JPH11207048A - 多数の伝達要素を含む玩具組立てセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 耐摩耗性が改善され、均一な歯車伝動を行う
ことができ、更に、組み立てを極めて容易にする、玩具
組立てセットを提供する。 【解決手段】 玩具組立てセットは、複数のシャフト
３、４及び複数の歯車１、２の形態の複数のトランスミ
ッション要素と、これらトランスミッション要素を組み
込むための複数の支持要素とを備えている。シャフト
３、４は、１又はそれ以上の歯車１、２を取り付けるよ
うに等間隔で隔置された複数の溝８の形態のスプライン
が設けられたシャフト端部を有している。歯車１、２
は、シャフト３、４のスプラインを収容するための中央
開口を有している。歯車１、２の中央開口は、シャフト
３、４のスプラインの１又はそれ以上の溝８の中に係合
する１又はそれ以上の突出フランジを有している。シャ
フト３、４に取り付けられた歯車１、２は、そのシャフ
トと相対的に回転することができるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のシャフトと
複数の歯車とを備えており、上記シャフトには、１又は
それ以上の歯車を取り付けるためのスプラインが設けら
れており、上記歯車は、上記シャフトのスプラインを収
容するための中央開口を有しており、上記歯車の中央開
口は、１又はそれ以上の突出フランジを有するような形
状を有しており、上記突出フランジは、上記シャフトの
スプラインの１又はそれ以上の溝に係合して、シャフト
に取り付けられた歯車が上記シャフトと相対的に回転す
ることができるようにしており、上記歯車は、上記シャ
フトのスプラインの溝の全数に対応する歯数を有するよ
うに構成された、玩具組立てセットに関する。

【０００２】

【従来の技術】上述の玩具組立てセットは、模型のクレ
ーン、車、機械又は他の装置と組み合わされることが多
く、そのような模型は、シャフト及び歯車を用いて組み
立てることによって、完成された時点で種々の歯車機能
及び運動機能を有するようになされている。

【０００３】例えば、入力軸が、その長手方向軸線の回
りで無限回数だけ回転することができ、また、歯車伝動
装置の唯一の目的が、出力軸を上記入力軸に比例する回
数だけ回転させることである、通常の歯車機能の場合に
は、極めて多くの場合に行われるようにシャフト及び歯
車を正しく取り付けることによって、何等問題は生じな
いが、歯車の入力軸及び出力軸が、玩具組立てセットの
機能要素に接続され、これら機能要素が、全く独特の相
互の運動パターンを有することが必要な場合には、個々
の歯車及びシャフトを用いることによってギヤを取り付
ける際の要件が増大する。

【０００４】従って、特に上記後者の玩具組立てセット
に関連して、組立てマニュアルを用いて個々の模型をど
のように組み立てるかをユーザに指示する場合が多い。
そのようなマニュアルを用いた場合には、完成された模
型の機能が製造者すなわちメーカーの意図に対応するよ
うに、ユーザが実際にその模型を組み立てることができ
るようにすることが、頻繁に問題になる。

【０００５】上述のように、玩具組立てセットにギヤ要
素がある場合には、これらギヤ要素を適正に組み立てる
ことが、その玩具の満足すべき機能を得るための必須条
件である模型の構造において、上述の事柄は特に問題と
なる。その理由は、組立てマニュアルにおいて、ある歯
車が取り付けられるシャフトに対するその関連する歯車
の向きを明瞭に示して玩具の模型が適正に機能するよう
にすることは、困難であるからである。そうするために
は、組立てマニュアル及びこの組立てマニュアルを理解
しようとするユーザに、多くのものが要求される。

【０００６】米国特許第２，４０６，７５９号は、玩具
と共に使用されて上記問題を解消する歯車を記載してい
る。この歯車には、４個の歯と、シャフトを収容するた
めの方形の開口とが設けられている。この構成により、
歯車をシャフトに不適切に取り付けることが不可能とな
る。これは、ユーザ又は組立てマニュアルに多くのもの
を要求することなく、また同時に、関連するシャフト及
び歯車から成る特殊な対を必要とすることなく、ギヤ接
続部が常に適正に組み立てられることを意味する。これ
により、玩具の融通性が低下し、また、場合によって
は、玩具の製造コストが高くなる可能性がある。

【０００７】しかしながら、そのような歯車と関連して
組み立てることのできるトランスミッションを用いる場
合には、歯車及びシャフトに形成される歯及び溝の数を
比較的少なくすることが望ましく、また、歯面の磨耗を
少なくすると共に、均一に回転するトランスミッション
を得ることが望ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】上述の事柄を念頭において、本発明の目的は、
上記米国特許第２，４０６，７５９号による周知の装置
によって得られる利点を有すると同時に、歯車の使用に
より、耐摩耗性が改善され且つトランスミッションがよ
り均一にされた、玩具組立てセットを提供することであ
る。請求項１にその特徴を示すように、実質的に筒状の
歯を、該歯が円筒形の面を有するように構成し、この円
筒形の面が、上記実質的に円筒形の歯の両端部におい
て、実質的に球形の面として伸長するようにすることに
よって、上記目的が達成される。

【０００９】玩具組立てセットは、上述のタイプの少な
くとも２つのシャフト及び２つの歯車を備えるのが特に
効果的である。その理由は、この構成により、誤った歯
車が上記シャフトの中の一つの上で不適切に配列され、
その結果、正しくない速度伝達比を生じさせる危険性な
しに、１対１の速度伝達比の入力軸及び出力軸を備えた
伝動装置を得ることが可能になるからである。

【００１０】好ましい実施例においては、上記シャフト
には全部で４つの溝を含むスプラインを形成し、また、
玩具組立てセットの歯車の中の少なくとも幾つかの歯車
が同じ歯数を有するように構成するのが好ましい。上記
シャフトのスプライン、及び、上記歯車の中央ホイール
が摩擦カップリングを形成するように構成し、これによ
り、上記歯車が上記シャフトの上で移動することができ
るようにすると、組立て作業を特に簡単に行うことがで
きるので、更に効果的である。

【００１１】上記歯車には、該歯車の中央開口を包囲す
るハブを設け、該ハブの周囲には、上記歯車の各々の歯
を担持するためのスポークを配列し、これらスポークを
上記歯車のハブから実質的に半径方向に伸長させ、上記
スポークの外方端には、対称軸線の回りで概ね円筒形で
ある筒状の歯を配列して、上記筒状の歯の対称軸線が上
記歯車の回転軸線と平行になるようにし、上記スポーク
の上記歯車のハブに対する接線方向の横断寸法を同じ方
向における上記筒状の歯の横断寸法よりも小さくする
と、特に効果的である。これにより、上記筒状の歯は、
平行な軸線を有するトランスミッション、並びに、直交
するシャフトを有するトランスミッションを構成するの
に適した当接面を形成する。

【００１２】この意味において、上記実質的に筒状の歯
を円筒面を有するように構成し、上記実質的に円筒状の
歯の両端部が概ね球形状の球状面として伸長するように
構成するのが、特に効果的である。これにより、上記歯
車の軸方向の力が使用中、最小限になる。

【００１３】また、上記スポークが、それぞれの筒状の
歯の間の領域に、上記歯車のハブに対して概ね凹円形の
当接面を形成し、これにより、上記歯車の外周面が、上
記ハブに対して、上記歯によって形成された凸円形の組
み合わされた当接面を構成し、その間に、スポークによ
って形成された凹円形の当接面が形成されるようにし、
更に、丸みの半径が、上記凸状の当接面及び上記凹状の
当接面に関して同じになるように、玩具組立てセットを
効果的に構成することができる。これにより、所与のト
ランスミッションのそれぞれの歯車の間に、極めて大き
な当接面が形成され、従って、磨耗が最小限になる。

【００１４】上記凹円形の当接面は、更に、これら当接
面が回転中心を有する丸みの半径を有し、上記歯車の中
央開口の中心から上記回転中心までの距離が、上記歯車
の中央開口の中心から上記歯の対称軸線までの距離より
も短くなるように、効果的に構成することができる。こ
れにより、関連するシャフトを有する歯車を、互いに極
めて接近して配列することができる。この効果は、比較
的大きな歯では得ることができない。

【００１５】上記概ね筒状の歯の両端部の球状面が、上
記スポークによって形成される上記凹状の当接面の丸み
の半径に相当する丸みの半径を有するように構成された
場合には、シャフトが互いにほぼ直交するように配列さ
れたトランスミッションに上記歯車を使用するだけで、
上述の効果に相当する効果が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図面を参照して以下に本発明を詳
細に説明する。図１は、２つのシャフト３、４に取り付
けられていて互いに係合している２つの歯車１、２から
構成されたトランスミッションすなわち歯車伝動装置を
示している。上記シャフト３、４は、それぞれの長手方
向軸線の回りで回転可能なように、支持構造（図示せ
ず）の中に埋め込まれている。このようにすると、シャ
フト３、４及び歯車１、２は、例えば、入力軸及び出力
軸を備えたトランスミッションを形成する。

【００１７】図面から分かるように、上記シャフトは、
いずれの箇所においても十字形（クロス）の形態の横断
面を有する細長い形状として構成されており、これによ
り、上記シャフトは、クロスシャフトと呼ぶことができ
る。従って、上記クロスは、４つの溝８を有するスプラ
インを形成している。このスプラインは、通常、歯車
１、２が、シャフト３、４の長手方向の軸線の回りで上
記シャフトと相対的に回転しないようにするために、使
用することができる。

【００１８】従って、図２から分かるように、歯車１
は、中央に配置されたハブ５を有している。このハブに
は、内方に突出する４つのフランジ７を有する中央開口
６が形成されている。上記フランジ７は、例えば図１か
ら分かるように、歯車１がシャフト３に取り付けられて
いる場合に、歯車の各々のフランジ７がシャフト３の溝
８の中の一つの中に伸張することができるように構成さ
れており、これにより、歯車１は、シャフト３と相対的
に回転できないようになっている。

【００１９】歯車１の４つのフランジ７、並びに、シャ
フト３の４つの溝８は、等しい間隔で隔置されているの
で、歯車１は、シャフト３に対して４つの異なる向き
で、シャフト３に取り付けることができる。この構成
は、適正な取り付けを極めて簡単に行うことを可能にす
る。本発明によれば、歯車１には、シャフトの溝の数と
同じ数（すなわち４個）の歯が形成される。

【００２０】この構成は、歯車１が４つのスポーク９を
有しており、これらスポークが各々歯１０を担持してい
る状態を示している、図２から明らかであろう。歯車１
には正確に４つの歯１０が設けられており、また、歯車
１は、シャフト３の溝８及び歯車１のフランジ７の形態
の結果として、４つの向きでしかシャフト３に取り付け
ることができないという事実は、歯車１がシャフト３に
取り付けられる態様に関係無く、シャフトに対する歯の
位置に関しては、同じ結果がもたらされるということを
意味し、また、このことは、歯車がある態様で取り付け
られてもあるいは他の態様で取り付けられても、機能的
には全く差がないことを意味している。

【００２１】上述の事柄は、歯車１、２をシャフト３、
４に適正に取り付けることに関する要件は、極めて少な
いということを意味している。好ましい実施例において
は、図３から特に分かるように、歯車１は、その回転軸
線に対して直交する平面の周囲で対称であり、このこと
は、図１に示すようにシャフト３に取り付ける際に、歯
車１がある方向を向いているかあるいは他の方向を向い
ているかは、実質的に問題とならない。その理由は、そ
のような２つの方向の間の機能に関しては、全く差すな
わち違いがないからである。従って、好ましい実施例に
おいては、歯車１は、完全に組み立てられた玩具組立て
セットにおけるその機能に影響を与えることなく、８つ
の異なる態様でシャフト３に取り付けることができる。
従って、歯車１をシャフト３に不適切に取り付けること
は全く不可能であり、このことは、取り付け作業、並び
に、組立てマニュアル（存在する場合）に対する要求が
極めて少ないことを意味する。

【００２２】玩具組立てセットは、種々の数の溝を有す
る種々のシャフトと、対応する数の歯を有する関連する
歯車とを備えることができることは明らかであるが、図
１に示す好ましい実施例によれば、玩具組立てセット
は、同一の歯車１、２、及び、同じ数の溝を有するシャ
フト３、４だけから構成されて、所与のトランスミッシ
ョンを形成している。その理由は、そのような構成によ
り、所与の歯車１、２が、一方のシャフト３に取り付け
られるかあるいは他方のシャフト４に取り付けられるか
は、重要ではなくなるからである。従って、上記構成
は、玩具組立てセットが、少なくとも２つの同一の歯車
と、同一の数の溝を有する２つのシャフトとを備えるこ
とを前提としている。

【００２３】本発明の好ましい実施例においては、歯車
１、２は、更に、図４から分かるようなアングルギヤ、
並びに、図１又は図５に例示されるように、歯車１、２
が同一平面に配列されているギヤを都合良く形成するこ
とができ、同時に、合理的に振動のないトランスミッシ
ョンの運転を達成するように、構成されている。上記構
成は、図２及び図３に示すように構成された歯車１、２
によって得られる。上記構成から、各々の歯は、円筒面
１１を構成する実質的に筒状の面を有するように構成さ
れており、上記円筒面１１は、歯車の両側で球状面１２
として伸長していることが分かる。また、各々の歯を担
持しているスポーク７は、ハブ５に対して凹状の面１３
として構成されている。

【００２４】丸みの半径は、歯の円筒面１１及び球状面
１２並びにスポークに形成された凹面１３に関して同一
であるので、２つの歯車１、２は、図４及び図５から分
かるように、図４に示すアングルギヤ、あるいは、図５
に示すプレーナギヤを形成するように、シャフト３、４
に取り付けることができる。

【００２５】従って、円筒面１１、球状面１２及び凹面
１３から成る上述の形態は、歯車１、２には４つの歯１
０しか設けられておらず、また、歯車１、２のハブ５は
互いに極めて近接して配列されているにも拘わらず、歯
車の総ての相対位置において比較的連続的に伸長する当
接面を可能にする。この構成により、ギヤの伝動に実質
的に不連続部がない伝動装置が形成される。

【００２６】この意味において、歯１０に中央開口１４
を設け、これにより、例えば、歯車をプラスチックで射
出成形することによって、歯１０の滑らかな面を確保す
るようにするのが、特に効果的である。上述の中央開口
１４が存在しない場合には、上記射出成形の間に、歯の
面１１、１２に吸引力が作用する危険性がある。

【００２７】上述の総ての図から明らかなように、歯車
１、２をシャフト３、４上で軸方向に固定するための特
殊な要素は全く設けられていない。その理由は、歯車
１、２は、シャフト３、４の表面の溝８に摩擦的に当接
するフランジ７が形成されており、これにより、歯車
１、２は、これら歯車１、２のハブ５の中央開口の中に
シャフト３、４を摩擦的に移動させるだけで、シャフト
３、４に取り付けられるからである。より詳細に言え
ば、特に限定するものではないが、図１及び図５に示す
プレーナギヤの場合には、歯１０の円筒面１１が、トラ
ンスミッションに負荷が作用している間に、歯車１、２
に極力軸方向力が作用しないようにし、これにより、使
用の間に、上述の軸方向力が、歯車１、２をシャフト
３、４の上で合理的な程度だけ移動することができるよ
うにしている。

【００２８】上記歯車及びシャフトを、図面に示す好ま
しい実施例とは異なる他の態様で構成することができる
ことは、明らかである。従って、シャフトは、上に示し
た４つ以外の別の数の溝を有することができるが、この
場合には、歯車は、対応する数の歯をもたなければなら
ない。また、歯車をより通常の歯車として構成し、これ
ら歯車が、図示の歯車１、２の場合のように互いに摺動
する表面ではなく、例えば、歯車伝動の間に互いに転動
するように形成された表面を有するようにすることがで
きる。

【００２９】更に、シャフトは、例えば図１に示すよう
なその全長にわたって伸長する溝を有する必要はなく、
歯車の取り付けが行われるそれぞれの端部にだけ溝を有
することができる。歯車には、シャフト３、４の溝の数
に対応する数のフランジ７を設ける必要はなく、一つの
フランジ７だけを設けて、歯車１、２がシャフト３、４
と相対的に回転することができないようにすることが確
実に可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って２つの歯車及び２つのシャフト
から構成されたトランスミッションの斜視図である。

【図２】図１の歯車の中の一方の歯車の正面図である。

【図３】図２の歯車の側面図である。

【図４】２つのシャフトと、図２及び図３に示す２つの
歯車とから構成されたアングルギヤの形態のトランスミ
ッションを示している。

【図５】図１に示すトランスミッションの正面図であ
る。

【符号の説明】

１、２ 歯車 ３、４ シャフト ５ ハブ ６ ハブの中央開口 ７ 突出フランジ ８ スプラインの溝 ９ スポーク １０ 歯車の歯 １１ 円筒面 １２ 球状面 １４ 歯の中央開口

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１１月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 多数の伝達要素を含む玩具組立てセッ
ト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシャフト及び複数の歯車の形態の
   複数のトランスミッション要素と、これらトランスミッ
   ション要素を組み込むための複数の支持要素とを備え、
   前記シャフトは、１又はそれ以上の歯車を取り付けるよ
   うに等間隔で隔置された複数の溝の形態のスプラインが
   設けられたシャフト端部を有しており、前記歯車は、前
   記シャフトのスプラインを収容するための中央開口を有
   しており、また、前記歯車の中央開口は、前記シャフト
   のスプラインの１又はそれ以上の溝の中に係合する１又
   はそれ以上の突出フランジを有するように構成されてい
   て、シャフトに取り付けられた歯車が、そのシャフトと
   相対的に回転することができるようになっており、前記
   歯車には、前記シャフトのスプラインの溝の数に対応す
   る数の、あるいは、前記シャフトのスプラインの溝の数
   の倍数の歯が設けられている、玩具組立てセットであっ
   て、 前記歯車は、該歯車の中央開口を包囲するハブを有する
   ように構成されており、前記歯車の各々の歯のためのス
   ポークが、前記ハブの周囲に配列されており、前記スポ
   ークは、前記歯車のハブから概ね半径方向に伸長してお
   り、前記スポークの外方端は、対称軸線の回りで実質的
   に円対称である筒状の歯を担持しており、これにより、
   前記筒状の歯の対称軸線が、前記歯車の回転軸線と平行
   になるように構成されたこと、を特徴とする玩具組立て
   セット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の玩具組立てセットにお
   いて、前記タイプの少なくとも２つのシャフト及び２つ
   の歯車を備えていること、を特徴とする玩具組立てセッ
   ト。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の玩具組立てセッ
   トにおいて、前記シャフトには、全部で４つの溝を含む
   スプラインが設けられており、当該玩具組立てセットの
   歯車の中の少なくとも幾つかの歯車は、同じ数の歯を有
   するように構成されたこと、を特徴とする玩具組立てセ
   ット。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一に記載の玩
   具組立てセットにおいて、前記シャフトのスプライン及
   び前記歯車の中央開口は、摩擦カップリングを形成する
   ように構成されており、これにより、前記歯車が前記シ
   ャフトの上で移動できるように構成されたこと、を特徴
   とする玩具組立てセット。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の玩具組立てセットにお
   いて、前記実質的に筒状の歯は、該実質的に円筒状の歯
   の両端部において実質的に球状面として伸長する円筒面
   を有するように構成されたこと、を特徴とする玩具組立
   てセット。
6. 【請求項６】 請求項１又は６に記載の玩具組立てセッ
   トにおいて、前記スポークは、それぞれの筒状の歯の間
   の領域において、前記歯車のハブに対して実質的に凹状
   である円形の当接面を形成し、これにより、前記歯車の
   外周面は、前記スポークと相対的に、前記歯で形成され
   た凸円形の当接面と、前記スポークによってその間に形
   成された凹円形の当接面とを形成しており、前記凸状の
   当接面及び前記凹状の当接面に関して丸みの半径が同じ
   であるように構成されたこと、を特徴とする玩具組立て
   セット。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の玩具組立てセットにお
   いて、前記凹円形の当接面は、回転中心を有する丸みの
   半径を有するように配列されており、前記歯車の中央開
   口の中心から前記回転中心までの距離が、前記歯車の中
   央開口の中心から前記歯の対称軸線までの距離よりも小
   さくなくように構成されたこと、を特徴とする玩具組立
   てセット。
8. 【請求項８】 請求項５、請求項６又は請求項７に記載
   の玩具組立てセットにおいて、前記概ね筒状の歯の両端
   部の前記球状面は、前記スポークによって形成された前
   記凹状の当接面の丸みの半径に対応する丸みの半径を有
   するように構成されたこと、を特徴とする玩具組立てセ
   ット。