ゼンマイユニット

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【発明の名称】	ゼンマイユニット
【発明者】	【氏名】永岡順一【氏名】大場和夫
【要約】	【課題】コンスタントバネを使ったゼンマイユニットでありながらユニットの小型化を図ることができるとともに、コンスタントバネを最大限有効に作用させることができるゼンマイユニットを提供すること。【解決手段】主ドラム２２に巻装されているコンスタントバネ１０を、該主ドラム２２の軸に平行に配置された巻取ドラム２１に巻き取り、該巻取ドラム２１に巻き取られたコンスタントバネ１０の巻き戻り力によって駆動軸１１を回転させるゼンマイユニットにおいて、上記巻取ドラム２１にはコンスタントバネ１０の巻き取り量を制限するリミッタＣを設けた。

【特許請求の範囲】
【請求項１】主ドラムに巻装されているコンスタントバネを、該主ドラムの軸に平行に配置された巻取ドラムに巻き取り、該巻取ドラムに巻き取られたコンスタントバネの巻き戻り力によって駆動軸を回転させるゼンマイユニットにおいて、上記巻取ドラムにはコンスタントバネの巻き取り量を制限するリミッタが設けられていることを特徴とするゼンマイユニット。
【請求項２】前記リミッタが互いに噛合する２つのリミット歯車で構成され、第１のリミット歯車は前記巻き取りドラムに連係し、第１のリミット歯車の歯数と第２のリミット歯車の歯数との間には少なくとも１つの差が形成されるとともに、各リミット歯車の側面にはそれぞれ係合突部が形成され、２つのリミット歯車が所定量回転すると係合突部同士が突き当たり、上記巻き取りドラムによるコンスタントバネの巻取りが停止する請求項１記載のゼンマイユニット。
【請求項３】前記第２のリミット歯車を支持する支軸にはキーを形成し、第２のリミット歯車には上記キーに係合する少なくとも１つのキー溝を形成するとともに、上記第２のリミット歯車を第１のリミット歯車に噛合させた後は、上記キーとキー溝との係合が外れる請求項２記載のゼンマイユニット。
【請求項４】前記巻き取りドラムには主歯車を設け、前記駆動軸を逆回転させた時に上記駆動軸の回転を主歯車に伝達して上記巻取ドラムを逆転させてコンスタントバネを巻き取らせる第１の遊星歯車と、上記コンスタントバネの巻き戻り時には上記巻き取りドラムの回転を駆動歯車と調速装置とに伝達し、上記駆動軸を一定の速度で正回転させる第２の遊星歯車とを連係させる請求項１記載のゼンマイユニット。
【請求項５】前記第１の遊星歯車はユニット本体に回動可能に軸支されたレバーに片支持されている請求項４記載のゼンマイユニット。
【請求項６】前記駆動軸には、前記駆動歯車の回転が阻止された時、駆動軸と駆動歯車との連係を開放するクラッチが設けられている請求項４記載のゼンマイユニット。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンスタントバネを駆動源としたゼンマイユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、モータの代わりにゼンマイの巻き戻り力を利用した玩具、特に走行玩具はユニットを小型化することができる点から、ゼンマイユニットを駆動力として搭載することはよく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小型化を優先する為ユニット自体の大きさに制約があり、その為走行玩具の場合走行距離が短くなり、走行路等を走行させてもモータを駆動源とした走行玩具のように周回させて遊ぶことができないため、走行距離を伸ばすことが要求されている。その為、コンスタントバネを利用することが考えられるが、このバネを使用した場合ゼンマイを巻いた主ドラムの他に巻き取り主ドラムを必要とし小型化を図ることは難しかった。
【０００４】本発明は上記問題点を解消し、コンスタントバネを使ったゼンマイユニットでありながらユニットの小型化を図ることができるとともに、コンスタントバネを最大限有効に作用させることができるゼンマイユニットを提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため、本発明に係るゼンマイユニットは、駆動軸を逆回転させることによって、該駆動軸に連係する主歯車を介して、主ドラムに巻装されているコンスタントバネを、該主ドラムの軸に平行に配置された巻取ドラムに巻き取り、該巻取ドラムに巻き取られたコンスタントバネの巻き戻り力によって上記主歯車を介して上記駆動軸を正回転させるゼンマイユニットにおいて、上記主歯車には上記巻取ドラムの回転量を制限するリミッタが設けられていることを特徴とする。
【０００６】なお、前記リミッタが互いに噛合する２つのリミット歯車で構成され、第１のリミット歯車は前記主歯車と連係し、該第１のリミット歯車の歯数と第２のリミット歯車の歯数との間には少なくとも１つの差が形成されるとともに、両リミット歯車の側面にはそれぞれ係合突部が形成され、上記２つのリミット歯車が所定量回転すると係合突部同士が突き当たり、上記主歯車の回転が阻止することにより、前記巻取ドラムが主ドラムに巻かれているコンスタントバネを総て巻き取ることなく停止することが好ましい。
【０００７】そして、前記第２のリミット歯車を前記第１のリミット歯車に噛合させる際、所定の関係で噛合させることができるように、第２のリミット歯車を支持する支軸の端部には１つのキーを形成し、上記第２のリミット歯車には上記キーに係合する少なくとも１つのキー溝を形成するとともに、噛合後は上記キーとキー溝との係合が外れ、第２のリミット歯車がキーに邪魔されることなく回転できることが好ましい。
【０００８】また、前記主歯車には、前記駆動軸を逆回転させた時に上記駆動軸の回転を主歯車に伝達して上記巻取ドラムを逆転させてコンスタントバネを巻き取らせる第１の遊星歯車と、上記コンスタントバネの巻き戻り時には上記主歯車の回転を駆動歯車と調速装置に伝達し、上記駆動軸を一定の速度で正回転させる第２の遊星歯車とを連係させてもよい。
【０００９】さらに、前記第１の遊星歯車はユニット本体に回動可能に軸支されたレバーに片支持されていてもよい。
【００１０】なお、前記駆動軸には、前記駆動歯車の回転が阻止された時、駆動軸と駆動歯車との連係を開放するクラッチが設けられ、上記駆動軸を強制的に回転させても駆動歯車が回転しないようにすることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１（ａ）（ｂ）は、本発明に係るゼンマイユニットＡを適用した走行玩具１を示し、この走行玩具１は、図１（ａ）に示すように、車輪を床などに接触したまま後退させて駆動車輪２を逆転させる所謂プルバック操作をすると、上記ゼンマイユニットＡに配置されたコンスタントバネが巻き上げられ、図１（ｂ）に示すように、手を離すとコンスタントバネの巻き戻り力で上記駆動車輪２が正転してコンストンバネが巻き戻るまで前進するように構成されているものである。
【００１２】ゼンマイユニットＡは、駆動車輪２を逆回転させてコンスタントバネ１０を巻き上げ、このコンスタントバネ１０の巻き戻り力で上記駆動車輪２を正回転させるもので、図２に示すように、両端に駆動車輪２、２が固定された駆動軸１１には駆動歯車１２が設けられ、この駆動歯車１２には第２の駆動歯車１３が噛合し、この第２の駆動歯車１３には第３の駆動歯車１４が一体に形成されている。この第３の駆動歯車１４にはフレーム１７ａに形成された支持軸１６に回動可能に軸支されたレバー１５の先端に片支持された第１の遊星歯車１８が噛合し、この第１の遊星歯車１８は駆動車輪２を逆回転させて、図３（ａ）に示すように、駆動軸１１（駆動歯車１２）を矢印ａの方向に逆回転させた時、第３の駆動歯車１４が右回転し遊星歯車１８を左回転させてレバー１５を矢印ｂの方向に回動し、遊星歯車１８が主歯車２０に噛合するので、この主歯車２０と同一軸上に固定された巻取ドラム２１を矢印ｃの方向に回転させ、主ドラム２２に巻装されたコンスタントバネ１０を主ドラム２２の巻かれた方向と異なる方向に反り返って巻き取るように構成されている。
【００１３】一方、主歯車２０に一体に形成された歯車２５には第２の遊星歯車２６と一体の歯車２６ａが常時噛合し、コンスタントバネ１０の巻き戻り力で主歯車２０が左回転した時、図３（ｂ）に示すように、第２の遊星歯車２６が第２の駆動歯車１３に噛合するようにフレーム１７に形成された長穴２７に軸支されている。この第２の遊星歯車２６が左回転すると第２の駆動歯車１３は逆回転し、第１の遊星歯車１８が主歯車２０から外れる。第２の駆動歯車１３と一体の第３の駆動歯車１４には駆動歯車１２が噛合しているので駆動軸１１は正回転し、駆動車輪２が正回転するように構成されている。
【００１４】そして、上記第２の遊星歯車２６には中間歯車２８を経由して調速装置Ｂが連係している。この調速装置Ｂはガンギ車３０と中間フレーム３２に支軸３３で軸支されたアンクル３１とで構成され、このガンギ車３０がアンクル３１によって１歯ずつ間欠的に規則正しく回転させられ、第２の遊星歯車２６を介して主歯車２０の回転がセーブされコンスタントバネ１０をゆっくり巻き戻すことにより駆動車輪２を定速で、しかも、長時間回転することができるように構成されている。
【００１５】ところで、駆動車輪２を逆回転させて、主歯車２０を介してコンスタントバネ１０を巻取ドラム２１に巻き取る際、巻取ドラム２１が所定の回転以上に回転しないようにするリミッタＣが上記主歯車２０に連係している。
【００１６】リミッタＣは、第１のリミット歯車３５と第２のリミット歯車３６とで構成され、第１のリミット歯車３５は主歯車２０と一体に形成され、一部の歯の側面には係合突部３７が側方に突出して形成されている。図４（ａ）（ｂ）に示すように、第２のリミット歯車３６は常に第１のリミット歯車３５に噛合するとともに、第２のリミット歯車３６の歯数は第１のリミット歯車３５の歯数より１つ少なく形成され（本発明では、第１のリミット歯車３５の歯数は１６、第２のリミット歯車３６の歯数は１５）、一部の歯の側面には係合突部３８が側方に突出して形成され、図４（ｂ）に示すように、主歯車２０が巻取ドラムがコンスタントバネを巻取る方向に回転し、第２のリミット歯車３６が所定の回転（１５回転）すると、係合突部３７と係合突部３８とが突き当たって、同一方向にはそれ以上回転できないようにロックされてしまう。つまり、巻取ドラムが１５回転するとコンスタントバネの巻き取りが停止するように構成されているものである。
【００１７】このことにより、図５（ａ）に示すように、主ドラム２２にコンスタントバネ１０が巻装されている状態でプルバック操作をし、図５（ｂ）に示すように、リミッタＣが作動して巻取ドラム２１が停止した時には主ドラム２２にはコンスタントバネが３巻程度残され、巻取ドラム２１に全て巻き取られるようなことがない。もしも、全て巻取ドラム２１に巻き取られてしまうと、図５（ｃ）に示すように、コンスタントバネ１０が突っ張って、安定した状態になり自動的に巻き戻らなくなってしまうトラブルが発生してしまう。しかし、リミッタによって主ドラムに所定の量を巻き残すことにより、コンスタントバネは自動的に巻き戻ることができる。
【００１８】なお、図６（ａ）に示すように、第２のリミット歯車３６を支持する支軸４５の上部周面の一部には、キー４６が径方向に突出して形成され、第２のリミット歯車３６には、このキー４６に符合するキー溝４７が形成されている。このことにより、第２のリミット歯車３６を組み付ける時には、キー溝４７をキー４６に合わせた状態で第１のリミット歯車３５に噛合させることにより、第１のリミット歯車３５の係合突部３７と、第２のリミット歯車３６の係合突部３８との位置関係を簡単に特定することができ、組立を容易にすることができる。しかも、キー４６が支軸４５の上部のみに形成されているので、図６（ｂ）に示すように、第１のリミット歯車３５に第２のリミット歯車３６を噛合させ、組立が完了した状態では、キー４６とキー溝４７との噛み合いは外れ、第２のリミット歯車３６はキーに邪魔されることなくスムーズに回転することができる。なお、符号４８は支軸４５に嵌め合わせるカラーで、このカラー４８を支軸に嵌め合わせた状態で、このカラー４８を螺子４９で支軸４５に固定することにより、第２のリミット歯車３６の軸方向の位置が安定し、第２のリミット歯車３６の回転中にキー４６とキー溝４７とが係り合い、第２のリミット歯車３６の回転が阻害されることはない（図６（ｃ）参照）。
【００１９】そして、図７に示すように、第２のリミット歯車３６に複数のキー溝４７を形成した場合には、支軸４５に嵌める時にキー４６との対応位置を変えることにより第１のリミット歯車との噛み合わせ位置を変えることができ、第２のリミット歯車の回転量を変えることができる。このことにより、巻上ドラムがコンスタントバネの巻上量を変えることができ、駆動軸の回転量を変えることができる。
【００２０】上述のゼンマイユニットでは、プルバック操作時には第１の遊星歯車が主歯車に噛合し、コンスタントバネを巻取ドラムに巻き上げ、コンスタントバネの巻き戻り時には第１の遊星歯車との噛み合いが外れ、第２の遊星歯車が調速装置によってコンスタントバネの巻き戻りをセーブして駆動歯車を定速で回転させ、この駆動歯車を介して駆動車輪を順方向に一定速度で回転（正回転）させることができる。そして、第１の遊星歯車をレバーを介して片支持にしたので、第１の遊星歯車の軸を支持する為のフレームを新たに追加する必要がなくなり、省スペースを図ることができ、ユニット全体の小型化を図ることができる。
【００２１】しかも、巻取ドラムにコンスタントバネを巻き取る際、リミッタで巻き取り量を制限し、主ドラム側に所定の巻量を残し、巻取ドラムに完全に巻き取られることのないようにしたので、コンスタントバネの巻き戻りができないトラブルを回避でき、常に正常な状態でコンスタントバネを作用させることができる。
【００２２】なお、上記主歯車がリミッタＣによって回転を阻止された時、上記駆動軸の回転を上記主歯車から開放するクラッチＤを設けてもよい。このクラッチＤは、図８に示すように、フレーム１７ａの内側の駆動軸１１に固定されたはカラー４０と、駆動歯車１２と、この駆動歯車１２とフレーム１７ｂの内側の駆動軸１１に固定されたはカラー４１との間に配置されたスプリング４４とで構成され、カラー４０の側面には係合突部４２が形成され、この係合突部４２に係合する係合凹部４３が形成された駆動歯車１２が上記駆動軸１１にフリーに設けられている。この駆動歯車１２はカラー４１との間に配置されたスプリング４４で常にカラー４０に圧接するように付勢され、プルバック時には駆動軸１１の回転をカラー４０を介して駆動歯車１２に伝達し、リミッタＣが作動して第２の駆動歯車１３の回転が阻止された場合は、駆動歯車１２の回転は阻止されるが、駆動軸１１が回転しても駆動歯車１２が回転できない時は、スプリング４４が収縮して駆動軸１１と駆動歯車１２との係合が外れ、駆動軸１１が空転するように構成されている。
【００２３】上述のクラッチＤを設けたゼンマイユニットでは、巻取ドラム２１が所定量回転すると、リミッタＣによりその回転が阻止されるが、駆動車輪２を強制的に回転させて駆動軸１１を回転させてもスプリング４４が収縮して係合突部４２と係合凹部４３の噛み合いが外れ駆動歯車以降における全ての歯車の損傷を防止することができる。また、駆動軸１１が空転する時は係合突部４０と係合凹部４１とが係脱を繰り返してクリック音を発生するので、コンスタントバネ１０が充分巻き上げられたことを音で知らせることができる。
【００２４】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、巻取ドラムの回転量をリミッタで制限し、コンスタントバネ全量を巻き取らないようにしたので、コンスタントバネの巻き戻り不良が発生することがない。
【００２５】請求項２の発明によれば、２つのリミット歯車の歯数によって、巻取ドラムの回転量を設定できるので、歯車の選択・交換によりコンスタントバネの長さに容易に対応することができる。
【００２６】請求項３の発明によれば、第１のリミット歯車と第２のリミット歯車の噛み合わせを機械的に判断して組み付けることができ、組立工程における生産性の向上を図ることができる。
【００２７】請求項４の発明によれば、コンスタントバネの巻き上げ時には調速装置を介することなく一気に巻き上げることができ、コンスタントバネの巻き戻り時には調速装置が働いて、一気に巻き戻るようなことがなく、ゆっくり時間をかけて巻き戻すことができるので、走行玩具を一定の速度で長時間走行させることができる。
【００２８】請求項５の発明によれば、遊星歯車をレバーに片支持にしたので、遊星歯車の軸を支持するフレームを必要とせず、省スペースが図れユニットボックスの小型化を実現することができる。
【００２９】請求項６の発明によれば、巻取ドラムの回転量がリミッタによって制限されたにもかかわらず、駆動軸が強制的に回された場合でも駆動軸と駆動歯車との連係を開放することができるので、無理に駆動軸（駆動車輪）を回転させてもユニットボックスを構成する歯車の損傷を防止することができる。

【出願人】	【識別番号】０００１３２９９８【氏名又は名称】株式会社タカラ
【出願日】	平成１０年（１９９８）４月３０日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】瀬川幹夫
【公開番号】	特開平１１－３０９２７８
【公開日】	平成１１年（１９９９）１１月９日
【出願番号】	特願平１０－１３６１６２