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発明の名称 エアガン用ピストンの駆動装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−33196(P2001−33196A)
公開日 平成13年2月9日(2001.2.9)
出願番号 特願平11−206584
出願日 平成11年7月21日(1999.7.21)
代理人 【識別番号】100072039
【弁理士】
【氏名又は名称】井澤 洵
発明者 岩澤 辰男
要約 目的
ピストンを駆動するばねの圧縮を軽快に行ない、モータの負荷を軽減する。

構成
ピストン14と共に同方向へ移動可能なラック21と、その歯と噛み合い、ラック21を移動させるピニオン24とから成るギヤ機構20を具備し、ピニオン24は回転軸からの半径方向距離が異なる歯列25、26を有し、ラック21は上記歯列と噛み合う歯列22、23を有しており、ばね15の圧縮のためにピストン14にかかる負荷の増大につれてギヤ機構20のギヤ比が小さくなり、上記圧縮の初期よりも終期において、より大きいトルクを伝達可能とする。
特許請求の範囲
【請求項1】 ピストンシリンダ装置によって生じた圧縮空気により弾丸を発射させるために、モータと連動するギヤ機構を用いて、ピストンを上記圧縮方向へ移動させるばねを圧縮するようにしたエアガン用ピストンの駆動装置において、ピストンと共に同方向へ移動可能なラックと、ラックの歯と噛み合ってラックを移動させるピニオンとから成るギヤ機構を具備し、ピニオンはその回転軸からの半径方向の距離が異なる歯列を有し、ラックはピニオンの上記歯列と噛み合う歯列を有しており、ばねの圧縮のためにピストンにかかる負荷の増大につれてギア機構のギヤ比が小さくなり、上記圧縮の初期よりも終期においてより大きいトルクを伝達可能としたことを特徴とするエアガン用ピストンの駆動装置。
【請求項2】 回転軸からの半径方向の距離が異なる歯列は、半径方向の距離が一定の歯列が複数列設けられるか、或いは、半径方向の距離が1歯毎に増大又は減少するらせん型のものの内のどちらかである請求項1記載のエアガン用ピストンの駆動装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はピストンシリンダ装置によって生じた圧縮空気により弾丸を発射させるために、モータと連動するギヤ機構を用いて、ピストンを上記圧縮方向へ移動させるばねを圧縮するようにしたエアガン用ピストンの駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ピストンを電気モータで駆動する、いわゆる電動ガンの類は実公平7−22635号の考案等によって公知とされ、主として玩具銃として扱われる商品に適用されている。上記考案のものはピストンの圧縮動作を司るばねを蓄圧状態にするために、ピストン側に設けたラックとピニオンによって後退させる方式を有しており、ピニオンがモータ駆動される。このようなピニオンとラックを含むギヤ機構では、各ギヤの動作トルクや速度は常に一定であるのに対して、ばねの圧縮に必要な力はばねの圧縮が進行するにつれて増大する。このためモータの負担が大きく、また電池寿命も長持ちしないという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に着目してなされたものであり、その課題は、負荷の増大とは逆に、モータ駆動力伝達のためのギヤ機構のギヤ比を小さくすることにより、より軽快なばねの圧縮を可能にすることにある。また本発明はモータへの負担の軽減、電池寿命の延長等をその目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するため、本発明に係るエアガン用ピストンの駆動装置はピストンと共に同方向へ移動可能なラックと、ラックの歯と噛み合ってラックを移動させるピニオンとから成るギヤ機構を具備し、ピニオンはその回転軸からの半径方向の距離が異なる歯列を有し、ラックはピニオンの上記歯列と噛み合う歯列を有しており、ばねの圧縮のためにピストンにかかる負荷の増大につれてギア機構のギヤ比が小さくなり、上記圧縮の初期よりも終期においてより大きいトルクを伝達可能としたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に係るエアガン用ピストンの駆動装置では、ピストンシリンダー装置によって生じた圧縮空気により弾丸を発射させる。そのため、モータと連動するギヤ機構を用いて、ピストンの上記圧縮動作のためのばねの蓄圧を行なう。この点前記の従来例における考案と同じ方式である。
【0006】本発明におけるギヤ機構は、ピストンと共に同方向へ移動可能なラックと、ラックの歯と噛み合ってラックを移動させるためのピニオンとから成る。故に、ピニオンの回転運動はラックの直線運動に変換される。このピニオンは、回転軸からの半径方向の距離が異なる、一連の歯から成る歯列を有し、ラックはピニオンのこうした歯列と噛み合う、歯丈の異なる一連の歯から成る歯列を有している。
【0007】一連の歯とはいうものの、複数の歯は同一面上(同一線上)になければならないという訳ではなく、移動方向に連続可能な配列を有していればそれで良い。回転軸からの半径方向の距離が異なる歯列には、半径方向の距離が一定の歯列が複数列設けられる場合と、半径方向の距離が1歯毎に増大(減少)するらせん型の場合とがある。前者は図1〜6に示されており、後者は図7に示されている例に該当する。
【0008】一定距離(半径)の歯列が複数区分設けられる場合には、各区分の歯列は同一線上(同一面上)ではなく、各歯列毎に平行かつ前後にずらして配置することが望ましい。前後にずらされた歯列は少なくとも各歯列の終端と始端の歯が隣接(連続)しており、それにより一連の歯が形成される。他方、らせん型の歯の場合には1枚のギヤでも良い。このため、複数の歯列をずらして配置する場合には、1枚のギヤで済む場合よりも幅を余分に取ることになるので、銃のデザインをデフォルメする必要があることも予想しなければならない。
【0009】これに対応するため、ラックは、ピニオンの上記歯列の各歯と噛み合う歯から成る歯列を有している。つまり一定半径上の歯列が複数列設けられる場合には、一定の歯丈の歯列を複数列、平行かつ前後にずらして配置することが望ましい。他方、らせん型のピニオンの場合には、1条の、歯丈の異なる歯から成る歯列をもったラックを形成する。
【0010】
【実施例】以下図面を参照して本発明を実施例1、2により説明する。
【0011】図1ないし図6に本発明の実施例1を組み込んだ玩具銃を示す。ピストンシリンダ装置10は銃身11の後方に配置されており、シリンダ12の前端のノズル13から銃身11へ向けて圧縮空気の噴射が可能とされる。シリンダ内にはピストン14が前後方向へ摺動可能に装入されており、ピストン14はばね15によってシリンダ内の空気を圧縮する方向へ加圧される。なお、シリンダ自体も前後方向へ移動可能に設けられているが、これは弾丸16の装填部17への導入のためである。18はシリンダ押しばねを示す。
【0012】ピストン14の圧縮動作を司るばね15は後端部にてばね受け19aに指示されており、ピストン14はばね15の前端部を受け支えている。そのピストン14は後端部から前方へ向いた部材19bを有し、そこにギヤ機構20の一部としてラック21が設けられる。ラック21は、歯丈の短い初期歯列22とそれよりも歯丈の長い終期歯列23との2部分を有しており、初期歯列22と終期歯列23とは平行かつ前後にずらして配置される(図2参照)。
【0013】ギヤ機構20のもう一つの要素であるピニオン24は上記ラック21と噛み合う位置に配置されており、その回転軸からの半径方向の距離が異なる高低2種の歯列即ち初期歯列25と終期歯列26とを有している。ピニオンの終期歯列26は歯の飛んだ凹状の無歯部27を必要とし、同無歯部27にてピストン14がばね15の弾発によりシリンダ12内を急速に移動する。
【0014】ピニオン21は、ギヤ組28を介して、モータ29の駆動力の伝達を受ける。ギヤ機構20におけるギヤ圧力を適正に受けるように、ピニオン24は軸振れせずに、ラック21は曲がらずに直進できるように組み立てがなされる。
【0015】故に、引き金30が引かれてスイッチ31が入り、モータ29が回転を開始すると、ピニオン24は、その初期歯列25とラック21の初期歯列22とが噛み合った状態で回転を開始し得る状態となる。この状態では、ピストン14を迅速に後退させ得ると同時に或る程度大きな力も必要とするが、ばね15は伸びており、相対的に弱い力で圧縮が可能であるから、初期の圧縮動作が速やかに行われる(図4(a))。
【0016】次いでピニオン24の終期歯列26がラック21の終期歯列23と噛み合う状態に移る(図4(b))。ばね15の圧縮の中期で徐々に大きい圧縮圧力が必要となる段階であり、この段階はラック21の終期歯列23と噛み合うピニオン24の終期歯列26が小径であり、初期歯列22、25と比較してギヤ比が十分小さくなっているので後退速度が低下し、より大きいトルクでばね15を圧縮することが可能となる(図4(c))。
【0017】さらにピニオン24が回転し、終期歯列23から外れ、無歯部27に到ると、ピストン14がばね15の弾圧力によって急速に前進し、シリンダ12内の空気を圧縮する。これによって生じた圧縮空気はノズル13より噴出し、装填部17に弾丸16が装填されていればそれを発射させることとなる(図4(d))。なお、シリンダ12は、上記弾丸発射行程ののち、ギヤ組部に設けられたカム等の連動部材32との係合により一時的に後退し(図5)、押しばね18により装弾経路にある弾丸を1発だけ装弾部17に装填する。
【0018】異なる構造のギヤ機構20を有する実施例2を図7によって説明する。このギヤ機構20は半径方向の距離が1歯毎に減少(回転方向について)するらせん型の歯列33を有するピニオン34と、上記歯列に噛み合うように歯丈が1歯毎に増大(ばね圧縮方向について)する傾斜型の歯列35を有するラック36とから成っている。
【0019】この構成の場合、ピニオン34とラック36とは、らせん型ピニオン34の歯列33の最も歯丈の大きい方が圧縮の初期に噛み合い(図7(a))、徐々に歯丈が小さくなるので(ギヤ比が小さくなるので)、実施例1の場合と同様に、圧縮の終期においてより大きなトルクが働くこととなる(図7(b)〜(d))。実施例2のものではトルクの変化或いはギヤ比の変化が連続的であるため、実施例1のものよりもより滑らかに作動する。
【0020】またピニオン34及びラック36は実施例1の場合よりも厚くできるため、噛み合いの確実性が高まり、またモデルガンとする場合にはデフォルメをしなくて済むか、より忠実性の高いモデル化が可能になる。実施例2の他の構成は実施例1の構成と同様で良いので符号を援用し、詳細な説明を省略する。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成されかつ作用するものであるから、ピストンの圧縮動作を司るばねの圧縮負荷の増大とは逆にギヤ比が小さくなり、より軽快にばねが圧縮されるので、効率が著しく向上し、実験では従来方式と比較して電池寿命を3割延長できることが確認され、モータの発熱も抑制されるという効果を得ることができた。




 

 


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