JPH0721399B2 - 電動式の空気玩具銃 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モーターでクランク軸
を回転して弾を発射する電動式の空気玩具銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在使用される玩具銃は、液化フロンガ
スを動力源に使用するものと、加圧空気を動力源に使用
するものがある。液化フロンガスを使用する玩具銃は、
小型のボンベで多くの弾を発射できる特長がある。それ
は、フロンを液化させた状態で蓄えるので、気化して著
しく体積が倍増するからである。これに対して加圧空気
を動力源に使用する玩具銃は、多くの弾を発射させるた
めに大きい空気タンクを必要とする。大きい空気タンク
は銃に装備できない。このため、銃と別の空気タンクを
ホースで銃に連結して使用する必要があり、極めて不便
である。液化フロンを使用する玩具銃は、この欠点がな
くほとんどのものがこの構造となっている。しかしなが
ら、フロンはオゾン層を破壊する弊害がある。

【０００３】フロンを使用せず、モーターを動力源とす
る玩具銃はこの欠点がない。この構造の玩具銃は、実開
平３−１０４６８９号公報に記載されている。この公報
に記載される玩具銃は、図１とに図２とに示すように、
シリンダー１内でピストンを往復運動させて弾を発射す
る。この玩具銃は、モーター３の回転をギヤで減速し、
ギヤに噛み合うラックをピストン２の下面に設けてい
る。モーター３が、図１に示す位置から図２に示す位置
にモーター３を半回転させると、ピストン２が引っ張ら
れる。図２に示す位置からさらにギヤが回転させると、
ピストン２のラックがギヤから外れ、スプリングで押圧
されてシリンダー１内の空気を圧縮して先端のノズル４
から弾を発射させる。弾は発射されるまでは、ノズル４
の前方に配設されたゴム製の阻止リング５に停止されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この構造の玩具銃は、
フロンを使用しないで小型化できる。しかしながら、弾
を速い初速で効率よく飛ばせることができない。それ
は、ピストン２が前進する途中で、弾が阻止リング５か
ら前方に移動するからである。弾を理想的な状態で発射
するには、ピストン２が最も前方に前進するまで、阻止
リング５で弾を係止する必要がある。弾が阻止リング５
からずれて前進すると、ピストン２によってシリンダー
内の空気を十分に高く加圧できないからである。しかし
ながら、阻止リング５がこの状態に弾を係止するために
は、阻止リング５が強く弾を保持する必要があり、弾が
阻止リング５を通過する抵抗が大きくなる。また、ピス
トン２が十分に空気を加圧できなくなると、弾が阻止リ
ング５を通過できなくなる欠点がある。

【０００５】この欠点を解決する玩具銃は、特開平３−
１９１２９８号公報に記載される。この公報に記載され
る玩具銃は、図３に示すように、シリンダー１の先端に
開閉弁６を設け、開閉弁６の開閉を、前進するピストン
２で制御している。開閉弁６は、ピストン２に押圧され
ない状態で閉弁している。ピストン２が最も先端に前進
すると、開閉弁６を押圧して開弁し、シリンダー１内で
加圧された空気をノズル４から噴射し、阻止リング５に
保持された弾を発射させる。この構造の玩具銃は、ピス
トン２が所定の位置に前進するまで弾を阻止リング５に
保持できる特長がある。

【０００６】しかしながら、この玩具銃は、弾の初速を
フロンガスに匹敵する速度とすると、ピストン２の押圧
力が極めて強くなる欠点がある。それは、ピストン２を
最先端に前進させるまで、開閉弁６を閉弁しているから
である。したがって、ピストン２を駆動する動力源の消
費電力が極めて大きく、これを駆動する電池の使用時間
が著しく短くなる欠点がある。ピストン２をソレノイド
７等で駆動すると、押圧力を強くすることが難しく、弾
の初速をフロンに匹敵する速度とすることができない。
ピストンを、例えば減速モーター等を使用することによ
って、強く押圧することは可能である。しかしがら、ピ
ストン２を減速モーターで駆動するとしても、ピストン
を最も前進させた位置で、モーターが著しく過負荷とな
る欠点がある。それは、開閉弁６を開弁する直前で空気
を小さい容積に圧縮するからである。このため、モータ
ーに過大電流が流れて焼損し、また、ヒューズが切れ、
あるいは駆動する電池の寿命を短くする等の欠点があ
る。

【０００７】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、フ
ロンガスを使用しないで、モーターを動力源とし、弾を
効率よく無理なく速い初速で発射できる電動式の空気玩
具銃を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、前述の
目的を達成するために下記の構成を備える。すなわち、
本発明の電動式の空気玩具銃は、シリンダー１と、この
シリンダー１内で往復して空気を加圧するピストン２
と、このピストン２にスプリング９を介して連結されて
ピストン２を往復運動させるラム８と、ラム８にコンロ
ッドを介して連結されたクランク軸１０と、シリンダー
１の空気排出路とノズル４との間に連結された開閉弁６
と、開閉弁６の弁体をラム８に同期して往復運動させる
駆動部材と、クランク軸１０を回転すると共に、駆動部
材を駆動するモーター３とを備える。

【０００９】モーター３がクランク軸１０を回転させる
と、クランク軸１０はコンロッドとラム８とスプリング
９を介してピストン２をシリンダー１内に押し込んで空
気を加圧する。この状態でラム８とピストン２とを連結
するスプリング９は圧縮されている。この状態で駆動部
材が開閉弁６を開弁すると、シリンダー１内の加圧空気
はノズル４から噴射されて弾を発射する。シリンダー１
から空気が発射されるときに、ラム８とピストン２とを
連結するシリンダー１は弾性力で伸長してさらにピスト
ン２を前進させて加圧空気を噴射する。

【００１０】

【作用】本発明の電動式の空気玩具銃は、下記のように
して弾を発射する。 モーター３がクランク軸１０を回転させて、コンロ
ッド１２を介してラム８を後退させる。 ラム８は、スプリング９を介してピストン２を後退
させる。このとき開閉弁６は開弁されておって、シリン
ダー１内に外気が吸入される。 さらにクランク軸１０が回転されると、ラム８が前
進される。前進するラム８は、スプリング９を介してピ
ストン２をシリンダー１内に押し込む。ラム８が前進さ
れるとき、開閉弁６は閉弁される。したがって、ラム８
が前進するときに、ピストン２はシリンダー１内の空気
を圧縮する。ラム８はスプリング９を介してピストン２
をシリンダー１内に押し込む。この状態において、スプ
リング９はシリンダー１内の空気圧にバランスして圧縮
される。 ラム８が最先端ないしはその近傍に押し込まれる
と、開閉弁６が開弁される。開閉弁６が開かれると、シ
リンダー１内の圧縮空気はノズル４から噴射されて、阻
止リング５に保持される弾を空気圧で発射させる。 ノズル４から加圧空気が噴射されると、シリンダー
１内の圧力が低下する。このため、圧縮されたスプリン
グ９が伸びて、さらに多量の空気をノズル４から噴射し
て弾を効果的に加速する。この動作はほとんど一瞬に完
了する。その後、ないしの動作を繰り返して、次々
と弾を発射する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための空気玩具銃を例示するものであっ
て、本発明の空気玩具銃は、構成部品の材質、形状、構
造、配置を下記の構造に特定するものでない。本発明の
空気玩具銃は、特許請求の範囲において、種々の変更を
加えることができる。

【００１２】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１３】本発明の電動式の空気玩具銃は、ノズルか
ら空気を噴射して、阻止リングに保持される弾を発射す
る機構に特長がある。阻止リングに弾を供給する機構等
の構造は、現在使用され、あるいはこれから開発される
機構を使用できる。したがって、以下、阻止リングに加
圧空気を噴射する機構に付いて詳述する。

【００１４】図４に示す加圧空気の噴射機構は、シリン
ダー１と、このシリンダー１内で往復して空気を加圧す
るピストン２と、このピストン２にスプリング９を介し
て連結されてピストン２を往復運動させるラム８と、ラ
ム８にコンロッド１２を介して連結されたクランク軸１
０と、シリンダー１の空気排出路とノズル４との間に連
結された開閉弁６と、開閉弁６の弁体を駆動する駆動部
材と、クランク軸１０とを回転させるモーター３とを備
える。駆動部材は、弁体に連結されたリンク１３と、リ
ンク１３を駆動する偏心カム１１とで構成され、偏心カ
ム１１はクランク軸１０に固定されている。ただし、図
４はわかりやすくするために、クランク軸１０を９０度
回転させた状態を示している。

【００１５】シリンダー１は円筒状で後端を開放し、前
端を開閉弁６を設けた蓋材１４で閉塞している。蓋材１
４は、シリンダー１内に連通して空気排出路１５を設
け、空気排出路１５の中間に開閉弁６に連結し、その排
出側にノズル４を固定している。シリンダー１の後端
は、ラム８が抜け出るのを阻止するストッパを固定して
いる。

【００１６】ピストン２は、シリンダー１内に気密に摺
動できるように挿入されている。ピストン２は、内部に
スプリング９とラム８とを内蔵している。このため、ピ
ストン２は、先端を閉塞して後端を開放した円筒状とし
ている。ピストン２はシリンダー１との摺動面にＯリン
グを設けて、気密性を改善している。

【００１７】スプリング９はコイルバネで、一端をピス
トン２に他端をラム８に連結している。スプリング９
は、外径をピストン２の内径よりも多少小さくする渦巻
状に巻かれている。スプリング９は、ラム８を最も前進
した状態で圧縮されてエネルギーを蓄える。スプリング
９を硬くすると、スプリング９に蓄えるエネルギーが大
きくなる。したがって、スプリング９の弾性係数を調整
して弾の初速を調整することができる。ただ、スプリン
グ９が硬すぎると、ラム８を前進させる力を強くする必
要がある。とくに、ラム８が最も前進した位置でラム８
の前進力を強くする必要がある。ラム８の前進力が大き
くなると、クランク軸１０の回転トルクが大きくなっ
て、モーター３の負荷電流が増加する。したがって、ス
プリング９の弾性係数は、弾の初速とモーターの負荷電
流とを効力にして最適値に調整される。

【００１８】ラム８は、ピストン２の内部で摺動できる
円柱状で、後端にはスプリング９を連結して押圧する鍔
を設けている。ラム８の後端には、コンロッド１２を連
結する凸起を設けている。

【００１９】コンロッド１２は、先端をラム８の凸起に
ピンを介して回動できるように連結されている。後端は
クランク軸１０のクランクピンに回転自在に連結されて
いる。

【００２０】クランク軸１０はシリンダー１の後方に、
ベアリング（図示せず）を介して回転できるように配設
されている。クランク軸１０は、図５に示すように、歯
車１７と偏心カム１１とを同心に積層して固定してい
る。クランク軸１０に固定した歯車１７は、モーター３
の回転軸に固定された小歯車１８に噛み合い、歯車１７
でもってクランク軸１０が回転される。モーター３は、
クランク軸１０を一定の方向に回転して弾を発射する。
モーター３がクランク軸１０を１回転させると、１発の
弾が発射される。

【００２１】クランク軸１０に固定された偏心カム１１
は、ピストン２の往復運動に同期して開閉弁６を開閉す
る。偏心カム１１の平面形状を図６に示している。この
図に示す偏心カム１１は、クランク軸１０を半回転させ
る状態で、開閉弁６を開弁させ、残りの半回転で開閉弁
６を閉弁させる。

【００２２】偏心カム１１は、リンク１３を介して開閉
弁６の弁体に連結される。リンク１３は、弁体の貫通孔
に挿入されて弁体を軸方向に移動させる開閉レバー１３
Ａと、開閉レバー１３Ａに連結されたリンクロッド１３
Ｂと、リンクロッド１３Ｂの他端に連結されて、偏心カ
ム１１の外周に沿って摺動するロッカーアーム１３Ｃと
の３つの部材で構成されている。開閉レバー１３Ａとロ
ッカーアーム１３Ｃとは、ピンを介して回動できるよう
に連結されている。ロッカーアーム１３Ｃは全体の形状
がＬ字状で、先端を偏心カム１１の外周に摺動させてい
る。ロッカーアーム１３Ｃの先端を偏心カム１１の外周
に沿わせるために、図示しないが、ロッカーアーム１３
Ｃをバネで弾性的に付勢している。

【００２３】この図に示すリンク１３は下記の動作をし
て、開閉弁６を開閉する。 図６に示すように、偏心カム１１がロッカーアーム
１３Ｃの先端を矢印Ａで示す方向に押し出す。 ロッカーアーム１３Ｃが回動されて、リンクロッド
１３Ｂを引っ張る。 リンクロッド１３Ｂによって開閉レバー１３Ａが実
線位置に回動される。 開閉レバー１３Ａが開閉弁６の弁体を引き出し、開
閉弁６を開弁する。 偏心カム１１が回転して、ロッカーアーム１３Ｃの
先端が矢印Ｂで示す方向に移動すると、ロッカーアーム
１３Ｃがリンクロッド１３Ｂを押す。 リンクロッド１３Ｂは開閉レバー１３Ａを鎖線位置
に回動する。 鎖線位置の開閉レバー１３Ａは、開閉弁６の弁体を
閉弁する。以上のように、ロッカーアーム１３Ｃが偏心
カム１１で回動されて、開閉弁６が開閉される。

【００２４】偏心カム１１は、ラム８が後退されるとき
に開閉弁６を開弁し、ラム８が前進するときに閉弁する
ように外形を設計している。すなわち、ラム８が前進す
るときには開閉弁６を閉弁し、ラム８が最先端に移動す
ると開閉弁６を開いて、シリンダー１内の加圧空気を噴
射して弾を発射し、その後ラム８から後退するときに
は、開閉弁６を開いて、シリンダー１内に空気を吸入す
るように設計される。

【００２５】開閉弁６は、シリンダー１の蓋材１４と、
これに軸方向に摺動できるように挿入された弁体６Ａと
で構成されている。蓋材１４には、弁体６Ａの摺動孔に
連通して、空気排出路１５と、空気噴射路１６とを設け
ている。空気排出路１５と空気噴射路１６とは、互いに
上下に位置ずれして設けられている。空気排出路１５
は、シリンダー１内に連通され、空気噴射路１６はノズ
ル４に連結されている。空気排出路１５が空気噴射路１
６に連結されると、ノズル４から空気が噴射されて弾が
発射される。弁体６Ａは軸方向に移動されて、空気排出
路１５を空気噴射路１６に連結し、あるいは、連結しな
い状態に切り変える。弁体６Ａは軸方向に移動して、空
気排出路１５と空気噴射路１６とを連結する幅の空気溝
１９を設けている。空気溝１９は、弁体６Ａに環状に設
けられている。弁体６Ａが蓋材１４に押し込まれると、
開閉弁６は閉弁し、弁体６Ａが蓋材１４から引き出され
ると開閉弁６は開弁する。図４は開閉弁６が閉弁した状
態を示している。この図に示すように、弁体６Ａが押し
込まれると、空気溝１９は空気排出路１５に連結される
が、空気噴射路１６には連結されない。したがって、空
気排出路１５は空気噴射路１６に連結されない。弁体６
Ａが蓋材１４から引き出されると、空気溝１９は空気排
出路１５と空気噴射路１６とに連通される。この状態に
なると、開閉弁６は開弁され、シリンダー１内の空気
は、空気排出路１５→弁体６Ａの空気溝１９→空気噴射
路１６→ノズル４に流動して弾を発射させる。

【００２６】空気噴射路１６はパイプ２０を介してノズ
ル４に連結されている。パイプ２０の外周には溝を設
け、溝にＯリングを入れてノズル４を気密に連結してい
る。ノズル４は、供給された弾を阻止リング５に強制的
に押し込むもので、パイプ２０に摺動できるように連結
されている。ノズル４は、クランク軸１０に同期して軸
方向に往復運動される。それは、開閉弁６が開かれる前
に弾を阻止リング５に押し込むからである。ノズル４が
弾を阻止リング５に押し込む機構は図示しない。この機
構はすでに現在使用されている機構をそのまま使用する
ことができる。ノズル４を簡単な機構で往復運動させる
には、クランク軸１０に、偏心カム１１と同じように副
クランク軸を固定し、この副クランク軸をリンクを介し
てノズルに連結する。副クランク軸はクランク軸と一緒
に回転されて、ノズルを往復運動させる。

【００２７】クランク軸１０と偏心カム１１とを回転さ
せるモーター３は、引金に連動してオンオフされるメイ
ンスイッチ（図示せず）を介して電池に接続されてい
る。空気玩具銃の引金が引かれて、メインスイッチがオ
ン状態になると、モーター３が回転されて、弾を発射さ
せる。モーター３は、クランクピンを最も後退させた位
置で、クランク軸１０と偏心カム１１とを停止させる。
したがって、クランク軸１０の回転位置を検出してオン
オフされるサブスイッチを備える（図示せず）。このサ
ブスイッチは、クランク軸１０が後退した位置でオフ、
その他の位置ではオン状態となる。サブスイッチとメイ
ンスイッチとは並列に接続され、何れかのスイッチがオ
ンになるとモーター３が回転される。

【００２８】この構造の電動式の空気玩具銃は下記の動
作をして弾を発射する。 ノズル４が後退して、弾ガイドから弾がノズル４の
前方に供給される。 ノズル４が前進して弾を阻止リング５に案内する。
ノズル４はこの状態で待機する。 開閉弁６を閉じた状態でラム８が前進する。ラム８
はスプリング９を介してピストン２が前進させて、シリ
ンダー１内の空気を圧縮する。 ラム８が最先端まで移動すると、開閉弁６が開弁さ
れる。 開閉弁６が開くと、シリンダー１内の空気は、空気
排出路１５から空気噴射路１６に至り、ノズル４から噴
射される。 ノズル４から噴射される加圧空気は、阻止リング５
に保持された弾を発射する。このとき、シリンダー１か
ら空気が排出されて、ラム８とピストン２とを連結する
スプリング９が伸びて、さらに多量の空気をノズル４か
ら噴射させ、弾を効率よく加速して銃身から飛び出させ
る。 開閉弁６を開弁して、ラム８を後退させ、ラム８で
もってピストン２を後退させる。このとき、ノズル４も
後退して前方に弾を供給する。 その後、空気玩具銃の引金を引き続ける限り、〜の
動作をして、連続的に弾を発射させる。

【００２９】さらに、図７は他の構造の開閉弁６を示し
ている。この開閉弁６は、弁体６Ａの上端をレバー２１
で押し下げると開弁する構造をしている。この弁体６Ａ
は、下端に鍔部を有する。鍔部の外周には環状の溝を設
け、ここにＯリング２２をはめ込んでいる。Ｏリング２
２は、スプリング２３で弁座に押圧されて閉弁される。
スプリング２３は弁体上端のＥリング２４の下方に配設
されて、弁体６Ａを弾性的に押し上げている。

【００３０】この構造の弁体６Ａは、駆動部材をレバー
２１と、このレバー２１を回動させるロッド２５と、ロ
ッド２５を押圧させる偏心カム（図示せず）とで構成し
ている。レバー２１は右端の下面を傾斜面とし、この傾
斜面には、ロッド２５の左端上面の傾斜面を配設してい
る。ロッド２５を偏心カムで押圧すると、レバー２１は
矢印Ａで示す方向に傾動され、レバー２１が弁体６Ａの
頭を押しさげて開弁する。ロッド２５がレバー２１を押
圧しない状態では弁体６Ａが上昇して閉弁される。

【００３１】

【発明の効果】本発明の電動式の空気玩具銃は、モータ
ーを動力源としてこれを過負荷とすることなく、弾を速
い初速で効率よく飛ばせることができる特長がある。そ
れは、モーターで回転されるクランク軸でピストンを直
接に駆動せず、クランク軸でラムを往復運動させ、ラム
とピストンとをスプリングで連結しているからである。
この構造は、ラムがスプリングを介してピストンを押圧
するので、ラムを最も前進させた状態でスプリングが圧
縮され、この状態でピストンを最も前方に押し出す必要
がない。圧縮されたスプリングは、エネルギーを蓄え、
開閉弁が開弁された状態で伸長してピストンを前進さ
せ、多量の加圧空気をノズルに供給して弾を速い初速で
効率よく飛び出させる。このため、本発明の空気玩具銃
は、クランク軸の回転トルク、とくに最大回転トルクを
弱くして、多量の空気を噴射して弾を速い初速で飛び出
させることができる特長がある。したがって、本発明の
電動式の空気玩具銃は、フロンガスを使用することな
く、電池でモーターを駆動して弾を勢いよく飛び出させ
ることができ、しかも、モーターの焼損とヒューズの溶
断とを防止し、さらに電池の消耗を少なくして、電池の
使用回数と寿命とを長くできる特長を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電動式の空気玩具銃の一例を示す断面図

【図２】図１の空気玩具銃であってピストンを後退させ
た状態を示す断面図

【図３】別の構成の従来の空気玩具銃を示す概略断面図

【図４】本発明の一実施例を示す電動式の空気玩具銃の
空気噴射部を示す断面図

【図５】クランク軸と偏心カムとを示す側面図

【図６】偏心カムで開閉弁を開閉する状態を示す断面図

【図７】この発明の他の実施例の開閉弁を示す断面図

【符号の説明】

１…シリンダー ２…ピストン ３…モーター ４…ノズル ５…阻止リング ６…開閉弁 ６Ａ…弁体 ７…ソレノイド ８…ラム ９…スプリング １０…クランク軸 １１…偏心カム １２…コンロッド １３…リンク １３Ａ…開閉レバー １３Ｂ…リンクロッド １３Ｃ…ロッカーアーム １４…蓋材 １５…空気排出路 １６…空気噴射路 １７…歯車 １８…小歯車 １９…空気溝 ２０…パイプ ２１…レバー ２２…Ｏリング ２３…スプリング ２４…Ｅリング ２５…ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダー(1)と、このシリンダー(1)内
   で往復して空気を加圧するピストン(2)と、このピスト
   ン(2)にスプリング(9)を介して連結されてピストン(2)
   を往復運動させるラム(8)と、ラム(8)にコンロッド(12)
   を介して連結されたクランク軸(10)と、シリンダー(1)
   の空気排出路(15)とノズル(4)との間に連結された開閉
   弁(6)と、開閉弁(6)の弁体(6A)をラム(8)の往復運動に
   同期して駆動する駆動部材と、クランク軸(10)を回転す
   ると共に、駆動部材を駆動するモーター(3)とを備え、 モーター(3)がクランク軸(10)を回転することによっ
   て、クランク軸(10)がコンロッド(12)とラム(8)とスプ
   リング(9)とを介してピストン(2)をシリンダー(1)内に
   押し込んで空気を加圧し、この状態で駆動部材が開閉弁
   (6)を開弁し、ノズル(4)から加圧空気を噴射して弾を発
   射するように構成された電動式の空気玩具銃。