JPS6243366Y2

JPS6243366Y2 -

Info

Publication number: JPS6243366Y2
Application number: JP1981127438U
Authority: JP
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1987-11-11
Also published as: JPS5832508U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、調速装置に関する。

例えば、全舞を駆動源とするオルゴールにおい
ては、鳴奏時間を所定の長さにコントロールする
ための調速装置、所謂ガバナ装置が設けられてい
る。

従来、一般的なガバナ装置としては、風切を高
速回転させて空気抵抗によりスピードをコントロ
ールするエアガバナ方式と、遠心力によつて半径
方向に移動するウエイト部とこのウエイト部外周
が接離するブレーキ部とからなつていて、両部の
摩擦力によつてスピードをコントロールする遠心
力ガバナ方式とが知られている。

そして、上記両方式は、何れも調速すべき輪列
によつて駆動されるウオーム歯車でウオーム軸を
回転させるものであり、上記風切とウエイト部は
このウオーム軸に取り付けられている。

上記エアガバナ方式は、構造が簡単であるとい
う反面、スピードをコントロールする力が弱いと
いう欠点を有している。すなわち、調速すべき輪
列に加えられる駆動力が変化する場合（例えば、
全舞を駆動源としたとき、巻き上げられた全舞が
解け始めた初期の段階と、その後とでは駆動力が
変動する。）、風切は単に空気抵抗を利用する調速
であるため、輪列を終始一定の速度に保つことが
難しいという欠点がある。この方式で大きなコン
トロール力を得るには、風切の大きさ（特に径）
を拡大して空気抵抗を増加させるか、或いは駆動
源からの増速比を大きくすることにより風切の回
転速度を増大させて空気抵抗を増加させることが
考えられる。しかし、風切を大きくすると、スペ
ースの問題が発生する。また、増速比を大きくす
るには、輪列を構成している歯車の歯数を多くし
たり、少なくする必要がある。そのための歯車の
モジユールを小さくすると、強度的な問題が発生
するため、ある限度以下にモジユールを小さくす
ることができない。

遠心力ガバナ方式は、エアガバナ方式に比べて
スピードをコントロールする力、所謂制動力が大
きいという利点の反面、ウエイト部の周囲にブレ
ーキ部を設ける必要があり機構上部品点数が増え
るという欠点と、ウエイト部とブレーキ部とが摺
接する時機の調整ができないという問題がある。
また、オルゴールを停止させるストツパーの設置
位置が限定されてしまうという欠点もある。

オルゴールを停止させるストツパーに関して
は、エアガバナ方式につにても問題がある。風切
は、薄い金属製の板片からなつていて、これにス
トツパーを係合させてオルゴールの鳴奏を停止さ
せる、換言すると、輪列の回転を停止させる機能
が与えられている。この場合、ウオーム軸やこれ
の軸受を破損するような過負荷が働くので、これ
らの部材は、それに耐えるだけの強度と構成を要
求される。また、風切は、ウオーム軸に圧入され
るのであるが、ウオームの破損を防止するため
に、ウオーム軸に焼入れ処理を施す必要があつ
た。

本考案は、上記した種々の問題点に鑑みなされ
たものであつて、エアガバナ方式の利点である構
造の単純さと、遠心力ガバナ方式の大きな利点で
ある制動力の確実性とを取入れた、構成が簡単で
ありながら安定した調速性能を有する調速装置を
提供することを目的とする。

かかる本考案の目的は、調速されるべき輪列に
より駆動されるウオーム歯車と、該ウオーム歯車
によつて回動されるウオーム軸と、該ウオーム軸
に、弾性変形する連結部を介して設けられた回転
体と、該回転体の上面、下面及び端部の何れか１
つに近接して配置された、上記回転体と摺接し得
る制動部とからなり、上記回転体の重心を含み且
つ上記ウオーム軸と垂直をなす面に対し、上記連
結部の少なくとも一端を上記ウオーム軸の軸方向
に偏倚させたことを特徴とする調速装置によつて
達成される。

そして、本考案によれば、ウオーム軸の低速回
転時には、回転体の空気抵抗による調速作用が働
き、高速回転時には、空気抵抗に加えて、回転体
がウオーム軸の軸方向及び半径方向へ拡開変位す
ることによつて、これが制動部に摺接して強力な
接触抵抗となり、確実な制動力が作用する。

また、本考案によれば、ウオーム軸と調速すべ
き輪列との増速比を小さくしても、所定の調速が
できるから、歯車のモジユールを大きくとること
ができる。このことは、歯車製作の容易化、コス
トダウンを図ることができる。

更に、回転体をゴムの如き弾性材料で形成する
と、ウオーム軸への圧入が極めて容易となる。こ
のことは、ウオーム軸に対する回転体の取付位置
の変更が容易すなわち回転体と制動部との相対位
置が容易に変えられることになり、制動時機の調
整を簡単に行えることを意味している。また、こ
の回転体をストツパーで係止する場合、この回転
体の弾性がウオーム軸や軸受への衝撃を吸収する
ので、これらの破損が防止できる。

以下、図示の実施例によつて本考案を詳細に説
明する。

第１図は、本考案の調速装置を組込んだオルゴ
ールのムーブメントの一例を示す分解斜視図であ
る。図においてフレーム１には、振動板２が固定
されている。振動板２の先端は、ドラム３の周面
に近接させられている。ドラム３は、その軸の一
端を、フレーム１に形成された軸受部４に支承さ
れ、他軸端５を地板部材６の軸受部７で支承され
ている。地板部材６とフレーム１の円環状突出部
８とで全舞収納箱、所謂香箱を形成しているので
あるが、全舞、ラチエツト機構、巻き上げ軸等は
何れも図示の都合上示されていない。符号９は、
巻き上げ軸が貫通する穴を示している。

ドラム３の軸５は、図示しない香箱内のギヤに
喰み合うギヤ１０、大径のギヤ１１、ドラム端板
１２と一体成型されている。ドラム３は、ギヤ１
０を香箱のギヤに喰み合せて、両ギヤが喰み合う
向きに、その軸５を軸受け７で押えられる。従つ
て、ドラム３は、香箱によつて示矢方向へ回転さ
せられる。

上記ギヤ１１は、３番ピニオン１３に喰み合つ
ている。３番ピニオン１３は３番ギヤ１４と一体
的に形成されていて、その軸１５を、フレーム１
に突設された軸受１６，１７の軸受溝１６ａ，１
７ａに落し込まれて、回転自在に支承される。こ
の軸受１６，１７には、地板部材６の軸押え部１
８，１９が衝合する。

上記３番ギヤ１４は、４番ピニオン２０に喰み
合つている。ピニオン２０は、ウオーム歯車２１
と一体であつて、これの軸の一端は、フレーム１
に突設された軸受２２に回転自在に支持され、他
方の軸端２３は、軸受２４の軸受溝２４ａに落し
込まれている。

上記ウオーム歯車２１の近傍には、ウオーム軸
２５の下部軸受部２６が、フレーム１に突設して
設けられている。下部軸受部２６は、第２図に示
すように、円筒状を成していて、その底部には、
ウオーム軸の下端ホゾ部２５ａが嵌合する、上端
開口がすり鉢状の軸受穴２６ａが形成されてい
る。また、筒部の一部２６ｂは切り欠かれてい
て、ウオーム歯車２１の一部が進入して、ウオー
ム歯車２５ｂに喰み合つている。

ウオーム軸２５の上端のホゾ部２５ｃには、地
板部材６に形成された軸受穴２７が嵌合してい
る。第１図に示すように、この軸受穴２７を中心
にして環状の制動部２８が形成されている。

上記ウオーム軸２５の上端には、ゴム又はゴム
類似品からなる弾性体２９が圧入嵌合させられて
いる。この弾性体２９は、ウオーム軸に嵌合する
ボス部２９ａと、一対の回転体３０，３０と、こ
の回転体とボス部を互いに連結する連結部３１，
３１とからなつている。上記連結部３１，３１
は、第２図に示すように、回転体３０，３０のそ
れぞれの重心をG₁，G₂として、これら重心を含
むウオーム軸２５の軸心に垂直な面よりも、軸方
向で上方へ偏倚した位置において、回転体３０と
ボス部２９ａとを連結している。

そして、上記回転体３０を圧入されたウオーム
軸２５は、軸受部２６に落し込まれたのち、地板
部材６の軸受穴２７で上端ホゾ部２５ｃを支承さ
れることによつて、回転自在に支持される。この
とき、回転体３０，３０の上面３０ａ，３０ａと
制動部２８との間は、第２図に示すように、間隙
ｇを有するようになつている。この間隙ｇは調整
可能であるが、このことは後述する。

上記地板部材６は、ネジ３２，３３によつて、
フレーム１に固定される。勿論、ネジを用いずカ
シメ固定してもよい。このとき、軸受穴２７がホ
ゾ部２５ｃに嵌合し、軸受部７がドラム３の軸５
を押え、軸押え部１８，１９が３番ピニオン１
３、３番ギヤ１４の軸１５を押えて、これらをフ
レーム１に形成された軸受等との間で回転自在に
支持する。

いま、図示されない香箱内の全舞が巻き上げら
れて、ギヤ１０が回転させられると、ドラム３が
示矢方向へ回転させられる。このギヤ１０の回転
は、これと一体の大径ギヤ１１を回転させ、この
ギヤ１１に連なる歯車列をそれぞれ示矢方向に回
転させる。この歯車列の回転によつて、ウオーム
軸２５が、第３図において、示矢方向へ回転す
る。

そして、低速回転時においては、ウオーム軸２
５は、ウオーム歯車２１の上方へ向かう力を受け
て回転するため、上端ホゾ部２５ｃが軸受穴２７
の天井に点接触して微少トルクでも回転させられ
る。このとき、ウオーム軸２５は、回転体３０，
３０の空気抵抗を受けつつ回転することになり、
歯車列の回転を一定に保持する。

歯車列の回転が高速の場合、ウオーム軸２５は
高速で回転させられることになる。この場合、回
転体３０，３０には、遠心力が作用して、第３図
に示すように、ボス部２９ａから離間しようとす
る。しかし、この回転体３０，３０は、これの重
心G₁，G₂（第２図参照）よりも軸方向へ偏倚さ
れた位置でウオーム軸に連結されているので、軸
方向で上方へも偏倚移動する。その結果、回転体
３０，３０の上面３０ａ，３０ａが制動部２８に
接触する。

従つて、ウオーム軸２５が高速で回転する時に
は、回転体３０，３０に作用する空気抵抗と、回
転体３０，３０と制動部２８との間の接触摩擦抵
抗との２つの力が重なり、これの回転速度を一定
に保持する。

ところで、香箱内の全舞（図示せず）は、その
特性が１つ１つ異なつている。そのために、ドラ
ムすなわち歯車列を回転駆動する力にはバラツキ
がある。換言すると、回転体３０，３０が制動部
２８に接触する時機は、前記間隙ｇ（第２図参
照）を一定にした場合、個々のムーブメントでバ
ラツキが生じる。そこで、上記間隙ｇを可変でき
るならば、ドラム３の回転速度、すなわち曲の鳴
奏時間を一定にできる。この点において、本考案
においては、回転体３０，３０、連結部３１，３
１及びボス部２９ａを弾性体２９で形成したの
で、ウオーム軸２５と該弾性体２９との相対位置
を容易に変化させることができるから、間隙ｇの
設定が極めて容易となる。また、回転体とウオー
ム軸との圧入も極めて容易である。このことは、
従来、ウオーム軸破損防止のために施していた該
軸への焼入れ工程を不要にできるという効果があ
る。

また、回転体によつて、空気抵抗力と接触摩擦
力の併用によつてドラムスピードをコントロール
するということは、回転体の質量が小さくても、
ウオーム軸に大きな制動力を作用させることがで
きると共に、歯車の増速比を小さくできる。この
ために、歯車列の歯車モジユールの拡大が可能と
なり、延いては、比較的大きなトルクのかかる歯
車であつてもモールド成型が可能となつて、部品
点数の削減、大巾なコストダウンが図かれる。

更に、歯車列やウオーム軸の支持手段に関して
も、本考案には１つの特徴がある。それは、歯車
類やウオームをフレーム上方から軸受（軸受溝、
軸受部）に落し込むだけで、自動的にこれら部品
の位置精度が確保できるため、製品のバラツキが
少なくなり、品質管理が容易となる。このこと
は、ムーブメントの部分組立、総組立作業の容易
化、部品点数削減、自動組立の容易化がはかれ
る。

特に、弾性体２９を嵌合させられたウオーム軸
２５は、その重心が上部に存在するために、これ
を軸受穴に落し込むとき不安定となり勝ちとな
る。その点、図示の例の場合、軸受穴２６ａの上
端開口をすり鉢状に形成したので、ウオーム軸の
落し込み時に、そのホゾ部２５ａが確実に軸受穴
２６ａに導びかれる。

以上説明した実施例は、フレーム１に対して歯
車やウオーム軸を落し込み、これらを地板部材６
で押えて支持するものであるが、本考案は、これ
に限られるものではない。

第４図において、符号４０は、調速すべき輪列
（図示せず）によつて回転駆動させられるウオー
ム歯車を示している。このウオーム歯車４０は、
その軸４１の一端を軸受４２に支持され、他方の
軸端は図示されない軸受に支持されている。軸受
４２は地板部材４３の一部を切起したものであ
る。地板部材４３の一部は、図において上方に折
り曲げられたのち、地板本体と平行になるように
更に折り曲げられて、ウオーム支持部４４を形成
している。この支持部４４には、制動部としての
摩擦部材４５が圧入して一体的に設けられてい
る。

摩擦部材４５には、第６図に示すように、後述
するウオーム軸４６のホゾ部４６ａを嵌合支承す
る軸受穴４５ａが形成されている。

一方、地板部材４３には、ウオーム軸４６の他
方のホゾ部４６ｂを嵌合支承する軸受穴４３ａが
形成されていて、この穴４３ａと上記穴４５ａと
でウオーム軸４６を回転自在に支持している。

ウオーム軸４６は、第５図に示すように、回転
体４７，４７を固定する軸部４６ｃと、回転時に
軽負荷で回転させるための先端が針状に尖つたホ
ゾ部４６ａ，４６ｂと、前記ウオーム歯車４０に
喰み合つて、これからの回転力を受けるウオーム
歯部４６ｄとからなつている。

回転体４７は、ゴム又はゴム類似品からなる可
撓性弾性材料で形成されていて、高速回転時に遠
心力により半径方向の外方向への力を発生せしめ
ると共に空気抵抗を発生させるウエイト部４７ａ
と、上記軸部４６ｃに圧入されるボス部４７ｂ
と、このボス部とウエイト部を連結している連結
部４７ｄと、上記ウエイト部の上面に形成されて
いて、高速回転時に前記摩擦部材４５に接触して
摩擦力を発生させる摺動部４７ｃとからなつてい
る。図示の例の場合、ウオーム歯車４０は、第４
図に示すように、ウオーム軸４６を上方に挙上す
る向きに回転するようになつている。そのため
に、摩擦部材４５は、ウオーム軸の上方に配置さ
れると共に、該部材に摺接する摺動部４７ｃもウ
エイト部の上面に形成されるのであるが、更に、
上記腕部４７ｄ，４７ｄは、ボス部４７ｂとウエ
イト部４７ａのそれぞれの上端部を互いに連絡し
ている。

いま、第４図において、ウオーム歯車４０が示
矢方向へ回転すると、これにウオーム歯部で喰み
合つているウオーム軸４６は、挙上されて、上端
ホゾ部４６ａを軸受穴４５ａの天井に点接触させ
て、微少トルクで回転させられる。

ウオーム歯車４０を含む歯車列の回転が一定以
上の高速にまで立上つてくると、回転体４７のウ
エイト部４７ａが、遠心力によつてボス部４７ｂ
から離間する向きに変位する。ウエイト部４７ａ
は、腕部４７ｄでボス部４７ｂとその上端部分で
互いに連結されているため、遠心力によつて上方
へ変位されることになる。換言すると、遠心力が
働くと第７図に示すように、摺動部４７ｃが上方
へ移動して摩擦部材４５に接触することになる。
摩擦部材４５に摺動部４７ｃが接触すると、ウオ
ーム軸４６には、その反作用として、下方へ向か
う力が作用する。

従つて、ウオーム軸４６が高速で回転するとき
には、摺動部４７ｃと摩擦部材４５との間の摩擦
力と、ウオーム軸４６の回転を保持するときに発
生する力及びウエイト部４７ａに作用する空気抵
抗力が重なり合つて、大きな制動力が作用するこ
とになる。このことは、ウエイト部４７ａの質量
が小さくても大きな制動力が得られることを意味
している。

上記摺動部４７ｃの上方への変位は、ウオーム
軸４６の回転速さに略比例するので、該軸４６の
回転数が上るにつれて摺動部４７ｃと摩擦部材４
５との摩擦力も大きくなり、その分制動力も大き
く作用する。従つて、ウオーム軸４６の回転が高
速から低速へ変化すると、回転体４７の変位量も
変化して、摺動部４７ｃと摩擦部材４５との摩擦
力もこれに連れて小さくなり、制動力も小さく作
用する。

又、一般的にオルゴールを停止させるには、最
も回転トルクが小さく停止が容易なウオーム軸に
ストツパ部材を作用させている。このストツパ部
材は、第４図に符号４８Ａで示すように、ウオー
ム軸４６の軸方向に移動させて、回転体４７に係
合させるものと、符号４８Ｂで示すように、ウオ
ーム軸の半径方向に移動させて回転体４７に係合
させるものとがある。

何れの形式にしろ、ストツパ部材は、回転体４
７の回動軌跡中へその先端を位置させることによ
つて、該部材に係合するのであるが、回転体４７
をゴム等の可撓性材料（弾性材料）で形成した本
考案によれば、制動部材とストツパ部材との係合
時における衝撃が緩和される。

また、回転体４７を可撓性部材で形成したとい
うことは、ウオーム軸６への該部材の圧入が容易
となり、破損防止のためにウオーム軸を焼入する
必要がなくなる。更に、ウオーム軸６に対する回
転体４７の固定位置の変更が可能であるから、調
速すべき輪列の動力源の特性（例えば全舞のトル
ク特性）に応じて、輪列の回転速度を所定のもの
に設定することが容易となる。すなわち、ウオー
ム軸４６に対して回転体４７の位置、換言すると
摺動部４７ｃと摩擦部材４５との相対的な位置を
変更することによつて、両者が接触する制動時期
を、全舞のトルク特性に応じて、適時に設定でき
る。

ストツパ部材４８Ａ，４８Ｂが回転体４７を係
止するために押動されたとき、その先端が回転体
表面に衝き当つて、不完全な停止態様をとる場合
がある。そこで、第５図に示すように、移動して
来るストツパ部材が衝合する部分をエツジ４７Ａ
に形成してある。このエツジ４７Ａは、ストツパ
部材４８Ｂに対して有効である。ストツパ部材４
８Ａの如きストツパ部材の移動型式に対しては、
第８図に示すように、回転体の下面にエツジ４７
Ｂを形成すればよい。第８図に示す回転体４７
は、二方向のエツジ４７Ａ，４７Ｂを形成されて
いるので、ストツパ部材の移動方向にとらわれな
い汎用性のある回転体といえる。この第８図に示
す回転体４７が、第１図に示すムーブメントに用
いられてよいこと勿論である。

上記２つの実施例においては、ウオーム歯車の
回転方向が、ウオーム軸を上方へ移動させる向き
であるため、制動部がウオーム軸の上位に配置さ
れ且つ回転体もこれに向けて変位するように連結
部の位置が設定されているが、ウオーム歯車の回
転方向によつては、制動部がウオーム軸の下位に
設けられてもよい。勿論、この場合、回転体は遠
心力によつて下方へ変位するようにウオーム軸に
取付けられる。また、図示の回転体は、ボス部、
連結部と一体成型で形成されているが、各部分を
別体で形成してもよい。

また、上記２つの実施例においては、回転体が
ウオーム軸の軸方向に変位したとき、これの一部
が制動部に接触する例であるが、遠心力によつて
回転体が円周方向へ拡開したとき、制動部に接触
するようにしてもよい。この例を第９図に基いて
説明する。同図において、地板部材６の、軸受穴
２７の周囲には、環状摩擦部９０が形成されてい
る。回転体９１，９１は、連結部９２，９２を介
してウオーム軸９３に取り付けられている。そし
て、ウオーム軸９３の停止時若しくは低速回転時
には、回転体９１，９１は破線で示すように、そ
の端部と制動部９０の内周面の制動面９０ａとの
間に間隙が存在している。そして、ウオーム軸９
３が高速回転すると、回転体９１，９１が拡開し
て上方へ変位し、その端部９１ａ，９１ａを制動
面９０ａ，９０ａに接触させて摩擦抵抗を発生さ
せる。この実施例においても、前記実施例と同様
の作用効果が得られる。また、ストツパ部材の移
動方向も矢印で示すように、二方向からの移動が
可能である。

第９図に示す例の場合、接触抵抗の作用時機の
調整は、回転体９１，９１をウオーム軸９３の軸
方向に移動させてもよいが、連結部９２，９２の
下部に刃物による切り込み９２ａ，９２ａを入れ
て回転体の拡開の度合を調整して制動時機を調整
することもできる。この切り込み９２ａの形成に
よる調整は、第１図、第４図に示す実施例にも適
用できる。

以上の説明においては、動力源として全舞を挙
げたが、本考案は動力源を全舞に限るものではな
く、更に、本考案は、オルゴールに限らず、タイ
ムスイツチやルーバー回転装置に適用されてもよ
いこと勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す分解斜視図、
第２図は同上の要部縦断面図、第３図は同作用
図、第４図は本考案の他の実施例を示す斜視図、
第５図は同上の要部分解斜視図、第６図は同上の
縦断面図、第７図は同作用図、第８図は回転体の
一例を示す斜視図、第９図は本考案の他の例を示
す要部縦断面図である。２１，４０……ウオーム歯車、２５，４６，９
３……ウオーム軸、G₁，G₂……重心、２８，４
５，９０……制動部、３０，４７ａ，９１……回
転体、３１，４７ｄ，９２……連結部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 調速されるべき輪列により駆動されるウオー
ム歯車と、該ウオーム歯車によつて回転される
ウオーム軸と、該ウオーム軸に、弾性変形する
連結部を介して設けられた回転体と、該回転体
の上面、下面及び端部の何れか１つに近接して
配置された、上記回転体と摺接し得る制動部と
からなり、上記回転体の重心を含み且つ上記ウ
オーム軸と垂直をなす面に対し、上記連結部の
少くとも一端を上記ウオーム軸の軸方向に偏倚
させたことを特徴とする調速装置。 (2) 上記回転体は、上記連結部と一体のゴム又は
ゴム類似品で形成されていることを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第１項記載の調速装
置。