JP3615502B2 - エンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構に係り、特に無線操縦により前進動作と後進動作相互間での滑らかな移行を実現するための機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンを搭載した玩具車両において、前進走行に加えて後進走行も可能とするためには、正転及び逆転の切り替え時にクラッチが瞬時に噛み合うことによる回転伝達機構に掛かる大きな負荷を解消する必要がある。
【０００３】
これを解消するため特開平９−２８５６４９号では、クラッチ板の両側に互いに逆方向に回転する前進ギア及び後進ギアを配し、各ギアの前面に円周状の溝と、該溝に直交する方向に形成された係止部材嵌込穴と、係止部材嵌込穴に嵌め込まれた金属製の係止部材とを備える構造を提案している。しかしこのような構造ではブレーキ機能を設けることが困難であり、仮にブレーキ機能を設けたとしても前進ギア及び後進ギアの各々で作動する機構にする必要があるため、構造が極めて複雑になることが予想される。
【０００４】
また前進走行に加えて後進走行も可能とする他の構造として、特公平５―７０４７９号に開示されているように、エンジンの回転力を歯車を介して回転駆動軸に伝達する２つのクラッチ手段を備え、一方のクラッチ手段の回転円板をブレーキ部材によって抑えるとともに、他方のクラッチ手段の回転円板のブレーキ手段を開放することによって、回転駆動軸を正逆転できるようにしたものがある。しかしこのような方法では構造が複雑であるため、コスト高になりがちであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、比較的簡単な構造により、前進動作と後進動作相互間での滑らかな移行を実現するエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載のエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構は、玩具車両の動力伝達機構において、エンジンの回転駆動力を伝達可能な入力軸と、玩具車両の駆動輪に回転駆動力を伝達可能な出力軸と、前記入力軸に固定されている第１ギアと、前記入力軸に対してクラッチ機構を介して接続可能であり、前記クラッチ機構の接続解除時にはエンジンによる入力の回転方向には入力軸の自由回転を許容するが、その反対方向には入力軸との相対的な回転を許容しないワンウェイクラッチを介して入力軸に設けられる第２ギアと、前記第２ギアの回転を規制するブレーキ機構と、前記出力軸の周囲に設けられ、前記第１ギアと歯合している第３ギアと、前記出力軸の周囲に設けられ、前記第２ギアと歯合している第４ギアと、前記出力軸に固定されている第１ベベルギアと、前記出力軸に前記第１ベベルギアと対向して自由状態で設けられ、前記第３ギアに対して固定されている第２ベベルギアと、前記第１ベベルギアと第２ベベルギアの両方に歯合し、前記第４ギアに対して定位置に設けられる第３ベベルギアとを備え、前記第１ギア及び第３ギア間のギア比が前記第２ギア及び第４ギア間のギア比と同じであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の前進モードでは、入力軸の回転に伴い、第１ギアが回転し第３ギアを回転駆動させる。また入力時の回転によりクラッチ機構が接続して第２ギアが回転し第４ギアを回転駆動させる。ここで第１ギア及び第３ギア間のギア比が第２ギア及び第４ギア間のギア比と同じであるため、第３ギアと第４ギアとが同期回転して車輪が前進方向に回転するように出力軸が駆動する。
【０００８】
また後進モードではクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。クラッチ機構が切られているため、第２ギア及びこれに歯合する第４ギアは駆動せず、第１ギアの回転により駆動した第３ギアが第１〜第３ベベルギアを介して出力軸を前進モードとは反対方向へ回転させて、車輪が後進方向に回転するようになる。
【０００９】
更にブレーキモードでもクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。車輪の回転は出力軸を回転させるが、第４ギアは固定状態であるため、第１〜第３ベベルギアを介して第３ギアを出力軸と逆方向に回転させる。これにより第１ギアを介して入力軸がワンウェイベアリングのロック作用方向に回転しようとするが、ブレーキ機構によって第２ギアの回転は規制されているため、出力軸即ち車輪のブレーキ作用として機能する。
【００１０】
本発明ではこのようにベベルギアを採用することにより、比較的簡単な構造でエンジンを備えた玩具車両で後進を実現することができるとともに、ブレーキを効かすことも可能となる。
【００１１】
また、本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記クラッチ機構は、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードにするように操作したときに接続し、後進モードにするように操作したときに接続が解除されることを特徴とするものである。本発明によれば、スロットル・トリガーを各モードにおいて動作させるだけでクラッチ機構を接続したり、接続解除したりすることができる。
【００１２】
また、本願請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記ブレーキ機構は、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードにするように操作したときにはブレーキ動作が作動せず、後進モードにするように操作したときにはブレーキ動作が作動することを特徴とするものである。本発明によれば、スロットル・トリガーを各モードにおいて動作させるだけでブレーキ機構の作動と作動解除を行うことができる。
【００１３】
また、本願請求項４に記載の発明は、請求項２〜３のいずれかにおいて、前記クラッチ機構は、クラッチハウジングと、クラッチハウジング内に収納されており外側へ移行したときに外周面がクラッチハウジングの内面と摩擦当接可能であり、前記入力軸の軸線方向に延びる爪を各々有する複数のクラッチシューと、前記入力軸に固定され、前記複数のクラッチシューの間に位置し、前記入力軸の回転によりカム作用により前記クラッチシューをクラッチハウジングの内面に摩擦当接させるように移動させるクラッチカムと、前記爪の数に応じて爪規制溝を有し、前記爪規制溝内に前記爪が受け入れられることを解除して前記クラッチシューが前記クラッチハウジングの内面と摩擦当接可能とする第１位置と、前記爪規制溝内に前記爪を受け入れて前記クラッチシューが前記クラッチハウジングの内面と摩擦当接するように移動することを規制する第２位置との間で移動可能なシフトリングとを備え、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードになるように操作したときに前記シフトリングが前記第１位置に移行し、後進モードになるように操作したときに前記シフトリングが前記第２位置に移行することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、スロットル・トリガーの操作だけにより、シフトリングが入力軸の軸線方向に移動してクラッチシューがクラッチハウジング内面へ摩擦当接する作用を規制したり、規制を解除したりすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構１及び該機構が遠心クラッチ４を介してエンジンＥに接続している様子であり、この動力伝達機構１は、遠心クラッチ４及びその後の適宜のギア列を介してエンジンＥの動力を伝達可能な入力軸３と、図示しない駆動輪に接続可能な出力軸５とを備えている。
【００１６】
入力軸３の先端はハウジング７内部に設けられたベアリング９に回転可能に支持されている。入力軸３の途中には第１ギアに相当するピニオンギア８が固定され、ピニオンギア８に隣接してクラッチハウジング１１が設けられている。クラッチハウジング１１のピニオンギア８側には第２ギアに相当するギア１３が形成されており、その内側には入力軸３との間にワンウェイベアリング１５が設けられている。ワンウェイベアリング１５は、ピニオンギア８側から見て入力軸３がクラッチハウジング１１に対して相対的に時計回り方向に回転することは許容するが、反時計回り方向の回転は許容しない。
【００１７】
クラッチハウジング１１の内部には２つのクラッチシュー１７が収納されており、またクラッチハウジング１１を閉鎖するようにクラッチカム保持部材１９が設けられている。クラッチカム保持部材１９の中央にはクラッチカム２１が保持されており、クラッチカム２１はピン２２と係合することにより入力軸３に固定されている。クラッチカム２１は２つのクラッチシュー１７間に位置しており、入力軸３が回転するとき、クラッチカム２１のカム作用によりクラッチシュー１７を外側へ付勢してクラッチハウジング１１の内面に摩擦当接させることができる。
【００１８】
クラッチハウジング１１の外周面には６つの突起部２３が形成されており、該突起部２３と対応する位置に凹部を有するブレーキディスク２５が、突起部２３に係合するようにしてクラッチハウジング１１の周囲に設けられている。ブレーキディスク２５の一部はハウジング７に設けられる２枚のブレーキパッド２７の間にあり、ブレーキパッド２５の一方に隣接して設けられるカム機構（図示せず）を備えた回転軸２９が回転することにより、ブレーキディスク２５は２枚のブレーキパッド２７により強く挟持されてブレーキ作用が発揮される。
【００１９】
回転軸２９には図示しない回転駆動機構が接続されており、使用者がスロットル・トリガーを後述するブレーキモード乃至後進モードになるように操作したときに無線により回転駆動機構が駆動して回転軸２９を回転させ、上記ブレーキ作用が発揮されるようになっている。
【００２０】
クラッチカム保持部材１９には、円盤部３１と、円盤部３１の中央から入力軸３の延びる方向へ突出した突出部３３とが形成されている。円盤部３１には点対称の位置に２つの切り欠き３５が形成されており、突出部３３には放射状に４つの係止片３７が形成されている。
【００２１】
クラッチカム保持部材１９に隣接する位置にはシフトリング３９が設けられており、シフトリング３９にはクラッチカム保持部材１９における４つの係止片３７に対応する位置に４つの溝４１が放射状に形成されている。またシフトリング３９には２つずつの溝４１の間に爪規制溝４３が形成されている。シフトリング３９は、その４つの溝４１がクラッチカム保持部材１９における４つの係止片３７に嵌まり込むことで、クラッチカム保持部材１９に対して回転方向の動きを規制された状態で、入力軸３の延びる方向にスライド可能に係合している。
【００２２】
一方上述した２つのクラッチシュー１７には各々、クラッチハウジング１１から入力軸方向へ突出するように爪４５が形成されており、該爪４５は円盤部３１の切り欠き３５を貫通してクラッチハウジング１１のシフトリング３９側へ延びている。シフトリング３９における爪規制溝４３は、該爪４５の位置に整合して形成されている。
【００２３】
シフトリング３９の外周には外周溝４７が形成されており、外周溝４７には側方からスライドフォーク４９が係合している。スライドフォーク４９は入力軸３の軸線方向にスライド可能であり、スライドフォーク４９がクラッチハウジング１１に近づく側に移動したとき、爪４５が爪規制溝４３内に入ることで２つのクラッチシュー１７が外側へ拡がるように移動することが規制され、一方スライドフォーク４９がクラッチハウジング１１から遠ざかる側に移動したとき、爪４５が爪規制溝４３から外れてクラッチシュー１７がクラッチハウジング１１の内面に係合することが可能となる。
【００２４】
スライドフォーク４９には鉤状係止部５０が形成されており、鉤状係止部５０は図示しないスライド駆動機構に接続されている。使用者がスロットル・トリガーを後述する前進モードになるように操作したとき、無線によりスライド駆動機構が駆動して鉤状係止部５０、そしてスライドフォーク４９をクラッチハウジング１１から離れる方向へ移動させるため、クラッチシュー１７がクラッチハウジング１１の内面に係合することが可能となる。使用者がスロットル・トリガーを後進モードになるように操作したときには、スライドフォーク４９がクラッチハウジング１１側へ移行し、爪４５が爪規制溝４３内に入ることでクラッチが切れた状態となる。
【００２５】
次に出力軸５側の構造について説明する。出力軸５には上記ピニオンギア８と歯合し第３ギアに相当するドライブスパー５１が設けられ、ドライブスパー５１に隣接した位置には、クラッチハウジング１１におけるギア１３と歯合し第４ギアに相当するリバースギアキャリア５３が設けられている。ピニオンギア８とドライブスパー５１とのギア比は、クラッチハウジング１１のギア１３とリバースギアキャリア５３とのギア比に等しく設定されている。
【００２６】
リバースギアキャリア５３の内部には第１ベベルギア５５が設けられ、これに対向して第２部ベベルギア５７が設けられている。第２ベベルギア５７はピン５９によって出力軸５に対して固定されている。また第１ベベルギア５５と第２ベベルギア５７との間には、これら両者に歯合する３つの第３ベベルギア６１が設けられている。
【００２７】
本発明のエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構１は以上のような構成を備えるものであり、以下その作動について説明する。
＜前進モード＞
前進モードでは、遠心クラッチ４が接続状態にあり、またブレーキディスク２５はブレーキパッド２７により挟持されておらず、従ってブレーキは掛かっていない。また図５（ｂ）に示すようにシフトリング３９は爪４５から離れる位置にあり、従ってクラッチカム２１が回転したとき、クラッチシュー１７はカム作用により外側へ移動可能な状態にある。
【００２８】
このような状態で図６に示すようにスロットル・トリガー（図示せず）を前進Ｆ側（図６（ａ）参照）へ引くと、スロットル・トリガーの引き具合に応じてスロットルの開度が上がり、エンジン出力が高まる。
【００２９】
エンジンの駆動により入力軸３が回転すると、入力軸３に固定されているピニオンギア８が回転し、これに伴いドライブスパー５１が回転する。また入力軸３の回転によりクラッチカム２１がカム作用によりクラッチシュー１７を外側へ付勢するため、クラッチシュー１７の外周面がクラッチハウジング１１に摩擦当接し、入力軸３の回転駆動をクラッチハウジング１１に伝える（図６の（ｆ）参照）。そしてクラッチハウジング１１のギア１３に歯合するリバースギアキャリア５３を回転させる。尚前進モードでは、ワンウェイベアリング１５は、クラッチハウジング１１を入力軸３に対して自由回転を許容するように作用している。
【００３０】
ピニオンギア８とドライブスパー５１とのギア比は、クラッチハウジング１１のギア１３とリバースギアキャリア５３とのギア比と同じであるため、ドライブスパー５１とリバースギアキャリア５３とは同期して回転する。その結果、出力軸５を図１の矢印Ａで示す方向に回転させることができ、これにより玩具車両のタイヤ（図示せず）を前進方向に駆動させることができる。
＜後進モード＞
後進モードでは、遠心クラッチ４が接続状態にあり、またブレーキディスク２５がブレーキパッド２７により挟持されることによりブレーキが掛けられる（図６（ｄ）参照）。また図５（ａ）に示すようにシフトリング３９は爪４５側に移動し、シフトリング３９の２つの切り欠き３５内に爪４５が入り込むことにより、クラッチシュー１７は外側へ移動不可能な状態にある。
【００３１】
このような状態でスロットル・トリガーを後進Ｂ側（図６（ａ）参照）へ移行させると、前進モード同様にピニオンギア８が回転し、これに伴いドライブスパー５１が回転する。
【００３２】
一方、クラッチシュー１７は外側への移動ができないため、クラッチが切れた状態となり（図６（ｆ）参照）、入力軸３の回転駆動はクラッチハウジング１１には伝達されない。またブレーキディスク２５にブレーキが掛けられていることで、ブレーキディスク２５と係合しているクラッチハウジング１１は固定状態にあるため、クラッチハウジング１１のギア１３と歯合しているリバースギアキャリア５３も固定状態にある。従って入力軸３からの駆動力は専らドライブスパー５１を介して出力軸５側へ伝達される。
【００３３】
リバースギアキャリア５３が固定された状態でドライブスパー５１が回転すると、出力軸５に固定されている第２ベベルギア５７の回転方向が第１ベベルギア５５の回転方向とは逆方向になるため、出力軸５は図１の矢印Ｂで示す方向に回転するようになる（図６（ｃ）においてミッション出力軸回転数が負側に位置することを参照）。これにより玩具車両のタイヤ（図示せず）を後進方向に駆動させることができる。
＜ブレーキモード＞
ブレーキモードは図６（ａ）に示すようにスロットル・トリガーがＮ（ニュートラル）の位置の後進側直後に位置するときのモードであり、前進モードと後進モードとの切り替え途中に存在する。スロットル・トリガーに負荷が掛かっていないときには、バネ作用によりスロットル・トリガーは自動的にＮの位置に戻ろうとする傾向にあり、玩具車両の走行中にスロットル・トリガーがＮの位置に移行すると自動的にブレーキモードとなる。ブレーキモードでは、遠心クラッチ４が切れた状態にあるため、エンジンＥの駆動力は入力軸３には伝達されす、入力軸３は自由状態にある。
【００３４】
図６（ｄ）に示すように、スロットル・トリガーがニュートラルの位置から後進モード側に移行するに従って、ブレーキディスク２５がブレーキパッド２７により挟持される度合いが強くなりブレーキが掛けられた状態となり、またクラッチの圧着力も次第に減少する（図６（ｆ）参照）。ブレーキモードではスロットル開度がゼロになり（図６（ｂ）参照）、エンジンから入力軸３への駆動伝達が切られるので入力軸３は自由状態となる。またブレーキディスク２５の回転が規制されているため、リバースギアキャリア５３は回転できない状態にある。
【００３５】
玩具車両が走行中にブレーキモードにあるとき、リバースギアキャリア５３は回転できないため、例えば前進時に玩具車両のタイヤの回転により図１の矢印Ａで示す方向に回転している出力軸５は、第２ベベルギア５７、第３ベベルギア６１、第１ベベルギア５５を介してドライブスパー５１を出力軸５の回転方向と逆方向に回転させる。
【００３６】
ドライブスパー５１はピニオンギア８を介して入力軸３を回転させようとするが、このときの入力軸３の回転方向は、ワンウェイベアリング１５の作用により入力軸３に対してクラッチハウジング１１が回転できない方向であるため、クラッチハウジング１１も一緒に回転させようとする力が作用する。ところがブレーキディスク２５の回転が規制されているため、クラッチハウジング１１は回転することが規制されており、その結果出力軸５の回転、即ち車輪の回転を制動させることになる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の前進モードでは、入力軸の回転に伴い、第１ギアが回転し第３ギアを回転駆動させる。また入力時の回転によりクラッチ機構が接続して第２ギアが回転し第４ギアを回転駆動させる。ここで第１ギア及び第３ギア間のギア比が第２ギア及び第４ギア間のギア比と同じであるため、第３ギアと第４ギアとが同期回転して車輪が前進方向に回転するように出力軸が駆動する。
【００３８】
また後進モードではクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。クラッチ機構が切られているため、第２ギア及びこれに歯合する第４ギアは駆動せず、第１ギアの回転により駆動した第３ギアが第１〜第３ベベルギアを介して出力軸を車輪が後進方向に回転するように駆動させる。
【００３９】
更にブレーキモードでもクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。車輪の回転は出力軸を回転させるが、第４ギアは固定状態であるため、第１〜第３ベベルギアを介して第３ギアを出力軸と逆方向に回転させる。これにより第１ギアを介して入力軸がワンウェイベアリングのロック作用方向に回転しようとするが、ブレーキ機構によって第２ギアの回転は規制されているため、出力軸即ち車輪のブレーキ作用として機能する。
【００４０】
本発明ではこのようにベベルギアを採用することにより、比較的簡単な構造でエンジンを備えた玩具車両で後進を実現することができるとともに、ブレーキを効かすことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構及び該機構が遠心クラッチを介してエンジンに接続している様子を示す側断面図である。
【図２】動力伝達機構をハウジングを除いた状態で示す斜視図である。
【図３】動力伝達機構のクラッチ機構及び第１〜第３ベベルギアを示す斜視図である。
【図４】入力軸に設けられる部材を示す分解斜視図である。
【図５】クラッチの切れた状態と圧着状態とを示す側断面図である。
【図６】スロットル・トリガーと、ブレーキの作動状態、クラッチの作動状態等との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 玩具車両の動力伝達機構
３ 入力軸
４ 遠心クラッチ
５ 出力軸
７ ハウジング
８ ピニオンギア
９ ベアリング
１１ クラッチハウジング
１３ ギア
１５ ワンウェイベアリング
１７ クラッチシュー
１９ クラッチカム保持部材
２１ クラッチカム
２２ ピン
２３ 突起部
２５ ブレーキディスク
２７ ブレーキパッド
２９ 回転軸
３１ 円盤部
３３ 突出部
３５ 切り欠き
３７ 係止片
３９ シフトリング
４１ 溝
４３ 爪規制溝
４５ 爪
４７ 外周溝
４９ スライドフォーク
５０ 鉤状係止部
５１ ドライブスパー
５３ リバースギアキャリア
５５ 第１ベベルギア
５７ 第２ベベルギア
５９ ピン
６１ 第３ベベルギア
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構に係り、特に無線操縦により前進動作と後進動作相互間での滑らかな移行を実現するための機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンを搭載した玩具車両において、前進走行に加えて後進走行も可能とするためには、正転及び逆転の切り替え時にクラッチが瞬時に噛み合うことによる回転伝達機構に掛かる大きな負荷を解消する必要がある。
【０００３】
これを解消するため特開平９−２８５６４９号では、クラッチ板の両側に互いに逆方向に回転する前進ギア及び後進ギアを配し、各ギアの前面に円周状の溝と、該溝に直交する方向に形成された係止部材嵌込穴と、係止部材嵌込穴に嵌め込まれた金属製の係止部材とを備える構造を提案している。しかしこのような構造ではブレーキ機能を設けることが困難であり、仮にブレーキ機能を設けたとしても前進ギア及び後進ギアの各々で作動する機構にする必要があるため、構造が極めて複雑になることが予想される。
【０００４】
また前進走行に加えて後進走行も可能とする他の構造として、特公平５―７０４７９号に開示されているように、エンジンの回転力を歯車を介して回転駆動軸に伝達する２つのクラッチ手段を備え、一方のクラッチ手段の回転円板をブレーキ部材によって抑えるとともに、他方のクラッチ手段の回転円板のブレーキ手段を開放することによって、回転駆動軸を正逆転できるようにしたものがある。しかしこのような方法では構造が複雑であるため、コスト高になりがちであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、比較的簡単な構造により、前進動作と後進動作相互間での滑らかな移行を実現するエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載のエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構は、玩具車両の動力伝達機構において、エンジンの回転駆動力を伝達可能な入力軸と、玩具車両の駆動輪に回転駆動力を伝達可能な出力軸と、前記入力軸に固定されている第１ギアと、前記入力軸に対してクラッチ機構を介して接続可能であり、前記クラッチ機構の接続解除時にはエンジンによる入力の回転方向には入力軸の自由回転を許容するが、その反対方向には入力軸との相対的な回転を許容しないワンウェイクラッチを介して入力軸に設けられる第２ギアと、前記第２ギアの回転を規制するブレーキ機構と、前記出力軸の周囲に設けられ、前記第１ギアと歯合している第３ギアと、前記出力軸の周囲に設けられ、前記第２ギアと歯合している第４ギアと、前記出力軸に固定されている第１ベベルギアと、前記出力軸に前記第１ベベルギアと対向して自由状態で設けられ、前記第３ギアに対して固定されている第２ベベルギアと、前記第１ベベルギアと第２ベベルギアの両方に歯合し、前記第４ギアに対して定位置に設けられる第３ベベルギアとを備え、前記第１ギア及び第３ギア間のギア比が前記第２ギア及び第４ギア間のギア比と同じであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の前進モードでは、入力軸の回転に伴い、第１ギアが回転し第３ギアを回転駆動させる。また入力時の回転によりクラッチ機構が接続して第２ギアが回転し第４ギアを回転駆動させる。ここで第１ギア及び第３ギア間のギア比が第２ギア及び第４ギア間のギア比と同じであるため、第３ギアと第４ギアとが同期回転して車輪が前進方向に回転するように出力軸が駆動する。
【０００８】
また後進モードではクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。クラッチ機構が切られているため、第２ギア及びこれに歯合する第４ギアは駆動せず、第１ギアの回転により駆動した第３ギアが第１〜第３ベベルギアを介して出力軸を前進モードとは反対方向へ回転させて、車輪が後進方向に回転するようになる。
【０００９】
更にブレーキモードでもクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。車輪の回転は出力軸を回転させるが、第４ギアは固定状態であるため、第１〜第３ベベルギアを介して第３ギアを出力軸と逆方向に回転させる。これにより第１ギアを介して入力軸がワンウェイベアリングのロック作用方向に回転しようとするが、ブレーキ機構によって第２ギアの回転は規制されているため、出力軸即ち車輪のブレーキ作用として機能する。
【００１０】
本発明ではこのようにベベルギアを採用することにより、比較的簡単な構造でエンジンを備えた玩具車両で後進を実現することができるとともに、ブレーキを効かすことも可能となる。
【００１１】
また、本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記クラッチ機構は、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードにするように操作したときに接続し、後進モードにするように操作したときに接続が解除されることを特徴とするものである。本発明によれば、スロットル・トリガーを各モードにおいて動作させるだけでクラッチ機構を接続したり、接続解除したりすることができる。
【００１２】
また、本願請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記ブレーキ機構は、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードにするように操作したときにはブレーキ動作が作動せず、後進モードにするように操作したときにはブレーキ動作が作動することを特徴とするものである。本発明によれば、スロットル・トリガーを各モードにおいて動作させるだけでブレーキ機構の作動と作動解除を行うことができる。
【００１３】
また、本願請求項４に記載の発明は、請求項２〜３のいずれかにおいて、前記クラッチ機構は、クラッチハウジングと、クラッチハウジング内に収納されており外側へ移行したときに外周面がクラッチハウジングの内面と摩擦当接可能であり、前記入力軸の軸線方向に延びる爪を各々有する複数のクラッチシューと、前記入力軸に固定され、前記複数のクラッチシューの間に位置し、前記入力軸の回転によりカム作用により前記クラッチシューをクラッチハウジングの内面に摩擦当接させるように移動させるクラッチカムと、前記爪の数に応じて爪規制溝を有し、前記爪規制溝内に前記爪が受け入れられることを解除して前記クラッチシューが前記クラッチハウジングの内面と摩擦当接可能とする第１位置と、前記爪規制溝内に前記爪を受け入れて前記クラッチシューが前記クラッチハウジングの内面と摩擦当接するように移動することを規制する第２位置との間で移動可能なシフトリングとを備え、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードになるように操作したときに前記シフトリングが前記第１位置に移行し、後進モードになるように操作したときに前記シフトリングが前記第２位置に移行することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、スロットル・トリガーの操作だけにより、シフトリングが入力軸の軸線方向に移動してクラッチシューがクラッチハウジング内面へ摩擦当接する作用を規制したり、規制を解除したりすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構１及び該機構が遠心クラッチ４を介してエンジンＥに接続している様子であり、この動力伝達機構１は、遠心クラッチ４及びその後の適宜のギア列を介してエンジンＥの動力を伝達可能な入力軸３と、図示しない駆動輪に接続可能な出力軸５とを備えている。
【００１６】
入力軸３の先端はハウジング７内部に設けられたベアリング９に回転可能に支持されている。入力軸３の途中には第１ギアに相当するピニオンギア８が固定され、ピニオンギア８に隣接してクラッチハウジング１１が設けられている。クラッチハウジング１１のピニオンギア８側には第２ギアに相当するギア１３が形成されており、その内側には入力軸３との間にワンウェイベアリング１５が設けられている。ワンウェイベアリング１５は、ピニオンギア８側から見て入力軸３がクラッチハウジング１１に対して相対的に時計回り方向に回転することは許容するが、反時計回り方向の回転は許容しない。
【００１７】
クラッチハウジング１１の内部には２つのクラッチシュー１７が収納されており、またクラッチハウジング１１を閉鎖するようにクラッチカム保持部材１９が設けられている。クラッチカム保持部材１９の中央にはクラッチカム２１が保持されており、クラッチカム２１はピン２２と係合することにより入力軸３に固定されている。クラッチカム２１は２つのクラッチシュー１７間に位置しており、入力軸３が回転するとき、クラッチカム２１のカム作用によりクラッチシュー１７を外側へ付勢してクラッチハウジング１１の内面に摩擦当接させることができる。
【００１８】
クラッチハウジング１１の外周面には６つの突起部２３が形成されており、該突起部２３と対応する位置に凹部を有するブレーキディスク２５が、突起部２３に係合するようにしてクラッチハウジング１１の周囲に設けられている。ブレーキディスク２５の一部はハウジング７に設けられる２枚のブレーキパッド２７の間にあり、ブレーキパッド２５の一方に隣接して設けられるカム機構（図示せず）を備えた回転軸２９が回転することにより、ブレーキディスク２５は２枚のブレーキパッド２７により強く挟持されてブレーキ作用が発揮される。
【００１９】
回転軸２９には図示しない回転駆動機構が接続されており、使用者がスロットル・トリガーを後述するブレーキモード乃至後進モードになるように操作したときに無線により回転駆動機構が駆動して回転軸２９を回転させ、上記ブレーキ作用が発揮されるようになっている。
【００２０】
クラッチカム保持部材１９には、円盤部３１と、円盤部３１の中央から入力軸３の延びる方向へ突出した突出部３３とが形成されている。円盤部３１には点対称の位置に２つの切り欠き３５が形成されており、突出部３３には放射状に４つの係止片３７が形成されている。
【００２１】
クラッチカム保持部材１９に隣接する位置にはシフトリング３９が設けられており、シフトリング３９にはクラッチカム保持部材１９における４つの係止片３７に対応する位置に４つの溝４１が放射状に形成されている。またシフトリング３９には２つずつの溝４１の間に爪規制溝４３が形成されている。シフトリング３９は、その４つの溝４１がクラッチカム保持部材１９における４つの係止片３７に嵌まり込むことで、クラッチカム保持部材１９に対して回転方向の動きを規制された状態で、入力軸３の延びる方向にスライド可能に係合している。
【００２２】
一方上述した２つのクラッチシュー１７には各々、クラッチハウジング１１から入力軸方向へ突出するように爪４５が形成されており、該爪４５は円盤部３１の切り欠き３５を貫通してクラッチハウジング１１のシフトリング３９側へ延びている。シフトリング３９における爪規制溝４３は、該爪４５の位置に整合して形成されている。
【００２３】
シフトリング３９の外周には外周溝４７が形成されており、外周溝４７には側方からスライドフォーク４９が係合している。スライドフォーク４９は入力軸３の軸線方向にスライド可能であり、スライドフォーク４９がクラッチハウジング１１に近づく側に移動したとき、爪４５が爪規制溝４３内に入ることで２つのクラッチシュー１７が外側へ拡がるように移動することが規制され、一方スライドフォーク４９がクラッチハウジング１１から遠ざかる側に移動したとき、爪４５が爪規制溝４３から外れてクラッチシュー１７がクラッチハウジング１１の内面に係合することが可能となる。
【００２４】
スライドフォーク４９には鉤状係止部５０が形成されており、鉤状係止部５０は図示しないスライド駆動機構に接続されている。使用者がスロットル・トリガーを後述する前進モードになるように操作したとき、無線によりスライド駆動機構が駆動して鉤状係止部５０、そしてスライドフォーク４９をクラッチハウジング１１から離れる方向へ移動させるため、クラッチシュー１７がクラッチハウジング１１の内面に係合することが可能となる。使用者がスロットル・トリガーを後進モードになるように操作したときには、スライドフォーク４９がクラッチハウジング１１側へ移行し、爪４５が爪規制溝４３内に入ることでクラッチが切れた状態となる。
【００２５】
次に出力軸５側の構造について説明する。出力軸５には上記ピニオンギア８と歯合し第３ギアに相当するドライブスパー５１が設けられ、ドライブスパー５１に隣接した位置には、クラッチハウジング１１におけるギア１３と歯合し第４ギアに相当するリバースギアキャリア５３が設けられている。ピニオンギア８とドライブスパー５１とのギア比は、クラッチハウジング１１のギア１３とリバースギアキャリア５３とのギア比に等しく設定されている。
【００２６】
リバースギアキャリア５３の内部には第１ベベルギア５５が設けられ、これに対向して第２部ベベルギア５７が設けられている。第２ベベルギア５７はピン５９によって出力軸５に対して固定されている。また第１ベベルギア５５と第２ベベルギア５７との間には、これら両者に歯合する３つの第３ベベルギア６１が設けられている。
【００２７】
本発明のエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構１は以上のような構成を備えるものであり、以下その作動について説明する。
＜前進モード＞
前進モードでは、遠心クラッチ４が接続状態にあり、またブレーキディスク２５はブレーキパッド２７により挟持されておらず、従ってブレーキは掛かっていない。また図５（ｂ）に示すようにシフトリング３９は爪４５から離れる位置にあり、従ってクラッチカム２１が回転したとき、クラッチシュー１７はカム作用により外側へ移動可能な状態にある。
【００２８】
このような状態で図６に示すようにスロットル・トリガー（図示せず）を前進Ｆ側（図６（ａ）参照）へ引くと、スロットル・トリガーの引き具合に応じてスロットルの開度が上がり、エンジン出力が高まる。
【００２９】
エンジンの駆動により入力軸３が回転すると、入力軸３に固定されているピニオンギア８が回転し、これに伴いドライブスパー５１が回転する。また入力軸３の回転によりクラッチカム２１がカム作用によりクラッチシュー１７を外側へ付勢するため、クラッチシュー１７の外周面がクラッチハウジング１１に摩擦当接し、入力軸３の回転駆動をクラッチハウジング１１に伝える（図６の（ｆ）参照）。そしてクラッチハウジング１１のギア１３に歯合するリバースギアキャリア５３を回転させる。尚前進モードでは、ワンウェイベアリング１５は、クラッチハウジング１１を入力軸３に対して自由回転を許容するように作用している。
【００３０】
ピニオンギア８とドライブスパー５１とのギア比は、クラッチハウジング１１のギア１３とリバースギアキャリア５３とのギア比と同じであるため、ドライブスパー５１とリバースギアキャリア５３とは同期して回転する。その結果、出力軸５を図１の矢印Ａで示す方向に回転させることができ、これにより玩具車両のタイヤ（図示せず）を前進方向に駆動させることができる。
＜後進モード＞
後進モードでは、遠心クラッチ４が接続状態にあり、またブレーキディスク２５がブレーキパッド２７により挟持されることによりブレーキが掛けられる（図６（ｄ）参照）。また図５（ａ）に示すようにシフトリング３９は爪４５側に移動し、シフトリング３９の２つの切り欠き３５内に爪４５が入り込むことにより、クラッチシュー１７は外側へ移動不可能な状態にある。
【００３１】
このような状態でスロットル・トリガーを後進Ｂ側（図６（ａ）参照）へ移行させると、前進モード同様にピニオンギア８が回転し、これに伴いドライブスパー５１が回転する。
【００３２】
一方、クラッチシュー１７は外側への移動ができないため、クラッチが切れた状態となり（図６（ｆ）参照）、入力軸３の回転駆動はクラッチハウジング１１には伝達されない。またブレーキディスク２５にブレーキが掛けられていることで、ブレーキディスク２５と係合しているクラッチハウジング１１は固定状態にあるため、クラッチハウジング１１のギア１３と歯合しているリバースギアキャリア５３も固定状態にある。従って入力軸３からの駆動力は専らドライブスパー５１を介して出力軸５側へ伝達される。
【００３３】
リバースギアキャリア５３が固定された状態でドライブスパー５１が回転すると、出力軸５に固定されている第２ベベルギア５７の回転方向が第１ベベルギア５５の回転方向とは逆方向になるため、出力軸５は図１の矢印Ｂで示す方向に回転するようになる（図６（ｃ）においてミッション出力軸回転数が負側に位置することを参照）。これにより玩具車両のタイヤ（図示せず）を後進方向に駆動させることができる。
＜ブレーキモード＞
ブレーキモードは図６（ａ）に示すようにスロットル・トリガーがＮ（ニュートラル）の位置の後進側直後に位置するときのモードであり、前進モードと後進モードとの切り替え途中に存在する。スロットル・トリガーに負荷が掛かっていないときには、バネ作用によりスロットル・トリガーは自動的にＮの位置に戻ろうとする傾向にあり、玩具車両の走行中にスロットル・トリガーがＮの位置に移行すると自動的にブレーキモードとなる。ブレーキモードでは、遠心クラッチ４が切れた状態にあるため、エンジンＥの駆動力は入力軸３には伝達されす、入力軸３は自由状態にある。
【００３４】
図６（ｄ）に示すように、スロットル・トリガーがニュートラルの位置から後進モード側に移行するに従って、ブレーキディスク２５がブレーキパッド２７により挟持される度合いが強くなりブレーキが掛けられた状態となり、またクラッチの圧着力も次第に減少する（図６（ｆ）参照）。ブレーキモードではスロットル開度がゼロになり（図６（ｂ）参照）、エンジンから入力軸３への駆動伝達が切られるので入力軸３は自由状態となる。またブレーキディスク２５の回転が規制されているため、リバースギアキャリア５３は回転できない状態にある。
【００３５】
玩具車両が走行中にブレーキモードにあるとき、リバースギアキャリア５３は回転できないため、例えば前進時に玩具車両のタイヤの回転により図１の矢印Ａで示す方向に回転している出力軸５は、第２ベベルギア５７、第３ベベルギア６１、第１ベベルギア５５を介してドライブスパー５１を出力軸５の回転方向と逆方向に回転させる。
【００３６】
ドライブスパー５１はピニオンギア８を介して入力軸３を回転させようとするが、このときの入力軸３の回転方向は、ワンウェイベアリング１５の作用により入力軸３に対してクラッチハウジング１１が回転できない方向であるため、クラッチハウジング１１も一緒に回転させようとする力が作用する。ところがブレーキディスク２５の回転が規制されているため、クラッチハウジング１１は回転することが規制されており、その結果出力軸５の回転、即ち車輪の回転を制動させることになる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の前進モードでは、入力軸の回転に伴い、第１ギアが回転し第３ギアを回転駆動させる。また入力時の回転によりクラッチ機構が接続して第２ギアが回転し第４ギアを回転駆動させる。ここで第１ギア及び第３ギア間のギア比が第２ギア及び第４ギア間のギア比と同じであるため、第３ギアと第４ギアとが同期回転して車輪が前進方向に回転するように出力軸が駆動する。
【００３８】
また後進モードではクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。クラッチ機構が切られているため、第２ギア及びこれに歯合する第４ギアは駆動せず、第１ギアの回転により駆動した第３ギアが第１〜第３ベベルギアを介して出力軸を車輪が後進方向に回転するように駆動させる。
【００３９】
更にブレーキモードでもクラッチ機構を切り、ブレーキ機構のブレーキを作動させる。車輪の回転は出力軸を回転させるが、第４ギアは固定状態であるため、第１〜第３ベベルギアを介して第３ギアを出力軸と逆方向に回転させる。これにより第１ギアを介して入力軸がワンウェイベアリングのロック作用方向に回転しようとするが、ブレーキ機構によって第２ギアの回転は規制されているため、出力軸即ち車輪のブレーキ作用として機能する。
【００４０】
本発明ではこのようにベベルギアを採用することにより、比較的簡単な構造でエンジンを備えた玩具車両で後進を実現することができるとともに、ブレーキを効かすことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構及び該機構が遠心クラッチを介してエンジンに接続している様子を示す側断面図である。
【図２】動力伝達機構をハウジングを除いた状態で示す斜視図である。
【図３】動力伝達機構のクラッチ機構及び第１〜第３ベベルギアを示す斜視図である。
【図４】入力軸に設けられる部材を示す分解斜視図である。
【図５】クラッチの切れた状態と圧着状態とを示す側断面図である。
【図６】スロットル・トリガーと、ブレーキの作動状態、クラッチの作動状態等との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 玩具車両の動力伝達機構
３ 入力軸
４ 遠心クラッチ
５ 出力軸
７ ハウジング
８ ピニオンギア
９ ベアリング
１１ クラッチハウジング
１３ ギア
１５ ワンウェイベアリング
１７ クラッチシュー
１９ クラッチカム保持部材
２１ クラッチカム
２２ ピン
２３ 突起部
２５ ブレーキディスク
２７ ブレーキパッド
２９ 回転軸
３１ 円盤部
３３ 突出部
３５ 切り欠き
３７ 係止片
３９ シフトリング
４１ 溝
４３ 爪規制溝
４５ 爪
４７ 外周溝
４９ スライドフォーク
５０ 鉤状係止部
５１ ドライブスパー
５３ リバースギアキャリア
５５ 第１ベベルギア
５７ 第２ベベルギア
５９ ピン
６１ 第３ベベルギア
Claims (4)
- 玩具車両の動力伝達機構において、
エンジンの回転駆動力を伝達可能な入力軸と、
玩具車両の駆動輪に回転駆動力を伝達可能な出力軸と、
前記入力軸に固定されている第１ギアと、
前記入力軸に対してクラッチ機構を介して接続可能であり、前記クラッチ機構の接続解除時にはエンジンによる入力の回転方向には入力軸の自由回転を許容するが、その反対方向には入力軸との相対的な回転を許容しないワンウェイクラッチを介して入力軸に設けられる第２ギアと、
前記第２ギアの回転を規制するブレーキ機構と、
前記出力軸の周囲に設けられ、前記第１ギアと歯合している第３ギアと、
前記出力軸の周囲に設けられ、前記第２ギアと歯合している第４ギアと、
前記出力軸に固定されている第２ベベルギアと、
前記出力軸に前記第２ベベルギアと対向して自由状態で設けられ、前記第３ギアに対して固定されている第１ベベルギアと、
前記第１ベベルギアと第２ベベルギアの両方に歯合し、前記第４ギアに対して定位置に設けられる第３ベベルギアと
を備え、
前記第１ギア及び第３ギア間のギア比が前記第２ギア及び第４ギア間のギア比と同じであることを特徴とするエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構。 - 請求項１において、前記クラッチ機構は、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードにするように操作したときに接続し、後進モードにするように操作したときに接続が解除されることを特徴とするエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構。
- 請求項１または２において、前記ブレーキ機構は、使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードにするように操作したときにはブレーキ動作が作動せず、後進モードにするように操作したときにはブレーキ動作が作動することを特徴とするエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構。
- 請求項２〜３のいずれかにおいて、前記クラッチ機構は、
クラッチハウジングと、
クラッチハウジング内に収納されており外側へ移行したときに外周面がクラッチハウジングの内面と摩擦当接可能であり、前記入力軸の軸線方向に延びる爪を各々有する複数のクラッチシューと、
前記入力軸に固定され、前記複数のクラッチシューの間に位置し、前記入力軸の回転によりカム作用により前記クラッチシューをクラッチハウジングの内面に摩擦当接させるように移動させるクラッチカムと、
前記爪の数に応じて爪規制溝を有し、前記爪規制溝内に前記爪が受け入れられることを解除して前記クラッチシューが前記クラッチハウジングの内面と摩擦当接可能とする第１位置と、前記爪規制溝内に前記爪を受け入れて前記クラッチシューが前記クラッチハウジングの内面と摩擦当接するように移動することを規制する第２位置との間で移動可能なシフトリングとを備え、
使用者が前記玩具車両の動作を行うためのスロットル・トリガーを前進モードになるように操作したときに前記シフトリングが前記第１位置に移行し、後進モードになるように操作したときに前記シフトリングが前記第２位置に移行することを特徴とするエンジンを備えた玩具車両の動力伝達機構。
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