JPH11342273A - カラクリ動作機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の回転駆動手段で移動体と可動体を個々
に動作させるカラクリ動作機構を提供する。 【解決手段】 移動体２０と可動体２４は、移動体２０
が動作中には可動体２４が動作しないように構成されて
いる。可動体２４は移動体２０の回転により移動され
る。可動体２４は移動歯車１２が回転すると可動体駆動
機構２６により駆動されて動作する。移動歯車１２は、
駆動歯車１０に噛合した状態のまま移動するものであ
り、移動中には回転しない。ストッパー１８により移動
歯車１２の移動が停止されると、移動歯車１２は回転
し、可動体２４が駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単一の駆動手段を
用いて移動体と可動体をそれぞれ動作させるカラクリ動
作機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のカラクリ動作機構におい
ては、扉が開閉したり、台が移動することにより人形等
の装飾部材が現れて動き出すものが多かった。このカラ
クリ動作機構における動作は、大きく分けて２種類の動
作、即ち、台等の移動体の移動と人形等の可動体の動作
で構成されており、通常それぞれの動作機構を別個のモ
ーターで駆動して動作させていた。しかしながら、駆動
用のモーターを動作毎に設けると、モーターを収納する
スペースが増大して小型化が難しくなり、コストも高く
なる。そこで、特開平８−６８８６９号公報に開示する
ように、１個のモーターで２つの異なる動作を行うこと
を提案している。この機構は、スリップ可能に圧着され
た２枚の歯車の一方で扉を開閉し、他方又は他の歯車で
装飾体を駆動するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、同軸の２枚の歯車で扉と装飾体をそれぞれ駆動し
ているので、扉が開閉するときに装飾体も動作すること
になる。このように扉と装飾体が同時に動作するため、
それらを個別に駆動したときのように扉の開閉時に装飾
体を停止させることはできず、動作の切換による意外性
を十分表現することができなかった。

【０００４】本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなさ
れたもので、単一の回転駆動手段で駆動しても移動体と
可動体を個々に動作させることができるカラクリ動作機
構を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のカラクリ動作機
構は、回転駆動手段と、該回転駆動手段により回転され
る駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、噛合状態を保持し
たまま前記駆動歯車の回転方向に移動可能であると共に
移動が規制されると回転する移動歯車と、該移動歯車の
移動を規制するストッパーと、回動自在に軸支された移
動体と、該移動体と前記駆動歯車との間に介在し、前記
移動体を前記駆動歯車の回転方向に回転させると共に、
前記移動歯車の移動が規制されて前記移動体に負荷がか
かるとスリップするスリップ機構と、前記移動体の回転
により移動される可動体と、該可動体と前記移動歯車と
を連結し、前記可動体及び前記移動歯車と共に移動し、
前記移動歯車が回転すると前記可動体を動作させる可動
体駆動機構と、からなるものである。

【０００６】また、本発明のカラクリ動作機構は、回転
駆動手段と、該回転駆動手段により回転されるカム歯車
と、回動自在に軸支された移動体と、該移動体と前記カ
ム歯車との間に介在し、前記移動体を前記カム歯車の回
転方向に回転させると共に、前記移動体に負荷がかかる
とスリップするスリップ機構と、前記移動体の回転によ
り移動される可動体と、該可動体と前記カム歯車とを連
結し、前記可動体と前記カム歯車との位置関係を保持し
たまま前記移動体と共に移動し、移動が規制されると前
記カム歯車の回転により前記可動体を動作させる可動体
駆動機構と、前記移動体の移動を規制するストッパー
と、からなるものでもある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のカラクリ動作機構におけ
る移動体と可動体は、移動体が動作中には可動体が動作
しないように構成されている。即ち、移動体はスリップ
機構を介して駆動歯車の回転によりその回転方向に回転
するものであり、可動体はこの移動体の回転により移動
される。この可動体は、移動歯車が回転すると可動体駆
動機構により駆動されて動作する。この移動歯車は、駆
動歯車に噛合した状態のままその回転方向に移動するも
のであり、ストッパーにより移動が規制されるとその規
制された位置で回転するものである。

【０００８】上記構成においては、移動体と移動歯車は
共に駆動歯車により同方向に回転あるいは移動され、こ
れに伴って可動体と可動体駆動機構も同じ様に移動す
る。このように移動体が移動するときに、移動歯車も同
様に移動する。このような移動中には、前述したように
移動歯車が回転しないため、可動体は駆動されず停止し
た状態のまま移動体により移動されることになる。そし
て、ストッパーにより移動歯車の移動が強制的に停止さ
れると、移動歯車は回転し、この回転により可動体駆動
機構を介して可動体が駆動される。このように移動歯車
の移動が規制されたときに、可動体駆動機構により移動
体に負荷がかかり、この負荷によってスリップ機構がス
リップし、移動体はその場で停止することになる。

【０００９】上記カラクリ動作機構は、移動中に回転し
ない移動歯車を用いることにより可動体の動作を移動中
に停止させているが、一方、可動体を駆動する可動体駆
動機構とこれを駆動するカム歯車との位置関係を保持し
ながら移動するように構成して、可動体の動作を移動中
に停止させることもできる。即ち、可動体駆動機構とカ
ム歯車の位置関係を保持することにより、カムの作用で
可動体駆動機構が動作を伝達することがなくなり、これ
により移動中の可動体の動作を停止させている。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るカラクリ動作
機構の構成を示す断面図であり、図２及び図３はその平
面方向及び底面方向から見た要部透視図である。

【００１１】２は各種部品を支持する上下２枚の基板２
ａ、２ｂからなる固定台であり、回転駆動手段４が取り
付けられている。この回転駆動手段４は、モーター６
と、減速用輪列８とから構成されている。この減速用輪
列８には、駆動歯車１０が噛合している。

【００１２】１２は駆動歯車１０に噛合する移動歯車で
ある。この移動歯車１２は、その軸１２ａがアーム１
４、１６により回動自在に支持されると共に駆動歯車１
０に噛合した状態のまま円弧状に移動可能に支持されて
いる。この移動歯車１２の移動は、本実施例においては
固定台２の基板２ｂに設けられた円弧状の長孔からなる
ストッパー１８により規制されている。また、本実施例
における移動歯車１２には、図１中上方の端面にカム面
１２ｂが形成されており、このカム面１２ｂが後述する
可動体駆動機構に係合するように構成されている。

【００１３】２０は駆動歯車１０と同軸に回動自在に取
り付けられた移動体である。本実施例における移動体２
０は、後述する可動体を支える台の形状をなすように設
定されている。

【００１４】２２は移動体２０と駆動歯車１０との間に
設けられたスリップ機構である。このスリップ機構２２
は、駆動歯車１０の軸１０ａと移動体２０の取付部２０
ａとをバネ等の弾性部材で圧接させて、軸１０ａの回転
を取付部２０ａに伝えると共に、移動体２０に負荷が加
わるとスリップして駆動歯車１０の回転を妨げることな
く移動体２０を停止させることができるように構成され
ている。

【００１５】２４は移動体２０の上に設置された可動体
である。本実施例における可動体２４は、ピアノとピア
ノを弾く人形を模したものであり、人形の腕部あるいは
上体が前後に可動するように構成されている。

【００１６】２６は可動体２４を動作させる可動体駆動
機構である。この可動体駆動機構２６は、可動体２４を
動かすリンク部２８と、一端がリンク部２８に連結され
他端が移動歯車１２のカム面１２ｂに係合する駆動杆３
０と、から構成されている。この可動体駆動機構２６
は、移動体２０、可動体２４及び移動歯車１２と共に移
動するものであり、固定台２の基板２ａには駆動杆３０
をガイド及び移動規制する円弧状の長孔３２が設けられ
ている。

【００１７】３４、３６は移動歯車１２の移動が規制さ
れる位置にそれぞれ配置されたマイクロスイッチからな
る位置検出手段である。この位置検出手段３４、３６
は、移動歯車１２の所定位置、換言すると可動体２４の
所定位置を検出することによりモーター６を一旦停止さ
せる信号を出力し、これによりモーター６を一旦停止さ
せて動作に節度感を出すために設けられている。尚、詳
細な動作は後述する。

【００１８】次に上記構成からなるカラクリ動作機構の
動作を説明する。はじめに、モーター６が正転すると、
減速用輪列８を介して駆動歯車１０が正転方向（図２に
おいて時計方向、図３において反時計方向）に回転す
る。この回転により移動歯車１２、駆動歯車１０と噛合
した状態を保ちながらその回転方向に円弧を描いて移動
する。尚、このときに移動歯車１２は、その軸１２ａを
回転軸として回転することはない。移動歯車１２の移動
は、移動歯車１２の軸１２ａあるいはそれを支持するア
ーム１６、１４の一部が長孔からなるストッパー１８の
端部に当接することにより規制され、停止する。

【００１９】一方、このときに移動体２０は、スリップ
機構２２を介して伝達される駆動歯車１０の軸１０ａの
回転により移動歯車１２と同様に軸１０ａの回転方向へ
回転する。この移動体２０の回転により、その上に設置
された可動体２４は円弧を描くように移動される。尚、
このときに、移動歯車１２は回転していないため、可動
体２４は動作することなく移動される。このような移動
体２０の回転は、移動歯車１２の移動が規制されること
により可動体駆動機構２６を介して可動体２４に負荷が
かかり、これによりスリップ機構２２がスリップして止
められる。

【００２０】前述したように移動歯車１２の移動が強制
的に止められると、移動歯車１２は駆動歯車１０の回転
によりその軸１２ａを回転軸として回転する。このよう
に移動歯車１２が回転すると、そのカム面１２ｂにより
駆動杆３０が上下に動き、リンク部２８が作動して可動
体２４の人形の上体を動かしてピアノを弾くように動作
させる。

【００２１】その後、モーター６を逆転させると、駆動
歯車１０も逆転方向（図２において反時計方向、図３に
おいて時計方向）に回転する。この駆動歯車１０の回転
により、移動歯車１２はストッパー１８により規制され
ていない駆動歯車１０の回転方向へ移動する。この移動
歯車１２の移動も、その軸１２ａあるいはアーム１６、
１４の一部が長孔からなるストッパー１８の端部に当接
することにより規制され、停止する。このように移動す
る際にも、移動歯車１２はその軸１２ａを回転軸として
回転することなく移動される。

【００２２】また、このときに、移動体２０は、移動歯
車１２の移動により加えられていた負荷がなくなるた
め、スリップ機構２２を介して伝達される駆動歯車１０
の回転によりその回転方向へ回転することになる。そし
て、この移動体２０の回転により可動体２４は元の位置
まで移動されることになる。尚、このときにも移動歯車
１２は回転していないため、可動体２４は動作すること
なく移動される。

【００２３】尚、本実施例におけるモーター６の作動・
停止は、マイコン等を使用した制御回路で制御してお
り、例えば、位置検出手段３６からオン信号が出力され
ているときに時計回路から正時信号等が印加されるとモ
ーター６を正転させ、移動歯車１２が位置検出手段３４
に接触してオン信号が出力されると一旦モーター６を停
止させる。その後、再びモーター６を正転させて移動歯
車１２を回転させ、予め決められた演奏時間が経過する
とモーター６を停止させる。その後、モーター６を逆転
させて移動歯車１２を元の位置まで移動させ、このとき
に移動歯車１２が位置検出手段３６に接触してオン信号
が出力されるとモーター６を停止させる。尚、移動体２
０が所定位置まで移動したとき及び演奏が終了したとき
にそれぞれモーター６を一旦停止させているが、このよ
うに動作が切り換わる際に動作を一旦停止させることに
より、動作に節度感を出し、あたかもモーター等の動力
が切り換わるかのように見せることが可能となる。

【００２４】また、位置検出手段３４、３６を設けなく
ても動作を制御することは可能であるが、移動歯車１２
のオーバーラップを防いで、的確に動作の切換を行った
り、ストッパー１８の代わりにストッパーとして使用す
ることも可能であり、より確実な動作を得るためには設
けることが好ましい。

【００２５】図４は本発明の他の実施例に係るカラクリ
動作機構の構成を示す断面図、図５はその平面方向から
見た要部透視図である。

【００２６】４２は固定台であり、上下２枚の基板４２
ａ、４２ｂを備えており、回転駆動手段４４が取り付け
られている。この回転駆動手段４４も、前述した実施例
と同様に、モーター４６と、減速用輪列４８とから構成
されている。

【００２７】５０は減速用輪列４８に噛合するカム歯車
であり、図１中上方の端面に係合部としてのカム溝５０
ａが設けられている。このカム溝５０ａは、円形をなす
ものであり、その中心がカム歯車５０の中心に対して偏
心している。即ち、このカム溝５０ａの中心は、カム歯
車５０の中心に対して半径方向にずれた所に位置してい
る。本実施例においては図５に示すように、カム歯車５
０の中心から半径方向右又は左にずれた所にカム溝５０
ａの中心があり、カム歯車５０の回転によりカム溝５０
ａは図５において左右に移動しながら回転することにな
る。

【００２８】６０はカム歯車５０と同軸に回動自在に取
り付けられた移動体である。

【００２９】６２は移動体６０とカム歯車５０との間に
設けられたスリップ機構である。このスリップ機構６２
も、前述した実施例と同様に、カム歯車５０の軸５０ｂ
と移動体６０の取付部６０ａとを弾性部材で圧接させて
回転を伝えると共に、移動体６０に負荷がかかるとスリ
ップするように構成されている。

【００３０】６４は移動体６０の上に設置された可動体
である。この可動体６４も、ピアノと人形を模したもの
であり、人形の上体が前後に可動するように構成されて
いる。

【００３１】６６は可動体６４を動作させる可動体駆動
機構である。この可動体駆動機構６６は、カム歯車５０
に係合するカム係合部６８と、一端がカム係合部６８に
取り付けられ他端が可動体６４の人形の上体に取り付け
られ更に略中央付近が回動可能に支持されている駆動杆
７０と、から構成されている。

【００３２】７２は固定台４２の基板４２ａに設けられ
た円弧状の長孔からなるストッパーであり、駆動杆７０
の移動を規制するものである。

【００３３】上記構成からなるカラクリ動作機構におい
て、モーター４６が正転すると、カム歯車５０は正転方
向に回転する。このカム歯車５０の回転はスリップ機構
６２を介して移動体６０に伝わり、移動体６０もカム歯
車５０と共に回転する。このときに移動体６０上の可動
体６４及び可動体駆動機構６６もカム歯車５０の回転に
伴って回転移動するため、カム係合部６８とカム溝５０
ａはその位置関係を保持したまま回転することになる。
このため、カム係合部６８が駆動杆７０を動かすことは
なく、可動体６４は動作することなく移動体６０と共に
回転して移動される。

【００３４】その後、駆動杆７０が長孔からなるストッ
パー７２の端部に当接すると、可動体６４及び移動体６
０に負荷がかかり、スリップ機構６２はスリップして移
動体６０の回転は停止する。このときにカム歯車５０は
回転可能な状態にあるため、モーター４６の正転に伴っ
て正転方向へ回転する。このようにカム歯車５０が回転
し、これに係合するカム係合部６８の位置が規制状態に
あると、回転軸に対して偏心しているカム溝５０ａの位
置がその回転により半径方向に往復移動することにな
り、その移動に伴ってカム係合部６８も半径方向（図中
左右）に往復移動することになる。このようにカム係合
部６８が往復移動すると、これに一端が取り付けられた
駆動杆７０は他端側を往復揺動させ、これにより可動体
６４の人形の上体が前後に揺動する。

【００３５】その後、モーター４６を逆転させると、カ
ム歯車５０は逆方向に回転し、移動体６０はストッパー
７２により規制されていないカム歯車５０の回転方向へ
回転する。このときにもカム溝５０ａとカム係合部６８
との位置関係は保持されるため、カム係合部６８が往復
動して駆動杆７０を揺動させることなく元の位置へと回
転移動される。

【００３６】尚、本実施例においても可動体６４の位置
を検出するマイクロスイッチ等からなる位置検出手段７
３、７４を設けて、その出力信号をモーター４６の動作
制御に使用しても良い。

【００３７】また、前述した何れの実施例においても、
移動歯車１２や可動体駆動機構６６の移動を規制するこ
とにより間接的に移動体２０、６０の移動を規制してい
るが、ストッパーで直接移動体２０、６０の移動を規制
しても良い。但し、カラクリ動作機構としては、なるべ
く外部に駆動部材や動作の規制をする部材が見えないよ
うにすることが必要であるため、外部から見えない位置
にストッパーを設けることが好ましい。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、移動体の移動時に回転
しない移動歯車を用いたり、移動体の移動時に位置関係
を保持したまま移動するカム溝とカム係合部を用いるこ
とにより、移動歯車の回転やカム係合部の往復動で動作
する可動体を停止させたまま移動させることができ、単
一の回転駆動手段で可動体と移動体を別個に駆動するこ
とができる。このため、複数のモーターを収納するスペ
ースを削減して小型化することができ、また、コストも
低減することができる。

【００３９】また、モーターの回転方向とその作動・停
止を切り換えるだけで、あたかも２個のモーターで可動
体と移動体を別個に駆動しているかのように見せること
ができ、ごく簡単なモーターの制御で複雑な動作をさせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るカラクリ動作機構の構
成を示す断面図である。

【図２】図１に示すカラクリ動作機構を平面方向から見
た要部透視図である。

【図３】図１に示すカラクリ動作機構を底面方向から見
た要部透視図である。

【図４】本発明の他の実施例に係るカラクリ動作機構の
構成を示す断面図である。

【図５】図４に示すカラクリ動作機構を平面方向から見
た要部透視図である。

【符号の説明】

２、４２ 固定台 ４、４４ 回転駆動手段 １０ 駆動歯車 １２ 移動歯車 １８、７２ ストッパー ２０、６０ 移動体 ２２、６２ スリップ機構 ２４、６４ 可動体 ２６、６６ 可動体駆動機構 ５０ カム歯車

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動手段と、 該回転駆動手段により回転される駆動歯車と、 該駆動歯車に噛合し、噛合状態を保持したまま前記駆動
   歯車の回転方向に移動可能であると共に移動が規制され
   ると回転する移動歯車と、 該移動歯車の移動を規制するストッパーと、 回動自在に軸支された移動体と、 該移動体と前記駆動歯車との間に介在し、前記移動体を
   前記駆動歯車の回転方向に回転させると共に、前記移動
   歯車の移動が規制されて前記移動体に負荷がかかるとス
   リップするスリップ機構と、 前記移動体の回転により移動される可動体と、 該可動体と前記移動歯車とを連結し、前記可動体及び前
   記移動歯車と共に移動し、前記移動歯車が回転すると前
   記可動体を動作させる可動体駆動機構と、 からなることを特徴とするカラクリ動作機構。
2. 【請求項２】 回転駆動手段と、 該回転駆動手段により回転されるカム歯車と、 回動自在に軸支された移動体と、 該移動体と前記カム歯車との間に介在し、前記移動体を
   前記カム歯車の回転方向に回転させると共に、前記移動
   体に負荷がかかるとスリップするスリップ機構と、 前記移動体の回転により移動される可動体と、 該可動体と前記カム歯車とを連結し、前記可動体と前記
   カム歯車との位置関係を保持したまま前記移動体と共に
   移動し、移動が規制されると前記カム歯車の回転により
   前記可動体を動作させる可動体駆動機構と、 前記移動体の移動を規制するストッパーと、 からなることを特徴とするカラクリ動作機構。