Iリ〗細 t ' ゼンマイ被 1 ,Ί'ί及びこれを tn'jえた機 ¾ 技術分
木 % \)\ }は.ゼンマイ漏及びこれを えた機器に係り、 4 に、 フタや収容邰の [:| 繰り,' l iし機構、 リ トラクタブル機槠 ;として好適な駆動機描の構造に 1する。
-般に、 小 のゼンマイ機 ί-は、 砘物品の駆動力を得るための駆動源として 稀々の分 ίϋί'にて )1.】いられている。 通' 、 ff iと呼ばれるゼンマイケースの内部に 渦卷状になつたゼンマイが収 され、 このゼンマイケースの 心部にゼンマイの 内端部に接絲された が ΊϊιΙι支されている。 この場合、 回 !|£軸のみを唯- -の駆 力取 i部として川いる場 もあるが、 例えば、 IL'I ffei iiiとゼンマイケースのいず れか一方を入カ籼として刖い、 いずれか他方を川カ蚰として用いる場合もある。 上記のようなゼンマイ機構において、 ゼンマイを卷き締めた後に得られる駆動 力は、 通常、 ゼンマイの卷締 合に応じて增減するので、 -定の駆動負荷が 在 する場合には、ゼンマイの卷締度合に応じて駆勁速度が変化してしまう。そこで、 特公昭 5 4— 3 1 1 4 6号公報に記載されているように、 液体や粉体^からなる 流動物質を充 ϊαした制 ケース内に冋転可能に収容された制励板をゼンマイの —端に接^し、 制励板の制励作用によってゼンマイの駆動力の変動を緩和し、 駆 動力若しくは駆励迚皮の変化を低减する槠造 (調速機構) が採): l.jされている。 しかしながら、 h の ί 段を有するゼンマイ機構においては、 ゼンマイ、 ゼンマイケース、 制動板、 及び、 制勅ケースを含む槠造をィ f しているが、 特に制 動板を収^する 勅ケースには流 物 '等を充お ίする必要があることから ¾レヽ 密封性が必^となり、 また、 制励板とゼンマイとを接 する必要もあるため、 通 常、 かなり ¾雑な構造を えており、 部 ;数も多くなり、 製造コストを低減す ることが I水 I itであるという IM' がある。 また、 形状や ι'.½が maであるために ゼンマイケースなども ¾雑になり、 プラスチック成形ん',でなければコスト liljで製
造できないものもあり、 この ¾合には、 機槠の剛' ·:不足や耐久性不足を招 する ことが多い。 さらに、 M様の 山によって个休 Wifiが くなり、 ^稀機器などに 糸 み込むことが謹であるという 题点がある o
また、 従^の制她 T-段をィ ίするゼンマイ機構には、 小^化や構^の ί' 化によ つて 擦 Πィ;;などの Ini fcftィ;; iが人きくなり、 効 的な駆動ができないとともに、 祸造が特殊であるために稀々の機器に取り付けることが難しいものがあった。 さらに、 制励部の構造や流動物質の^材などによつて制動特性がほぼ定まるの で、 制動部の槠造や^材選択の 由度が低く、 しかも、 成された制動部に 対して制動特性を調整することが隨難であるという問题点がある。
そこで本発明はヒ記問题点を解決するものであり、 その課題は、 制動^段を するゼンマイ機構の構造を簡易化すると同時に部品点数も低減することができ る槠造を採) ¾することによって、 ゼンマイ機^の小型化や^ 化を^ることにあ る。 また、 ゼンマイ機構の製造コス トの低減を図ることにある。 さらに、 効率的 な駆動力の伝達が ι.ίί能で、 種々の機器にも容易に取り付けられるゼンマイ機構を 提供することにある。 その上、 制動部の制動特性の調整を容易に行うことのでき る槠造を提佻することにある。 明の開示
上記課题を解決するために木発明のゼンマイ機^は、 卷締力によって卷締めら の外端が接 I されたゼンマイ収容部、 及び、 前 ¾ゼンマイの内端に接続され前記 ゼンマイ収 部に Ί·[Ιι支された卩 部材を含む駆動力^ ®部と、 i!d Ini 部材に接 続された出力 段と、 前記回 '|£部材に接続された制動休を み、 記制 本の ΙΰΙ feに ίΐ:レ、制 カを I ·:する制 部と、 を有することを特徴とする。 この 明によ れば、 fl!lfe部材がゼンマイの内端に接続されていることにより、 ゼンマイ収容邰 による回 fe部材の軸受部の½が小さくなり、 摩擦 ί' !ϊを小さくすることができる c また、 内侧に Mfe部材が ffii!'¾されていることにより、 ゼンマイ収容部などの外面 部分を に他の部材 に取り ί1·けることが |'J能になる。 さらに、 ゼンマイの内 端に 部材が接 され、 この liilfc部材がさらに ili力 Γ-段に接 されているので、
I' ife部材と,1 li力 ^段とを別休に構成することにより、 出力ァ-段を容易に^換でき るようになるとともに、 IWJ]丁- -段の形状や をより ΙΊ に誠できる。 したが つて、 ゼンマイ機 をより小 化することができるとともに、 製 ii!iコストを低減 することができる。 ここで、 木究明の Mi力 T-段としては、 ギア、 ギア輪列、 ブー リ、 チェーンやベルト、 シャフトなどの稀々の 1 li iiで榀成できる。
また、 ゼンマイは、 制動部が発^する制 力力によってゆつく りと弹性エネルギ ーを¾祯したり放出したりするために、艮^命化される。ここで、ゼンマイには、 卷締状態の変化に伴つてエネルギーを出し人れする態様で使 )¾される定トルク パネゃコィルバネが含まれる。 ゼンマイと 部材及びゼンマイ収容部との接^ 態様は、 圧接、 引っ掛け、 溶接など任意の態様で わない。
本発明において、 前記駆動カ镲積部と前記制動部とは別休に構成されているこ とが好ましい。 この 明によれば、 駆勅力 ¾ 部と iljiJ 部とが別体に li1'']成されて いることにより、 例えば駆動力 '積部がそれだけで独 して成り、'/:つように 成 されている場合には、 駆動力觜穑部を組み立てた後に制動部を糾み込むことが ιΙ 能になり、 ゼンマイなどの駆動力 ¾部内の部品に不皮があった場合に子め当該 駆動力崈稻部を製造ラインから除去できる。 また、 例えば制動部がそれだけで独
、'/:して成り itつように ^成されている場合には、 制 部を糸 11.み立てた後に睡力
^積部を組み込むことができるので、 粘性流体を: I 入した槠造を有する制 §))部に ついては封入後に他部分との組立を行うことができ、 或いは、 予め異なる制動力 を有する複数不 ¾の制励部を用意しておくことができるなど、 机立作槳時の取り 扱いや部品管理等が^ になる。
木允明において、 f¾i记制動部は、 それ ιίι身 Φ独でュニット化されていることこ とが好ましい。 ここで、 動部がそれ 1-1 t独でュニヅ ト化されているとは、 ?|jlJ
¾)部を完个に紐み、'/:ててから他の邰分を組み込むことができるように 'ί成され ていることを,?う。 この ¾明によれば、 制動部がそれ「1 独でュニッ ト化され ていることにより、 制 部を め 独で hMしておいてもその取り扱いが容 に なり、 例えば、 紐-、'/:の 終に こおいて制勅部を¾¾カ^祯部と^合させること が i ij能になるなど、 紐、'/:作 を に行うことが J能になる。 特に、 制勅部内に 物 'が収 される ¾YYには、 流勅物 Π'を密 した状態で #ϊ成しておくことが
III能になり、 その取り扱いや^现が¾易になる。 また、 T'め! なる制動特性をィ -ί する梭数柿類の制勅部を^成しておき、 製^の所;^ 卜:に じて制》部を選択し て組.み込むことも nj能になる。
木発 HJJにおいて、 iju t-;d|i'l と IIU ridiliiJ動休とは別休に誠され、 II //;に少な くとも |πΜ |ή』に結介されていることが好ましい。 この允 1リ1によれば、 |n| fe ¾ネオ と制励休とが別休に槠成され、 枓 I /'·/:に Mfeノ i li'dに結合された状態で接 されてレ、 ることにより、 駆劬カ觜¾部と制動部のどちらか -方を組み ててから他方を接 続するといつた組 - L手順が可能になるので、 各部それぞれの取り扱いが容易にな り、 組立作樂も容 ¾に行うことが可能になるなど、 組立性を向上させることがで きる。 ここで、 回 fe部材と制 体との回転方向の結合は、 回転方向に係合した槠 造であれば如何なるものでもよいが、 特に、 回転中心を横切る溝と、 これに対応 する凸部との係合^造 (例えばマイナス ¾の滞.と、 マイナスドライバーの先端状 の 部) や角形の凹部と凸部との係合槠造 (例えば 6 穴と 6 柱) などが挙げ られる。 また、 in 部材と iiiij 休とを相 !1に圧入した構造とすることもできる。 この場合には、 組立性はやや劣るものの、 両者を宪全に一体化することができる ため、 ゼンマイ収容部に回転部材が ii'iii支されていることにより、 制動体の 内槠 造が不要になるという利点がある。
本究明において、 記制動部に前記駆動力蓄積部より伝連される回 'fe力を緩銜 させる緩衝機槠を有することが好ましい。 この発明によれば、 緩衝機榴によって 制動部に加わる inite力が緩衝されることにより、 火きな力が加わった場合に制励 部や伝 ^機構等に破壊が ¾ずることを防止することができる。 ここで、 緩衝機構 としては、 スリップ 段やクラッチ機樯などを用いることができる。
この場合、 前 f d回転部材から ιίϋ ^制動体までの [ΠΙ転 速経路 '1 'に、 所定の] ¾荷 抵 'を ffiiえたスリップ 段を設けることが好ましい。 これにより、 外部から過人 な力が加わり、 或いは、 制励部の制動力が温度低ドなどによって垴大した場台な どにおいて、 スリヅプ 段がスリップして [, Ι転伝 を抑制し、 駆動力^嵇部ゃ制 動部に加わる ί ί' を低減するため、 ゼンマイ機構の ft feや破壊を防 :することが できる。 このとき、 制動休は流動物 Rに接触した状態となっており、 |½ ス リヅプ T-段のスリップ而は i)ii,:;d流勅物 Π'Ι'に ί¾ίί'ϊ:されていることが好ましい。 こ
の場合には、 スリップ丁-段のスリップ而が流動物 ft屮に配^されていることによ つて、 流劬物 Πによる潤、 ΗΪ効 Wや冷 】効 などを ることが | 能になり、 焼 Wき と磨粍を抑制しスリ ヅプ状態を安定化させることができる。
また、 ιΊί] 部材から ι'ιίί rid制動休までの ι»ι um 巾に、 ι"ι 违を断^ i ll能な |M| fe断 丁- -段を^けることが好ましい。 これにより、 | 断^ Τ·-段によつ て制 力を適 '1=1:に加えたり、 ililj i!ij力を除 したりすることが ill能になるので、 ゼ ンマイ機^の用途に応じて制勤力の印加特 を適 'ή:に設^することができる。 こ のとき、 前記冋転断^乎段は、 ^記駆動力 ¾部が駆動力を 積する際には回' 1£ 伝: ϋを断ち、 m記駆動力 ¾積部が駆觔力を放 Hiする際には i. 転を伝速するように 槠成されていることが好ましい。 この場合には、 駆動力蓄積部に駆動力が蓄積さ れている時には、 回転断線 段によって回 伝逮が断たれるので、 過大な力が外 部から印加されたり、 流勤物質の粘性抵抗を利尸1]して制勅力を允生する制動部が 設けられているときに墚墙温度の低下により流勅物質の温度が低下することに よって制動力が過大になったりした場合などにおいて、 駆動力 部や制動部に 損傷や破壊が生ずることを防止することができる。
次に、 本究 i!)Jの別のゼンマイ機^は、 卷締カによって卷締められて俊元力を ¾i 嵇するゼンマイ、 及び、 i 記ゼンマイを収容するとともに前記ゼンマイの外端に 接続されたゼンマイ収容部を^えた駆動力蓄積部と、 前記ゼンマイの内端に接^ された中心部材と、 ι¾記ゼンマイ収容部と前記中心部材との相対遝勅に対して制 動力を与える制動部と、 を有するゼンマイ機構において、 前記駆動力觜積部と前 ^制動部とは爽質的に ゼンマイの II線方向に て平 的に ならないよう に配 ISされていることを特徴とする。 木究明によれば、 力德¾部と前記 制動部とが前記ゼンマイの軸線方向に見て平 ιίιΐ的に βならない位置に配匿され ていることにより、 liii] Λを さ方 r¾に ¾ねることなく ίί¾できるので、 ゼンマイ 機構の簿 化が nr能となる。 また、 駆動力^ ¾部と制¾部のどちらか一方に不
^があったとき、 filli pを分離することなく、 成いは、 他ノ Jを分解することなく、 修理が可能になるように構成することができる。 さらに、 ί山 i^tを分離することな く、 レ いは、 他 を分解することなく、 個々の微調 ¾が nj能になるように榴成す ることもできる。
ここで、 質的に 的に ¾ならないとは、駆動力^禎部の^ 的槠成領域 (す なわち' i的に駆励力が される
(すなわち Π·的に制動力が^ずる領域) とが fll ι!に 'Τίならないように
(:されていること を, 味する。 もちろん、 物 的に ! 励カ^^邰と制動部とが :に く、ド ιίιί的に '丁 (ならないように^成されていることがより ましい。
また、 制¾部としては、 休や液休 の流 ¾物質の流 j抵抗によって制 ¾力を るものを用いることができる。 この場合、 例えば、 回転 能に槠成された制動 休と、 この制勁体に接触する流 物質とによって制勤部を槠成することができる c また、 制動体に羽根を設けることによって気体による回. 抵抗が発生するので、 この気体による回 !te抵抗を制動力として用いることができる。 ここで、 m体に 気体以外の流動物質を接触させ、 流動物質の流動抵抗を制動力の—部として使用 しても描わない。 これによつて、 気体抵抗による制動と、 気休以外の流動物 κに よる制動とを紐み合わせることができる。 この場合、 気休以外の流動物質を制勁 体の周囲空問の -部にのみ配^されるようにすることにより、 この流動物質の: g を増減させることによって制動力を容易に調整できるようになる。 さらに、 '磁 誘導によって制動力を得るものを闭いることもできる。 この場合、 例えば、 Dilfe ιϊί能に構成された制動体と、 この制動体に対向する対向部材とを有し、 制動休と 対向部材との^に' 磁誘導が生ずるように描成し (冽えば、 制励体と対向部材の うち一方に永久磁^を配瞠し、 他方にコイルを配 itするように構成し) 、 誘導起 ¾力に抗する電気的 ft荷を接続することによって 動部を構成することができ る。
また、 ゼンマイには、 卷締状態の変化に伴ってヱネルギ一を出し入れする態様 で使川される; トルクパネやコイルパネが まれる。 ゼンマイとゼンマイ収容部 及び巾心部材との接 は、 圧接、 引っ掛け、 接など仃:, の態様で構わない。 木発 において、 ί'ιίί ¾制励部は前記駆動力 Ml部の外周に沿って配 itされてい ることが好ましい。 木究明によれば、 制動部が駆 ¾カ 部の外周に沿って Ki されていることにより、 制動部の動作距離や制励而 を 易に増大させることが できるので、機 ¾の、」 ·法を拡人しなくても iiiij 効 を !','ίめることができる。また、 例えば、 制動部が、 |nlfeする制動休と、 これに対^する^ II:した対向部材 (制 ¾
ケースなど) とを含む場合、 制 ¾休を駆動力^ ¾部に対して ini fe ιήηこ接^し、 ¾- inj部材を制励休のさらに外側に nすれば、 n'.j部材を他 ;材に取り j-けるな どの jj法により ι.'.ι した状態で' 川するときに、 対 i-'.j部材が ί 外 i.'fjに m されて いるために l.'rl ' Ϊ作 iが ¾になる。
木究 において、 ιϋιΐ制觔部は、 i i ,kl! 力^ 部の内侧に ¾ ίί'ϊ:されているこ とが好ましい。 この発 1 によれば、 駆動力^ ¾部の内側に制勁部が配^されてレ、 ることにより、 制動部を先に紐み :てて ¾成させてから、 駆動力^積部を接 し たり駆動力 部を組みなてたりすることが出 るような ϊ造とすることが 1: 能であり、 紐な作 ¾を容易にすることができる。 また、 駆 ¾カ镲精部の分解が容 易になり、 制¾部とは無関係に駆動力 ¾積部のメンテナンスや部品交換などを行 うことが可能になる。ここで、中心部材を他部材に取り付けるなどにより固定し、 '驱 力■ ¾¾部のゼンマイ収容部を「!ュ,転させて駆動力を出力するように^成した 場合、 制動部が駆動力 ^積部の内側に配 iSされているので、 駆勋力の取り出し榴 造や取り出し位 Bが制 部によって ItiiJ約を受けることがなくなる。 もっとも、 I†' 心部材から出力を取り出すように榴成することも可能である。
木究明において、 |½記駆動力蓄積部若しくは ι ίί記 心部材には、 前記ゼンマイ の駆動力を,' '1.!力する,'. li力手段が接続されていることが好ましい。 この発明によれ ば、 出力乎段を介して^閉榄造や可動部などを ώ接 ?しくは間接的に駆動するこ とが可能になる。 ここで、 出力手段が駆動力 部: ^しくは中心部材に接紘され ているとは、 出力手段が駆動力 ¾積部 ¾しくは屮心邰材に機械的に取り付けられ ている場合と、 出力^段が駆動力萏嵇部を 1 ί成する部品或いは Ψ心部材と -休に 槠成されている埸合との双方を む。
本 明において、 ΰίί記駆動力籍嵇部は密閉されていることが好ましい。 この 明によれば、 ! 励カ^被部が密閉されていることによって、 駆動力^ 部内にゴ ミが侵人することを防 1じすることができ、 しかも、 ゼンマイの周 litlに高粘度のグ リ一スを ¾Μίした場 でも、 ¾ ,该グリースが ¾励カ^ ί部外へ漏 !-1;1することを防 I I:できる。 なお、 より 休的には、 駆動力^ ¾部において、 ヒ記のゼンマイ収容 の UH 1 1部に を取り付けることによってゼンマイが密 mされた ^i とされる ことが ¾ましい。
木允明において、 記制動部には I'lii記制 m休に接触する流 ¾物質が収^され、 |];1 流 ®物 rrに起 wする ΐ)ίί 制 ®休の I ni 抵抗により πϋ 制 ¾力が ' ずるよう に^成されていることが好ましい。 この究 によれば、 流勁物 riを制 ®部内に収 し、 制励体と流勅物 πが接触するように 'ϊ成することにより、 い制勅力を ることが nj能になるとともに女 した制動力を^ることができる。 また、 流動物 の粘性 に じて ¾负 ^を調整することが u'能になり、 様々な制動特性を n ることができる。 さらに、 粘性^の特' を調整することによって少贳の流動物質 でも十分な制動力を得ることが可能になるため、 制動邰を小盟化することができ る。
この場合、 前記制動休と前記流動物質との接触而穡を調整可能な調整乎段を^ することが好ましい。 これによれば、 調整手段によって制動体と流動物質との接 触 ffij嵇を変えることにより、 制動 x \ を変えることが可能になる。 より (-体的に は、 制動部に、 制励休収容部とその内部で 0転する制她体とが設けられている J 合、 流動物質は、 制動体収容部の内面と制動休の表而との双方に接触し、 流勤物 質の流動に伴う抵抗が制 ¾力となる。 したがって、 制動力は流動物質と制勅体と の接触而稂に応じて'変化する。特に、制動体に対する流動物質の接触而嵇と に、 制励体収容部に対する流動物質の接触而 Sを並行して增減させることが望まし い。 ここで、 調整手段としては、 制動体と流勅物質との接触而嵇を変えることが 可能なものであれば如何なるものであってもよく、 例えば、 流動物質を移動させ る -Τ·段や流動物質の ¾を変える平段などが舉げられる。
また、 ι 記制 a部における前記流動物質の収容^ は、 ½記制 ¾体と iiij,idi.i'ife 部材との按 部分に I けて —がるようにt成されていることが好ましい。 これに よれば、 iliij動部の収容空問が、 制動体と |Π|中 ΐ部材との接続部分に向けて広がるよ うに措成されていることにより、 流動物 Κがその^ ιίιί張力により収容^ IW内に保 持され、 · Γ該接 部分に向けて移動することが防 11:されるので、 パヅキン のシ 一ル材ゃシール構造を設けなくても流動物 Πが ^接^部分から外部へ流 illす ることを防 II:できる。 したがって、 シール材ゃシ一ル槠造に起 ¾する kiPム :抵抗が なくなるので、 エネルギー fii火-を低減することができる。
次に、 木 % Iリ jのさらに別のゼンマイ藤は、 力によって 締められて
力を^ ¾するゼンマイと該ゼンマイを収 するゼンマイ収容部とを む駆動力 ί部と、 ι'ιίί ゼンマイの駆励力によって li'lfeされる 1>'| 部材と、 ゼンマイ 収 部と ιιύ' '' I 'ΐ'^ i'ii ォとの iwiiに対して制 力を ^する制 部と、 をィ ίす るゼンマイ機^において、 iw, 駆動力^^邰と i½,id制 ¾部との に、 しく は¾^1して fe 违を行う ϋ力 段が^けられていることを特徴とする。 こ の 明によれば、 駆勅カ^ ¾部と制動部との^に、 ^速若しくは減^して ム-
^を行う動力 速 段が,没けられていることにより、 励力 fei 手段の ¾^比や減 逨比を変えることによって制動カを增減させることができる。 また、 励カ伝途手 段の構成によって i!iij励力を調整できるので、 制 部の 造や fijij 部に兩いる素材 などの逸択の幅が広がる。 さらに、 同様の理由によつて制動部の形状や寸法の向 由度が高まるとともに、 動力伝達-下段が介在していることにより駆動力 ¾嵇部と 制動部との ¾対的位 i 係をより Ι ώに設 することも可能になる。 例えば、 駆 力 部と制動部が ^ならないように配蹬することにより、 ゼンマイ機梳の簿
¾化を図ることも UI能になる。 あわせて、 iliiJ動部の制動力を調整しながら糾、'/:を 行うことも可能になる。
ここで、 勅力伝達 段としては、 ϋは、 祓数の幽1 を有する輪列、 プーリと伝 動ベルトなどが挙げられる力、 增逨^しくは減速して回 fefe連を行うものであれ ば任, Sの槠造を川いることができる。
また、 ゼンマイには、 ¾締状態の変化に伴ってエネルギーを出し入れする態様 で使 fflされる^トルクバネゃコィルバネが含まれる。 ゼンマイとゼンマイ収容部 及び中心部材との接続は、 圧接、 引っ掛け、 溶接など侁意の態様で槠わない。 木究明において、 動力伝违- 段は、 駆励カ^ ί部の回 feを培速して m ,!d制動部に^^するように構成されていることが好ましい。 この ¾明によれば、 勅力 ί 述 段の W速比に応じて制動力を^火させることができるので、 制勅部の iliiJ動効果を めることが 能になり、 制 m部の !¾·成に対する制約が少なくなり、 より幅広い構 や^材を用いることが可能になる。 また、 制動部の Inl転 に蛟 ベて駆勅力 i部による M fe駆動速度が小さくなるので、 駆動力薪祯部の川力 の制御が になるため、 駆勋速度をより Aお ί½に制御することが可能になる 木究明において、 ΐ)ίι , 制勤部には、 流難 と、 ; k流励物 ϊΐに接触する制她休
とが^けられ、 流動物 Kに対する前記制励休の「'il転抵杭により ιΐίί^制 ¾力が ¾^するように構成されていることが好ましい。 この発明によれば、 流 ®物 Πを 制励邰内に収 し、 制勅休と流動物 lが接触するように榴成することにより、 レ、 iliij勤力を Uることが I 能になるとともに女; άίした制励力を Viることができる。 また、 流 3¾物 Πの粘' I に じて制 ® ft を調 ¾することが i t/能になり、 様々な 制動特 I;を ¾ることができる。 さらに、 の特性を調整することによって少 の流動物 Kでも 卜分な制動力を得ることが' ιί能になるため、 制 ¾部を小¾化す ることができる。
木 ¾明において、 前 i 部にはその fe抵抗により前記制 力が¾生する制 動体が設けられ、 該制勋体には気体抵抗を受ける羽根が設けられていることが好 ましい。 この発明によれば、 制動休が回転すると羽根が気休抵抗を受けるので、 この気体抵抗によって制 体に fii fe抵抗が発 ;ι·し、 これが制動力となる。 特に、 動力伝達手段が駆動力 i 嵇部の fiiifeを塯速して前記制動部に伝違するように槠 成されている場合には、 体抵抗が小さくても ト分な制動力を得ることができる ( また、 気体抵抗で制動力を生じさせるので、 簡易な構造を據用することが可能に なり、 小型化も容易になる。 なお、 上記気体抵抗と」1、:に、 気体以外の他の流動物 質による问. 抵抗を併用して制動力を得るようにしてもよい。 この場合、 気体以 外の流動物質を制勋休の周删空間の一部にのみ κ; されるようにすることによ り、 この流動物 の ¾を增減させることによつて制動力を容易に調整できるよう になる。
この場 に、 ι½「1ΰ制勅部には、 ί½ ί¾制動休の外 の少なくとも一部を遨ぅ気流 抑 iii!l而が ¾けられていることが好.ましい。 これによれば、 fliij勤体の外周の少なく とも一部を禝う ½流抑制 Iffiが設けられていることにより、 制動体の羽根によって | iじた気流が ί 休から離反することを抑制することができるので、 気体による M fe抵抗をより大きくすることができる。 ここで、 気流抑制而は、 制動休を取り む制動休収 部の内而で榴成することができる。 さらに、 前記気流抑制而には 問 Iコ部が設けられていることが好ましい。 これによれば、 ^流抑制而に設けられ たし" rj I I部の数、 \ , IJ'r) I 1 などによつて^体抵抗を変化させることが 能で あるため、 制¾力を調 することができる。
木究明において、 i¼ W制動力は )ίί,¾制動休の 0feにより -ずる i磁誘導に^づ くものであることが好ましい。 より U休的には、 制動休と、 これに対^ され るタ、 部材とをィ ίし、 制 ίι 水と対^部材とのいずれか -力-に永久磁 を し、 他 ;にコイル^の' 磁変換丁- ·段を ftii 'iし、 この ' 磁変換 Τ··段に', ^的 ft を接!/ することによって、 制勋休の Mfeに^づいて II磁変換 Τ ^段に^ ¾ id l力が究' I;し、 ' 流が流れるとともに制動体に制動力が究 する。 ここで、 ' 磁変换-: Γ-段に ^ず る' 流(コイル^流)に対する^ 的 1¾荷に応じて制動力を得ることができるが、 : ί'ι該^気的負 ίの少なくとも -部を利 fflすることができる。 例えば、 究光^了-を ¾光させたり、 スピーカから ^を放出させたりすることなどが可能であり、 この ような ¾光ゃ窕音によって、 制動されていること、 或いは、 機器が動作している ことなどを報せることができる。 この場合、 流動物質が不要であるので、 調整や メンテナンスが ¾になる。
この場合に、 前記遨磁誘導で *ずる誘導起 ¾力に抗する^気负荷を変化させる ことの^能な' 负荷 fii変^段を することが好ましい。 これによれば、 ¾気魚 'frf 10"変手段によって制觔カを変化させることができる。 例えばコイルに接続,され る (1¾ ϊ ) インピーダンスを変化させることにより、 ^磁気力を增減させ、 制動 力を調 することが ιίί能になる。 ここで、 ^気負 可变手段としては、 可変抵抗 を mいることができる。
木究明において、 前記制 ¾部には物体同士が接触する摺接部が設けられ、 該摺 接部の靡擦抵抗によつて i 制動力が するように 4成されていることが好 ましい。 この究明によれば、 摺接部の^擦抵抗によって制 i)j力を得ることができ るので、 より衞 £ で安 toな槠造とすることができる。 特に、 動力^违^段が駆動 力禱¾部の ^転を增速して iiij r!ciitiiJ 部に伝違するように榄成されている場合に は、 擦抵抗が小さくても ト分な制動力を^ることができ、 ^接部の^耗を低減 させ、 'ί接部の 1¾寿命化を 1¾1ることもできる。 この iお に、 記物休の少なくと も -jjは、 他方の ι½ ,ΐΰ物休に対して 接する方向に弹性カを及ぼす弹 ½休で構成 されていることが好ましい。 これによれば、 弹性体の弹 力によつて^擦抵抗を iさせることができるとともに、 弹性休の 材ゃ 縮状態 を変えることによ り贿 ifiiに加わる弹性カを変えることができるので、
を ili御し、 制動力を調整することができる。
木允 iimこおいて、 ιιίί 制 IJj部には調速丁--段が,没けられていることが好ましい。 このような調迚 段としては、 流 Φ力物 flの流勅抵抗を制勋カとして川いる¾ に は流動物 と制動休との接 udi i'iや流^物 ftの を する I ^段が^げられる。 また、 ¾流,抵抗を制動力として川いる ¾介には、 根と 流仰制 ιίιΐとの 離を 整する τ·段、 流抑制 の i ffi祯を調整する 段などが举げられる。 さらに、 ii磁誘導による制動力を用いる ¾台には、 的负 可変 段 (町変抵抗など) が举げられる。 また、 摺接部の靡擦抵杭を制動力として川いる J¾合には、 抱接部 に加わる圧力、 例えばコイルパネのパネ力など、 を調 する 段が挙げられる。 本¾明において、 前記 0転部材若しくは前記出力手段に対して係脱可能に構成 され、 iMdゼンマイの駆 力の放出を删する I制手段を することが好ましい c この発明によれば、 ゼンマイの卷締め状態を 制丁ニ段によって保持することがで きるので、装 ί 木休への組み込み作幾や他部材との接続作 が容易になり、また、 規制^段によって子めゼンマイの卷締め状態を所定 Sに ,没定することが可能に なるので、 卷締め状態のばらつきを低減することができ、 さらに、 巻締め状態の 調整や確認などを不要にすることも可能になる。 ここで、 上記規制手段は、 駆動 力 ¾賴 ニ段や制動部の不勋部分 (例えば、 ゼンマイ収容部や制動部の制動休収容 部など、 iill fe部材の ΙϋΙ 動作や出力手段の出力動作に迹励しない部分) によって 位置決め (例えば係合) されていることが ましい。
この場合、 前記规制乎段は、 前記问転部材若しくは前^出力手段に対する複数 の係合位 [15を えていることが好ましい。 これによれば、 ΙΠΙ fe部材若しくは出力 段に対する規制 段の梭数の係台位 i を適' ή:に選択することによって、 ゼンマ ィの卷締め状態を調整することができる。 ここで、 駆動力 段ゃ制勋部の不 部分 (例えば、 ゼンマイ収^部や制 ¾部の制勅休収' 部など、 I I fe部材の冋転 ¾作や出力^段の Mi力動作に速励しない部分) に、 i制 段が位 决め (例えば 係合) される部位を ¾数,役けておくことによって、 规制^段の複数の係合位蹬を おすることができる。
木允 iimこおいて、 |½ ゼンマイと、 i½, ゼンマイの駆 ¾力を ΐί力する; ii力丁- -段 との Ι »1に、 i)ij , ゼンマイが 締められる I fe |』では、 m ^l WJj T-段からの力を
連せず、 ι½記ゼンマイが駆動力を 力する li'l !1 ノ i では、 i½ ,i J出力 Τ·-段に力を ザム^するワンウェイクラッチ機構をィ ίすることが好ましい。 この発 njjによれば、 ゼンマイ機 の出力 ¾が他の部材に接 されている状態、 例えばゼンマイ匪が し ' ^機桃などの機器に紐み込まれている状態で、 ゼンマイを き締めることが "J 能になる。 したがって、 ゼンマイ機槠を機 に^み込む ιίίに ]^めゼンマイを所 状態までッ き締めておくことが不要になり、 その ¾締め状態を保持した状態で機 器への組み込み作; tを行う必要もなくなるから、 紐 のお ί縮、 コスト麵'等 を Iることができる。
木究明において、 前記ゼンマイの駆動力を出力する出力满丄はと、 該出力 i車と 1 合するラックとをィ: ίすることが好ましい。 この究明によれば、 ゼンマイ機構に より出力 ί 車を介してラックを並進動作させることができるので、 各種機器にス ライ ド iM乍を行わせることができる。
木究明において、 ύ Ι \.\力 ( \ ^と 記ラックとの間の勅作を阻 Iヒする固定部材 を ffijえることが好ましい。 この 明によれば、 相互に喃 する出力歯 とラック とを含む出力部において、 出力 i車とラックとの li の動作 (すなわち、 出力歯 の回転により出力 f*i とラックとの^に生ずる相対的移動) を固 部材によって ffl止できるので、 ゼンマイを所定の卷締め状態に保持した状態で機器などにゼン マィ機^を組み込むことができる。
本究明において、 前記ゼンマイが所定の卷締め状態になるとそれ以上卷締める ことを不可能にする卷数规制 段を有することが好ましい。 この究明によれば、 ゼンマイが所定の卷締め状態になると卷数规制 ·Τ-段によりそれ以上卷き締める ことができなくなるので、 ^締めの作業; aを調^しなくてもゼンマイを所 ¾の卷 締め状態に容 ¾に設定することが^能になるとともに、 ゼンマイに不必要で過剰 な力を加えることもなくなるので、 ゼンマイの耐久 を f',','iめることができる。 木 明において、 |½tk] ^数規制 段は、 前 r ゼンマイの外端と |¼記ゼンマイ収 部との [¾の摩擦力による [>il 接 構造を^することが好ましい。 これによれば、 ゼンマイの外端とゼンマイ収^郤との | の摩-擦力によって、 ゼンマイとゼンマイ 収 との [,",]に加わる力が小さい ¾合には hi ^ にて M ノ j injに さ れるので、 ゼンマイを^締めていくことができる力 s、 ゼンマイとゼンマイ収 部
との li'dに所^以 I:の力が加われば、 ゼンマイの外端とゼンマイ収 部との問がす べるので、 それ以卜.の¾締めができなくなる。 このようにお ΐ成すると、 li'l fc接^ 描: ii!iを節 に 成することができるので、 コスト削減や小^化を 1ることができ る。
次に、 木発 1リ1の機^は、 k,klのいずれかに 战のゼンマイ機 と、 前, -idゼンマ ィ機 によって駆動される "J %とをィ ίすることを特徴とする。 このような機器 としては、 後述する Ι ί¾構 を^するものに限らず、 動玩具などの可動部を有 するものであれば如何なるものであってもよい。
本究明において、 前記可觔部は、 記ゼンマイ機^によって^閉駆動される開 閉機構であることが好ましい。 このようにゼンマイ機構によって開閉駆動される 開閉機構を有する機器としては、 ヒンジ軸を Φ心として问動して開閉する蓋を する機器 (炊飯器、 析^式の^子機器などの iHl動式^閉^造を有するもの) や、 スライ ド動作によって 1 閉する部分を^する機器 ( 載 J:リ^き出し闘閉機構、 K
¾¾リ トラクタブルモニタなどのスライ ド 槠造をィ -ίするもの) などが げ られる。 これらの機器においては、 制御された速度で 1 ¾作を行わせることが でき、 動作の高級感ゃ静逾性を向上させることができる。
本発明において、 m m 閉機槠は相 /-1に開 1 動作する第; L部材と第 2部材とを 有し、 前記第 1部材と前記第 2部材とを躯に組み込む際に前記ゼンマイが卷き 締められるように槠成されていることが好ましい。 この発明によれば、 開閉機構 を構成する m 1部材と笫 2部材とを ffl 7-ΐに組み込むだけでゼンマイが卷締めら れるように槠成されていることにより、 ゼンマイ機槠を機器に組み込む前に了'め ゼンマイを卷締めておく必要がなく、 また、 ゼンマイの卷締め贵を规定量に設¾ したり、 その卷締め状態を保持しつつ組み込み作 を行ったりすることも必要な くなるので、 作 を に行うことができ、 紐み込み時 Wの短縮ゃコスト削減を ^ることができる。
ここで、 ^ 1部材と a¾ 2部材との^の | 閉動作の 1川を 記ゼンマイの駆動力 が完^:に解放されなぃ範 I川に制限する範開限定 段をィ -ίすることが好ましい。 こ の範卩 Η附 -段は、 ¾ 1部材と 2部材とを fll :に紐み込んだ状態で、 1部材
2部材の組み込み状態を保持する保持 T-段としても機能する。範 I川限 T-段
を^えていることにより、 - 、 ¾ 1 2部材とを相/ に紐み込んでしま えば、 UHffl動作の範1川が限 され、 ゼンマイの駆動力が' 个に解放されないよう になるので、 作の个 I川に I〔りゼンマイの駆勅力を安 させることができ るので、 ί に 1 j勅作を行わせることが "J能になる。
木 1リ1においては、 iij,k n は、 ό の ®作 分である ¾合が まれる。
I Ι ΐίιίの简 '.な説 Iリ J
ίβ 1図は、 木究明に係るゼンマイ機槠の第 1 ¾施形態の構造を す縦断面図で ある。
篼 2 | は、 篼 1突施形態の槠造を梭式的に示す分解斜視図である。
第 3隠、 本¾明に係る 2実施形態の祸造を示す縦断面図である。
第 4図は、 ¾5 2実施形態の槠造を梭式的に示す分解斜視冈である。
雄 5図は、 興なる ί-Ι-',力手段の^成例を模式的に示す概略斜視図である。
笫 6図は、 別の異なる出力 ^段の槠成例を模式的に示す概略斜視図である。 第 7図は、 さらに興なる出力手段の ½成例を模式的に示す概略斜視図である。 第 8図は、 さらに別の異なる出力-手段の麵列を模^的に示す概略斜视図であ る。
9図は、 本 明に係る第 3实施形態の構造を示す縦断 ΐίιί図である。
^ 1 0図は、 木発明に係る第 4実施形態の^造を示す縦断面図である。
铕 1 1図は、 4突施形態の外周制動板の卞:而 mである。
m 1 2図は、 木¾明に係る第 5夾施形態の ¾造を; す縦断而冈である。
f i 1 3図は、 Γ3 5灾施形態の外観,を模 的に示す概略斜視図である。
i 1 4図は、 木^明に係る第 6夾施形態の樯造を ·小す縦断而図である。
1 5 ι ιは、 6 ¾施形態の外観を校式的に示す概略斜枧冈である。
1 6 Iは、 木 明に係る ίϊ5 7突施形態の槠造を/ す縦断而図である。
i 7図は、 7 ¾施形態の外観を投 的に^す概略斜视閃である。
1 8図は、 芯の^細な^ 形状を す拡人、 ι': [ίιπ 1である。
¾ 1 9 |¾|は、 木 i¾ l!)Jに係る 8 施形態の^ を ^す縦断 Ιίιί Iズ 1である。
'ιΐί 2 0 I义 Iは、 木 gl!ijに係る 9 施形態の構 を^す縦断 ΙίιΠズ Iである。
2 1 、 木 Jjに係る ¾10 -施形態の祸造を^す縦断 |ίιί! 1である。
22附、 ¾ 10 ' 施形態の外 ,を校 的に/;す概略斜祝 Mである。
¾Ai 23 [x|は、 木究 l!)Jに係る ' 11:i施形態の^^を ]す縦断 ii Mである。
¾ 24 は、 水允 Iリ Jに係る 12 :施形態の^ ii!を す縦断 ifii 1^1である。
¾ 25 I义 Iは、 ί¾ 12 ^施形態におけるゼンマイケース内のゼンマイセッ 卜状態 を わす、 I' iiil义 1である。
6 、 -ti 12 施形態のゼンマイ機^を機材に糾込んだ状態の組、:/:断 ιίιί 図である。
2 7 は、 1 2突施形態のゼンマイ讓を機材に組込んだ状態の -而 Iズ 1で ある。
第 2811は、 本 ¾iimこ係る^ 13^施形態のt造を示す縦断而^である。
访 29図は、 木究 I に係る ίΠΐ 4¾施形態の槠造を^す縦断 ίίι Iである。
第 30 Iは、 木 gl!iUこ係る ¾15 施形態の榴造を す縦断而 1である。
31111は、 木 Ijjjに (系る 'Λ 16爽施形態のfii!iを示す縦断 ιϊίί である。
第 32ί¾は、 木苑明に係る Sii 17^施形態の構造を^す縦断而図である。
SB 33図は、 木発叫に係る 3f¾l 8爽施形態の ^造を示す縦断而冈である。
第 34 [氣 m 18 施形態の问転断続部分の構 を/ す横断 ΐίιϊΜである。 馆 35図は、 本 の 19 施携^の 造を示す縦断 |ίό図である。
笫 36図は、 第 19 施形態の ^而配 図である。
¾37図は、 木究叫に係る i'i 20;¾施形態の構造を/ Γ;す縦断 Π'ιίΜである。
¾ι 38図は、 ¾ 20 ^施形態の ψ而 fl'd mである。
ί¾39図は、 本発叫に係る 21¾施形態の構^を^す縦断 である。
第 40 ^は、 ¾21 施形態の、 Ι;·ΐί d ^である。
第 41 |は、 21 施形態に適川可能な M路^成を校^的に^す概略ブロッ ク図である。
Q 42|氛 141に/ す ft M路の榴成を校 的に す概略^成^である。
る。
44 Άは、 木 ¾ HJJに係る 23 ' i施形態の ^を す縦断 (fii である。
¾ 45隱ヽ 木 ilに係る^ 24: ii施形態の構造を す縦断「ίι1Ι Ιである。 46 I、氣 木 ¾1リ jに係る^ 25 ' 施形態の ^を^す縦断 ιίΜである。 47 I'ズ 1は、 水発 limこ係る 26 施形態の構^を^す縦断 ιίιίΐ Iである。
48 、 木 ¾l!mこ係る^ 27 施形態の榴^を^す縦断 1(ιί Iである, i 49 は、 木 JJに係る "i 28 施形態の^ を ^す縦断 Ιίιί Iである,
S 50I ¾¾28^施形態の Mfe部材 (卷芯) と制動休との接^槠] ΰを校 A 的に^す横断而^である。
節 51 |は、 木発明に係る^ 29 :施形態の構造を示す縦断而図である。
52図は、 第 29¾施形態の回転部材 (卷芯) と制動休との接 i構造を校式 的に / す横断而図である。
53図は、 本究明に係る第 30实施形態の槠造を示す縦断而図である。 m 5 図は、 本究 lujに係る 1 施形態の S~iを示す縦断而 である。
55図は、 木¾明に係る笫 32夾施形態の榴造を示す概略斜视図である。 第 56図は、 木発明に係る 33 施形態における - 向クラッチの構造を す横断面図である。
ί¾57冈は、 木究明に係る第 34爽施形態の Ϊ造を示す概略斜视図である。 第 58図は、 木発明に係る第 34爽施形態の本体とカバーとを分離させ、 カバ 一を J5返した状態を す概略斜视 Iである。
^559 Μは、 木究明に係る^ 35実施形態の梳造を模 的に示す概略斜視図で ある。
第 60図は、 木究明に係る fi 36 ¾施形態の榴造を极 的に^す概略斜視図で ある。 ί¾ を するための好ましい形態
次に、 添付図而を参照して木允明に係るゼンマイ機^及びこれを^えた機器の 施形態について ^細に説明する。
[笫 1 施形態]
1には、 木 HJJに係るゼンマイ機構の ί¾ 1火:施形態の縱断 ιίιί Μを ;し、 12 には、 iiU'i施形態の分解斜ネ i 1を^す。 木 :施形態においては、 Mfei 材を槠
成する籼状の卷芯 1 0と、 卷芯 1 0の取付部 1 0 aに内端 1 1 aが接^された渦 ^状のゼンマイ 1 1と、 ゼンマイ 1 1を収 するゼンマイケースを ί成する A i 1 2及び A i^ l 3とを ¾えている。 ^ i 1 2及び A i 1 3はヒ ^芯 1 0を 籼支し、 1 2のゼンマイ収 部 1 2 aを取り | |む外 W内 は Ι·.,;ι]ゼンマイ 1 1の外端 1 1 bに接^されている。
U 2のド端邰には、 ドノ jから 1111状の制 ¾ケース 1 4が ί 合状態に ^人 されている。制動ケース 1 4の収 卩リ部 1 4 aには円盤状の制励板 1 5が卷芯 1 0と卜 ij ipfllに配 ίίί.;されている。制 板 1 5の中央部には上方へ突出した i| ' lk ιπι部 1 5 aが形成され、 この 1 央 ιηι邰 1 5 aの上端には、 |n| fe 向に凹 ιη Γ形状を ίι\'えた |!リ凸接合部 1 5 bが形成されている。細 J板 1 5における 卜.記中央 部 1 5 aの 裏而側には P'l部 1 5 cが形成され、 この凹部 1 5 cには制動ケース 1 4の中央部 に形成された Φ央 ["1部 1 4 bが^励可能に挿人されている。制動板 1 5の周緣部 には回 方向に複数配列され、 .1:ドに質通した開门部 1 5 dが形成されている。 卷 ; 1 0の. h端部には、 マイナス ¾ドライバー等の- r.JHによって係合可能な回 '|£操作溝 1 0 cが形成されている。 また、 卷芯 1 0の下端部には、 回 方向に凹 ί"ι形状を有する EI凸接合部 1 O bが形成され、 この 1凸接合部 1 O bには上記制 動板 1 5の凹凸接合部 1 5 bが嵌合し、 芯 1 0と制動板 1 5とを li'lfe方向に係 合させている。 制動板 1 5の中央 A部 1 5 aの外周は、 1 2の中火孔部 1 2 bの内周に対して回転可能に接した状態で蚰支されている。
また、卷芯 1 0は、 ヒ記¾飽蓋 1 3から上方へ向けて突 1し、その突出部分に、 出力 Τ·.段である、 歯 1 8 aを^えた, 'H力 ¾ΐ|:ί 1 8が圧人^によつて取付 ΙώΙ ΐされ、 卷芯 1 0と共に回転するように^成されている。
なお、 木夾施形態では ι§¾ 1 2と否雜盖 1 3とが 1;Γί| ίされ、 これらがメ芯 1 0 を蚰支している力、 ^筘齄 1 3を ^ffi 1 2に対して M I'l {\に取り ίゝ J.けるととも に、 卷芯 1 0と香 i鉴 1 3とを -休に構成するか ' f しくは 1 1定するようにしても 榴わない。 この場合には、 Affi^ l 3は本 施形態と M様に 2の^ ΓΙ邰を 密 ]する機能を有するが、 ¾芯 1 0とともに香 ffi¾'i 1 3が 'lおするように槠成さ れる。
また、 1 0、 ゼンマイ 1 1及び ffi l 2からなるゼンマイ機 の K 部に
おいて、 ゼンマイ 1 1の卷き過ぎを防 I I: るためのスリヅピングァ夕ツチメント が紐み込まれていることが好ましい。 このスリ ヅビングアタッチメントは、 冽え ば、 i 1 2の外 l内 ιίιίに 1' の弹性によって :接された 弧状枠休によって構 成され、 この 1 ' j弧状^休に I ·. ゼンマイ 1 1の外端を接 έしておくことによって、 通' は 弧状枠休が A は 2に j |;接されて -休化されているが、 ゼンマイ 1 1が u る ¾度¾締められると、 Π弧状枠休が ffi 1 2に対してすべることによってゼ ンマイ 1 1が¾き過ぎ状態になることを防 1,ヒするように構成される。
制励ケース 1 4の収容 IH1部 1 4 aには、 シリコーンオイル等で ^成される流動 物贾1 6が充埃されている。 .ヒ 制動板 1 5は、 流動物質 1 6中において问 !|£す るとき、 制動板 1 5と流動物質 1 6との問の流休一固体問の流動 (粘性) 抵抗に 起因する所定の回 抵抗を受けるように構成されている。 流她物質 1 6は、 .1二記 制動ケース 1 4と、 ^雜 1 2の細 1 2 dとによって外部から密閉された空^内 に充填されている。擁 1 2の底 iU 2 dと制動板 1 5の屮心侧の丧而との ίΚ]に はリング状のパッキン等で槠成されるシール材 1 7が介挿され、 このシール材は、 流動物質 1 6が制動板 1 5と卷芯 1 0との接続部分に漏出することを防止して いる。
木 ¾施形態では、 図 2に示すように上 ゼンマイ 1 1、 香銪 1 2及び番雜^ 1 3を 成要尜とする駆動力 ¾嵇部 1 O Aと、 香箱 1 2、 制励ケース 1 4、 制励板 1 5、 流動物質 1 6及びシール材丄 7を構成要素とする制動部 1 0 Bとが設けら れている。
本¾施形態においては、 卷芯 1 0と ^施 1 2とを朴 I対的に [—Dl feさせることによ つてゼンマイ 1 1を卷締めることができる。巻締められたゼンマイ 1 1は 1 ェ ネルギーを¾祯し、 卷芯 1 0と 2のいずれか -方の部材が解放されること によって、 解放された部材は^締め ίΰ』とは逆ノ J向に冋 !1 する。 このとき、 この M fe励作とともに、 卷芯 1 0に対して ti!lfeゾ i向に接合された制勋板 1 5と、 杏銪 1 2及びこれに i 合 l ^された制動ケース 1 4とが相対的に するので、 制動 板 1 5と^ ffi 1 2及び制動ケース 1 4との ! に流¾物 1 6を介した回 fe抵抗 が允'にする。 この 抵抗は、 通' 、 度とともに fi imこ 加するため、 M
'I!ム の ' を抑制するように作川する。
ゼンマイ 1 1は、 香箱 1 2及び香箱蓋 1 3によって密閉されているので、 ゼン マイ収容部内にゴミが侵入しにくくなるため、 ゼンマイ 1 1の長寿命化を図るこ とができる。 また、 ゼンマイ 1 1の動作を円滑にし耐久性を高めるために、 高粘 度のグリースをゼンマイ 1 1に付着させる場合があるが、 この場合には、 ゼンマ ィ収容部が密閉されているので、 グリースの漏出を防止できる。
, また、 巻芯 1 0は香箱 1 2の中央孔部 1 2 bによって回転自在に軸支されてい るが、 この卷芯 1 0の軸支部分は、 ゼンマイ 1 1の内端 1 1 aに取り付けられた 卷芯 1 0の取付部 1 0 aよりも卷芯 1 0の軸線側の位置に設けられているので、 巻芯 1 0が駆動トルクを受ける位置よりも軸支部分の方が径方向に見て小径の 位置にあることになるため、 当該軸支部分の摩擦抵抗などの軸受負荷を低減する ことができ、 ゼンマイ 1 1の駆動力を効率的に出力することが可能になる。 すな わち、 ゼンマイ 1 1の駆動力は、 卷芯 1 0の軸受部分よりも外周側に加わるので 卷芯 1 0が回転されやすくなるため、 当該駆動力を効率的に卷芯 1 0の回転力に 変換することができる。' · 本実施形態では、 香箱 1 2と制動ケース 1 4とが取り付けられることによって 制動板 1 5を収容する空間(制動体収容部)が構成されるようになっているため、 細かな部品や複雑な構造を設けることなく、 部品点数を最小限に押えた、 きわめ て簡単な構造とすることができるので、 部品コスト及び組立コストを低減し、 製 造コストを低減することができる。 さらに、 上記構造によって、 薄型化が容易に なり、 全体的にコンパクトに構成することができる。
また、 巻芯 1 0と制動板 1 5とが別体に構成されているので、 組立が容易であ り、 部品の加工も容易になる。 さらに、 制 板 1 5が香箱 1 2の中央孔部 1 2 b によって軸支されているとともに、 制動ケース 1' 4もまた香箱 1 2に嵌合するよ うに構成されているので、香箱 1 2を中心として各部品を精度良く組み立てるこ とができる。
制動ケース 1 4は縁付の皿状に形成され、 その外周部が軸線方向に立ち上がつ た構造を有し、 当該外周部が香 1 2に嵌合するように構成されているため、 流 動物質 1 6を充填しやすく、 また、 流動物質 1 6が漏洩しにくい。
また、 制動板 1 5に開口部 1 5 dを形成したことによって、 制動ケース 1 4に
流動物質 1 6を充填した後、 開口部 1 5 dを流動物質 1 6が通過できることから 流動物質 1 6中に制動板 1 5を浸漬しゃすくなるとともに、 開口部 1 5 dが形成 されていることによって制動板 1 5と流動物質 1 6との間に発生する回転抵抗 を高めることができる。
本実施形態のゼンマィ機構においては、 例えば上記回転操作溝 1 0 cに工具な どを係合させて出力歯車 1 8と香箱 1 2とを相対的に回転させることによりゼ ンマイ 1 1を或る程度巻き上げた状態とし、 この卷き上げ状態を上記回転操作溝 1 0 cによって保持した状態で、 出力歯車 1 8を他の歯車やラックなどに係合さ せることによって、.各種機器などに簡単に接続したり組み込んだりすることがで きる。
[第 2実施形態] .
次に、図 3及び図 4を参照して本発明に係るゼンマイ機構の第 2実施形態につ いて説明する。 この実施形態では、 上記第 1実施形態と同様のゼンマイ 2 1、 香. 箱蓋 2 3及び出力歯車 2 8を備えているので、 これらの説明は省略する。 ; 本実施形態においては、 香箱 2 2が上部及び下部のいずれにおいても開放され た筒状に構成され、 第 1実施形態と同様にゼンマイ 2 1の外端 2 1 bが接続され ている。 また、 香箱 2 2の上部に香箱蓋 2 3が取り付けられ、 この香箱 2 2の下 部に制動上ケース 24 Aが嵌合 (圧入) 固定されることにより、 ゼンマイ収容部 が密閉されている。 .
回転部材である卷芯 2 0は香箱蓋 2 3の中央孔部 2 3 aと、 上記制動上ケース 2 4 Aの中央孔部 2 4 aとによって回転自在に軸支され、 その取付部 2 0 aにゼ ンマイ 2 1の内端 2 1 aが接続されている。卷芯 2 0の上端には第 1実施形態と 同様の回転操作溝 2 0 cが形成され、 卷芯 2 0の下端には、 回転方向に凹凸形状 を有する凹凸接合部 2 O bが形成されている。 この凹凸接合部 2 O bには制動板 2 5の凹凸接合部 2 5 bが嵌合し、 卷芯 2 0と制動板 2 5とを回転方向に係合さ せている。本実施形態では、 卷芯 2 0の凹凸接合部 2 O bが制動上ケース 2 4 A の中央孔部 2 4 aに対して回転自在に軸支され、 この凹凸接合部 2 O bの内側に 上記制動板 2 5の凹凸接合部 2 5 bが嵌合するように構成されている。香箱 2 2 と制動上ケース 2 4 Aとは相互に嵌合 (圧入) 固定される。
制動部は、 上記制動上ケース 2 4 Aと、 この制動上ケース 2 4 Aに嵌合するよ うに構成された制動下ケース 2 4 Bとによって構成された制動体収容部内に制 動板 2 5が収容された構造を有している。 制動板 2 5は中央凸部 2 5 aを備え、 この中央凸部 2 5 aに上記凹凸接合部 2 5 bが形成されている。 中央凸部 2 5 a の裏面側には凹部 2 5 cが形成され、 この凹部 2 5 cには制動下ケース 2 4 Bに 設けられた中央凸部 2 4 bが摺動可能に揷人されている。 中央凸部 2 5 aの周囲 には環状溝 2 5 dが形成され、 この環状溝 2 5 dには、 制動板 2 5と制動上ケー ス 2 4 Aとの間を密封するリング状のパヅキン等で構成されたシール材 2 7が 装着されている。 また、 制動体収容部内には、 第 1実施形態と同様の流動物質 2 6が収容されている。
この実施形態では、 図 4に示すように、 卷芯 2 0、 ゼンマイ 2 1、 香箱 2 2及 び香箱蓋' 2 3を構成要素とする駆動力蓄積部 2 O Aと、: '制動板 2 5、.制動上ケ一 ス 2 4 A、 制動下ケース 2 4 B、 流動物質 2 6及びシール材 2. 7を構成要素とす る制動部 2 0 Bとが設けられている。 ここで、 制動部 2 0 Bは、 制動板 2 5、 制 動上ケース 2 4 A、 制動下ケース 2 4 B、 流動物質 2 6及びシール材 2 7によつ てユニット化されて'いるので、 予め制動部 2 0 Bを完全に組み立ててから、 駆動 力蓄積部やその部品と接続することが可能になり、 その結果、 組立工程において 制動部の保管が容易になったり、 制動部から流動物質 2 6·が漏出しにくくなつた り、 また、 予め複数の制動特性を有する制動部を用意しておくことができたりす 'るなど、 部品の取り扱いや管理が容易になる。
より具体的には、 本実施形態においては、 完成された制動部 2 0 Bに対して、 卷芯 2 0、 ゼンマイ 2 1及び香箱 2 2 (これらに加えて、 香箱蓋 2· 3や出力歯車 2 8を予め組み込んでおいてもよい。 ) の組立体を接続することができる。 した がって、 駆動力蓄積部 2 0 A.と制動部 2 0 Bとを並行して組み立てた後に、 相互 に接続してゼンマイ機構を完成させることが可能になる。 ' 本実施形態において、 香箱 2 2と制動上ケース 2 4 Aとの間には、 それらの外 周領域に環状の溝 2 0 dが形成されているので、 この溝 2 0 dにマイナス型ドラ ィバーなどの工具や冶具の先端を挿入してこじ開けるようにして、 相互に嵌合固 定された香箱 2 2と制動上ケース 2 4 Aとを離反させることが可能になる。 した
がって、 製造工程中或いは製造後において、 駆動力蓄積部 2 O Aと制動部 2 0 B とを分離させ、 駆動力蓄積部 2 O Aと制動部 2 0 Bのいずれか一方を交換したり、 或いは、 駆動力蓄積部 2 O Aの内部を修理したりする場合に、 作業を容易に行う ことが可能になる。 ' ' [出力手段の構成例]
次に、 図 5乃至図 8を参照して、 上記第 1及び第 2実施形態並びに後述する各 実施形態に適用することが可能な出力手段の構成例について説明する。 図 5に示 す出力手段は上記実施形態よりも軸線方向の長さが短い薄肉の出力歯車 1 '8 A であり、 図, 6に示す出力手段は上記実施形態よりも軸線方向の長さが長い厚肉の 出力歯車 1 8 Bであり、 図 7に示す出力手段は上記実施形態よりも径寸法が大き い大径の出力歯車 1 8 Cである。 いずれの出力歯車も上記実施形態のものの代わ りに用いることができ、 或いは、 相互に容易に交換することができるなど、 出力 "手段の厚さゃ径が駆動力蓄積部や制動部によつて制限されることがなく、 出力手 ' 段の形状的な自由度を確保することができる。 なお、 いずれの出力手段も回転部 材である卷芯 1 0に取り付けられているが、 この卷芯 1 0の形状 (長さゃ径) を 各出力手段に適合するように個々に構成してもよく、 逆に、 各出力手段を共通の 卷芯 1 0に適合するように構成してもよい。
上記の各出力歯車を備えた実施形態では、 香箱 1 2, 2 2を固定し、 出力歯車 を入出力軸として用いる場合に適した構造になっている。例えば、 車載用の引き 出しの自動繰り出し機構に本実施形態を適用した場合には、 引き出しに設けられ た図示しないラックに出力歯車を係合させ、 引き出しを押し込むと出力歯車及び 卷芯が回転してゼンマイが卷締められ、 図示しないロック機構によって引き出し が停止されるように構成される。 また、 引き出しを軽く押し込むとロック機構が 解除され、 引き出しは、 ゼンマイが発生する回転エネルギーによって回転駆動さ れる出力歯車により、 制動下にて自動的に繰り出すように構成される。
また、 図 8に示す出力手段は、 卷芯 1 0に取り付けられた円筒部材 1 8 Dと、 この円筒部材 1 8 Dの外周面に取り付けられた可撓性の帯材 1 9とを有してい る。 この出力手段は、 巻芯 1 0とともに円筒部材 1 8 Dが回転すると、 帯材 1 9 が卷き取られるように構成されている。 したがって、 帯材 1 9の先端に他の部材
を取り付けておくことにより、 当該他の部材をゼンマイ機構によって直線的に動 作させることが可能になる。 例えば、 帯材 1 9の先端を引き出しに接続しておぐ ことによって、 引き出しを押し込むことによってゼンマイが巻締められ、 図示し ないロック機構にてロックされ、 また、 このロック機構を解除すると、 引き出し が解放されることによってゼンマイの駆動力に基づき、 制動部の制動力を受けな がら引き出しがゆつく りと引き出されるように構成できる。
[第 3実施形態] · 次に、 図 9を参照して本発明に係る第 3実施形態に.ついて説明する。 この実施 形態では、 第.1実施形態と同様のゼンマイ 3 1、 香箱 3 2及び香箱蓋 ·3 3を備え ている。 この実施形態では、 上記第 1実施形態と同一部分の説明は省略する。 巻芯 3 0は、 基本的には'第 1実施形態及び第 2実施形態と崗様であるものの、 • その下端部には上記の凹凸接合部の代わりに嵌合凸部 3 O bが形成されている。 制動板 3 5には中央凸部 3 5 aが形成され、 この中央凸部 3 5 aの上端部には、 上記嵌合'凸部 3 O bに締代を持って嵌合するように櫞成された嵌合凹部 3 5 b が形成されている。嵌合凸部 3 O bと嵌合凹部 3 5 bとは相互に圧入され、 卷芯 3 0と制動板 3 5·とを固定している。 なお、 制動板 3 5.の中央凸部 3 5 aの外周 部と香箱 3 2の中央孔部 3 2 bとの間には、 両者が接触しないように僅かな隙間 が形成されている。 ま.た、 制動ケース 3 4には制動板 3 5に係合する中央凸部は 形成されていない。
. 本実施形態では、 卷芯 3 0と制動板 3 5とが圧入によって一体的に接合され、 卷芯 3 0が香箱 3 2によって軸支されているので、 制動ケース 3 4と制動板 3 5 との間の案内構造を設ける必要がないなどの理由により、 各部品間の組立精度の 要求水準が緩和され、 容易に組み立てることができる。 また、 制動板 3 5が直接 軸受されていない め、 その軸受抵抗を低減することができ.、 よりスムーズに動 作させることが可能になる。
[第 4実施形態]
次に、 図 1 0及び図 1 1を参照して、 本発明に係る第 4実施形態について説明 する。 この実施形態の基本構造は上記第 2実施形態と同様であり、 卷芯 4 0、 ゼ ンマイ 4 1、香箱 4 2、香箱蓋 4 3、制動上ケース 4 4 A、制動下ケース 4 4 B、
流動物質 4 6、 シール材 4 7、 出力歯車 4 8は第 2実施形態のものと同様である ので、 それらの説明は省略する。
本実施形態においては、 制動上ケース 4 4 Aと制動下ケース 4 4 Bとによって 構成され.る制動体収容部内に流動物質 4 6が充填され、 この流動物質 4 6内に、 上記卷芯 4 0と接続された中央制動部材 4 5と、 この中央制動部材 4 5に嵌合さ れた外周制動板 4 9とが配置されている。 中央制動部材 4 5には、 中央凸部 4 5 aと、 この中央 ώ部 4 5 a上に形成され、 卷芯 4 0の凹凸接合部 4 0 bに対して 回転方向に係合する凹凸接合部 4 5 bと、 制動下ケース 4 4 Bの中央凸部 4 4 b に嵌合し軸支される凹部 4 5 cと、 中央 ώ部 4 5 aの周囲に形成された、 ·シール 材 4 7を収容する環状の凹部 4 5 dと、 外周部に形成された段差面 4 5 e , 4 5 f とが設けられている。 ·
中央制動部材 4 5の段差面 4 5 e , 4 5 fには、 図 1 1にも示す外周制動板 4 9が嵌合固定されている。 .外周制動板 4 9は弾性を有する素材、 例えばステン'レ ス鋼、 バネ鋼などで形成され、 その平面形状は概略リング状であり、 中央開口部 4 9 Aと、 この中央開口部 4 9 Aの開口縁から中心側に突出形成された内周凸部 4 9 Bと、 周回方向の一部にてリング形状を切断するように形成されたスリット 4 9 Cとを備えている。 外周制動板 4 9の上記内周凸部 4 9 Bは、 上記中央制動 部材 4 5の段差面 4 5 'eに対して弹性的に圧接され、 また、 中央開口部 4 9 Aの 開口縁は、 上記中央制動部材 4 5の段差面 4 5 Πこ対して弹性的に圧接されてい る。 段差面 4 5 eは垂直方向に対して下方に向けて縮径するようにやや傾斜し、 段差面 4 5 f はほぼ水平に構成されている。 このため、 外周制動板 4 9の中央開 口部 4 9 Aに下方から中央制動部材 4 5を圧入させることによって、 スナヅプ的 に中央開口部 4 9 A内に中央制動部材 4 5の段差面 4 5 eが嵌合し、 この段差面 4 5 eの傾斜によって当該嵌合状態が保持されるとと.もに、 中央開口部 4 9 Aの 開口縁が下方の段差面 4 5 f に押し付けられる。
こ.の実施形態では、 ゼンマイ 4 1の駆動力によって巻芯 4 0が回転している場 合や、 出力手段である出力歯車 4 8を介して加えられる外部力がある程度以下の 値である場合には、 中央制動部材 4 5と外周制動板 4 9とが上記の弹性的な嵌合 部分の摩擦力 (静止摩擦) によって一体に回転し、 所定の制動力を生み出すよう
になっている。 一方、 卷芯 4 0に加えられる外部力が過大になったり、 或いは、 温度の低下によって流動物質 4 6の粘性が低下するなどによって制動力が大き くなつたりした場合に、 中央制動部材 4 5と外周制動板 4 9との間に静止摩擦力 を越える力が加わると、 中央制動部材 4 5と外周制動板 4 9とが相互に滑り、 中 央制動部材 4 5が動摩擦力を受けて回転するようになるので、 制動部の制動力が 小さくなる。したがって、外部から過大な力がゼンマイ機構に加えられた場合や、 温度低下によって流動物質 4 6の粘性が高まり、 制動力が過大になった場合など において、 制動部ゃ卷芯 4 0などが損傷を受けたり破壊されたりすることを防止 できる。
なお、 本実施形態のようなスリツプ手段は、 例えば、 卷芯などの回転部材と、 制動板などの制動体との接続部分に設けてもよい。 また、 本実施形態のよゔなス リ 'ップ手段ではなく、 ゼンマイの巻き上げ方向にのみ回転伝達が解除されるよゔ に構成されたクラッチ手段を、'本実施形態のスリップ手段の代わ'り-に設けてもよ く、 或いは、 上記のように回転部材と制動体との接続部分に設けてもよい。 この ク ツチ手段は、 ゼンマイ巻き上げ時に加わる外力が過大なものとなった場合に 制動部の損傷や破壊を防止することができる上で上記スリップ手段とほぼ同様 の効果が得られるものである。
[第 5実施形態]
次に、図 1 2及び図 1 3を参照して本発明に係る第 5実施形態について説明す る。 この実施形態では、 第 1実施形態と同様の卷芯 5 0、 ゼンマイ 5 1、 香箱 5 2、 制動ケース 5 4、 制動板 5 5及び出力歯車 5 8を有しているので、 これらの 説明は省略する。
本実施形態においては、 香箱 5 2の上部に装着された香箱蓋 5 3に、 巻芯 1 0 の軸線を中心とする所定半径の円弧に沿って複数の係合孔(穴であってもよい。) 5 3 bが形成されている。係合孔 5 3 bは、 出力歯車 5 8の歯 5 8 aの形成位置 と同じ径の円弧に沿って配列されている。 '
また、 上記係合孔 5 3 bに挿入可能な先端部 5 9 aを備えた規制ピン 5 9が設 けられている。 この規制ピン 5 9には、 上記出力歯車 5 8の隣接する一対の歯 5 8 aに共に係合し得る径を備えた頭部 5 9 bが形成されている。 図 1 3に示すよ
うに、 規制ピン 5 9の先端部 5 9 aを、 ω刀歯車 5 8の歯 5 8 aを避けるように して香箱蓋 5 3に設けられた上記係合孔 5 3 bの一つに挿入すると、 図 1 2に示 すように、 規制ピン 5 9の頭部 5 9 bが隣接する一対の歯 5 8 aの端面上に当接 ' した状態で支持された状態となる。 この状態では、 規制ピン 5 9によって出力歯 車 5 8の回転が妨げられる。
本実施形態では、 上記規制ピン 5 9によって出力歯車 5 8の回転を妨げること ができるので、 ゼンマイ 5 1を適宜に巻締めた状態で上記規制ピン 5 9を装着す ることによって、 ゼンマイ 5 1の卷締め状態を保持することができる。 また、 規 制ピン 5 9を挿入する係合孔 5 3 bは複数箇所に設けられているので、 出力歯車 5 8に対して複数の規制位置 (駆動力蓄積部を基準とした位置) にて回転規制を 行うことが可能になり、 ゼンマイ 5 1の異なる複数の卷締め状態を保持すること が可能になる。例えば、 係合孔 5 3 bを出力歯車 5 8の歯 5 8 aの形成どヅチと , は異なる周期で複数形成することによって、規制ピン 5 , 9'に'よつて保持されるゼ ンマイ 5 1の卷締め状態を適宜に調整することが可能になる。
[第 6実施形態]
次に、 図 1 4及び図 1 5を参照して、 本発明に係る第 6実施形態について説明 する。 この実施形態では、'第 1実施形態と同様の卷芯 6 0、 ゼンマイ 6 1、 香箱 6 2、 制動ケース 6 4、 制動板 6 5及び出力歯車 6 8を有しているので、 これら の説明は省略する。' .
この実施形態では、 香箱蓋 6 3の上面に複数の係合穴 (孔でもよい。 ) 6 3 c が形成され、 また、 制動ケース 6 4の表面にも係合穴 6 4 cが形成されている。 ここで、 係合穴 6 3 cと係合穴 6 4 cは相互に対応した位置に形成されており、 これらの係,合穴 6 3 c , 6 4 cには規制部材 6 9の係合突起 6 9 a , 6 9 bが係 合するようになつている。 規制部材 6 9は全体として略コ字状に形成され、 上端 部に上記出力歯車 6 8の歯 6 8 aを規制する規制部 6 9 cが設けられている。 規制部材 6 9を上記のようにして香箱蓋 6 3と制動ケース 6 4に係合させる と、 規制部 6 9 cが出力歯車 6 8を規制し、 その回転を妨げるように構成されて いる。 この場合にも、 上記第 5実施形態と同様に、 出力歯車 6 8に対して複数の 規制位置 (駆動力蓄積部を基準とした位置) に.て回転規制を行うことが可能にな
' り、ゼンマイ 6 1の異なる複数の巻締め状態を保持することが可能になる。特に、 本実施形態では、 規制部材 6 9を駆動力蓄積部や制動部の異なる複数箇所 (2箇 所) に係合させた状態で、 出力部材 6 8に係合し規制しているので、 規制部材 6 9の位置決めがより確実に行えるようになり、 より確実にゼンマイの卷締め状態 を保持することが可能になる。 "
[第 7実施形態]
次に、 図 1 6及び図 1 7を参照して、 本発明に係る第 6実施形態について説明 する。 この実施形態では、 第 1実施形態と同様の卷芯 7 0、 ゼンマイ 7 1、 香箱 ■7 2、 制動ケース 7 4、 制動板 7 5及び出力歯車 7 8を有しているので、 これら の説明は省略する。 ' この実施形態では、 香箱蓋 7 3の上面に複数の係合孔 (穴でもよい。 ) ' 7 3 c が形成されている。 これらの係合孔 7 3 cは、 いずれも出力歯車 7 8の外周側に 配置されている。'また、 係合孔 7 3 cに挿入可能な先端部 7 '9 aと、 .拡径'した頭 部 7 9 bとを備えた規制ピン' 7 9 Aが設けられ、 この規制ピン 7 9 Aを揷通可能 な揷通孔 7 9 cと、 卷芯 7 0の上端に設けられた回転操作溝 7 0 cに係合する係 合 ώ部 7 9 dとを備えた規制レバー 7 9 Bが設けられている。
上記規制ピン 7 9 Aと規制レバー 7 9 Bは、 図' 1 6に.示すように、 規制ピン 7 9 Aを規制レバー 7 9 Bの揷通孔 7 9 cに揷通させ、 その頭部 7 9 bを規制レバ —7 9 Bに係合させた状態で、 規制ピン 7 9 Aの先端部 7 9 aを香箱蓋 7 3の係 合孔 7 3 cに挿入し、 規制レバ一 7 9 Bの係合凸部 7 9 dを卷芯 7 0の回転操作 溝 7 0 cに係合させることによって、 卷芯 7 0の回転を規制することができ、 し たがって、 ゼンマイ 7 1を適宜の卷締め状態に保持することが可能になる。 上述の第 5実施形態乃至第 Ί実施形態においては、 上記のゼン ィ機構を各種 装置の内部にセットする場合、 予め回転操作溝を用いるなどしてゼンマイを卷締 めた後、 上記.の規制手段によってその卷締め状態を保持し、 装置内部にゼンマイ 機構をセットする際に規制手段を取り外したり、 規制状態を解除したりすること が好ましい。 このようにすれば、 装置内部にセットする際におけるゼンマイ機構 のトルク設定のばらつきを低減することができ、 セット作業を容易に行うことが 可能になる。 '
[巻芯の形状例] .
次に、 図 1 8を参照して、 上記各実施形態及び後述する各実施形態において用 いることの可能な卷芯の形状例について説明する。 図 1 8は卷芯 1 0の平面図で ある。以下の説明では上記第 1実施形態のゼンマイ機構に対応するものとして説 明するが、 この卷芯は他の実施形態でも同様に用いることができる。
巻芯 1 0は、 ゼンマイ 1 1の内端 1 l aに係合する取付部 1 0 &が凹部1 0 E を設けることによりフック状 (爪状) に突設され、 この取付部 1 0 aからゼンマ ィ 1 1の渦巻き形状に沿って (例えば図示のようにゼンマイ 1 1が内端 1 1 aか ら反時計周りに伸びるように形成されている場合には、 反時計周りに) 徐々に外 径が増加する形状の外周面 1 0 Dを備えている。 この外周面 1 0 Dの形状例とし ては、 アルキメデスの渦巻き形状 (等角螺旋 r = a 0 ; rは半径、 aは任意の定 '数、 0は角度) が挙げられる。 このような外周面 1 0.D'を設けることによって、 ゼンマイ 1 1の変形が円滑に行われ、 スムーズな駆動特性が得られる。
[第 8実施形態]
次に、 図 1 9を参照して、 本発明に係る第 8実施形態について説明する。 この 実施形態において、 卷芯 8 0、 ゼンマイ 8 1、 香箱 8 2、 香箱蓋 8 3、 制動板 8 5、·流動物質 8 6、 シール材 8 7、 出力歯車 8 8は基本的に上記第 1実施形態と 同様であるので、 それらの説明は省略する。 '
, この実施形態においては、 制動 ース 8 4は上記各実施形態とは異なり、 .図 1 9に示すように外周に突出した筒部 8 4 cを備えており、 この筒部 8 4 cの内部 をビス トン 8 9 Aが摺動可能に配置されている。 ピス トン 8 9 Aは筒部 8 4 cの 外端に固定された閉鎖栓 8 9 Bに螺合され、 ピストン 8 9 Aを回転させることに よって、 ピストン 8 9 Aを筒部 8 4 cの軸線方向に進退させることができるよう になっている。 また、 ピストン 8 9 Aには止ナヅト 8 9 Cが螺 され、 この止め ナッ ト 8 9 Cによってピストン 8 9 Aが制動ケース 8 4の内部へ入り込むこと を防止するようになっている。
制動ケース 8 4の内部には制動板 8 5の上下に亘り流動物質 8 6が充填され ており、 '流動物質 8 6を収容する空間 (制動体収容部) の容積は、 ピス トン 8 9 Aが筒部 8 4 c内を進退することによって増減する。 その結果、 制動板 8 5の表
面に対する流動物質 8 6の接触面積を増減させることができるようになるので、 ピストン 8 9 . Aを操作することによって卷芯 8 0に与える制動力を調整するこ · .とが可能になる。 より具体的には、 図示の状態からピストン 8 9 Aを制動ケース 8 4の外側へ引き出すと制動体収容部の容積が増大するので、 流動物質 8 6と制 動板 8 5との接触面積は低下し、 制動板 8 5の回転抵抗が小さくなるから、 制動 力は低下する。逆に、 ピストン 8 9 Aが引き出された状態から図示のようにビス ' トン 8 9 Aを内部に押し込むことにより、 制動体収容部の容積が低減されるので、 流動物質 8 6と制動板 8 5との接触面積が大きくなり、 制動力は増大する。
[第 9実施形態]
次に、 図 2 0を参照して本発明に係る第 9実施形態について説明する。 この実 施形態では、卷芯 9 0、'ゼンマイ 9 1、香箱 9 2、香箱蓋 9 3、制動ケース 9 4、 制動体 9 5及び流動物質 9. 6は上記第 1実施形態と基本的に同様であるので、 そ れらの説明は省略する。 : ' ' ' '
本実施形態は第 1実施形態と同様の各部材を備えているが、' '本実施形態では、 上記のシ一ル材が香箱 9 2と制動体 9 5との間に配置されていない。香箱 9 2の 底面 9 2 dには、 中央孔部 9 2 bの側に向けて、 制動板 9 5の表面から離反する ように上方へ引き込まれる'ように形成された表面を有する凹入部 9 2 eが設け られている。そして、制動体 9 5の表面と香箱 9 2の底面 9 2 dとの間の間隔が、 卷芯 9 0と制動体 9 5との接続部分側に向けて、 すなわち、 凹入部' 9 2 eと制動 板 9 5の中央部近傍の表面との間に向けて徐々に広がるように構成されている。 より具体的には、 制動体収容部において、 上記凹入部 9 2 eが設けられている ことによって、 制動板 9 5の上面と、 底面 9 2 dとの間隔が内周側において広が つている。底面 9 2 dと制動板 9 5とは、 制動板 9 5のうち中央部分を除いた部 分である制動作用部が配置される領域ではほぼ一定の間隔を有し、 流動物質 9 6 は制動板 9 5の制動作用部の上下に接するように充填されているが、制動板 9 5 の中央部分 ©周囲には存在しない。 流動物質 9 6は、 その表面張力によって間隔 の小さい上記制動作用部に限定して配置され、 間隔が広がった凹入部 9 2 eと制 動板 9 5の中央部近傍の表面との間には侵入しないように構成されている。
本実施形態では、 上述のように、 凹入部 9 2 eを設けることによって流動物質
9 6が制動板 9 5の中心部分に侵入しにくい構造となっているため、 パヅキンな どのシール材ゃシールのための複雑な構造が不要となり、 これらのシール材ゃシ ール構造に起因する無駄な回転抵抗(回転速度の変動を抑制する効果のない抵抗 成分) を抑制することができるとともに制動部の構造を簡単に構成することがで きる。
なお、 本実施形態のような流動物質の表面張力を利用したシール方法は、 本明 細書に記載された全ての実施形態においても適用することができる。 ただし、 流 ' 動物質の表面張力による漏れ防止効果は、 流動物質の粘性があまり高くない場合 に有効である。上記の流動物質 9 6の粘性が高いとその表面張力による作用が弱 くなるので、 流動物質 9 6が香箱 9 2の底面に沿って卷芯 9 0側に漏洩する可能 性が出てくることから、 'このような場合にはパッキン等のシール材を装着するこ とによって流動物質漏れを防止することが好ましい。
[第 1 0実施形態] · '
次に、図 2 1及び図 2 2を参照して本発明に係る第 1 0実施形態について説明 する。 この実施形態では、 第 1実施形態と同様に構成された、 卷芯 1 0 0、 ゼン マイ 1 0 1、 制動ケ ス 1 0 4 S 制動板 1 0 5、 流動物質 1 0 6、 シール材1 0 '7及び出力歯車 1 0 8を有しているので、 これらの説明は省略する。' , · . ' 本実施形態では、'香箱 1 0 2と、 この香箱 1 0 2に接続される香箱蓋 1 0 3に それぞれ外周側に張り出したフランジ部 1 0 2 s , 1 0 3 sが相互に重なるよう に設けられている。''そして、フランジ部 1 0 2 sには揷通孔 1 0 2七が形成され、 フランジ部 1 0 '3 sには、 挿通孔 1 0 2七に揷逋された 付孔部 1 0 3七が形成 されている。 この取付孔部 1 0 3七は、 図示しない各種機器に対してボルトや固 定ねじなどを用いて固定するために用いられる。
本実施形態では、 駆動力蓄積部を構成す'る香箱 1 0 2及び香箱蓋 1 0 3と一体 に構成された取付孔部 1 0 3 tによって他部材ゃ各種機 # などに取り付けられ るように構成されているが、 これらの香箱 1 0 2や香箱蓋 1 0 3はゼンマイ機構 のうち最も大きな力が加わる部分であるので、 本来的に高い剛性を有する素材で 構成されていることから、 確実かつ高剛性にゼンマイ機構を取り付けることがで きる。 特に、 取付孔部 1 0 3 tを有する部分においては、 香箱 1 0 2のフランジ'
部 1 0 2 sと、 香箱蓋 1 0 3のフランジ邵 1 0 3 sとが相互に重なるように構成 されているので、 より高い剛性を得られるようになつている。
また、 本実施形態は、 その駆動力蓄積部が他の部材ゃ各種機器に取り付けられ るように構成されているので、 他の部材ゃ各種機器に対する駆動力蓄積部の取付 姿勢を常に一定にすることができる。 したがって、 例えばゼンマイ 1 0 1の卷締 め状態を所定状態に設定して機器などに組み込む場合、 ゼンマイ 1 0 1を含む駆 動力蓄積部が一定姿勢で取り付けられることにより、 組み込み状態におけるゼン マィの卷締め状態のばらっきを低減することができる。
' [第 1 1実施形態] '
次に、 図 2 3を参'照して本発明に係る第 1 1実施形態について説明する。'この 実施形態では、 第 1 0'実施形態とほぼ同様に構成された、 巻芯 1 1 .0、 ゼンマイ 1 1 1、 香箱 1 1 2、 香箱蓋 1 1 3、 制動ケース 1 1 4、 制動板 1 1 5、.流動物 質 1 1 6、 シール材 1 1 7及び出力歯車 1 1 8を備えているので、 それらの説明 ■ は省略する。 ' . ■ 本実施形態では、 香箱蓋 1 1 3に設けられたフランジ部 1 1 3の一部が上方へ 向けて伸び、 断面略コ字状の保持枠部 1 1 3 uとなっている。 この'保持枠部 1 1 ' 3 uの内側には、 上記出力歯車 1 1 8と嚙合したラック 1 1 9が収容され、 保持 枠部 1 1 3 uによって図の紙面と直交する方向に移動可能に案内されている。 ' この実施形態において、 ラック 1 1 9を図の紙面と直交する方向に移動させる と、 出力歯車 1 1 8が回転し、 卷芯 1 1 0を介してゼンマイ .1 1 1を卷締めるこ .とができる。 また、'ゼンマイ 1 1 1が卷締められた状態では、 卷芯 1 1 0を介し て出力歯車 1 1 8が回転駆動され、 ラック 1 1 9が図の紙面と直交する方向に移 動するようになっている。 すなわち、 本実施形態はラックとピニオンを備えてお り、 そのままの構成で直動型のゼンマイモジュ一ルとして他の製品や部品等に組 み込むことが可能である。
[第 1 2実施形態]
図 2 4には、 本発明に係る第 1 2実施形態の断面図を示し、 図 2 5には、 第 1 実施形態におけるゼンマイケース (香箱) 内へのゼンマイセット状態を表わす平 面図を示し、 図 2 6には、 第 1 2実施形態のゼンマイ機構を機材に組込んだ状態
の組立断面図を示し、 図 2 7はその平面図を示す。
本実施形態においては、 中心部材を構成する軸状の卷芯 1 2 0と、 巻芯 1 2 0 のゼンマイ取付部 1 2 0 aに角穴状の内端取付部 1 2 1 aが接続された渦巻状 のゼンマイ 1 2 1と、 ゼンマイ 1 2 1を収容するゼンマイケースを構成する香箱 1 2 2及び香箱蓋 1 2 3を備えている。香箱 1 2 2及び香箱蓋 1 2 3は一体に回 転するように構成されているとともに上記巻芯 1 2 0を軸支し、 ゼンマイ 1 2 1 は、 香箱 1 2 2及び香箱蓋 1 2 3によって密封されている。 また、 ゼンマイ 1 2 1の外端 i 2 1 bは香箱 1 2 2の内周に設けた切欠き部 1 2 2 aと係合し、 回転 規制されている。 さらに、 卷芯 1 2 0は、 香箱 1 2 2の中央孔部 1 2' 2 bと、 香 箱蓋 1 2 3の中央孔部 1 2 3 aにより、 回転可能に接した状態で軸支されている c また、 巻芯 1 2 0の係合部 1 2 0 bと制動ケース 1 4の係合穴部 1 2 4 aとは、 回転規制された状態で圧入'固定されている。
香箱 1 2 2の下端部には、 下方かち皿状の制動ケース' 1 2 4が香箱 1 2 2の外 周に出ている制動羽部 1 2 2 cを包み'这むように張り出している。香箱 1 2 2の 香箱底面 1 2 2 dと制動ケース 1 2 4の収容凹部 1 2 4 bの間にはオイル等の 流動物質 1 2 5が充填されている。上記香箱 1 2 2の制動羽部 1. 2 2 c及び香箱 底面 1 2 2 dは、 流動物質 1 2 5中において回転するとき、 制動羽部 1' 2 2. c , ' 香箱底面.1 2 2 dと制動ケース 1 2 4の収容凹部 1 2 4 bと流動物質 1 2 .5と の間の流体一固体間の流動 (粘性) 抵抗に起因する所定の回転抵抗を受けるよう に構成されている。 流動,物質 1 2 5は、 上記制動ケ ス 1 2 4、 香箱底面 1 2 2 d、 及び、 制動ケース蓋 1 2 6によって作られた空間内に充填される。 また、 制 動ケース 1 2 4の外周上部には、 蓋圧入部 1 2 4 cが張出し、 制動ケース蓋 1 2 6が嵌合状態に圧入固定されている。 また、 香箱 1 2 2の制動羽部 1 2 2 cに図 示していない複数の開口穴や、 全周に亘る歯型等を設けることにより、 組立時に おいて制動羽部 1 2 2 cを流動物質 1 2 5中に浸瀆させやすくすることができ るとともに香箱 1 2 2の制動羽部 1 2 2 cと流動物質 1 2 5との間に発生する 回転抵抗を高めるような構成にすることも容易に考えられる。
制動ケース蓋 1 2 6には、 香箱の制動羽部 1 2 2 cとのギヤヅプが内側に向け て徐々に大きくなるように構成された開口部 1 2 6 aを設けている。 これによつ
て、 流動物質 1 2 5は表面張力によって香箱 1 2 2の制動羽部 1 2 2 cと、 制動 ケース蓋 1 2 6との間に構成されるギャップ内に留まり、 制動ケース蓋 1 2 6の 開口部 1 2 6 aの部分に流動物質 1 2 5の界面が配置され、 流動物質 1 2 5は制 動ケース蓋 1 2 6の外側に漏れ出ることのない構成となっている。
また、 '香箱 1 2 2の香箱底面 1 2 2 dの内側に上側長溝 1 2 2 eを設け、 制動 ケース 1 2 4に下側長溝 1 2 4 dを設けることにより、 上記同様の表面張力を発 生させ、 中心側へ流動物質 1 2 5が移動しないように構成されている。 これによ り、 香箱 1 2 2内への流動物質 1 2 5の侵入を防く、ことができる。
香箱蓋 1 2 3には中央に伸びた中央突起部 1 2 3 bが形成されており、 中央突 起部 1 2 3 bには、 歯車 1 2 7 (駆動力伝達手段、 出力部、 出力歯車) が回転親 制された状態で固定されている。 中央突起部 1 2 3 bの上端部には、 マイナス型 ドライバ一等の工具によって係合可能な回転操作溝 1 2 3 cが形成されている。 本実施の形態においては、 卷芯 1 2 0と香箱 1 2 2 'とを'相対的に回転させるこ とによってゼンマイ 1 2 1を卷締めることができる。卷締められたゼンマイ 1 2 1は回転エネルギーを蓄積し、 卷芯 1 2 0と香箱 1 2 2のいずれか一方の部材が 解放きれることによって、 解放された部材は卷締め 向とは逆方向に回転する。 このとき、 この回転動作とともに、 卷芯 1 2 0に対して回転方向に接合された制 動ケ ス 1 2 4と、 香箱 1 2 2とが相対的に回転するので、 制動ケース 1 2 4及 び制動ケース蓋 1 2 6と香箱 1 2 2との間に流動物質 1 2 5を介した回転抵抗 が発生する。 この回転抵抗は、 通常、 回転速度とともに単調に増加するため、 回 転速度の変動を抑制するように作用する。
' 制動ケース 1 2 4は縁付の皿状に形成され、 その外周部が軸線方向に立上がつ た構造を有し、 当該外周部が制動ケース蓋 1 2 6に嵌合するように構成されてい る。制動ケース 1 2 4の皿状になっている形状の外周に沿って制動ケース 1 2 4 内に流動物質 1 2 5を充填してから、 制動羽部 1 2 2 cが制動ケース 1 2 4の外 周部内に配置されるように香箱 1 2 2を卷芯 1 2 0に回転自在に係合させるよ うにして、 組み立てられる。 この組立時においては、 制動ケース.1 2 4の上記皿 状の形状が流動物質 1 2 5を充填しやすくしており、 ま'た、 上記の上側長溝 1 2 2 eや下側長溝 Γ 2 4 d及び制動ケース蓋 1 2 6の形状が流動物質 1 2 5を漏
洩しにくくしている。
上述したように、 本実施形態は、 制動ケース蓋 1 2 6の開口部 1 2 6 aを設け ることにより流動物質 1 2 5が^ i洩しにくい構造となっているため、 パッキンな どのシール部材ゃシールのための複雑な構造が不要となるので、 無駄な回転抵抗 (回転速度の変動を抑制する効果のない抵抗成分) を抑制することができるとと もに構造を簡単に構成することができる。
また、 卷芯 1 2 0、 ゼンマイ 1 2 1及び香箱 1 2 2からなるゼンマイ機構の主 要部において、 ゼンマイ 1 1の卷き過ぎを防止するためのスリツビングアタッチ メ,ントが組み込まれていることが好ましい。 このスリヅビングァ夕ヅチメントと は、 外端にゼンマイとは別の湾曲したパネを設け、 そのバネの香箱 1 2 2に対す る径方向の摩擦力によってゼンマイ 1 '2 1と香箱 1 2 2とを回転方向に接続し た構造である。'通常は'、 '上記摩擦力によって上記パネが香箱 1 2 2の内周面に係 合しているので、 ゼンマイ 1 2 1の外端位置は決まっている。 こ'の場合、 香箱 1 ' 2 2の内周面には上記の切欠き部 1 2 2 aは設けない。 また、 前記摩擦力以上の 負荷をかけるとパネはスリップしゼンマイの卷締めすぎによるゼンマイの破断、 へタリ等の現象を防止することができる。
本実施形態では、 香箱 1 2 2を含む駆動力蓄積部と、 制動羽部 1 2 2 cを含む 制動部とが平面的に重ならない、 異なる位置に配置されているため、 薄型化が容 易であり、 全体的にユンパク卜に構成することがで.きる。 さらに、'上記構造によ' つて、 細かな部品や複雑な構造を ¾けることなく、 部品点数を最小限に押えた、 きわめて簡単な構造とすることができるので、 部品コスト及び組立コストを低減 • し、 製造コストを低減す、ることができる。 '
この実施形態では、 制動ケース 1 2 4を固定し、 歯車 1 2 7を入出力軸として 用いる場合に適した構造となっている。 例えば、 図 2 6は、 第 1 2実施形態のゼ ンマイ機構を機材に組込んだ状態の組立断面図を示し、 図 2 7はその平面図とな つている。 本実施形態のゼンマイ機構 1 3 1の制動ケース 1 2 4は、 板材 1 3 2 の内部に構成された収納部 1 3 3により回転規制された状態で収納されるよう に構成されている。 また、 ゼンマイ機構 1 3 1の制動ケース蓋.1 2 6の上部を押 さえるような状態でケース蓋 1 3 4が板材 1 3 2に入るように構成されている。
ケース蓋 1 3 4は止めねじ 1 3 5によって板材 1 3 2と固定され、 ゼンマイ機構 1 3 1は板材 1 3 2の収納部 1 3 3とケース蓋 1 3 4との間に挟み込まれるよ うにゼンマイ機構 1 3 1の制動ケース蓋 1 2 6を介して固定されている。 この図 でわかるように、 他部材ゃ機器などに組み込んだ場合に歯車 1 2 7のみを外に飛 び出させるょゔに構成することが本実施形態では容易であるため、 コンパクトに 収納することができ、 容易にスペースを無駄にしない形態にすることができる。
[第 1 3実施形態]
次に、図 2 8を参照して本発明に係るゼンマイ機構の第 1 3実施形態について 説明する。 この実施形態では、 上記第 1 2実施形態と同様の卷芯 1 4 '0、 ゼンマ ィ 1 4 1、 香箱蓋 1 3 3、 歯車 1 3 7を備えているので、 それらの説明は省略す る。 · .
本実施形態は第 1実施形態とほぼ同様の各部材を備えているが、 香箱 1 4.2の ' 制動羽部 1 4 2 cの上部は外周部分が少し盛り上がつだ形状を有し、 内周部分に 溝状のパ .キン収納部 Γ 4 2 f を備えている。上部パヅキン収納部, 1' 4 はり ング状のパヅキン 1 4 8が納まりやすい構造となっている。 また、 パヅキン 1 4 8は制動羽部 1 4 2 cと制動ケース蓋 1 4 6との間に圧縮状態で配置されてい る。 この実施形態ではパッキン 1 4 8によって制動ケース蓋 1 4 6の隙間から流 動物質 1 4 .5が^ i洩することを防止する構成となっている。 そのため、 上記第 1 2実施形態の制動ケース蓋 1 2 6の開口部 1 2 6 aに対応する部分は設けられ ていない。 .
また'、 本実施形態では、 パッキン 1 4 8は、 香箱 1 4 2の厚肉に構成された本 体部分の外側に配置され、 ゼンマイ機構本体の厚さ範囲内に配置されているため、 薄型化が容易であり、 コンパクト性を失わない構造となっている。
本実施形態は、 条件が非常に厳しい場合 (例えば、 流動物質 1 4 5の粘性が高 い場合や温度条件が異常に変化する場合など)での使用を目的とした構造を有す るものであり、 制動ケース 1 4 4内を完全に密封した構成を有している。
[第 1 4実施形態] '
次に、図 2 9を参照して本発明に係るゼンマイ機構の第 1 4実施形態について 説明する。 この実施形態では、 上記第 1 2実施形態及び第 1 3実施形態と同様の
卷芯 1 5 0、 ゼンマイ 1 5 1及び流動物買丄 5 5と、 上記第 1 3実施形態と同様 の香箱 1 5 2、 制動ケース 1 5 4、 制動ケース蓋 1 5 6及びパヅキン 1 5 8とを 有するので、 それらの説明は省略する。
本実施形態においては、 第 1 3実施形態と同様の香箱 1 5 2にゼンマイ 1 5 1 が収容ざれた状態で香箱蓋 1 5 3が香箱 1 5 2に取り付けられ、 ゼンマイ 1. 5 1 が密封されているが、香箱蓋 1 5 3は、上記の香箱蓋 1 2 3 , 1 4 3とは異なり、 その外周部が香箱 1 5 2の外縁から外側に張り出したフランジ状に形成され、 こ の外周部に歯型を備えた外周歯車部 1 5 3 dが形成されている。 また、 香箱蓋 1 5 3の上端 (すなわち、 図示例では卷芯 1 5 0を収容する中央孔部 1 5 3 bの開 口縁) には、 第 1 2実施形態と同様の働きをする回転操作溝 1 5 3 cが形成され ている。 '
: ·本実施形態においては、.上記のように香箱蓋 1 5 3が出力手段 (出力部) を兼 ねてお.り、 より具体的には、 出力手段が香箱蓋 1 5· 3の外周に設けられているこ' とにより、 ゼンマイ機構をより薄く構成することができるため.、 ゼンマイ'機構を 機器内のより狭い部分に組み込むことが可能になる。
• なお、 本実施形態では、 第 1 3実施形態と同様にパッキン 1 '5 8を備えた構成 となっているが 第 1 2実施形態と同様にパヅキンレスの構造とすることも可能 である。 ,
.本実施形態は、 図 2 6及び図 2 7に示す第 1 2実施形態の組み込み態様と同様 に、 制動ケース 1 5 4を他部材ゃ機器などに固定して使用するのに適している。 また、 これにとらわれるものでなく、'例えば香箱蓋 1 5 3の外周に構成されてい る外周歯車部 1 5 3 dと同様なものを制動ケース 1 5 4の外周に構成すること にすると、 巻芯 1 5 0と制動ケース 1 5 とを結合させ、 香箱 1 5 2を固定した 状態で使用する方法も容易に考えられる。
[第 1 5実施形態]
次に、図 3 0を参照して本発明に係るゼンマイ機構の 1 5実施形態について説 日 する。 この実施形態では、 卷芯 1 6 0の内端取付部 1 6 0 aにゼンマイ 1 6 1 の内端 1 6 1 aが接続され、 ゼンマイ 1 6 1の外端 1 6 1 bは香箱 1 6 2の切欠 き部 1 6 2 aに対して回転方向に係合している点で、 上記第 1 2〜1 4実施形態
と同様である。
上述した第 1 2〜第 1 4実施形態は駆動力蓄積部のゼンマイよりも、 制動羽部 ' などからなる制動部の方が外側に構成されていたが、 本実施形態では、 制動部の 方が駆動力蓄積部のゼンマイ 1 6 1より内側になるように構成されている。
この実施形態では、 巻芯 1 6 0の内部に設けられた軸穴 1 6 0 bに制動体 1 6 6が回転自在に嵌合し、 この巻芯 1 6 0の下部に制動ケース 1 6 4が圧入固定さ れている。卷芯 1 6 0と制動ケース 1 6 4とによって構成される制動空間内には、 上記制動体 1 6 6の制動羽部 1 6 6 aが配置されている。 ここで、 制動ケース 1 6 4と制動体 1 6 6との間にはパッキン 1 6 8が配置され、 上記制動空間内に収 容された流動物質 1 6 5を密封している。 勿論、 第 1 2実施形態と同様な構成を 取ることでパヅキンレスの構造も容易に可能である。巻芯 1 6 0と制動体 1 6 6 とは相対的に回転すること-により、 粘性による回転抵抗が発生するように構成さ れている。 '
制動体 1 6 6の下端部 Ί 6 6 bと、 ゼンマイ 1 6 1を収容している香箱 1 6 2 の中央穴部 1 6 2 bは回転規制された状態で固定されている。 また、 香箱 1 6 2 の外周上端部 1 6 2 cには香箱蓋 1 6 3が圧入固定されている。香箱蓋 1 6 3は、 ゼンマイ 1 6 1が外に飛出ない程度まで内側に張り出し、 そこに中央穴部 1 6 3 aが形成されている。 '
巻芯 1 6 0には中央突起部 1 6 0 cが設けられ、 この中央突起部 1 6 0 cには 歯車 1 6 7が回転規制された状態で固定されている。 また、 中央突起部 1 & 0 c の上端には、 マイナス型ドライバ一等の工具によって係合可能な回転操作溝 1 6 0 dが形成されている。
本実施形態においては、 第 1 2実施形態とは異なり、 駆動力蓄積部のゼンマイ 1 6 1が制動部の外周に存在し、 前記ゼンマイの軸線方向に見て平面的に異なる (重ならない) 位置に存在していることを特徴とする。 これによつて、 薄型化が 容易であり、 コンパク な構成をとることができる。
本実施形態においては、 第 1 2実施形態と同様に歯車 1 6 7のみを外に飛び出 'させるように取り付けることが容易であるためコンパクトに収納することがで き、 スペースを無駄にしない形態を採ることが可能である。 また、 本実施形態に
おいては、 香箱 1. 6 2を固定した状態で使用する態様が有効となるような構造が 採用されている。
[第 1 6実施形態]
次に、図 3 1を参照して本発明に係るゼンマイ機構の第 1 6実施形態について 説明する。 この実施形態では、 上記第 1 5実施形態とほぼ同様の、 卷芯 1 7 0、 ゼンマイ 1 7 1、 香箱 1 7 2、 制動ケース 1 Ί 4、 流動物質 1 7 5、 制動体 1 Ί 6を備えているので、 それらの説明は省略す'る。
本実施形態において、 香箱蓋 1 7 3の上端には、 上方に突き出た中央突起部 1 7 3 bが成形されており、 この中央突起部 1 Ί 3 bに歯車 1 7 7が回転規制ざれ た状態で固定されている。 さらに、 巻芯 1 7 0の中央突起部 1 7 0 cは、 香箱蓋 1 7 3によって軸支されてはおらず、 歯車 1 7 7の上面よりもさらに上方に突出 ' し、支持部材 1 Ί 9によ όて回転方向に規制された状態で位置袂め固定されてい . る。 . - 本実施形態においては、 卷芯 1 7 0の上端に形成された中央突起部 1 7 0 cが 支持部材 1 7 9により回転方向に規制された状態で支持固定されているので、 ゼ ンマイ 1 Ί 1の駆動力によって香箱 1 7 2、香箱蓋 1 Ί 3及び歯車 1 7 7等が回 転駆動されるよう'に構成されている。 · .
なお、 上記構造の香箱蓋 1 7 3の中央突起部 1 7 3 b及び歯車 1 7 7を廃止し、 その代わりに、 香箱 1マ 2の外周にフランジ状に張り出した部位を設け、 この部 位に歯型を形成するような構成をとることも可能である。 これにより、 さらに薄 型化が可能になり、 部品点数も削減され、 より単純な構成となる。
本実施形態は、 第 1 5実施形態とは異なり、 ゼンマイ 1 7 1の駆動力が出力さ れる出力構造 (出力部) を香箱 1 7 2及び香箱蓋 1 7 3等のようにゼンマイ 1 7 1の外端が接続された部材に構成している。 これにより、 固定する治具の選択性 が広がり、 固定方法も簡素化することが可能になる。 ' [第 1 7実施形態]
' 次に、 図 3 2を参照して、 本発明に係るゼンマイ機構の第 1 7実施形態につい て説明する。 この実施形態は、 基本的に図 2 4に示す第 1 2実施形態と同様の、 卷芯 1 8 0、 ゼンマイ 1 8 1、 香箱, 1 8 2、 香箱蓋 1 8 3、 制動ケース 1 8 4、
流動物質 1 8 5、 制動ケース蓋 1 8 6及び歯車 1 8 7を備えているので、 同様の 部分については説明を省略する。
この実施形態においては、 図 3 2に示すように、 香箱 1 8 2は、 外周ケース部 1 8 2 Aと、 底ケース部 1 8 2 Bとが嵌合部 1 8 2 xにて相互に嵌合された構造 を備えている。 この香箱 1 8 2は、 通常は嵌合部 1 8 2 Xの所定の静止摩擦力で 外周ケース部 1 8 2 Aと底ケース部 1 8 2 Bとが一体に回転するように構成さ れているが、 上記静止摩擦力を越える力が両者間に加わると、 嵌合部 1 8 2 Xが スリップし、 両者間の回転伝達が断たれるようになつている。
上記のように構成されていることによって、 本実施形態では、 .例えば、 香箱蓋 1 8 3や歯車 1 8 7に加えられる回転力によってゼンマイ 1 8 1が卷締められ ていくとき、 当該回転力が過大になると、 上記嵌合部 1 & 2 xがスリップし、 外 周ケース部 1 8 2 Aは回転じてゼンマイ 1 8 1を巻締めるが、 底ケース部 1 8 2 Bは回転せず、 その結果、 制動羽部 1 8 2 cもまた回転しないので、 制動羽部 1 8 2 cと流動 質 1 8 5との間の回転抵抗に基づく制動力もまた生じない。 した がって、 外部からの過大な力によって駆動力蓄積部や制動部に大きな負荷が加わ ることによる損傷や破壊を防止することができる。 また、 上記構成により、 例え ば温度低下によって流動物質 1 8 5の粘性が増大し、 その結果、 制動力が大きく なり過ぎて駆動力蓄積部や制動部に大きな負荷が加わるといったことも防止で きる。 ,
なお、 上記実施形態では、 スリ、ソプ部分となる嵌合部 1 8 2 Xは流動物質 1 8 5と接触しない部分に設けられているが、嵌合部 1 8 2 Xを流動物質 1 8 5と接 触する部分、 例えば制動羽部 1 8 2 cの根元部分など、 に設け、 スリップ面が流 動物質 1 8 5中に配置されるように構成することによって、 スリップ面が流動物 質 1 8 5によって潤滑され、 スリップ面の温度が摩擦力により上昇しても流動物 質 1 8 5によって冷却されるので、 より円滑にスリップが生じるようになり、 ス リップ状態を安定させることができる。
本実施形態は上記のように嵌合部 1 8 2 xをスリップ部分とするスリップ手 段を設けたことに特徴を有するが、 同様のスリップ手段は他の実施形態にも適用 することができる。
例えば、 図 3 0に示す上記第 1 5実施形態と同一の構造を有するが、 香箱 1 6 2の中央孔部 1 6 2 bと、 制動体 1 6 6の下端部 1 6 6 bとの接続態様が回転方 - 向に規制されておらず、 両者が回転方向にスリップ可能に嵌合している構造が挙 げられる。 この場合、 通常動作時には、 香箱 1 6 2と制動体 1 6 6とは嵌合部の 静止摩擦力によって一体化されているので、 制動体 1 6 6と卷芯 1 6 0とが相対 的に回転すると、 制動体 1 6 6の制動羽部 1 6 6 aと卷芯 1 6 0の内面との間に 流動物質 1 6 5を介して抵抗が生じ、 制動力が発生する。 しかし、 外部から過大 な力が加わったり、 或いは、 流動物質の粘性抵抗を利用して制動力を発生する制 動部が設けられているときに環境温度の低下により流動物質の温度が低下する ことによる粘性増大に起因して制動力が過大になったりした場合には、 香箱 1 6 2と制動体 Γ 6 6とが相互にスリヅプし、 制動力が生じない状態となる。 したが つて、 例えば歯車 1 6 7ゃ卷芯 1 6 0に外部から過大な力が加わったり温度低下 等にょづて制動力が過大になったりした場合に生じ得る、 制動部ゃ卷芯などの損' 傷や破壊を防止することができる。 . . .
[第 1 8実施形態]
次に、 図 3 3及び図 3 4を参照して、 本発明に係る第 1 8実施形態について説 明する。 この実施形態は、 第 1 6実施形態と同,様の、 卷芯 1 9 0、 ゼンマイ 1 9 1、 香箱蓋 1 9 3、 制動ケース 1 9 4、 流動物質 1 9 5、 歯車 1 9 7及びパヅキ ン 1 9 8を備えているので、 これらの説明は省略する。
本実施形態では、 図 3 3に示すように、 香箱 1 9 2の底^中央に上方に突出す る突出軸部 1 9 2 bが設けられ、 また、 制動体 1 9 6の下端部には、 上記突出軸 部 1 9 2 bの周囲に配置された突出枠部 1 9 6 bが設けられている。突出軸部 1 9 2 bにはクラヅチバネ 1 9 2 6が取り付けられ、 このクラヅチバネ 1 9 2 6の 先端が突出枠部 1 9 6 bに係合するように構成されている。
図 3 4は、上記香箱 ί 9 2と制動体 1 9 6との係合部分の構造を示す横断面図 である。突出軸部 1 9 2 bにはクラッチバネ 1 9 2 6の内端部 1 9 2 6 Aが揷入 固定されている。 クラヅチパネ 1 9 2 6は、 この内端部 1 9 2 6 Aから屈折して 突出軸部 1 9 2 bの外周を取り巻く湾曲部 1 9 2 6 Bを備え、 この湾曲部 1 9 2 6 Bの先に、 突出軸部 1 9 2 bから離れて突出枠部 1 9 6 bに係合可能に突出し
た外端部 1 9 2 6 Cが設けられている。
図 3 3に示す突出軸部 1 9 2 bを備えた香箱 1 9 2は、 突出枠部 1 9 6 bを備 えた制動体 1 9 6に対して図 3 4における図示反時計周り (図 3 4の矢印が示す 方向) に回転可能に構成されている。 これに対'して.、 香箱 1 9 2が図示時計周り に回聿云しょうとするときには、 クラヅチパネ 1 9 2 6の外端部 1 9 2 6 Cが突出 枠部 1 9 6 bに係合するので、 香箱 1 9 2と制動体 1 9 6とが回転方向に係合し、 香箱 1 9 2と制動体 1 9 6とが共に回転するようになっている。
上記のように、 本実施形態においては、 上記突出軸部 1 9 2 b、 突出枠部 1 9 6 b及びクラヅチパネ 1 9 2 6は、香箱 1 9 2がー方向に回転するときには回転 滑り部となって回転を伝達しないが、 香箱 1 9 2が他方向に回転するときには制 動体 1 9 6と回転方向に結合して回転を制動体 1 9 6に伝達するように構成さ れた回転断続手段である一方向クラヅチとして構成される。 .
' 本実施形態において、 上記香箱 1 9 2が上記一方向に回転するどきには、 ゼン マイ 1 9 1を巻き締めるように構成され、 また、 巻き締められたゼンマイ 1 9 Γ の弾性力によって香箱 1 9 2が上記他方向に回転駆動されるように構成されて いる。 ' ,
本実施形態においては、 歯車 1 9 7及び香箱蓋 1 9 3を介して香箱 1 9 2が一 方向に回転駆動されると、 香箱 1 9 2と制動体 1 9 6 'との間には回転伝達がなさ れないので、香箱 1 9 2は制動トルクを受けることなくゼンマイ 1 9 1を卷き締 めていぐことができる。 .
一方、 巻き締められたゼンマイ 1 9 1によって香箱 1 9 2が回転駆動される場 合には、 香箱 1 9 2と制動体 1 9 6とはクラッチパネ 1 9 2 6を介して回転方向 に結合されるので、香箱 1 9 2は制動体 1 9 6から制動トルクを受けた状態でゆ つく りと回転していく。
本実施形態は上記のように機能するので、 ゼンマイ .1 9 1が卷き締められると きに過大な駆動トルクを受けても、香箱 1 9 2が制動トルクを受けていないので、 内部機構の損傷や破塽を防止することができる。 また、 温度が低下して流動物質 の粘性が増大した場合でも、 内部機構の損傷や破壊の確率が増大することもなく、 流動物質の粘性とは無関係にゼンマイ 1 9 1を容易に巻き締めていくことがで
きる。
また、 本実施形態では、 ゼンマイ 1 9 1及び香箱 1 9 2により構成された駆動 力蓄積部と、 制動体 1 9 6を含む制動部 (卷芯 1 9 0内に構成されている。 ) と を一体に構成した上で、 クラッチパネ 1 9 2 6を含む回転断続手段によってきわ めて簡単な構造で、 コンパクトな駆動装置を構成することができるという利点を も備えている。 '
[第 1 9実施形態]
次に、図 3 5及び図 3 6を参照して本発明に係る第 1 9実施形態について説明 する。 図 3 5は.本実施形態の縦断面図であり、 図 3 6は本実施形態の平面配置図 である。
本実施-形態においては、 ゼンマイ 2 0 1と、 このゼンマイ 2 0 1の外端 2 0 1 bに対して係合固定された外端取付部 2 0 2 aを有する香箱 (ゼンマイケース) 2 0 2と、 香箱 2' 0 2に嵌合固定された香箱蓋 2 0 3とを備えだ駆動力蓄積部が' 設けられ、 また、 ゼンマイ 2 0 1の内端 2 0 1 aに取付固定された内端取付部 2 0 0 aを有する回転部材である卷芯 2 0 0が設けられている。 巻芯 2 0 0は、 輪 列受 2 1 0及び地板 2 1 1に挟みこまれ、 回転方向に規制された状態で固定され ている。
香箱蓋 2 0 3は、 ゼンマイ 2 0 1の飛出しを防止すると共にゴミ等の侵入を防 止するための蓋であり、 ゼンマイケースである香箱 2 0 2の外周には、 フランジ 状に形成された部位に歯型が形成された歯部 2 0 2 cを備え、 この歯部 2 0 2 c により第 2歯車 2 1 2のかな 2 1 2 aに動力が伝わるように構成されている。第 2歯車 2 1 2に伝わった動力は、 歯車 2 1 2 bに伝えられ第 3歯車 2 1 3のかな 2 1 3 aに伝えられる。第 3歯車 2 1 3に伝わった動力は歯車 2 1 3 bに伝えら れ、 制動体である第 4歯車 2 1 4のかな 2 1 4 aに伝えられる。 第 4歯車 2 1 4 の下方には制動羽部 2 1 4 bが形成され、 その外周を包み込むように制動ケース 2 1 5が配置されている。制動ケース 2 1 5の外周部 2 1 5 aの上部には制動ケ —ス蓋となる 2 1 6が圧入固定されている。上記制動羽部 2 1 4 bには、 複数の 開口部 2 1 4 cが設けられている。 また、 制動ケース 2 1 5と制動ケース蓋 2 1 6の間にはオイル等の流動物質 2 0 5が充填されている。上記第 4歯車 2 1 4の
制動羽部 2 1 4 bは、 流動物質 2 0 5との崮の粘性抵抗に起因する所定の回転抵 抗を受けるように構成されている。 · ここで、 制動羽部 2 1 4 bに開口部 2 1 4 cを形成することにより、 製造工程 時において流動物質 2 0 5中に制動羽部 2 1 4 bを浸潰させやすくなるととも に、 制動羽部 2 1 4 bと流動物質 2 0 5との間に発生する回転抵抗を高めること ができるように構成されている。
また、 制動ケース蓋 2 1 6の中心部分は上方に湾曲し、 第 4歯車 2 1 4の軸部 分との間に僅かな間隔を隔てて上方へ伸びている。流動物質 2 0 5はその表面張 力によって制動ケース 2 1 5と制動ケース蓋 2 1 6とによって構成される収容, 空間内に保持されているので、 流動物質 2 0 5は制動ケース蓋 2 1 6と第 4歯車 2 1 4との間隙から上方へ漏れ出ることはない。 なお、 このように流動物質 2 0 5の表面張力を利用することなく、 上記制動ケース蓋 2 1 6 'と第' 4歯車 2 1 4と の閭にパッキン等のシール部材を配置して、 流動物質' 2 0 5を密封することも可 能である。 · · . … ' . :
上記の第 2歯車 2 1 2には、 輪列受 2 1 0より上方に突き出た延長軸 2 1 2 c が設けられ、 この延長軸 2 1 2 cには歯車 2 0 7が回転規制された状態で固定さ れている。 この歯車 2 0 7は、 外部から加えられる回転力を第 2歯車 2 1 2に伝 達し、 香箱 2 0 2を介してゼンマイ 2 0 1を卷締めたり、 逆に、 ゼンマイ 2 0 1 から出力される回転駆動力を第 2歯車 2 1 2から受けて外部に出力したりする ための入出力手段として用いられる。
上記流動物質 2 0 5'、 制動羽部 2 1 4 b、 制動ケース 2 1 5及び制動ケース蓋 2 1 6は制動部を構成し、 流動物質 2 0 5中の制動羽部 2 1 4 bの回転抵抗が制 動力となる。 この制動力は、 ゼンマイ 2 0 1から出力される回転駆動力や歯車 2 0 7を介してもたらされる外部からの回転駆動力による各部の回転動作を抑制 するように作用する。 このような構成により、 卷締められたゼンマイ 2 0 1から 出力される回転駆動力は第 2歯車 2 1 2に伝わりこれを回転させるが、 上記制動 部から第 4歯車 2 ί 4、 第 3歯車 2 1 3を介して伝達された制動力によってその スピードが緩和され、 第 2歯車 2 1 2に接続された歯車 2 0 7によって出力され る構成となっている。
本実施形態においては、 上記第 2歯車 2 1 2、 第 3歯車 2 1 3及び第 4歯車 2 1 4が増速輪列として構成された動力伝達手段となっているので、 ゼンマイ 2 0 1の回転駆動力に伴う回転が増速されて制動部に伝達されるため、 制動羽部 2 1 4 bは香箱 2 0 2に較べて高速に回転し、 制動羽部 2 1 4 bが受ける回転抵抗は 速度の二乗で増加するので、 ゼンマイ 2 0 1に対して大きな制動力を加えること ができる。 したがって、 制動部をコンパクトに構成しても、 或いは、 流動物質 1 5の量が少なくても、 十分な制動力を確保する,ことができる。
本実施形態では、 上記のように増速輪列によって制動力を高めているため、 制 動部をコンパクドに構成できるので、 ゼンマイ機構の小型化及び薄型化が容易に なる。 また、 上記第 2歯車 2 1 2、 第 3歯車 2 1 3及び第 4歯車 2 1 4を有する 動力伝達手段を介して駆動力蓄積部と制動部とが接続されているので、 駆動力蓄 積部と制動部とを図示のように平面的に重ならない位置に配置することが可能 になり、 その結果、 従来のように駆動力蓄積部と制動部とを軸線方向に.積層させ' た構造に較べて、 厚さを大幅に低減することが可能になる,。 また、 制動力を調整 して組み立てることが容易になる。
なお、本発明においては、流動物質と接触する制動ケースの表面部を梨地状(粗' 面) にして、 制動力を調整するようにしてもよい。 '
[第 2 0実施形態]
次に、図 3 7及び図 3 8を参照して本発明に係る第 2 .0実施形態について説明 する。 この実施形態は、 上記各実施形態とほぼ同様に構成された卷芯 2 2 0、 ゼ ンマイ 2 2 1、 香箱 2 2 2、 香箱蓋 2 2 3を有し、 卷芯 2 2 0の取付部 2 2 0 a にゼンマイ 2 2 1の内端 2 2 1 aが接続され、 ゼンマイ 2 2 1の外端 2 2 1 が 香箱 2 2 2に接続されている。卷芯 2 2 0は輪列受 2 1 0と地板 2 1 1とによつ て回転方向に規制された状態で固定され、 この巻芯 2 2 0に対して香箱 2 2 2と 香箱蓋 2 2 3が回転自在に軸支されている。香箱 2 2 2の外周部には歯車部 2 2 2 cが設けられ、 この歯車部 2 2 2 cは第 2歯車 2 2 6のかなに嚙合している。 第 2歯車 2 2 6の軸部は輪列受 2 1 0を貫通して外部に突出し、 歯 2 2 8 aを供 えた出力歯車 2 2 8に取り付け固定されている。第 2歯車 2 2 6の歯車部は第 3 歯車 2 2 7のかなに喃合し、 第 3歯車 2 2 7の歯車部は制動体 2 2 5のかなに嚙
合している。 なお、 第 2歯車 2 2 6、 第 3歯車 2 2 7、 制動体 2 2 5はいずれ 上記輪列受 2 1 0と地板 2 1 1とによって回転自在に軸支されている。
制動体 2 2 5は外周に複数の制動羽根 2 2 5 aを備えたものであり、 制動体 2 2 5は気体 (例えば空気) 2 2, 9内に配置され、 この制動体 2 2 5を取り囲むよ うに気流抑制壁 2 2 4が ffi置されている。 気流抑制壁 2 2 4は、 制動体 2 2 5を 周囲から円弧状若しくは円筒状に取り囲む部分と、 制動体 2 2 5の上記制動羽根 2 2 5 aに対してその軸線方向に隣接配置された平板状の部分とを有する。気流 抑制壁 2 2 4には 1又は複数の開口部 2 2 4 aが形成されている。
本実施形態では、,ゼンマイ 2 2 1が輪列を介して制動羽根 2 2 5 aを備えた制 動体 2 2 5に対して回転方向に接続され、 この制動体 2 2 5が気体 2 2 9内で風 車のように回転することにより発生する気体抵抗によって制動力が生ずるよう に構成されている。 本実施形態では、 ゼンマイ 2 2 1 'の駆動力を増速して制動体 2 2 5に伝えてあるので、 制動体 2 2 5の制動力自体は或る程度弱くても、 ゼゾ マイ 2 2 I—を十分に制動す.ることができる。
このとき、 気流抑制壁 2 2 4は、 制動体 2 2 5の回転によって生ずる気流が周 囲に拡散することを防止し、 制動体 2 2 5の回転抵 ΐϊ、 すなわち制動力を高める 機能を有する。 また、 気流抑制壁 2 2 4には 1又は複数の開口部 2 2 4 aが形成 され、 その開口部 2 2 4 aの数、 形状、 開口面積などによって制動体 2 2 5の回 転抵抗が調整されるように構成されている。
また、 上記制動体 2' 2 5と、 その周囲に配置された気流抑制壁 2 2 4との間隔 を変更可能に構成された間隔調整手段を設けることが好ましい。 この間隔調整手 段によって制動力を調整することが可能になる。間隔調整手段としては、例えば、 気流抑制壁 2 2 4の下端を嵌合させるための地板に形成された複数の取り付け' ' 溝が挙げられる。
この実施形態によれば、 先に説明した各実施形態のように流動物質の量の調整 を行ったり、 流動物質の漏洩などを防止したりする必要がなくなるので、 単純な ' 構造とすることができ、 組立作業を容易に行うことが可能になる。 また、' 先に説 明した実施形態では流動物質の温度変化に伴う粘性変化によつて制動力が変動 するが、 本実施形態では温度変化に伴う制動力の変動を低減することができる。
[第 2 1実施形態]
次に、図 3 9及び図 4 0を参照して本発明に係る第 2 1実施形態について説明 する。この実施形態では、第 2 0実施形態と同様の巻芯 2 3 0、ゼンマイ 2 3 1、 香箱 2 3 2、 香箱蓋 2 3 3、 第 2歯車 2 3 6、 第 3歯車 2 3 7及び出力歯車 2 3 8を有しているので、 それらの説明は省略する。 ,
本実施形態においては、 第 3歯車 2 3 7に連結された制動体 2 3 5に、 回転方 向に異なる磁極を有するように着磁された永久磁石 2 3 5 mが設けられ、 この制 動体 2 3 5の周囲には、 高透磁率材 (軟磁性材) で構成されたステ一夕 2 3 4 s が配置され、 このステ一夕 2 3 4 sと、 これに接続された磁心材を含むコイル 2 3 4 cとを有する電磁誘導体 2 3 4が設けられている。 コイル 2 3 4 cには適宜 のインピーダンスを有する電気的負荷 (電気抵抗、 時計回路など) が接続されて いる。' ' ' ' . - ' "
:本実施形態では、 制動体 2 3 5が回転すると、 電磁誘導体 2 3 4のコイル 2 3 4 cに誘導起電力が発生し、 この誘導起電力は上記電気的負荷に.応じた誘導電流 を発生させる。 そして、 上記電気的負荷にて消費されるエネルギーに相応した回 転抵抗が制動体 2 3 5に加わり、 上記ゼンマイ 2 3 1の駆動力に抗する制動力が 発生する。 . . .
この実施形態によれ^、 オイルな'どの流動物質を何ら用いることがないので、 組立作業が容易になり、 また、 流動物質の粘性や量による微妙な制動力の調整が 不要となり、 温度変化に起因する制動力の変化もほとんどない。 : 本実施形態では、 電気的負荷を調整する手段、 例えば電気的負荷とじて設けら れた可変抵抗など、 により、 制動力を容易に調整する'ことが可能になる。
上記コイル 2 3 4 cに対して電気的負荷を接続した回路構造を図 4 1に示す。 上記コィル 2 3 4 cは、 発電及び制動用の主コィル 2 3 4 1 Aと、 制動体 2 3, 5 の回転数検出用の副コイル 2 3 4 1 Bとを含む。主コイル 2 3 4 1 Aには負荷回 路 2 3 4 2が接続され、 また、 主コイル 2 3 4 1 Aの出力は、 昇圧回路 2 3 4 8 を介してコンデンサや化学 2次電池等の蓄電器 2 3 4.9に接続されている。副コ ィル 2 3 4 1 Bはコンパレ一夕 2 3 4 4に接続され、 コンパレ一夕 2 3 4 4の出 力は同期回路 2 3 4 5に入力され、 同期回路 2 3 4 5の出力が制御回路 2 3 4 3
に入力されている。 同期回路 2 3 4 5及び制御回路 2 3 4 3には、 発振回路 2 3 4 6の出力を受けて動作する分周回路 2 3 4 7から出力された基準信号が入力 される。
制御回路 2 3 4 3は、 制御信号を上記負荷回路 2 3 4 2に送り、 負荷回路 2 3 4 2の電気的負荷 (インピーダンズ) を制御する。 図 4 2には、 負荷回路 2 3 4 2の概略構成を示す。 負荷回路 2 3 4 2には、 それぞれトランジスタ等で構成さ れるスイッチ S W 1〜S W 4と、 各スィツチに直列に接続された電気抵抗 R 1〜 R 4とを有する複数の直列回路が並列に接続されており、 上記制御回路 2 3 4 3 から送られた制御信号によってスィヅチ S W 1〜S W 4をオンオフさせること によって、 負荷回路 2 3 4 2全体の電気的負荷 (インピーダンス) を細かく変化 させることができるようになつている。
なお、 副コイル 2 3 4 8に発生する起電力に応じてコンパレータ 2 3 4 4から 制動体 2— 3 5の回転速度と同期した検出信号が得られるので、 この検出信号を上 記基準信号と同期させて制御回路 2 3 4 3へ送るように構成されている。制御回 路 2 3 4 3は、 上記基準信号と検出信号とを比較して、 その比較結果に応じて負 荷回路 2 3 4 2の電気的負荷を調整することができる。 ここで、 制御回路 2 3 4 3の制御によって制動体 1 3 5の回転速度を一定に制御することも可能である。
[第 2 2実施形態]
次に、図 4 3及び図 4 4を参照して本発明に係るゼンマイ機構の第 2 2実施形 ' 態について説明する。 この実施形態は、 上記各実施形態と同様の、 巻芯 2 4 0'、 ゼンマイ 2 4 1、香箱 2 4 2、香箱蓋 2 4 3、第 2歯車 2 5 2、第 3歯車 2 5 3、 歯車 2 5 7、 輪列受 2 1 0及び地板 2 1 1を備えているので、 これらの説明は省 略する。 ■
本実施形態においては、 第 3歯車 2 5 3の歯車 2 5 3 bが第 4歯車 2 5 4のか な 2 5 4 aに嚙合し、 第 4歯車 2 5 4の下部には、 かな 2 5 4 aに対して回転方 向に規制された取付板 2 5 4 bが設けられ、 この取付板 2 5 4 bにはコイルパネ 2 5 5が溶接等によって取り付け固定されている。 コイルパネ 2 5 5の下端部は 地板 2 1 1上に固定された収容器 2 5 6の内底面に摺接するように構成されて いる。 . ·
上記構造において、 ゼンマイ 2 4 1の回転駆動力による回転は、 第 2歯車 2 5 2、 第 3歯車 2 5 3、 第 4歯車 2 5 4によって増速されながら順次伝達され、 取 付板 2 5 4 b及びコイルバネ 2 5 5を回転させるので、 コイルバネ 2 5 5の下端 部と収容器 2 5 6の内底面とが摺動する。このときに生ずる摺動抵抗(摩擦抵抗) は、 ゼンマイ 2 4 1の回転駆動力に抗する制動力となるので、 歯車 2 4 7の回転 速度が緩和される。
本実施?^態においては、 図 4 4に示すように、 スぺ一サ 2 5 7をかな 2 5 4 a と取付板 2 5 4 bとの間に介在させることなどによって、 コイルパネ 2 5 5の圧 縮状態を変え、 コイルパネ 2 5 5と収容器 2 5 6との間の摺動抵抗 (摩擦抵抗) を変えることができるように構成されている。 なお、 図示例ではコイルバネ 2 5 5の圧縮状態を変える,目的で取付板 2 5 4 bの位置変更を行うためにスぺーサ 2 5 7を用いているが、 ネジ構造等の他の適宜の手段によって取付板 2 5 4 ©' 位置を変更可能としてもよい。 : .
また、 上記実施形態において、 収容器 2 5 6の内部にオイルゃク一ラントなど の液体を入れ、 摩擦抵抗を低減したり、 摩擦に伴う発熱を抑制したりしてもかま わない。 ' .
• [第 2 3実施形態]
次に、 図 4 5を参照して、 本発明に係る第 2 3実施形態のゼンマイ機構につい て説明する。 この実施形態においては、 回転部材である卷芯 2 6 0と、 この巻芯 2 6 0の取付部 2 6 0 aに内端 2 6 1 aが接続されたゼンマイ 2 6 1と、 ゼンマ ィ 2 6 1の外端 2 6 Ί bに接続された香箱 2 6 2と、 香箱 2 6 2に対して上方か ら嵌合された香箱蓋 2 6 3と、 香箱 2 6 2に対して下方から嵌合された仕切板 2 6 4と、 仕切板 2 6 4との間に輪列及び制動部を軸支する底板 2 6 5とを備えて いる。 ここで、 卷芯 2 6 0は、 上記香箱蓋 2 6 3と、 仕切板 2 6 4とによって回 転自在に軸支されている。
卷芯 2 6 0の下端部 2 6 0 bは、 仕切板 2 6 4の中央孔部 2 6 4 aに軸支され ているとともに、接続歯車 2 7 1の係合部 2 7 1 aに対して回転方向に規制され た状態で接続されている。 また、 卷芯 2 6 0の上部は歯車 2 6 7に対して回転方 向に規制された状態で接続され、 さらに、 その上端部には、 工具を係合させて卷
芯 2 6 0を回転操作したり回転姿勢を保持したりすることの可能な回転操作溝 2 6 0 cが形成されている。 接続歯車 2 7 1は第 2歯車 2 7 2のかな.に嚙合し、 第 2歯車 2 7 2の歯車は第 3歯車 2 7 3のかなに嚙合し、 第 3歯車 2 7 .3の歯車 は第 4歯車 2 7 4のかなに嚙合し、 第 4歯車 2 7 4の歯車は制動軸 2 7 5のかな. 2 7 5 aに嚙合している。 このように構成された伝達輪列によって、 上記巻芯 2 6 0の回転は増速されて最終的に制動軸 2 7 5に伝達される。制動軸 2 7 5には 制動板 2 7 5 bが設けられ、 この制動板 2 7 5 bは、 制動ケース 2 7 6と制動ケ —ス蓋 2 7 7とによって構成された制動空間内に封入された流動物質 2 6 6内 に浸漬されている。 制動ケース 2 7 6及び制動ケース蓋 2 7 7は、 仕切板 2 6 4 に対して回転方向に規制された状態で取り付けられている。
■ この実施形態では、 卷芯 2 6 0の回転を上記伝達輪列を介して制動部 (制動板 2 7 5 b、 制動ケース 2 7 .6、 制動ケース蓋 2 7 7及び流動物質 2 6 6等によつ て構成される。 ) に増速して伝達するように構成されている'ので、 制動部による 制動力を伝達輪列の増速比に応じて増大させることができる。 このため、 制動部 をコンパクトに構成しても十分な制動力を確保できるようになつている。
本実施形態では、 伝達輪列及び制動部を、 ゼンマイ 2 6 1を含む駆動力蓄積部 に対して平面的に重なるように配置してあるので、 その平面形状がコンパク卜に 構成されている。 .
第 2 4実施形態]
次に、 図 4 6を参照して、 本発明に係るゼンマイ機構の第 2 4実施形態につい て説明する。 この実施形態においては、 第 2 3実施形態と同様の、 卷芯 2 8 0、 ゼンマイ 2 8 1、 香箱 2 8 2及び歯車 2 8 7を備えているので、 これらの説明は 省略する。
本実施形態では、 香箱 2 8 2に対して下方から嵌合固定された歯車ケース 2 8 4が.設けられ、 卷芯 2 8 0の下端部 2 8 0 bは、 歯車ケース 2 8 4の中心孔部 2 8 4 aに対して回転自在に軸支されている。 また、 卷芯 2 8 0の下端部 2 8 0 b は、 歯車ケース 2 8 4の内部に収容きれた内歯車 2 9 1の係合部 2 9 1 aと回転 方向に規制された状態で接続され、 この内歯車 2 9 1の内歯 2 9 l bは 1又は複 数の遊星歯車 2 9 2に嚙合している。 遊星歯車 2 9 2は、 内歯車 2 9 1の中心部
に回転自在に軸支された太陽歯車 2 9 3に嚙合し、 太陽歯車 2 9 3の係合部 2 9 3 bは制動上ケース 2 8 5の中心孔部 2 8 5 aに対して回転自在に軸支されて いる。
太陽歯車 2 9 3の係合部は制動板 2 9 4の係合部 2 9 4 bに対して回転方向 に規制された状態で接続されている。 制動板 2 9 4は、 上記制動上ケース 2 8 5 と、 この制動上ケース 2 8 5に対して嵌合固定された制動下ケース 2 8 6とによ つて画成された制動空間内に充填された流動物質 2 8 9内に配置されている。制 動板 2 9 4の中央部には軸穴 2 9 4 aが形成され、 この軸穴 2 9 4 aは制動下ケ —ス 2 8 &の係合突起 2 8 6 aを回転自在に収容しでいる。 また、 制動土ケース 2 8 5と制動板 2 9 4との間にはパヅキン等からなるシ一ル材 2 8 8が配置さ れ、 流動物質 2 8 9が制動上ケース 2 8 5の中心孔部 2 8 5 aから外部へ漏出し ないようにしている。 ·
制動板 2 ' 9 4には制動羽部 2 9 4 cが設けられ、 制動板 2 9 4が回転すると、 制動羽部 2 9 4 cと流動物質 2 8 9との間に粘性抵抗が生じ、 制動板 2 9 4'が回 転抵抗を受けるように構成されている。 本実施形態では、 ゼンマイ 2 8 1の回転 駆動力によって卷芯 2 8 0 .が回転すると、 この回転は、 上記内歯車 2 9 1、 遊星 歯車 2 9 2、 太陽歯車 2 9 3によって構成される伝達輪列を介して制動板 2 9 4 に伝えられ、 制動板 2 9 4が回転して回転抵抗を受けることによって、 卷芯 2 8 ' 0は制動力を受けることとなる。
この場合、 上記遊星歯車 2 9 2の公転動作を自在に構成すると、 遊星歯車 2 9 2の公転によって歯車機構が空回りし、太陽歯車 2 9 3及び制動板 2 9 4が回転 しなくなるので、 制動効果が得られなくなる。 したがって、 例えば、 遊星歯車 2 9 2を歯車ケース 2 8 4又は制動上ケース 2 8 5に対して所定位置において回 転自在に軸支することにより遊星歯車 2 9 2の公転を防止することによって、 通 常の増速輪列と同様に機能させることができる。 また、 遊星歯車 2 9 2と歯車ケ ース 2 8 4又は制動上ケース 2 8 5との間に摩擦抵抗が働くように構成して、 遊 星歯車 2 9 2の公転を制限し、 制動部による制動効果が得られるよ-うにしてもよ い。
本実施形態では、 遊星歯車機構で構成された動力伝達手段によってゼンマイ 2
8 1の回転駆動力による卷芯 2 8 0の回転が増速されて制動板 2 9 4に伝達さ れるので、 卷芯 2 8 0は、 制動板 2 9 4の回転抵抗が増速比に応じて増強されて なる制動力を受けることとなり、 この制動力によって歯車 2 8 7はゆつく りと駆 動される。
本実施形態においては、 遊星歯車機構を用いることによって動力伝達手段をコ ンパクトに構成することが可能になるとともに、 增速比もまた大きくすることが できる。
[第 2 5実施形態]
次に、図 4 7を参照して本発明に係るゼンマイ機構の第 2 5実施形態について 説明する。 この実施形態は、 基本的に上記第 1 9実施形態と同じ卷芯 2 0 0、 ゼ ンマイ 2 0 .1、 香箱 2 0 2、 香箱蓋 2 0 3、 流動物質 2 0 5、 歯車 2 0 7、.輪列 受 2 1 0、 地板 2 1 1、 第 2歯車 3 0 2、 第 3歯車 3 0 3 ·、 第 4歯車 3 0 4、 制' 動羽部 3 0 4 b、 制動ケース 3 0 5及び制動ケ一ヌ蓋 3 0 6'を備えているので、 これらの説明は省略する
本実施形態において、 歯車 2 0 7は、 第 2歯車 3 0 2ではなく、 第 4歯車 3 0 4の延長軸 3 0 4 cに対して回転方向に規制された状態で接続されている。
本実施形態では、ゼンマイ' 2 0 1の回転駆動力に対する制動力は第 1 9実施形 態と同様に作用するが、 歯車 2 0 7で構成される入出力軸が第 4歯車 3 0 4に対 して Θ転接続されているので、 駆動速度を高めることができる。 このような構成 は、 高い駆動速度が必要で、 且つ、 駆動負荷が小さい場合に適している。
[第 2 6実施形態]
次に、図 4 8を参照して本発明に係るゼンマイ機構の第 2 6実施形態について 説明する。 この実施形態は、 基本的に上記第 1 9実施形態と同じ卷芯 2 0 0、 ゼ ンマイ 2 0 1、 香箱 2 0 2、 香箱蓋 2 0 3、 流動物質 2 0 5、 歯車 2 0 7、 輪列 受 2 1 0、 地板 2 1 1、 第 2歯車 3 1 2、 第 3歯車 3 1 3、 第 4歯車 3 1 4、 制 動羽部 3 1 4 b、 制動ケース 3 1 5及び制動ケース蓋 3 1 6を備えているので、 これらの説明は省略する。
本実施形態において、 歯車 2 0 7 、 第 2歯車 3 1 2ではなく、 第 3歯車 3 1 3の延長軸 3 1 3 cに対して回転方向に規制された状態で接続されている。
本実施形態では、 ゼンマイ 2 0 1の回転駆動力に対する制動力は第 1 9実施形 態と同様に作用するが、 歯車 2 0 7で構成される入出力軸が第 3歯車 3 1 3に対 して回転接続されているので、 駆動速度と駆動力とを両立させることができる。 このような構成は、 或る程度の駆動速度が必要となるが、 駆動負荷も或る程度存 在する場合に適している。
上記第 1 9実施形態、 第 2 5実施形態及び第 2 6実施形態に示すように、 ゼン マイ機構の入出力軸 (出力手段或いは出力歯車) は、 増速若しくは減速途中の動 力伝達手段の任意の部位に接続することができる。 したがって、 ゼンマイ'の回転 駆動力を適宜の駆働速度及び駆動トルクで取り出すことができるので、 種々の駆 動対象の機器に対して最適な駆動を実現することが可能になる。
[第 2, 7実施形態]
次に、 本発明に係るゼンマイ機構の第 2 7実施形態について説明する。 この実 施形態は、' 図 3 5に示す第 1 9実施形態とほぼ同様の構造を有するので、 以下、 図 3 5を参照して説明する。
この実施形態では、 第 4歯車 2 1 4の軸部分と、 制動羽部 2 1 4 bとが別体に 構成され、 両者が摩擦力のみによって回転方向に接続されている。 したがって、 第 4歯車 2 1 4の軸部分と制動羽部 2 1 4 bとの間に両者間の静止摩擦力より も大きな力が加わると、 両者が相互にスリヅブする。 したがって、 ゼンマイ 2 0 1の回転駆動力に抗する.制動力は、 上記静止摩擦力よりも大きくなることはなく、 一旦スリップが発生すると制動力は第 4歯車 2 1 4の軸部分と制動羽部 2 1 4 bとの間の動摩擦力に対応した値になる。
'本実施形態では、例えば、歯車 2 0 7から急激な外部トルクが加わったときに、 当該外部トルクと制動部の制動力とによって、 駆動力蓄積部、 輪列、 制動部等に 過大な機械的負荷が加わり損傷や破壊が生ずることを防止することができる。特 に、 温度低下によって流動物質 2 0 5の粘度が増大する際には、 制動力もまた過 大になるので各部の損傷や破壊がより発生し易くなるから、 きわめて有効である また、 本実施形態においてスリップ手段を構成する部分は第 4歯車 2 1 4の軸 部分と制動羽部との間であり、 このスリップ面は流動物質 2 0 5の内部に配置さ れているので、,流動物質 2 0 5の潤滑や冷却効果により、 焼き付きと磨耗を抑制
しスリップ状態を安定化させることができるとともにスリップ時の発熱を防止 することができる。
なお、'スリップ手段は、 駆動力蓄積部から制動部までの回転伝達経路中であれ ばどこに設けても構わない。ただし、駆動力蓄積部と制動部との間に入出力部(上 記第 1実施形態の歯車 2 0 7に相当する。 ) が存在する場合には、 入出力部と制 動部との間に配置されていることが制動力を確実に遮断する上で好ましい。例え ば、図 3 5の例では、第 2歯車 2 1 2と第 3歯車 2 1 3との間、第 3歯車 2 1 3、 第 3歯車 2 1 3と第 4歯車 2 1 4との間、 及び第 4歯車 2 1 4のいずれかに設け ることが望まし.い。 · ' ' '
[第 2 8実施形態]
次に、 図 4 9及び図 5 0を参照して、 本 ¾明に係る第 2 8実施形態について説 明する。この実施形態は基本的に上記第 2 3実施形態とほぼ同様の、卷芯 3 2 0、 ゼンマイ 3 2 1、 香箱 3 2 2、 香箱蓋 3 2 3、 仕切板 3 2 4、 底板 3 2 5、 歯車 3 2 7、 接続歯車 3 3 1、 第 2.歯車 3 3 2、 第 3歯車 3 3 3、 第 4歯車 3 3 4、 制動軸 3 3 5、 制動羽部 3 3 5 b、 制動ケース 3 3 6及び制動ケース蓋 3 3 7を 備えているので'、 同様の部分については説明を省略する。
本実施形態においては、 図 4' 9に示すように、 卷芯 3 ' 2 0の下端に突出枠部' 3 2 0 bが形成され、.また、 接続'歯車 3 3 1の中央部に突出軸部 3 3 1 aが形成さ ' れている。 突出軸部 3 3 1 aは突出枠部 3 2 0 bの内側に配置されている。 突出 軸部 3 3 1 aにはクラヅチバネ 3 2 0 1が取り付けられ、 このクラッチパネ 3 2 0 1が突出枠部 3 2 0 bに係合することによって回転を伝達するようになって いる。
図 5 0は、 上記卷芯 3 2 0と接続歯車 3 3 1との係合部分の構造を示す横断面 図である。突出軸部 3 3 1 aにはクラヅチパネ 3 2 0 1の内端部 3 2 0 1 Aが揷 入固定されている。 クラッチバネ 3 2 0 1は、 この内端部 3 2 0 1 Aから屈折し て突出軸部 3 3 1 aの外周を取り巻く湾曲部 3 2 0 1 Bを備え、 この湾曲部 3 2 0 1 Bの先に、 突出軸部 3 3 1 aから離れて突出枠部 3 2 O bに係合可能に突出 した外端部 3 2 0 1 Cが設けられている。
図 5 0においては、 突出軸部 3 3 1 aを備えた接続歯車 3 3 1が突出枠部 3 2
O bを備えた卷芯 3 2 0に対して図示反時計周り (図示矢印で示す。 ) に回転可 能に構成されている。 これに対して、 接続歯車 3 3 1が図示時計周りに回転しよ うとするときには、 クラッチパネ 3 2 0 1の外端部 3 2 0 1 Cが突出枠部 3 2 0 bに係合するので、 接続歯車 3 3 1と卷芯 3 2 0とが回転方向に係合し、 接続歯 車 3 3 1と卷芯 3 2 0とが共に回転するようになっている。
上記のように、 本実施形態においては、 上記突出軸部 3 3 1 a、 突出枠部 3 2 0 b及びクラッチパネ 3 2 0 1は、 巻芯 3 2 0がー方向に回転するときには回転 滑り部となって回転を伝達しないが、 卷芯 3 2 0が他方向に回転するときには接 続歯車 3 3 1と回転方向に結合して回転を制動部に伝達するよう'に構成された 回転断続手段である一方向クラッチとして構成される。
本実施形態において、 上記巻芯 3 2 0が上記一方向に回転するときには、 ゼン ■ マイ 3 2. 1を巻き締めるように構成され、 また、 卷き締められたゼンマイ 3 2 1 の弾性力によって巻芯 3 2 0が上記他方向に回転駆動されるように構成されて いる。 . .
本実施形態においては、 歯車 3 2 7を介して卷芯 3 2 0がー方向に回転駆動さ れると、 卷芯 3 2 0と接続歯車 3 3 1との間には回転伝達がなされないので、 卷 芯 3 2 0は制動トルクを受けることなくゼンマイ 3 2 1を卷き締めていくこと ができる。 . '
一方、 巻き締められたゼンマイ 3 2 1によって卷芯 3 2 0が他方向に回転駆動 される場合には、 卷芯 3 2 0と接続歯車 3 3 1とはクラヅチパネ 3 2 0 1を介し て回転方向に結合されるので、 卷芯 3 2 0ほ制動部から制動トルクを受けた状態 でゆつくりと回転していく。 ·
本実施形態は上記のように機能するので、 ゼンマイ 3 2 1が巻き締められると きに過大な駆動トルクを受けても、卷芯 3 2 0が制動トルクを受けていないので、 内部機構の損傷や破壊を防止することができる。 また、 温度が低下して流動物質 の粘性が増大した場合でも、 内部機構の損傷や破壊の確率が増大することもなく、 流動物質の粘性とは無関係にゼンマイ 3 2 1を容易に巻き締めていくことがで きる。
また、 本実施形態では、 ゼンマイ 3 2 1及び香箱 3 2 2により構成された駆動
力蓄積部と、 制動羽部 3 3 5 bを含む制動部とを一体に構成した上で、 クラッチ バネ 3 2 0. 1を含む回転断続手段によってきわめて簡単な構造で、 コンパクトな 駆動装置を構成することができるという利点をも備えている。
[第 2 9実施形態] . .
次に、本発明の第 2 9実施形態として図 5 1に示すゼンマイ機構について説明 する。 この実施形態は、 卷芯 3 4 0、 ゼンマイ 3 4 1、 香箱 3 4 2、 制動上ケー ス 3 4 4 A、 制動下ケース 3 4 4 B、 中央制動部材 3 4 5、 流動物質 3 '4 6、 シ ール材 3 4 7、 出力歯車 3 4 8、 及び、 外周制動板 3 4 9を備え、 これらは基本 的に上記第 4実施形態とほぼ同様の構造を有している。
本実施形態においては、 回転部材である卷芯 3 4 0の下端に突出軸部 3 4 0 b が設けられ、 この突出軸部 3 4 0 bには、 クラッチバネ 3 4 0 5が取り付けられ ている。 このクラッチバネ. 3 4 0 5は、 中央制動部材 3 4 5の中央部 3 4 5 aに 設けられた突出枠部 3 4 5 bに係合し、 卷芯 3 ひと中央制動部材' 3 4 5とめ回 転方向の係合態様を後述するように制御するように構成されている。
図 5 2には、 上記突出軸部 3 4 O bと、 突出枠部 3 4 5 bとがクラッチパネ 3
4 0 5を介して接続された部分の横断面を示す。 この図に示すように、 突出軸部 3 4ひ bにはクラヅチパネ 3 4 0 5の内端部 3 4 0 5 Aが揷入固定されている。 クラッチバネ 3 4 0 5は、 この内端部 3 4 0 5 Aから屈折して突出軸部 3 4 0 b の外周を取り巻く湾曲部 3 4 0 5 Bを備え、 この湾曲部 3 4 0 5 Bの先に、 突出 軸部 3 4 0 bから離れて突出枠部 3 4 5 bに係合可能に突出した外端部 3 4 0
5 Cが設けられている。 '
図 5 2においては、 突出軸部 3 4 0 bを備えた卷芯 3 4 0が突出枠部 3 4 5 b を備えた中央制動部材 3 4 5に対して図示反時計周り (矢印で示す。 ) に回転可 能に構成されている。 これに対して、 卷芯 3 4 0が図示時計周りに回転しようと するときには、 クラヅチパネ 3 4 0 5の外端部 3 4 0 5が突出枠部 3 4 5 bに係 合するので、 中央制動部材 3 4 5と回転方向に係合し、 巻芯 3 4 0と中央制動部 材 3 4 5とが共に回転するようになっている。
上記のように、 本実施形態においては、 上記突出軸部 3 4 0 b , 突出枠部 3 4 5 b及びクラッチパネ 3 4 0 5は、卷芯 3 4 0が一方向に回転するときには回転
滑り部となって回転を伝達しないが、卷芯 3 4 0が他方向に回転するときには回 転方向に結合して回転を伝達するように構成された回転断続手段である一方向 クラッチとして構成される。
. 本実施形態において、 上記卷芯 3 4 0が上記一方向に回転するときには、 ゼン マイ 3 4 1を卷き締めるように構成され、 また、 巻き締められたゼンマイ 3 4 1 の弾性力によって卷芯 3 4 0が上記他方向に回転駆動されるように構成されて いる。
本実施形態においては、 出力歯車 3 4 8を介して卷芯 3 4 0がー方向に回転駆 動されると、 巻芯 3 4 0と中央制動部材 3 4 5との間には回転伝達がなされない' ので、 卷芯 3 4 0は制動トルクを受けることなくゼンマイ 3 4 1を巻き締めてい くことができる。 '
, '一方、 巻き締めちれたゼンマイ 3 ,4 1によって卷芯 3 4 0が回転駆動される場 合には、 卷芯 3 4 0と中央制動部材 3 4 5とはクラッチパネ 3 4 0 5を介し七回 転方向に結合される で、 卷芯 3 4 0は外周制動板 3 4 9から制動.トルクを受け た状態でゆっく りと回転していく。
本実施形態は上記のように機能するので、 ゼンマイ 3 1が卷き締められると きに過大な駆動トルクを受けても、 巻芯 3 4 0が制動トルクを受けていないので、 内部機構の損傷や破壊を防止することができる。 また、 温度が低下して流動物質 の粘性が増大した場合でも、 内部機構の損傷や破壊の確率が増大することもなく、 流動物質の粘性とは無関係にゼンマイ 3 1を容易に巻き締めていくことがで きる。
また、 本実施形態では、 ゼンマイ 3 4 1及び香箱 3 4 2により構成された駆動 力蓄積部と、 中央制動部材 3 4 5及び外周制動板 3 4 9を含む制動部とを一体に 構成した上で、 クラッチパネ 3 4 0 5を含む回転断続手段によってきわめて簡単 な構造で、 コンパクトな駆動装置を構成することができるという利点をも備えて いる。
[第 3 0実施形態]
次に、 図 5 3を参照して、 本発明に係る卷数規制手段を備えたゼンマイ機構の 概略構造に関する第 3 0実施形態について説明する。 なお、 このゼンマイ機構の
構造は上記のいずれのゼンマイ機構にも適用することができるものである。
図 5 3にはゼンマイ機構の主要部分の概略分解斜視図を示す。 出力歯車である 歯車 3 5 7は、 回転部材或いは中心部材である卷芯 3 5 0と係合されており、 そ ' の卷芯 3 5 0が上蓋 (香箱蓋) 3 5 3及びゼンマイ収容部 (香箱) 3 5 2によつ
5 て中央位置に回転可能に保持されている。 ここで、 歯車 3 5 7としては、 出力対 象に'応じてプーリなどの他の部材を自由に選択することができる。 また、 歯車 3 5 7とかみ合う対象は、 ラックやベルトのように出力車に対応したものでもよい c さらに、 卷芯 3 5 0を回転可能に保持する上蓋 3 5 3の軸保持部 3 5 3 aと、 ゼ ンマイ収容部 3 5 2の軸保持部 3 5 2 aには、 回転軸受ゃ焼結軸受、 あるいは油
10 を塗布し、 非拡散処理等を行って流体潤滑にしてもよい。 このように軸受を配す ることによって、摩擦による負荷の増大、および出力の低下を防ぐことができる。 さらに、'ゼンマイ収容部 3 5. 2内にはゼンマイ 3 5 1が収容され、 せンマイ 3 5 1の内端が卷芯 3 5 0と接続し、 外端が摺接筒部材 3 5 4'と係合している 巻 芯 3 5 0には、 図示するように切込み 3 5 0 aを形成し、 この切込み 3 5 0 aに
15 ゼンマイ 3 5 1の内端を係合させることにより、 ゼンマイ 3 5 1と卷芯 3 5 0と
, が回転方向に接続されている。 なお、 このような係合方法以外にも、 卷芯 3 5 0 の外周に爪を設け、 ゼンマイ 3 5 1の内端に穴を開け、 その穴と'爪が引掛かるよ うにしてもよい。 その際、 '回転軸の断面形状をアルキメデスの螺: ^になるように 設計すれば、 ゼンマイからより安定したトルクが引き出せるとともに、 理論通り'
20 応力均一のまま隙間無く卷締めることができるので、 応力集中の発生を抑止でき ゼンマイ 3 5 1の耐久性が向上する。 ' 摺接筒部材 3 5 4の外周面は、 ゼンマイ収容部 3 5 2の内壁と接触しており、 ゼンマイ収容部' 3 5 2に対して一定以上の力が加わればすべり、 それ以下の場合 には摺接筒部材 3 5 4はゼンマイ収容部 3 5 2に対して摩擦によって回転方向
25 に係合された状態となっている。 すなわち、 摺接筒部材 3 5 4の外周面と、 ゼン マイ収容部 3 5 2の内周面との摩擦係合が卷数規制手段を構成している。
上記のように摺接筒部材 3 5 4を設けることによって、 通常はゼンマイ収容部 3 5 2と摺接筒部材 3 5 4とが摩擦力によって回転方向に接続されているので、 巻芯 3 5 0とゼンマイ収容部 3 5 2とが相対的に回転することによってゼンマ
ィ 3 5 1が巻締められる。 しかし、 或る程度ゼンマイ 3 5 1が卷締められると、 摺接筒部材 3 5 4とゼンマイ収容部 3 5 2との間の静止摩擦力により、 ゼンマイ 3 5 1のトルクが大きくなり、 その結果、 両者間にすべりが発生して、 それ以上 ゼンマイ 3 5 1を卷締めることができなくなる。 したがって、 卷数規制手段がゼ ンマイ 3 5 1の卷締め量を規制することにより、 ゼンマイ 3 5 1を単に卷締めて いくだけで所定の巻締め状態にすること 可能になるので、 卷締め作業量を調整 してゼンマイの巻締め状態を調整することが不要になる ともに、 ゼンマイ 3 5- 1の巻き過ぎを防止することができるので、 ゼンマイの破損防止や長寿命化を図 ることができる。 '
[第 3 1実施形態]
次に、 図 5 4を参照して、 卷数規制手段を備えたゼンマイ機構の他の例を第 3 1実施形態'として説明する。 なお、 このゼンマイ機構は、 .第 3 0実施形態と同様 の卷芯 3 6 0、 上蓋 (香箱蓋) 3 6 3、 及び、 歯車 3' 6 7を備えているので、 こ れらの説明は省略する。
図 5 4に示すように、 ゼンマイ 3 6 Γの外周部には、 ゼンマイ 3 6 1の外端近 傍を折り返してなる折り返し部 3 6 1 bが設けられ、 折り返し部 ' 3 6 1を形成す るための屈曲部分が略円筒状に成形された筒状部 3 6 1 cとなっている。 一方、 ゼンマイ収容部 (香箱) 3 6 2の内周面には、 軸線方向に伸びる凹溝 3 6 2 cが 周回方向に複数配列されて形成されており、 この凹溝 3 6 2 cは上記筒状部 3 6 1 cと嵌合するように、 筒状部 3 6 1 cに対応した形状に構成されている。
ゼンマイ 3 6 1がほとんど巻締められていない状態では、 ゼンマイ 3 6 1の上 記筒状部 3 '6 1 cはゼンマイ収容部 3 6 2の内周面に対してゼンマイの弾性力 によって押し付けられているので、 筒状部 3 6 1 cと凹溝 3 6 2 cとが嵌合し、 ゼンマイ 3 6 1の外端とゼンマイ収容部 3 5 2とが回転方向に接続される。 ゼン マイ 3 6 1が卷締められていくと、 筒状部 3 6 1 cと凹溝 3 6 2 cとの間の押圧 力は低減され、 やがて、 ゼンマイ 3 6 1が所定の巻締め状態になると、 筒状部 3 6 1 cは凹溝 3 6 2 cから脱出して、 ゼンマイ収容部 3 5 2の内周面上を移動し ていくので、 それ以上ゼンマイ 3 6 1を卷締めることができないようになつてい る。
[第 3 2実施形態] '
次に、 図 5 5を参照して、 本発明に係るゼンマイ機構の第 3 2実施形態につい ' て説明する。 図 5 5に示すように、 本実施形態のゼンマイ機構は、 第 3 0実施形 態又は第' 3 1実施形態のゼンマイ機構と崗様の構造に、 ゼンマイ収容部 3 7 .2に 固定された枠部材 3 7 8と、 歯車 3 7 7と嚙合し枠部材 3 7 8によって案内され たラック 3 7 9とを加えた構造を有する。
このゼンマイ機構においては、 図示しないゼンマイに接続された歯車 3 7 7に - 係^^孔 3 7 7 aが設けられ、 また、 ラヅク 3 7 9にも係合孔 3 7 9 aが設けられ ている。 そして、 上記係合孔 3 7 7 aと 3 7 9 aとに対しては、 略コ字型の固定 部材 (保持部材) 3 8 0が挿入可能に構成されている。
この固定部材 3. 8 0を係合孔 3 7 7 a及び 3 7 9 aに揷入すると 歯車 3 7 とラック' 3 7 9との位置関係が規制され、 歯車 3 7 7の回転が阻止されるので、 · ゼンマイ機構のゼンマイ収容部 3 2内に収容されたゼンマイが巻締められて いても、 その卷締め状態を保持することができる。 '
なお、 上記ゼンマイ機構において、 ラヅクを除いた部分の構造としては、 上記 第 1.〜第 2 9実施形態のいずれの構造を有するものであってもよい。 また、 本実' 施形態の保持構造を、 上記図 2 3に示す第 1 1実施形態のラックを備えたゼンマ ィ機構に適用してもよい。 ' ' . [第 3 3実施形態]
次に、 図 5 6を参照して、 本発明に係るゼンマイ機構の第 3 3実施形態につい て説明する。 本美施形態のゼンマイ機構は、 図 5 3に示す第 3 0実施形態又は図 5 4に示す第 3 1実施形態とほぼ同じ構造を有するものであり、 それらの歯車 3 5 7 , 3 6 7の軸保持部に、 図 5 6に示す一方向クラッチ 3 9 3を組み込んだも のである。 この一方向クラッ.チ 3 9 3は、 内部に軸材 3 9 0を揷通するよう'に構 成され、 この軸材 3 9 0に対向する内周面に複数の内溝 3 9 3 aを傭えている。 これらの内溝 3 9 3 aは、 図示時計回りに見て徐々に深さが増大する形状を備え ている。 各内溝 3 9 3 a内にはそれぞれボール 3 9 4が収容されている。
軸材 3 9 0が図示時計回りに回転すると、 ボ一ル 3 9 4は図示のように内溝 3 9 3 aの最も深い位置に配置され、 軸材 3 9 0は回転可能な状態となる。 一方、
軸材 3 9 0が図示反時計回りに回転すると、軸材 3 9 0との間の摩擦によってボ —ル 3 9 4は内溝 3 9 3 aの浅い部分に向けて移動しょうとするので、 ボール 3
9 4によって軸材 3 9 0は周囲から締め付けられ、 軸材 3 9 0の回転は阻止され る。
上記の一方向クラッチ 3 9 3を図 5 3又は図 5 4に示すゼンマイ機構の歯車 3 5 7 , 3 6 7の軸保持部に装着し、 当該軸保持部と卷芯 3 5 0, 3 6 0との間 に配置されるように構成して、 卷芯 3 5 0 , 3 6 0がー方向クラッチ 3 9 3に対 して図 5 3又は図 5 4の上方から見て反時計回りの回転方1向には回転可能で、 時 + 計回りの回転方向には回転できないように構成する。 このようにすると、 ^芯 3 5 0 , 3 6 0をその回転操作溝 3 5 0 cに工具 (ドライバー) を適用させて回転 させることによりゼンマイ 3 5 1 , 3 6 1を卷締める際には、 歯車 3 5 7 , 3 6 7と卷芯 3 5 0 , 3 6 0とが回転方向に接続されていないので、 例えば、 歯車 3
5 7 , 3 6 7が他部材ゃ機器などに嚙合していても、 支障なぐゼンマイ 3 5 V, 3 6 1を巻締めることができる。 逆に、 ゼンマイ 3 5 1, 3 6 1から駆動力が出 力される際には、 一方向クラヅチ 3 9 3は卷芯 3 5 0 , 3 6 0と歯車 3 5 7, 3
6 7とを回転方向に接続するので、 歯車 3 5 7、 3 6 7を回転駆動する'ことが可 . 能になり、 歯車 3 5 7 , 3 6 7を介して他部材ゃ機器などを駆動することができ る。 ■
[第 3 4実施形態]
次に、 図 5 7及び図 5 8を参照して、 本発明に係るゼンマイ機構を備えた機器 の第 3 4実施形態について説明する。 この実施形態の電子機器 4 0 0は、 図 5 7 に示すように、 操作部 4 1 1及び表示部 4 1 2を備えた本体 4 1 0と、 .こ0本体 4 1 0に対してスライ ド自在に取り付けられたカバー 4 2 0とを有する。
本体 4 1 0にはゼンマイ機構 4 1 3が内蔵され、'このゼンマイ機構 4 1 .3に接 続された出力部である歯車 4 1 4の一部が'外部に露出している。 また、 本体 4 1 0の操作部 4 1 1の両側面には、 カバー 4 2 0の一部 (後述する側枠部 4 2 2 ) .と摺接する側面部 4 1 5が形成されている。一対の側面部 4 1 5には、 カバー 4 1 2を閉鎖状態に保持するための保持突起 4 1 5 aがそれそれ出没可能に突出 し、 常時は図示のように側面部 4 1 5から突出しているが、 ロヅク解除ボタン 4
1 6を押圧すると側面部 4 1 5内に没し、 カバ一 4 2 0を解放するよう.に構成さ れている。 また、 図 5 8に示すように、 一対の側面部 4 1 5にはカバ一 4 2 0を 本体 4 1 0から外れないように保持するための保持フヅク 4 1 5 bがそれぞれ 突設されている。
一方、 カバー 4 2 0は、 上記操作部 4 1 1の操作面全体を覆うことができるよ うに構成され、 上記歯車 4 1 4に嚙合するラック部 4 2 1と、 上記側面部 4 1 5 に対向する一対の側枠部 4 2 2とを備えている。一対の側枠部 4 2 2の内面上に は、 図 5 8に示すように、 上記保持突起 4 1 5 a及び保持フック 4 1 5 bを収容 可能な凹溝 4 2 2 aがそれぞれ形成されている。 凹溝 4 '2 2 aの途中には、 リブ 4 2 2 bが設けられている。 カバー 4 2 0を本体 4 1 0にスライ ドさせて組み込 むと、 このりプ 4 2 2 bが上記保持突起 4 1 5 aを押圧して乗り越えることによ つて、 保持突起 4 1 5 aによりリブ 4 2 2 bが係止されるので、 カバ一 4 2 0が' 閉鎖状態でロヅクされる。 , 上記のように構成された電子機器 4 0 0においては、 図 5 8に示すように本体 4 1 0とカバ一 4 2 0とが分離された状態から、 カバー 4 2 0を図 5 7に示すよ うに本体 4 1 0に嵌合させ、 スライ ドさせて押し込んでいくと、 カバー 4 2 0の ラック部 4 2 1が歯車 4 1 4と嚙合して歯車 4 1 を回転させ、 ゼ.ンマイ機構 4 1 3内のゼンマイ (図示せず) を卷締めていく。 そして、 リブ 4 2 2 bが保持フ ック 4 1 5 bを乗り越えてからさらにカバ一 4 2 0をスライ ドさせ、 保持突起 4 1 5 aに係止されるまで押し込むことによって、 カバ一 4 2 0は本体 4 1 0に対' して閉鎖状態となる。 ■
上記の閉鎖状態では、 上述のようにロック解除ボタン 4 1 6を押圧することに よって保持突起 4 1 5 aが没入するので、 カバー 4 2 0はゼンマイ機構 4 1 3の ゼンマイの駆動力により開き、 カバー 4 2 0のリブ 4 2 2 bが側面部 4 1 5上に 突設された保持フック 4 1 5 bに当たるまでスライ ド動作する。
本実施形態では、 本体 4 1 0に対してカバー 4 2 0を組み込む際に、 ゼンマイ 機構 4 1 3が自動的に卷締められていくので、 組み込み前に予めゼンマイ機構 4 1 3を巻締めておく必要がなく、 また、 その巻締め状態を保持しておく必要もな い。 また、 図 5 7に示すように、 歯車 4 1 4とラック部 4 2 1とが嚙合し.始めて
から閉鎖状態'となるまでのストローク A— Bは、 組み込み後のカバ一 4 2 0の開 閉ストロークよりも、 図 5 8に示す距離 C一 Dだけ長くなつているめで、 組み込 み後にカバ一 4 2 0が完全に開いた状態 (すなわち、 リブ 4 2 2 bが保持フヅク 4 1 5 bに係止されている状態) でも、 ゼンマイ機構 4 1 3内のゼンマイは完全 に巻解けた状態にはならないことから、 ゼンマイ機構 4 1 3はカバー 4 2 0を安 定した駆動力で開放させることができる。
[第 3 5実施形態]
'次に、 図 5 9を参照して、 本発明に係るゼンマイ機構を備えた機器の第 3 5実 施形態について説明する。 この実施形態は、 引き出し Dと、 この引き出し Dを収 容可能に構成されたケース状の引き出し収容部 Eとを有する引き出し機構に、 上 記各実施形態のゼンマイ機構 Z 'を取り付けたものである。 ゼンマイ機構 Zは、 引 き出し収容部 Eの内部に取り付けられ、 その出力手段として、 図 8に示す円筒部 材 1 8 Dと、 この円筒部材 1 8 Dに基端が接続された帯材 1 9とを有してい ¾。 帯材 1 9の先端は引き出し Dの内端部に取り付けられている。 ·
この実施形態におい T、 引き出し Dを図示のように引き出すことによってゼン マィ機構 Ζ内のゼンマイが卷締められ、 図示しないロック機構によつて口'ックさ. れる。 この状態でロヅク状態を解除すると、 ゼンマイの駆動力によって円筒部材 1 8 Dが回転するので、 帯材 1 9が円筒部材 1 8 Dに巻き取られ、 ゼンマイ機構 Ζ内の制動部によって与えられた制動力によってゆつく りと引き出し Dが引き 込まれる。
なお、 上記実施形態の引き出し機構では、 引き出し Dを引き出すときにゼンマ ィ機構 Ζ内のゼンマイが卷締められ、 ゼンマイの駆動力によって引き出し Dが引 き出し収容部 Ε内に格納されるように構成されているが、 逆に、 引き出し Dを格 納するときにゼンマイ機構 Ζのゼンマイが巻締められ、 引き出し!)が格納された 状態でロックされ、 口ヅクを解除することによって引き出し Dがゼンマイの駆動 力によってゆっくりと引き出されるように構成してもよい。
[第 3 6実施形態]
最後に、図 6 0を参照して本発明に係るゼンマイ機構を備えた機器の第 3 6実 施形態について説明する。 この実施形態は、 本発明を可動玩具に適用した例を示
すものである。 玩具本体 Fには、 可動部 G (尾びれ) や可動部 H ('胸びれ) が摇 動自在に取り付けられている。 また、 玩具本体 F内にはゼンマイ機構 Zが内蔵さ れ、 このゼンマイ機構 Zには、 その出力手段として、 円筒部材 1 8 Eと、 この円 筒部材 1 8 Eに取り付けられた出力軸 1 8 Fと、 この出力軸 1 8 Fに係合された 伝達ベルト 1 8 Gとが設けられている。 この伝達ベルト 1 8 Gの先端は可動部 G, Hの端部に取り付けられている。
ゼンマイ機構 Z内のゼンマイの駆動力によって円筒部材 1 8 Eが回転すると、 出力軸 1 8 Fが旋回し、 伝達ベルト 1 8 Gを摇動させるので、 可動部 G , Hはこ れに連動して揺動する。 したがって、 例えば、 出力軸 1 ·8 Fの先端を玩具本体 F の外に突出させた構造にすれば、 出力軸 1 8 Fを回転させる'ことによってゼンマ ィ機構 Ζ内のゼンマイを巻き上げ、 出力軸' 1 8 Fを解放することによって可動部 G , Ηを揺動動作させることができるようにすることができる。 ·
[その他] . , . '
なお、 本発明のゼンマイ機構及び機器は、 上述の図示例にのみ限定されるもの ではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは 勿論である。 '
例えば、 上記実施形態ではいずれも単一のゼンマイを備えているが、.複数のゼ ンマイを設けて駆動力を大きくしたり、 駆動時間や駆動距離を延長させたりじて もよい。 この場合、 例えば、 複数のゼンマイをその軸線方向に積層させて配置す ることによって比較的コンパクトに構成することができる。 ここで、 複数段のゼ ンマイ,を設ける場合に、 各段のゼンマイの卷締カ (駆動力) を相互に異なる値と することも可能であるので、 機構全体の卷締カ (駆動力) の値を自由且つ任意に 設定することができ、 しかも微妙な設定も容易になる。
本発明のゼンマイ機構は、 機構の小型化、 薄型化を狙うために、 ほとんどの部 品(回転部材(軸部材)ゃゼンマイ収容部等)を金属で形成することが好ましく、 また、 騒音を低減するために出力手段を合成樹脂で成形することが好ましい。 ゼンマイには、 一般にステンレス鋼や鉄材を渦巻き状に形成したパネが用いら れるが、 これに限定されるものではなく、 材料はもとより形状についても回転に より トルクを発生するものであれば如何なるものであってもよい。
流動物質としては、 各種オイルを用いることが好ましいが、 オイルに限定され るものではなく、 オイル以外の種々の液体や粉状体 (粒状体) を用いることも可 能である。 産業上の利用分野
本発明によれば、 ゼンマイ機構の構造を簡易化すると同時に部品点数も低減す ることができる構造を採用することによって、 ゼンマイ機構の小型化や薄型化を 図ることができる。また、ゼンマイ機構の製造コストの低減を図ることができる。 さらに、 効率的な駆動力の伝達が可能で、 種々の機器にも容易に取り付けられ ¾ ゼンマイ機構を提供することができる。 その上、 ゼンマイ機構において、 制動部 の制動特性の調整を容易に行うことが可能になる。