JPH0518595U - 玩具用ゼンマイ駆動装置の制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 持続時間の向上を図るとともに、低速から高
速まで広範囲にわたり、無断階で運動速度調整のできる
玩具用ゼンマイ駆動装置の提供にある。 【構成】 駆動体Ａが作動すると、連接部Ｃを介しピス
トン１１が往復運動をし、流量制御手段として、覆３０
に設けた通口３１を通してポンプ部Ｂが空気または水の
吸入・排出を交互に繰り返す。通口３１が通過流量を制
限し、ピストン１１は緩速度で作動し、駆動体Ａもゆっ
くりと運動する。別の流量制御手段として、ピストン１
１の中央部に通口を設けても、ピストン１１の外周に通
過溝を切欠いて通口としてもよい。連接部Ｃはクランク
機構に代えて、カム機構にすることもできる。さらに、
流量制御手段として、覆に弁を設け操作すれば、ポンプ
部Ｂの吸入・排出流量が変化して、駆動体Ａの回転の速
さが広い範囲で調整できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主として、玩具および隣接分野であるファンシー雑貨、ギフト用品 等の製品に利用するゼンマイ駆動装置の制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の制御機構としては、次のようなものがある。 １．ガンギ車とアンクルによる脱進機を備えたもの。 ２．はずみ車を備えたもの。 ３．摩擦車とブレーキとを組合せたもの。 （例えば、特願昭３０−５１２９号広報参照） ４．機械的なガバナ装置を備えたもの。 （例えば、玩具用小型蓄音機に利用されているもの。） ５．羽根車により空気抵抗を利用したもの。 （例えば、実願昭５６−１３５７９８号広報参照） ６．液体の粘性を利用したもの。 （例えば、特願昭３０ー６４１９号広報参照）

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

「従来の技術」で述べた１項から５項までのものは、回転速度抑制手段を、ゼ ンマイばねを取付けた一番歯車から始まる高速歯車輪列の最終段に置くのが通常 である。一方、これら回転速度抑制手段それ自体の軸速度は、構造上、極端に遅 くすることができず、限られた輪列段数ではゼンマイの持続時間を伸ばすには無 理があった。また、６項のものは、動力源自体に回転速度抑制手段が講じられて いるために、比較的簡単な装置で持続時間を長くすることが可能であるが、減速 に高粘度の液体を使用するため、乳幼児も使用する玩具への応用は、液体の漏洩 を防止するため完全に密封する必要があり、この点、工業化が困難であった。

【０００４】 一方、それ自体に変速機構を構成できるものは、「従来の技術」で述べた２、 ３、４項である。しかし、２、３項のものは、作動中、はずみ車や摩擦車に機械 的なブレーキを掛けると、ゼンマイばねが全てほどける前に、途中で停止すると いった構造上の欠点があり、４項の機械的なガバナに変速機構を持たせことは、 構造が複雑になるといった難点があった。また、両者に共通した問題点として、 変速範囲の狭いことが挙げられる。

【０００５】 本考案は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ゼンマイ駆動装置 の低速運転と持続時間の向上を図るとともに、低速から高速まで、広範囲にわた り連続的に回転速度調整の行えるゼンマイ駆動装置を提供し、あわせて、リアル な外観と、興味ある動きを持った玩具の構成を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案における玩具用ゼンマイ駆動装置の制御機 構は、ゼンマイばね等の弾性体を動力源とし、少なくとも一つの回転軸を有する 運動伝達機構を備えた駆動体と、一端に覆をもつシリンダと、ピストンと、流量 制御手段として、シリンダの覆に設けた通口とを備え、ピストンがシリンダに内 接して往復し、通口を通して空気または水を交互に吸入・排出するポンプ部と、 駆動体の回転軸の一つに取付けたクランクと、連接棒とを備え、クランクの回転 で、連接棒を介し、ピストンを往復運動させる連接部と、から成り、駆動体が作 動して、連接部がピストンを複数回、往復させ、ポンプ部が吸入・排出を繰り返 すとき、通口が空気または水の通過流量を制限して、ピストンを緩作動するよう にし、駆動体の運動の速さを抑制するようにしたものである。

【０００７】 流量制御手段として、通口は、ピストンのほぼ中央部、ピストンの移動方向に そって貫通させてもよい。

【０００８】 別の流量制御手段として、ピストン外周の一部にピストンの移動方向にそって 通過溝を設け、通口としてもよい。

【０００９】 さらに、流量制御手段として、シリンダの覆に、空気または水の通過流量を制 御する弁を設け、操作すれば、駆動体の運動の速さを調節することができる。

【００１０】 一方、連接部は、カムと、従動節を持つ揺動棒とを組合せた、カム機構にして 、ピストンを往復作動させてもよい。

【００１１】

【作用】

ゼンマイばね等の弾性体を動力源とした駆動体が作動すると、その回転軸に取 付けた連接部が回転運動を往復運動に変換して、ピストンを往復作動させ、通口 を通してポンプ部が空気または水の吸入・排出を繰り返す。 ここで、流量制御手段としての、通口の口径が小さいほど、吸入・排出する空 気または水の通過流量は少なくなって、ピストンは緩速度で作動し、それにつれ て、駆動体もゆっくりと時間をかけて運動する。

【００１２】 さらに、流量制御手段として、弁を設けて操作すれば、ポンプ部の吸入・排出 流量が変化する。弁を開き空気または水の通過流量を多くすれば、ピストンの吸 入・排出作動は速くなり、逆に、弁を閉じ通過流量を少なくすれば遅くなる。こ のため、駆動体の運動の速さが広い範囲で調整される。

【００１３】

【実施例】

実施例について、図面を参照して説明する。 図１に示す玩具用ゼンマイ駆動装置の制御機構は、駆動体Ａとして、玩具分野 で広く利用されている公知のゼンマイ装置を採用し、さらに、ポンプ部Ｂ、連接 部Ｃから構成されている。 まず、各部の構成、作動について記述する。

【００１４】 駆動体Ａは、動力源として、ばね鋼製の板ばねを、渦巻き状にしたゼンマイば ね２を用いている。一端を基体１に固定したゼンマイばね２で駆動する運動伝達 機構３は、ゼンマイばね２の他端を係止してツマミ４で巻き上げるようにした一 番回転軸６ａ、一番回転軸６ａに取付けたコハゼ５でゼンマイばね２がほどける ときにのみ一番回転軸６ａを中心に回転するようにした一番平歯車６ｂ、二番回 転軸７ａに取付けた二番ピニオン歯車７ｃおよび二番平歯車７ｂ、三番回転軸８ ａに取付けた三番ピニオン歯車８ｃにいたる高速輪列とで構成され、それぞれが 基体１に収納されている。

【００１５】 従って、ツマミ４を時計回りに回転（図１矢印）させ、ゼンマイばね２を巻 き上げると、ゼンマイばね２のほどける力で、一番回転軸６ａとともに一番平歯 車６ｂを反時計回りに回転する結果、運動伝達機構３の高速輪列を構成する歯車 群が作動して、それぞれ噛みあった一番平歯車６ｂと二番ピニオン歯車７ｃ、二 番平歯車７ｂと三番ピニオン歯車８ｃへと回転運動が伝達され、各回転軸７ａ、 ８ａは回転を始めることになる。

【００１６】 一方、ポンプ部Ｂは、基体１の上部にあって、一端に覆３０をもつ透明樹脂製 のシリンダ１０と、ピストン１１と、ピストンピン１１ａ（作用については連接 部の項で説明）、流量制御手段として、覆３０のほぼ中央を貫通するように設け た通口３１とで構成される。ピストン１１は、外周がシリンダ１０の内壁との気 密を保ちながら、シリンダ１０内を往復運動するようにし、ピストン１１が上死 点から下死点に向かうとき（図１矢印）、通口３１を通して外部の空気をシリ ンダ１０内に吸入し、下死点から上死点に向かうとき（図１矢印）、通口３１ を通してシリンダ１０内の空気を外部に排出する。

【００１７】 連接部Ｃは、駆動体Ａの三番回転軸８ａに取付けた円板２０ａの中心から離れ た位置にあるクランク２０と、連接棒２１で構成される。連接棒２１は、その一 端をクランク２０に、他端をピストンピン１１ａ（ポンプ部の項参照）に、それ ぞれが回転可能に係止されているため、クランク２０の回転運動を、往復運動に 変換して、ピストン１１を作動する役割を果たす。

【００１８】 次に、各部が連係し、駆動体Ａの運動の速さを抑制する一連の動作について説 明する。 駆動体Ａのゼンマイばね２を、ツマミ４で巻き上げると、運動伝達機構３が作 動して、各回転軸と共に三番回転軸８ａも回転し、連接部Ｃのクランク２０が、 連接棒２１を介して、ポンプ部Ｂのピストン１１を往復作動させる結果、通口３ １を通して、シリンダ１０内に空気の吸入（図１矢印）および、シリンダ１０ から空気の排出（図１矢印）を交互に繰り返す。

【００１９】 ここで、流量制御手段としての通口３１の口径が小さいほど、空気の通過流量 は少なくなって（注参照）、ポンプ部Ｂの吸入作動時には、空気は時間をかけて 通口３１から流入し、シリンダ１０内をほぼ完全に満たしたとき、ピストン１１ はようやく下死点に達して排出作動に転じることになり、同様に、排出作動時に も、空気は時間をかけて通口３１から流出し、シリンダ１０内からほぼ完全に吐 き出されたとき、ピストン１１はようやく上死点に達して再び、吸入作動に転じ ることになる。そのため、ピストン１１は緩速度で運動し、それにつれて、運動 伝達機構３の回転軸６ａもゆっくりと回転し、駆動体Ａの運動の速さが抑制され ることになる。従って、小孔３１の口径を調整すれば、構造上の制約範囲内で、 駆動体Ａの持続時間を、所期の価にすることが可能である。

【００２０】 （注： 空気の通過流量は、通口３１の口径とピストン１１の吸入・排出力の大 きさに関係する。ゼンマイばね２のいっぱいに巻きあげた状態と、ほどけ切る直 前の状態では、ピストン１１の吸入・排出力は異なるため、これによっても流量 は変化する。）

【００２１】 本実施例の装置の二番回転軸７ａの両端に後輪９（点線）を取付け、自動車を 摸したカバーと前輪（図示せず）をつければ、ゆっくりと走行する自動車玩具に なる。

【００２２】 また、図示はしていないが、例えば、駆動体Ａのいずれかの回転軸で回転翼を 回転するようにした本実施例の装置全体を潜水艇を摸した外装に入れ、ポンプ部 Ｂが水没するよう構成した玩具に応用すれば、駆動体Ａが作動するとき、ポンプ 部Ｂは、空気の代りに、通口３１を通して水を吸入・排出することになり、これ によっても、駆動体Ａの運動の速さが抑制されることは明らかであろう。

【００２３】 駆動体Ａの動力源として、本実施例ではゼンマイばね２を使用し説明したが、 ゼンマイばね２に限ることはなく、弾性体の復元力を利用した、例えば鋼製のス プリング、紐ゴムを動力源にした公知の駆動装置にも応用できることは、もちろ んである。

【００２４】 さらに、一番回転軸６ａの回転速度を落し、駆動体Ａの持続時間を延ばすため には、運動伝達機構３の高速輪列の段数を増すなど、高速回転比率を高めた最終 段の回転軸で、連接部Ｃを介してポンプ部Ｂを作動するようにし、また、シリン ダ１０の内径、ピストン１１の行程、流量制御手段として、ポンプ部Ｂの吸入・ 排出力に見合った通口３１の口径などを総合的に定めればよく、駆動体Ａは、殆 どゼンマイがほどけ切るまで、長時間、安定した運動を続けることになる。

【００２５】 流量制御手段としての通口３１を、別の部分に移すこともできる。 図２に示したものは、流量制御手段として、ピストン１１のほぼ中央部、ピス トンの移動方向にそって貫通させた通口３２で構成している。

【００２６】 また、図３では、流量制御手段として、ピストン１１の外周の一部に、ピスト ン１１の運動方向にそって切り欠いた通過溝３３を設け、通口として構成してい る。

【００２７】 上記２例は、いずれも、ポンプ部Ｂのピストン１１が往復して吸入・排出動作 をするとき、それぞれ、通口３２、通過溝３３が、空気または水の通路になると 同時に、通過流量を制限する働きをする。通口３２、通過溝３３それぞれの開口 面積の大きさを調節すれば、最初に述べた実施例と同様に、構造上の制約範囲内 で、駆動体Ａの持続時間を所期の価にすることが可能である。

【００２８】 さらに図４により、流量制御手段として、覆３５に弁３４を設ければ、ゼンマ イ駆動装置を無段階で変速することができる。 弁３４は、シリンダ１０の上部にある円柱状の覆３５に、端面を上下方向に貫 通し空気または水の通路となる通口３６と、通口３６と交叉し、側面を左右方向 に貫通する弁挿入口３７とを設け、上記交叉部分にとどく位置の側面に貫通させ た弁孔３８をもつ弁棒３９を、弁挿入口３７に差し込み（図４矢印）構成されて いる。従って、弁孔３８が水平位置にあるとき、弁棒３９が通口３６を上下に分 断閉鎖して（弁３４が「閉」の状態）、通口３６を通過しようとする空気または 水の流れを遮断する。「閉」の状態から弁棒３９を指で回転してゆくと、通口３ ６に弁孔３８が接して開き始め、その後、開口面積は増加して、弁孔３８が通口 ３６と一致して上下を完全に結んだとき、弁３４は「全開」の状態になる。

【００２９】 従って、ポンプ部Ｂのピストン１１が往復して吸入・排出動作をするとき、弁 棒３９を「全開」の方向に回転してゆけば、シリンダ１０に流入し、また、シリ ンダ１０から流出する空気または水の流量が増加して、ピストン１１の運動速度 は次第に速くなり、逆に、弁棒３９を「閉」の方向に回転すれば、流量が減少し て、ピストン１１の運動速度は遅くなる。この操作によって、ピストン１１の作 動の速さは変化して、駆動体Ａの運動の速さを無段階で調整することが可能にな る。全体の構成を巧みにすれば、回転速度の調整幅は非常に広くなり、例えば、 本実施例を、前記の自動車玩具の駆動装置として搭載すれば、全疾走から超低速 の徐行運転まで、自由にコントロールすることができる。

【００３０】 連接部Ｃをカム機構に置き換えた実施例を、図５に示す。 連接部Ｃ１は、中心をずらし駆動体Ａの三番回転軸８ａに取付けた円盤状のカ ム２２と、一端に従動節２３をもつ揺動棒２４、および、基体１（図示せず）か ら突出したガイドピン２５とで構成される。カム２２は，従動節２３内を回転し 、カムの外周が従動節上端を押し上げ、あるいは、従動節下端を押し下げて、揺 動棒２４を往復運動（図５矢印）させ、最初の実施例と同様、揺動棒２４の他端 に固定したピストン１１が吸入・排出運動を繰り返すようになる。先端付近に切 り欠きをもつ左右一対のガイドピン２５は、揺動棒２４の下端を挟み込み、揺動 棒２４の横揺れを防止して、円滑に往復運動をさせる役割を果たす。

【００３１】 最初に述べた実施例において、クランク２１をもつ円板２１ａは、構造上、回 転軸の終端に設ける必要があり、これを取付けた三番回転軸８ａには、両端に車 輪等を取付けられない欠点があった。本実施例の連接部Ｃ１は、両端に車輪等を 取付けた回転軸の中央に、カム２２を取付けることが可能である。

【００３２】

【考案の効果】

上記のように、本考案のゼンマイ駆動装置の制御機構は、 請求項１においては、ポンプ部が吸入・排出する空気または水の流量を制限し て駆動体の運動の速さを抑制し、ゼンマイ駆動装置の持続時間を向上する。その 上、運動速度抑制手段に、「従来の技術」３項で述べた、摩擦車とブレーキとの 組合せのような機械的な摩擦力を用いていないためにロスが少なく、駆動体は殆 どゼンマイばねがほどけ切るまで作動する利点がある。また、例えば、実施例で 述べた自動車玩具に応用し、特に、ポンプ部Ｂが外観できるようにカバーから突 出させれば、あたかもエンジンを動かしながら走るリアルな雰囲気を、盛り込む ことができる。

【００３３】 請求項２、３においては、請求項１の流量制御手段の代替策であり、請求項１ の同手段も含め、この中から製造等の特性を配慮して、最も有利なものを選ぶこ とができる。

【００３４】 請求項４においては、さらに、ポンプ部が吸入・排出する空気または水の流量 を、流量制御手段としての弁でコントロールするため、駆動部の運動の速さを、 広範囲にわたり無段階で調整することが可能になる。例えば、上記自動車玩具に 適用すれば、低コストで、一層、興昧深い玩具を提供することができる。

【００３５】 請求項５においては、ピストンを動かす連接部を、クランク機構からカム機構 に置き変えたものである。両端に車輪等を取付けた回転軸の中間部分に、カムを 取付けることが可能になり、簡単な機構で、連接部を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゼンマイ駆動装置の制御機構全体の構造を示す
斜視図である。

【図２】流量制御手段として、ピストンの中央部に通口
を構成した分解斜視図である。

【図３】流量制御手段として、ピストン外周に通過溝を
構成した分解斜視図である。

【図４】流量制御手段として、シリンダの閉端に弁を構
成した分解斜視図である。

【図５】連接部を構成するカム機構の構造を示す斜視図
である。

【符号の説明】

Ａ 駆動体 Ｂ ポンプ部 Ｃ、Ｃ１ 連接部 １ 基体 ２ ゼンマイばね ３ 運動伝達機構 ４ ツマミ ５ コハゼ ６ａ、７ａ、８ａ 回転軸 ６ｂ、７ｂ 平歯車 ７ｃ、８ｃ ピニオン歯車 ９ 後輪 １０ シリンダ １１ ピストン １１ａ ピストンピン ２０ クランク ２０ａ 円板 ２１ 連接棒 ２２ カム ２３ 従動節 ２４ 揺動棒 ２５ ガイドピン ３０、３５ 覆 ３１、３２、３６ 通口 ３３ 通過溝 ３４ 弁 ３７ 弁挿入孔 ３８ 弁孔 ３９ 弁棒

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゼンマイばね等の弾性体を動力源とし、
   少なくとも一つの回転軸を有する運動伝達機構を備えた
   駆動体と、 一端に覆をもつシリンダと、ピストンと、流量制御手段
   として、シリンダの覆に設けた通口とを備え、ピストン
   がシリンダに内接して往復し、通口を通して空気または
   水を交互に吸入・排出するポンプ部と、 駆動体の回転軸の一つに取付けたクランクと、連接棒と
   を備え、クランクの回転で、連接棒を介し、ピストンを
   往復運動させる連接部と、から成り、 駆動体が作動して、連接部がピストンを複数回、往復さ
   せ、ポンプ部が吸入・排出を繰り返すとき、通口が空気
   または水の通過流量を制限して、ピストンを緩作動する
   ようにし、駆動体の運動の速さを抑制するようにした玩
   具用ゼンマイ駆動装置の制御機構。
2. 【請求項２】 流量制御手段として、ピストンのほぼ中
   央部に、ピストンの移動方向にそって貫通する通口を設
   けた請求項１記載の玩具用ゼンマイ駆動装置の制御機
   構。
3. 【請求項３】 流量制御手段として、ピストンの外周の
   一部に、ピストンの移動方向にそって通過溝を設け、通
   口とした請求項１記載の玩具用ゼンマイ駆動装置の制御
   機構。
4. 【請求項４】 流量制御手段として、シリンダの覆に空
   気または水の通過流量を制御する弁を設け、操作してピ
   ストンの吸入・排出作動速度を変化させ、駆動体の運動
   の速さを調節するようにした請求項１記載の玩具用ゼン
   マイ駆動装置の制御機構。
5. 【請求項５】駆動体の一つの回転軸に取付けたカムと、
   一端にカムと接触して往復運動する従動節をもつ揺動棒
   とを備え、揺動棒の他端でピストンを作動させるように
   連接部を構成した請求項１記載の玩具用ゼンマイ駆動装
   置の制御機構。