JPH0439873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する従来技術 この発明は、車軸を固定してホイールを一定方
向に回転すると、内蔵動力部に回転エネルギーが
蓄積され、前記ホイールを開放すると、回転エネ
ルギーが放出されてホイールが反対方向に回転さ
れるようにした動力部内蔵車輪に関するものであ
る。

従来技術とその欠点 ゼンマイ式動力部を内蔵し、車輪を一方向に回
転すると、ゼンマイが巻き上げられて回転エネル
ギーが蓄積され、車輪を開放すると、ゼンマイか
ら回転エネルギーが放出されて車輪が他方向に回
転するようにした動力部内蔵車輪は、特開昭58−
27578号公報により知られている。

しかしながら、この先行技術は、ゼンマイに入
力するための入力歯車列と、ゼンマイから出力さ
せるための出力歯車列とが、車軸と平行に配設さ
れ、かつ、ゼンマイは車軸とホイールの外周内壁
面との間に備えてあるため、第１に、構成部品の
組立が容易でなく、第２に、歯車列の配置のため
の収容空間の厚みが大きくなり、従つて、車輪の
トレツド幅を小さくすることが困難であり、第３
に、ゼンマイの最大径が車輪の半径以下に制限さ
れるため、ゼンマイの回転エネルギー蓄積量及び
出力トルクを大きくすることができないという弱
点を有している。

この発明の目的 この発明は、上記の点に鑑み、入力歯車列及び
出力歯車列の構成、及びゼンマイの取付け構造を
改良することにより、構成部品の組立が容易にで
き、車輪のトレツド幅を小さくすることができ、
さらに、ゼンマイのエネルギー蓄積量を増大して
大きい出力トルクを得ることができる動力部内蔵
車輪を提供することを目的とする。

目的達成手段 上記目的を達成するため、この発明に係る動力
部内蔵車輪は、 (イ) 左右一対の皿状のケースを結合してなる中空
のホイールと、 (ロ) 一つの歯車の軸心に貫通して固着され、前記
ホイールの中心に回転自在に貫通され、前記ホ
イールの一方のケース内に前記歯車を備えた車
軸と、 (ハ) 中心に小歯車を、外周に内歯車を有し、前記
小歯車の中心において前記車軸が貫通され、前
記小歯車を前記車軸の近接した状態で前記ホイ
ール内に回転自在に備えられた回転板と、 (ニ) 前記ホイールの一方のケース内に前記車軸に
関して互いに反対側に配設された入力歯車列及
び出力歯車列と、 前記入力歯車列は、車軸の歯車と噛合する始
端歯車と回転板の小歯車と噛合する終端歯車
と、始端歯車及び終端歯車に噛合する中間遊び
歯車とからなり、 前記出力歯車列は、前記回転板の内歯車に噛
合する終端歯車と、前記終端歯車及び車軸の歯
車と噛合する遊び歯車とからなり、 (ホ) 前記ホイールの他方のケース内に収納され、
一端が前記回転板に、他端が前記他方のケース
にそれぞれ固定されたゼンマイと、 を有していることを特徴としている。

作 用 車軸を固定し、車輪（ホイール）を所定の一方
向に強制回転すると、車軸の歯車と入力歯車列を
介して回転板が一定方向に回転され、ゼンマイが
巻上げられる。このときは出力歯車列の遊び歯車
は回転板の小歯車から離れている。

また、車輪を開放すると、ゼンマイの復元回転
力により回転板が反対方向に回転し、出力歯車列
と車軸の歯車を介して車軸が他方向に回転され
る。このときは、入力歯車列の遊び歯車が伝動を
遮断している。

この発明の実施例 次に、この発明の一実施例を図面に基いて説明
する。

この発明に係る動力部内蔵車輪は、中空のホイ
ールＡを有する。このホイールは後述の各歯車
列、回転板、ゼンマイの取付け及び車軸の歯車の
嵌合を容易にするため、左右の皿状のケースA₁，
A₂に二分され、一方のケースA₁の外周等間隔位
置に段状凹部１を形成するとともに、他方のケー
スA₂の外周に前記段状凹部１に対応する間隔を
もつて一対のフツク２を突設し、両ケースを開口
を対向させ各対のフツク２をそれぞれ段状凹部１
に軸線方向に摺動嵌合し係止して、中空状ホイー
ルＡを形成するようになつている。そして、ホイ
ールＡの外周にはラグ３を有するゴムタイヤＢ又
はラグを有しないタイヤＢを被覆装着可能であ
る。しかし、ホイールＡの外周にタイヤレツドパ
ターンを成形することによりタイヤを兼ねるよう
にしてもよい。また、図示の例ではホイールＡは
真円の側面を有するが、真円以外の正多角形の側
面を有するものとしてもよい。

ホイールの一側面、すなわち、一方のケース
A₁の内側に歯車列げ取付けてある。この歯車列
は後記ゼンマイの巻戻し力を受ける回転板の回転
量に比例する回転量を車軸Ｃに伝導するために備
えられる。歯車列には入力歯車列g₂〜g₄と出力歯
車列g₅，g₆がある。

入力歯車列は後記車軸Ｃの歯車g₁に噛み合つて
与えられる回転量を増幅して後記回転板Ｄに所定
方向の大きな回転量を与えるものであり、所定の
ギヤ比を有する複数個の歯車を固定板４に回転自
在に支持し、順次噛み合わせて構成されている。
図示の例では始端歯車g₂と、中間歯車g₃と、上下
二段に形成してある終端歯車g₄の３個の歯車から
なり、中間歯車g₃はその回転軸を固定板４に設け
た円弧状長孔５に挿通して、終端歯車g₄の下段目
に噛合、離間可能とされている。また、終端歯車
g₄の上段目は固定板４に設けた切欠部から他のケ
ースA₂方向に突出させてある。

出力歯車列g₅，g₆は後記回転板Ｄの逆方向の回
転量を増幅してホイールに与えるものであり、所
定ギヤ比を有する複数個の歯車を順次噛み合わせ
た状態で前記固定板４に回転自在に取付けて構成
されている。図示の例では円弧状長孔６に軸を挿
通された歯車g₅とケースA₁の外周付近に備えら
れた歯車g₆とから構成されている。

前記ホイールＡには側面中央において前記車軸
Ｃが貫通され、その車軸の中間部において固着さ
れた歯車g₁を前記入力歯車列の始端歯車g₂及び出
力歯車列の終端歯車g₅に噛み合わせてある。正確
には、後述するように、出力歯車列の終端歯車に
は円弧状長孔６の作用により出力時にのみ噛み合
う。

ホイールＡ内には中央にボス７を有する回転板
Ｄが備えられ、その回転板のボス中心において前
記車軸Ｃが回転自在に貫通されている。回転板Ｄ
には、前記歯車列に対向する面に突出するボスの
外周に小歯車g₇が、回転板の外周端において歯車
列側に突設された突縁８の内周に大歯車g₈がそれ
ぞれ設けてあり、回転板の所定位置において前記
小歯車g₇及び大歯車g₈がそれぞれ前記入力歯車列
の終端歯車g₄及び出力歯車列の始端歯車g₆に噛み
合われている。このように回転板の小歯車g₇を入
力歯車列の終端歯車g₄に噛み合わせることによ
り、小歯車g₇も入力歯車列の一部を構成していて
入力効率を高めるようにしてあり、また、回転板
の大歯車g₈を出力歯車列の始端歯車g₆に噛み合わ
せることにより、大歯車も出力歯車列の一部を構
成していて出力効率を高めるようにしてある。

前記回転板Ｄの反対側面と他のケースA₂の側
面との間には回転エネルギー蓄積体であるゼンマ
イＥが装着され、そのゼンマイの内端が回転板の
小歯車g₇と反対側に突出するボス７に固定され、
ゼンマイの外端はケースA₂の外周壁又はその付
近に固定されている。

上記のように、車軸Ｃの歯車g₁の入力歯車列の
始端歯車g₂及び出力歯車列の終端歯車g₅との噛み
合い、回転板Ｄの中央の小歯車g₇と入力歯車列の
終端歯車g₄との噛み合い、及び回転板の外周の大
歯車g₈と出力歯車列の始端歯車g₆との噛み合いが
可能なような前記各歯車列の配置を容易にできる
ようにするため、前記固定板４はとくにＵ字形
（Ｃ字形又は馬てい形）に形成してあり、その中
央切欠部に前記車軸Ｃが位置するように、かつ、
固定板の外周とホイールＡの外周内側面との間を
回転板Ｄの突縁８の厚さよりやや大きな間隔だけ
開けて、一方のケースA₁の側面に固定してある。

前記車軸Ｃは第５図に例示するように、走行玩
具のシヤシーなどの基台９に固定される。

上記の構成により、車軸Ｃを固定し、タイヤＢ
を、又はホイールがタイヤを兼ねる場合はホイー
ルＡ自体を、走行面などに押圧して所定方向（第
４図においては左方向）に移動すると、ホイール
Ａが第４図において反時計方向に回転され、車軸
が固定されているため、車軸の歯車g₁とホイール
に内蔵されている入力歯車列の始端歯車g₂との相
対回転により、入力歯車列の各歯車g₂〜g₄は第４
図に細線矢印で示す方向に回転し、従つて、回転
板Ｄの小歯車g₇が同図において時計方向に回転さ
れ、その結果、回転板Ｄも時計方向に回転される
ため、ゼンマイ動力部が巻上げられて、回転エネ
ルギーが蓄積される。

なお、この場合、入力歯車列の中間歯車g₃の軸
は円弧状長孔５に沿つて車軸Ｃ方向に移動される
から両側の歯車g₂，g₄に確実に噛み合うのに対し
て、出力歯車列の歯車g₅の軸は円弧状長孔６に沿
つて車軸Ｃと反対方向に移動されて、歯車g₁との
噛み合いが解かれるため、回転板Ｄの大歯車g₈か
ら与えられる回転力と車軸Ｃから与えられる回転
力が競合することがない。

こうして、ゼンマイを巻き上げたのち、この車
輪が取付けられている走行玩具などを押えている
手を離して車輪を解放すると、ゼンマイ動力部か
ら回転エネルギーが放出され、回転板Ｄの大歯車
g₈及び小歯車g₇が第４図において太線矢印で示さ
れた方向に回転し、歯車g₈から出力歯車列の始端
歯車g₆に反時計方向の回転力が、歯車g₇から入力
歯車列の終端歯車g₄に時計方向の回転力がそれぞ
れ与えられる。しかし、入力歯車列の中間歯車g₃
の軸は円弧状長孔５の外端方向に移動されるから
終端歯車g₄と中間歯車g₃が離間するのに対して、
出力歯車列の歯車g₅の軸は円弧状長孔６の内端方
向に移動されて、終端歯車g₅が歯車g₆及び車軸Ｃ
の歯車g₁と確実に噛み合う。そして、車軸の歯車
g₁は回転しないので、結局、出力歯車g₆，g₅が車
軸Ｃを中心に同図において時計方向に公転される
ため、ホイールＡが同方向に回転されて、走行玩
具などは同図右方向に走行することとなる。

上述のように、この発明による車輪は、車輪自
体で動力を出力する構造であるから車輪を、従来
のように外部動力部と伝動系統的に関連させて基
台に取付ける制約を一切受けないで、基台に対し
て所望の位置に取付けることが可能であり、各種
の車輪取付態様を実現することができる。

例えば、第６図に示すように、走行玩具又は動
物の外観を備えた基台９Ａの前部下面に普通の車
輪を取付け、その基台の中央部に下方向に開口す
る凹部を設けるとともに、その凹部両側に棒状又
は円板状のステイを取付け、前記凹部内にこの発
明に係る車輪Ｗを収容し、車輪を前記ステイに固
定することにより、一輪車風の走行玩具又は怪獣
を提供し、あるいは、前記凹部の代りに取付板を
備え、その取付板の両側にそれぞれ１個又は複数
個ずつのこの発明に係る車輪Ｗを備え、車軸を取
付板に固定して、第７図に例示するような走行玩
具を提供することができる。

また、車軸は外部動力部から回転力を伝達する
ための形状構造に限定される必要がないので、任
意の形状を有し、基台に対して任意の角度をもつ
て取付けることが可能になる。第５図のものはほ
ぼＺ字形の車軸を用いて基台９に対して任意の角
度に回転してその角度に固定できるように取付け
たものであり、第６図ないし第１０図に示すよう
に、車輪を基台に対して任意に位置に移動させて
各種のポーズで走行させて楽しむことができる。

この発明の効果 上記のように、この発明によれば、車輪に車輪
の一方向の少量の回転により回転エネルギーを蓄
積し、車輪の開放により回転エネルギーが徐々に
放出されて、車輪が反対方向に多量に回転される
動力内蔵の車輪を提供することができる。従つ
て、車輪自体で動力を出力する構造であるから、
車輪を、従来のように外部動力部と伝動系統的に
関連させて基台に取付ける制約を一切受けない
で、基台に対して所望の位置に取付けることが可
能であり、各種の車輪取付態様を実現することが
できる。また、車軸は外部動力部から回転力を伝
達するための形状構造に限定される必要がないの
で、任意の形状を有し、基台に対して任意の角度
をもつて取付けることが可能になる。

さらに、(イ)中空ホイールを形成する一方のケー
スに、入力歯車列と出力歯車列とを収容して取付
け、他方のケースにゼンマイを収容して取付けた
ので、歯車列及びゼンマイをそれぞれゆとりをも
つて取付けることができ、とくにゼンマイの最大
内径をケースの最大内径と等しくすることができ
るから、回転エネルギーの蓄積量及び出力トルク
を大きくすることができる。

(ロ)また、中空ホイールを成形する一方のケース
に、外周端に内歯車を、中央に小歯車を有する回
転板を収容して、前記小歯車を車軸に固着した歯
車に近接させたので、そのケース内に前記小歯車
及び車軸の歯車に対して互いに反対側に入力歯車
列と出力歯車列を配設することが可能となり、従
つてまた、このような配置により、歯車列をコン
パクトに配設することができるとともに、収容空
間の厚みを小さくするできるので、車軸のトレツ
ド幅を小さくすることもできる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すものであり、
第１図は縦断面図、第２図は分解斜視図、第３図
は回転板の内側面を示す斜視図、第４図は第１図
の−線断面図である。第５図以下はこの発明
の応用例を示すものであり、第５図は車輪を４個
取付けた例を示す斜視図、第６図は１個車輪を取
付けた例、第７図は２個取付けた例を示す図面で
ある。第８図〜第１０図は第５図のものの変態例
を示す側面図である。 Ａ……ホイール、Ｂ……タイヤ、Ｃ……車軸、
Ｄ……回転板、Ｅ……ゼンマイ、g₂〜g₆……歯車
列。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) 左右一対の皿状のケースを結合してなる
   中空のホイールと、 (ロ) 一つの歯車の軸心に貫通して固着され、前記
   ホイールの中心に回転自在に貫通され、前記ホ
   イールの一方のケース内に前記歯車を備えた車
   軸と、 (ハ) 中心に小歯車を、外周に内歯車を有し、前記
   小歯車の中心において前記車軸が貫通され、前
   記小歯車を前記車軸の歯車と近接した状態で前
   記ホイール内に回転自在に備えられた回転板
   と、 (ニ) 前記ホイールの一方のケース内に前記車軸に
   関して互いに反対側に配設された入力歯車列及
   び出力歯車列と、 前記入力歯車列は、車軸の歯車と噛合する始
   端歯車と回転板の小歯車と噛合する終端歯車
   と、始端歯車及び終端歯車に噛合する中間遊び
   歯車とからなり、 前記出力歯車列は、前記回転板の内歯車に噛
   合する終端歯車と、前記終端歯車及び前記車軸
   の歯車と噛合する遊び歯車とからなり、 (ホ) 前記ホイールの他方のケース内に収納され、
   一端が前記回転板に、他端が前記他方のケース
   にそれぞれ固定されたゼンマイと、 を有している動力部内蔵車輪。