JP6981605B1 - ギアボックス装置及びエアガン - Google Patents

Abstract

【課題】モータを利用するエアガンについての性能向上、振動及び騒音低減、並びにユーザの使用感及び利便性向上を図る。【解決手段】エアガンに設けるギアボックス装置であり、モータと、前記モータの回転速度を減少させるとともに、弾丸を発射する弾丸発射部に前記モータの動力を伝える減速部と、前記モータと前記減速部を収容する収容部と、を有し、前記モータは、前記モータの回転軸であるモータ回転軸が前記エアガンの銃身の長手方向に対して垂直になるように設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ギアボックス装置、及び当該ギアボックス装置を装着する玩具銃としてのエアガンに関する。

玩具銃としてのエアガンは、ピストンによってシリンダ内の空気を圧縮して弾丸を発射する。このピストンの駆動に際して、電気モータの動力を伝達して駆動するものが一般によく知られている。

（第１の課題）
例えば特許文献１の図４４等のように、従来のエアガンでは、モータがグリップに配置されたものがあった。グリップに配置されたモータの動力は、減速機構を介してグリップの外に配置されるピストンに伝達され、ピストンが駆動される。

しかしながら、このようにモータがグリップに内蔵される前提では、グリップをユーザの好みに合わせて交換したい場合に、モータ付きのグリップに限定されてしまい、ユーザの自由度が大きく減ってしまう。
また、グリップの取り付け角度が固定されてしまうので、ユーザの好みに応じてグリップの取り付け角度を変更することができない。
さらに、モータが回転する際に、グリップに内蔵されたモータの回転軸方向を軸とした反トルクが発生することにより、銃が左右方向に振れてしまったり、グリップを持つ手に違和感を感じるなど、エアガンの性能又はユーザの使用感を損なう可能性があった。

従来のエアガンの別の態様として、特許文献２の図１のように、モータがグリップに内蔵されず、モータをギヤ組に隣接して配置する構成もあった。

しかしながら、特許文献２のモータは、モータの回転軸が銃身の長手方向に対して平行になるように配置されているので、モータが回転する際に、銃身の長手方向を軸としたローリング方向の反トルクが発生することにより、特許文献１と同様に、銃が左右に振れてしまったり、グリップを持つ手に違和感を感じるなど、エアガンの性能又はユーザの使用感を損なう可能性があった。

（第２の課題）
特許文献１及び特許文献２のいずれの場合も、モータ回転軸と、ピストンを駆動する減速部のギアの回転軸が直交するため、減速部のいずれかの段階で回転軸の向きを変更する必要がある。例えば、減速部の入力側にベベルギア（かさ歯車）のような伝動機構を採用することで、直交する２軸の間で回転を伝動するよう構成している。

しかしながら、このような伝動機構が採用された場合、銃の長時間の使用や経時劣化によりモータのスラスト方向にガタが生じた場合には、そのガタにより伝動効率が著しく悪化したり、振動、騒音、摩耗が大きくなるという問題があった。

（第３の課題）
また、特許文献１のように、ギアボックス装置がエアガン本体から完全に分離できるものがあった。ギアボックス装置がエアガン本体から完全に分離できると、減速部の機構の交換や修理を簡単に行うことができる。

しかしながら、モータとギアボックスが別体になっていることから、ギアボックス装置をエアガン本体から分離する際にモータからの離脱が必要となり、再度ギアボックス装置をエアガンに組み込む際には、モータと減速部のギアとのかみ合わせを調整するのに時間を要したり、両者をかみ合わせたときのバックラッシが適切になるような精密な調整が必要になる等、必ずしも利便性が良いとは言えなかった。

特開２００６−１７０４７３公報 特開２００１−０３３１９６公報

本発明は、モータを利用するエアガンの性能や使用感を向上させることを目的とする。
さらに望ましくは、エアガンの振動、騒音、摩耗の低減を図ることを目的とする。
さらに望ましくは、エアガンのメンテナンス性の向上を図ることを目的とする。

本開示の第１の発明は、エアガンに設けるギアボックス装置であり、
モータと、
前記モータの回転速度を減少させるとともに、弾丸を発射する弾丸発射部に前記モータの動力を伝える減速部と、
前記モータと前記減速部を収容する収容部と、を有し、
前記モータは、前記モータの回転軸であるモータ回転軸が前記エアガンの銃身の長手方向に対して垂直になるように設けられる。
ここで、
「エアガン」とは、空気やその他の気体の圧縮力を用いて弾丸を発射する装置であれば足り、エアソフトガン、空気銃、等、名称は任意である。
「モータ」は、磁場と電流の相互作用（ローレンツ力）による力を利用して回転運動を出力するものの他、超音波振動を利用する超音波モータ、静電気力を利用する静電モータを含む。さらに、空気モータや油圧モータを用いることもできる。
「弾丸」は、銃身から発射される物体を意味し、ＢＢ弾のような球形の他、弾頭と薬莢からなる実弾に近い形状であってもよい。また、弾丸の材質は、プラスチックの他、石膏や粘土等、他の材質のものでもよい。
「収容部」は、モータや減速機を構成する歯車等の部品を収容する空間を有する構造であればよく、必ずしも密閉された構造でなくてもよく、また、収容する部品の一部が露出、突出してもよい。さらに、金属、ファイバ板、プラスチック等、材質は問わない。
「垂直」とは、２つの直線のいずれかを平行移動させたとき、２つの直線が直角に交わる関係をいい、２つの直線はねじれの関係であってもよい。また、正確に９０度でなくてもよく、誤差や遊びがあってもよい。
「銃身の長手方向に対して垂直」とは、銃身の内部の円筒状空間の軸線に対して垂直であることをいい、銃身の外側の形状や凹凸に依存しない。

本開示の第２の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
前記減速部は、ギアを有し、
前記モータ回転軸は、前記ギアの回転軸と平行である。
ここで、
「ギア」とは、歯を有する歯車の他、歯を有しないローラーやカム、及びプーリーも含む。

本開示の第３の発明は、第２の発明のギアボックス装置において、
前記減速部は、複数のギアを有し、
前記複数のギアの回転軸は、互いに平行である。

本開示の第４の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
前記モータは、ブラシレスモータである。

本開示の第５の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
前記モータは、前記収容部と接するように設けられている。

本開示の第６の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
さらに、前記モータの制御を行うための制御基板を有し、
前記制御基板は、前記収容部の少なくとも一面に装着される。
ここで、
「一面」とは、収容部の内面又は外面のいずれも含む。また、制御基板を設ける面において、収容部を構成する部材の全部又は一部を欠いていてもよい。

本開示の第７の発明は、第６の発明のギアボックス装置において、
前記制御基板は、前記収容部と接するように設けられている。

本開示の第８の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
当該ギアボックス装置は、前記銃身の長手方向における位置が、前記エアガンの引き金の後方にあるグリップと、前記エアガンのフォアグリップ又は前記銃身との間となるように設けられる。

本開示の第９の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
前記モータは、前記モータの回転により生じる反トルクが前記銃身の先端を押し上げる方向に働くような方向に回転する。

本開示の第１０の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
前記モータは、回転開始時は次第に速く、回転終了時には次第に遅くなるように回転する。

本開示の第１１の発明は、第１の発明のギアボックス装置において、
当該ギアボックス装置は、前記エアガンに対し着脱可能である。

本開示の第１２の発明は、エアガンであり、
弾丸を発射する弾丸発射部と、
モータと、
前記モータの回転速度を減少させるとともに、前記弾丸発射部に前記モータの動力を伝える減速部と、
前記弾丸発射部から発射された前記弾丸が通過する銃身と、を有し、
前記モータは、前記モータの回転軸であるモータ回転軸が当該エアガンの銃身の長手方向に対して垂直になるように設けられる。

本開示の第１３の発明は、第１２の発明のエアガンにおいて、
当該エアガンは、さらに、
前記モータ及び前記減速部を収容する収容部を有する。

本開示の第１４の発明は、第２〜第１１の発明のギアボックス装置を備えるエアガンである。

本発明のギアボックス装置は、エアガンに設けることによって、エアガンの性能や使用感を向上させることができる。
本発明のエアガンは、エアガンの性能や使用感を向上させることができる。

本発明の実施形態のエアガンの主要部の内部構造を示す概念図 本発明の実施形態のギアボックス装置を正面方向から見た図 本発明の実施形態のギアボックス装置を側面方向から見た図 本発明の実施形態のギアボックス装置を斜め上方向から見た図 本発明の実施形態のギアボックス装置を背面方向から見た図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

なお、本発明とは、特許請求の範囲又は課題を解決するための手段の項に記載された発明を意味するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。また、少なくともかぎ括弧内の語句は、特許請求の範囲又は課題を解決するための手段の項に記載された語句を意味し、同じく以下の実施形態に限定されるものではない。

特許請求の範囲の従属項に記載の構成及び方法は、特許請求の範囲の独立項に記載の発明において任意の構成及び方法である。従属項に記載の構成及び方法に対応する実施形態の構成及び方法、並びに特許請求の範囲に記載がなく実施形態のみに記載の構成及び方法は、本発明において任意の構成及び方法である。特許請求の範囲の記載が実施形態の記載よりも広い場合における実施形態に記載の構成及び方法も、本発明の構成及び方法の例示であるという意味で、本発明において任意の構成及び方法である。いずれの場合も、特許請求の範囲の独立項に記載することで、本発明の必須の構成及び方法となる。

実施形態に記載した効果は、本発明の例示としての実施形態の構成を有する場合の効果であり、必ずしも本発明が有する効果ではない。

複数の実施形態がある場合、各実施形態に開示の構成は各実施形態のみで閉じるものではなく、実施形態をまたいで組み合わせることが可能である。例えば一の実施形態に開示の構成を、他の実施形態に組み合わせてもよい。また、複数の実施形態それぞれに開示の構成を集めて組み合わせてもよい。

発明が解決しようとする課題に記載した課題は公知の課題ではなく、本発明者が独自に知見したものであり、本発明の構成及び方法と共に発明の進歩性を肯定する事実である。

（１）本実施形態のエアガンの全体構成
本実施形態のエアガン１の構成について説明する。
図１は、アサルトライフルを模した玩具銃であるエアガン１の主要部の内部構造を示す。エアガン１は、銃身１１、フォアグリップ１２、アッパーレシーバ１３、ロアレシーバ１４、グリップ１５、及びマガジン１６を有する。

銃身１１は内部が細長い円筒形であり、後述の弾丸発射部２０から発射された弾丸が通過することにより、弾丸を銃口に導く。銃身１１は、バレル、又はガンバレルとも呼ばれる。

フォアグリップ１２は、銃身を包み込む部材である。ユーザは片手でフォアグリップ１２を握持することによりエアガン１を支える。実際のライフルにおいては、フォアグリップ１２には銃身の熱から手を保護する働きもある。フォアグリップ１２は、先台、フォアハンド、ハンドガードとも呼ばれる。

アッパーレシーバ１３は、後述の弾丸発射部２０を収容するフレームである。
ロアレシーバ１４は、後述するギアボックス装置１００を収容するフレームである。
アッパーレシーバ１３とロアレシーバ１４は、固定ピン等の任意の係合手段で係合されており、固定ピンを外すことにより分離することができる。

グリップ１５は、フォアグリップ１２を握持する手と反対の手で握ることによりエアガンを支えるとともに、トリガを引くために設けられている。

マガジン１６は、複数の弾丸を格納し、弾丸発射部２０の装填部Ｌに弾丸を供給する弾倉である。

ギアボックス装置１００は、モータ１０１、減速部１０２、及びモータ１０１及び減速部１０２を収容する収容部１０３からなり、弾丸発射部２０にモータ１０１の動力を伝える装置である。ギアボックス装置１００の詳細は図２から図５を用いて後述する。

弾丸発射部２０は、ピストン２１、シリンダ２２、及び圧縮ばね２３を備え、ギアボックス装置１００の動力を利用して、弾丸を発射する。

ピストン２１は、ギアボックス装置１００からの動力を受けるラックギア２４を有する。具体的には、ラックギア２４は、後述する減速部１０２の駆動ギア１０２ｄとかみ合って、駆動ギア１０２ｄの回転運動をピストン２１の並進運動に変換する。

なお、本実施形態では、エアガン１はギアボックス装置１００を有しているが、これに代えて、モータ１０１及び減速部１０２をロアレシーバ１４に直接設けるようにしてもよい。

（２）本実施形態のギアボックス装置
図２から図５を用いて、本発明の実施形態のギアボックス装置１００について説明する。

図２から図５に示すように、ギアボックス装置１００は、モータ１０１、減速部１０２、収容部１０３、及び制御基板１０４を有する。

ア．モータ１０１
モータ１０１は、図示しない電池から供給される電気エネルギーを力学的エネルギーに変換することで回転運動からなる動力を発生する。

モータ１０１の種類には限定はないが、特にブラシレスモータを用いるのが好適である。ブラシレスモータは、ステータのコイルに流れる電流が作る磁界によって、磁石からなるロータを回転させるモータであり、制御基板１０４に設けたトランジスタなどのパワー素子で構成された駆動回路（モータドライバ）を用いて電流値を変化させて、回転を制御する。

このようにブラシレスモータは、コイルではなく電源供給の必要のない磁石を回転させるため、回転するロータを小型にすることにより、薄型化、小型化、軽量化を図ることが可能である。この結果、減速部１０２とともに、収容部１０３にコンパクトに収容でき、ギアボックス装置１００自体を小型化することができる。そして、後述の通り、モータ１０１の回転軸を、エアガン１の銃身の長手方向に対して垂直になるように設けることが容易となる。
また、ブラシレスモータは、ブラシ付きモータのように消耗部品であるブラシと整流子を必要としないので、寿命が長く信頼性が高い。
さらに、ブラシレスモータは、ステータのコイルに流れる電流をモータドライバ等の制御基板により制御するので、回転・停止、動力の変更等、種々の動作設定が可能である。

本実施形態では、モータ１０１は、モータ１０１の回転軸が、エアガン１の銃身１１の長手方向に対して垂直になるように設ける。すなわち、図１においては、ギアボックス装置１００を構成するモータ１０１の回転軸ＭＡは、銃身の中心線Ｆに対して直交する。この場合、回転軸ＭＡは、鉛直方向にも直交する。また、回転軸ＭＡは、水平面（グランド面）に対して平行である。

このように、モータ１０１の回転軸ＭＡが銃身１１の長手方向に対して垂直になるように設けることにより、回転軸ＭＡを中心とした回転方向の反トルクが生じる。このような方向の反トルクは、ユーザがグリップ１５とフォアグリップ１２とを握持することにより容易に吸収することができる。本実施形態のようなモータ１０１の配置によれば、従来のようなグリップ１５の長軸を中心とした回転方向や、銃身１１の長軸を中心とした回転方向の反トルクにより生じる左右方向のブレが生じない。

さらに、本実施形態では、図１のように、モータ１０１を含むギアボックス装置１００は、銃身１１の長手方向における位置が、エアガン１の引き金の後方にあるグリップ１５とフォアグリップ１２との間になるように設けている。この結果、モータ１０１の回転によりエアガン１に生じる反トルクに対して、グリップ１５及びフォアグリップ１２を握持する手から受ける反力によるトルクの総和が対向する方向となるので、モータ１０１の反トルクは、ユーザがグリップ１５とフォアグリップ１２とを握持することにより容易に吸収することができる。
なお、フォアグリップ１２がないエアガン１の場合は、ギアボックス装置１００は、グリップ１５と銃身１１との間の位置となるように設けてもよい。

本実施形態では、モータ１０１の回転方向は任意であるが、モータ１０１の回転により生じる反トルクが銃身１１の先端を押し上げる方向に働くような方向に回転するようにしてもよい。図１や図２の場合は、回転軸ＭＡは図１や図２の紙面に向かって右回転（時計回り）となる。このような方向に反トルクが働くことにより、実銃と同じ感覚を再現することができる。

逆に、モータ１０１の回転により生じる反トルクが銃身１１の先端を押し下げる方向に働くような方向に回転するようにしてもよい。図１や図２の場合は、回転軸ＭＡは図１や図２の紙面に向かって左回転（反時計回り）となる。この場合は、駆動ギア１０２ｄの回転方向が逆になりラックギア２４とかみ合わなくなるので、中間ギア１０２ｂを省略するか、中間ギア１０２ｂの他にもう一枚中間ギアを追加すればよい。

いずれの方向にするかは、ユーザの好みに応じて決定することができる。

また、モータ１０１の回転速度を、回転開始時は遅く、次第に速くして一定速度とし、回転終了時に向けて次第に遅くし、最後に停止するような制御をしてもよい。速度勾配は、直線（リニア）でも指数関数的でもよい。このような制御を行うことにより、減速部１０２を構成するギアを痛めないようにすることができるとともに、反トルクの発生を抑えることができる。

イ．減速部１０２
減速部１０２には、モータ１０１の動力が入力される。減速部１０２は、モータ１０１の回転速度を減少させるとともに、弾丸発射部２０にモータ１０１の動力を伝える。

本実施形態では、減速部１０２は、入力ギア１０２ａ、中間ギア１０２ｂ、出力ギア１０２ｃ、及び駆動ギア１０２ｄを有する。

入力ギア１０２ａの回転軸はモータ軸ＭＡと同軸となるようにモータ１０１に連結され、直接、モータ１０１により回転駆動される。
中間ギア１０２ｂは、大径ギアと小径ギアの２つから構成され、大径ギアと入力ギア１０２ａとの歯数比で決まる減速比で中間ギア１０２ｂの回転速度は減少する。
出力ギア１０２ｃも、大径ギアと小径ギアの２つから構成され、出力ギア１０２ｃの大径ギアと中間ギア１０２ｂの小径ギアとの歯数比で決まる減速比で中間ギア１０２ｂの回転速度が減少する。

したがって、減速部１０２において、入力ギア１０２ａと中間ギア１０２ｂとの間の減速、中間ギア１０２ｂと出力ギア１０２ｃとの間の減速により、コンパクトな構成にしながらモータ１０１の回転速度を大きく減速させることができる。

駆動ギア１０２ｄは、出力ギア１０２ｃと遊星歯車を介して接続されており、出力ギア１０２ｃと反対方向に回転するギアである。駆動ギア１０２ｄはピストン２１のラックギア２４とかみ合い、図１及び図２において反時計回りの駆動ギア１０２ｄの回転運動が、ピストン２１が左方向へ移動する直線運動に変換される。加えて、遊星歯車を介しているので、出力ギア１０２ｃの出力からさらに減速される。

図３は、図２のギアボックス装置のＡの方向から見た側面図であり、図４は、図３のギアボックス装置のＢの方向から見た斜視図である。
図３及び図４に示すように、駆動ギア１０２ｄはその外周部に、ギアとしての歯を有する歯有り部Ｔと、歯が無い歯無し部Ｎを有する。

駆動ギア１０２ｄの歯有り部Ｔとピストン２１のラックギア２４が相対している場合は、歯有り部Ｔとピストン２１のラックギア２４がかみ合うため、減速部１０２の出力トルクは駆動ギア１０２ｄの歯有り部Ｔを介してピストン２１のラックギア２４に駆動力として伝達される。

一方、駆動ギア１０２ｄが回転して、歯無し部Ｎとラックギア２４とが相対している場合には、ピストン２１が駆動ギア１０２ｄとの拘束から外れるため、減速部１０２の出力トルクがラックギア２４に伝達されない。このため、ピストン２１は圧縮ばね２３の圧縮力により右に移動する。

このように、駆動ギア１０２ｄが歯有り部Ｔ及び歯無し部Ｎを有することにより、ピストン２１の左右方向の所望の移動を実現できる。

ところで、図２に示すように、モータ１０１の回転軸ＭＡ、入力ギア１０２ａ、中間ギア１０２ｂ、及び出力ギア１０２ｃの回転軸は、互いに平行であり、また、図２の面に対して垂直方向である。したがって、減速部１０２のすべてのギアの回転軸は、モータ１０１の回転軸ＭＡと平行になる。

特に、モータ１０１の回転軸ＭＡと入力ギア１０２ａの回転軸が平行であるので、従来のようにベベルギアのかみ合いのように平行ではない２軸間で回転を伝動する伝動機構を用いる必要がない。つまり、モータ１０１とかみ合う入力ギア１０２ａのギアはスパーギア（Spur Gear、平歯車）を用いることができる。ギアがスパーギアである場合、銃の長時間の使用や経時劣化によりモータのスラスト方向にガタが生じた場合であっても、スラスト力を伝達することはなく、スラスト方向のガタを吸収することができる。このため、ベベルギアを用いていた従来技術と異なり、減速部１０２の伝動効率が悪化することもなく、振動、騒音、摩耗も軽減することができる。

また、減速部１０２を構成する複数のギアの回転軸はすべて平行であるので、それぞれのギアから生じる反トルクの全部又は一部を相殺することができる。

なお、減速部１０２には、歯車を介した伝動を用いる他、カム等によるすべり接触伝動、摩擦車等による転がり接触伝動、又はベルトとプーリーによる伝動を用いてもよい。

ウ．収容部１０３
収容部１０３は、モータ１０１と減速部１０２を収容する。

収容部１０３にモータ１０１と減速部１０２を収容することにより、ギアボックス装置１００の中に、モータ１０１、減速部１０２の両方を備えることができる。つまり、ギアボックス装置１００の中に、弾丸発射部２０への動力伝達系の全体を備えることができる。

このため、モータ１０１を内蔵するために別途、他の部分に空間を設ける必要がない。
例えば、グリップ１５にモータ１０１を収容する空間を設けた特別な構造にする必要がないため、グリップ１５は、ユーザの好みに合わせてグリップの形やデザイン、角度、重さを自由に変更することができる。または、グリップ１５は実銃のグリップを使用することもできる。

本実施形態では、モータ１０１と収容部１０３が接するように設けられている。具体的には、モータ１０１の背面が収容部１０３に接するように設けられている。収容部１０３を例えばアルミニウム合金や亜鉛合金のような熱伝導性の高い材料を用いるようにすれば、収容部１０３がヒートシンクとして機能し、モータ１０１の過熱を防止することができる。収容部１０３の熱は、ロアレシーバ１４を介して外部に放出することができる。
このような構成は、特にモータ１０１にブラシレスモータを用いる場合に好適である。ブラシレスモータは、ステータのコイルがモータの背面に接して設けられているので、収容部１０３を介して効率的に排熱することが可能である。

収容部１０３を構成する材料は、プラスチックや金属等、任意の材料から選択できる。金属で構成する場合は、ダイカスト等の鋳造、又は鍛造を用いて製造することができる。

ギアボックス装置１００は、エアガン１に対し着脱可能としてもよい。本実施形態の場合、ギアボックス装置１００は収容部１０３を有しているので、ギアボックス装置１００が独立した１個の装置として構成されており、容易に脱着可能である。

例えば、ギアボックス装置１００をエアガン１から取り外すときは、アッパーレシーバ１３とロアレシーバ１４とを分離し、ロアレシーバ１４からギアボックス装置１００を引き抜く。

例えば、ギアボックス装置１００をエアガン１に装着する際は、ロアレシーバ１４に設けられた空間にギアボックス装置１００をはめ込む。この際、従来のようにモータがグリップ１５に設けられていないので、ギアボックス装置１００の位置調整をする必要はない。そして、アッパーレシーバ１３とロアレシーバ１４とを結合させる。

このように、ギアボックス装置１００をエアガン１に対し着脱可能とすることにより、ギアボックス装置１００の交換、修理を容易に行うことができる。
また、モータ１０１と減速部１０２を備えるギアボックス装置１００を一体として着脱できるので、ギアボックス装置１００をエアガンに装着する際には、モータと減速部のギアとをかみ合わせる作業は不要となり、簡単に装着することができる。

さらに、ギアボックス装置１００を従来のエアガンのギアボックス装置と交換することも可能である。従来のエアガンのギアボックス装置のスペースにギアボックス装置１００を装着し、電池からの電源を供給する電線を接続すれば、従来のエアガンに当初から備わっているモータを使用することなく、従来のエアガンを使用することが可能となる。

エ．制御基板１０４
ギアボックス装置１００は、モータ１０１の制御を行うための制御基板１０４を有する。制御基板１０４は、収容部１０３の少なくとも一面に装着される。
本実施形態では、図５のように、制御基板１０４は、収容部１０３の背面に装着される。

モータ１０１が収容部１０３に収容されるため、制御基板１０４も、モータ１０１に近接する収容部１０３の裏面に装着することにより、信号線、電源線等を短くすることができて、信頼性を向上することができる。また、制御基板１０４を含めて、弾丸発射部２０に動力を伝達する動力伝達系全体を、ギアボックス装置１００をコンパクトに集約することができる。
さらに、制御基板１０４を含めて、ギアボックス装置１００をコンパクトに集約することによって、電池のためのスペースをより広く確保することができ、エアガンの動作時間を長くすることができる。具体的には、従来アッパーレシーバ１３の後部に設けられたバックチューブ内に制御基板１０４及び電池を設けていたが、制御基板１０４をギアボックス装置１００と一体に設けることにより、バックチューブ内を全て電池用のスペースとして利用することが可能になる。

また、本実施形態では、制御基板１０４と収容部１０３が接するように設けられている。収容部１０３を例えばアルミニウム合金や亜鉛合金のような熱伝導性の高い材料を用いるようにすれば、収容部１０３がヒートシンクとして機能し、制御基板１０４から発生する熱を逃がすことができる。このような構成により、制御基板１０４の過熱による誤動作を防止することができる。

制御基板１０４は、収容部１０３の背面に代えて、収容部１０３の正面、側面、又は底面に装着してもよい。また、収容部１０３の背面と側面の両方、あるいは背面と底面の両方にまたがる形で装着してもよい。

なお、制御基板１０４によるモータ１０１の制御方法は、図示しないユーザインタフェース等により、ユーザが変更可能である。トリガの指示からのディレイ時間、回転トルク又は回転速度、回転プロフィール等、ユーザが独自に変更することができる。

オ．実施形態の記載した特徴の発明としての把握
以上の実施形態に記載した特徴は、それぞれ独立した発明として把握することができる。例えば、構成の視点では、モータ１０１の軸方向、モータ１０１の回転制御、減速部１０２を構成するギアの軸方向、収容部１０３の構成、及び収容部１０３と他の構成部品との関係等は、独立した発明として把握できる。また、機能の視点では、反トルク対策、騒音若しくは振動若しくは摩耗対策、熱対策、互換性対策、及び趣味性対策等は、独立した発明として把握できる。

（３）本実施形態のエアガンの動作
本実施形態のエアガン１の弾丸発射までの動作を説明する。

ユーザにより、トリガ（図示せず）が引かれると、制御基板１０４に発射指示信号が送られる。発射指示信号を受信した制御基板１０４は、モータ１０１を制御して回転させる。

モータ１０１の動力は、減速部１０２を介して、ピストン２１に伝達される。
具体的には、駆動ギア１０２ｄの歯有り部Ｔとラックギア２４がかみ合うことにより、図１において、ピストン２１は左方向に移動する。
ピストン２１の移動により、圧縮ばね２３が圧縮される。

一方、マガジン１７に格納されていた弾丸が、シリンダ２２の負圧により銃身１１の根元にある装填部Ｌに装填される。

駆動ギア１０２ｄがさらに回転し、歯無し部Ｎとラックギア２４とが相対すると、ラックギア２４の制約が解かれて、ピストン２１が圧縮ばね２３のばね力を受けて、図１において、ピストン２１は右向きに移動する。

ピストン２１の右向きの移動により、シリンダ２２の中の空気を圧縮し、弾丸を発射する圧力を発生させる。

弾丸はその圧力を受け、銃身１１の中を加速しながら移動し、銃口１１から発射される。

（４）総括
以上、本発明の実施形態におけるギアボックス装置及びエアガンの特徴について説明した。
各実施形態で使用した用語は例示であるので、同義の用語、あるいは同義の機能を含む用語に置き換えてもよい。

本発明のギアボックス装置には、制御インタフェース用の通信装置等、必要な機能を追加してもよい。

本発明のエアガンには、照準器、安全装置、スリング等、必要な機能を追加してもよい。

本発明のギアボックス装置、及びそのギアボックス装置を装着するエアガンは、玩具銃に適用できるものとして説明したが、射撃競技用の銃、各種訓練用の銃、モデルガンとしても適用可能である。

１ エアガン、１１ 銃身、１２ フォアグリップ、１３ アッパーレシーバ、１４ ロアレシーバ、１５ グリップ、１６ マガジン、２０ 弾丸発射部、２１ ピストン、２２ シリンダ、２３ 圧縮ばね、２４ ラックギア、１００ ギアボックス装置、１０１ モータ、１０２ 減速部、１０２ａ 入力ギア、１０２ｂ 中間ギア、１０２ｃ 出力ギア、１０２ｄ 駆動ギア、１０３ 収容部、１０４ 制御基板

Claims (12)

1. ユーザが握持するためのグリップを有するエアガンに設けるギアボックス装置であり、
   モータと、
   前記モータの回転速度を減少させるとともに、弾丸を発射する弾丸発射部に前記モータの動力を伝える減速部と、
   前記モータと前記減速部を収容する収容部と、を有し、
   前記モータは、前記モータの回転軸であるモータ回転軸が前記エアガンの銃身の長手方向に対して垂直になり、かつ当該ギアボックスが前記エアガンに装着された際に、前記モータ回転軸が鉛直方向に対して垂直となるように設けられ、
   当該ギアボックス装置は、前記銃身の長手方向における位置が、前記エアガンの引き金の後方にある前記グリップと、前記エアガンのフォアグリップ又は前記銃身との間となるように設けられる、
   ギアボックス装置。
2. 前記減速部は、ギアを有し、
   前記モータ回転軸は、前記ギアの回転軸と平行である、
   請求項１記載のギアボックス装置。
3. 前記減速部は、複数のギアを有し、
   前記複数のギアの回転軸は、互いに平行である、
   請求項２記載のギアボックス装置。
4. 前記モータは、ブラシレスモータである、
   請求項１記載のギアボックス装置。
5. 前記モータは、前記収容部と接するように設けられている、
   請求項１記載のギアボックス装置。
6. さらに、前記モータの制御を行うための制御基板を有し、
   前記制御基板は、前記収容部の少なくとも一面に装着される、
   請求項１記載のギアボックス装置。
7. 前記制御基板は、前記収容部と接するように設けられている、
   請求項６記載のギアボックス装置。
8. 前記モータは、前記モータの回転により生じる反トルクが前記銃身の先端を押し上げる方向に働くような方向に回転する、
   請求項１記載のギアボックス装置。
9. 前記モータは、回転開始時は次第に速く、回転終了時には次第に遅くなるように回転する、
   請求項１記載のギアボックス装置。
10. 当該ギアボックス装置は、前記エアガンに対し着脱可能である、
    請求項１記載のギアボックス装置。
11. 弾丸を発射する弾丸発射部と、
    モータと、
    前記モータの回転速度を減少させるとともに、前記弾丸発射部に前記モータの動力を伝える減速部と、
    前記モータ及び前記減速部を収容する収容部と、
    前記弾丸発射部から発射された前記弾丸が通過する銃身と、
    ユーザが握持するためのグリップと、
    を有するエアガンであって、
    前記モータは、前記モータの回転軸であるモータ回転軸が当該エアガンの銃身の長手方向に対して垂直になり、かつ前記モータ回転軸が鉛直方向に対して垂直になるように設けられ、
    前記収容部は、前記銃身の長手方向における位置が、前記エアガンの引き金の後方にある前記グリップと、前記エアガンのフォアグリップ又は前記銃身との間となるように設けられた、
    エアガン。
12. 請求項２〜１０のいずれかに記載のギアボックス装置を備える、
    エアガン。
    

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