(57)【要約】      （修正有）【課題】電動ガンの基本的構成を維持し、スイッチングによる接点の焼損に伴う問題を解決する。【解決手段】ラック２５とモーター３０によって駆動されるセクターギヤ２７との噛み合いにより可動部材１５を後退させる構成と、セクターギヤ２７の回転の途中で切り換えられるカットオフ検出スイッチ３２と、引き金操作に応動するトリガー検出スイッチ３５、及び、電源からモーター３０に通じる電流を制御する半導体制御部４０とを具備し、引き金操作によりモーター３０に通電し、セクターギヤ２７の回転が始まり可動部材１５を後退させる途中でカットオフ検出スイッチ３２がオンとなることによりモーター３０への通電が遮断され、その後モーター３０の慣性回転により可動部材が後退限界に達して圧縮動作が行われ、引き金操作を止めることによりトリガー検出スイッチがオフとなるように構成する。【選択図】図１
2006300464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアシリンダー装置の可動部材をモーターによって後退方向へ駆動するとともにばねを蓄圧し、モーターの作動を引き金操作によって制御する電動ガンであって、
可動部材の移動方向に沿って設けられているラックと、モーターによって駆動されるセクターギヤとの噛み合いにより可動部材を後退させる構成と、セクターギヤの回転の途中で切り換えられるカットオフ検出スイッチと、引き金操作に応動するトリガー検出スイッ
チ、及び、カットオフ検出スイッチとトリガー検出スイッチに接続し、電源からモーターに通じる電流を制御する半導体制御部と、を具備し、
引き金操作によりモーターに通電し、セクターギヤの回転が始まり可動部材を後退させる途中でカットオフ検出スイッチがオンとなることによりモーターへの通電が遮断され、その後モーターの慣性回転により可動部材が後退限界に達して圧縮動作が行われ、引き金操作を止めることによりトリガー検出スイッチがオフとなる構成を有する電動ガン。
【請求項２】
カットオフ検出スイッチは、セクターギヤと同軸回転可能に設けられているカムの回転によって切り換えるか、或いは、セクターギヤとの噛み合いにより後退させられる可動部材又はそれと一体に動くタペット部材などによって切り換える方法によって制御されるという手段を取る請求項１記載の電動ガン。
【請求項３】
半導体制御部は、ＦＥＴスイッチデバイスを使用する請求項１又は２記載の電動ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアシリンダー装置の可動部材をモーターによって後退方向へ駆動するとともにばねを蓄圧し、駆動部の作動回路を引き金操作によって制御する電動ガンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の先行技術には、特開平３−２２１７９３号に代表される発明があり、出願人会社の電動式のエアガンに長年にわたって採用され実績を積んで来た。同発明は、ピストンの後退動作によってエアをシリンダー内に吸引すると同時に圧縮ばねを蓄圧し、前進動作によりエアを圧縮し、噴射エアにより弾丸を発射させるもので、ピストンを後退させるために一方向へ回転する回転輪を有する駆動部及び駆動部のモーターを作動させる回路のスイッチを引き金操作によって制御する操作部を有している。そして駆動部の回転輪と同軸に設けたカムと係合し、シアのスイッチ動作完了後にトリガーとの係合を外すタイミングで、カムとシアを、タペットアームを用いて連動させている。
【０００３】
上記の構成では、カムとスイッチとの間にシアとタペットアームの２部材が必要であ
り、さらにトリガーの係合離脱も介在して複雑な構造となっている。またシアのスライドによるスイッチのオンオフが時として不確実になることがあり、有効な改善策が求められて来た。それらが解決されたとしても、接点の焼けの問題が残る。特に出力増大を目的としてニカド電池などを使用した場合、一時に大電流が流れるため突入電流も非常に大きくなり、接点を閉じたときに火花を散らすことを繰り返す。この傾向は高性能であるほど顕著になり、スイッチの焼損の問題は深刻なものとなる。また従来のスイッチではそれ自体の大きさも去ることながら、スイッチを動かすための付属的機械構成のために、大きな設置スペースを必要とするという問題もある。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２２１７９３号
【特許文献２】実開平３−１０４６８８号
【特許文献３】実開平３−１０４６８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記の事情からなされたもので、その課題は、電動ガンの基本的構成はそのまま維持して、スイッチングによる接点の焼損に伴う問題を解決することである。また本発明の他の課題は、スイッチを小型化し、必要とするスペースを著しく削減可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため、本発明は、エアシリンダー装置のピストンをモーターによって後退方向へ駆動するとともにばねを蓄圧し、モーターの作動を引き金操作によって制御する電動ガンについて、可動部材の移動方向に沿って設けられているラックと、モーターによって駆動されるセクターギヤとの噛み合いにより可動部材を後退させる構成と、セクターギヤの回転の途中で切り換えられるカットオフ検出スイッチと、引き金操作に応動するトリガー検出スイッチ、及び、カットオフ検出スイッチとトリガー検出スイッチに接続し、電源からモーターに通じる電流を制御する半導体制御部と、を具備し、引き金操作によりモーターに通電し、セクターギヤの回転が始まり可動部材を後退させる途中でカットオフ検出スイッチがオンとなることによりモーターへの通電が遮断され、その後モーターの慣性回転により可動部材が後退限界に達して圧縮動作が行われ、引き金操作を止めることによりトリガー検出スイッチがオフとなるように構成するという手段を講じたものである。
【０００７】
本発明はエアシリンダー装置により圧縮エアを生成させるものである。エアシリンダー装置の構成はシリンダーとピストンから成り、ピストンを動かして圧縮するのが普通である。しかし、中にはピストンに当たる内側部材を固定し、外側のシリンダーに当たる部材を動かして圧縮するというものもある。本発明は実施形態においてピストンを動かすという記載をしているが、ピストン、シリンダーを可動部材、固定部材の組み合わせと把握することができるので、ピストンかシリンダーかの差はなくなる。
【０００８】
本発明のものは、例えばピストン移動方向に沿って設けられているラックを有し、このラックとの噛み合いによりピストンを後退させるセクターギヤを有しており、セクターギヤをモーターによって駆動するという構成を取る。モーターの作動は、それを切り換えるカットオフ検出スイッチ、及び引き金操作に応じて切り換えられるトリガー検出スイッ
チを有する半導体制御部によって制御されるものである。カットオフ検出スイッチの特徴は、セクターギヤの回転の途中で切り換えられることにあり、カットオフ検出スイッチ
は、セクターギヤと同軸回転可能に設けられているカムの回転によって切り換える方法、或いは、セクターギヤとの噛み合いにより後退させられるピストン又はそれと一体に動くタペット部材などによって切り換える方法によって制御される。セクターギヤとモーターは減速歯車組で連絡しており、セクターギヤの１回転でピストンを１ストローク後退さ
せ、かつまたラックとの噛み合いを脱することによりピストンの拘束を止め、後退によって蓄圧したばねの弾発力によってピストンが圧縮動作を行うことを可能にする。
【０００９】
一方トリガー検出スイッチの特徴は、トリガー即ち引き金を引くことによってモーターを始動することであり、それにより、ピストンの後退方への駆動を行わせることにある。従って、トリガー検出スイッチは、引き金によって直接に、或いは間接に動かされるものでなければならない。直接にとは、引き金の一部がトリガー検出スイッチに接してその可動部分に作用してスイッチングが行われるものを指し、間接にとは引き金とトリガー検出スイッチとの間に少なくとも１個の部材が介在して可動部分に作用し、スイッチングが行なわれるものを指す。
【００１０】
このように、本発明におけるトリガー検出スイッチは、引き金が引かれたことを検出して半導体制御部へ信号電流を流すものであり、また同じくカットオフ検出スイッチは、セクターギヤの回転角度が一定の位置に来たときに、それを検出してモーターの作動電流を遮断するために半導体制御部へ信号電流を流すものである。即ち、従来のように大電流を通す電流回路に機械的スイッチを直接接続したのでは接点の焼損という問題を伴うので、本発明では電源とモーターを接続する回路に半導体制御部を介在させ、トリガー検出スイッチ、カットオフ検出スイッチは半導体制御部を制御するためにだけ必要な電流を流せば良いように構成し、モーター駆動用の大電流は半導体制御部において無接点で切り換えられるようにする。このような目的を達成するために、モーターの電流制御を半導体素子を用いた半導体制御部で行うものであり、例えばパワーＭＯＳ−ＦＥＴから成るＦＥＴスイッチデバイスを使用することができる。かくして、引き金操作によりモーターは導通状態となり、セクターギヤの回転が一定の位置に来るとモーターへは非導通状態となるが、慣性によりモーターが回転している間にピストンは後退限界に達して圧縮動作に移る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上記のように構成されかつ作用するものであるから、ピストンシリンダー装置による圧縮エア生成と、モーター駆動のための作動回路のスイッチングを引き金操作で行うという電動ガンの基本的構成を維持し、モーターの始動をトリガー検出スイッチ、またモーターの停止をカットオフ検出スイッチで検出し、半導体制御部のスイッチングを行うことができ、無接点で切り換えられるので耐久性が向上するとともに安全性が高まり、かつ機械的構造がなくなることにより信頼性を向上することができ、また占有空間が少なくて済むので他部材等との抵触の恐れが解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図１ないし図６は、本発明に係る電動ガンの実施形態の例１を示す。例１において、１１はエアシリンダー装置であり、シリンダー１２は先端に圧縮エアの噴出口１３を有し、ガン本体１０の銃身１４と同軸かつ後方に配置され、シリンダー後部開口から可動部材であるピストン１５が前進、後退可能に嵌挿されている。ピストン１５は、前端部に設けられたＯ−リングなどのシール部材１６を有し、シリンダー内壁との間の気密的摺動性を得ている。ピストン１５の後退によって蓄圧される圧縮ばね１７は前部がピストンに取り付けられる一方、後部はガン本体１０に固定されているスピンドル１８の基部に取り付けられており、蓄圧が解放されると瞬時にピストン１５を押し出す強いばね力を有している。また、給弾時に装弾部を開くために、先端に前記噴出口１３の外周に挿入してスライド可能な筒部１９を有し、後端に駆動部２２のタペットピン２１と係合して、給弾に必要な距離だけ後退可能とした下向きの係止部２３を有するタペット部材２０が設けてあり、その前部立ち上がり部は、シリンダー正面壁に当たるようにばね２４によって常時付勢されている。
【００１３】
駆動部２２によるピストン駆動のために、ピストン１５の下面に移動方向に沿った、多数の歯を有するラック２５が設けられている。なおその第１の歯２６は他のラック歯よりも大形として、セクターギヤ２７の噛み着きを確実にしている。セクターギヤ２７は、歯部２８と、ラック歯２５とは噛み合わずピストン１５の移動を妨げない程度に小径の無歯部２９とを有している。即ち、ラック歯２５はピストン１５を１ストロークだけ後退させるために必要な長さに亘って設けられ、ピストン１５の後退移動はセクターギヤ２７の歯部２８の始端から終端までの噛み合いに伴う回転によって行われる。このようなセクターギヤ２７は、減速歯車組構成を有する伝動手段３９を介してモーター３０に連繋してい
る。４５は逆転防止部を示す。
【００１４】
セクターギヤ２７は、同軸に設けられているカム３１を有しており、カム３１はカットオフ検出スイッチ３２と係合し、それによりカットオフ検出スイッチ３２を切り換える構成を有している。即ちカットオフ検出スイッチ３２はカム３１が摺動する揺動部材３３と可動部分３４を有している。
【００１５】
一方、トリガー検出スイッチ３５が引き金３７の近くに配置されており、このトリガー検出スイッチ３５は可動部分３６を有していて、それを引き金３７の作用部３８が直接押してスイッチングを行う構成を有している。なお、引き金は操作を止めると図示しないばねによって、戻す方向に付勢されている。
【００１６】
上記のカットオフ検出スイッチ３２及びトリガー検出スイッチ３５はどちらも半導体制御部４０に接続されており、夫々のスイッチ３２、３５の信号電流を半導体制御部４０へ送ることにより半導体制御部４０のスイッチングを行う構成である。半導体制御部４０
は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）スイッチデバイスとして、モーター３０への導通を無接点でオン、オフ制御するために使用しており、例示のものはパワーＭＯＳ−ＦＥＴデバイスを使用している。
【００１７】
前記２個のスイッチ３２、３５はマイクロスイッチを使用し、上記ＦＥＴスイッチデバイス４０も小型であるので、モデルガンのように外形の制約があり、内部の利用空間の狭い場合でも、余裕をもって組み込むことができる。
【００１８】
このような構成を有する本発明の電動ガンの例１のものの作動について図１ないし図６を参照して説明する。図１は、何も操作していないが、弾丸Ｂが弾倉に詰め込まれ、作動回路には電源装置からの電力を供給可能な発射準備完了状態を示す。なお、電源装置は任意のもので良いが、銃の操作性、取り扱いの簡便性などの面からは充電式の電池が最適である。
【００１９】
引き金３７を引くと、それと係合する位置にあるトリガー検出スイッチ３５が押され信号電流が半導体制御部４０に送られ、同制御部４０が切り換わって電源から電力がモーター３０へ供給され（図２）、モーター３０が回転し、駆動部２２が動作を開始する。それによりセクターギヤ２７が回転を開始し（図２）、その歯部２８がラック２５の第１歯２６から噛み合うようになり、ピストン１５が後退を開始する（図２）。
【００２０】
さらにセクターギヤ２７が回転し、ピストン１５が後退を続けるが、その後退限界に達する一定の位置に来たときに、セクターギヤ２７と同軸回転するカム３１がカットオフ検出スイッチ３２の揺動部材３３と摺動するとともに可動部分３４が押され、それによってカットオフ検出スイッチ３２がオンとなり、信号電流が半導体制御部４０に送られる状態となる（図３）。
【００２１】
また、図２から図３にかけての段階では、セクターギヤ２７に設けられているタペットピン２１が係止部２３に係合して、タペット部材２０を一時的に後退させ、装弾部４１を開くので、下から押されている１発の弾丸Ｂが弾部４１へ送り込まれる。即ち弾丸Ｂは、タペット部材２０の前進により筒部１９によって前方へ押され、銃身後部の定位置に発射までの間、保持される。
【００２２】
半導体制御部４０は、カットオフ信号検出により切り換わり、モーター３０への電力供給が遮断される（図４）。電力供給が遮断されると、モーター３０はやがて停止するが、停止するまでの間は慣性回転が持続し、その間ピストン１５はさらに後退し続け、遂にはセクターギヤ２７の歯部２８がピストン１５のラック２５との噛み合いから外れる状態に到る（図５）。その結果、ピストン１５は圧縮されたばね１７の弾発力によって瞬間的に前進し、それにより生成された圧縮エアが噴出口１３から噴出し、装弾部４１に保持されていた弾丸Ｂを発射することになる（図５)。
【００２３】
モーター３０が停止すると、駆動部２２は原位置に戻り、引き金３７も原位置に戻るので、カットオフ検出スイッチ３２及びトリガー検出スイッチ３５も復帰する（図６）。この状態では、半導体制御部４０は図１と同様にオフ状態となって、ピストン１５も前進位置にあり、関係し合う全ての部分が、図１と同じ発射準備完了状態に戻っている（図６）。
【００２４】
図７ないし図１２は本発明に係る電動ガンの実施形態の例２を示す。この例２は、カットオフ検出スイッチ３２′を同じく可動部材であるピストン１５のラック２５の後方に配置して、ピストン１５の後退の途中の適当な時に、ピストン側の一部であるラック２５とカットオフ検出スイッチ３２′の可動部分３３が係合し、それによりカットオフ検出スイッチ３２′を押してオン状態にするようにしたものである。従って例２においてカム３１は不要となる。
【００２５】
例２において、カットオフ検出スイッチ３２′は定位置に固定されている。即ち、カットオフ検出スイッチ３２′はピストン１５のラック２５の後退方向の線上に可動部分３４が位置し、ラック２５の歯部により押し込まれるように設けられている。しかしトリガー検出スイッチ３５については例１と同じで良い。他の構成も、例１と同様で良いので符号を援用し詳細な説明を省略する。
【００２６】
図７ないし図１２を参照して本発明の電動ガンの例２のものの作動について説明する。図７は、例１の図１と同様、発射準備完了状態であり、引き金３７を引くと、その作用部３８と係合する位置にあるトリガー検出スイッチ３５が押され、信号電流が半導体制御部４０に送られ、同制御部４０が切り換わって、電源からモーター３０へ電力が供給される（図８）。さらにモーター３０が回転し、駆動部２２が始動して、セクターギヤ２７が回転を開始し、その歯部２８がラック２５の第１歯２６から噛み合うようになり、ピストン１５が後退し始める（図８）。
【００２７】
セクターギヤ２７が回転し、ピストン１５が後退を続け、またその後端のラック２５の第１歯２６がカットオフ検出スイッチ３２′に係合すると、揺動部材３３が押されるようになる（図９）。揺動部材３３が押され、そこに設けられている可動部分３４が押し下げられる。この図８から図９の段階において、タペットピン２１と係脱するタペット部材２０が往復動し、弾丸Ｂが１発装弾部４１へ装填される。
【００２８】
カットオフ検出スイッチ３２′がオンとなって信号電流が半導体制御部４０に送られると同制御部４０が切り換えられ、モーター３０への電力供給が遮断される（図１０）。電力供給が遮断されモーター３０への給電がなくなってから停止するまでの間、慣性回転が持続するので、ピストン１５はさらに後退し、セクターギヤ２７の歯部２８とラック２５との噛み合いが終わり、無歯部２９に到ると、圧縮されたばね１７の弾発力によって瞬間的に前進し、発生した圧縮エアにより、装弾部４１に保持されていた１発の弾丸Ｂが発射される（図１１）。
【００２９】
ピストン１５の前進とともにその後端に係合していたカットオフ検出スイッチ３２′も係合力がなくなり、その結果、カットオフ検出スイッチ３２′から信号電流は生じなくなるので、半導体制御部４０はモーター３０への通電を遮断したままである（図１１）。そして引き金３７が引かれていたとしてもモーター３０の停止により駆動部及び関係する各部は発射準備完了状態に戻る（図１２）。
【００３０】
このように本発明の電動ガンは、モーター３０を駆動する作動回路のスイッチングを半導体制御部４０によって行なうもので、モーター始動のタイミングをトリガー検出スイッチ３５で、またモーター停止のタイミングをカットオフ検出スイッチ３２で夫々行い、高電流を無接点でオンオフすることができるものである。よって火花放電も起こらず、安全なスイッチングが可能になり小型省スペースにまとめられる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る電動ガンの例１の発射準備完了状態を示す内部説明図。
【図２】引き金を引きスイッチがオンとなった状態を示す内部説明図。
【図３】カムが回転をし始めた状態を示す内部説明図。
【図４】スイッチがオフになる直前状態を示す内部説明図。
【図５】弾丸が発射された状態を示す内部説明図。
【図６】１回の作動が完了し、発射準備完了に戻る状態の説明図。
【図７】本発明に係る電動ガンの例２の発射準備完了を示す説明図。
【図８】引き金を引きスイッチがオンとなった状態を示す内部説明図。
【図９】カムが回転をし始めた状態を示す内部説明図。
【図１０】スイッチがオフになる直前状態を示す内部説明図。
【図１１】弾丸が発射された状態を示す内部説明図。
【図１２】１回の作動が完了し、発射準備完了に戻る状態の説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ガン本体
１１  エアシリンダー装置
１２  シリンダー
１５  可動部材としてのピストン
１７  圧縮ばね
２０  タペット部材
２２  駆動部
２４  ばね
２５  ラック歯
２７  セクターギヤ
２８  歯部
２９  無歯部
３０  モーター
３１  カム
３２、３２′  カットオフ検出スイッチ
３４  可動部分
３５  トリガー検出スイッチ
３６  可動部分
３７  引き金
３８  作用部
４０  半導体制御部
【図１】
2006300464.tif 000003
【図２】
2006300464.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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