JPH11276723A - 出力軸切替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 一つの出力歯車に大きな負荷がかかると次の
出力歯車に切り替えることができる、組立が容易な出力
軸切替装置を提供する。 【解決手段】 出力軸切替装置１の装置本体１１には、
収容室が形成され、この収容室の円周方向周囲に、内歯
２４が形成されている。内歯２４には切り欠き部２５が
形成され、この切り欠き部２５には出力歯車２６が回動
自在に設けられている。回転ドラム４の一側には、遊星
歯車６２が回動自在に取り付けられている。駆動モータ
５の動力を減速歯車装置５１を介して伝達される回転軸
５２が、収容室３２と略同一軸心となるように設けられ
ており、この回転軸５２には遊星歯車６２と噛み合う太
陽歯車６１が取り付けられている。装置本体１１には、
遊星歯車６２が出力歯車２６と噛み合った時に、回転ド
ラム４を係止して回転ドラム４の位置決めをする係止手
段４７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、複数の出力軸を
順番に回転させることができる出力軸切替装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数の出力軸を順番に回転させる
ことができる出力軸切替装置は、図８に示すように、太
陽歯車Ａと、太陽歯車Ａを中心とした円周上に配置され
た出力軸に固定された出力歯車Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅと、太陽
歯車Ａに常にかみ合いながら転動し、出力歯車Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅにもかみ合い可能な遊星歯車Ｆとを有している。
この出力軸切替装置は、転動する遊星歯車Ｆを所定位置
で係止して各出力歯車Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに夫々順番にかみ
合わせることができる係止部材と、この係止部材の係止
を解除して遊星歯車Ｆを転動させる解除部材とを備えて
いる。この出力軸切替装置は、転動する遊星歯車Ｆを係
止部材で夫々異なる所定位置に順番に係止して各出力歯
車Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに夫々順番にかみ合わせ、各出力歯車
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの出力軸を順番に回転させることができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の出力軸切替
装置は、公転する遊星歯車を所定位置で係止して各出力
歯車に夫々順番にかみ合わせることができる係止部材
と、この係止部材の係止を解除して遊星歯車を転動させ
る解除部材とが必要となるため、構造が複雑であるとい
う問題点があった。また、出力歯車によって回転する出
力軸が回動不能になって出力歯車が停止すると、遊星歯
車、太陽歯車等の全てが停止してこれを作動させる駆動
モータに負荷がかかり、駆動モータが加熱して壊れた
り、負荷がかかっている歯車等が破損したりするという
問題点があった。特に、玩具においては、子供が出力軸
によって可動する部分を強く握りしめて動かなくさせる
ため、歯車、駆動モータ等に負荷がかかり、その玩具を
壊すことがあった。

【０００４】本願出願人は、上記問題点に鑑み、特願平
９−３１１４３２号において、極めて簡単な構造で、確
実に複数の出力軸を順番に回転させることができ、一つ
の出力歯車に負荷がかかって回転が停止した場合、直ち
に次の出力歯車に切り替えて回転させることができる出
力軸切替装置を提案した。本願発明は、上記機能を有
し、さらに組立が容易でユニット化することができる、
従来にない新規な構造の出力軸切替装置を提供すること
を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に係る出力
軸切替装置は、上記課題を達成するため、下記の構成を
有する。 （イ）装置本体を有すること。 （ロ）装置本体には、回転ドラムを回動自在に収容する
収容室が形成され、この収容室の周囲には、内歯が形成
されていること。 （ハ）内歯の少なくとも２ヶ所には切り欠き部が形成さ
れ、この切り欠き部には出力歯車が回動自在に設けられ
ていること。 （ニ）出力歯車は出力軸に固定されており、この出力軸
は装置本体から突出していること。 （ホ）回転ドラムの一側には、前記内歯及び出力歯車と
噛み合う遊星歯車が回動自在に取り付けられているこ
と。 （ヘ）装置本体には、駆動モータが設けられ、この駆動
モータの動力を直接又は減速歯車装置を介して間接的に
伝達される回転軸が収容室内に設けられており、この回
転軸には前記遊星歯車と噛み合う太陽歯車が取り付けら
れていること。 （ト）装置本体には、遊星歯車が出力歯車と噛み合った
時に、回転ドラムを係止して回転ドラムの位置決めをす
る係止手段が設けられていること。

【０００６】

【発明の実施の形態】本願請求項１に係る出力軸切替装
置の実施の形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図
1は、本発明に係る出力軸切替装置の一形態を示す分解
斜視図である。図２は、図１の一部切り欠いた組立斜視
図である。図３は、図１の側面断面図である。図４乃至
図６は、この一形態の要部部品図である。図７は、この
出力軸切替装置の動きを説明する正面図である。

【０００７】出力軸切替装置１は、装置本体１１を有す
る。装置本体１１には、回転ドラム４を回動自在に収容
する収容室３２が形成され、この収容室３２の周囲に
は、内歯２４が形成されている。内歯２４の少なくとも
２ヶ所には切り欠き部２５が形成され、この切り欠き部
２５には出力歯車２６が回動自在に設けられている。

【０００８】出力歯車２６は出力軸２７に固定されてお
り、この出力軸２７は装置本体１１から突出している。
回転ドラム４の一側には、前記内歯２４及び出力歯車２
６と噛み合う遊星歯車６２が回動自在に取り付けられて
いる。装置本体１１には、駆動モータ５が設けられ、こ
の駆動モータ５の動力を直接又は減速歯車装置５１を介
して間接的に伝達される回転軸５２が、収容室３２内に
設けられており、この回転軸５２には前記遊星歯車６２
と噛み合う太陽歯車６１が取り付けられている。

【０００９】装置本体１１には、遊星歯車６２が出力歯
車２６と噛み合った時に、回転ドラム４を係止して回転
ドラム４の位置決めをする係止手段４７が設けられてい
る。

【００１０】上記出力軸切替装置１は、駆動モータ５を
駆動させると、これの動力が直接又は減速歯車装置５１
を介して間接的に回転軸５２に伝達され、回転軸５２が
回転する。回転軸５２の回転は、太陽歯車６１を介して
回転ドラム４の遊星歯車６２に伝達され、遊星歯車６２
が回転する。この遊星歯車６２は、この回転により内歯
２４に沿って転動するため、回転ドラム４が装置本体１
１内で回転する。

【００１１】遊星歯車６２が内歯２４に沿って転動し、
出力歯車２６ａと噛み合う。遊星歯車６２が出力歯車２
６ａと噛み合った時、回転ドラム４は、係止手段４７に
よって係止され位置決めされる。遊星歯車６２の回転力
が出力歯車２６ａに伝達されるので、係止手段４７の位
置決め力で回転ドラム４の回転を充分に規制することが
できる。出力歯車２６ａは回転し、装置本体１１から突
出する出力軸２７ａを回転させる。

【００１２】出力軸２７ａに負荷がかかり、出力歯車２
６ａの回転が停止すると、遊星歯車６２は回転している
ため、遊星歯車６２の回転力が係止手段４７の位置決め
力に勝って係止手段４７の位置決めを強制的に解除し、
遊星歯車６２は、出力歯車２６ａ、内歯２４に沿って転
動する。遊星歯車６２は次の出力歯車２６ｂと噛み合
い、次の出力軸２７ｂを回転させる。この場合も、回転
ドラム４は、係止手段４７によって係止され位置決めさ
れる。

【００１３】

【実施例】以下、本願発明の好適な実施例を図１乃至図
７に基づいて説明する。出力軸切替装置１は、装置本体
１１を有する。装置本体１１は、第１の枠体２と第２の
枠体３とで構成されている。第１の枠体２と第２の枠体
３は、ナイロン等の摩擦係数の低い合成樹脂によってそ
れぞれ一体成形され、互いに接合されてネジ６等によっ
て一体的に固定されている。

【００１４】第１の枠体２には、軸受け孔２１が形成さ
れている。第１の枠体２は、外側面２２側に駆動モータ
５がネジ７等によって取り付けられている。駆動モータ
５の駆動軸側側面には、真円状のケース５３に収容され
た減速歯車装置５１が固定して取り付けられ、この減速
歯車装置５１の回転軸５２に太陽歯車６１が固定して取
り付けられている。なお、この太陽歯車６１を減速歯車
装置５１を介して間接的に駆動モータ５に取り付けてい
るが、駆動モータ５の駆動軸に直接取り付けるようにし
ても構わない。この太陽歯車６１の回転軸５２は、減速
歯車装置５１のケース５３を第１の枠体２の軸受け孔２
１に外側面２２側から嵌着するようにして、軸受け孔２
１と略同一軸心となるように設けられている。

【００１５】第１の枠体２の内側面２３であって軸受け
孔２１の周囲には、内歯２４が形成されており、この内
歯２４の三ヶ所に円形の切り欠き凹部２５ａ，２５ｂ，
２５ｃが形成され、この切り欠き凹部２５ａ，２５ｂ，
２５ｃに出力歯車２６ａ，２６ｂ，２６ｃが回動自在に
設けられている。出力歯車２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、
ナイロン等の合成樹脂によってそれぞれ一体成形されて
いる。この出力歯車２６ａ，２６ｂ，２６ｃは出力軸２
７ａ，２７ｂ，２７ｃに固定されており、この出力軸２
７ａ，２７ｂ，２７ｃは、第１の枠体２と後記第２の枠
体３に軸受けされ、さらに第２の枠体３から突出してい
る。なお、上記切り欠き凹部２５は、少なくとも２ヶ所
に形成されていれば良く、２ヶ所に形成されていれば二
つの出力歯車２６と二つの出力軸２７を設けることがで
きる。

【００１６】第１の枠体２の軸受け孔２１には、前記太
陽歯車６１を内穴４１に挿通するようにして、円筒状の
回転ドラム４の一側が回動自在に取り付けられている。
回転ドラム４は、ナイロン等の摩擦係数の低い合成樹脂
によって一体成形されている。この回転ドラム４は、一
側に略コ字状の切り欠き部４２が形成され、この切り欠
き部４２内に、前記内歯２４及び出力歯車２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ並びに太陽歯車６１と噛み合う遊星歯車６２
が回動自在に取り付けられている。回転ドラム４の側面
には、前記切り欠き部４２の開放部を塞ぐと共に遊星歯
車６２の軸受けにもなる円板４３が固定して取り付けら
れている。円板４３は、ナイロン等の摩擦係数の低い合
成樹脂によって成形されている。この円板４３の側面に
は、３個の浅い係止穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃが設けら
れている。この係止穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、前記
出力歯車２６ａ，２６ｂ，２６ｃと対応関係にあり、略
同一の位置関係で形成されている。

【００１７】第２の枠体３の内側面３５には、回転ドラ
ム４の他側を回動自在に取り付ける軸受け穴３１と、回
転ドラム４略全体を収容する断面円形の収容室３２と、
出力歯車２６ａ，２６ｂ，２６ｃを収容する半円状の収
容凹部３３ａ，３３ｂ，３３ｃが形成されている。前述
したように、出力軸２７ａ，２７ｂ，２７ｃは第２の枠
体３から突出し、先端にギア又はカム等の出力部品６６
ａ，６６ｂ，６６ｃが設けられている。

【００１８】第２の枠体３には、前記回転ドラム４の円
板４３に形成された係止穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃに順
次圧接する圧接子４７を挿通する挿通孔３６が形成され
ている。さらに第２の枠体３の外側面３７には、圧接子
４７の先端を円板４３に圧接させる弾性板４８がネジ９
等によって取り付けられている。なお、圧接子４７を付
勢する弾性部材として、弾性板４８の代わりにスプリン
グを用いても良く、また圧接子４７の代わりに金属球を
用いても構わない。

【００１９】上記したように、出力軸切替装置１は、第
１の枠体２と第２の枠体３からなる装置本体１１を有す
る。この装置本体１１内には、断面円形の収容室３２が
形成され、この収容室３２の両側に軸受け孔２１と軸受
け穴３１が形成されている。回転ドラム４は、両側が軸
受け孔２１と軸受け穴３１に回動自在に取り付けられる
ようにして収容室３２内に設けられている。

【００２０】収容室３２の円周方向周囲には、回転ドラ
ム４の遊星歯車６２と噛み合う内歯２４が形成されてい
る。この内歯２４の３ヶ所には切り欠き凹部２５ａ，２
５ｂ，２５ｃが形成され、この切り欠き凹部２５ａ，２
５ｂ，２５ｃには回転ドラム４の遊星歯車６２と噛み合
うは出力歯車２６ａ，２６ｂ，２６ｃが回動自在に設け
られている。前記したように出力歯車２６ａ，２６ｂ，
２６ｃは出力軸２７ａ，２７ｂ，２７ｃに固定されてお
り、この出力軸２７ａ，２７ｂ，２７ｃは装置本体１１
から突出している。

【００２１】装置本体１１の第１の枠体２の軸受け孔２
１に、駆動モータ５の減速歯車装置５１が嵌着されて取
り付けられている。駆動モータ５の減速歯車装置５１を
軸受け孔２１に嵌着すると、減速歯車装置５１の回転軸
５２に設けられた太陽歯車６１が回転ドラム４の内穴４
１に挿入され、この太陽歯車６１が回転ドラム４の遊星
歯車６２と噛み合う。

【００２２】このように、出力軸切替装置１は、一つの
部品としてユニット化することができる。なお、上記圧
接子４７の先端は、遊星歯車６２が出力歯車２６ａに噛
み合うとき係止穴４５ａに係止し、遊星歯車６２が出力
歯車２６ｂに噛み合うとき係止穴４５ｂに係止し、遊星
歯車６２が出力歯車２６ｃに噛み合うとき係止穴４５ｃ
に係止して、回転ドラムの位置決めをする。

【００２３】上記構成の出力軸切替装置１は、駆動モー
タ５を駆動すると、駆動モータ５の動力が減速歯車装置
５１を介して回転軸５２に伝達され、太陽歯車６１が回
転する。太陽歯車６１が回転すると、これと噛み合う遊
星歯車６２も回転し、遊星歯車６２が内歯２４に沿って
転動する。遊星歯車６２が内歯２４に沿って転動するた
め、回転ドラム４が収納室３２内で回転する。回転ドラ
ム４及び装置本体１１は、ナイロン等の摩擦係数の低い
合成樹脂によってそれぞれ一体成形されているため、回
転ドラム４は滑らかに回転する。

【００２４】遊星歯車６２が、図７（ａ）に示すよう
に、出力歯車２６ａに噛み合うと、第２の枠体３に設け
られた圧接子４７の先端が弾性板４８の弾性によって付
勢されて係止穴４５ａに係止し、回転ドラム４の位置決
めがなされる。遊星歯車６２の回転力が出力歯車２６ａ
に伝達されるので、圧接子４７の位置決め力で回転ドラ
ム４の回転を充分に規制することができる。出力歯車２
６ａは回転し、装置本体１１から突出する出力軸２７ａ
を回転させる。出力軸２７ａの先端には、ギア又はカム
等の出力部品６６ａが設けられているので、出力部品６
６ａも回転する。

【００２５】出力軸２７ａに負荷がかかり、出力歯車２
６ａの回転が強制的に止められると、遊星歯車６２は回
転しているため、遊星歯車６２の回転力が圧接子４７の
位置決め力に勝って圧接子４７の位置決めを強制的に解
除する。遊星歯車６２は、出力歯車２６ａ、内歯２４に
沿って再度転動するので、回転ドラム４が収納室３２内
で回転する（図７（ｂ）参照）。

【００２６】遊星歯車６２が、図７（ｃ）に示すよう
に、出力歯車２６ｂに噛み合うと、第２の枠体３に設け
られた圧接子４７の先端が弾性板４８の弾性によって付
勢されて係止穴４５ｂに係止し、回転ドラム４の位置決
めがなされる。遊星歯車６２の回転力が出力歯車２６ｂ
に伝達されるので、圧接子４７の位置決め力で回転ドラ
ム４の回転を充分に規制することができる。出力歯車２
６ｂは回転し、装置本体１１から突出する出力軸２７ｂ
を回転させる。出力軸２７ｂの先端には、ギア又はカム
等の出力部品６６ｂが設けられているので、出力部品６
６ｂも回転する。

【００２７】出力軸２７ｂに負荷がかかり、出力歯車２
６ｂの回転が強制的に止められると、遊星歯車６２は回
転しているため、遊星歯車６２の回転力が圧接子４７の
位置決め力に勝って圧接子４７の位置決めを強制的に解
除する。遊星歯車６２は、出力歯車２６ｂ、内歯２４に
沿って再度転動し、回転ドラム４が収納室３２内で回転
する。

【００２８】遊星歯車６２が、図７（ｄ）に示すよう
に、出力歯車２６ｃに噛み合うと、第２の枠体３に設け
られた圧接子４７の先端が弾性板４８の弾性によって付
勢されて係止穴４５ｃに係止し、回転ドラム４の位置決
めがなされる。遊星歯車６２の回転力が出力歯車２６ｃ
に伝達されるので、圧接子４７の位置決め力で回転ドラ
ム４の回転を充分に規制することができる。出力歯車２
６ｃは回転し、装置本体１１から突出する出力軸２７ｃ
を回転させる。出力軸２７ｃの先端には、ギア又はカム
等の出力部品６６ｃが設けられているので、出力部品６
６ｃも回転する。

【００２９】出力軸２７ｃに負荷がかかり、出力歯車２
６ｃの回転が強制的に止められると、遊星歯車６２は回
転しているため、遊星歯車６２の回転力が圧接子４７の
位置決め力に勝って圧接子４７の位置決めを強制的に解
除する。遊星歯車６２は、出力歯車２６ｃ、内歯２４に
沿って再度転動し、回転ドラム４が収納室３２内で回転
し、遊星歯車６２が、図７（ａ）に示すように、出力歯
車２６ａに噛み合う。

【００３０】上記出力軸切替装置１は、上述したよう
に、装置本体１１内に設けられた回転ドラム４が回転
し、回転ドラム４に取り付けられた遊星歯車６２が出力
歯車２６ａ，２６ｂ，２６ｃに次々と噛み合って、出力
軸２７ａ，２７ｂ，２７ｃを順次回転させるが、装置本
体１１から一つの出力歯車、例えば出力歯車２６ａを突
出させ、この出力歯車２６ａを利用して出力軸２７ａ，
２７ｂ，２７ｃとは別の回転を他の機構部に与えたり、
弾性バネを圧接させて発音させたりすることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本願請求項１
記載の出力軸切替装置は、極めて簡単な構造で、確実に
複数の出力軸を順番に回転させることができ、回転して
いる一つの出力軸に負荷がかかって一つの出力歯車が停
止しても、直ちに次の出力歯車に切り替えて次の出力軸
を回転させることができるという効果がある。また、組
立が容易でユニット化することができ、従来にない新規
な構造を提供することができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る出力軸切替装置の一形態を示す分
解斜視図である。

【図２】図１の一部切り欠いた組立斜視図である。

【図３】図１の側面断面図である。

【図４】上記一形態の要部部品図である。

【図５】上記一形態の要部部品図である。

【図６】上記一形態の要部部品図である。

【図７】出力軸切替装置の動きを説明する正面図であ
る。

【図８】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１ 出力軸切替装置 ２ 第１の枠体 ３ 第２の枠体 ４ 回転ドラム ５ 駆動モータ ６ ネジ ７ ネジ ９ ネジ １１ 装置本体 ２１ 軸受け孔 ２２ 外側面 ２３ 内側面 ２４ 内歯 ２５ａ 切り欠き凹部 ２５ｂ 切り欠き凹部 ２５ｃ 切り欠き凹部 ２６ａ 出力歯車 ２６ｂ 出力歯車 ２６ｃ 出力歯車 ２７ａ 出力軸 ２７ｂ 出力軸 ２７ｃ 出力軸 ３１ 軸受け穴 ３２ 収容室 ３３ａ 収容凹部 ３３ｂ 収容凹部 ３３ｃ 収容凹部 ３５ 内側面 ３６ 挿通孔 ３７ 外側面 ４１ 内穴 ４２ 切り欠き部 ４３ 円板 ４５ａ 係止穴 ４５ｂ 係止穴 ４５ｃ 係止穴 ４７ 圧接子 ４８ 弾性板 ５１ 減速歯車装置 ５２ 回転軸 ５３ ケース ６１ 太陽歯車 ６２ 遊星歯車 ６６ａ 出力部品 ６６ｂ 出力部品 ６６ｃ 出力部品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の要件を備えてなることを特徴とす
   る出力軸切替装置。 （イ）装置本体を有すること。 （ロ）装置本体には、回転ドラムを回動自在に収容する
   収容室が形成され、この収容室の周囲には、内歯が形成
   されていること。 （ハ）内歯の少なくとも２ヶ所には切り欠き部が形成さ
   れ、この切り欠き部には出力歯車が回動自在に設けられ
   ていること。 （ニ）出力歯車は出力軸に固定されており、この出力軸
   は装置本体から突出していること。 （ホ）回転ドラムの一側には、前記内歯及び出力歯車と
   噛み合う遊星歯車が回動自在に取り付けられているこ
   と。 （ヘ）装置本体には、駆動モータが設けられ、この駆動
   モータの動力を直接又は減速歯車装置を介して間接的に
   伝達される回転軸が収容室内に設けられており、この回
   転軸には前記遊星歯車と噛み合う太陽歯車が取り付けら
   れていること。 （ト）装置本体には、遊星歯車が出力歯車と噛み合った
   時に、回転ドラムを係止して回転ドラムの位置決めをす
   る係止手段が設けられていること。