JPH063677Y2 - ゼンマイ式二段定速駆動ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ゼンマイ（渦巻ばね）を動力源とする駆動ユ
ニットに関する。更に詳述すると本考案は、回転速度の
異なる二種類の定速回転を出力可能とするゼンマイ式二
段定速駆動ユニットに関する。

（従来の技術） 歩行玩具等に利用される定速回転のゼンマイ式駆動ユニ
ットは、従来、減速歯車機構にアンクルエスケープを噛
合させ、従動軸の回転を制動して一定速度に制動するよ
うにしたものがある（実公昭６１−２８６３９号）。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この駆動ユニットの場合、アンクルの働
きによって一定速度でゼンマイの力を取り出すことはで
きるが、回転速度の異なる２種類の定速回転を得ること
はできない。

そこで、本考案は、自動的に二段階に定速回転を出力し
得るゼンマイ式二段定速駆動ユニットを提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本考案のゼンマイ式二段変
速駆動ユニットは、ゼンマイを駆動源としてその弾発力
を減速歯車機構を介して出力軸に伝達する駆動ユニット
において、相互に回転速度の異なる２種類の定速機構を
前記減速歯車機構に同時に係合させる一方、前記ゼンマ
イの駆動軸と連動して直線移動するラック杆と該ラック
杆が一定量移動したときに係合するロッドを設けると共
に該ロッドで前記定速機構の低速段側と減速歯車機構と
を接続する切替手段を支持し、前記ロッドの移動によっ
て前記切替手段を移動させて低速段側の定速機構を減速
歯車機構から切離すようにしている。

（作用） したがって、巻き上げたゼンマイを解き放つ場合、駆動
軸の回転は減速機構を介して次第に回転を落としながら
出力軸に伝えられる。このとき、減速歯車機構の回転は
定速機構に制動され一定速度で回転する。しかも、定速
機構は減速歯車機構に対し相互に回転速度の異なる２種
類の定速機構が同時に接続されているため速度のより遅
い低速段側に支配された回転速度となる。

一方、駆動軸の回転開始と同時に、該軸と連動関係にあ
るラック杆も移動し、一定量移動したときにロッドと係
合して該ロッドを移動方向へ付勢し、該ロッドに取付け
られている低速側定速機構の切替手段を移動させ減速歯
車機構から離す。減速歯車機構は低速側の定速機構の離
脱によって、高速側の定速機構のみが接続された状態と
なり、減速歯車機構の回転速度を高めることとなる。し
たがって、出力軸は相互に回転速度の異なる二種類の定
速回転を行う。そこで、このゼンマイ式二段定速駆動ユ
ニットを玩具例えば歩行玩具に利用すれば二種類の歩行
運動が楽しめる。

（実施例） 以下、本考案の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図に本考案のゼンマイ式二段定速駆動ユニットの一
実施例を中央横断平面図で示す。このゼンマイ式二段定
速駆動ユニットは、ゼンマイ１を駆動源としてその回転
運動を減速歯車機構２を介して出力軸５側に伝達する構
成であって、減速歯車機構２に相互に回転速度が異なる
２種類の定速機構３，４を係合させ、減速歯車機構２の
回転速度を制動して定速回転とする一方、駆動軸８の回
転に伴って移動するラック杆６とロッド７とによって低
速段側の定速機構３を減速歯車機構２から切り離すこと
によって二段階の定速回転出力を得るようにしたもので
ある。

前記減速歯車機構２は、ゼンマイ１に固定された駆動軸
８と同軸上に固定されている爪部材９と該爪部材９が係
合する内歯１０を形成して成る駆動ギア１１と該駆動ギ
ア１１に噛合する従動ピニオン１２と出力軸５とから構
成されている。前記爪部材９と駆動ギア１１の内歯１０
との間では一方向クラッチが形成され、ゼンマイ１を巻
き上げるときには減速歯車機構２と駆動軸８とが切り離
されてゼンマイの巻き上げを容易にし、ゼンマイ１を解
き放ち回転を取出す場合には爪部材９が内歯１０に喰い
込むようにして噛み合い駆動軸８と駆動ギアが一体化さ
れて回転力が減速機構に伝達されるように設けられてい
る。尚、この爪部材９は第３図に示すようにほぼＳ字状
を成し、その先端で内歯ギア１０と係合し、ゼンマイ１
を巻き上げる方向Ａに回転する場合には先端を内側に押
し曲げて内歯１０上を滑り、ゼンマイ１を解き放つ場合
には先端を拡げるようにして内歯１０に喰い込み駆動軸
８の回転を駆動ギア１１に伝達する構造となっている。
また、駆動軸８上には駆動ピニオン１４が設けられ、該
ピニオン１４を介してラック杆６と噛合され、駆動軸８
の回転によってラック杆６をある方向、例えばギアボッ
クス２０の長手方向に移動させるように設けられてい
る。また、前記出力軸５には従動ギア１３が固定され、
該ギア１３を介して定速歯車機構３，４と接続されてい
る。尚、本実施例では減速歯車機構２は、実質的に駆動
ギア１１と従動ピニオン１２とで構成されているが、こ
れに限定されるものではなく、必要に応じて減速比は自
由に変更し得るものである。また、本実施例では出力軸
５を１本としているが、この他駆動ギア１１と噛合する
ギア３８あるいは従動ギア１３と噛合するギア３９から
も回転を取出すことができる。

定速機構３，４は、星型を成すギア（所謂がんぎ車に相
当するもので星ギアと通称されている）１５とこの星ギ
ア１５の歯に両端の爪が交互に接触することによって揺
振するアンクル部材１６とから成り、前記星ギア１５と
同軸上にピニオン１７を設けて減速歯車機構２の従動ギ
ア１３と接続されている。アンクル部材１６は隔壁ブロ
ック３１に形成されている支柱３４に嵌め込まれかつ星
ギア１５の軸１５Ａに長穴４２を介して係合され、星ギ
ア１５上で揺振可能に支持されている。この定速機構の
低速段側３は、減速歯車機構２と切替手段例えばギア１
８，１９を介して接続されており、高速側の定速機構４
の星ギア１５よりも高速回転するようにギア比が大きく
とられている。そして、この切替ギア１８，１９はラッ
ク杆６と連動するロッド７及びギアボックス２０の長孔
２１によって支持され、ロッド７の移動によって減速歯
車機構２と定速機構３との切り離しあるいは接続を図る
ように設けられている。切替ギア１８と１９は同軸上に
設けられ、切替ギア１８は従動ギアと切替ギア１９はピ
ニオン１７と夫々噛合するように設けられている。尚、
定速機構としては、上述のアンクル部材を利用したもの
に限定されない。例えば、第６図に示すような、回転時
に遠心力で拡がるゴム製の制動子161と、この制動子161
を内側に収める円筒フレーム151とから成るこのでも良
い。この定速機構は、制動子161の回転を円筒フレーム1
51の内周面152との間のフリクションで制動するように
したものである。この場合、制動子161にはピニオン162
を設けて減速歯車機構２が接続される。また、図示して
いないが回転振子を利用した定速機能の利用も可能であ
る。

前記ラック杆６は駆動ピニオン１４と噛み合され、駆動
ピニオン１４の回転によってギアボックス２０に形成さ
れている一対のガイド溝４０に沿ってピニオン１４と噛
合する範囲において直線移動する。ラック杆６には、ラ
ック部分が駆動ピニオン１４と常時噛合するように付勢
するばね部材２３が設けられている。本実施例の場合、
ばね部材２３はラック杆６と一体のプラスチックによっ
て成形された可撓性の有る棒状物から成り、ギアボック
ス２０に設けられた長溝２４内を移動するように配置さ
れている。このばね部材２３は長溝２４の両端で当接
し、撓むことによってラック杆６を常時ピニオン１４に
向けて付勢し、駆動ピニオン１４と噛み合うようにして
いる。尚、このラック杆６は、ギアボックス２０の雄外
殻ブロック３０と隔壁ブロック３１Ａに穿溝されている
ガイド溝（一方の溝は図示省略）４０に係合ピン２５及
びガイドピン４１を嵌め込むことによって摺動自在に支
持されている。このラック杆６の先端は係合ピン２５を
介してロッド７と連結されている。ロッド７にはギアボ
ックス２０の長手方向に延びる長溝２６を有しており、
該溝２６内にラック杆６の係合ピン２５を嵌め込むこと
により、ある一定範囲ラック杆６が移動した後にラック
杆６と、ロッド７とが係合し連動するように設けられて
いる。尚、ロッド７の先端には低速段側の定速機構３の
切替ギア１８，１９が回転自在に支持されている。ロッ
ド７は、切替ギア１８，１９のシャフトとラック杆６の
係合ピン２５とによって支持されており、その先端側に
は溝起３６が形成されて雄外殻ブロック３０の内壁面に
形成されている突起３７と係合するように設けられてい
る。この突起３７と溝３６はラック杆６が移動してロッ
ド７を押しつける際に乗り越えて切替ギア１７，１８を
移動後の位置において固定させるものである。

ギアボックス２０は、係合ピン２７を有する雄外殻ブロ
ック３０と係合ピン２７を嵌入する穴２９を有する雌外
殻ブロック２８とこれらの間に係合ピン２７を貫通させ
て挾持される隔壁ブロック３１Ａ，３１Ｂとに分離可能
に構成されている。前記雌ブロック２８と隔壁ブロック
３１Ｂとの間にはゼンマイ１が収納され、ゼンマイ１の
一端が隔壁ブロック３１Ｂに設けられている突起（図示
省略）の間に挾み込まれ固定されている。尚、このゼン
マイ１の内側の端部は駆動軸８に固定されている爪部材
９に一体成形されている２本の突起３３に嵌め込まれて
固定されている。また、隔壁ブロック３１と雌外殻ブロ
ック２８との間には定速機構３，４が収容されている。
更に雄外殻ブロック３０と隔壁ブロック３１Ｂとの間に
は減速歯車機構２と該減速歯車機構２と定速機構３，４
とを接続するピニオン１７、切替ギア１８，１９が収納
されている。また、雄外殻ブロック３０と隔壁ブロック
３１Ａとの間にはラック杆６とロッド７が移動可能に収
容されている。

斯様に構成したゼンマイ式二段定速駆動ユニットによれ
ば、次のようにして二段階の定速回転出力が得られる。

まず、ゼンマイ１を巻き上げた状態において玩具を床等
の上に置くと、ゼンマイの巻き戻り力が減速歯車機構２
を介して出力軸５に伝達され玩具を動かす。このとき、
減速歯車機構２と２つの定速歯車機構３，４とが同時に
接続されているので、出力軸５の回転は低速段側の定速
機構３に支配されて低速回転となる。そして、この回転
が進むにつれて駆動ピニオン１４と噛合するラック杆６
が後方に移動し始め、そしてロッド７の長溝２６の終端
に達した時にラック杆６とロッド７とが係合しラック杆
６はロッド７を後方へ向けて押し出す。これによって、
ロッド７は突起３５を乗り越え、その先端に支持する切
替ギア１８，１９を従動ギア１３から離れる方向に移動
させ、低速段側の定速機構３を従動ギア１３から切り離
す。このため、減速歯車機構２は高速段側の定速機構４
にのみ支配され、その制動を受けて前よりも高速の定速
回転となる。

再び、駆動軸８の回転によってゼンマイ１を巻き上げる
場合、駆動軸８の回転と同時にラック杆６が元の位置に
戻るので、ロッド７を引張って切替ギア１８，１９を減
速歯車機構２の従動ギア１３に接続する。このとき、ロ
ッド７は突起３６を乗り越えてロックされ、従動ギア１
３と切替ギア１８を接続した状態で固定する。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本考案のゼンマイ式二
段定速駆動ユニットは、減速歯車機構に２種類の定速機
構を接続しかつ低速段側の低速機構を駆動軸の回転に伴
って移動するラック杆によって切離し可能としたので、
回転が進むにつれて低速段側の低速回転から高速段側の
低速回転へと自動的に切替わり、二種類の低速回転出力
が得られる。よって、歩行玩具等に利用した場合、二種
類の歩行速度が得られ、従来に無いおもしろい動きを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るゼンマイ式二段変速駆動ユニット
の一実施例を示す中央横断平面図、第２図は第１図のII
−II線矢視断面図、第３図は第１図のIII−III線矢視断
面図、第４図は第１図のIV−IV線矢視断面図で定速機構
部分のみを示す。第５図は第２図において低速段側定速
歯車機構が切離された状態を示す概略説明図である。第
６図は定速機構の他の実施例を示す斜視図である。 １…ゼンマイ、１…減速歯車機構、 ３…低速段側の定速機構、 ４…高速段側の定速機構、５…出力軸、 ６…ラック杆、７…ロッド、８…駆動軸、 １４…従動ピニオン、 １５，１６…定速機構を構成する星ギアとアンクル部
材、 １８，１９…切替ギア、２５…係合ピン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ゼンマイを駆動源としてその弾発力を減速
   歯車機構を介して出力軸に伝達する駆動ユニットにおい
   て、相互に回転速度の異なる２種類の定速機構を前記減
   速歯車機搆に同時に係合させる一方、前記ゼンマイの駆
   動軸と連動して直線移動するラック杆と該ラック杆が一
   定量移動したときに係合するロッドを設けると共に該ロ
   ッドで前記定速機構の低速段側と減速歯車機構とを接続
   する切替手段を支持し、前記ロッドの移動によって前記
   切替手段を移動させて低速段側の定速機構を減速歯車機
   構から切離すことを特徴とするゼンマイ式二段定速駆動
   ユニット。