WO2024042713A1 - 玩具の駆動機構 - Google Patents

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WO2024042713A1
WO2024042713A1 PCT/JP2022/032242 JP2022032242W WO2024042713A1 WO 2024042713 A1 WO2024042713 A1 WO 2024042713A1 JP 2022032242 W JP2022032242 W JP 2022032242W WO 2024042713 A1 WO2024042713 A1 WO 2024042713A1
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WO
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rotation
gear
passive
toy
transmission member
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032242
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光伯 淺野
Original Assignee
光デザイン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H29/00—Drive mechanisms for toys in general
    • A63H29/22—Electric drives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H31/00—Gearing for toys

Definitions

  • the present invention relates to a drive mechanism for a toy.
  • toy motors have become smaller and lighter, and are incorporated into many toys, allowing the toys to operate in a variety of ways over long periods of time.
  • toys that incorporate microcomputers that enable complex movements, and toys that allow many movements to be controlled by remote control.
  • a running toy that drives an endless belt with a running motor and can run over small obstacles, is equipped with a second motor that deforms the car body, and is equipped with a second motor that deforms the car body as an auxiliary movement and a main movement.
  • a toy has been proposed (for example, Patent Document 1) that allows the toy to run over even large obstacles by rotating an endless belt.
  • Patent Document 2 A toy has also been proposed (for example, Patent Document 2) that allows an animal to perform various motions in addition to walking motions by transmitting and interrupting the rotation using a clutch and a clutch, thereby making it possible to express motions with a sense of life.
  • a spring or an elastic member is used as a driving source, the spring moves the toy, the part energized by the elastic member is locked by a locking member, and the lock is released.
  • a toy that can change the shape of a running toy into a humanoid robot while running by actuating an energized part has been proposed (for example, Patent Document 3); 2. Description of the Related Art
  • running toys that are in the form of a vehicle such as a car that uses a driving source for running, and that can be transformed into a humanoid shape such as a robot.
  • the present invention provides a small and lightweight drive mechanism that includes a plurality of output systems that intermittently transmit and output rotation from one motor.
  • the toy drive mechanism includes a rotation transmission member that rotates in accordance with the rotation of a motor, a passive member that rotates when meshed with the rotation transmission member, and a rotation transmission member that rotates when the rotation transmission member and the passive member are engaged.
  • an operating member that disengages and engages the rotation transmitting member and the passive member when they are in a predetermined position; a restoring elastic body that sets the operating member in the predetermined position; and a restoring elastic member that sets the operating member in the predetermined position.
  • a fibrous actuator that brings the rotation transmitting member and the passive member into a meshing state by operating the operating member so as to extend or compress the fibrous actuator, and contracting the fibrous actuator to perform the operation.
  • the motor is equipped with a control unit that operates the members and controls rotation and stop of the motor.
  • this drive mechanism rotates the main output gear that operates the main operating member of the toy in accordance with the rotation of the rotation transmission member, and operates the auxiliary operating member of the toy by the rotation of the passive member.
  • the rotation transmission member may be a gear mounted on a motor shaft, and the passive member may be a crown gear and an output transmission gear having a rotation shaft coaxial with the crown gear.
  • the rotation transmission member is a dog clutch having a spur gear and a rotation shaft coaxial with the rotation axis of the spur gear on a side surface of the spur gear
  • the passive member is a passive member that can be engaged with and disengaged from the dog clutch.
  • the output transmission gear may have a dog clutch and a rotating shaft coaxial with the passive dog clutch.
  • the rotation transmission member is a clutch part or a gear part provided with a spur gear and a coaxial rotation shaft on both sides of the spur gear, and the rotation transmission member is movable in the direction of the rotation axis.
  • passive dog clutch parts that can be engaged and disengaged from the clutch parts on both sides of the rotation transmission member are arranged on both sides of the rotation transmission member, or outputs that can be engaged and disengaged from the gear parts on both sides of the rotation transmission member.
  • Gears may be arranged on both sides of the rotation transmission member.
  • the drive mechanism of the toy includes a rotation transmission member that rotates in accordance with the rotation of a motor serving as a power source, and an output gear member that rotates due to the rotation of the rotation transmission member, and the output gear
  • the motor and the rotation transmission member are supported so as to be movable on an arc centered on the rotation center of the member, and a stopper is actuated to prevent rotation of the output gear member by expanding a restoring elastic body.
  • the drive mechanism may include a control unit that rotates the motor and the rotation transmission member around a rotation center axis of the member.
  • the fibrous actuator may be folded back into a U-shape via a roller.
  • the drive mechanism according to the present invention includes a rotation transmission member rotated by a motor, a passive member that rotates when meshed with the rotation transmission member, an operating member that controls engagement and disengagement between the rotation transmission member and the passive member, and a fibrous actuator. Therefore, by changing the transmission destination of the rotation of one motor used as a drive source, the weight of the entire drive mechanism can be reduced by using a fibrous and lightweight fibrous actuator, and the number of parts driven by one motor can be reduced. It is possible to easily add or switch.
  • the lightweight fibrous actuator can be used without complicating the drive mechanism.
  • the drive mechanism can be made smaller and lighter, which in turn makes the toy smaller and lighter, allowing the toy to operate and play for longer periods of time without shortening the life of the power supply. be able to.
  • the main output gear that operates the main operating member of the toy is rotated according to the rotation of the rotation transmission member, and is rotated according to the rotation of the passive member that operates the auxiliary operation member of the toy, then when meshed with the rotation transmission member, By means of the rotating passive member, the rotation of the motor can be transmitted as necessary to not only the main operating members of the toy but also auxiliary operating members such as deforming action via the rotation transmitting member and the passive member. .
  • the rotation transmission member is attached to the motor shaft, even if the main operating member is a toy that requires high-speed rotation such as a propeller, it is easy to drive the member that performs the auxiliary operation via the passive member. can be done.
  • a passive dog clutch in which the rotation transmission member is a spur gear and a dog clutch part is a passive dog clutch in which the rotation transmission member is a spur gear incorporated in the power transmission mechanism of the toy and is engaged with the dog clutch part.
  • the rotation of the motor that operates the main operating member can be used as the driving force for the member that performs the appropriate auxiliary operation.
  • the rotation transmitting member has a clutch portion or a gear portion on both sides of the spur gear, which is movable in the direction of the rotation axis, and is passively engaged with and disengageable from the clutch portions or gear portions on both sides of the spur gear.
  • a drive mechanism in which clutches or output gears are arranged on both sides of the rotation transmission member can switch between transmitting the rotation of the motor to the main operation member or to the auxiliary operation member, and when transmitting the rotation to the auxiliary operation member. The operation of the main operating member can be stopped, and the forward and reverse rotation of the motor can be controlled to easily diversify the movement of the auxiliary operating member.
  • the drive mechanism includes a rotation transmission member rotated by a motor and an output gear member rotated by rotation of the rotation transmission member, and a stopper for stopping the rotation of the output gear member, and a stopper for outputting the stopper. It has a fibrous actuator that moves the gear member to a position where it stops rotating, and when the rotation of the output gear member is stopped by a stopper and the motor is rotated, the motor rotates around the central axis of rotation of the output gear member.
  • the drive mechanism can operate the main operating member by rotating the output gear member, and operate the auxiliary operating member by rotating the motor itself.
  • an actuator in which the fibrous actuator is folded back into a U-shape can be easily miniaturized, and even in a narrow space, the actuator can be made into a long fibrous actuator, and the range of movement of operating members, etc. can be easily increased. It is.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a driving force transmission destination is added in the first embodiment of the driving mechanism according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a second embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which a driving force transmission destination is added in a second embodiment of the driving mechanism according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a third embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the drive force transmission destination is switched in a third embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a driving force transmission destination is added in the first embodiment of the driving mechanism according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the driving force transmission destination is switched in the fourth embodiment of the driving mechanism according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a fifth embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the output destination is switched in a fifth embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a sixth embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a modification of the first embodiment of the drive mechanism according to the present invention.
  • the drive mechanism according to the present invention is a drive mechanism for a toy that is capable of running and deforming, and uses a fiber actuator to drive the rotation of a motor that is used as a drive source for main operations such as running and flying.
  • a fiber actuator to drive the rotation of a motor that is used as a drive source for main operations such as running and flying.
  • the first embodiment of this drive mechanism rotates a rotation transmission member 120 with teeth around the drive gear 110 fixed to the motor shaft of a motor 100 as a drive source.
  • the rotation transmitting member 120 has a main output gear 165 that meshes with a spur gear-shaped transmission gear portion 121 having teeth around the rotation transmitting member 120.
  • the main output gear 165 can be constantly rotated, and the main operating members of the toy can be driven by the rotation of the main output gear 165 via an appropriate transmission gear train or the like.
  • the transmission gear part 121 of the rotation transmission member 120 has a dog clutch part 123 with a rotation axis coaxial with the transmission gear part 121 on the side surface thereof, and a passive dog clutch part 143 facing the dog clutch part 123.
  • a passive member 140 provided with the above is arranged.
  • This passive member 140 has a passive meshing clutch section 143 on the side surface of a spur gear-shaped output transmission gear section 141 with teeth around the periphery, and engages the passive meshing clutch section 143 with the meshing clutch section 123.
  • the rotating shafts of the rotation transmitting member 120 and the rotating shaft of the passive member 140 are arranged so as to be removably facing each other, and the rotating shafts of the rotation transmitting member 120 and the passive member 140 are aligned.
  • the passive member 140 is movable in the direction of the rotation axis by being provided with an actuating rod portion 147 that coincides with the rotation axis of the passive member 140, and engages and disengages the passive dog clutch portion 143 from the dog clutch portion 123. It is possible. Furthermore, this drive mechanism includes a second output gear 175 that meshes with the output transmission gear section 141, and has a spacing elastic body 203 between the dog clutch part 123 and the passive dog clutch part 143, and the actuating rod. The operating member 210 is provided on the rear end side of the portion 147.
  • This operation member 210 has a thick wall portion 213 in a part of a flat thin body portion 211, and the surface of the thick wall portion 213 protrudes from the surface of the thin body portion 211 toward the passive member 140 side. It has a tapered portion 215 that smoothly continues from the surface of the main body portion 211 to the surface of the thick portion 213.
  • the operating member 210 is placed in a predetermined position by the return elastic body 201, and when the operating member 210 is in this predetermined position, the thin main body portion 211 is positioned close to the rear end of the operating rod portion 147, and the return elastic body 201 is extended. It has a fibrous actuator 205 that moves the operating member 210.
  • the fibrous actuator 205 is a filamentous Ti-Ni shape memory alloy that contracts when an electric current is passed through it. There is.
  • the fibrous actuator 205 is controlled by a control unit 250 to be energized by a control unit 250 that controls forward/reverse rotation and stop of the motor 100, and a control voltage from the control unit 250 causes the fibrous actuator 205 to
  • a control voltage from the control unit 250 causes the fibrous actuator 205 to
  • the return elastic body 201 is expanded and the operating member 210 is moved to position the thick portion 213 at the position of the operating rod portion 147, as shown in FIG.
  • the tapered portion 215 can press the operating rod portion 147 to engage the passive dog clutch portion 143 with the dog clutch portion 123, and the passive member 140 is also rotated in accordance with the rotation of the rotation transmission member 120. This allows the 2-output gear 175 to rotate.
  • the main operating members such as the wheels of the toy can be rotated from the rotating shaft of the main output gear 165 or a gear coaxially integrated with the main output gear 165 via a reduction gear train (not shown), etc., to make the toy run.
  • the canopy of the toy can be opened through the second output gear 175 or a reduction gear train (not shown) meshing with the second output gear 175 or a gear coaxially integrated with the second output gear 175, or decoration provided on the top of the toy body. It is also possible to perform auxiliary changing actions, such as rotating the body or deforming the overall shape of the toy.
  • the rotation transmission member 120 that rotates due to the rotation of the motor 100 is not limited to the case where it is rotated via the drive gear 110, but as shown in FIG. In some cases, the gear that is the transmission gear section 121 is directly fixed, and the gear that is the transmission gear section 121 is rotated as the rotation transmission member 120 that rotates with the rotation of the motor 100.
  • the passive member 140 that engages and disengages from the rotation transmission member 120 includes a passive crown gear portion 145 and a passive crown gear portion 145 that can be engaged with and disengaged from the output transmission gear portion 121 serving as the rotation transmission member 120.
  • a predetermined position of the passive crown gear part 145 is set at a position slightly apart from the transmission gear part 121, which is a gear serving as the rotation transmission member 120, and a return elastic body 201 is provided to position the passive crown gear part 145 at this predetermined position.
  • an operating member 210 is provided at the rear of the operating rod portion 147.
  • This operating member 210 has a rotational support part 223 in the middle of a rod-shaped main body part 221, one end side of the rotation support part 223 in the rod-shaped main body part 221 is an operating part 227, and the other end side is a passive part 225. The end of the operating portion 227 is brought into contact with the rear end of the operating rod portion 147 of the passive member 140.
  • one end of the fibrous actuator 205 is fixed near the end of the passive part 225, and when the fibrous actuator 205 contracts, both ends of the rod-shaped main body 221 rotate in opposite directions about the rotation support part 223.
  • the operating portion 227 presses the operating rod portion 147 in the axial direction of the operating rod portion 147 to move the passive member 140, forming the passive crown gear portion 145 and the rotation transmitting member 120. It meshes with the transmission gear part 121.
  • the rotation transmission member 120 is provided with a second output gear 175 that always meshes with the output transmission gear portion 141 of the passive member 140, and is rotated by the motor 100 when the fibrous actuator 205 is contracted by energizing the fibrous actuator 205.
  • the toy This is to transmit the information to the actuating part that performs the auxiliary operation.
  • the present invention is not limited to one in which one passive member 140 is provided for one rotation transmission member 120, and a second passive member 140 is provided for one rotation transmission member 120.
  • a second passive member 150 which is a combination of the member 150 and the second operating member 230 or the second fibrous actuator 208, may be added.
  • the second passive member 150 including the second passive crown gear section 155 and the second output transmission gear section 151 and the second passive crown gear section 155 are separated from the transmission gear section 121 which is the rotation transmission member 120.
  • auxiliary operating members such as decorative parts and deformable parts other than the main operating parts such as propellers and wheels can be operated.
  • dog clutches may be formed on both sides of a spur gear-shaped transmission gear portion 121 as the rotation transmission member 120.
  • a first meshing clutch section 125 is provided on one side of a transmission gear section 121 that meshes with a rotating drive gear 110 that is fixed to a motor shaft, and a second meshing clutch section 125 is provided on the other side.
  • the clutch part 126 has a large clutch part 126.
  • the main transmission member 180 includes a main passive dog clutch part 183 that meshes with the first dog clutch part 125 of the rotation transmission member 120 and a main transmission gear part 181.
  • the main output gear 165 that meshes with the main transmission gear part 181 of the main output gear 165 is rotated, and the main output gear 165 or a gear coaxially integrated with the main output gear 165 is further connected to a toy wheel or the like via a reduction gear train (not shown).
  • the operating member is rotated to perform basic operations such as running a traveling toy.
  • the second dog clutch part 126 meshes with the passive dog clutch part 143 of the passive member 140 to rotate the passive member 140,
  • the second output gear 175 can be rotated by the output transmission gear part 141 to operate the auxiliary operation member of the toy.
  • spur gears may be formed on both sides of the transmission gear portion 121 instead of dog clutches.
  • a first transmission gear part 131 which is a spur gear coaxial with the transmission gear part 121, is formed on one side of a transmission gear part 121 that meshes with the drive gear 110.
  • a second transmission gear part 132 of a coaxial spur gear is formed on the other side, and a main output gear 165 that meshes with the first transmission gear part 131 and a second output gear 175 that meshes with the second transmission gear part 132. It has the following.
  • the rotation transmission member 120 can be moved in the direction of the rotation axis by the operation member 210, and has a rotation support part 223 in the middle of the rod-shaped main body part 221, and a passive part 225 on one end side has a return part.
  • the elastic body 201 and the fibrous actuator 205 allow the rod-shaped operating member 210 to swing around the rotation support section 223, and the operating section 227 at the other end is bifurcated to form a first operating tip 227a and a second operating tip 227a.
  • the rotation transmitting member 120 is made movable in the axial direction by forming a working tip 227b and inserting the transmission gear part 121 into the gap between the first working tip 227a and the second working tip 227b. .
  • the motor 100 which is normally used as a drive source, is activated.
  • the rotation causes the main output gear 165 to rotate.
  • the fibrous actuator 205 when the fibrous actuator 205 is energized and contracted, the second transmission gear portion 132 is engaged with the spur gear serving as the second output gear 175, and the second output gear 175 is rotated. By doing so, the decorative parts and deformable parts of the toy are activated.
  • a fifth embodiment which is another embodiment, as shown in FIG.
  • the main passive gear 161 which is equipped with a main intermediate gear 163 and a second intermediate gear 173 whose shaft position is the rotational axis position, and which meshes with the main intermediate gear 163, is placed near one end of the rod-shaped main body 221 that is the operating member 210.
  • a second passive gear 171 that meshes with a second intermediate gear 173 is provided near the other end of the rod-shaped main body 221.
  • a thick spur gear serving as the rotation transmitting member 120 is provided at a position where it meshes with the main driven gear 161 and the second driven gear 171, and the rotation of the operating member 210 is
  • the return elastic body 201 is provided so that one side of the support part 223 is the acting part 227, and the fibrous actuator 205 is connected so that the other side of the rotation support part is the passive part 225. be.
  • the main driven gear 161 is brought into mesh with the rotation transmission member 120, and the main output gear is 165 can be rotated.
  • the fibrous actuator 205 when the fibrous actuator 205 is contracted to extend the return elastic body 201, by swinging the operating member 210, the second passive gear 171 is connected to the rotation transmitting member 120 as shown in FIG. By meshing, the second output gear 175 can be rotated via the second intermediate gear 173.
  • a motor 100 is supported so as to be movable in an arc around the rotation shaft center of an output gear member 191 having teeth on its outer periphery, and a motor of this motor.
  • the drive gear 110 as the rotation transmission member 120 attached to the shaft is meshed with the output gear member 191, and a locking engagement part 193 such as a protrusion or a groove is formed on the side surface of the output gear member 191, and this locking engagement part 193 is formed on the side surface of the output gear member 191.
  • a stopper 240 having a locking portion 245 that engages with the mating portion 193 is disposed at the tip of the plate-like main body portion 241.
  • the return elastic body 201 is attached to the plate-like main body part 241 so as to keep the locking part 245 of the stopper 240 separated from the locking and engaging part 193 of the output gear member 191, and A fibrous actuator 205 is provided to move the fiber actuator 205 into engagement with the joint portion 193.
  • the fibrous actuator 205 when the fibrous actuator 205 is extended without energizing the fibrous actuator 205, the locking portion 245 and the locking engagement portion 193 are released, and by driving the motor 100, By rotating the output gear member 191, the main motion of the toy can be performed.
  • the drive mechanism according to the present embodiment is a drive mechanism that can easily cause a toy to perform different motions in different motion systems using a single motor to perform interesting motions. 205 to add or change the rotation transmission destination of the motor 100, the drive mechanism can be made smaller and lighter, and the toy as a whole can also be made smaller and lighter.
  • the fibrous actuator 205 Since the fibrous actuator 205 has a small shrinkage rate of several percent when energized, the fibrous actuator 205 is used to achieve the required amount of movement of the operating member 210, and even the required amount of movement of the gear and the stopper 240. It may be necessary to increase the length of the
  • the fibrous actuator 205 may be folded back using a roller 206 or the like to incorporate a long fibrous actuator 205 into a small space.
  • the fibrous actuator 205 may not return to the predetermined length when not energized, and furthermore, it takes a certain amount of time to return to the initial length. Therefore, it is necessary to limit the length of the energization time and to set a predetermined time as the non-energization time for contraction.
  • control for operating the fiber actuator 205 is performed by a microcomputer, and in addition to controlling the rotation of the motor 100, the operation duration and operation interval of the fiber actuator 205 are controlled using the control unit 250.
  • the controller 250 performs control to prevent the fibrous actuator 205 from becoming inoperable or malfunctioning.
  • the gear serving as the rotation transmission member 120 is not limited to being attached to the motor shaft of the motor 100 serving as a drive source or being rotated by the drive gear 110 attached to the motor shaft; It may also be rotated by the motor 100 via a gear train such as a reduction gear.
  • one of the spur gears in the gear train that transmits rotation from the motor 100 to the main operating parts of the toy, such as the wheels and propeller 195, is used as the rotation transmission member 120
  • the spur gear used as the rotation transmission member 120 is A dog clutch portion 123 is formed on the side surface, and a passive dog clutch portion 143 is provided that engages and disengages from the dog clutch portion 123 by a fibrous actuator 205, or a spur gear serving as the rotation transmission member 120 can be moved in the axial direction.
  • the spur gear in the transmission mechanism that transmits the rotation from the motor 100 to the main operation member is further set as the rotation transmission member 120, such that the spur gear in the transmission gear that transmits the rotation from the main output gear 165 to the main operation member is the rotation transmission member 120. Therefore, the rotation transmission member 120 may be provided in multiple stages, and the rotation of the motor 100 may be transmitted to a plurality of auxiliary operation members in addition to the main operation member.
  • the operating member 210 when a voltage is applied to the fibrous actuator 205 to cause the fibrous actuator 205 to contract, the operating member 210 is caused to extend the return elastic body 201, and the fibrous actuator 205 is In the normal state where the electricity is cut off, the return elastic body 201 contracts and the operating member 210 is placed in a predetermined position, but when the fibrous actuator 205 contracts, the return elastic body 201 also contracts and returns.
  • the return elastic body 201 may be expanded and restored to return the operating member 210 to a predetermined position.
  • the toy equipped with the drive mechanism uses the lightweight fibrous actuator 205 to transmit and cut off the rotation of the rotation transmission member 120 to the passive member 140, so the toy has a single drive mechanism.
  • the drive mechanism in the drive source that operates not only the main operating members but also the auxiliary operating members smaller and lighter, it is possible to easily reduce the size and weight of the drive mechanism and the toy. This can extend the life of the battery and allow you to continue playing for a long time.
  • the drive mechanism for a toy according to the present invention can easily transmit power intermittently from a single drive source to not only the main operating member but also the auxiliary operating member, and can be applied to the toy as a small and lightweight drive mechanism. It is possible to provide a toy that is easy to incorporate, suppresses an increase in the weight of the toy, and is capable of various interesting movements.

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Abstract

【課題】　１個のモータから断続的に回転を伝達出力する複数の出力系統を備える軽量の駆動機構を提供する。 【解決手段】　モータ100の回転に合わせて回転する回転伝達部材120と、前記回転伝達部材120と噛合したときに回転する受動部材140と、前記回転伝達部材120と前記受動部材140との噛合を係脱させ、所定位置とされたときは前記回転伝達部材120と前記受動部材140とが噛合しない状態とする操作部材210と、前記操作部材210を前記所定位置とする復元用弾性体201と、前記復元用弾性体201を伸長又は圧縮させるようにして前記操作部材210を作動させることにより、前記回転伝達部材120と前記受動部材140とを噛合状態とする繊維状アクチュエータ205と、を有し、前記繊維状アクチュエータ205を収縮させて前記操作部材210を作動させると共に前記モータ100の回転及び停止を制御する制御部250を備える玩具の駆動機構とする。

Description

玩具の駆動機構
　本発明は、玩具の駆動機構に関するものである。
　今日、玩具用モータは小型軽量化され、多くの玩具に組み込まれて長時間に亘って玩具の種々の動作を可能としている。また、マイクロコンピューターを組み込んで複雑な動作を可能とする玩具や、遠隔操作により多くの動作を操作可能とする玩具も、数多く提供されている。
　そして、より一層面白味のある動きが可能な玩具とするため、複数の異なる動作や複雑な動作をさせることのできる玩具が要求され、一つの玩具に複数個のモータ等の駆動源を組み込むことが提案され、また、複数のモータを組み込んだ玩具が現実に提供されている。
　例えば、無端ベルトを走行用モータで駆動し、小さな障害物を乗り越えて走行することを可能とする走行玩具であって、車体を変形させる第２モータを備え、補助動作である車体の変形と主動作である無端ベルトの回転とによって、大きな障害物であっても走破することを可能とする玩具の提案（例えば特許文献１）がされている。
　また、動物の種々の動作を模して行うことを可能とするため、第１モータや第２モータと、減速歯車や伝達歯車、クラッチ、クランク機構等を組み込み、２個のモータの正逆回転やクラッチによる回転の伝達及び伝達遮断により、歩行動作のみでなく、動物の種々の動作を行わせて生動感のある動作表現を可能とする玩具も提案（例えば特許文献２）されている。
　更に、面白味のある変化おこなう玩具として、ゼンマイや弾性部材を駆動源とし、ゼンマイにより走行を行わせ、弾性部材により付勢された部位を係止部材により係止しておき、係止を解除したときに付勢された部位を作動させることによって、走行玩具が走行中に人型のロボット形状に変化させることを可能とする玩具も提案され（例えば特許文献３）、現実的には、モータを走行用の駆動源とした自動車などの車輌形態とした走行玩具であって、ロボット等の人型に変形することを可能とする玩具も種々提供されている。
特開平９－５６９３３号公報 実用新案登録第３１３２５４４号公報 特開２０１３－２４４１９８号公報
　多くの動作を可能とする玩具では、モータの数を増加させることにより複雑な動作を可能とし、また、モータの数を増加させることは、動力伝達系統を増加させるも、各動力伝達系統の構造を単純化し、玩具の設計製造を容易とすることができる。
　しかし、モータの個数を増加させると、玩具の重量が増加し、軽快な動作を行わせることが困難になる。また、玩具部品の重量が増加すると、玩具全体の強度の補強やバッテリーの消耗の増加等、種々の欠点が生じることがある。そして、特に浮遊して移動する玩具や飛行する玩具では、玩具重量の軽量化自体が課題とされることもある。
　本発明は、上述の課題を解決するため、１個のモータから断続的に回転を伝達出力する複数の出力系統を備える小型軽量の駆動機構を提供するものである。
　本発明に係る玩具の駆動機構は、モータの回転に合わせて回転する回転伝達部材と、前記回転伝達部材と噛合したときに回転する受動部材と、前記回転伝達部材と前記受動部材との噛合を係脱させ、所定位置とされたときは前記回転伝達部材と前記受動部材とが噛合しない状態とする操作部材と、前記操作部材を前記所定位置とする復元用弾性体と、前記復元用弾性体を伸長又は圧縮させるようにして前記操作部材を作動させることにより、前記回転伝達部材と前記受動部材とを噛合状態とする繊維状アクチュエータと、を有し、前記繊維状アクチュエータを収縮させて前記操作部材を作動させると共に前記モータの回転及び停止を制御する制御部を備えるものである。
　また、この駆動機構は、玩具の主動作部材を作動させる主出力歯車を前記回転伝達部材の回転に従って回転させると共に、前記受動部材の回転により前記玩具の補助動作部材を作動させるものである。
　そして、前記回転伝達部材は、モータ軸に取りけられた歯車であり、前記受動部材は、クラウンギア及び該クラウンギアと同軸の回転軸を有する出力伝達歯車とすることがある。
　更に、前記回転伝達部材は、平歯車及び該平歯車の側面に当該平歯車の回転軸と同軸の回転軸を有する噛合いクラッチとし、前記受動部材は、前記噛合いクラッチと係脱可能な受動噛合いクラッチ及び該受動噛合いクラッチと同軸の回転軸を有する出力伝達歯車とすることがある。
　そしてまた、前記回転伝達部材は、平歯車及び該平歯車の両側面に同軸の回転軸を有して設けられるクラッチ部又は歯車部とし、且つ、当該回転伝達部材は回転軸方向に移動可能とされ、前記回転伝達部材の両側面のクラッチ部と各々係脱可能な受動噛合いクラッチ部を前記回転伝達部材の両側に配置又は前記回転伝達部材の両側面の歯車部と各々係脱可能な出力歯車を前記回転伝達部材の両側に配置することがある。
　また、本発明に係る玩具の駆動機構として、動力源としたモータの回転に合わせて回転する回転伝達部材と、前記回転伝達部材の回転により回転する出力歯車部材と、を有し、前記出力歯車部材の回転中心を中心とする円弧上に移動可能に前記モータ及び前記回転伝達部材が支持され、復元用弾性体を伸長させるようにして前記出力歯車部材の回転を阻止するストッパーを作動させることのできる繊維状アクチュエータを備え、前記繊維状アクチュエータを収縮させることにより、前記復元用弾性体を伸長させて前記ストッパーを移動させ、前記ストッパーによって前記出力歯車部材の回転を停止させることにより、前記出力歯車部材の回転中心軸を中心として前記モータ及び前記回転伝達部材を回転移動させる制御部を備える駆動機構とすることもある。
　更に、前記繊維状アクチュエータは、ローラーを介してＵ字形状に折り返して配置されることもある。
　本発明に係る駆動機構は、モータにより回転する回転伝達部材と、該回転伝達部材と噛合したときに回転する受動部材、回転伝達部材と受動部材との係脱を制御する操作部材及び繊維状アクチュエータを有するものであるから、駆動源とした１個のモータの回転の伝達先を変更し、繊維状で軽量の繊維状アクチュエータにより駆動機構全体を軽量化しつつ、１個のモータにより駆動する部材の追加や切り換えを容易に行うことができるものである。
　そして、補助動作部材へのモータの回転を伝達及び遮断する制御を、操作部材及び復帰用弾性体と繊維状アクチュエータにより行う為、駆動機構を複雑化することなく、繊維状で軽量の繊維状アクチュエータを用いることにより駆動機構の小型化及び軽量化を図ることができ、ひいては玩具を小型化すると共に軽量化し、電源寿命を短縮させることなく、玩具を長時間動作させて遊ぶことができるようにすることができる。
　また、玩具の主動作部材を作動させる主出力歯車を回転伝達部材の回転に従って回転させ、玩具の補助動作部材を作動させる受動部材の回転に従って回転させるものとすると、回転伝達部材と噛合したときに回転する受動部材によって、モータの回転を回転伝達部材及び受動部材を介して玩具の主要動作部材のみでなく、変形動作等の補助動作部材へ必要に応じてモータの回転を伝達するすることができる。
　そして、回転伝達部材をモータ軸に取り付けるものとすれば、主要動作部材がプロペラ等の高速回転が要求される玩具であっても、補助的動作を行わせる部材の駆動を受動部材を介して容易に行うことができる。
　更に、回転伝達部材を平歯車及び噛合いクラッチ部とするものは、回転伝達部材を玩具の動力伝達機構に組み込まれる平歯車を回転伝達部材とし、噛合いクラッチ部と係合する受動噛合いクラッチにより適宜の補助的動作を行わせる部材の駆動力として、主動作部材を作動させるモータの回転を利用することができる。
　また、動力伝達機構に組み込まれる平歯車を回転伝達部材とするものは、動力伝達機構に組み込まれた複数の平歯車の内の適宜複数の平歯車を夫々回転伝達部材とすることにより、複数の補助動作部材を個別に作動させることも容易に行うことができる。
　そしてまた、回転伝達部材として平歯車の両側面にクラッチ部又は歯車部を有する回転伝達部材として回転軸方向に移動可能とし、平歯車の両側のクラッチ部又は歯車部と夫々係脱可能な受動噛合いクラッチ又は出力歯車を回転伝達部材の両側に配置した駆動機構は、モータの回転を主動作部材に伝達するか補助的動作部材に伝達するかを切り換えることができ、補助動作部材に伝達するとき、主動作部材の動作を停止させることができ、モータの正逆回転制御を行って補助動作部材の動きの変化を多様化することを容易に可能とすることができる。
　また、本発明に係る駆動機構として、モータにより回転する回転伝達部材と、回転伝達部材の回転により回転する出力歯車部材とを有すると共に、出力歯車部材の回転を停止させるストッパーや、該ストッパーを出力歯車部材の回転を停止させる位置に移動させる繊維状アクチュエータを有し、出力歯車部材の回転をストッパーにより停止させてモータを回転させると、出力歯車部材の回転中心軸を中心としてモータが回転移動する駆動機構とするものは、出力歯車部材の回転により主動作部材を作動させ、モータ自体を回転移動させることにより、補助動作部材を作動させることができる。
　更に、繊維状アクチュエータをＵ字形状に折り返して配置するものは、小型化が容易であり、狭い空間でも長尺の繊維状アクチュエータとし、操作部材等の移動範囲を容易に大きくすることができるものである。
本発明に係る駆動機構の第１の実施形態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第１の実施形態における駆動力伝達先を追加した状態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第２の実施形態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第２の実施形態における駆動力伝達先を追加した状態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第３の実施形態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第３の実施形態における駆動力伝達先を切り換えた状態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第４の実施形態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第４の実施形態における駆動力伝達先を切り換えた状態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第５の実施形態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第５の実施形態における出力先を切り換えた状態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第６の実施形態を示す模式図。 本発明に係る駆動機構の第１の実施形態における変形例を示す模式図。
　本発明に係る駆動機構は、走行可能にして変形等も可能な玩具の駆動機構であって、走行や飛行等の主要な動作に用いる駆動源としたモータの回転を、繊維状アクチュエータを用いて回転出力の伝達先を変更する等により、玩具における車輪やプロペラの回転等の主要動作だけでなく、変形部位や装飾部位における動作などの補助的動作にも利用できるようにするものである。
　この駆動機構の第１の実施の形態は、図１に示す様に、周囲に歯部を備えた回転伝達部材120を駆動源とするモータ100のモータ軸に固定した駆動歯車110により回転させ、この回転伝達部材120の周囲に歯部を備えた平歯車状の伝達歯車部121と噛合する主出力歯車165を有するものである。
　従って、駆動源としたモータ100を回転させることにより、常に主出力歯車165を回転させ、適宜の伝達歯車列等を介して主出力歯車165の回転により玩具の主要動作部材を駆動することができる。
　更に、この回転伝達部材120の伝達歯車部121の側面に伝達歯車部121と同軸の回転軸とした噛合いクラッチ部123を有し、噛合いクラッチ部123と対面させる受動噛合いクラッチ部143を備えた受動部材140を配置しているものである。
　この受動部材140は、周囲に歯部を備えた平歯車状の出力伝達歯車部141の側面に受動噛合いクラッチ部143を有し、この受動噛合いクラッチ部143を噛合いクラッチ部123と係脱可能に対面させ、回転伝達部材120の回転軸と受動部材140の回転軸とを一致させて配置しているものである。
　そして、この受動部材140は、受動部材140の回転軸に一致する作動杆部147を備えることにより回転軸方向に移動可能とされ、受動噛合いクラッチ部143を噛合いクラッチ部123と係合離脱可能としているものである。更にこの駆動機構は、出力伝達歯車部141と噛合する第２出力歯車175を備えると共に、噛合いクラッチ部123と受動噛合いクラッチ部143との間に離間用弾性体203を有し、作動杆部147の後端側に操作部材210を有するものである。
　この操作部材210は、平板状の薄肉本体部211の一部に厚肉部213を有し、厚肉部213の表面を薄肉本体部211の表面よりも受動部材140側に突出させると共に、薄肉本体部211の表面から厚肉部213の表面へ滑らかに連続させるテーパー部215を有するものである。
　そして、復帰用弾性体201により操作部材210を所定位置に配置させ、この所定位置のとき、薄肉本体部211を作動杆部147の後端直近に位置させ、復帰用弾性体201を伸長させるように操作部材210を移動させる繊維状アクチュエータ205を有するものである。
　この繊維状アクチュエータ205は、電流を流すことにより収縮する糸状のＴｉ－Ｎｉ系形状記憶合金であって、例えばトキ・コーポレーション株式会社が市販している商品名がバイオメタルファイバーと称されるもの等がある。
　そして、この繊維状アクチュエータ205は、モータ100の正逆回転及び停止を制御する制御部250から通電を行うように制御部250により制御するものとし、制御部250からの制御電圧により繊維状アクチュエータ205を収縮させると、図２に示す様に、復帰用弾性体201を伸長させて操作部材210を移動させ、厚肉部213を作動杆部147の位置に位置させることができるものである。
　従ってテーパー部215により作動杆部147を押圧して受動噛合いクラッチ部143を噛合いクラッチ部123と係合させることができ、回転伝達部材120の回転に合わせて受動部材140も回転させ、第２出力歯車175を回転させることができるものである。
　従って、主出力歯車165の回転軸又は主出力歯車165と同軸一体とされる歯車から更に図示しない減速歯車列等を介して玩具の車輪等の主要動作部材を回転させ、玩具を走行させることができると共に、第２出力歯車175又は第２出力歯車175と同軸一体とされる歯車と噛合する図示しない減速歯車列等を介し、玩具の天蓋を開ける、又は、玩具本体の上部等に設けた装飾体を回転作動させる、玩具の全体形状を変形させる等の、補助的な変化動作も行わせることができる。
　また、モータ100の回転により回転する回転伝達部材120は、駆動歯車110を介して回転させる場合に限ることなく、図３に示す様に、プロペラ195等の主動作部材を直接取り付けたモータ軸に、伝達歯車部121である歯車を直接固定し、モータ100の回転により回転する回転伝達部材120として、伝達歯車部121である歯車を回転させることもある。
　この場合、回転伝達部材120に係脱する受動部材140は、回転伝達部材120とした出力伝達歯車部121に対して噛合及び離脱が可能とされる受動クラウンギア部145及び受動クラウンギア部145と同一の回転軸とされる出力伝達歯車部141を備える部材とするものである。
　そして、回転伝達部材120とする歯車である伝達歯車部121から少し離れた位置を受動クラウンギア部145の所定位置とし、受動クラウンギア部145をこの所定位置に位置させる復帰用弾性体201を備え、作動杆部147の後方に操作部材210を備えるものである。
　この操作部材210は、棒状の棒状本体部221の中間に回動支持部223を有し、棒状本体部221における回動支持部223よりも一端側を作用部227、他端側を受動部225とし、作用部227の端部を受動部材140の作動杆部147の後端に接触させているものである。
　また、受動部225の端部近傍には繊維状アクチュエータ205の一端を固定し、繊維状アクチュエータ205が収縮したとき、回動支持部223を中心として棒状本体部221の両端を逆方向に回動させることにより、図４に示す様に、作用部227によって作動杆部147を作動杆部147の軸方向に押圧して受動部材140を移動させ、受動クラウンギア部145と回転伝達部材120とした伝達歯車部121とを噛合させるものである。
　尚、受動部材140の出力伝達歯車部141と常に噛合する第２出力歯車175を備え、繊維状アクチュエータ205に通電を行って繊維状アクチュエータ205を収縮させるとき、モータ100によって回転する回転伝達部材120の回転を受動部材140を介して第２出力歯車175に伝達し、第２出力歯車175の回転を第２出力歯車175の回転軸又は第２出力歯車175と噛合する図示しない歯車列により、玩具における補助的動作を行う作動部位に伝達させるものである。
　そして、図３及び図４に示す様に、１個の回転伝達部材120に対して１個の受動部材140を設けるものに限るものでなく、１個の回転伝達部材120に対して第２受動部材150と第２操作部材230や第２繊維状アクチュエータ208を組合わせた第２受動部材150を追加することもある。
　この様に、第２受動クラウンギア部155、第２出力伝達歯車部151を備えた第２受動部材150と、第２受動クラウンギア部155を回転伝達部材120である伝達歯車部121から離間させる第２復帰用弾性体207、第２作動杆部157の後端に第２作用部237を当接する第２操作部材230、第２操作部材230の第２受動部235と接続された第２繊維状アクチュエータ208を設けることにより、第２繊維状アクチュエータ208を収縮させ、第２棒状本体部231の第２回動支持部233を中心に第２操作部材230を回動させることによって、第２補助出力歯車177を介してプロペラや車輪等の主動作部分以外の装飾部や変形部位等の補助動作部材を作動させることができる。
　また、駆動機構の第３の実施の形態としては、回転伝達部材120として平歯車状の伝達歯車部121の両側面に噛合いクラッチを形成することもある。
　この実施の形態は、図５に示す様に、モータ軸に固定されて回転する駆動歯車110と噛合する伝達歯車部121の一側面に第１噛合いクラッチ部125を、他側面に第２噛合いクラッチ部126を有するものである。そして、この回転伝達部材120の第１噛合いクラッチ部125と噛合する主受動噛合いクラッチ部183と主伝達歯車部181とを備えた主伝達部材180を有し、通常は、主伝達部材180の主伝達歯車部181と噛合する主出力歯車165を回転させ、主出力歯車165又は主出力歯車165と同軸一体とされる歯車から更に図示しない減速歯車列等を介して玩具の車輪等、主要動作部材を回転させるように動作させ、走行玩具を走行させる等の基本動作を行わせるものである。
　そして、この駆動機構では、図５に示した様に、復帰用弾性体201により第１噛合いクラッチ部125を主伝達部材180の主受動噛合いクラッチ部183と噛合させているも、繊維状アクチュエータ205に通電して収縮させたとき、図６に示す様に、繊維状アクチュエータ205が操作部材210の受動部225を移動させ、棒状本体部221が回動支持部223を中心に回転して作用部227が回転伝達部材120を移動させるものである。
　そして、第１噛合いクラッチ部125が主受動噛合いクラッチ部183から離れると共に、第２噛合いクラッチ部126が受動部材140の受動噛合いクラッチ部143と噛合して受動部材140を回転させ、出力伝達歯車部141により第２出力歯車175を回転させ、玩具の補助動作部材を作動させることができる。
　また、回転伝達部材120として、伝達歯車部121の両面に噛合いクラッチではなく、平歯車を形成することもある。
　この第４の実施の形態は、図７に示す様に、駆動歯車110と噛合する伝達歯車部121の一側面に伝達歯車部121と同軸とする平歯車の第１伝達歯車部131を形成し、他側面にも同軸とする平歯車の第２伝達歯車部132を形成し、第１伝達歯車部131と噛合する主出力歯車165を、第２伝達歯車部132と噛合する第２出力歯車175を有するものである。
　そして、操作部材210によって回転伝達部材120を回転軸方向に移動可能とするものであり、回動支持部223を棒状本体部221の中間に有し、一方端側の受動部225には復帰用弾性体201と繊維状アクチュエータ205により、棒状の操作部材210を回動支持部223を中心として揺動可能とすると共に、他端の作用部227は二股状として第１作用先端部227ａと第２作用先端部227ｂを形成し、第１作用先端部227ａと第２作用先端部227ｂとの間隙に伝達歯車部121を挿入することにより、回転伝達部材120を軸方向に移動可能としているものである。
　そして、復帰用弾性体201により操作部材210を所定位置とした状態で回転伝達部材120の第１伝達歯車部131と主出力歯車165とを噛合させることにより、通常は駆動源としたモータ100の回転によって主出力歯車165を回転させるものである。
　そして、繊維状アクチュエータ205に通電して収縮させたときは、図８に示す様に、第２伝達歯車部132を第２出力歯車175とする平歯車と噛合させ、第２出力歯車175を回転させることにより、玩具の装飾部や変形部位を作動させるものである。
　更に、他の実施の形態とする第５の実施の形態は、図９に示す様に、操作部材210とする棒状体の中央部分を回動支持部223とし、回動支持部223の揺動軸位置を回転軸位置とする主中間歯車163と第２中間歯車173とを備え、主中間歯車163と噛合する主受動歯車161を操作部材210である棒状本体部221の一端部近傍に、第２中間歯車173と噛合する第２受動歯車171を棒状本体部221の他端部近傍に有するものである。
　そして、操作部材210を揺動させたとき、主受動歯車161や第２受動歯車171と噛合する位置に回転伝達部材120とする肉厚の平歯車を有するものであり、操作部材210の回動支持部223よりも一方側を作用部227とするように復帰用弾性体201を設け、回動支持部よりも他方側を受動部225とするように繊維状アクチュエータ205を接続しているものである。
　従って、繊維状アクチュエータ205が伸長した状態では、図９に示した様に、主受動歯車161を回転伝達部材120と噛合させ、主受動歯車161と噛合する主中間歯車163を介して主出力歯車165を回転させることができる。
　また、復帰用弾性体201を伸長させる様に繊維状アクチュエータ205を収縮させたとき、操作部材210を揺動させることにより、図１０に示す様に、第２受動歯車171を回転伝達部材120と噛合させ、第２中間歯車173を介して第２出力歯車175を回転させることができる。
　従って、主出力歯車165から伝達歯車列等を介して主要動作部材に回転を伝達して主要動作を行わせ、第２出力歯車175から伝達歯車列等を介して補助動作部材を動作させることができる。
　更に他の実施の形態としては、図１１に示す様に、外周に歯部を有する出力歯車部材191の回転軸中心を中心として円弧状に移動可能に支持されるモータ100と、このモータのモータ軸に取付けた回転伝達部材120としての駆動歯車110を出力歯車部材191と噛合させると共に、出力歯車部材191の側面に突起又は凹溝等の係止係合部193を形成し、この係止係合部193と係合する係止部245を板状本体部241の先端に有するストッパー240を配置するものである。
　そして、ストッパー240の係止部245を出力歯車部材191の係止係合部193から離しておくように復帰用弾性体201を板状本体部241に取り付けると共に、係止部245と係止係合部193とを係合させるように移動させる繊維状アクチュエータ205を設けるものである。
　従って、繊維状アクチュエータ205に通電することなく、繊維状アクチュエータ205を伸長状態とする場合は、係止部245と係止係合部193とが解除された状態となり、モータ100を駆動することによって出力歯車部材191を回転させることにより玩具の主動作を行わせることができる。
　そして、繊維状アクチュエータ205に通電を行って繊維状アクチュエータ205を収縮させることにより、ストッパー240の係止部245と出力歯車部材191の係止係合部193とを係合させると、出力歯車部材191の固定部位置と出力歯車部材191との相対回転が停止され、モータ100の固定位置を出力歯車部材191の回転中心軸位置を中心に円弧移動させるように移動させることができる。
　この為、モータ100を固定した部位の回転移動により、玩具の変形動作等の主要動作とは異なる装飾部材の作動等の補助的動作を行わせることができる。
　この様に、本実施の形態による駆動機構は、単一のモータにより容易に玩具の動作系統の異なる動作を行わせて面白味のある動作を行わせることができる駆動機構であって、繊維状アクチュエータ205によりモータ100の回転伝達先を追加や変更するものであるから、駆動機構を小型化且つ軽量化し、ひいては玩具全体を小型化及び軽量化することも容易に行うことができるものである。
　そして、繊維状アクチュエータ205は、通電時の収縮率が数パーセントと小さいため、操作部材210の移動量、ひいては歯車の必要移動量やストッパー240等の移動必要量を達成するために繊維状アクチュエータ205の長さを長くする必要が生じる場合がある。
　この場合は、図１２に示す様に、ローラー206等を用いて繊維状アクチュエータ205を折り返し、小さな空間に長さの長い繊維状アクチュエータ205を組み込むこともある。
　また、繊維状アクチュエータ205は、長時間収縮状態を維持させると、非通電時の所定長さに復帰しなくなることがあり、更に、初期状態の長さに復帰するためには所要の一定時間が必要なため、通電時間の長さの制限や収縮を行わせるための非通電時間としての所定時間の設定が必要となる。
　この為、繊維状アクチュエータ205を作動させるための制御として、マイクロコンピューターによる制御を行い、モータ100の回転停止制御と合わせて繊維状アクチュエータ205の作動継続時間及び作動間隔時間を制御部250を用いて制御し、繊維状アクチュエータ205が動作不能や動作不良を起こさないように制御部250による制御を行うものである。
　そして、回転伝達部材120とする歯車は、駆動源としたモータ100のモータ軸に取付ける、又は、モータ軸に取付けた駆動歯車110により回転させる場合に限ることなく、駆動歯車110から更に伝達歯車や減速歯車等の歯車列を介してモータ100により回転させることもある。
　この様に、モータ100から車輪やプロペラ195等の玩具における主動作部分に回転を伝達する歯車列の内の何れかの平歯車を回転伝達部材120とし、この回転伝達部材120とした平歯車の側面に噛合いクラッチ部123を形成し、繊維状アクチュエータ205によりこの噛合いクラッチ部123と係脱する受動噛合いクラッチ部143を設ける、又は回転伝達部材120とした平歯車を軸方向に移動可能として繊維状アクチュエータ205により回転伝達部材120とした平歯車を移動させて噛合する歯車を切り換える、等により回転の伝達先を追加したり切り換えたりすることにより、玩具に種々の異なる動作や多彩な動作を行わせることができるものである。
　そして、主出力歯車165から主動作部材に回転を伝達する伝達歯車の内の平歯車を更に回転伝達部材120とするように、モータ100から主動作部材に回転を伝達する伝達機構中の平歯車により回転伝達部材120を多段に設け、モータ100の回転を主動作部材以外に複数の補助動作部材に分岐させるように伝達することもある。
　尚、図面に示した実施の形態は、繊維状アクチュエータ205に電圧を印加して収縮を行わせたとき、復帰用弾性体201を伸長させるようにして操作部材210をさせ、繊維状アクチュエータ205への通電を遮断した通常状態では復帰用弾性体201が収縮して操作部材210を所定位置としているも、繊維状アクチュエータ205に収縮を行わせたとき、復帰用弾性体201も収縮するように復帰用弾性体201を配置し、繊維状アクチュエータ205への通電を遮断したとき、復帰用弾性体201が伸長復元して操作部材210を所定位置に戻すようにすることもある。
　この様に、本発明の実施の形態に係る駆動機構を備える玩具は、軽量の繊維状アクチュエータ205を用いて回転伝達部材120の回転を受動部材140に伝達遮断するものであるから、単一の駆動源におり主要動作部材のみでなく、補助動作部材をも作動させる駆動機構を小型軽量化し、駆動機構ひいては玩具の小型化及びを軽量化を容易に行うことができ、玩具の軽量化により電源電池の寿命を延ばし、長時間遊び続けることも可能とすることができるものである。
　本発明に係る玩具の駆動機構は、単一の駆動源から主要動作部材のみでなく補助動作部材へ断続的に動力を伝達することを容易に行うことができ、小型軽量の駆動機構として玩具への組み込みを容易とし、玩具の重量増加を抑制して面白味のある種々の動作が可能な玩具を提供することができる。
　１００　モータ　　　　　　　　　　　１１０　駆動歯車
　１２０　回転伝達部材
　１２１　伝達歯車部　　　　　　　　　１２３　噛合いクラッチ部
　１２５　第１噛合いクラッチ部　　　　１２６　第２噛合いクラッチ部
　１３１　第１伝達歯車部　　　　　　　１３２　第２伝達歯車部
　１４０　受動部材
　１４１　出力伝達歯車部　　　　　　　１４３　受動噛合いクラッチ部
　１４５　受動クラウンギア部　　　　　１４７　作動杆部
　１５０　第２受動部材
　１５１　第２出力伝達歯車部　　　　　１５５　第２受動クラウンギア部
　１５７　第２作動杆部
　１６１　主受動歯車　　　　　　　　　１６３　主中間歯車
　１６５　主出力歯車
　１７１　第２受動歯車　　　　　　　　１７３　第２中間歯車
　１７５　第２出力歯車　　　　　　　　１７７　第２補助出力歯車
　１８０　主伝達部材
　１８１　主伝達歯車部　　　　　　　　１８３　主受動噛合いクラッチ部
　１９１　出力歯車部材　　　　　　　　１９３　係止係合部
　１９５　プロペラ
　２０１　復帰用弾性体　　　　　　　　２０３　離間用弾性体
　２０５　繊維状アクチュエータ　　　　２０６　ローラー
　２０７　第２復帰用弾性体　　　　　　２０８　第２繊維状アクチュエータ
　２１０　操作部材
　２１１　薄肉本体部　　　　　　　　　２１３　厚肉部
　２１５　テーパー部
　２２１　棒状本体部　　　　　　　　　２２３　回動支持部
　２２５　受動部　　　　　　　　　　　２２７　作用部
　２２７ａ　第１作用先端部　　　　　　２２７ｂ　第２作用先端部
　２３０　第２操作部材
　２３１　第２棒状本体部　　　　　　　２３３　第２回動支持部
　２３５　第２受動部　　　　　　　　　２３７　第２作用部
　２４０　ストッパー
　２４１　板状本体部　　　　　　　　　２４５　係止部
　２５０　制御部

Claims (7)

  1. 　モータの回転に合わせて回転する回転伝達部材と、
    　前記回転伝達部材と噛合したときに回転する受動部材と、
    　前記回転伝達部材と前記受動部材との噛合を係脱させ、所定位置とされたときは前記回転伝達部材と前記受動部材とが噛合しない状態とする操作部材と、
    　前記操作部材を前記所定位置とする復元用弾性体と、
    　前記復元用弾性体を伸長又は圧縮させるようにして前記操作部材を作動させることにより、前記回転伝達部材と前記受動部材とを噛合状態とする繊維状アクチュエータと、
    　を有し、
    　前記繊維状アクチュエータを収縮させて前記操作部材を作動させると共に前記モータの回転及び停止を制御する制御部を備えることを特徴とする玩具の駆動機構。
  2. 　玩具の主動作部材を作動させる主出力歯車を前記回転伝達部材の回転に従って回転させると共に、前記受動部材の回転により前記玩具の補助動作部材を作動させることを特徴とする請求項１に記載した玩具の駆動機構。
  3. 　前記回転伝達部材は、モータ軸に取りけられた歯車であり、前記受動部材は、クラウンギア及び該クラウンギアと同軸の回転軸を有する出力伝達歯車であることを特徴とする請求項１に記載した玩具の駆動機構。
  4. 　前記回転伝達部材は、平歯車及び該平歯車の側面に当該平歯車の回転軸と同軸の回転軸を有する噛合いクラッチを有し、前記受動部材は、前記噛合いクラッチと係脱可能な受動噛合いクラッチ及び該受動噛合いクラッチと同軸の回転軸を有する出力伝達歯車であることを特徴とする請求項１に記載した玩具の駆動機構。
  5. 　前記回転伝達部材は、平歯車及び該平歯車の両側面に同軸の回転軸として設けられるクラッチ部又は歯車部とし、且つ、当該回転伝達部材は回転軸方向に移動可能とされ、前記回転伝達部材の両側面のクラッチ部と各々係脱可能な受動噛合いクラッチ部を前記回転伝達部材の両側に配置又は前記回転伝達部材の両側面の歯車部と各々係脱可能な出力歯車を前記回転伝達部材の両側に配置したことを特徴とする請求項１に記載した玩具の駆動機構。
  6. 　動力源としたモータの回転に合わせて回転する回転伝達部材と、
    　前記回転伝達部材の回転により回転する出力歯車部材と、を有し、
    　前記出力歯車部材の回転中心を中心とする円弧上に移動可能に前記モータ及び前記回転伝達部材が支持され、
    　復元用弾性体を伸長させるようにして前記出力歯車部材の回転を阻止するストッパーを作動させることのできる繊維状アクチュエータを備え、
    　前記繊維状アクチュエータを収縮させることにより、前記復元用弾性体を伸長させて前記ストッパーを移動させ、前記ストッパーによって前記出力歯車部材の回転を停止させることにより、前記出力歯車部材の回転中心軸を中心として前記モータ及び前記回転伝達部材を回転移動させる制御部を備えることを特徴とする玩具の駆動機構。
  7. 　前記繊維状アクチュエータは、ローラーを介してＵ字形状に折り返して配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載した玩具の駆動機構。
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