JPH0738669U - 出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密着ばねの過剰巻きを防止する手段を有して
きわめて小型化でき、ミニチュアカーなどのスケールモ
デルの走行駆動源として利用できる出力装置を提供す
る。 【構成】 第１のドラム１に内端部を捲回して巻き付け
た密着ばね２の外端部を、第２のドラム３に係止して密
着ばね２を巻き取るとともに、ドラム３に巻き取られた
密着ばね２がその常態に復帰する性質にてドラム１に巻
き取り返されることにより、ドラム３が回転する際の出
力を取り出すようにした密着ばね２を用いた出力装置に
おいて、前記密着ばね２の内端部付近にドラム３への巻
取りを阻止するストッパー７を設けるとともに、該スト
ッパー７と係脱するストッパー８を前記ドラム１，３を
収納するケース９に設けて構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は密着ばねを用いた出力装置に関し、特に、走行玩具の走行駆動源そ の他に用いることができるものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、走行玩具における駆動源としては、ゼンマイばねの解旋力を利用する ものや、フライホイールの慣性回転を利用するものがあるが、近時は電動モータ ーを利用することが多い。

【０００３】 しかし、玩具用駆動源として簡便かつコスト安価であって最適とされているゼ ンマイばねは、解旋状態のものをシャフトに巻き付けて縮小し、それが解旋する ときの出力でシャフトから回転（力）を取り出すものであるから、ゼンマイばね を収納するケース（香箱）が解旋状態で余裕をもって収納されるものでなければ ならない。

【０００４】 また、ゼンマイばねの出力はその長さ及び断面積に比例するために、出力の高 いものを作ろうとすればゼンマイばねが大型化し、それを収納するケースも大型 化し、駆動源が全体として大型化せざるを得ない。そのうえ、ゼンマイばねを巻 着したシャフトから出力を取り出すには、複数の減速歯車を用いるのが常道であ るが、玩具に使用するために歯車のモジュールを小型化するには制約があり、時 計部品のように極小化した歯車を用いることは製品のコスト高を生じるためにで きないことである。

【０００５】 したがって、実物の何十分の一という小さなミニチュアカーなどのスケールモ デルに、ゼンマイばねの駆動源を搭載することは現状においては不可能視されて いる。したがって、自走できるミニチュアカーなどのスケールモデルは提供され ていない。そこで、この種のスケールモデルに駆動源を搭載すれば、走行できる 実物そっくりの興味深い自動車玩具を提供できる。

【０００６】 ところで、ゼンマイばねはシャフトに巻き付けたものが広がろうとする力によ りシャフトが回転する原理を応用したものであるが、これとは逆に、ばね板がド ラムに巻き付けられた状態に戻ろうとする力でドラム又はシャフトが回転するの を利用する密着ばねが提供されている。

【０００７】 そこで、この密着ばねを用いた出力装置は、図１３に示すように、ケース１１ に軸１２で回転自在に支持したリール状の第１のドラム１４に、ゼンマイばね同 様の帯鋼板からなる密着ばね２が密着して巻き付けられ、この密着ばね２の外端 部２ａが、同じくケース１１に軸１３で回転自在に支持したリール状の第２のド ラム３に巻着されてＳ字型に配置されてなり、このドラム３を強制回転（矢示イ 方向）させて密着ばね２を巻き取ると、ドラム１から密着ばね２が繰り出される 。密着ばね２は常にドラム１４に巻き付こうとする性質を与えられているために 、ドラム３の強制回転を中止すると、密着ばね２は直ちにドラム１に巻き取られ 、これによりドラム３が逆回転（矢示ロ方向）するというものである。

【０００８】 したがって、ドラム３の逆回転を出力として取り出せば、駆動源として利用で きるのである。しかも、ゼンマイばねのようにシャフトに巻き付けたばねが広が ろうとするときの解旋力を取り出すものではないから、一対のドラム１，３を収 容するスペースがあれば足りるために、前記ミニチュアカーなどスケールモデル の駆動源として利用できる性質を有するものである。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ゼンマイばねのみならず密着ばねも、過剰巻きによりばね自体 が破断する惧れがあることはいうまでもない。とりわけ、密着ばね２は、内端部 をドラム１４に連結しないで巻き付けたままの構成を採ることが通例であるから 、過剰巻きにより内端部がドラム１４から外れてしまう可能性が大きいのである 。したがって、密着ばね２はその過剰巻きが生じない範囲でしか利用できない欠 点がある。

【００１０】 そのため、前記出力装置ではドラム３の巻取り回転数を規制するようにしてい る。この回転数規制にはランダウンギヤを用いたゼネバ機構が有効であると思わ れるが、ピッチ円が大きいときはともかく、ピッチ円が小さいときはランダウン ギヤが歯部を乗り越えて作動しない欠点がある。そこで、クラッチ機構を使用し て過剰巻きを防止せんとしても、密着ばね２の内端部とドラム１４は連結しない ことを前提とすれば極めて困難がある。

【００１１】 ゼンマイばねの場合には、内端部を曲げてシャフトにその軸方向で開けた穴に 差し込むか、又は、内端部に穴を開けてその穴に嵌合する突起をシャフトに設け て連結すれば良いが、密着ばねの場合にはこれと同等にはできない。

【００１２】 すなわち、密着ばねは密着して巻き付けられた常態が特徴であるから、密着性 が損なわれる巻き付け状態は好ましくないために、端部を曲げたり、穴を開けて 突起部を嵌合させると、その部分が膨出するために密着性が不良となり、所期の 出力が取り出せなくなる惧れがあるからである。

【００１３】 このような事情に鑑み、密着ばねを用いた走行玩具等の駆動源を創成すること には関心が払われず、専ら、ゼンマイばねに頼るのがこれまでの例であり、それ では、ミニチュアカーなどのスケールモデルの走行駆動源を得ることはできなか った。

【００１４】 そこで、この考案は上記事情に鑑みて、過剰巻きを防止する手段を有してきわ めて小型化でき、ミニチュアカーなどのスケールモデルの走行駆動源として利用 できる出力装置を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかる出力装置は、第１のドラムに内端部を捲回して巻き付けた密 着ばねの外端部を、第２のドラムに係止して密着ばねを巻き取るとともに、第２ のドラムに巻き取られた密着ばねがその常態に復帰する性質にて第１のドラムに 巻き取り返されることにより、第２のドラムが回転する際の出力を取り出すよう にした密着ばねを用いた出力装置において、前記密着ばねの内端部付近に第２の ドラムへの巻取りを阻止するストッパーを設けるとともに、該ストッパーと係脱 するストッパーを前記ドラムを収納するケースに設けたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】

第２のドラムに密着ばねを巻き取るときに、密着ばねの内端部が第１のドラム から外れる手前において、ストッパーがケースのストッパーに当接して密着ばね の巻取りを阻止することにより、過剰巻きを防止するとともに、密着ばねの内端 部が第１のドラムから外れるのを防止する。

【００１７】

【実施例】

以下この考案の出力装置を図示の実施例に基づき説明する。図１に示すように 、密着ばね２を巻き付ける第１のドラム１は星形をして軸４で回転自在にケース ９に支持され、周面に一定間隔の断面円弧状の凹部５を有する。一方、密着ばね ２はその内端部がドラム１の最外周に沿う半円以上の円弧部６に形成され、かつ 、その円弧部６を超えた付近に円弧状の凸部７ａからなるストッパー７が形成さ れている。密着ばね２の外端部はケース９に軸１３で回転自在に支持された第２ のドラム３に固定されている。凸部７ａは凹部５に嵌合する形状であって、図２ に示すように、その凸部７ａが凹部６に嵌まり込むことができる。

【００１８】 そして、ストッパー７が当接するストッパー８がケース９に形成されている。 ストッパー８はドラム３に密着ばね２が過剰巻きにならない巻き付け幅となる円 周付近に突出するケース９の一部であって、ドラム３を矢示イ方向へ強制回転さ せ、密着ばね２が矢示ハ方向へ引かれると、凸部７が当接して密着ばね２の移動 を停止させ、密着ばねの円弧部６がドラム１から外れるのを阻止するものである 。ケース９はドラム１とドラム３をそれぞれ軸４，１３で回転自在に支持して収 納するものである。

【００１９】 そこで、ドラム３の巻取り回転を停止すると、ドラム３に巻き付けられた密着 ばね２がドラム１に巻き取られる。この場合、図２に示すように、凸部７ａはド ラム１の凹部６に嵌合し、その外周面に密着ばね２が巻き付けられても外周側に 膨出しないために、密着ばね２の密着性を損なうことはない。そしてドラム３は 巻取り回転の方向とは逆方向（矢示ロ）へ回転する。したがって、このドラム３ の逆回転を出力として取り出すのである。

【００２０】 なお、ストッパー７の変形例を図３に示す。図３（Ａ）に示したストッパー７ は断面半円の凸部７ａである。図３（Ｂ）に示したストッパー７は断面三角形の 凸部７ｂである。図３（Ｃ）に示したストッパー７は（Ｄ）に示すように絞り加 工による断面半球形の凸部７ｃである。図３（Ｅ）に示したストッパー７は（Ｆ ）に示すように透孔７ｄと（Ｇ）に示したように透孔７ｄに嵌め込む樹脂などの 突起物７ｅからなる。図３（Ｈ）に示したストッパー７は（Ｉ）に示すように突 き起こし加工による立ち曲げ部７ｅである。かくして、密着ばね２にストッパー ８と係脱するストッパー７を凸部にて形成したものである。

【００２１】 また、図４に示したストッパー７は透孔７ｆであり、ストッパー８はこの穴７ ｆに嵌合する突起部８ａを有するレバー８ｂである。ストッパー８はケース９に 一体形成し、又は別途に形成してケース９に固定する。かくして、密着ばね２に 凸部を形成しないため、密着ばね２の内端部を捲回するドラムは、前記ドラム１ のように星形をして周面に一定間隔の断面円弧状の凹部５を形成する必要性がな いから、図１２に示すように、円形としてもよいという利点を有する。

【００２２】 次に前記出力装置を用いた自動車玩具の走行駆動源を説明する。図５から図７ に示すように、ケース９の底部にドラム１とドラム３をそれぞれシャフト２１， ２２で回転自在に軸支し、ドラム１には密着ばね２の内端部を捲回して係止し、 ドラム３には三日月形の切欠部３ａを設け、そこに密着ばね２の外端部をピン１ ０で連結固定して出力装置が形成されている。

【００２３】 そして、ドラム３の上部でシャフト２２に歯車２３を軸着し、この歯車２３に 噛合する入力歯車２４を軸２５でケース９に回転自在に軸支する。軸２５はケー ス９の底部及び蓋９ａに開設した円弧状孔２６に挿入してある。入力歯車２４に 噛合する歯車２７が軸２８でケース９の底部に回転自在に軸支されている。軸２ ８は円弧状孔２６の円弧中心位置にある。したがって、歯車２３の時計方向回転 （矢示イ）により、入力歯車２４が歯車２３から離れることができる。

【００２４】 歯車２７はクラウンギヤ２９と噛合する。クラウンギヤ２９はケース９の蓋９ ａに軸３１で吊支した段付歯車３０に固定されて一体回転自在に軸支され、かつ 、クラッチギヤ３２と噛合している。クラッチギヤ３２は、図８に示すように、 車輪３３を軸着した車軸３４に嵌挿してコイルスプリング３５で一方の車輪３３ 側に押し付け、その車輪３３側に形成した凸部３６が車輪３３に形成した凹部３ ７に係合するように構成されている。

【００２５】 さらに、前記段付歯車３０の歯部３０ａには段付歯車３８が噛合している。段 付歯車３８はその軸３９が蓋９ａに開設された円弧状孔４０に挿入されて回転自 在に支持されている。段付歯車３８の歯部３８ａには出力歯車４１が噛合してい る。出力歯車４１はケース９の底部に突設した軸４２で回転自在に吊支され、そ の歯部４１ａは歯車２３と噛合している。軸４２は円弧状孔３９の円弧中心位置 にある。したがって、歯部３０ａの時計方向回転により、段付歯車３８が歯部３ ０ａから離れることができる。

【００２６】 そこで、走行準備のため、密着ばね２をドラム３に巻き取るときは、車輪３３ を時計方向へ回転させると、車軸３４を介し、図１０に実線矢示で示すように、 クラッチギヤ３２が時計方向へ回転し、クラッチギヤ３２を介してクラウンギヤ ２９が反時計方向へ回転し、クラッチギヤ３２と一体回転する段付歯車３０が反 時計方向へ回転することにより、歯車２７が時計方向へ回転し、歯車２４が反時 計方向へ回転し、歯車２３が時計方向（矢示イ）へ回転するために、ドラム３に 密着ばね２が巻き取られる。なお、段付歯車３０が反時計方向へ回転することに より、歯部３０ａに噛合する段付歯車３８は時計方向へ回転し、この回転により 軸３９は円弧状孔４０を移動し、よって段付歯車３８と歯部３０ａとの噛合が外 れる。

【００２７】 ドラム３に密着ばね２が巻き取られることにより、ドラム１に捲回した密着ば ね２の内端部が近くなると、図９に示すように、密着ばね２のストッパー７がケ ース９のストッパー８に当接して巻取りが阻止される。そこで、車輪３３の時計 方向への回転を止める。なお、車輪３３をさらに時計方向へ回転させていると、 凸部３６が凹部３７から離れてクラッチ３２が空回りするとともに、コイルスプ リング３５で押された凸部３６が凹部３７と係脱するときの音により過剰巻きを 防止する。

【００２８】 そこで、走行のため、車輪３３を自由回転可能な状態にすると、クラッチ３２ が車輪３３と係合するとともに、密着ばね２がドラム１に巻き取られる。密着ば ね２のストッパー７はドラム１の凹部に収納され、その外周面に残りの密着ばね ２は密着して巻き付く。

【００２９】 したがって、図１０に点線図示のように、ドラム３は反時計方向（矢示ロ）へ 回転し、歯車２３と噛合する段付歯車４１が時計方向へ回転し、段付歯車３８は 反時計方向へ回転し、歯部３０ａ及び段付歯車３０とクラウンギヤ２９が時計方 向へ回転し、クラウンギヤ２９を介してクラッチ３２が反時計方向へ回転するか ら、車輪３３が反時計方向へ回転して走行できる。なお、歯車２３が反時計方向 へ回転することにより、歯車２３と噛合する歯車２４の軸２５は円弧状孔２６を 移動するから歯車２３と歯車２４の噛合が外れる。

【００３０】 なお、密着ばね２の外端部とドラム３との結合構造については、図１１に示す ように、ドラム３にカギ形の差込部３ａを設け、その差込部３ａに密着ばね２の カギ形に曲げた外端部２ａを挿入することに代えてもよい。

【００３１】 また、図８に示すクラッチ２９に代え、図１２に示すように、ドラム３の中心 部に孔３ｂを穿設し、その内周面に等間隔で半円状の凹部３ｃを形成し、この凹 部３ｃに係脱する凸部５０を先端部に有するアーム５１を周方向へ等間隔で突設 したクラッチ５２に代えてもよい。クラッチ５２は軸２２に軸着して固定されて いる。

【００３２】 さらに、ドラム３に密着ばね２を巻き取るための入力歯車２４及びそれと噛合 する歯車２４に代え、図１２に示すように、軸５４が移動可能にケース９の底部 及び蓋９ａに円弧状孔２６に挿入した歯車５３を、歯車２３とクラウンギヤ２９ に噛合させてもよい。

【００３３】 なお、上記実施例では、ミニチュアカー等のスケールモデルの駆動源に最適の 出力装置として説明したが、これに限定することなく、通常の自動車等の走行玩 具又は人形等の手足を動かせるための駆動源としても利用でき、したがって、こ の考案は汎用性のあることが明らかである。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したこの考案によれば、密着ばねの内端部付近に第２のドラムへの巻 取りを阻止するストッパーを設けるとともに、該ストッパーと係脱するストッパ ーを前記ドラムを収納するケースに設けたから、密着ばねの過剰巻きを阻止して 第１のドラムから外れるのを防止することができる。

【００３５】 したがって、ゼンマイばねと同じような使用ができるために、動く玩具の駆動 源として、あるいはその他に適用できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の出力装置を示す斜視図

【図２】過剰巻きを阻止する作用の説明図

【図３】（Ａ）から（Ｈ）はストッパーの例を示す斜視
図、断面図及び平面図

【図４】密着ばねとケースのストッパーの例を示す斜視
図

【図５】この考案を適用した出力装置の平面図

【図６】図５の断面正面図

【図７】図５の断面側面図

【図８】図７の部分説明図

【図９】出力装置のストッパーの作用を示す平面図

【図１０】作用説明図

【図１１】出力装置の他の例を示す平面図

【図１２】出力装置の他の例を示す平面図

【図１３】従来例の平面図

【符号の説明】

１…第１のドラム ２…密着ばね ３…第２のドラム ４…軸 ５…凹部 ６…円弧部 ７，８…ストッパー ９…ケース

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のドラムに内端部を捲回して巻き付
   けた密着ばねの外端部を、第２のドラムに係止して密着
   ばねを巻き取るとともに、第２のドラムに巻き取られた
   密着ばねがその常態に復帰する性質にて第１のドラムに
   巻き取り返されることにより、第２のドラムが回転する
   際の出力を取り出すようにした密着ばねを用いた出力装
   置において、前記密着ばねの内端部付近に第２のドラム
   への巻取りを阻止するストッパーを設けるとともに、該
   ストッパーと係脱するストッパーを前記ドラムを収納す
   るケースに設けたことを特徴とする出力装置。
2. 【請求項２】 ストッパーは前記密着ばねの一部を曲げ
   てなる凸部であり、かつ、ケースの一部を前記凸部に当
   接する突起部として一体形成してなることを特徴とする
   請求項１に記載の出力装置。
3. 【請求項３】 ストッパーは前記密着ばねに穿設した透
   孔とその透孔に挿入固定した突起物であり、かつ、ケー
   スの一部を前記突起物に当接する突起部として一体形成
   してなることを特徴とする請求項１に記載の出力装置。
4. 【請求項４】 第１のドラムに密着ばねの凸部を収納す
   る凹部が形成されていることを特徴とする請求項２又は
   ３に記載の出力装置。
5. 【請求項５】 ストッパーは前記密着ばねの内端部付近
   に透孔を穿設し、該透孔に係合する突起部を有するレバ
   ーをケースに設けて該突起部が前記透孔に係脱可能とし
   たことを特徴とする請求項１に記載の出力装置。