JPS6329268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はオルゴールの調速機構に関する。

一般に、ゼンマイを駆動源とするオルゴールで
は、その鳴奏時間をコントロールするための調速
機構を必要とする。

この調速機構の一種に、調速を必要とする輪列
の駆動を受けるウオーム軸に、弾性変形する連結
部を介して固定されたウエイト部を有する回転体
を固定する一方、上記ウオーム軸の一端がわに制
動部を形成し、この回転に伴なう上記ウエイト部
の撓みによる上記制動部への摺接によつて、上記
ウオーム軸およびこれに噛合する輪列の回転速度
を調整するようにした調速機構が先に提案（実願
昭56−127438号）された。

この提案によれば従来の一般的な調速機構とし
て知られている、風切羽根が高速で回転する際の
空気抵抗によつて調速するエアガバナ方式の調速
機構、および遠心力によつて法線方向に移動する
ウエイト部を、その周囲に配設されたブレーキ部
材に摺接させて調速する遠心力ガバナ方式の調速
機構の、それぞれの有する利点のみを取り入れた
安定性の高い調速機構が提供される。

ところで、一般的なオルゴールの場合、曲目鳴
奏のための機能と、玩具等の駆動源としての機能
とを併せもつていることが多い。

したがつて、このような本来オルゴールの駆動
源として設けられているゼンマイを他の機構（玩
具など）の駆動源としても使用する場合、この他
の機構のため駆動トルクと曲目鳴奏のための駆動
トルクとが一致しないことがある。したがつて、
たとえば、玩具機構の駆動速度を曲目鳴奏のそれ
よりも早くしたり、あるいは逆に遅くしたりする
場合、仮に、ゼンマイのトルクを玩具機構に適正
となるように設定したものでは、このゼンマイト
ルクの相違に影響されることなく、その曲目鳴奏
速度を略一定に保つ必要がある。また、これとは
逆に、使用されるゼンマイのトルクが略一定して
いる場合でも、鳴奏する曲目によつては、その鳴
奏速度を変化させる必要がある。

しかしながら、従来のエアガバナ方式および遠
心力ガバナ方式などの調速機構を使用したオルゴ
ールにおいて、ゼンマイの駆動速度を、その駆動
目的に応じて変化させようとする場合には、輪列
の速度比を変化させたり、風切羽根やウエイトの
大きさを変化させるしかなく、その調速範囲もさ
して大きくとれない欠点がある。

また、上述の調速手段では、部品の種類が増え
て、生産管理面等における効率ダウンや製造コス
トの上昇を招く不具合がある。

この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので
あつて、その目的は、駆動源として使用されるゼ
ンマイの種類や、オルゴールの曲目鳴奏速度ある
いは玩具などの他の駆動機構の速度仕様の変更
に、容易に対応して、その速度を可変させること
のできるオルゴールの調速機構を提供することに
ある。

以下、図示の一実施例によつてこの発明を詳細
に説明する。

第１図はこの発明によるオルゴールの調速機構
の一実施例を示す部分断面図である。

第１図に示すように、この発明が実施されるオ
ルゴールの調速機構は、図示されないゼンマイの
駆動を受けて、輪列（図示せず）およびウオーム
ギヤ１を介して回転するウオーム軸２と、このウ
オーム軸２の一端がわに形成された制動部３と、
ウオーム軸２に対して弾性変形する連結部４を介
して固定されたウエイト部５を有する回転体６な
どによつて構成されている。

ウオーム軸２は、フレーム７に突設された下部
軸受部８、および制動部３が形成される地板部材
９の制動部形成部分１０に穿たれた、それぞれの
軸受穴８ａ，１０ａによつて回転自在に支承され
ている。

ここで、図示しないゼンマイが巻き上げられ、
ウオームギア１を介してウオーム軸２が回転され
ると、回転体６は、ウオーム軸２の回転速度に応
じて、この回転に伴なう遠心力により、そのウエ
イト部５が（連結部４の弾性変形により）軸方向
に撓んで、その上面５ａが制動部３に対して接離
し、ウオーム軸２およびこれに噛合する前記の輪
列の回転速度を調整する（第１図および第３図参
照）。

すなわち、第４図に示すように、ウオーム軸２
および回転体６が高速で回転すると、回転体６の
ウエイト部５の重心Ｇの位置に遠心力が働く。し
かし、ここでこの重心Ｇと連結部４の位置が軸方
向に偏倚（偏倚量ｅ）しているため、ウエイト部
５を軸方向に撓ませる（撓み量δ）上昇力Ｆが発
生する。この上昇力Ｆによつて、ウエイト部５
が、弾性を有する連結部４の復元力ｆ（ウエイト
部５を初期の姿勢に戻そうとする力）に抗して、
上方に偏倚移動し、その上面５ａが、制動部３に
摺接する。このとき、回転体上面５ａの制動部３
への摺接により受ける反力をＮ、回転体６の重さ
をＷとすると、次の式が成立つ。

Ｎ＝Ｆ−（ｆ＋Ｗ） ……… この反力Ｎにより、回転体６と制動部３との間
に摩擦力が生じ、抵抗トルクT₁が発生する。こ
こで、トルクT₁は、反力Ｎに比例するから、 T₁＝aN（ａ：比例定数）となる。

一方、図示しないゼンマイ軸のトルクをT₂と
すると、このトルクT₂は、ゼンマイ軸からウオ
ーム軸２にまで増速される間に減少し、回転体６
を所定のトルクで回転させる。したがつて、この
トルクT₂と前記の抵抗トルクT₁とが均衡した状
態で、回転体６の回転速度が略一定に保持され
る。

よつて、T₂／ｂ＝T₁、∴T₂＝abN（ｂ：定数）
………の関係が成立する。

また、上昇力Ｆは、偏倚量ｅが大きい程大き
く、かつ回転体６の角速度ωが大きくなる程、大
きくなる。したがつて、 Ｆ＝ceω²（ｃ：定数） ……… の関係が成立する。

上記、、の各式から、次式が得られる。

T₂／ab＝ceω²−（ｆ＋Ｗ） ここで、ｆ＋Ｗは略一定と考えられるので、これ
をＪ＋Ｗ≒ｄ、（ｄ：定数）とすると、上式は、 T₂＝abceω²−abd、 ∴ω²＝T₂＋abd／abceとなる。

ここで、abd＝Ａ、abc＝Ｂとすると、上式は ω²＝T₂＋Ａ／Be ……… となる。

この式から明らかなように、回転体６の角速
度ωは、偏倚量ｅの平方根に反比例することが判
る。

すなわち、第５図からも明らかなように、回転
体６のウエイト部５の撓み量δを大きくとると、
偏倚量ｅは逆に小さくなり、連結部４の復元力ｆ
は大きくなる。また逆に、ウエイト部５の撓み量
δを小さくすると、偏倚量ｅは大きくなり、連結
部４の復元力ｆは小さくなる。

ただし、ここでｅ＋δ＝ｌ、（ｌ：一定）とす
る。したがつて、回転体６の回転速度ωと撓み量
δの関係は、前記式から明らかなように、撓み
量δが大きく（または小さく）なるように、回転
体６および制動部３をそれぞれ構成すると、偏倚
量ｅは小さく（大きく）なり、速度ωは早く（遅
く）なる。

この作用を利用して、たとえば第２図に示すよ
うに、制動部３の大きさ（径）を変えて、ウオー
ム軸２の軸中心から回転体６のウエイト部５と制
動部３との摺接点Ｘまでの距離を変化させて、撓
み量δを設定することにより、ゼンマイの種類
や、その回転速度の仕様が変化しても、この変化
に応じて、その鳴奏速度などを容易に選択するこ
とが可能になる。

なお、第６図に示す調速機構は、回転体６と制
動部３の摺接部の形状を変化させる（図示の例で
は制動部３の隅角にアール：ｒを施して変化させ
る）ことによつて撓み量δを所望の値に設定する
場合の一例を示している。

また、第７図に示す調速機構は、ウオーム軸２
に対する回転体６の取付位置を変えることによつ
て撓み量δを所望の値に設定する場合の一例を示
している。なお、この場合、ウオーム軸２に対す
る回転体６の取付位置を変えず、制動部３の高さ
を変化させるようにしてもよい。

上述から明らかなように、この発明による調速
機構では、その回転体の撓み量の設定値を変化さ
せるだけで、その回転速度ωの設定値を容易に変
えられるので、その構成部品の種類を最小限に押
えることができ、生産管理面等における効率アツ
プが可能となる。

また、制動部と回転体の摺接点の位置の変更
（第５図参照）、あるいは同摺接点の形状の変更
（第６図および第７図参照）によつて撓み量の設
定を行なう場合には、ウオーム軸に対する回転体
の取付位置を、それらの全てのタイプ共、統一さ
せることができ、生産効率が著しく向上する。

さらに、回転体のウオーム軸への固定位置を選
定（第７図参照）して、回転体の撓み量を変化さ
せる場合には、ウオーム軸を含む回転体の種類を
増やすだけ（実際には組立時の寸法を変えるの
み）で、その他の部品についてはすべて共通して
使用することができる。

以上述べたように、この発明によれば、使用さ
れるゼンマイのトルクが、一定していない場合、
あるいは所定のトルクを有するゼンマイから、一
定の速度や異なる速度を得たいときに、その速度
仕様に応じた速度を容易に可変させることのでき
るオルゴールの調速機構が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が実施されるオルゴールの調
速機構の一例を示す要部断面図、第２図は同機構
の作用図、第３図は同機構の要部平面図、第４図
はこの発明の作用を示す調速機構の要部概略図、
第５図はこの発明の一実施例の要部概略図、第６
図はこの発明の他の実施例の要部概略図、第７図
はこの発明のさらに他の実施例の要部概略図であ
る。 ２……ウオーム軸、３……制動部、４……連結
部、５……ウエイト部、６……回転体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウオーム軸と、このウオーム軸の一端がわに
   形成された制動部と、上記ウオーム軸に対して弾
   性変形する連結部を介して固定されたウエイト部
   を有する回転体とによつて構成され、この回転体
   の回転に伴なう遠心力により、そのウエイト部が
   軸方向に撓んで上記制動部に摺接して上記ウオー
   ム軸の回転速度を調整する調速機構において、上
   記制動部および回転体のどちらか一方、もしくは
   相方のそれぞれの摺接位置を変えて、上記ウオー
   ム軸およびこれに噛合する輪列等の回転速度を選
   択的に可変させることを特徴とするオルゴールの
   調速機構。 ２ 所定の構造を有する制動部に対して、前記回
   転体のウオーム軸に対する固定位置を選定するこ
   とによつて、上記制動部と回転体のウエイト部と
   の摺接位置を変えることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の調速機構。 ３ 回転体の構造を一定とし、上記制動部の位置
   を選択することによつて、同制動部と回転体との
   摺接位置を変えることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の調速機構。 ４ 制動部の構造および回転体のウオーム軸に対
   する固定位置をそれぞれ一定とし、同回転体のウ
   エイト部の形状を選定することによつて、上記制
   動部と回転体との摺接位置を変えることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の調速機構。