軸孔90が、駆動軸4の外径よりも僅かに大きな内径に穿設され、軸孔90の基端には、軸受91としてのボールベアリング91が同心上に装着され、ボールベアリング91の内輪に、駆動軸4の基端41が回転自在に装着されており、後ブラケット9の駆動軸4の基端寄りの周囲に配された外周壁の駆動軸4の周囲に180°隔てた(図1の幅寸法W方向の)2カ所に、駆動軸4に直交する方向(図1の厚み寸法D方向)、および、駆動軸4の遠心方向(図1の幅寸法W方向)に開口されたコ断面形の凹レール状とされ、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲された基端が嵌合する一対のハウジング取付溝93,93が刻設され、後ブラケット9の、駆動軸4の周囲となる基端壁からハウジング取付溝93,93を経て前端壁に至る四隅に、駆動軸4の軸長方向に縦貫した合計4コのネジ孔94,94,……が穿設されている。
後ブラケット9の外向きとなる基端壁の軸孔90から、駆動軸4の周壁に整流子(コミュテータ)S0が設けられた基端41が突出し、後ブラケット9の基端壁の中央には、整流子S0が設けられた基端41を包囲する筒状部92が立設され、筒状部92の基部には、図1の幅寸法W方向に直交するよう(駆動軸4の回りに180°隔てた)接点口が開口され、後ブラケット9の基端壁の図1の筒状部92を挟み幅寸法W方向となる両側には、陰極、正極の一対をなす電極板S2,S2が、整流子S0に臨むよう貫通する一対のトンネル状装着路S3,S3を有したものとして配され、一対のトンネル状装着路S3,S3には、夫々ブラシS1,S1が、整流子S0を挟み込む方向(駆動軸4の求心方向)に向けて進退自在に装着されている。
後ブラケット9の、合計4コのネジ孔94,94,……の中、基端壁の整流子S0に交差する対角線上に配された一対(2コ)のネジ孔94,94に螺着されたナベネジ95,95が、夫々直近のブラシS1,S1から延伸されたハーネスS4,S4の接続端子、および電極板S2,S2を共締めし、別の2個のネジ孔94,94に螺着された平ネジ96、96が、ブラシS1,S1を整流子S0に向けて弾性的に押し当てるスプリングS5,S5を支持すると共に電極板S2,S2を共締めし、さらに、後ブラケット9の合計4コのネジ孔94,94,……に螺着されたナベネジ95,95および平ネジ96、96が、ハウジング取付溝93,93に嵌合されたN極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲され基端の肉厚方向に貫通し、後ブラケット9に対し、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の基端が、強固に一体化されており、前ブラケット8から突出された駆動軸4の出力端40に、小歯数歯車PGとしてのベベルギアPGが一体化されたものとなっている。
この発明の逆転防止モータMは、図9や図10などに示すように、ロータ5に駆動軸4の周囲にN極とS極とを交互に配した永久磁石が設けられ、ロータ5の周囲に120°置き毎に配されたハウジング6の内周壁に、ステータコイルが捲回された、例えば3個のステータ7,7,7が設けられるようにし、各ステータ7,7,7間に配された回転センサーRS,RS,RSの検知信号を受けて電力供給を自動制御する制御基板CBが設けられてなるブラシレスモータM0や、その他のステップモータ、サーボモータなどとすることができる。
(実施例1の作用・効果)
以上のとおりの構成からなるこの発明の逆転防止モータMは、図1および図8に示すように、厚み寸法Dが、ロータ5の外径よりも僅かに大きく設定されたものとしてあることから、電動エアソフトガン1のグリップ12内に支障なく収容することが可能となり、しかもN極ハウジング60、N極ステータ70およびS極ハウジング61、S極ステータ71が、幅寸法方向Wの方向に配されたものとなっていることから、ハウジングが円柱形のモータに比較し、よりコンパクト化および高出力化が可能となり、格段に安定した駆動性能を達成することができる。
前ブラケット8に、ボールベアリング81とワンウェイクラッチOWとが直列状に内蔵されたものとされ、後ブラケット9にボールベアリング91が設けられたものとなっているから、駆動軸4の正回転方向の駆動力をより安定したものとすることができ、両端がわのボールベアリング81,91が、ワンウェイクラッチOWの軸受け負担を軽減し、ワンウェイクラッチOWの耐久寿命をより延命化するものとなる。
この発明の逆転防止モータMが組み込まれた電動エアソフトガン1は、グリップ12、ハンドガード13、ストック14などを有する銃を模したフレーム10を有し、フレーム10の、銃の機関部に相当する内部位置には、発射機関部2のシリンダーCの下部に一体化され、内部に間欠回転減速機構3が納められたメカボックス11が組み込まれ、メカボックス11の後方下部に一体化され、フレーム10のグリップ12内に納まるよう組み込まれた前記実施例1記載の逆転防止モータMの出力端40の小歯数歯車PGとしてのベベルギアPGが、間欠回転減速機構3の入力部に噛合されたものとなっている。
発射機関部2は、基端にピストンP用の開口が設けられ、先端にバレルBAの基端が接続されたシリンダーCを有し、バレルBAの基端寄りに、間欠回転減速機構3に連動して球状弾丸BBを自動的に供給する給弾部Fが設けられ、給弾部Fには、下方や側方などからマガジンMGが着脱自在に接続されるものとされ、シリンダーCの基端の開口に対し、ピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近から先端まで進退自在に装着され、ピストンPの間欠回転減速機構3に臨む下方外周壁には、ピストンPの進退方向に沿ってラックRCが設けられ、ピストンPの後端には、ピストンPの先端をシリンダーCの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングSPが装着されている。
間欠回転減速機構3は、逆転防止モータMの出力端40のベベルギアPGに臨むメカボックス11内の下方位置から、ピストンPのラックRCに臨むメカボックス11内の上方位置に掛けて、入力部としての従動ギア30、減速ギア31および間欠出力部としての欠歯ピニオンギア32が、互いに連なるよう噛合され、逆転防止モータMの出力端40のベベルギアPGが正回転方向に回転すると、図8中の実線矢印に示すように、欠歯ピニオンギア32が、ピストンPに対し、ピストンPを後方(ストック14がわ)に向けて後退するよう動力伝達するものとされている。
逆転防止モータMは、前ブラケット8の一対の角凹溝83,83が、電動エアソフトガン1のフレーム10内のメカボックス11の後方下部に設けられた対峙凸条部15,15の間に、駆動軸4の軸長方向に脱抜不能に嵌合されると共に、逆転防止モータMの前ブラケット8の一対のR凹溝84,84が、電動エアソフトガン1のフレーム11内のメカボックス11の後方下部に立設された一対のネジ16,16(または柱状部品16,16の何れか一方)に嵌合され、電動エアソフトガン1のフレーム11および、フレーム10内のメカボックス11に対し、逆転防止モータ1が前ブラケット8を介して着脱可能に組み込まれ、間欠回転減速機構3の入力部30となる従動ギア30に、逆転防止モータMの小歯数歯車PGとしてのベベルギアPGが噛合され、逆転防止モータMの正回転で、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPが後退され、逆転防止モータMの回転に拘わらず、ピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達が中断され、ピストンPの先端が、スプリングSPの前進付勢力を受けてシリンダーCの先端まで、図8中の破線矢印に示す方向に前進すると、シリンダーC内に圧縮された空気が、バレルBAに送り込まれ、バレルBA内に装填されている球状弾丸BBが1発発射され、続いて、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するよう後退駆動力を伝達すると共に、給弾部Fが球状弾丸BBを1発バレルBA内に装填するという循環過程を繰り返し可能とする逆転防止モータMが、銃を模したフレーム10内に組み込まれてなるものである。
(実施例2の作用・効果)
この発明の逆転防止モータMが組み込まれた電動エアソフトガン1は、図8に示すように、逆転防止モータMの前ブラケット8の角凹溝83,83が、メカボックス11の後方下部に設けられた対峙凸条部15,15間に挟み込まれるよう嵌合され、さらに、前ブラケット8のR凹溝84,84にメカボックス11の後方下部に螺着されたネジ16,16(または柱状部品16,16)の何れか一方に挟み込まれるよう嵌合されたものとなっているから、間欠回転減速機構3の従動ギア30に対する駆動軸4の出力端40のベベルギアPGの噛合状態を、より確実なものとし、従動ギア30、ベベルギアPG間の滑りや脱落に起因する摩耗や破損を効果的に防止することができるものとなる。
(結 び)
叙述の如く、この発明の逆転防止モータ、およびそれが組み込まれた電動エアソフトガンは、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、従前からのモータ技術および電動エアソフトガン技術に比較して大幅に耐久強度を高め、軽量且つ低廉化して遥かに経済的なものとすることができる上、組み込み構造を大幅に改善し、製造およびメンテナンスの作業性を向上するものとなることから、従来型の改良および新型の開発を進める電動エアソフトガン業界はもとよりのこと、既存の電動エアソフトガンの耐久性能を高め、より経済的に利用したいと希望する愛好家や多くの関係者間においても高く評価されることとなり、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
1 電動エアソフトガン
10 同 銃を模したフレーム
11 同 メカボックス
12 同 グリップ
13 同 ハンドガード
14 同 ストック
15 同 対峙凸条部
16 同 ネジ(または柱状部品)
2 発射機関部
BA 同 バレル
F 同 給弾部
BB 同 球状弾丸
MG 同 マガジン
C 同 シリンダー
P 同 ピストン
RC 同 ラック
SP 同 スプリング
3 間欠回転減速機構
30 同 従動ギア(入力部、笠羽従動歯車)
31 同 減速ギア
32 同 欠歯ピニオンギア(間欠出力部)
33 同 逆転防止ラッチ
T 同 トリガー
SB 同 スイッチボックス(スイッチアセンブリ)
M 逆転防止モータ
M0 ブラシレスモータ
D 同 厚み寸法
W 同 幅寸法
CB 同 制御基板
RS 同 回転センサー
4 駆動軸
40 同 出力端
41 同 基端
5 ロータ(巻き芯部、ロータコイル)
PG 同 ベベルギア(小歯数歯車)
S 摺動接点(スリップリング)
S0 同 整流子(コミュテータ)
S1 同 ブラシ
S2 同 電極板
S3 同 装着路
S4 同 ハーネス
S5 同 スプリング
6 ハウジング(ヨーク)
60 同 N極ハウジング
61 同 S極ハウジング
7 ステータ
70 同 N極ステータ
71 同 S極ステータ
8 前ブラケット
80 同 軸孔
81 同 ボールベアリング(軸受)
82 同 ハウジング取付溝
83 同 角凹溝
84 同 R凹溝
85 同 ネジ孔
86 同 芋ネジ
OW ワンウェイクラッチ
9 後ブラケット
90 同 軸孔
91 同 ボールベアリング(軸受)
92 同 筒状部
93 同 ハウジング取付溝
94 同 ネジ孔
95 同 ナベネジ
96 同 平ネジ
DM DCモータ
この発明は、電動モータ、およびその電動モータが組み込まれた遊戯銃技術に関連するものであり、特に、弾丸発射機関部の誤作動を防止する電動モータ、およびそれが組み込まれた電動エアソフトガンを製造、提供する分野は勿論のこと、その輸送、保管、組み立ておよび設置に必要となる設備、器具類を提供、販売する分野から、それら資材や機械装置、部品類に必要となる素材、例えば、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。
(着目点)
現在、一般に販売されている電動エアソフトガンは、例えば、図11に示されるように、アサルトライフルの外観を模した合成樹脂製のアッパーフレームおよびロアフレームなどからなるフレーム10内に、機関部を固定するための金属製のメカボックス11が内装されており、メカボックス11内には、基端にピストンP用の開口が設けられ、先端にバレルBAの基端が接続されたシリンダーC、バレルBAの基端寄りに、球状弾丸BBを供給する給弾部F、シリンダーCの基端の開口に対し、シリンダーCの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストンP、ピストンPの後端開口に先端が装着され、ピストンPの先端をシリンダーCの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングSPなどの組み合わせからなる発射機関部2、および、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するまで後退駆動力を伝達し、ピストンPの先端がシリンダーCの基端付近まで後退すると、後退駆動力の伝達を中断し、ピストンPの先端が、スプリングSPの前進付勢力を受けてシリンダーCの先端まで前進し、シリンダーC内の空気を強制的に圧縮し、球状弾丸BBを発射し、球状弾丸BBが発射されると、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端がシリンダーCの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする間欠回転減速機構3が設けられている。
こうした従来型の間欠回転減速機構3は、間欠回転減速機構3の入力部となる笠羽従動ギア30に対し、DCモータDMの駆動軸先端に装着されたベベルギアPGが噛合され、図11中の実線矢印に示す方向に回転駆動されるものとなっており、DCモータDMおよび間欠回転減速機構3が希に誤作動して、同図11中の実線矢印の方向とは逆向きの逆回転を起こしてしまうと、ピストンPの先端がシリンダーCの先端内側壁に衝突したり、間欠回転減速機構3内部のギア類30,31,32の噛合部分に過大な過重が加わり摩耗、変形、欠けなどを生じたりして破損してしまう虞があり、こうした逆回転による誤作動を防止するため、例えば、その入力部となる笠羽従動ギア30に逆転防止ラッチ33が設けられており、電動エアソフトガン1のトリガーTに設けられたスイッチアセンブリSBがON操作されると、DCモータDMの正転方向の回転力が間欠回転減速機3に伝えられ、発射機関部2のスプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達し、ピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近まで後退すると後退駆動力の伝達を中断し、ピストンPの先端が、スプリングSPの前進付勢力を受けてシリンダーCの先端まで前進し、シリンダーC内の空気を強制的に圧縮し、バレルBA内の球状弾丸BBを発射すると、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能なものとなっており、万が一、DCモータDMが逆回転してしまった場合にも、逆転防止ラッチ33が笠羽従動ギア30の逆回転を阻止し、ピストンPをシリンダーCの先端に向けて送り出すような誤動作を未然に防ぐものとなっていた。
しかしながら、外観のみを実銃に似せ、内部構造は全く異なるものとして設計、製造された電動エアソフトガン1は、シリンダーCやピストンP、間欠回転減速機構3などの実銃とは全く異なる各部品類を、正常に作動できるよう限られた空間内に収容されたものとしなければならず、発射機関部2がコンパクトに設計された型式の銃に内装する場合には、逆転防止ラッチ33を最適な位置に配設できないことがあり、このような場合には、逆転防止ラッチ33を有する間欠回転減速機構3を設置することができず、モータDM用の制御回路を設け、間欠回転減速機構3が逆回転しないよう複雑な電子制御を行うものとし、モータDMを電気的に定位置で停止させる仕組みを採用せざるを得なくなってしまい、製造コストおよび販売コストが高騰する結果となっていた。
(従来の技術)
こうした状況の中、その打開策につながるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、前述の図11の逆転防止ラッチと同様の機構は、下記の特許文献1(1)の図6中に示されているものに代表されるように、電動エアソフトガンの発射機関部ではなく給弾部分に採用された機構ではあるが、モータの出力軸に設けられた小平歯車に噛合された減速用の従動ギアに同軸に設けられた逆回転防止用の爪車と、爪車に係合された逆止爪が設けられ、モータの駆動軸および減速用の従動ギアの逆回転を阻止する機構があり、また、同特許文献1(2)にあるように、外部指令により正・逆の回転が切り替わる駆動モータによって第1と第2の動作を夫々行うと共に、第1と第2の動作とは別に弾丸の発射動作を行う弾丸発射機関部を備えた弾丸発射玩具であって、弾丸発射機関部は、弾丸の送出路と、駆動モータの逆回転により送出路の弾丸装填位置に向けて弾丸を供給する装填手段と、駆動モータの正回転により弾丸装填位置にある弾丸を打撃して送出路から送り出す打撃手段とを備え、装填手段は、送出路の弾丸装填位置に通じると共に複数の前記弾丸を格納する弾倉部と、弾倉部と送出路とを開閉自在に仕切る仕切部材とを備え、仕切部材は、駆動モータの逆回転の際に開き、駆動モータの逆回転により回転駆動される装填用カムによって弾丸供給動作を行い、打撃部材は、駆動モータの正回転により回転駆動され、装填用カムと打撃用カムとを、駆動モータの正・逆回転に従動する一つの従動軸上に装備し、打撃用カムにより蓄勢および打撃動作を行い、装填用カムはワンウェイクラッチにより、駆動モータの逆回転時にだけ駆動するものとされた弾丸発射玩具がある。
また、電動エアソフトガンとは異なるが、同特許文献1(3)の図6および図7に見られるように、電動自動車玩具のシャーシに、長手方向に延在する開口部を設け、シャーシ上にシャフトを介して軸支され、開口部を通って旋回するジャンプアームを設け、ジャンプアームにギアを介して接続されたモータをシャーシに設け、モータに最も近いギアにワンウェイクラッチを設け、ジャンプ時に駆動用ギアと同時にジャンプスタートユニットの各ギアが回転しないように構成された無線操縦自動車玩具のジャンプ機構などが散見される外、同特許文献1(4)に示されているように、電動ガン用のモータとして、回路基板が一体に組み込まれたブラシレスモータが既に開発されている。
図11に示す逆転防止ラッチや、特許文献1(1)に示されているような減速用の従動ギアの逆回転を阻止する機構としての逆転防止ラッチ(逆止爪)が設けられた電動エアソフトガンは、前述したとおり、発射機関部の小さな型式の銃の場合に、逆転防止ラッチ(逆止爪)を有する間欠回転減速機構を設置できず、モータ用の制御回路を設けたものとする必要があり、製造コストが高騰してしまうものとなり、また、特許文献1(2)の弾丸発射玩具などに採用されたワンウェイクラッチは、駆動用モータから複数のギアを介して装填手段および弾丸発射機関部の一つの従動軸まで回転駆動力を伝達するものとされ、ワンウェイクラッチは、駆動モータの正回転時に打撃用カムを動作し、駆動モータの逆回転時に装填用カムを駆動するものとされているが、駆動用モータから複数のギアを介して伝達された回転力はトルクが増幅されているから、ワンウェイクラッチに大きな負担が掛かり、電動エアソフトガンの発射機関部に採用した場合に、破損し易くなり、発射機関部の耐久寿命を短命化してしまう虞がある。
さらにまた、特許文献1(3)の無線操縦自動車玩具のジャンプ機構などのように、モータに最も近いギアにワンウェイクラッチが組み込まれた機構は、モータの駆動軸に装着された小歯数歯車と、小歯数歯車に噛合する減速用従動ギアとの間に、大きな負担が掛かり、歯車が摩耗や破損し易く、回転減速機構に、より高い耐久強度が求められ、耐久性向上のために製造コストを悪化させてしまう虞がある。
(1)特開2006−234191号公報 (2)特開2002−119770号公報 (3)実開平9−70484号公報 (4)実用新案登録第3207874号公報
(問題意識)
上述したとおり、従前までに提案のある各種電動エアソフトガンなどは、何れも弾丸発射用の間欠回転減速機構の減速ギアに逆転防止ラッチ(逆止爪)が組み合わされていて、駆動用モータおよび間欠回転減速機構の逆回転がピストンに伝達され、ピストンの先端が、シリンダー内に衝突して破損してしまうのを防止できるようにされてはいるものの、逆転防止ラッチ(逆止爪)をワンウェイクラッチに置き換えたものの場合であっても、逆転防止用の部品を設けるのが困難な場合があり、しかも駆動モータが逆回転した際に、その回転力を減速ギアの噛合部分に受けてしまうため、間欠回転減速機構の摩耗や破損の虞があるなど、従来型の間欠回転減速機構に対し、ワンウェイクラッチを組み合わせただけの構造では、部品の設置スペースの課題だけでなく、間欠回転減速機構の小型化および耐久性の向上が困難であるといった欠点を残すものであり、現行の電動エアソフトガンにおける間欠回転減速機構の逆転防止機構に対し、更なる改善の可能性を痛感するに至ったものである。
(発明の目的)
そこで、この発明は、弾丸発射機関部を駆動する駆動用モータの駆動軸の小歯数歯車よりも基端寄りとなる位置に、逆転防止の機構を配し、弾丸発射機関部の間欠回転減速機構を小型化可能とする上、駆動用モータの逆回転による間欠回転減速機構への負荷を大幅に軽減可能とすることができる新たな構造の電動エアソフトガン技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の逆転防止モータ、およびそれを利用した新規な構造の電動エアソフトガンを実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
(発明の構成)
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の逆転防止モータは、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間にロータが一体化され、駆動軸のロータの周囲に、ステータが一体化されたハウジングが配され、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する前ブラケットが、駆動軸の出力端に対応するハウジングの先端に一体化され、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有した後ブラケットが、駆動軸の基端に対応するハウジングの基端に一体化され、前ブラケットに駆動軸の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチが組み込まれ、前ブラケットから露出する駆動軸の出力端に、小歯数歯車が一体化されてなるものとした構成を要旨とする逆転防止モータである。
この基本的な構成からなる逆転防止モータは、より具体的なものとして示すと、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間にロータが一体化され、駆動軸のロータの周囲に、僅かな間隔を隔てて配されたステータ、および、ステータの外周がわに一体化されたハウジングが、ステータ間の間隙からロータの一部を露出する状態に包囲するよう配され、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する軸受を有した前ブラケットが、駆動軸の出力端に対応するハウジングの先端に一体化され、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有した後ブラケットが、駆動軸の基端に対応するハウジングの基端に一体化され、前ブラケットに、駆動軸の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチが組み込まれ、前ブラケットから露出する駆動軸の出力端に、小歯数歯車としてのベベルギアが一体化されてなるものとした構成からなる逆転防止モータとなる。
より具体的には、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間に、周方向120°毎に配された合計3個の巻き芯部に、ロータコイルが捲回されたロータが一体化され、駆動軸のロータの周囲に180°を隔てて互いに対峙するよう配され、ロータの軸方向の長さを超え、駆動軸方向および対峙方向に直交する方向の外壁間寸法が、ロータの外径より僅かに大きく設定され、対峙方向の外壁が、ロータの外径を超えた位置に配するよう膨出する半筒形とされたN極ハウジングおよびS極ハウジングが、N極ハウジングの内壁にロータとの間に僅かな間隙をもって対峙するようN極ステータが一体化され、S極ハウジングの内壁にS極ステータが、N極ステータとの間にロータを挟み、しかもロータ5との間に僅かな間隙をもって対峙するよう一体化され、駆動軸方向およびN極ハウジングおよびS極ハウジングの対峙方向に直交する方向のN極ハウジングおよびS極ハウジングの間に、ロータの一部範囲が露出され、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する軸受を有した前ブラケットが、駆動軸の出力端に対応するN極ハウジングおよびS極ハウジングの先端間に挟み込まれるよう一体化され、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有した後ブラケットが、駆動軸の基端に対応するN極ハウジングおよびS極ハウジングの基端間に挟み込まれるよう一体化され、駆動軸のロータよりも基端寄りに設けられた整流子と、後ブラケットに設けられたブラシとからなる摺動接点が設けられ、前ブラケットの軸受よりもロータ寄りとなる位置に、駆動軸の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチが組み込まれ、前ブラケットから突出された駆動軸の出力端に、小歯数歯車としてのベベルギアが一体化されてなるものとした構成からなる逆転防止モータとなる。
(関連する発明1)
上記した逆転防止モータに関連し、この発明には、それが組み込まれた電動エアソフトガンも包含している。
即ち、基端にピストン用の開口が設けられ、先端にバレルの基端が接続されたシリンダー、バレルの基端寄りに、球状弾丸を供給する給弾部、シリンダーの基端の開口に対し、シリンダーの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストン、および、ピストンの後端に、ピストンの先端をシリンダーの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングを有した発射機関部と、発射機関部に対して接続される間欠出力部、および、入力部となる従動ギアが設けられ、発射機関部のスプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達し、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達を中断し、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする間欠回転減速機構とが、銃を模したフレームの、銃の機関部に相当する内部位置に組み込まれた上、間欠回転減速機構の入力部となる従動ギアには、前記何れか一記載の逆転防止モータの小歯数歯車が接続され、逆転防止モータの正回転で、スプリングの前進付勢力に抗してピストンが後退され、逆転防止モータの回転に拘わらず、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達が中断され、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする逆転防止モータが、銃を模したフレーム内に組み込まれてなるものとされた、この発明の基本をなす逆転防止モータが組み込まれた電動エアソフトガンである。
この発明の電動エアソフトガンを、より具体的なものとして示すと、基端にピストン用の開口が設けられ、先端にバレルの基端が接続されたシリンダー、バレルの基端寄りに、球状弾丸を供給する給弾部、シリンダーの基端の開口に対し、シリンダーの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストン、および、ピストンの後端に、ピストンの先端をシリンダーの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングを有した発射機関部と、発射機関部に対して接続される間欠出力部、および、入力部となる従動ギアが設けられ、発射機関部のスプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達し、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達を中断し、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする間欠回転減速機構とが、銃を模したフレームの、銃の機関部に相当する内部位置に組み込まれた上、逆転防止モータの前ブラケットの一対の角凹溝が、電動エアソフトガンのフレームの対峙凸条部の間に、駆動軸の軸長方向に脱抜不能に嵌合されると共に、逆転防止モータの前ブラケットの一対のR凹溝が、電動エアソフトガンのフレームに立設された一対のネジまたは柱状部品の何れか一方に嵌合され、電動エアソフトガンのフレームに対し、逆転防止モータが前ブラケットを介して着脱可能に組み込まれ、間欠回転減速機構の入力部となる従動ギアには、逆転防止モータの小歯数歯車が接続され、逆転防止モータの正回転で、スプリングの前進付勢力に抗してピストンが後退され、逆転防止モータの回転に拘わらず、ピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達が中断され、ピストンの先端が、スプリングの前進付勢力を受けてシリンダーの先端まで前進すると、スプリングの前進付勢力に抗してピストンの先端が、シリンダーの基端付近に後退するまで、後退駆動力を伝達する循環過程を繰り返し可能とする逆転防止モータが、銃を模したフレーム内に組み込まれてなるものとされた、この発明の逆転防止モータが組み込まれた電動エアソフトガンということができる。
以上のとおり、この発明の逆転防止モータによれば、従前までのものとは違い、上記したとおりの固有の特徴ある構成から、逆転防止モータそれ自体にワンウェイクラッチが一体に組み込まれたものとなっているから、組み込みの対象となる電動エアソフトガンがわに、逆転防止ラッチなどの逆回転防止機構を必要としないから、電動エアソフトガンの間欠回転減速機構を小型化することができ、マシンピストルなどの小型の電動エアソフトガンに組み込む場合にも、モータの電子制御、およびそのための制御回路が不要となり、より低コストで生産することができる上、逆転防止モータそれ自体の内部で逆回転を確実に阻止することができるから、間欠回転減速機構および発射機関部に逆回転の駆動力が伝達されることがなく、正回転の駆動力のみ伝達するものとなり、それらの機関部に不要な負荷や、摩耗、衝撃力などが伝達されることがなく、電動エアソフトガンの耐久性を格段に高め、長寿命化することができるという秀でた特徴が得られるものとなる。
加えて、この発明の逆転防止モータは、それ自体にワンウェイクラッチが一体に組み込まれたものとなっているから、新規設計された電動エアソフトガンに組み込むことができるのは勿論のこと、従来型の既存の逆転防止ラッチをもつ電動エアソフトガンに組み込まれている従来型のモータと置き換えて組み込むことができ、しかも逆転防止ラッチの有無にかかわらず、正常に動作するものとなるから、この発明の逆転防止モータを組み込むだけで、既存の電動エアソフトガンの作動の安定性を格段に高めると共に、耐久寿命を大幅に延命化することができるものとなる。
また、駆動軸のロータの周囲に、僅かな間隔を隔てて配されたステータ、および、ステータの外周がわに一体化されたハウジングが、ステータ間の間隙からロータの一部を露出し薄型化された状態に包囲するよう配されてなる、この発明の逆転防止モータは、電動エアソフトガンの細いグリップ内などの制限されたスペース内に収容できる上、より高い出力を達成することができるものとなるから、組み込み可能な電動エアソフトガンの機種が増え、より優れた購買力を発揮するものとなる。
さらに、前ブラケットに、電動エアソフトガンのフレームに対をなして対峙するよう設けられた対峙凸条部の間に、駆動軸の軸長方向に脱抜不能に嵌合するよう、駆動軸に直交する方向および駆動軸の遠心方向に開口された凹レール状の角凹溝が一対刻設され、前ブラケットのハウジング取付溝および角凹溝よりも駆動軸の出力端寄りとなる外周壁に、角凹溝と平行するよう配され、電動エアソフトガンのフレームに螺着されたネジまたは柱状部品の何れか一方が嵌合するよう、駆動軸に直交する方向および駆動軸の遠心方向に開口された凹レール状のR凹溝が一対刻設された、この発明の逆転防止モータによれば、駆動軸の小歯数歯車が一体化された出力端付近を、電動エアソフトガンのフレームに対し、より強固に連結可能なものとなるから、間欠回転減速機構の入力部となる従動ギアに対する小歯数歯車の噛合状態を格段に確実なものとし、小歯数歯車の従動ギアに対する滑りや脱落を効果的に防止し、より円滑で信頼性に優れた作動を実現化することができるものとなる。
そして、この発明の逆転防止モータが組み込まれた電動エアソフトガンによると、新規設計の電動エアソフトガンの場合には、生産工程にて容易に組み込むことができる外、既に使用中の既存の電動エアソフトガンの場合であっても、部品として購入したこの発明の逆転防止モータを、既存の従来型のモータと交換するやり方で容易に組み込むことが可能であるから、新型の電動エアソフトガンの耐久性を高めることができる上、従来型の電動エアソフトガンの延命化やリデュース、リユースの促進ができ、廃棄される電動エアソフトガンの量を減少し、ゴミの減量化にも貢献できるものとなる。
上記したとおりの構成からなるこの発明の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
逆転防止モータは、電動エアソフトガンの発射機関部のエアコッキング動作を行う回転駆動力を発生可能とする機能を担い、駆動軸の逆転を阻止するワンウェイクラッチが一体的に組み込まれたものとしなければならず、例えば、ブラシ付きモータ、ブラシレスモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、より具体的に示すと、永久磁石界磁型DCモータ、分巻モータ、直巻モータ、他励モータ、電磁石界磁型DCモータ、表面磁石型ブラシレスDCモータ、埋込磁石型ブラシレスDCモータ、整流子型モータ、レラクタンスモータ、ヒステリシスモータ、インダクタンス型モータ、同期モータ、かご型誘導モータ、過電流モータ、巻線型誘導モータ、単相誘導モータ、誘導モータ、交流モータ、スイッチドレラクタンスモータ、VR型ステッピングモータ、PM型ステッピングモータ、ハイブリッド型ステッピングモータ、超音波モータの何れかとすることができる。
逆転防止モータの駆動軸は、逆転防止モータが発生する正回転の回転駆動力を、外部に出力する機能を分担し、駆動軸の出力端と、出力端とは反対がわとなる基端との間にロータが一体化された上、駆動軸の出力端ないし基端の何れかの箇所にワンウェイクラッチが組み込まれ、出力端に、小歯数歯車が一体化されてなるものとしなければならず、後述する実施例にも示しているように、駆動軸の基端が、後ブラケットの軸受に回転自在に支持され、駆動軸のロータよりも出力端寄りが、前ブラケットの軸受に回転自在に支持されたものとするのが望ましく、さらに、ブラシ付きDCモータとされた場合には、駆動軸の出力端ないし基端の何れかの箇所、望ましくは基端寄りに摺動接点の整流子が設けられ、後ブラケットに設けられた摺動接点のブラシが電流を供給するものとされ、前ブラケットの軸受よりもロータ寄りとなる位置にワンウェイクラッチが組み込まれたものとするのが望ましい。
逆転防止モータの駆動軸の出力端に一体化された小歯数歯車は、発射機関部に正回転の回転駆動力を伝達する機能を担い、発射機関部の入力部となる従動ギアよりも歯数が少なく設定されたものとしなければならず、より具体的には、平歯車、内歯歯車、斜歯歯車、ねじ歯車、やまば歯車、傘歯車、ベベルギア、スグバカサ歯車、マガリバカサ歯車、ゼロールカサ歯車、斜向カサ歯車、冠カサ歯車、斜歯カサ歯車、ハイポイドギア、冠歯車、ウォームギア、内接歯車、波動歯車、ピニオン、スプロケット、換言すれば、インボリュート歯形歯車、サイクロイド歯形歯車、トロコイド歯形歯車の何れかとするのが良い。
逆転防止モータのロータは、周囲に対峙するよう配されたステータとの間に、逆転防止モータに供給された電力を受けて発生する電磁力の作用によって、駆動軸を正回転方向に回転駆動する機能を担い、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて配された3個以上、複数個のステータが、ステータコイルを巻き付けられたものとされ、電力の供給を受けて電磁力を発生するよう配されたブラシレスモータの場合に、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて交互にN極の永久磁石とS極の永久磁石とが一体化されたものとすることができる外、後述する実施例にも示しているとおり、駆動軸の周囲に永久磁石からなるN極ステータとS極ステータとが等角度間隔を隔てて交互に配されたブラシ付きモータの場合に、駆動軸の周囲の周囲に等角度間隔を隔て3個以上、複数個の巻き芯部に、夫々ロータコイルが捲回されたものとされ、電力の供給を受けて電磁力を発生するものとされたものとすることができる。
逆転防止モータのステータは、供給された電力に伴い、ロータとの間に駆動軸を正回転方向に回転する駆動力を発生する機能を担い、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて交互にN極の永久磁石とS極の永久磁石とが一体化されロータを有するブラシレスモータの場合に、駆動軸の周囲に等角度間隔を隔てて配された3個以上、複数個のステータが、ステータコイルを巻き付けられたものとされ、電力の供給を受けて電磁力を発生するよう配されたものとすることができる外、後述する実施例にも示しているが、駆動軸の周囲の周囲に等角度間隔を隔て3個以上、複数個の巻き芯部に、夫々ロータコイルが捲回されたロータを有するブラシ付きモータの場合に、駆動軸の周囲に永久磁石からなるN極ステータとS極ステータとが等角度間隔を隔てて交互に配されたものとするのが良い。
逆転防止モータのハウジングは、駆動軸のロータの周囲に、適宜間隔を隔ててステータを対峙すると共に、ロータの周囲の一部または全部の何れか一方を保護し、前ブラケットと後ブラケットとを連結し、一体化する機能を分担し、ステータが一体化されたものとしなければならず、磁性素材製のものとするのが望ましく、逆転防止モータがブラシレスモータの場合に、ロータに対峙する内側にロータの回転位置を検出する例えばホール素子のようなセンサー類が設けられたものとしたり、外周壁に制御用基板が配されたものとしたりすることが可能な外、駆動軸とハウジングとの間に摺動接点が設けられたものとすることが可能であり、より具体的には、例えば、駆動軸に設けられた整流子に対して電流を供給するブラシが、ハウジングに設けられたものとすることができ、後述する実施例にも示すように、ステータと一体化されたハウジングが、ステータ間の間隙からロータの一部を露出する状態に包囲するよう配され、ハウジングの先端に前ブラケットが一体化され、ハウジングの基端に後ブラケットが一体化され、逆転防止モータの厚み寸法が最小限度に留められたものとすべきである。
逆転防止モータの後ブラケットは、駆動軸の基端を回転自在に支持する機能を分担し、ハウジングの基端が結合され、一体化されたものとなり、駆動軸の基端を回転自在に支持する軸受を有したものとすべきであって、後ブラケットにワンウェイクラッチが設けられた逆転防止モータの場合には、後ブラケットの駆動軸用の軸受を廃止し、ワンウェイクラッチが軸受の機能を兼ねたものとすることが可能であり、後述する実施例にも示している通り、逆転防止モータがブラシ付きモータの場合に、駆動軸のロータよりも基端寄りに設けられた整流子に対し、電流を供給するブラシが設けられたものとすることができる外、ロータに対峙する内側にロータの回転位置を検出するホール素子のようなセンサー類が設けられたものとしたり、外周壁に制御用基板が配されたものとしたりすることが可能である。
逆転防止モータの前ブラケットは、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する機能を分担し、ハウジングの先端が結合され、一体化されたものとなり、駆動軸のロータよりも出力端寄りを回転自在に支持する軸受を有したものとすべきであり、逆転防止モータがブラシ付きモータの場合に、駆動軸のロータよりも出力端寄りに設けられた整流子に対して、電流を供給するブラシが設けられたものとすることができる外、逆転防止モータがブラシレスモータの場を含め、ロータに対峙する内側にロータの回転位置を検出するホール素子のようなセンサー類が設けられたものとしたり、外周壁に制御用基板が配されたものとしたりすることが可能であり、前ブラケットにワンウェイクラッチが設けられた逆転防止モータの場合には、前ブラケットの駆動軸用の軸受を廃止し、ワンウェイクラッチが軸受の機能を兼ねたものとすることが可能であり、さらに、後述する実施例にも示しているように、前ブラケットの外壁に、銃本体がわのフレームや、フレーム内に納められたメカボックスなどに対して連結可能とする取付溝などの外郭形状が設けられたものとするのが望ましい。
ワンウェイクラッチは、逆転防止モータの駆動軸が、正転方向に回転する場合に空転し、駆動軸が正転方向とは逆向きに逆回転しようとする場合に、逆回転を規制して回転を停止する機能を担うものであり、同軸上の内輪(インナーレース)と外輪(アウターレース)の間で一方向のトルクを伝達する構造で、ベアリングとしての機能を持たせたものとすることが可能であり、潤滑油やグリースによって潤滑されているものとすることができ、換言すると、フリーホイールやスプラグクラッチ(Sprag clutch)、カムクラッチということができ、外歯爪車と爪との組み合わせや、内歯爪車と爪との組み合わせなどからなるものなどに代表される逆転防止機構に置き換えることが可能であり、例えば、外輪と内輪との間にスプラグ(sprag:輪留め部品)が組み込まれ、外輪に対して内輪が正転方向に回転するとスプラグは外輪と内輪との間で噛み合うことなく、内輪は駆動軸の回転力を出力可能とするよう外輪に対して空転し、駆動軸が逆転しようとする場合には、スプラグが外輪と内輪との間で噛み合い、内輪は駆動軸の回転力を出力不能とするよう外輪に対して停止し、駆動軸の回転力が出力されなくなるものであるということができる外、後述する実施例にも示してあるとおり、外輪の内周壁に刻設されている複数のカム溝に、夫々スプリングを有したコロが装着されたものとされ、内輪が、逆転防止モータの駆動軸に置き換えられたものとすることができ、また、駆動軸用の軸受を兼ねたものとすることができる。
電動エアソフトガンの銃を模したフレームは、発射機関部や間欠回転減速機構を内部に収容可能であり、実物の銃器類の外観を模した外郭形状を呈するという機能を担い、例えば、自動小銃、短機関銃、オートマチックショットガン、オートマチックピストルなどの外観を模したフレームということができ、銃器類の外観形状に応じて、左右に分割されたものや、上下に分割されたもの、前後に分割されたものなどといった様々な分割形状や開閉形状のものとすることができ、内部に発射機関部や間欠回転減速機構などの部品類を直接的に組み込み可能なものとすることができる外、生産性やメンテナンス性などを考慮すると、例えば、後述する実施例にも示すように、間欠回転減速機構などの部品類が組み込まれ、ユニット(モジュール)化されたメカボックスを、フレーム内に着脱可能に一体化するよう組み込まれた形状のものとするのが良い。
発射機関部は、逆転防止モータおよび間欠回転減速機構から伝達される駆動力を受け、装填された球状弾丸をセミオートまたはフルオートの少なくとも何れか、一方の動作で作動する機能を担うものであって、基端にピストン用の開口が設けられ、先端にバレルの基端が接続されたシリンダー、バレルの基端寄りに、球状弾丸を供給する給弾部、シリンダーの基端の開口に対し、シリンダーの基端付近から先端まで進退自在に装着されたピストン、および、ピストンの後端に、ピストンの先端をシリンダーの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングを有したものとしなければならず、セミオートとフルオートとの切り替え機構を有し、セミオートまたはフルオートの中、射手によって任意選択的に切り替えられた何れか一方の動作で作動するものとすることが可能であり、後述する実施例にも示しているように、発射機関部のピストンに対して、間欠回転減速機構の間欠出力部が接続され、間欠回転減速機構からの正回転方向の回転駆動力を受け、スプリングの前進付勢力に抗してピストンを間欠的に後退駆動するものとすべきである。
間欠回転減速機構は、逆転防止モータから出力される正回転方向の回転力を減速し、発射機関部に対し、セミオートまたはフルオートの少なくとも何れか一方の動作で伝達する機能を分担し、発射機関部に対して接続される間欠出力部、および、入力部となる従動ギアが設けられたものとしなければならず、セミオートとフルオートとの切り替え機構を有し、セミオートまたはフルオートの中、射手によって任意選択的に切り替えられた何れか一方の動作で作動するものとすることが可能であり、より具体的に示すと、発射機関部のピストンに接続される間欠出力部、および、逆転防止モータの駆動軸の小歯数歯車に噛合する従動ギアを有するものとすべきであり、さらに具体的に示すならば、後述する実施例にも示しているように、発射機関部のピストンの外周壁下部に設けられたラックに噛合する間欠出力部としての欠歯ピニオンギア、および、逆転防止モータの駆動軸のベベルギアに噛合する笠羽従動ギアを有し、笠羽従動ギアと欠歯ピニオンギアとの間に減速ギアが介在されてなるものとするのが望ましいが、逆転防止モータの駆動軸の小歯数歯車の正回転出力を、発射機関部のピストンの間欠的な後退駆動力に変換可能なものとすればよく、間欠出力部が、前後に配されたスプロケット間に巻き掛けられた無端チェーンや、前後輪に巻き掛けられた無端ベルトなどに置き換えられ、逆転防止モータの駆動軸の小歯数歯車の正回転出力を受け、発射機関部のピストンを間欠的に後退駆動可能なものとすることができる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
図面は、この発明の逆転防止モータ、およびそれを利用した電動エアソフトガンの技術的思想を具現化した代表的な幾つかの実施例を示すものである。
逆転防止モータを示す三面図である。
逆転防止モータの前ブラケットを示す斜視図である。
前ブラケットを示す平面図である。
前ブラケットを一部断面化して示す正面図である。
前ブラケットを一部断面化して示す側面図である。
前ブラケットを示す底面図である。
ワンウェイクラッチを示す正面図である。
この発明の電動エアソフトガンの内部構造を示す概念図である。
ブラシレスの逆転防止モータを示す三面図である。
ブラシレスの逆転防止モータを示す概念図である。
従来型の電動エアソフトガンを示す概念図である。
図1ないし図7に示す事例は、駆動軸4の出力端40と基端41との間にロータ5が一体化され、ロータ5の周囲に、ステータ7,7が一体化されたハウジング6,6が配され、駆動軸4のロータ5よりも出力端40寄りを回転自在に支持する前ブラケット8が、駆動軸4の出力端40に対応するハウジング6,6の先端に一体化され、駆動軸4の基端41を回転自在に支持する後ブラケット9が、駆動軸4の基端41に対応するハウジング6,6の基端に一体化され、前ブラケット8、ハウジング6,6、後ブラケット9の少なくとも何れか一に、駆動軸4の正回転方向の回転を許し、正回転方向とは逆向きとなる逆回転を阻止するワンウェイクラッチOWが組み込まれ、前ブラケット8から露出する駆動軸4の出力端40に、小歯数歯車PGが一体化されてなるものとした、この発明の逆転防止モータにおける代表的な一実施例を示すものである。
以下では、この発明の逆転防止モータ、およびそれが組み込まれた電動エアソフトガンについて示して行くこととする。
逆転防止モータMは、その外郭形状が、アサルトライフル銃を模した電動エアソフトガン1のフレーム10のグリップ12内に収まる寸法および形状に設定されたものとなっており、直線円柱状の駆動軸4の出力端40と、出力端40とは反対がわとなる基端41との間に、周方向120°毎に配された合計3個の巻き芯部に、夫々ロータコイルが捲回されたロータ5が一体化され、駆動軸4のロータ5の周囲に180°を隔てて互いに対峙するよう配され、ロータ5の軸方向の長さを超え、駆動軸4の軸長方向および対峙方向に直交する方向の外壁間寸法(厚み寸法)Dが、ロータ5の外径より僅かに大きく設定され、対峙方向の外壁が、ロータ5の外径を超えた位置に配するよう膨出する半筒形とされたN極ハウジング60およびS極ハウジング61が、N極ハウジング60の内壁にロータ5との間に僅かな間隙をもって対峙するようN極ステータ70が一体化され、S極ハウジング61の内壁にS極ステータ71が、N極ステータ70との間にロータ5を挟み、しかもロータ5との間に僅かな間隙をもって対峙するよう一体化され、駆動軸4の軸長方向およびN極ハウジング60およびS極ハウジング61の対峙方向に直交する方向となるN極ハウジング60およびS極ハウジング61の間に、ロータ5の全長に渡る外周壁の一部範囲が露出され、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の対峙方向に直交する方向の(逆転防止モータMの)厚み寸法Dが、ロータ5の外径寸法より僅かに大きな寸法に設定されたものとなっている。
前ブラケット8は、駆動軸4の軸長方向の外向きとなる前端壁中央から、内向きとなる基端壁中央に縦貫する軸孔80が、駆動軸4の外径よりも僅かに大きな内径に穿設され、軸孔80の前端には、軸受81としてのボールベアリング81が同心上に装着され、軸孔80の基端には、ワンウェイクラッチOW(NTN株式会社製)が、駆動軸4の正回転方向の回転を許し、逆回転方向の回転を阻止する向きとなり、ワンウェイクラッチOWの外輪が、しまりばめ(JIS規格)によって軸孔80に対し、同心上に配するよう組み込まれ、前ブラケット8に対してワンウェイクラッチOWの外輪が強固に一体化されたものとなっており、ワンウェイクラッチOWは、図示していないが、その外輪の内周壁に刻設された複数のカム溝に、夫々スプリングを有するコロが組み込まれ、複数個のコロに臨むよう装着された駆動軸4が、正回転方向に回転する場合には、コロがカム溝の広い位置で空転し、駆動軸4の正回転を許し、駆動軸4が、逆回転方向に回転しようとした場合には、複数個のコロがカム溝の狭い位置に噛合し、駆動軸4の逆回転を阻止するよう自動的に動作するものとされている。また、前ブラケット8に対するワンウェイクラッチOWの固定が、しまりばめ(JIS規格)によらない場合には、例えば、前ブラケット8の外周壁から軸孔80の内周壁に達するネジ孔に螺合された止めネジによって固定されたものとしたり、軸受け用高強度の嫌気性接着剤を用いた接着構造が用いられて前ブラケット8に対し、ワンウェイクラッチOWが固定されたものとしたりすることなどが可能であり、さらに、それら複数種の固定構造が組み合わせされたものとすることが可能である。
前ブラケット8は、駆動軸4の周囲に配された外周壁の駆動軸4の周囲に180°隔てた(図1中の厚み寸法D方向に直交する幅寸法W方向の)2カ所に、駆動軸4に直交する方向および駆動軸4の遠心方向に開口されたコ断面形の凹レール状とされ、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲された先端が嵌合する一対のハウジング取付溝82,82が刻設され、前ブラケット8のハウジング取付溝82,82よりも駆動軸4の出力端40寄りとなる外周壁には、電動エアソフトガン1のフレーム10に対をなして対峙するよう設けられた対峙凸条部15,15の間に、駆動軸4の軸長方向に脱抜不能に嵌合するよう、駆動軸4に直交する方向、および、駆動軸4の遠心方向に開口された凹レール状の角凹溝83,83が一対刻設され、前ブラケット8のハウジング取付溝82,82および角凹溝83,83よりも駆動軸4の出力端40寄りとなる外周壁に、角凹溝83,83と平行するよう配され、電動エアソフトガン1のフレーム10に螺着されたネジ16,16または柱状部品16,16の何れか一方が嵌合するよう、駆動軸4に直交する方向、および、駆動軸4の遠心方向に開口された凹レール状のR凹溝84,84が一対刻設され、前ブラケット8の駆動軸4の周囲となる前端壁からハウジング取付溝82,82を経て基端壁に至る四隅に、駆動軸4の軸長方向に縦貫した合計4コのネジ孔85,85,……が穿設されており、前ブラケット8のネジ孔85,85,……に螺着された芋ネジ86,86,……が、ハウジング取付溝82,82に嵌合されたN極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲され先端の肉厚方向に貫通し、前ブラケット8に対し、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の先端が、強固に一体化されたものであり、前ブラケット8の軸孔80には、駆動軸4の出力端40が、ワンウェイクラッチOWおよび軸受81を貫くように装着されている。
後ブラケット9は、内向きとなる前端壁中央から外向きとなる基端壁中央に縦貫する軸孔90が、駆動軸4の外径よりも僅かに大きな内径に穿設され、軸孔90の基端には、軸受91としてのボールベアリング91が同心上に装着され、ボールベアリング91の内輪に、駆動軸4の基端41が回転自在に装着されており、後ブラケット9の駆動軸4の基端寄りの周囲に配された外周壁の駆動軸4の周囲に180°隔てた(図1の幅寸法W方向の)2カ所に、駆動軸4に直交する方向(図1の厚み寸法D方向)、および、駆動軸4の遠心方向(図1の幅寸法W方向)に開口されたコ断面形の凹レール状とされ、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲された基端が嵌合する一対のハウジング取付溝93,93が刻設され、後ブラケット9の、駆動軸4の周囲となる基端壁からハウジング取付溝93,93を経て前端壁に至る四隅に、駆動軸4の軸長方向に縦貫した合計4コのネジ孔94,94,……が穿設されている。
後ブラケット9の外向きとなる基端壁の軸孔90から、駆動軸4の周壁に整流子(コミュテータ)S0が設けられた基端41が突出し、後ブラケット9の基端壁の中央には、整流子S0が設けられた基端41を包囲する筒状部92が立設され、筒状部92の基部には、図1の幅寸法W方向に直交するよう(駆動軸4の回りに180°隔てた)接点口が開口され、後ブラケット9の基端壁の図1の筒状部92を挟み幅寸法W方向となる両側には、陰極、正極の一対をなす電極板S2,S2が、整流子S0に臨むよう貫通する一対のトンネル状装着路S3,S3を有したものとして配され、一対のトンネル状装着路S3,S3には、夫々ブラシS1,S1が、整流子S0を挟み込む方向(駆動軸4の求心方向)に向けて進退自在に装着されている。
後ブラケット9の、合計4コのネジ孔94,94,……の中、基端壁の整流子S0に交差する対角線上に配された一対(2コ)のネジ孔94,94に螺着されたナベネジ95,95が、夫々直近のブラシS1,S1から延伸されたハーネスS4,S4の接続端子、および電極板S2,S2を共締めし、別の2個のネジ孔94,94に螺着された平ネジ96、96が、ブラシS1,S1を整流子S0に向けて弾性的に押し当てるスプリングS5,S5を支持すると共に電極板S2,S2を共締めし、さらに、後ブラケット9の合計4コのネジ孔94,94,……に螺着されたナベネジ95,95および平ネジ96、96が、ハウジング取付溝93,93に嵌合されたN極ハウジング60およびS極ハウジング61の内向きに折曲され基端の肉厚方向に貫通し、後ブラケット9に対し、N極ハウジング60およびS極ハウジング61の基端が、強固に一体化されており、前ブラケット8から突出された駆動軸4の出力端40に、小歯数歯車PGとしてのベベルギアPGが一体化されたものとなっている。
この発明の逆転防止モータMは、図9や図10などに示すように、ロータ5に駆動軸4の周囲にN極とS極とを交互に配した永久磁石が設けられ、ロータ5の周囲に120°置き毎に配されたハウジング6の内周壁に、ステータコイルが捲回された、例えば3個のステータ7,7,7が設けられるようにし、各ステータ7,7,7間に配された回転センサーRS,RS,RSの検知信号を受けて電力供給を自動制御する制御基板CBが設けられてなるブラシレスモータM0や、その他のステップモータ、サーボモータなどとすることができる。
(実施例1の作用・効果)
以上のとおりの構成からなるこの発明の逆転防止モータMは、図1および図8に示すように、厚み寸法Dが、ロータ5の外径よりも僅かに大きく設定されたものとしてあることから、電動エアソフトガン1のグリップ12内に支障なく収容することが可能となり、しかもN極ハウジング60、N極ステータ70およびS極ハウジング61、S極ステータ71が、幅寸法方向Wの方向に配されたものとなっていることから、ハウジングが円柱形のモータに比較し、よりコンパクト化および高出力化が可能となり、格段に安定した駆動性能を達成することができる。
前ブラケット8に、ボールベアリング81とワンウェイクラッチOWとが直列状に内蔵されたものとされ、後ブラケット9にボールベアリング91が設けられたものとなっているから、駆動軸4の正回転方向の駆動力をより安定したものとすることができ、両端がわのボールベアリング81,91が、ワンウェイクラッチOWの軸受け負担を軽減し、ワンウェイクラッチOWの耐久寿命をより延命化するものとなる。
この発明の逆転防止モータMが組み込まれた電動エアソフトガン1は、グリップ12、ハンドガード13、ストック14などを有する銃を模したフレーム10を有し、フレーム10の、銃の機関部に相当する内部位置には、発射機関部2のシリンダーCの下部に一体化され、内部に間欠回転減速機構3が納められたメカボックス11が組み込まれ、メカボックス11の後方下部に一体化され、フレーム10のグリップ12内に納まるよう組み込まれた前記実施例1記載の逆転防止モータMの出力端40の小歯数歯車PGとしてのベベルギアPGが、間欠回転減速機構3の入力部に噛合されたものとなっている。
発射機関部2は、基端にピストンP用の開口が設けられ、先端にバレルBAの基端が接続されたシリンダーCを有し、バレルBAの基端寄りに、間欠回転減速機構3に連動して球状弾丸BBを自動的に供給する給弾部Fが設けられ、給弾部Fには、下方や側方などからマガジンMGが着脱自在に接続されるものとされ、シリンダーCの基端の開口に対し、ピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近から先端まで進退自在に装着され、ピストンPの間欠回転減速機構3に臨む下方外周壁には、ピストンPの進退方向に沿ってラックRCが設けられ、ピストンPの後端には、ピストンPの先端をシリンダーCの先端まで前進するよう弾性的に付勢するスプリングSPが装着されている。
間欠回転減速機構3は、逆転防止モータMの出力端40のベベルギアPGに臨むメカボックス11内の下方位置から、ピストンPのラックRCに臨むメカボックス11内の上方位置に掛けて、入力部としての従動ギア30、減速ギア31および間欠出力部としての欠歯ピニオンギア32が、互いに連なるよう噛合され、逆転防止モータMの出力端40のベベルギアPGが正回転方向に回転すると、図8中の実線矢印に示すように、欠歯ピニオンギア32が、ピストンPに対し、ピストンPを後方(ストック14がわ)に向けて後退するよう動力伝達するものとされている。
逆転防止モータMは、前ブラケット8の一対の角凹溝83,83が、電動エアソフトガン1のフレーム10内のメカボックス11の後方下部に設けられた対峙凸条部15,15の間に、駆動軸4の軸長方向に脱抜不能に嵌合されると共に、逆転防止モータMの前ブラケット8の一対のR凹溝84,84が、電動エアソフトガン1のフレーム11内のメカボックス11の後方下部に立設された一対のネジ16,16(または柱状部品16,16の何れか一方)に嵌合され、電動エアソフトガン1のフレーム11および、フレーム10内のメカボックス11に対し、逆転防止モータ1が前ブラケット8を介して着脱可能に組み込まれ、間欠回転減速機構3の入力部30となる従動ギア30に、逆転防止モータMの小歯数歯車PGとしてのベベルギアPGが噛合され、逆転防止モータMの正回転で、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPが後退され、逆転防止モータMの回転に拘わらず、ピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退すると後退駆動力の伝達が中断され、ピストンPの先端が、スプリングSPの前進付勢力を受けてシリンダーCの先端まで、図8中の破線矢印に示す方向に前進すると、シリンダーC内に圧縮された空気が、バレルBAに送り込まれ、バレルBA内に装填されている球状弾丸BBが1発発射され、続いて、スプリングSPの前進付勢力に抗してピストンPの先端が、シリンダーCの基端付近に後退するよう後退駆動力を伝達すると共に、給弾部Fが球状弾丸BBを1発バレルBA内に装填するという循環過程を繰り返し可能とする逆転防止モータMが、銃を模したフレーム10内に組み込まれてなるものである。
(実施例2の作用・効果)
この発明の逆転防止モータMが組み込まれた電動エアソフトガン1は、図8に示すように、逆転防止モータMの前ブラケット8の角凹溝83,83が、メカボックス11の後方下部に設けられた対峙凸条部15,15間に挟み込まれるよう嵌合され、さらに、前ブラケット8のR凹溝84,84にメカボックス11の後方下部に螺着されたネジ16,16(または柱状部品16,16)の何れか一方に挟み込まれるよう嵌合されたものとなっているから、間欠回転減速機構3の従動ギア30に対する駆動軸4の出力端40のベベルギアPGの噛合状態を、より確実なものとし、従動ギア30、ベベルギアPG間の滑りや脱落に起因する摩耗や破損を効果的に防止することができるものとなる。
(結 び)
叙述の如く、この発明の逆転防止モータ、およびそれが組み込まれた電動エアソフトガンは、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、従前からのモータ技術および電動エアソフトガン技術に比較して大幅に耐久強度を高め、軽量且つ低廉化して遥かに経済的なものとすることができる上、組み込み構造を大幅に改善し、製造およびメンテナンスの作業性を向上するものとなることから、従来型の改良および新型の開発を進める電動エアソフトガン業界はもとよりのこと、既存の電動エアソフトガンの耐久性能を高め、より経済的に利用したいと希望する愛好家や多くの関係者間においても高く評価されることとなり、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
1 電動エアソフトガン
10 同 銃を模したフレーム
11 同 メカボックス
12 同 グリップ
13 同 ハンドガード
14 同 ストック
15 同 対峙凸条部
16 同 ネジ(または柱状部品)
2 発射機関部
BA 同 バレル
F 同 給弾部
BB 同 球状弾丸
MG 同 マガジン
C 同 シリンダー
P 同 ピストン
RC 同 ラック
SP 同 スプリング
3 間欠回転減速機構
30 同 従動ギア(入力部、笠羽従動歯車)
31 同 減速ギア
32 同 欠歯ピニオンギア(間欠出力部)
33 同 逆転防止ラッチ
T 同 トリガー
SB 同 スイッチボックス(スイッチアセンブリ)
M 逆転防止モータ
M0 ブラシレスモータ
D 同 厚み寸法
W 同 幅寸法
CB 同 制御基板
RS 同 回転センサー
4 駆動軸
40 同 出力端
41 同 基端
5 ロータ(巻き芯部、ロータコイル)
PG 同 ベベルギア(小歯数歯車)
S 摺動接点(スリップリング)
S0 同 整流子(コミュテータ)
S1 同 ブラシ
S2 同 電極板
S3 同 装着路
S4 同 ハーネス
S5 同 スプリング
6 ハウジング(ヨーク)
60 同 N極ハウジング
61 同 S極ハウジング
7 ステータ
70 同 N極ステータ
71 同 S極ステータ
8 前ブラケット
80 同 軸孔
81 同 ボールベアリング(軸受)
82 同 ハウジング取付溝
83 同 角凹溝
84 同 R凹溝
85 同 ネジ孔
86 同 芋ネジ
OW ワンウェイクラッチ
9 後ブラケット
90 同 軸孔
91 同 ボールベアリング(軸受)
92 同 筒状部
93 同 ハウジング取付溝
94 同 ネジ孔
95 同 ナベネジ
96 同 平ネジ
DM DCモータ