(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム紐の捩じりによる出力回転体の回転速度を調整する装置であって、回転体の回転軸に固定した円形の外周面を有する調整用回転体と、前記調整用回転体の外周面に一端部が固定された、前記調整用回転体の幅以下で、前記調整用回転体の周長と同等の長さを有する帯と、からなることを特徴とする回転速度調整装置。
【請求項２】
前記帯の他端部に鉛等の重みが固定されていることを特徴とする請求項１記載の回転速度調整装置。
【請求項３】
前記調整用回転体が回転することによって外側に飛び出す前記帯の他端部が届く範囲内で、前記調整用回転体の下側に粗面を有する摩擦板を設置することを特徴とする請求項１又は２記載の回転速度調整装置。
【請求項４】
前記調整用回転体が回転することによって外側に飛び出す前記帯の他端部が届く範囲内で、前記調整用回転体の下方又は上方に前記帯の受け棒を設置することを特徴とする請求項１又は２記載の回転速度調整装置。
【請求項５】
前記調整用回転体の外周面より高い縁枠を両側に設け、外周面に一端部を固定した前記帯を内側にして、前記縁枠間に周方向に間隔をもって複数の帯長調整ピンを差し込み固定し、それらの中から選択した帯長調整ピンの間から帯の他端部を外側に伸ばして、前記調整用回転体からの帯の飛び出し長さを調整することを特徴とする請求項１，２、３又は４記載の回転速度調整装置。
【請求項６】
ゴム紐の一端部をゴム紐の捩じり用の回転ハンドルのフックに設け、他端部を出力回転体に直接又は回転伝達機構を介して接続し、さらに前記出力回転体に直接又は回転伝達機構を介して前記調整用回転体を固定することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の回転速度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムの捩じりによって回転する出力回転体を減速し、玩具に設けられている観覧車等の出力回転体の回転速度を必要な範囲に調整する調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴム紐の捩じりを動力源とする玩具の出力回転体の回転速度は、捩じりの強いスタート時には速く、捩じりが弱くなるにつれて遅くなるという特徴がある。模型飛行機はスタート時、プロペラが速く回転し舞い上がり、空中飛行し、着陸時には回転速度をほとんど必要としない。ゴム紐の捩じり動力の特徴をうまく利用している玩具の例であるが、これに対し、最初からゆっくりとした一定の速度が望ましい玩具、例えば観覧車等の玩具も多くある。
【０００３】
このような玩具への対応として、小径から大径のプ−リ、又は歯車に回転を伝達させる減速機構により回転体の回転速度を抑える方法がある。しかし、上記減速機構を採用した場合、ゴム紐の捩じりの消費量が大きく、捩じることができる数に限界があるゴム紐の場合、回転体の回転数が少なくなり作動時間が短くなるという問題があった。
【０００４】
又、他にも回転制御方法として、回転速度が等速であることを前提として、断続的に停止させ減速させる方法があるが、スムーズな回転が得られず、等速回転でないゴム紐の捩じりによる回転体には不適当であり、その上実施には厳しい精密性が要求されることが多く、限定された玩具以外には適用することが難しいという問題があった。又、特許文献１に示されるように、粘性グリースで回転を制御する方法もあるが、その制御機構は簡単ではなく、限定された玩具以外には、手軽に適用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８５７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゴム紐の捩じりを動力源とする玩具の回転に関し、従来、回転速度を調整することが困難であるという技術問題を解決し、玩具に望まれる回転速度を簡単かつ安価に実現することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための方法・手段について図１〜図７を示して以下説明する。図１の概念図において、第１軸受材２ａに回転可能に支持されたゴム紐捩じり用回転ハンドル１のフックに、ゴム紐４の一端部を掛け、第２軸受材２ｂと第３軸受材２ｃで支持された回転体３のフックにゴム紐４の他端部を掛け、第３軸受材２ｃとの摩擦の減少を図って軸方向の移動を阻止するため回転体３の軸が球座５に挿入され、この球座を押さえる受け部材５ａが軸に固定されている。回転体３を止めておき、回転ハンドル１を回し、ゴム紐４を所定数まで捩じってから、回転体３の止めを外した場合、回転体３は速い速度で回転する。
【０００８】
前記回転体３の回転速度を遅くする方法として、回転体３の直径より小さい新たなプ−リを回転体３とゴム紐４の間に設け、回転体３とプ−リとをベルトで接続することによって、前記新たに設けたプ−リの介在により回転体３の回転速度を落とすことができる。上述の大小のプ−リによる減速方法は、ゴム紐の捩じりの消費が大きいので、ゴム紐を動力とする玩具では使用し難い。上述の減速方法に対し、本発明は前記回転体３の回転を直接減速させるものである。
【０００９】
前記回転体３の軸に速度調整を目的とする調整用回転体６の中心を固定する。この調整用回転体６の外周面には、調整用回転体６の回転に伴い、重力や遠心力によって調整用回転体６から他端部が外側に飛び出す帯７の一端部が固定されている。
【００１０】
前記帯７の飛び出し長さは、図２に示すように、調整用回転体６の縁枠間に周方向に間隔を持って差し込み固定されている帯長調整ピン９の中から選択された帯長調整ピン９の間から、帯７の他端部を外側に出すことにより調整される。飛び出し長さは、帯７を固定している一端部に近い帯長調整ピン９の間から出すと長くなり、遠くから出すと短くなる。帯７の飛び出し長さが長いほど調整用回転体６の回転は強く拘束される。加えて、帯７の他端部に重み８付けると拘束はさらに強くなる。
【００１１】
前記調整用回転体６の前記帯７を図２に示す下記の物理的拘束によって更に大幅に回転を拘束することができる。
１．調整用回転体６の下側に摩擦板１０を設置する。
２．調整用回転体６の下方に帯７の下方受け棒１１を設置する。
３．調整用回転体６の上方に帯７の上方受け棒１２を設置する。
【００１２】
回転体３の回転軸に調整用回転体６を固定したうえで、上記１，２又は３の設置を組み合わせることにより要求される回転速度を実現することができる。
【００１３】
図３ａ〜図３ｄは、前記帯７の挙動を、前記調整用回転体６の回転が遅い場合について説明したものである。図３ａでは帯７は重力により下方に垂れ下がっており、調整用回転体６が時計方向に回転する時これを引き上げて回転しなければならず、回転速度は拘束され遅くなる。ゴム紐の捩じりが強く調整用回転体６の回転が速い場合には、帯７には重力に加え遠心力が作用し帯７は外側に放たれるが、弱い場合は図３ｂ〜図３ｄに示すように、調整用回転体６に巻きつくような動きをする。
【００１４】
図４ａは調整用回転体６の回転速度が遅い場合の前記帯７の軌跡である。図４ｂは回転速度が速い場合の帯７の軌跡である。図４ｂの軌跡面積は図４ａより大きく、図４ｂの回転拘束が大きいことを示している。即ちゴムの捩じりが強く回転が速い時は回転を強く拘束し減速率は大きくなる。捩じりが弱くなり回転が遅くなるにつれ回転をあまり拘束しなくなり減速率は小さくなる。即ち帯７はゴム紐の捩じりが強い時は初期時の回転を遅くし、回転を一定の速度にする効果をもたらす。帯７の他端部に重り８を付けることにより、帯７に働く重力や遠心力が大きくなり、捩じりが強い時の回転がより強く拘束され、回転速度がより遅くなる。
【００１５】
前記調整用回転体６の下に前記摩擦板１０を設置した場合、ゴム紐の捩じりが弱い時は前記帯７の先端は摩擦板１０の近くに接地し、摩擦板１０と帯７の接触長さは短い。反対に、強い時は摩擦板１０の遠くに接地し、摩擦板１０と帯７の接触長さは長くなる。図５ａは捩じりが弱い場合、図５ｂは捩じりが強い場合の帯７の軌跡を示したものである。捩じりが強い時の回転拘束力は大きく、弱い時は小さいから、上述図４ａ、図４ｂと基本的に同様な効果を発揮するが、回転速度はより遅くなる。
【００１６】
図６は、前記調整用回転体６の下方に前記下方受け棒１１を設置し、捩じりが弱い場合をａ、強い場合をｂで表示して、下方受け棒１１に懸かる前記帯７の状況を示したものであり、弱い時は帯７の懸かりは少なく、強い時は掛かりが多いことを示している。上述図４ａ、図４ｂと同様な効果をもたらすが、回転速度はより遅くなる。
【００１７】
図７は、前記調整用回転体６の上方に前記上方受け棒１２を設置し、捩じりが弱い場合をａ，強い場合をｂで表示して、上方受け棒１２に懸かる前記帯７の動きで、前記下方受け棒１１の場合と類似な性状を示しているが、捩じりが強い時の受け棒に懸かる帯７による拘束は下方受け棒１１より強く、回転速度はより遅くなる。上方に受け棒を設けた場合、上方受け棒１２に当たって折れ曲がった帯７の外端側は重力によって下側に落ち、したがって帯７の外端側は
受け棒によって折り重なるように曲がり強い摩擦抵抗を示す。
【００１８】
前記調整用回転体６の回転を拘束する上述の各種方法と、前記帯７の飛び出し長さの長短を組み合わせることにより、玩具の前記回転体３を望ましい回転速度にすることができる。調整用回転体６は回転体３の軸に直接、又は回転体の軸に回転伝達装置を介して連結されている。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、ゴムの捩じりを動力源とする回転体を回転させる玩具において、回転速度の調整が困難という従来の大きな問題を、本発明の調整用回転体６を用いた回転速度調整装置により解決できる。仕組みが簡単でかつ安価であることが玩具の動力源としてゴムが選択される大きな理由であるが、本発明はこの条件を満たしている。
【００２０】
以上のように技術上、経済上の問題を解決している本発明により、従来は不可能ないしは困難と考えられていたような玩具を可能にし、さらに新たな玩具の実現も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】回転速度調整装置の概念図
【図２】調整用回転体の帯長調整ピン、摩擦板及び上方、下方受け棒の概念図
【図３】調整用回転体の帯の挙動
【図４】調整用回転体の回転速度が遅い場合と速い場合の帯の軌跡
【図５】調整用回転体の下側に摩擦板を設置した場合の回転速度が遅い場合と速い場合の帯の軌跡
【図６】調整用回転体の下方に下方受け棒を設置した時の帯の挙動
【図７】調整用回転体の上方に上方受け棒を設置した時の帯の挙動
【図８】観覧車の玩具の平面図
【図９】観覧車玩具の正面図
【図１０】観覧車玩具の観覧車と回転体部分の側面図
【図１１】回転ハンドルが時計方向又は反時計方向に回転するときの説明図
【図１２】観覧車玩具の調整用回転体からの帯の飛び出しを示す断面と正面の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。観覧車の玩具について、観覧車の玩具の平面を図８で、正面を図９で示し、観覧車と回転体部分の側面を図１０で示している。
【００２３】
実際の観覧車の回転は非常にゆっくりしており、玩具でもイメージ的にゆっくりとした回転にする必要がある。ゴム紐の捩じり自体による回転は極めて速く、観覧車の回転速度としては速すぎるから、小径のプ−リから大径のプ−リに回転を伝達させる減速機構で減速する方法が必要となる。この減速機構では、観覧車１回の回転には非常に多くのゴム紐の捩じりが消費されるから、ゴム紐の捩じり回数をできるだけ多くすることが要求される。３列のゴム紐を設け、ゴムの捩じり回数を多くしこの問題を解決している。
【００２４】
図８において、４隅角部の支持脚２０ｂに支持された長方形の枠状の本体枠２０aに、本体枠２０ａの前側に第１横軸受材２１ａ，後側に第２横軸受材２１ｂが固定され、本体枠２０aの前側の枠部と上記第１横軸受材２１ａとにより、回転用ハンドル２２ａと第３プ−リ２３ｃの軸が支持されている。上記回転用ハンドル２２ａはクランク状をなし、逆転を防止するため以下のような逆転防止具が付いている。
【００２５】
逆転防止具とは以下のようなもので図１１に示す。一端部が本体枠２０ａの前側の枠部にヒンジ固定され、鉛の小片２２ｄを付けた他端部が回転ハンドル２２ａのクランク部に接触出来る長さを有す逆転防止用細板２２ｂと、この逆転防止用細板２２ｂが下方に落ちないように本体枠２０ａの前側の枠部から突出固定された逆転防止突起２２ｃとの構造から成っている。
【００２６】
回転ハンドル２２ａはゴム紐を捩じる時計方向への回転は、図１１aに示すように、逆転防止用細板２２ｂの持ち上げを繰り返しながら自由で、ゴム紐の捩じりを戻す反時計方向への回転は、図１１ｂに示すように、逆転防止用細板２２ｂが逆転防止突起２２ｃによって阻止されるため回転不可能になっている。
【００２７】
前記第２横軸受材2１ｂと前記本体枠2０aの後側の枠部により第１プ−リ2３ａと第２プ−リ2３ｂの軸が支持され、これらのプ−リより一段高い位置に第４プ−リ2４ａと第５プ−リ2４ｂが有り、第４プ−リ2４ａの軸は、本体枠２０aの前側の枠部に固定された第１縦軸受材２６ａと、前記第１横軸受材2１ａに固定された第２縦軸受材2６ｂとにより、また第５プ−リ2４ｂの軸は第２横軸受材2１ｂに固定された第３縦軸受材2６ｃと本体枠2０aの後側の枠部に固定された第４縦軸受材2６ｄにより支持されている。第１プ−リ2３ａ、第２プ−リ2３ｂ、第３プ−リ2３ｃ、第４プ−リ2４ａ及び第５プ−リ2４ｂの軸には、本体枠2０aの枠部側との摩擦の減少をはかるため、球座2５が固定されている。
【００２８】
前記回転ハンドル2２ａと前記第１プ−リ2３ａのフックには第１ゴム紐2９ａが、前記第２プ−リ2３ｂと前記第３プ−リ2３ｃのフックには第２ゴム紐2９ｂが、前記第４プ−リ2４ａと前記第５プ−リ2４ｂのフックには第３ゴム紐2９ｃが掛けられている。これらのゴム紐は市販のサイズナンバー１８の輪ゴムを２本繋げたものを、第１ゴム紐2９ａでは１２本、第２ゴム紐2９ｂでは９本、第３ゴム紐2９ｃでは６本、で構成されている。すなわち、第１ゴム紐2９ａ、第２ゴム紐2９ｂ及び第３ゴム紐2９ｃは長さが同じで太さが順に細くなっている。第１プ−リ2３ａと第２プ−リ2３ｂはタコ糸を個々に複数本掛けた第１ベルト2７aで、第３プ−リ2３ｃと第４プ−リ2４ａもタコ糸を個々に複数本掛けた第２ベルト2７ｂで接続されている。
【００２９】
観覧車3０の軸は第１門型部材3１ａと第２門型部材3１ｂに支持され、その軸には前記第５プ−リ2４ｂより大きい直径の回転体プ−リ3２が固定され、第５プ−リ2４ｂとタコ糸１本の第３ベルト3３で接続され、第５プ−リ2４ｂの回転が減速されるようになっている。
【００３０】
上記複数のプ−リは、厚紙で作った円形環状体の両側に、環状体の外周面より一回り大きい円形の厚紙を貼り付け、プ−リを真直ぐ支えられる剛性を有す針金等が軸として使用され、プ−リの中心を貫通しプ−リと接着されている。また、ベルトとのすべり防止のため、プ−リの外周面の粗面加工として、外周面にサンドペーパが貼付されている。
【００３１】
ここで前記調整用回転体の設置方法を検討するため予備試験として、調整用回転体を付けない場合の前記観覧車３０の回転状況を観察した。
【００３２】
ゴム紐は、捩じり始めると最初はわずかに膨らむ１次瘤ができる。さらに捩じると１次瘤の上に２次瘤ができ、その上に３次瘤ができ、捩じり続けると切断にいたる。通常玩具ではゴム紐の切断を回避するため、全長に渡る2次瘤の発生前後で捩じることをやめている。
【００３３】
前記第５プ−リ2４ｂを止めておき、手動で前記回転ハンドル2２ａを回し、前記第１ゴム紐2９ａ、第２ゴム紐2９ｂ及び第３ゴム紐2９ｃの全長に渡る上述の２次瘤の発生まで捩じってから回転ハンドル2２ａ回すのを止める。手を離しても逆転防止用細板2２ｂと逆転防止突起２２ｃにより回転ハンドル２２ａは停止状態におかれる。
【００３４】
第５プ−リ2４ｂの止めを外すと、最初に第３ゴム紐2９ｃの捩じりが戻り第５プ−リ2４ｂがまわされベルト33によって観覧車の回転体プ−リ3２に伝達され観覧車が回り始める。第３ゴム紐2９ｃの捩じりが減ると、第２ゴム紐2９ｂの捩じりが戻り、第３ゴム紐2９ｃが再度捩じられる。第２ゴム紐2９ｂも第１ゴム紐2９ａの捩じりの戻りにより再度捩じられる。こうして3列のゴム紐の捩じりがほとんど無くなるまで観覧車は回転を続ける。
【００３５】
上述の予備試験では、ゴム紐の総捩じり数を１５０回にし、第５プ−リ２４ｂの直径３０ｍｍに対し上記回転体プ−リ３２の直径を９０ｍｍとして減速させた結果、観覧車の回転は１５秒で５０回になり、玩具としての回転数については、満足できるものであったが、回転は速すぎほぼ瞬時の作動で終わってしまうという不満足の結果になった。望ましい回転速度を1分間で５０回転とすると、プ−リの減速機構だけで達成するには、総捩じり回数を６００回、観覧車の回転体プ−リの直径を３６０ｍｍとしなければならず、いずれも玩具としての実現は難しい。
【００３６】
このように捩じり数に限界があるゴム動力では、プ−リ等の減速機構だけで観覧車に見合うゆっくりした回転速度を実現することは極めて困難であることが判明した。望ましい回転速度にするため、本実施例では、プ−リによる減速機構に加えて、本発明の調整用回転体３４を第５プ−リ2４ｂの軸に取り付け、回転体プ−リ３２の回転速度を減速する方法を採用した。
【００３７】
前記調整用回転体３４は、図１２ａで断面を、図１２ｂで側面を示すように、厚紙で作った円形環状体３４ａの両端に、それより大きい円形の厚紙で作った円形枠版３４ｂを貼り付けることにより外周面より高い縁枠を設け、周方向を８等分して８本の帯長調整ピン３４ｃが縁枠に差し込み固定されている。円形枠版３４ｂの中心は前記第５プ−リ２４ｂの軸に挿入・接着されている。
【００３８】
前記円形環状体３４ａの外周面には、縁枠間の幅以下で、前記円形環状体３４ａの周長に等しい長さを有する帯３５の一端部が特定の帯長調整ピン位置に固定されている。帯３５の他端部には鉛の重り３５ａが付いている。帯３５の飛び出し長さは、帯３５の長さが周長と同じであるから、例えば帯３５を固定点から２番目の帯長調整ピン３４ｃから外側に出すと帯の飛び出し長さは周長の６／８となり、５番目から出すと３／８になる。
【００３９】
予備試験では図１２に示すように、固定点から３番目の帯長調整ピン３４ｃから帯を外側に出し、帯の飛び出し長さを周長の５／８とした。第５プ−リ2４ｂ又は調整用回転体３４を止めておき、回転ハンドル2２ａを回し、第１ゴム紐2９ａ、第２ゴム紐2９ｂ及び第３ゴム紐2９ｃを全長に渡る２次瘤発生まで捩じってから、第５プ−リ2４ｂ又は調整用回転体３４の止めをはずして、観覧車3０が５０回転する時の回転時間を測定し、以下の結果を得た。
１．調整用回転体を取り付けず自由回転とした場合、１５秒
２．調整用回転体３４を取り付けた場合、約３０秒
３．調整用回転体３４を取り付け、さらに摩擦板を設置した場合、約４０秒
４．調整用回転体３４を取り付け、さらに上方受け棒３６を設置した場合、６０秒以上
【００４０】
本実施例の観覧車３０では、上記４の調整用回転体３４と上方受け棒３６の設置を採用。即ち約６０秒で５０回転する観覧車とした。自由回転の場合に比べ、４倍以上の長い回転時間を実現した。
【符号の説明】
【００４１】
１：回転ハンドル
２ａ：第１軸受材
２ｂ：第２軸受材
２ｃ：第３軸受材
３：回転体
４：ゴム紐
５：球座
５ａ：球座を押さえる受け部位
６：調整用回転体
７：帯
８：鉛等の重み
９：帯長調整ピン
９ａ：選択された帯長調整ピン
１０：摩擦板
１１：下方受け棒
１２：上方受け棒
２０ａ：観覧車玩具の本体枠
２０ｂ：観覧車玩具の本体枠の支持脚
２１ａ：観覧車玩具の第１軸受材
２１ｂ：観覧車玩具の第２軸受材
２２ａ：観覧車玩具の回転ハンドル
２２ｂ：観覧車玩具の逆転防止用細板
２２ｃ：観覧車玩具の逆転防止突起
２２ｄ：観覧車玩具の逆転防止用細板の鉛の小片
２３ａ：観覧車玩具の第１プ−リ
２３ｂ：観覧車玩具の第２プ−リ
２３ｃ：観覧車玩具の第３プ−リ
２４ａ：観覧車玩具の第４プ−リ
２４ｂ：観覧車玩具の第５プ−リ
２５：観覧車玩具の球座
２６ａ：観覧車玩具の第１縦軸受材
２６ｂ：観覧車玩具の第２縦軸受材
２６ｃ：観覧車玩具の第３縦軸受材
２６ｄ：観覧車玩具の第４縦軸受材
２７ａ：観覧車玩具の第１ベルト
２７ｂ：観覧車玩具の第２ベルト
２９ａ：観覧車玩具の第１ゴム紐
２９ｂ：観覧車玩具の第２ゴム紐
２９ｃ：観覧車玩具の第３ゴム紐
３０：観覧車玩具の観覧車
３１ａ：観覧車玩具の第１門型部材
３１ｂ：観覧車玩具の第２門型部材
３２：観覧車の軸に固定されている回転体プ−リ
３３：観覧車玩具の第３ベルト
３４：観覧車玩具の調整用回転体
３４ａ：観覧車玩具の調整用回転体の円形環状体
３４ｂ：観覧車玩具の調整用回転体の円形枠版
３４ｃ：観覧車玩具の調整用回転体の帯長調整ピン
３５：観覧車玩具の帯
３５ａ：観覧車玩具の帯の重り
３６：観覧車玩具の上方受け棒
【要約】
【課題】
ゴム紐の捩じりによって回転する回転体を有す玩具において、その回転の速度を調整することを課題とする。
【解決手段】
ゴム紐４の捩じりによって回転する回転体３の回転軸に中心が取り付けられた調整用回転体６と、その調整用回転体６の外周面に一端部が止められた帯７からなる回転速度調整装置により課題を解決する。帯７の先端部には重り８が取り付けられている。帯７の他端側は調整用回転体６の帯長調整ピン９の間から引き出されている。回転体を有す玩具において、回転体の回転速度を、ほぼ一定かつ緩やかにすることができる。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006030734.tif 000008
【図８】
0006030734.tif 000009
【図９】
0006030734.tif 000010
【図１０】
0006030734.tif 000011
【図１１】
0006030734.tif 000012
【図１２】
0006030734.tif 000013