JPH0744760Y2 - 出力装置 - Google Patents

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７
ｆであり、ストッパー８はこの穴７ｆ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２
１，２２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１０
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２
４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２８
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９ａ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３
４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３７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３０ａ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３
８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。