(57)【要約】 【課題】  小型で簡単な構成により、選択的に動力を伝達したり、分離したりすることが可能な動力伝達装置を提供する。【解決手段】  第１ギア１７ａは、モータ１６により第１方向と第２方向に回転される。支持体１７ｆは、一端部が第１ギア１７ａの軸１７ｈに回転可能に設けられる。軸受け１７ｉは、支持体の他端部に設けられる。第３ギア１７ｃは、第１ギアに噛合され、軸受けに設けられた弾性部材に接触される。第１ギア１７ａが第１方向に回転された時、支持体１７ｆが第１方向に回転されて第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂに噛合され、第１ギア１７ａが第２方向に回転された時、支持体１７ｆが第２方向に回転されて第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂから離れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより第１方向と前記第１方向と反対の第２方向に回転される第１ギアと、
第２ギアと、
一端部が回転可能に設けられた支持体と、
前記支持体の他端部に設けられた軸受けと、
前記軸受けに回転可能に設けられ、前記第１ギアに噛合された第３ギアと、
前記軸受けと前記第３ギアとの間で、前記第３ギアの内側に接触して設けられた弾性部材と、
を具備し、
前記第１ギアが前記第１方向に回転された時、前記支持体が前記第１方向に回転されて前記第３ギアが前記第２ギアに噛合され、前記第１ギアが前記第２方向に回転された時、前記支持体が前記第２方向に回転されて前記第３ギアが前記第２ギアから離れることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記第２ギアに噛合されたラックと、
前記ラックの移動方向に沿って配置されたガイド部材と、
前記ガイド部材にガイドされ、前記ラックが設けられたスライダと、
前記スライダを前記ラックの移動方向の一方に付勢する第１ばねと、
を具備することを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第２ギアと共に回転するロータと、
前記ロータを回転方向の一方に付勢する第２ばねと、
を具備することを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば遊技機器に適用される動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばパチンコ台やパチスロなどの遊技機器は、役物と称する仕掛けを具備している。この仕掛けは、見た目のインパクトを向上させるため、物体を移動させたり、回転させたりする動力伝達装置を含んでいる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２３９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば剣などの物体を落下させる仕掛けの場合、初期位置に静止した物体に加速度を与えて落下させ、落下した物体を初期位置に復帰させる必要がある。このような物体の動きを実現するため、動力伝達装置として例えばラック・アンド・ピニオン又はボールねじなどが適用される。物体は、可動部としての例えばラック又はボールねじのナットに取り付けられ、ピニオン又はボールねじをモータにより回転させることにより、物体の落下動作を実現することができる。しかし、このような動力伝達装置の場合、十分な加速度を付加して物体を移動させることが困難である。
【０００５】
そこで、ばねを付加して物体を加速度的に移動させることが考えられる。しかし、物体は、ラック・アンド・ピニオン又はボールねじを介在してモータに常時連結されているため、これらが負荷となり、ばねにより物体に十分な加速度を付加することが困難である。このため、ソレノイド・アクチュエータ等を用いた動力伝達機構をさらに設け、ばねにより初期位置から物体を移動させるとき、動力伝達機構によりモータなどの負荷を物体から分離し、物体を初期位置に復帰させるとき、動力伝達機構によりモータなどの負荷を物体に連結させることが考えられる。しかし、ソレノイド・アクチュエータ等を用いた動力伝達機構は、大型であり、限られたスペースに配置することが困難である。
【０００６】
本実施形態は、小型で簡単な構成により、選択的に動力を伝達したり、分離したりすることが可能な動力伝達装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の動力伝達装置は、モータにより第１方向と前記第１方向と反対の第２方向に回転される第１ギアと、第２ギアと、一端部が回転可能に設けられた支持体と、前記支持体の他端部に設けられた軸受けと、前記軸受けに回転可能に設けられ、前記第１ギアに噛合された第３ギアと、前記軸受けと前記第３ギアとの間で、前記第３ギアの内側に接触して設けられた弾性部材と、を具備し、前記第１ギアが前記第１方向に回転された時、前記支持体が前記第１方向に回転されて前記第３ギアが前記第２ギアに噛合され、前記第１ギアが前記第２方向に回転された時、前記支持体が前記第２方向に回転されて前記第３ギアが前記第２ギアから離れることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る動力伝達装置を示す斜視図。
【図２】図１の異なる方向から示す斜視図。
【図３】図１の背面図。
【図４】図２に示すギアボックスを取り出して示す分解斜視図。
【図５】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４の組み立て工程を示す正面図。
【図６】図４の組み立て状態を示す一部切除した斜視図。
【図７】本実施形態に係るスイングアームの動作を説明するために示す図。
【図８】本実施形態に係る動力伝達装置の動作を示す側面図。
【図９】図８と異なる動作状態を示す側面図。
【図１０】本実施形態の変形例を示すものであり、一部のみを示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一符号を付す。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る動力伝達装置１０を示すものである。この動力伝達装置１０は、遊技機器としての例えばパチンコ装置やパチスロ装置の役物と称する仕掛けに設けられ、仕掛けを駆動する。
【００１１】
図１に示すメインフレーム１１の例えば正面には、ガイド部材としての例えば一対のレール１２、１３が所定間隔離間して取着されている。レール１２とレール１３との間には、スライダ１４が設けられている。スライダ１４は、レール１２、１３に案内され、レール１２、１３に沿ってスライド可能とされている。スライダ１４の表面には、ホルダ１５が設けられている。ホルダ１５には、仕掛けを構成する図示せぬ例えば剣が保持される。
【００１２】
レール１２、１３の長手方向のほぼ中間部に位置するメインフレーム１１には、モータ１６が設けられている。モータ１６は、後述するギアボックスやラック・アンド・ピニオンに連結され、ギアボックス及びラック・アンド・ピニオンを介してスライダ１４を一方向に駆動する。
【００１３】
メインフレーム１１の側面には、モータ１６の動作を制御する図示せぬ制御回路が配置されたプリント基板２２が設けられている。
【００１４】
図２は、図１と異なる方向から見た斜視図であり、図３は、図１の背面を示している。図２、図３において、図１に示すメインフレーム１１は取り外されている。
【００１５】
前述したギアボックス１７は、モータ１６の図示せぬ軸に連結されている。ギアボックス１７は、ラック・アンド・ピニオンを構成するピニオンを含んでいる。ラック・アンド・ピニオンを構成するラック１８は、スライダ１４の背面に取着されている。ラック１８の下端部は、ボトムカバー１９内に進入可能とされている。
【００１６】
スライダ１４とサブフレーム２０との間には、コイルばね２１が設けられ、スライダ１４は、コイルばね２１によりレール１２、１３の一端部方向（図示矢印Ａ方向）に付勢されている。
【００１７】
図４は、ギアボックス１７を分解して示しており、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれギアボックス１７の一部を示している。
【００１８】
図４、図５（ａ）に示すように、ギアボックス１７内には第１ギア１７ａ、第２ギア１７ｂ、第３ギア１７ｃが設けられている。第１ギア１７ａは、モータ１６の軸１６ａに設けられ、モータ１６により時計回り（第１方向：図示矢印Ｃ方向）又は反時計回り（第２方向：図示矢印Ｄ方向）に回転される。
【００１９】
第２ギア１７ｂは、ラック・アンド・ピニオンを構成するピニオンであり、ラック１８に噛合されている。第２ギア１７ｂは、ガイドアーム１７ｄの一端部に回転可能に設けられている。ガイドアーム１７ｄの他端部には、図４に示すガイドローラ１７ｅが回転可能に設けられている。ガイドローラ１７ｅは、ラック１８の裏面に接触されている。ラック１８は、後述するように、第２ギア１７ｂの回転に伴い、図示矢印Ｂ方向に移動され、コイルばね２１の付勢力により、図示矢印Ａ方向に移動される。
【００２０】
図４、図５（ｂ）に示すように、スイングアーム（支持体）１７ｆの一端部には、開口部１７ｇが設けられ、開口部１７ｇは、第１ギア１７ａの軸１７ｈに回転可能に設けられる。スイングアーム１７ｆは、第１ギア１７ａの軸１７ｈに設ける必要は必ずしもなく、後述する例えばカバー１７ｍに回動可能に設けることも可能である。
【００２１】
図４、図６に示すように、第３ギア１７ｃは、スイングアーム１７ｆの他端部に回転可能に設けられる。第３ギア１７ｃは、弾性部材、例えばＯ−リング１７ｊを介在してギアカラー（軸受け）１７ｉに回動可能に設けられる。すなわち、Ｏ−リング１７ｊは、ギアカラー１７ｉの軸方向の中間部で外周に設けられた溝１７ｊ−１に装着され、第３ギア１７ｃの内面は、Ｏ−リング１７ｊに圧接している。このため、第３ギア１７ｃとＯ−リング１７ｊとの間、及びギアカラー１７ｉとＯ−リング１７ｊとの間には摩擦力が作用している。Ｏ−リング１７ｊは、所謂摩擦クラッチを構成しており、第３ギア１７ｃは、Ｏ−リング１７ｊとの摩擦力より大きな力が第１ギア１７ａから供給されることにより回転する。
【００２２】
図４、図５（ｂ）に示すように、ギアカラー１７ｉは、スイングアーム１７ｆの他端部にネジ１７ｋにより固定される。スイングアーム１７ｆの他端部には、ピン１７ｌが設けられる。
【００２３】
図４、図５（ｃ）に示すように、ピン１７ｌは、ギアボックス１７のカバー１７ｍに設けられたガイド穴１７ｎに挿入される。このため、スイングアーム１７ｆの回動範囲は、ガイド穴１７ｎとピン１７ｌとにより規定される。
【００２４】
組み立てに際して、スイングアーム１７ｆは、第３ギア１７ｃ及びピン１７ｌが他端部に取着された状態において、スイングアーム１７ｆの開口部１７ｇが第１ギア１７ａの軸１７ｈに取着される。この後、カバー１７ｍがギアボックス１７に取着される。
【００２５】
図５（ｂ）に示すように、スイングアーム１７ｆは、モータ１６の回転方向が時計回り方向である場合、図示矢印Ｃ方向に回動され、モータ１６の回転方向が反時計回り方向である場合、図示矢印Ｄ方向に回動される。スイングアーム１７ｆの動作原理については後述する。
【００２６】
スイングアーム１７ｆが図示矢印Ｃ方向に回動した場合、図５（ａ）に示すように、第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂに噛合される。この状態において、モータ１６が時計回り方向に駆動されると、第１ギア１７ａ、第３ギア１７ｃにより、第２ギア１７ｂが駆動され、ラック１８が図示矢印Ｂ方向に移動される。
（スイングアーム１７ｆの動作原理）
図７を参照して、スイングアーム１７ｆの動作原理について説明する。
【００２７】
スイングアーム１７ｆの開口部１７ｇと第１ギア１７ａの軸１７ｈとの間、ギアカラー１７ｉとＯ−リング１７ｊとの間、及びＯ−リング１７ｊと第３ギア１７ｃとの間には摩擦力に起因するトルク（以下、摩擦トルクと称す）が作用している。スイングアーム１７ｆの開口部１７ｇと第１ギア１７ａの軸１７ｈとの摩擦トルクをＦＴ１、Ｏ−リング１７ｊと第３ギア１７ｃとの摩擦トルクをＦＴ２、モータ１６のトルクをＦＴ３とすると、次の条件（１）（２）（３）が成立する。
【００２８】
（条件１）
条件１は、第１ギア１７ａの回転に伴い、スイングアーム１７ｆが第１ギア１７ａの軸１７ｈに対して回動するための条件であり、次式に示すようになる。
【００２９】
ＦＴ２＞ＦＴ１
（条件２）
条件２は、スイングアーム１７ｆを回動させ、ラック・アンド・ピニオンにより、スライダ１４、及びホルダ１５などを駆動するために必要なモータ１６の出力トルクＦＴ３の条件であり、次式に示すようになる。
【００３０】
ＦＴ３＞ＦＴ２＋ＦＴ１＋稼働対象負荷
ここで、稼働対象負荷は、例えばラック１８、スライダ１４、ホルダ１５、及びホルダ１５に装着される剣などの重量、さらに、コイルばね２１の付勢力を含んでいる。
【００３１】
（条件３）
第３ギア１７ｃが反時計回り（図示矢印Ｄ方向）に回転する場合、第３ギア１７ｃと第２ギア１７ｂとが接触する部分において、第２ギア１７ｂから第３ギア１７ｃの半径方向に分力Ｆｒ１が発生する。この分力Ｆｒ１は、第２ギア１７ｂから第３ギア１７ｃを分離するための力である。この分力Ｆｒ１に抗して第３ギア１７ｃを回転させるためには、ギアカラー１７ｉとＯ−リング１７ｊとの摩擦トルクＦＴ２が分力Ｆｒ１より大きい必要がある。すなわち、条件３は、第２ギア１７ｂから第３ギア１７ｃを分離するための条件であり、次式に示すようになる。
【００３２】
ＦＴ２＞Ｆｒ１
（動作）
図８、図９を参照して本実施形態の動作について説明する。
【００３３】
図８は、スライダ１４が例えば初期位置にある場合を示している。この場合、スライダ１４は、レール１２、１３の一端部、例えば上部に移動され、図示せぬコイルばね２１は、伸張された状態にある。
【００３４】
具体的には、モータ１６が時計回りに回転されると、条件１及び条件２に基づき、スイングアーム１７ｆは、第１ギア１７ａの軸１７ｈを中心として図示矢印Ｃ方向（時計回り）に回動され、第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂに噛合される。この状態において、さらに、モータ１６が時計回りに回転されると、第２ギア１７ｂによりラック１８及びスライダ１４がコイルばね２１の付勢力に抗して図示矢印Ｂ方向に移動される。
【００３５】
スライダ１４が、図８に示す初期位置に移動された状態において、モータ１６が停止される。この状態において、モータ１６のディテント・トルク（detent torque）（モータを励磁しないときの最大トルク）と、ＦＴ２＋ＦＴ１、及びギアボックス１７内のギア比によるトルクの総和が、コイルばね２１の復帰力と稼働対象負荷より大きく設定されている。このため、スライダ１４は、モータ１６が停止されても初期位置に保持される。
【００３６】
図８に示す状態において、モータ１６が反時計回りに回転されると、条件１及び条件３に基づき、スイングアーム１７ｆは、第１ギア１７ａの軸１７ｈを中心として図示矢印Ｄ方向（反時計回り）に回動される。
【００３７】
このため、図９に示すように、第３ギア１７ｃと第２ギア１７ｂの噛合状態が解除され、スライダ１４は、コイルばね２１の付勢力により、レール１２、１３の他端部、例えば下方に、加速度的に移動される。
【００３８】
図９に示す状態において、モータ１６が時計回りに回転されると、条件１及び条件２に基づき、スイングアーム１７ｆは、第１ギア１７ａの軸１７ｈを中心として図示矢印Ｃ方向に回動され、第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂに噛合される。この状態において、さらに、モータ１６が時計回りに回転されると、第２ギア１７ｂによりラック１８及びスライダ１４がコイルばね２１の付勢力に抗して図示矢印Ｂ方向に移動され、図８に示す初期位置に復帰される。
（実施形態の効果）
上記実施形態によれば、モータ１６が時計回り方向に駆動されると、スイングアーム１７ｆは、時計回り方向に回動されて第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂに噛合し、第１ギア１７ａ、第３ギア１７ｃを介して、第２ギア１７ｂに動力を伝達できる。また、モータ１６が反時計回り方向に駆動されると、スイングアーム１７ｆは、反時計回り方向に回動され、第３ギア１７ｃと第２ギア１７ｂとの噛合が解除され、第２ギア１７ｂへの動力の伝達が停止される。このため、モータ１６の回転方向を切替えるだけで、動力を伝達したり、解除したりすることができ、ソレノイド・アクチュエータを用いた動力伝達装置に比べて小型で簡単な構成の動力伝達装置を実現することができる。
【００３９】
しかも、スイングアーム１７ｆは、モータ１６の回転方向を変えるだけで、時計回り又は反時計回りに回動され、第３ギア１７ｃを第２ギア１７ｂに噛合させたり、噛合を解除させたりすることができる。このため、第２ギア１７ｂと第３ギア１７ｃとの噛合及び噛合の解除を容易に制御することが可能である。
【００４０】
また、スイングアーム１７ｆは、スイングアーム１７ｆの開口部１７ｇと第１ギア１７ａの軸１７ｈとの摩擦トルクＦＴ１より、ギアカラー１７ｉに設けられたＯ−リング１７ｊと第３ギア１７ｃとの摩擦トルクＦＴ２を大きく設定することにより、第１ギア１７ａの回転方向に従って回動される。このため、簡単な構成により、スイングアーム１７ｆを回動させることができる。
【００４１】
さらに、第３ギア１７ｃと第２ギア１７ｂとの噛合が解除された場合、摩擦クラッチやモータ１６などの負荷は、第２ギア１７ｂから開放される。このため、ラック１８に加わる負荷は、第２ギア１７ｂとの摩擦トルクだけである。したがって、コイルばね２１の付勢力により、短い距離であっても、スライダ１４を加速度的に初期位置から移動させることが可能である。
【００４２】
また、第１ギア１７ａと、第２ギア１７ｂと、第３ギア１７ｃと、摩擦クラッチとしてのギアカラー１７ｉと、Ｏ−リング１７ｊ、及びスイングアーム１７ｆは、モータ１６と一体化されたギアボックス１７内に設けられ、スイングアーム１７ｆの長さは、第１ギア１７ａの基準円の直径と第３ギア１７ｃの基準円の直径の和とほぼ同等とすることができる。このため、ギアボックス１７を小型化でき、動力伝達装置１０の形状を小型化することが可能である。
（変形例）
図１０は、本実施形態の変形例を示している。
【００４３】
上記実施形態に係る動力伝達装置１０は、モータ１６とギアボックス１７、ラック１８により、レール１２、１３に設けられたスライダ１４をスライドさせた。しかし、これに限定されるものではなく、スライダ１４以外の物体、例えばロータを回転させることも可能である。
【００４４】
図１０において、ロータ３１は、例えば第２ギア１７ｂに噛合された第４ギア３２の回転軸に取着されている。ロータ３１は、第２ギア１７ｂの回転に伴い、第４ギア３２と共に時計回り及び反時計回りに回転される。さらに、ロータ３１は、例えば渦巻ばね３３により時計回り（図示矢印Ｃ方向）に付勢されている。第４ギア３２は必ずしも必要なく、ロータ３１を第２ギア１７ｂの回転軸に設けてもよい。
【００４５】
モータ１６が時計回りに回転され、第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂに噛合された状態で、第４ギア３２及びロータ３１は、渦巻ばね３３の付勢力に抗して反時計回り（図示矢印Ｄ方向）に回転され、初期位置に停止される。
【００４６】
一方、モータ１６が反時計回りに回転され、第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂから離間すると、渦巻ばね３３の付勢力により、ロータ３１が時計回りに加速度的に回転される。
【００４７】
この後、モータ１６が時計回りに回転されると、第３ギア１７ｃが第２ギア１７ｂに噛合され、第４ギア３２及びロータ３１は、渦巻ばね３３の付勢力に抗して反時計回りに回転され、初期位置に復帰される。
【００４８】
上記変形例によっても、上記実施形態と同様の構成のギアボックス１７を用いて、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、この変形例によれば、ロータ３１を加速度的に回転できる仕掛けを構成することが可能である。
【００４９】
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０…動力伝達装置、１２、１３…レール（ガイド部材）、１４…スライダ、１６…モータ、１７…ギアボックス、１７ａ…第１ギア、１７ｂ…第２ギア、１７ｃ…第３ギア、１７ｆ…スイングアーム（支持体）、１７ｉ…ギアカラー（軸受け）、１７ｊ…Ｏ−リング（弾性部材）、１８…ラック、２１…コイルばね、３１…ロータ、３３…渦巻ばね。
【図１】
2019086022.tif 000003
【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】
2019086022.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019086022.tif 000011
【図１０】
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