发条机构及备有这种发条机构的机器的制作方法

文档序号:1564500阅读:3875来源:国知局
专利名称:发条机构及备有这种发条机构的机器的制作方法
技术领域
本发明涉及发条机构及备有这种发条机构的机器,尤其是作为盖子或容纳部的自动伸缩机构、可伸缩机构等的适用于驱动机构的结构。
背景技术
以往,小型发条机构作为各种物品的用于得到驱动力的驱动源而广泛用于各种领域。通常,称作条盒的发条壳的内部,容纳有螺旋状的发条,在该发条壳的中心部轴支撑有与发条的内端部连接的旋转轴,在这种情况下,也有只以旋转轴作为惟一的驱动力取出部加以使用的情况,但是,也有例如以旋转轴与发条壳的任一方为输入轴、另一方为输出轴使用的情况。
在上述发条机构中,发条卷紧后得到的驱动力通常根据发条的卷紧程度增减,因而在存在一定驱动负载的场合,驱动速度根据发条的卷紧程度变化,因此,如日本特公昭54-31146号公报所记载的那样,采用了这样的结构(调速机构),在填充有由液体或粉体等组成的流动物质的制动壳内,可旋转地容纳有制动板,该制动板与发条的一端连接,通过制动板的制动作用,缓和发条的驱动力的变动,从而降低驱动力或驱动速度的变化。
但是,在具有上述制动装置的发条机构中,虽然备有包含发条、发条壳、制动板及制动壳的结构,但是,特别是,由于在容纳制动板的制动壳内需要填充流动物质,所以需要高的密封性,另外,由于也需要把制动板与发条连接在一起,所以通常设有复杂的结构,而且零部件数目也很多,带来了非常难于降低制造成本的问题。另外,因为形状或结构复杂,所以发条壳等也很复杂,如果不是塑料成形品,以低成本制造是不可能的,在这种情况下,大多都会带来机构刚性不足或耐久性不足的后果。进一步,由于同样的理由,还会带来整体结构变厚、组装到各种机器上很困难的问题。
此外,在具有以往的制动装置的发条机构中,由于小型化及结构简单化,使摩擦负载等旋转负载变大,不可能有效地驱动,同时,由于结构特殊,所以往各种机器上安装是困难的。
进一步,由于是通过制动部的结构或流动物质的材料等使制动特性大体稳定的,所以降低了制动部的结构或材料的选择自由度,而且,对于一次构成的制动部来说,要调整其制动特性是非常困难的。
因此,本发明就是为了解决上述问题而提出的,其课题是,通过采用这样的结构,即简化具有制动装置的发条机构的结构,同时减少零部件数目,实现发条机构的小型化及薄型化。另外,实现发条机构制造成本的降低。进一步,提供一种可有效地进行驱动力的传递、易于安装到各种机器上的发条机构。而且,还提供容易调整制动部的制动特性的结构。
发明概述为了解决上述课题,本发明的发条机构,其特征是,包括驱动力储蓄部,该驱动力储蓄部具有通过卷紧力卷紧并储蓄恢复力的发条、用于容纳上述发条同时连接该发条的外端的发条容纳部、以及与上述发条内端连接的由上述发条容纳部轴支撑的旋转部件;与上述旋转部件连接的输出装置;具有与上述旋转部件连接的制动体并随着上述制动体的旋转产生制动力的制动部。根据本发明,通过将旋转部件与发条的内端连接,可以缩小发条容纳部的旋转部件的轴承部直径,减少摩擦负载。另外,通过将旋转部件配置在内侧,可以很容易把发条容纳部等外面部分安装到其他部件上。进一步,由于旋转部件与发条的内端连接,该旋转部件进一步与输出装置连接,因此,通过将旋转部件与输出装置用不同的部件构成,很容易交换输出装置,同时,能更自由地构成输出装置的形状与结构。结果,可使发条机构更小型化。同时,可降低制造成本。在这里,作为本发明的输出装置,可由齿轮、齿轮轮系、皮带轮、链轮或皮带、轴等各种结构构成。
另外,由于发条通过制动部产生的制动力慢慢地储存弹性能量或释放弹性能量,因此能长寿命化。在这里,发条包括在随着卷紧状态的变化输出或吸入能量的状态下使用的定扭矩弹簧或螺旋弹簧。发条与旋转部件及发条容纳部的连接形式可以是压接、挂接、焊接等任意的形式。
在本发明中,上述驱动力储蓄部与上述制动部由不同的部件构成。根据本发明,通过用不同的部件构成驱动力储蓄部与制动部,例如在驱动力储蓄部以这种方式构成、单独成立的情况下,可以在组装驱动力储蓄部之后再组装制动部,在发条等的驱动力储蓄部内的部件有次品的场合,可以从制造生产线上预先除去该驱动力储蓄部。另外,例如,在制动部以这种方式构成、单独成立的情况下,由于可以在组装制动部后组装驱动力储蓄部,所以,对于具有封入粘性流体的结构的制动部来说,可在封入后进行制动部与其他部分的组装,或者可以预备有不同制动力的多种制动部等,易于进行组装作业时的处理或部件管理等。
在本发明中,最好是,上述制动部通过自身独立而单元化。在这里,所谓制动部通过自身独立而单元化是指制动部完全组装之后,再组装其他部分的结构。根据本发明,由于制动部通过自身独立而单元化,所以,即使预先单独构成制动部,也很容易进行其处理,例如,在组装的最后工序中,可以把制动部与驱动力储蓄部结合等,易于组装作业。特别是,在制动部内容纳有流动物质的场合,可以在密封流动物质的状态下构成,易于其处理及管理。此外,可预先构成有不同制动特性的多种制动部,根据产品所要求的特性选择制动部,进行组装。
在本发明中,最好是,上述旋转部件与上述制动体由不同的部件构成,至少在旋转方向上相互结合。根据本发明,由于旋转部件与制动体由不同的部件构成,在旋转方向上相互结合的状态下连接在一起,因此,能遵循驱动力储蓄部与制动部的任何一方组装之后再与另一方连接的组装顺序,易于各部的处理,也易于组装作业等,提高了组装性。在这里,旋转部件与制动体的旋转方向的结合,如果采用旋转方向上结合的结构,则可以是任何结构,但是,特别是,可以采用例如横切旋转中心的槽和与之对应的凸部的卡合结构(例如一字型槽与一字型螺丝刀的前端状的凸部)或方形凹部与凸部的卡合结构(例如六角孔与六棱柱)等。此外,也可以采用旋转部件与制动部件相互压入的结构,在这种情况下,虽然组装性稍差一些,但两者可完全一体化,通过将旋转部件轴支撑在发条容纳部上,其优点在于不需要制动体的导向结构。
在本发明中,最好是,在上述制动部上设有用于缓冲从上述驱动力储蓄部传递的旋转力的缓冲机构。根据本发明,通过缓冲机构缓冲施加到制动部上的旋转力,因此,能防止在施加大的力的场合对制动部或传动机构等产生的破坏。在这里,作为缓冲机构可采用滑动装置或离合机构。
在这种情况下,在从上述旋转部件到制动体的旋转传递路径中,最好设置具有给定负载阻力的滑动装置。因此,从外部施加过大的力或制动部的制动力因温度下降而增大时,滑动装置滑动,抑制旋转传递,可降低施加到驱动力储蓄部或制动部上的负载,防止发条机构的损伤或破坏。这时,最好是,上述制动体处在与流动物质接触的状态,上述滑动装置的滑动面配置在上述流动物质中。在这种情况下,通过把滑动装置的滑动面配置在流动物质中,可得到流动物质的润滑效果或冷却效果等,抑制烧伤或摩耗,使滑动状态稳定化。
此外,在从上述旋转部件到上述制动体的旋转传递路径中,最好设置有使旋转传递断续进行的旋转断续装置。借助于这种结构,通过旋转断续装置可适当地施加制动力或除去制动力,从而,可根据发条机构的用途适宜地设定制动力的施加特性。这时,上述旋转断续装置最好这样构成在上述驱动力储蓄部储蓄驱动力时,切断旋转传递,而在上述驱动力储蓄部释放驱动力时,进行旋转传递。在这种场合,驱动力储蓄部储蓄驱动力时,旋转断续装置切断旋转传递,因此,在从外部施加过大的力的场合;或者在设置利用流动物质的粘性阻力产生制动力的制动部时,因环境温度下降使流动物质的温度下降导致制动力过大的场合等;能防止驱动力储蓄部或制动部产生的损伤或破坏。
接着,本发明的另一发条机构包括驱动力储蓄部,该驱动力储蓄部具有通过卷紧力卷紧并储蓄恢复力的发条及用于容纳上述发条同时连接该发条的外端的发条容纳部;与上述发条的内端连接的中心部件;对上述发条容纳部与上述中心部件的相对运动施加制动力的制动部;其特征是上述驱动力储蓄部与上述制动部实质上配置成从上述发条的轴向方向观察在平面上不重叠的结构。根据本发明,由于上述驱动力储蓄部与制动部配置在从上述发条的轴线方向观察平面上不重叠的位置,使两者在厚度方向上不重叠地配置,因此,可以使发条机构薄型化。另外,能构成这样的结构当驱动力储蓄部与制动部任何一方不合适时,不需要将两者分离或分解另一方就能进行修理。再者,还可以构成对两者不进行分离或不分解另一方就可以分别进行微调整的结构。
在这里,所谓平面上基本不重叠是指,驱动力储蓄部的实质构成区域(即实质上储蓄驱动力的区域)和制动部的实质构成区域(即实质产生制动力的区域)相互不重叠地配置。当然,希望构成驱动力储蓄部与制动部在全平面物理上不相互重叠的结构。
此外,作为制动部,可以采用通过气体或液体等的流动物质的流动阻力得到制动力的结构。在这种场合,例如可以通过可旋转构成的制动体和与该制动体接触的流动物质构成制动部。再者,在制动体上设置叶片,可通过气体产生旋转阻力,因此,该气体产生的旋转阻力可作为制动力使用。在这里,不言而喻,也可以使气体以外的流动物质与制动体接触,将流动物质的流动阻力作为制动力的一部分加以使用。因此,可将气体阻力的制动与气体以外的流动物质的制动组合起来。这时,只在制动体周围空间的一部分配置气体以外的流动物质,通过增减该流动物质的量,很容易调整制动力。进一步,可采用通过电磁感应得到制动力的结构。在这种情况下,例如,可构成的结构是具有可旋转地构成的制动体和与该制动体相对向的部件,在制动体与对向部件之间产生电磁感应(例如在制动体与对向部件其中一方上配置永久磁铁,在另一方上配置线圈),还可以通过连接用来克服感应电动势的电负载而构成制动部。
另外,发条机构包括在随着卷紧状态的变化输出或吸入能量的状态下使用的定扭矩弹簧或螺旋弹簧。发条与发条容纳部及中心部件的连接形式可以是压接、挂接、焊接等任意的形式。
在本发明中,最好是,上述制动部沿上述驱动力储蓄部的外周配置。根据本发明,由于制动部沿驱动力储蓄部的外周配置,很容易增大制动部的动作距离或制动面积,即使不扩大机构的尺寸也能提高制动效果。另外,例如,在制动部包括旋转的制动体和与之对向的静止的对向部件(制动壳等)的情况下,如果制动体相对于驱动力储蓄部在旋转方向上连接,对向部件配置在制动体的外侧,则通过把对向部件安装到其他部件上等的方法,在固定状态下使用时,由于对向部件配置在最外周,所以易于固定作业。
在本发明中,上述制动部最好配置在上述驱动力储蓄部的内侧。根据本发明,通过将制动部配置在驱动力储蓄部的内侧,能构成的结构是,可以先组装制动部,在完成组装后,或是连接驱动力储蓄部,或是组装驱动力储蓄部,易于组装作业。此外,易于驱动力储蓄部的分解,可与制动部无关地进行驱动力储蓄部的维修或部件的交换等。在这里,通过将中心部件安装到其它部件上等进行固定,可使驱动力储蓄部的发条容纳部旋转,输出驱动力,在构成如此结构的情况下,由于是将制动部配置在驱动力储蓄部的内侧,因此,驱动力的取出结构或取出位置不会受到制动部的制约。进而,可构成从中心部件取出输出的结构。
在本发明中,最好在上述驱动力储蓄部或上述中心部件上连接有用于输出上述发条的驱动力的输出装置。根据本发明,可通过输出装置直接或间接地驱动开闭机构或可动部。在这种结构中,输出装置与驱动力储蓄部或中心部件连接的含义有两种情况,其一是输出装置机械地安装到驱动力储蓄部或中心部件上,其二是输出装置与构成驱动力储蓄部的部件或中心部件成为一体结构。
在本发明中,最好是,上述驱动力储蓄部是密闭的。根据本发明,通过将驱动力储蓄部变成密闭的结构,能防止尘埃等侵入驱动力储蓄部的内部。进而,即使在发条周围涂敷有高粘度润滑脂的情况下,也能防止该润滑脂向驱动力储蓄部的外部泄漏。另外,更具体地说,在驱动力储蓄部中,通过在上述发条容纳部的开口部安装盖子,有望使发条成为被密闭的结构。
在本发明中,最好采用的结构是,在上述驱动部中容纳有与上述制动体接触的流动物质,通过上述流动物质引起的上述制动体的旋转阻力产生上述制动力。根据本发明,通过采用将流动物质容纳在制动部内,使制动体与流动物质接触的结构,可得到高的制动力,同时能得到稳定的制动力。此外,可根据流动物质的粘性等调整制动负载,得到各种制动特性。进一步,由于通过调整粘性等特性,即使在流动物质量少的情况下,也能得到充足的制动力,因而可使制动部小型化。
在这种情况下,最好设置有可调节上述制动体与上述流动物质的接触面积的调整装置。据此,通过用调整装置改变制动体与流动物质的接触面积,可改变制动负载。更具体地,在制动部上设置制动体容纳部和在该制动体容纳部内旋转的制动体的情况下,流动物质与制动体容纳部的内表面及制动体表面双方接触,随着流动物质产生的阻力成为制动力。因此,制动力根据流动物质与制动体的接触面积变化。特别是,有希望实现流动物质相对制动体容纳部的接触面积与流动物质相对制动体的接触面积一起并行地增减。在此,作为调整装置,只要是能改变制动体与流动物质的接触面积的任何结构都是可行的,例如,使流动物质移动的装置或改变流动物质量的装置等。
另外,最好是上述制动部的上述流动物质的容纳空间构成朝向上述制动体与上述旋转部件的连接部分扩大的结构。根据这种结构,通过将上述制动部的容纳空间做成朝向制动体与旋转部件的连接部分扩大的结构,由于流动物质借助于其表面张力保持在容纳空间内,可防止流动物质向该连接部分移动,从而即使在不设置衬垫等密封部件或密封结构的情况下,也能避免流动物质从该连接部分向外部流出。因此,消除了密封部件或密封结构引起的旋转阻力,降低了能量损失。
接着,本发明的别的发条机构包括驱动力储蓄部,该驱动力储蓄部具有通过卷紧力卷紧并储蓄恢复力的发条及用于容纳该发条的发条容纳部;通过上述发条的驱动力旋转的旋转部件;对上述发条容纳部与上述旋转部件的相互联动产生制动力的制动部;其特征是在上述驱动力储蓄部与上述制动部之间设置有通过增速或减速进行旋转传递的动力传动装置。根据本发明,由于在驱动力储蓄部与制动部之间设置有通过增速或减速进行旋转传递的动力传动装置,因而,通过改变动力传动装置的增速比或减速比,可使制动力增减。另外,因根据制动力传动装置的构成可调整制动力,从而扩大了用于制动部结构或制动部的材料等的选择幅度。进一步,由于同样的理由,提高了制动部的形状或尺寸的自由度,同时,由于可在驱动力储蓄部与制动部之间设置动力传动装置,因此可更自由地设定两者的相对位置关系。例如,通过使驱动力储蓄部与制动部不重叠地配置,可实现发条机构的薄型化。进而也可一边调整制动部的制动力,一边进行组装。
在这里,作为动力传动装置,列举了齿轮、具有多个齿轮的轮系、皮带轮及传动带等,但是,只要是通过增速或减速可进行旋转传递,则可采用任何结构。
另外,发条机构包括在随着卷紧状态的变化输出或吸入能量的状态下使用的定扭矩弹簧或螺旋弹簧。发条与发条容纳部及中心部件的连接形式可以是压接、挂接、焊接等任意的形式。
在本发明中,最好是,上述动力传动装置使上述驱动力储蓄部的旋转增速并传递给上述制动部。根据本发明,由于可对应于动力传动装置的增速比增大制动力,所以可提高制动部的制动效果,减少对制动部构成的制约,采用更宽广的结构与材料。此外,与制动部的旋转速度相比,由于能缩小驱动力储蓄部的旋转驱动速度,所以很容易对驱动力储蓄部的输出旋转进行控制,以更高精度控制驱动速度。
在本发明中,最好是,在上述制动部内设置有流动物质和与该流动物质接触的制动体,通过上述制动体相对上述流动物质旋转阻力产生上述制动。根据本发明,通过采用将流动物质容纳在制动部内、使制动体与流动物质接触的结构,可得到高制动力,同时能得到稳定的制动力。此外,可根据流动物质的粘性等调整制动负载,得到各种制动特性。进一步,由于通过调整粘性等特性,即使在流动物质量少的情况下,也能得到充足的制动力,因而可使制动部小型化。
在本发明中,最好是,在上述制动部上设置有制动体,该制动体通过其旋转阻力产生上述制动力,在制动体上设置有承受气体阻力的叶片。根据本发明,由于制动体旋转时,叶片承受气体阻力,通过该气体阻力在制动体上产生旋转阻力,此力成为制动力。特别是,在动力传动装置采用了使驱动力储蓄部的旋转增速并传递给上述制动部的结构的情况下,即使气体阻力小,也能得到充分的制动力。另外,由于气体阻力产生制动力,所以可采用简易的结构,也易于小型化。另外,气体以外的其它流动物质的旋转阻力与上述气体阻力一起并用,也能得到制动力。在这种场合,气体以外的流动物质只配置在制动体的周围空间的一部分上,通过增减该流动物质的量,就可以很容易地调整制动力。
在这种场合,在上述制动部上最好设置能覆盖上述制动体外周的至少一部分的气流抑制面。据此,通过设置能覆盖制动体外周的至少一部分的气流抑制面,可抑制制动体的叶片产生的气流离开制动体的,因而可更进一步扩大气体的旋转阻力。在这里,气流抑制面可由包围制动体的制动体容纳部的内表面构成。进一步,最好是在上述气流抑制面上设置开口部。根据这种结构,气体阻力可根据设置在气流抑制面上的开口部的个数、位置、开口面积等变化,从而可调整制动力。
在本发明中,最好是,上述制动力是基于上述制动体旋转所产生的电磁感应得到的。更具体地说,设有制动体和与之对向配置的对向部件,在制动体和对向部件的任何一方上配置有永久磁铁,在另一方上配置有线圈等电磁变换装置,通过在该电磁变换装置上连接电负载,可根据制动体的旋转在电磁变换装置上产生感应电动势,随着电流流动同时,在制动体上产生制动力。在这种结构中,虽然根据相对电磁变换装置产生的电流(线圈电流)的电负载,可得到制动力,但是,也可以利用该电负载的至少一部分。例如,可以让发光元件发光,或从麦克风中放出声音等,根据这样的发光或发音报告在进行制动或机器动作等情况。在这种情况下,由于不需要流动物质,很容易进行调整或维修。
在这种情况下,最好设置使克服上述电磁感应产生的感应电动势的电负载发生变化的电负载可变装置。根据这种结构,可通过电负载的变装置使制动力变化。例如,使连接到线圈上的负载(阻抗)变化,可使电磁力增减,调整制动力。在这里,作为电负载可变装置,可采用可变阻抗。
在本发明中,最好是,在上述制动部上设置有使物体彼此接触的滑动接触部,通过该滑动接触部的摩擦阻力产生上述制动力。根据本发明,由于可通过滑动接触部的摩擦阻力得到制动力,所以,能得到更简单、廉价的结构。特别是,在动力传递装置为使驱动力储蓄部的旋转增速、并传递给上述制动部的结构的情况下,即使摩擦阻力小,也能得到充分的制动力,降低滑动接触部的摩耗,延长滑动接触部的寿命。在这种场合,上述物体的至少一方最好由在相对于另一方的上述物体压接的方向上作用弹性力的弹性体构成。根据这种结构,由于通过弹性体的弹性力可稳定摩擦力,同时通过改变弹性体的材料或压缩状态等可改变施加到滑动接触面上的弹性力,因此,可借助该弹性力控制摩擦力,调整制动力。
在本发明中,最好是,在上述制动部上设置有调速装置。作为该调速装置,有例如在以流动物质的流动阻力作为制动力使用的场合,用于调整流动物质与与制动体的接触面积或流动物质的量的装置。此外,在以气流阻力作为制动力使用的场合,作为调整叶片与气流抑制面的距离的装置,有例如调整气流抑制面的开口面积的装置等。进一步,在使用电磁感应的制动力的场合,有例如电负载可变装置(可变阻抗等)。另外,在以滑动接触部的摩擦阻力为制动力使用的场合,有例如调整施加到滑动接触部上的压力、例如螺旋弹簧的弹性力等的装置。
在本发明中,最好是,还包括限制装置,该限制装置相对于上述旋转部件或上述输出装置可卡合或可脱离地构成,用于限制上述发条的驱动力的释放。根据本发明,由于可通过限制装置保持发条的卷紧状态,因此,易于向装置本体上的组装作业或与其他部件的连接作业,另外,由于可通过限制装置预先将发条的卷紧状态设定为给定量,因此,可降低卷紧状态的误差,进一步,也可以省去卷紧状态的调整或确认等。在此,上述限制装置最好是由驱动力储蓄装置或制动部的不动部分(例如,发条容纳部或制动部的制动体容纳部等;与旋转部件的旋转动作或输出装置的输出动作不联动的部分)定位(例如卡合)。
在这种场合,最好是,上述限制装置备有相对上述旋转部件或上述输出装置的多个卡合位置。根据这种结构,通过适当地选择限制装置相对旋转部件或输出装置的多个卡合位置,可调整发条的卷紧状态。在这里,通过在驱动力储蓄装置或制动部的不动部分(例如,发条容纳部或制动部的制动体容纳部等;与旋转部件的旋转动作或输出装置的输出动作不联动的部分)上设置对限制装置定位的(例如卡合)的多个部位,可实现限制装置的多个卡合位置。
在本发明中,最好是,在上述发条与用于输出上述发条的驱动力的输出装置之间,设置有单向超越离合机构,该单向超越离合机构在上述发条卷紧的旋转方向上不传递来自上述输出装置的力,在发条输出驱动力的旋转方向上,给上述输出装置传递力。根据本发明,在发条机构的输出部与其它部件连接的状态下,例如,在发条机构组装到开闭机构等机器上的状态下,可卷紧发条。因此,在把发条机构组装到机器上之前,不需要把发条预先卷紧到给定的状态,也不需要在保持该卷紧状态的状态下进行向机器上的组装作业,从而可缩短组装时间、削减费用等。
在本发明中,最好是,还包括用于输出上述发条驱动力的输出齿轮及与该齿轮啮合的齿条。根据本发明,由于借助于发条机构并通过输出齿轮使齿条并进地动作,因此,在各种机器上可进行滑动动作。
在本发明中,最好是,还包括用于阻止上述输出齿轮与上述齿条间的动作的固定部件。根据本发明,在包含相互啮合的输出齿轮与齿条的输出部,通过固定部件阻止输出齿轮与齿条间的动作(即,通过输出齿轮的旋转使输出齿轮与齿条间产生的相对移动),因此,可在把发条保持于给定的卷紧状态的状态下,将发条机构组装到机器等上。
在本发明中,最好是,还包括圈数限制装置,该圈数限制装置在上述发条处于给定的卷紧状态时,使该卷紧状态不会再卷紧。根据本发明,由于在发条处于给定的卷紧状态时,借助圈数限制装置可使该卷紧状态不会再卷紧,因此,即使不能调整卷紧作业量,也很容易将发条设定在给定的卷紧状态,同时,也不会在发条上施加不必要的过剩的力,提高了发条的耐久性。
在本发明中,最好是,上述圈数限制装置具有通过上述发条的外端与上述发条容纳部之间的摩擦力产生旋转连接的结构。据此,通过发条的外端与发条容纳部之间的摩擦力,在施加到发条与发条容纳部之间的力小的场合,也能用旋转连接结构在旋转方向上进行连接,因此,可卷紧发条,如果在发条与发条容纳部之间施加给定以上的力,发条的外端与发条容纳部之间产生滑动,因此,发条不会过分地卷紧。采用这种构成,由于能使旋转连接结构简单化,从而可实现成本的降低或小型化。
接着,本发明的机器,具有上述任一所记载的发条机构以及由该发条机构驱动的可动部。作为这种机器,并不限于后述的具有开闭结构的形式,可以是可动玩具等具有可动部的任何结构。
在本发明中,最好是,上述可动部是由上述发条机构开闭驱动的开闭机构。作为由发条机构开闭驱动的开闭机构,有例如具有以铰接轴为中心旋转、开闭的盖的机器(炊具、具有折叠式电子机器等旋转式开闭结构的产品);具有通过滑动动作开闭的部分的机器(具有车载用抽屉的开闭机构、直动式可伸缩马达等的滑动式开闭机构的产品)等。在这种机器中,通过被控制的速度可进行开闭动作,提高了动作的高级感及肃静性。
在本发明中,最好是,上述开闭机构具有相互开闭动作的第一部件与第二部件,相互组装上述第一部件与第二部件时,上述发条卷紧。根据本发明,可采用的构成是,只将构成开闭机构的第一部件与第二部件相互组装就可以卷紧发条,因此,在发条机构组装到机器上之前,不需要对发条预先进行卷紧,另外,由于发条的卷紧量不需要设定成规定量,也不需要一边保持该卷紧状态一边进行组装作业,因此,易于进行组装作业,可实现缩短组装时间及销减费用的目的。
在这里,最好是,设置将第一部件与第二部件之间的开闭动作的范围限制在上述发条的驱动力没有完全释放的范围的范围限定装置。该范围限定装置具有在第一部件与第二部件相互组装的状态下保持第一部件与第二部件组装状态的作为保持装置的功能。通过设置范围限定装置,如果将第一部件与第二部件相互组装后,开闭动作的范围被限定,发条的驱动力就不会完全释放,因而,可在开闭动作的整个范围稳定发条的驱动力,可靠地进行开闭动作。
在本发明中,上述可动部包括是玩具的动作部分的情况。
附图的简要说明

图1是表示本发明发条机构的第1实施形式结构的纵断面图。
图2是模式地表示第1实施形式的结构的分解透视图。
图3是表示本发明的第2实施形式结构的纵断面图。
图4是模式地表示第2实施形式的结构的分解透视图。
图5是模式地表示不同输出装置的构成例的简要透视图。
图6是模式地表示另一不同输出装置的构成例的简要透视图。
图7是模式地表示再一不同输出装置的构成例的简要透视图。
图8是模式地表示再一不同输出装置的构成例的简要透视图。
图9是表示本发明的第3实施形式结构的纵断面图。
图10是表示本发明的第4实施形式结构的纵断面图。
图11是第4实施形式的外周制动板的平面图。
图12是表示本发明的第5实施形式结构的纵断面图。
图13是模式地表示第5实施形式外观的简要透视图。
图14是表示本发明发条机构的第6实施形式结构的纵断面图。
图15是模式地表示第6实施形式外观的简要透视图。
图16是表示本发明的第7实施形式结构的纵断面图。
图17是模式地表示第7实施形式外观的简要透视图。
图18是表示上条柄轴详细平面形状的放大平面图。
图19是表示本发明的第8实施形式结构的纵断面图。
图20是表示本发明的第9实施形式结构的纵断面图。
图21是表示本发明的第10实施形式结构的纵断面图。
图22是模式地表示第10实施形式外观的简要透视图。
图23是表示本发明的第11实施形式结构的纵断面图。
图24是表示本发明的第12实施形式结构的纵断面图。
图25是表示第12实施形式的发条盒内发条安装状态的平面图。
图26是表示第12实施形式的发条机构组装到机械零件上的状态的组装断面图。
图27是表示第12实施形式的发条机构组装到机械零件上的状态的组装平面图。
图28是表示本发明的第13实施形式结构的纵断面图。
图29是表示本发明的第14实施形式结构的纵断面图。
图30是表示本发明的第15实施形式结构的纵断面图。
图31是表示本发明的第16实施形式结构的纵断面图。
图32是表示本发明的第17实施形式结构的纵断面图。
图33是表示本发明的第18实施形式结构的纵断面图。
图34是表示第18实施形式的旋转断续部分的结构的横断面图。
图35是表示本发明的第19实施形式结构的纵断面图。
图36是第19实施形式的平面配置图。
图37是表示本发明的第20实施形式结构的纵断面图。
图38是第20实施形式的平面配置图。
图39是表示本发明的第21实施形式结构的纵断面图。
图40是第21实施形式的平面配置图。
图41是模式地表示可适用于第21实施形式的回路构成的简要框图。
图42是模式地表示图41所示负载回路构成的简要构成图。
图43是模式地表示本发明的第22实施形式结构的纵断面图。
图44是表示本发明的第23实施形式结构的纵断面图。
图45是表示本发明的第24实施形式结构的纵断面图。
图46是表示本发明的第25实施形式结构的纵断面图。
图47是表示本发明的第26实施形式结构的纵断面图。
图48是表示本发明的第27实施形式结构的纵断面图。
图49是表示本发明的第28实施形式结构的纵断面图。
图50是模式地表示第28实施形式的旋转部件(上条柄轴)与制动体的连接结构的横断面图。
图51是表示本发明的第29实施形式结构的纵断面图。
图52是模式地表示第29实施形式的旋转部件(上条柄轴)与制动体的连接结构的横断面图。
图53是表示本发明的第30实施形式结构的纵断面图。
图54是表示本发明的第31实施形式结构的纵断面图。
图55是表示本发明的第32实施形式结构的纵断面图。
图56是表示本发明的第33实施形式的单向离合器结构的横断面图。
图57是表示本发明的第34实施形式结构的简要透视图。
图58是表示本发明的第34实施形式的本体与盖分离后将盖翻过来的状态的简要透视图。
图59是模式地表示本发明的第35实施形式结构的简要透视图。
图60是模式地表示本发明的第36实施形式结构的简要透视图。
实施发明的最佳形式下面,参照附图详细说明本发明的发条机构及备有该发条机构的机器的实施形式。
图1示出了本发明发条机构的第1实施形式的纵断面图,图2示出了第1实施形式的分解透视图。在本实施形式中,具有构成旋转部件的轴状上条柄轴10、以内端11a连接到该上条柄轴10的安装部10a上的螺旋状发条11、构成容纳该发条11的发条盒的条盒12及条盒盖13。条盒12及条盒盖13轴支撑上述上条柄轴10,条盒12的围绕发条容纳部12a的外周内表面与上述发条11的外端11b连接。
在条盒12的下端部从下方以嵌合状态固定地压入碟状制动壳14。在碟状制动壳14的容纳凹部14a中,与上条柄轴10同轴地配置有圆盘状制动板15。在制动板15的中央部形成向上方突出的中央凸部15a,在该中央凸部15a上端形成凹凸接合部15b,该凹凸接合部15b在旋转方向上设有凹凸形状。制动板15的上述中央凸部15a的里面一侧形成有凹部15c,在该凹部15c可滑动地插入有制动壳14的中央部所形成的中央凸部14b。制动板15的周缘部上形成有沿旋转方向排列成多个的上下贯通的开口部15d。
在上条柄轴10的上端部形成通过一字型螺丝刀等工具可卡合的旋转操作槽10c。另外,在上条柄轴10的下端部形成在旋转方向上设有凹凸形状的凹凸接合部10b。该凹凸接合部10b与上述制动板15的凹凸接合部15b嵌合使上条柄轴10与制动板15在旋转方向上相卡合。制动板15的中央凸部15a的外周相对于条盒12的中央孔部12b的内周以可旋转接触的状态轴支撑着。
另外,上条柄轴10从上述条盒盖13向上方突出,在该突出部分上通过压入等安装固定有作为输出装置的具有齿18a的输出齿轮18,该输出齿轮18与上条柄轴10一起旋转。
此外,在本实施形式中,条盒12与条盒盖13固定,两者通过上条柄轴10轴支撑,但是,条盒盖13可相对条盒12自由旋转地安装,同时,将上条柄轴10与条盒盖13构成一体或固定在一起的结构也是可行的。在这种情况下,条盒盖13与本实施形式同样,具有密闭条盒12的开口部的功能,但是,条盒盖13可与上条柄轴10一起旋转。
另外,最好在上条柄轴10、发条11及条盒12构成的发条机构的主要部分组装用于防止发条11过分卷曲用的滑动附件。该滑动附件可以由例如借助于自身弹性压接到条盒12外周内表面上的圆弧状框体构成,上述发条11的外端连接在该圆弧状框体上,因此,通常圆弧状框体与条盒12通过压接成一体化,但是,发条11卷紧到某种程度时,圆弧状框体相对于条盒12滑动,于是,可防止发条11处于过分卷曲的状态。
在制动壳14的容纳凹部14a中,填充有硅油等构成的流动物质16。上述制动板15在该流动物质16中旋转时,要承受制动板15与流动物质16之间的流体—固体间的流动(粘性)阻力引起的给定的旋转阻力。流动物质16从外部填充到上述制动壳14与条盒12的底面12d密闭的空间内。在条盒12的底面12d与制动板15的中心侧表面之间插入有环状衬垫等构成的密封部件17,该密封部件17用来防止流动物质16从制动板15与上条柄轴10的接触部分的泄漏。
在本实施形式中,如图2所示,设置有以上述发条11、条盒12及条盒盖13为构成要素的驱动力储蓄部10A;及以条盒12、制动壳14、制动板15及流动物质16及密封部件17为构成要素的制动部10B。
在本实施形式中,通过上条柄轴10与条盒12的相对旋转,可使发条11卷紧。卷紧的发条11储蓄旋转能量,该能量由上条柄轴10与条盒12的任意一方的部件释放,由此,使释放的部件沿着与卷紧方向相反的方向旋转。这时,随着该旋转运动,相对于上条柄轴10在旋转方向上接合的制动板15及条盒12和与之嵌合固定的制动壳14作相对旋转,因此,在制动板15、条盒12及制动壳14之间通过流动物质16产生旋转阻力。通常,该旋转阻力随着旋转速度单调地增加,因而,能发挥抑制旋转速度变动的作用。
由于发条容纳部内部由条盒12和条盒盖13密闭,尘埃不易于侵入,因此,可以延长发条11的寿命。另外,由于发条11的动作圆滑,提高了耐久性,因而,尽管有把高粘度的润滑脂附着在发条11上的情况,但是,在这种场合,因发条容纳部是密闭的,可防止润滑脂泄漏。
此外,上条柄轴10通过条盒12的中央孔部12b自由旋转地轴支撑着,而该上条柄轴10的轴支撑部分与安装于发条11的内端11a上的上条柄轴10的安装部10a相比,设置在接近上条柄轴10轴线一侧的位置,因而与上条柄轴10接受驱动扭矩的位置相比,该轴支撑部分处在径向上观察直径小的位置,因此,可以减少该轴支撑部分的摩擦阻力等的轴承负载,有效地输出发条11的驱动力。即是说,发条11的驱动力施加在上条柄轴10的轴承部分的外周侧,因此,上条柄轴10很容易旋转,可把该驱动力有效地转换为上条柄轴10的旋转力。
在本实施形式中,通过安装条盒12与制动壳14,构成用于容纳制动板15的空间(制动其容纳部),因而,不需要设置精细部件或复杂的结构,可把零部件数目压缩到最小限度,极大地简化了结构,削减了零部件成本及组装成本,降低了制造成本。进而,根据上述结构,易于薄型化,可得到整体紧凑的结构。
另外,由于上条柄轴10与制动板15是分体构成的,所以易于组装,而且也易于零部件的加工。进一步,制动板15通过条盒12的中央孔部12b轴支撑,同时,制动壳14也嵌合在条盒12上,因此,可以以条盒12为中心,以高精度组装各部件。
制动壳14做成带缘的碟状,具有其外周部沿轴线方向竖起来的结构,该外周部与条盒12嵌合,因此,易于填充流动物质16,进而避免流动物质16的泄漏。
另外,在制动板15上形成开口部15d,当流动物质16填充到制动壳14中之后,由于流动物质16通过该开口部15d,所以,很容易把制动板浸渍在流动物质16中,同时,通过形成开口部15d,能提高制动板15与流动物质16之间产生的旋转阻力。
本实施形式的发条机构,例如使工具等与上述旋转操作槽10c卡合,使输出齿轮18与条盒12相对地旋转,由此,发条11处于有某种程度卷紧的状态,在该卷紧状态由上述旋转操作槽10c保持的状态下,通过使输出齿轮18与其他齿轮或齿条等卡合,可以简单地连接或组装到各种机器等上。
下面,参照图3及图4,说明本发明发条机构的第2实施形式。在该实施形式中,备有与上述第1实施形式相同的发条21、条盒盖23及输出齿轮28,其说明省略。
在本实施形式中,条盒22做成上部及下部的任何一方都是敞开的筒状,与上述第1实施形式相同,发条21的外端21b连接到该条盒22上。此外,在条盒22的上部安装有条盒盖23,在该条盒22的下部通过嵌合(压入)固定有制动上壳24A,由此,将发条容纳部密闭。
作为旋转部件的上条柄轴20,通过条盒盖23的中央孔部23a和上述制动上壳24A的中央孔部24a可自由旋转地轴支撑着,在其安装部20a上连接发条21的内端21a。在上条柄轴20的上端形成与第1实施形式相同的旋转操作槽20c,在上条柄轴20的下端形成在旋转方向上有凹凸形状的凹凸接合部20b。制动板25的凹凸接合部25b与该凹凸接合部20b嵌合,上条柄轴20与制动板25在旋转方向上相卡合。在本实施形式中,上条柄轴20的凹凸接合部20b相对于制动上壳24A的中央孔部24a可自由旋转地轴支撑着,在该凹凸接合部20b的内侧嵌合有上述制动板25的凹凸接合部25b。条盒22与制动上壳24A相互嵌合(压入)固定。
制动部具有将制动板25容纳在制动体容纳部内的结构,制动体容纳部由上述制动上壳24A和嵌合于该制动上壳24A而成的制动下壳24B构成。制动板25具有中央凸部25a,在该中央凸部25a上端形成上述凹凸接合部25b。在中央凸部25a的里面一侧形成有凹部25c,在该凹部25c中可滑动地插入有制动下壳24B上所设置的中央凸部24b。中央凸部25a的周围形成有环状槽25d,在该环状槽25d中装有用于密封制动板25与制动上壳24A的环状衬垫等构成的密封部件27。此外,在该制动体容纳部内容纳有与第1实施形式同样的流动物质26。
在本实施形式中,如图4所示,设置有以上条柄轴20、发条21、条盒22及条盒盖23为构成要素的驱动力储蓄部20A;及以制动板25、制动上壳24A、制动下壳24B、流动物质26及密封部件27为构成要素的制动部20B。在这里,制动部20B通过制动板25、制动上壳24A、制动下壳24B、流动物质26及密封部件27单元化,因而,在预先完全组装制动部20B之后,可以将驱动力储蓄部20A及其他部件连接在一起,结果,在组装工序中,易于制动部的保管,流动物质26也很难从制动部漏出,进而可以预备具有多种制动性能的制动部等,便于部件的安装及管理。
更具体地说,在本实施形式中,可将上条柄轴20、发条21及条盒22(除此之外,条盒盖23及输出齿轮28也可以预先组装。)的组装体连接到已经完成的制动部20B上。因此,在驱动力储蓄部20A与制动部20B并行组装之后,可以相互连接,完成发条机构。
在本实施形式中,由于在条盒22与制动上壳24A之间,在其外周区域形成环状槽20d,因此,将一字型螺丝刀等工具或卡具前端插入该槽20d中,就可以将此撬开,使相互嵌合固定的条盒22与制动上壳24A分离。随之,在制造工序中或制造工序后,在使驱动力储蓄部20A与制动部20B分离、交换驱动力储蓄部20A与制动部20B的任何一方、或修理驱动力储蓄部20A的内部的场合,易于作业。
下面,参照图5至图8,说明适用于上述第1与第2实施形式以及后述的各实施形式的输出装置的构成例。图5所示的输出装置是轴线方向长度比上述实施形式短的薄壁输出齿轮18A,图6所示的输出装置是轴线方向长度大于上述实施形式厚壁输出齿轮18B,图7所示的输出装置是径向尺寸大于上述实施形式的大直径输出齿轮18C。任何一个输出齿轮均可以用来代替上述实施形式的输出齿轮,或者很容易与之交换等,输出装置的厚度或直径不受驱动力储蓄部与制动部的限制,能确保输出装置的形状自由度。另外,虽然任何一个输出装置都是安装在作为旋转部件的上条柄轴10上,但是,该上条柄轴10的形状(长度或直径)也可以分别做成适合于各输出装置的结构,相反,各输出装置适合于公用的上条柄轴10的构成也是可行的。
在具有上述各输出齿轮的实施形式中,固定条盒12、22,成为适用于以输出齿轮作为输入轴用的场合的结构。例如,在本实施形式用于车载用抽屉的自动伸缩机构的场合,使输出齿轮与抽屉上设置的图中未示的齿条卡合,推入抽屉时,输出齿轮及上条柄轴旋转,使发条卷紧,而通过图中未示的锁紧机构可使抽屉停止。另外,轻轻推入抽屉时,解除锁紧机构,抽屉借助于发条产生的旋转能量旋转驱动的输出齿轮,在制动下自动抽出。
另外,图8所示的输出装置具有安装在上条柄轴10上的圆筒部件18D、安装在该圆筒部件18D的外周面上的挠性带部件19。该输出装置的结构是,圆筒部件18d与上条柄轴10一起旋转时卷绕带部件19。因而,通过在带部件19的前端安装其他部件,可通过发条机构使该其他部件作直线运动。例如,把带部件19的前端与抽屉连接,通过推入抽屉可使发条卷紧,用图中未示的锁紧机构锁紧;此外,解除该锁紧机构时抽屉释放,由此基于发条的驱动力,一边接受制动部的制动力,一边慢慢地拉出抽屉。
下面,参照图9说明本发明的第3实施形式。在该实施形式中,备有与上述第1实施形式相同的发条31、条盒32及条盒盖33。在该实施形式中,与上述第1实施形式相同部分的说明省略。
上条柄轴30基本上与第1实施形式和第2实施形式相同,但是,在其下端部,代替上述凹凸接合部而形成嵌合凸部30b。在制动板35上形成中央凸部35a,在该中央凸部35a的上端部形成嵌合凹部35b,该嵌合凹部35b与上述嵌合凸部30b嵌合并保持过盈量。嵌合凸部30b与嵌合凹部35b相互压入,将上条柄轴30与制动板35固定在一起。另外,在制动板35的中央凸部35a的外周部与条盒32的中央孔部32b之间,形成使两者不接触的微小间隙。另外,在制动壳34上不形成与制动板35卡合的中央凸部。
在该实施形式中,由于上条柄轴30与制动板35通过压入接合成一体,上条柄轴30由条盒32轴支撑,因此,在制动壳34与制动板35之间不需要设置导向结构,由于这种原因,缓和了各部件间的组装精度的要求水准,易于组装。另外,由于不直接支撑制动板35,因此可减少其轴承阻力,使更顺利的动作成为可能。
下面,参照图10及图11说明本发明的第4实施形式。该实施形式的基本结构与第2实施形式相同,上条柄轴40、发条41、条盒42、条盒盖43、制动上壳44A、制动下壳44B、流动物质46、密封部件47、输出齿轮48与第2实施形式相同,因此,其说明省略。
在该实施形式中,在制动上壳44A与制动下壳44B构成的制动体容纳部内填充有流动物质46,在该流动物质46中,配置有与上述上条柄轴40连接的中央制动部件45及与该中央制动部件45嵌合的外周制动板49。在该中央制动部件45上设置有中央凸部45a、形成在该中央凸部45a上的并在旋转方向上相对于上条柄轴40的凹凸接合部40b卡合的凹凸接合部45b、与制动下壳44B的中央凸部44b嵌合使其轴支撑的凹部45c、形成于中央凸部45a的周围并用于容纳密封部件47的环状凹部45d以及形成于外周部的台阶面45e、45f。
在中央制动部件45的台阶面45e、45f上,嵌合固定也在图11中示出的外周制动板49。外周制动板49是有弹性的部件,由例如不锈钢、弹簧钢等形成,其平面形状大致做成环形,并具有中央开口部49A、从该中央开口部49A的开口缘向中心一侧突出形成的内周凸部49B、以及在圆周方向的一周将环形形状切断而成的缝隙49C。外周制动板49的上述内周凸部49B相对于上述制动部件45的台阶面45e弹性地压接,另外,中央开口部49A的开口缘相对于上述制动部件45的台阶面45f弹性地压接。台阶面45e相对垂直方向朝下方直径逐渐缩小而成为稍稍倾斜的结构,台阶面45f大致沿水平构成。因此,从下方将中央制动部件45压入外周制动板49的中央开口部49A中,使中央制动部件45的台阶面45e与中央开口部49A的内部以咬住的方式嵌合,借助于该台阶面45e的倾斜保持该嵌合状态的同时,由下方台阶面45f推压中央开口部49A的开口缘。
在本实施形式中,在发条41的驱动力使上条柄轴40转动的场合,或者在通过作为输出装置的输出齿轮48施加的外部力处于某种程度以下的值的场合,中央制动部件45与外周制动板49在上述弹性嵌合部分的摩擦力(静摩擦)的作用下一体旋转,产生给定的制动力。另一方面,在施加于上条柄轴40上的外部力过大的场合或因降低温度使流动物质46的粘性降低等而使制动力变大的场合,一旦中央制动部件45与外周制动板49之间作用有超过静摩擦力的力,中央制动部件45与外周制动板49就会相互滑动,中央制动部件45接受动摩擦力而旋转,因而,制动部的制动力变小。因此,可防止在从外部将过大的力施加到发条机构上的场合,或在因温度下降使流动物质46的粘性变高而导致制动力过大的场合等,制动部或上条柄轴40等所受的损伤或遭到的破坏。
此外,本实施形式的缝隙结构也可以设置在例如上条柄轴等的旋转部件与制动板等的制动体的连接部分。也可以不采用本实施形式的缝隙结构,代替本实施形式的缝隙结构设置离合机构,该离合机构做成只解除沿发条卷紧方向的旋转传递的结构;或者在上述旋转部件与制动体的连接部分设置离合机构。该离合机构能得到与上述缝隙结构大致相同的效果,可防止发条卷紧时施加的外力过大的场合制动部所遭受的损伤或破坏。
下面,参照图12及图13说明本发明的第5实施形式。在该实施形式中,由于设有与第1实施形式相同的上条柄轴50、发条51、条盒52、制动壳54、制动板55及输出齿轮58。因此,其说明省略。
在本实施形式中,在安装于条盒52上部的条盒盖53上,沿着以上条柄轴50的轴线为中心的给定半径的圆弧形成多个卡合孔(盲孔也可以)53b。该卡合孔53b沿着与输出齿轮58的齿58a形成位置的半径相同的圆弧排列。
另外,设置有限制销59,该限制销59具有可插入上述卡合孔53b的前端部59a。在限制销59上形成头部59b,头部59b具有与上述输出齿轮58的相邻的一对齿58a共同卡合的直径。如图13所示,将限制销59的前端部59a以避开输出齿轮58的齿58a的方式插入设置于条盒盖53上的上述卡合孔53b之一时,如图12所示,限制销59的头部59b处在支持于相邻的一对齿58a的端面上状态下并与之接触。在这种状态下,通过限制销59妨碍输出齿轮58的旋转。
在本实施形式中,由于上述限制销59可妨碍输出齿轮58的旋转,因而,在发条51适当卷紧的状态下安装上述限制销59,可保持发条51的卷紧状态。另外,由于在多个位置设置有插入限制销59的卡合孔53b,因此,可以在多个限制位置(以驱动力储蓄部为基准的位置)对输出齿轮58的旋转进行限制,能保持发条51的多个不同的卷紧状态。例如,在与输出齿轮58的齿58a的形成间距不同的周期形成多个卡合孔53b,就可以适当地调整限制销59保持的发条51的卷紧状态。
下面,参照图14及图15说明本发明的第6实施形式。在该实施形式中,由于设有与第1实施形式相同的上条柄轴60、发条61、条盒62、制动壳64、制动板65及输出齿轮68。因此,其说明省略。
在该实施形式中,在条盒盖63的上面形成多个卡合盲孔(孔也可以)63c,另外,在制动壳64的表面也形成卡合盲孔64c。在这里,可以在相互对应的位置形成卡合盲孔63c和卡合盲孔64c,这些卡合盲孔63c、64c与限制部件69的卡合凸起69a、69b卡合,限制部件69整体大致做成コ字形,其上端部设有用于限制上述输出齿轮68的齿68a的限制部69c。
限制部件69如上文所述,与条盒盖63及制动壳64卡合时,限制部69c限制输出齿轮68,妨碍其旋转。在这种场合,与上述第5实施形式相同,也可以在多个限制位置(以驱动力储蓄部为基准的位置)对输出齿轮88的旋转进行限制,能保持发条61的多个不同的卷紧状态。特别是,在本实施形式中,由于限制部件69在与驱动力储蓄部或制动部的多个不同位置(两个位置)相卡合的状态下,和输出部件68卡合进行限制,因此,能更可靠地进行限制部件69的定位,更可靠地保持发条的卷紧状态。
下面,参照图16及图17说明本发明的第7实施形式。在该实施形式中,由于设有与第1实施形式相同的上条柄轴70、发条71、条盒72、制动壳74、制动板75及输出齿轮78。因此,其说明省略。
在本实施形式中,在条盒盖73的上面形成多个卡合孔(盲孔也可以)73c。这些卡合孔73c的任何一个都配置在输出齿轮78的外周侧。另外,还设置有限制销79A及限制杆79B,该限制销79A具有可插入卡合孔73c的前端部79a、及扩径的头部79b;限制杆79B具有该限制销79A可穿过的贯通孔79c、及与上条柄轴70上端所设置的旋转操作槽70c卡合的卡合凸部79d。
如图16所示,把限制销79A插入限制杆79B的贯通孔79c中,在其头部79b与限制杆79B卡合的状态下,将限制销79A的前端部79a插入条盒盖73的卡合孔73c中,使限制杆79B的卡合凸部79d与上条柄轴70的旋转操作槽70c相卡合,由此,上述限制销79A及限制杆79B可限制上条柄轴70的旋转,结果,能保持发条71为适当的卷紧状态。
在上述第5实施形式至第7实施形式中,在把上述发条机构置于各种装置的内部的情况下,可以先利用旋转操作槽等卷紧发条之后,通过上述限制装置保持该卷紧状态,将发条机构置于装置内部时,卸下限制装置或解除限制状态。根据这种结构,可以减少置于装置内部时的发条机构的扭矩设定误差,易于发条的安装作业。
下面,参照图18说明可用于上述各实施形式及后述的各实施形式中的上条柄轴形状例。图18是上条柄轴10的平面图。在以下的说明中,虽然说明了与上述第1实施形式的发条机构对应的结构,但是,该上条柄轴同样也适用于其他实施形式。
上条柄轴10具有外周面10D,外周面10D通过给与发条11的内端11a卡合的安装部10a设置凹部11而突设成叉状(爪状),并且具有外径从该安装部10a沿着发条11的卷形状(例如在图示的发条11从内端11a沿逆时针方向延伸形成的情况下,是沿逆时针方向)逐渐增加的形状。该外周面10D的形状例有例如阿基米德螺旋形状(等角螺旋r=aθ;其中r是半径,a是任意常数,θ是角度)。设置这样的外周面10D,发条11可圆滑地进行变形,得到平稳的驱动特性。
下面,参照图19说明本发明的第8实施形式。在该实施形式中,上条柄轴80、发条81、条盒82、条盒盖83、制动板85、流动物质86、密封部件87及输出齿轮88基本上与上述第1实施形式相同,其说明省略。
在该实施形式中,制动壳84与上述各实施形式不同,如图19所示,在外周设有突出的筒部84c,在该筒部84c的内部可滑动地配置活塞89A。活塞89A与固定于筒部84c外周的锁止拴89b螺纹旋合,通过使活塞89A旋转,可使活塞89A沿筒部84c的轴线方向进退。另外,在活塞89A上螺纹连接有止挡螺母89C,该止挡螺母89C可防止活塞89A进入制动壳84的内部。
在制动壳84的内部沿着制动板85上下填充有流动物质86,容纳流动物质86的空间(制动体容纳部)的容积通过活塞89A经过筒部84c的内部进退而得以增减。结果,使流动物质86相对制动板85的表面的接触面积增减,因此,操作活塞89A可调整赋予上条柄轴80的制动力。更具体地说,从图示状态朝制动壳84的外侧拉出活塞89A时,制动体容纳部的容积增大,因此,降低了流动物质86与制动板85的接触面积,缩小了制动板85的旋转阻力,降低了制动力。相反,如图所示,从活塞89A被拉出的状态向内部推压活塞89A,使制动体容纳部的容积减少,因此,增大了流动物质86与制动板85的接触面积,增大了制动力。
下面,参照图20说明本发明的第9实施形式。在该实施形式中,上条柄轴90、发条91、条盒92、条盒盖93、制动壳95、制动体95及流动物质96基本上与上述第1实施形式相同,其说明省略。
本实施形式虽然具有与第1实施形式相同的各个部件,但是,在该实施形式中,在条盒92与制动体95之间不配置上述的密封部件。在条盒92的底面92d上设置有凹入部92e,凹入部92e具有朝向中央孔部92b一侧并向上方深入而远离制动板95的表面形成的表面。并且,制动体95的表面与条盒92的底面92d之间的间隔向上条柄轴90与制动体95的连接部分的一侧、即朝向凹入部92e与制动板95的中央部附近表面之间逐渐扩大。
更具体地说,在制动体容纳部中,通过设置上述凹入部92e,可在内周侧扩大制动板95的上表面与底面92d的间隔。在配置除了制动板95上的中央部分以外的部分的制动作用部的区域,底面92d与制动板95具有基本恒定的间隔,流动物质96填充在该间隔中,与制动板95的制动作用部的上下接触,但是,在制动板95的中央部分周围不存在流动物质。流动物质96配置成借助其表面张力限定在间隔小的上述制动作用部上,并且不侵入间隔扩大的凹入部92e与制动板95的中央部附近的表面之间。
在本实施形式中,如上文所述,通过设置凹入部92e,构成流动物质96很难侵入制动板95的中心部分的结构,因而,可省去衬垫等的密封部件或用于密封的复杂结构,可抑制这些密封部件或密封结构引起的无用的旋转阻力(不能获得抑制旋转速度变动的效果的阻力成分),同时,能简单地构成制动部的结构。
此外,本实施形式的利用流动物质的表面张力的密封方法也适用于本说明书记载的全部实施形式。其中,流动物质表面张力的防漏效果在流动物质的粘性不太高的情况下有效。上述流动物质96的粘性增高时,由于其表面张力的作用变弱,有流动物质96沿条盒92的底面向上条柄轴90侧泄漏的可能性,因而,在这种场合,最好安装衬垫等密封部件,由此防止流动物质泄漏。
下面,参照图21及图22说明本发明的第10实施形式。在该实施形式中,由于设有与第1实施形式同样构成的上条柄轴100、发条101、制动壳104、制动板105、流动物质106、密封部件107及输出齿轮108,因此,其详细说明省略。
在本实施形式中,在条盒102上和与该条盒102连接的条盒盖103上,以相互重叠的方式设置有分别向外周侧伸出的法兰部102s、103s。并且,在法兰部102s上形成贯通孔102t,在法兰部103s上形成插入贯通孔102t中的安装孔部103t。该安装孔部103t用于在利用螺栓或固定螺钉等相对图中未示的各种机器固定的场合。
在本实施形式中,借助于将构成驱动力储蓄部的条盒102与条盒盖103形成一体的安装孔部103t,构成安装到其他部件或各种机器等上的结构,该结构是条盒102及条盒盖103施加发条机构中最大力的部分,因此,由原本具有高刚性的材料构成,从而能以可靠且高刚性安装发条机构。特别是,在具有安装孔部103t的部分,条盒102的法兰部102s与条盒盖103的法兰部103s相互重合构成,因此,能得到更高的刚性。
此外,本实施形式由于构成将其驱动力储蓄部安装在其他部件或各种机器上的结构,因此,能始终维持驱动力储蓄部相对其他部件或各种机器的安装姿势为一定姿势。进而,在例如把发条101的卷紧状态设定成给定状态并组装到机器等上的情况下,通过以一定姿势安装包含发条101的驱动力储蓄部,可减少组装状态下的发条卷紧状态的误差。
下面,参照图23说明本发明的第11实施形式。在该实施形式中,由于设有与第10实施形式基本相同地构成的上条柄轴110、发条111、条盒112、条盒盖113、制动壳114、制动板115、流动物质116、密封部件117及输出齿轮118。因此,其说明省略。
在该实施形式中,设置在条盒盖113上的法兰部113的一部分向上方延伸,构成断面略为コ字状的保持框架113u。在该保持框架113u的内侧容纳有与上述输出齿轮118啮合的齿条119,齿条119由保持框架113u导向,可沿与图纸面垂直的方向移动。
在该实施形式中,齿条119沿着垂直于图纸面的方向移动时,输出齿轮118旋转,通过上条柄轴110将发条111卷紧。另外,在将发条111卷紧的状态下,通过上条柄轴110旋转驱动输出齿轮118,使齿条119沿着垂直于图纸面的方向移动。也就是说,本实施形式备有齿条与小齿轮,能以原来的结构作为直线运动型发条组件组装到其他产品或部件等上。
图24是本发明的第12实施形式的断面图,图25是表示将发条置于第1实施形式的发条盒(条盒)内的状态的平面图,图26是表示将第12实施形式的发条机构组装到机器零件上的状态的组装断面图,图27是其平面图。
在本实施形式中,备有构成中心部件的轴状上条柄轴120、以方盲孔状的内端安装部121a连接在上条柄轴120的发条安装部120a上的螺旋状发条121、构成容纳发条121的发条盒的条盒122及条盒盖123。条盒122及条盒盖123构成一体旋转的结构,同时,轴支撑上述上条柄轴120,发条121由条盒122及条盒盖123密封。另外,发条121的外端121b与设置在条盒122内周上的切槽部122a卡合,使旋转受到限制。进一步,上条柄轴120通过条盒122的中央孔部122b及条盒盖123的中央孔部123a以可旋转接触的状态轴支撑。上条柄轴120的卡合部120b与制动壳124的卡合孔部124a在限制旋转的状态下压入固定在一起。
碟状制动壳124在条盒122的下端部伸出,从下方包围在条盒122外周伸出的制动叶片部122c。在条盒122的条盒底面122d与制动壳124的容纳凹部124b之间填充有油等流动物质125。上述条盒122的制动叶片部122c及条盒底面122d,在流动物质125中旋转时,接受制动叶片部122c、条盒底面122d、制动壳124的容纳凹部124b及流动物质125之间的流体—固体间的流动(粘性)阻力引起的给定的旋转阻力。流动物质125填充到上述制动壳124、条盒底面122d及制动壳盖126围成的空间内。另外,在制动壳124的外周上部,盖压入部124c伸出,制动壳盖126以嵌合状态压入固定。另外,也很容易考虑到下面的构成在条盒122的制动叶片部122c上,设置有图中未示的多个开口盲孔或沿全周设置齿形等,因此,组装时制动叶片部122c很容易浸渍到流动物质125中,同时,提高条盒122的制动叶片部122c和流动物质125之间产生的旋转阻力。
在制动壳盖126上设置有开口部126a,该开口部126a通过使其与条盒的制动叶片部122c的间隙向内侧逐渐扩大而构成。由此,流动物质125在表面张力的作用下,滞留在条盒122的制动叶片部122c和制动壳盖126之间构成的间隙内,流动物质125的界面置于制动壳盖126的开口部126a的部分,使流动物质125不会漏到制动壳盖126的外侧。
此外,在条盒122的条盒底面122d的内侧设有上侧长槽122e,在制动壳124上设有下侧长槽124d,由此,产生与上述同样的表面张力,使流动物质125不会向中心侧移动。因此,可防止流动物质125向条盒122内侵入。
在条盒盖123上形成有向中央伸出的中央凸起部123b,在中央凸起部123b上,以限制旋转的状态固定齿轮127(驱动力传动装置、输出部、输出齿轮)。在中央凸起部123b的上端部,形成用一字型螺丝刀等工具可卡合的旋转操作槽123c。
在本实施形式中,上条柄轴120与条盒122的相对旋转可卷紧发条121。卷紧发条121储蓄旋转能量,该能量由上条柄轴120与条盒122的任意一方的部件释放,由此,使释放的部件沿着与卷紧方向相反的方向旋转。这时,随着该旋转运动,相对于上条柄轴120在旋转方向上接合的制动壳124及条盒122作相对旋转,因此,在制动壳124、制动壳盖126及条盒122之间通过流动物质产生旋转阻力。通常,该旋转阻力随着旋转速度单调地增加,因而,能发挥抑制旋转速度变动的作用。
制动壳124做成带缘的碟状,具有其外周部沿轴线方向竖起来的结构,该外周部与制动壳盖126嵌合。将流动物质125沿着制动壳124的制成碟状的形状的外周填充到制动壳124内,之后,把条盒122可自由旋转地与上条柄轴120卡合,使制动叶片部122c置于制动壳124的外周部内,进行组装。在这种组装过程中,制动壳124的上述碟状形状易于填充流动物质125,另外,上述上侧长槽122e、下侧长槽124d及制动壳盖126的形状,能使流动物质很难泄漏。
如上文所述,本实施形式通过设置制动壳盖126的开口部126a,构成流动物质125难以泄漏的结构,因此,可以省去衬垫等的密封部件或用于密封的复杂结构,可抑制无用的旋转阻力(不能获得抑制旋转速度变动的效果的阻力成分),同时,能简单地构成结构。
此外,最好是在上条柄轴120、发条121及条盒122构成的发条机构的主要部分组装为防止发条11过分卷曲用的滑动附件。该滑动附件的结构是,在外端设置与发条不同的弯曲弹簧,借助于弹簧相对于条盒122的径向摩擦力,使发条121与条盒121在旋转方向上连接一起。通常,由于通过上述摩擦力使上述弹簧与条盒122的内周面卡合,因此,可确定发条121的外端位置。在这种场合,在条盒122的内周面不设置上述切槽部122a。另外,作用有上述摩擦力以上的负载时,弹簧滑动,可防止发条过分卷紧导致的发条的断裂、疲劳等现象发生。
在本实施形式中,由于包含条盒122的驱动力储蓄部、包含制动叶片部122c的制动部在平面上不重叠,配置在不同的位置,因此,易于薄型化,整体紧凑地构成。进而,根据上述结构,不需要设置精细部件或复杂的结构,可把零部件数目压缩到最小限度,极大地简化了结构,削减了零部件成本及组装成本,降低了制造成本。
在本实施形式中,构成适于将制动壳124固定、以齿轮127为输出轴的情况的结构。例如,图26示出了将第12实施形式的发条机构组装到机械零件上的状态的组装断面图,图27是其平面图。本实施形式的发条机构131的制动壳124做成在旋转受到限制的状态下通过板材132的内部构成的容纳部133容纳的结构。另外,在推压发条机构131的制动壳盖126的上部的状态下,将壳盖134置于板材132中。壳盖134通过固定螺钉135与板材132固定,发条机构131夹入板材132的容纳部133与壳盖134之间,通过发条机构131的制动壳盖126固定。从该图可以明显地看出,在组装到其他部件或机器等上的情况下,只有齿轮127伸到外面,这种结构在本实施形式中很容易实现,因此,可以紧凑地容纳,使其很容易成为不浪费空间的形式。

下面,参照图28说明本发明的发条机构的第13实施形式。在该实施形式中,由于设有与上述第12实施形式同样的上条柄轴140、发条141、条盒盖133及齿轮137,因此,其详细说明省略。
本实施形式具有与第1实施形式基本相同的各部件,但是,条盒142的制动叶片部142c的上部具有外周部分稍稍向上翘起的形状,内周部分设有槽状衬垫容纳部142f。上部衬垫容纳部142f是易于容纳环状衬垫148的结构。另外,衬垫148在压缩状态下置于制动叶片部142c与制动壳盖146之间。在该实施形式中,借助于衬垫148构成防止流动物质145从制动壳盖146的间隙泄漏的结构。因此,不需要设置与上述第2实施形式的制动壳盖126的开口部126a对应的部分。
在本实施形式中,衬垫148配置由条盒142的厚壁构成的本体部分的外侧,而且配置在发条机构本体的厚度范围内,因此,易于薄型化,成为不丧失紧凑性的结构。
本实施形式具有以在条件非常严峻的情况(例如流动物质145的粘性高的情况或温度条件异常变化的情况等)下使用为目的的结构,因此,具有将制动壳144的内部完全密封的结构。
下面,参照图29说明本发明的发条机构的第14实施形式。在该实施形式中,由于设有与上述第12实施形式及13实施形式同样的上条柄轴150、发条151、及流动物质155;与上述第13实施形式同样的条盒152、制动壳154、制动壳盖156及衬垫158,因此,其详细说明省略。
在本实施形式中,在将发条151容纳于与上述第13实施形式同样的条盒152中的状态下,将条盒盖153安装到条盒152上,对发条151密封,但是,条盒盖153与上述条盒盖123、143不同,其外周部做成从条盒152的外缘向外侧伸出的法兰状,在该外周部形成带齿形的外周齿轮部153d。另外,在条盒盖153的上端(即在图示例中,容纳上条柄轴150的中央孔部153b的开口缘),形成具有与第12实施形式相同作用的旋转操作槽153c。
在本实施形式中,上述条盒盖153兼作输出装置(输出部),更具体地说,通过在条盒盖153的外周部设置输出装置,可构成更薄的发条机构,因此,可把发条机构组装到机器内的更狭小的部分。
此外,在本实施形式中,采用了与上述第13实施形式同样的设置衬垫158的结构,但是,也可以采用与上述第12实施形式同样的无衬垫的结构。
本实施形式与图26及图27所示的第12实施形式的组装形式相同,适于将制动壳154固定到其他部件或机器等上使用的结构。此外,并不受上述这种结构的约束,例如,也很容易考虑下述方法将与条盒盖153的外周上构成外周齿轮部153d同样的结构在制动壳154d的外周上构成时,把上条柄轴150与制动壳154结合,在固定条盒152的状态下使用。
下面,参照图30说明本发明的发条机构的第15实施形式。本实施形式在以下方面与上述第12~14实施形式相同,即发条161的内端161a连接到上条柄轴160的内端安装部160a上,发条161的外端161b沿旋转方向相对于条盒162的切槽部162a卡合。
上述第12~14实施形式,其制动叶片部构成的制动部与驱动力储蓄部的发条相比在外侧构成,但是,在本实施形式中,制动部在驱动力储蓄部的发条161的内侧构成。
在本实施形式中,在设置于上条柄轴161内部的轴孔160b上可自由旋转地嵌合有制动体166,制动壳164压入固定在该上条柄轴161的下部。在由上条柄轴160与制动壳164构成的制动空间内,配置有上述制动体166的制动叶片部166a。在此,在制动壳164与制动体166之间配置有衬垫168,对容纳在上述制动空间内的流动物质165进行密封。当然,采取与第12实施形式同样的结构,也很容易实现无衬垫的结构。通过上条柄轴160与制动体166的相对旋转,构成因粘性而产生旋转阻力的结构。
制动体166的下端部166b和容纳发条161的条盒162的中央孔部162b,在旋转受到限制的状态下固定在一起。另外,在条盒162的外周上端部162c上通过压入固定条盒盖163。条盒盖163向内侧延伸到使发条161不伸到外面的程度,其上形成有中央孔部163a。
在上条柄轴160上设有中央凸起部160c,在该中央凸起部160c上,在旋转受到限制的状态下固定有齿轮167。另外,在该中央凸起部160c的上端形成有通过一字型螺丝刀等工具可卡合的旋转操作槽160d。
在本实施形式中,与第12实施形式不同,其特征是,驱动力储蓄部的发条161处于制动部的外周,从上述发条的轴线方向观察处在不同平面(不重合)的位置。因此,易于薄型化,可形成紧凑的结构。
在本实施形式中,与第12实施形式同样,只有齿轮167向外伸出,易于安装,因而,能紧凑地容纳,可采用不浪费空间的形式。另外,在本实施形式中,可以采用在固定条盒162的状态下有效地使用的结构。
下面,参照图31说明本发明的发条机构的第16实施形式。在该实施形式中,由于设有与上述第15实施形式基本相同的上条柄轴170、发条171、条盒172、制动壳174、流动物质175及制动体176,因此,其详细说明省略。
在本实施形式中,在条盒盖173的上端形成向上方突出的中央凸起部173b,在该中央凸起部173b上,在旋转受到限制的状态下固定有齿轮177。进一步,上条柄轴170的中央凸起部170c不用条盒盖173轴支撑,而是从齿轮177的上面向上方进一步伸出,在旋转受到限制的状态下由支持部件179定位并固定。
在本实施形式中,由于形成于上条柄轴170上端的中央凸起部170c,在旋转方向受到限制的状态下通过支持部件179支持固定,借助于发条171的驱动力旋转驱动条盒172、条盒盖173及齿轮177。
另外,不采用上述结构的条盒盖173的中央凸起部173b及齿轮177,取而代之,采用在条盒172的外周设置以法兰状伸出的部位,在该部位形成齿形的结构也是可行的。因此,能更进一步薄型化,也减少了零部件数目,构成更简单的结构。
本实施形式与第15实施形式不同,用于输出发条171的驱动力的输出结构(输出部)由条盒172及条盒盖173等那样的连接发条171外端的部件构成。根据这种结构,扩大了固定工具的选择性,也简化了固定方法。
下面,参照图32说明本发明的发条机构的第17实施形式。在该实施形式中,由于设有与图24所示的第12实施形式基本相同的上条柄轴180、发条181、条盒182、条盒盖183、制动壳184、流动物质185、制动壳盖186及齿轮187,因此,同样的部分其说明省略。
在该实施形式中,如图32所示,条盒182具有将外周壳部182A、底壳部182B用嵌合部182x相互嵌合在一起的结构。通常,该条盒182用嵌合部182x的给定的静摩擦力将外周壳部182A与底壳部182B一体旋转地构成,但是,超过上述静摩擦力的力施加到两者之间时,嵌合部182x滑动,切断两者之间的旋转传递。
在本实施形式中,通过采用上述结构,例如借助于施加到条盒盖183与齿轮187上的旋转力卷紧发条181时,一旦该旋转力过大,上述嵌合部182x就会滑动,使外周壳部182A旋转,发条181卷紧,但是,由于底壳部182B不旋转,结果,制动叶片部182c也不旋转,因而,也不会产生基于制动叶片部182c与流动物质185之间的旋转阻力的制动力。随之,可防止因来自外部过大的力而在驱动力储蓄部或制动部上施加过大的负载所导致的损伤或破坏。另外,根据上述构成,可避免例如因温度下降而增大流动物质185的粘性、结果导致制动力过分地变大、把大的负载作用到驱动力储蓄部或制动部上的事情发生。
此外,在上述实施形式中,成为滑动部分的嵌合部182x设置在与流动物质185不接触的部分,但是,采用把嵌合部182x设置在与流动物质185接触的部分、例如制动叶片部182c的根部等上、使滑动面置于流动物质185中的结构,滑动面可通过流动物质185润滑,即使滑动面的温度因摩擦力上升,也会通过流动物质185被冷却,从而能更顺利地产生滑动,得到稳定的滑动状态。
本实施形式虽然具有设置以上述嵌合部182x为滑动部分的滑动装置的特征,但是,同样的滑动装置也适用其他实施形式。
例如,可以采用这样的结构虽然设有与图30所示的上述第15实施形式相同的结构,但是,条盒162的中央孔部162b和制动体166的下端部166b的连接形式在旋转方向上不受限制,两者沿旋转方向可滑动地嵌合在一起。在这种情况下,在正常动作时,条盒162与制动体166通过嵌合部的静摩擦力一体化,因此,制动体166与上条柄轴160相对旋转时,通过置于制动体166的制动叶片部166a与上条柄轴160的内表面之间的流动物质165产生阻力,引发制动力。但是,在从外部施加过大的力的场合,或者在设置利用流动物质的粘性阻力产生制动力的制动部时、因环境温度的降低而降低流动物质的温度引起粘性增大使制动力过大的场合,条盒162与制动体166相互滑动,处在不产生制动力的状态。结果,可防止在例如从外部把过大的力施加到齿轮167或上条柄轴160上的情况下、或因温度降低等导致制动力过大的情况下所产生的制动部或上条柄轴等的损伤或破坏。
下面,参照图33及图34说明本发明的第18实施形式。在该实施形式中,由于设有与第16实施形式相同的上条柄轴190、发条191、条盒盖193、制动壳194、流动物质195、齿轮197及衬垫198,因此,其说明省略。
该实施形式采用的结构是,如图33所示,在条盒192的底部中央设置有向上方突出的突出轴部192b,此外,在制动体196的下端部上,设有配置在上述突出轴部192b的周围的突出框架196b。在突出轴部192b上安装有离合器弹簧1926,该离合器弹簧1926的前端与突出框架196b卡合。
图34是表示上述条盒192与制动体196的卡合部分结构的横断面图。离合器弹簧1926的内端部1926A插入固定在突出轴部192b上。离合器弹簧1926的内端部1926A插入突出轴部192b中并固定。离合器弹簧1926配有从内端部1926A弯曲、卷绕地安装到突出轴部192b的外周上的弯曲部1926B,在该弯曲部1926B的前端,设置有离开突出轴部192b可与突出框架196b卡合地突出的外端部1926C。
备有如图33所示的突出轴部192b的条盒192可相对带突出框架196b的制动体196沿图34图示的逆时针方向(图34箭头所示的方向)旋转地构成。与之相对,条盒192沿图示顺时针方向旋转时,离合器弹簧1926的外端部1926C与突出框架196b卡合,由此,使条盒192与制动体196沿旋转方向卡合,条盒192与制动体196一起旋转。
如上文所述,在本实施形式中,上述突出轴部192b、突出框架196b及离合器弹簧1926构成旋转断续装置的单向离合器,也就是说,虽然三者成为条盒192沿一个方向旋转时的旋转滑动部而不传递旋转,但是,当条盒192沿另一个方向旋转时,则与制动体196在旋转方向上结合,把旋转传递给制动体196。
在本实施形式中,采用了上述条盒192沿上述一个方向旋转时卷紧发条191的结构,另外,也采用了通过卷紧的发条191的弹性力沿上述另一方向旋转驱动条盒192的结构。
在本实施形式中,由于通过齿轮197及条盒盖193沿一个方向旋转驱动条盒192时,条盒192与制动体196之间不进行旋转传递,因此,条盒192不受制动扭矩的作用,发条191可逐渐卷紧。
另一方面,在通过卷紧的发条191旋转驱动条盒192的场合,由于条盒192与制动体196通过离合器弹簧1926在旋转方向上相结合,因此,条盒192在接受来自制动体196的制动扭矩的状态下慢慢地旋转。
本实施形式由于具有上述功能,即使受到发条191卷紧时的过大驱动扭矩,条盒192也不会受到制动扭矩的作用,因而,能防止内部机构的损伤或破坏。另外,即使在温度降低使流动物质粘性增大的场合,内部机构的损伤或破坏的概率不会增大,发条191与流动物质的粘性无关,很容易卷紧。
此外,在本实施形式中,由于把发条191与条盒192构成的驱动力储蓄部和包含制动体196的制动部(在上条柄轴190内构成)做成一体,而且借助于包含离合器弹簧1926的旋转断续装置使结构更加的简单,因此也具有能构成结构紧凑的驱动装置的优点。
下面,参照图35及图36说明本发明的第19实施形式。图35是本实施形式的纵断面图,图36是本实施形式的平面配置图。
在本实施形式中,设置有驱动力储蓄部,该驱动力储蓄部包括发条201、具有相对该发条201的外端201b卡合固定的外端安装部202a的条盒(发条壳)202、嵌合固定在条盒202上的条盒盖203。此外,还设置有作为旋转部件的上条柄轴200,该上条柄轴200具有安装固定到发条201的内端201a上的内端安装部200a。上条柄轴200夹入轮系支撑部件210及底板211中,并在旋转方向受到限制的状态下固定。
条盒盖203是防止发条201伸出并防止尘埃等侵入的盖,在作为发条壳的条盒202的外周设有齿部202c,该齿部202c在做成法兰状的部位形成齿形,借助于该齿部202c构成将动力传递给第二齿轮212的小齿轮212a的结构。传递到第二齿轮212上的动力再传递给齿轮212b,由此传递给第三齿轮213的小齿轮213a。传递到第三齿轮213上的动力再传递给齿轮213b,由此传递给作为制动体的第四齿轮214的小齿轮214a。在第四齿轮214的下方形成有制动叶片部214b,并配置有将该制动叶片部214b的外周包入其中的制动壳215。在制动壳215的外周部215a的上部压入固定有制动壳盖216。在上述制动叶片部214 b上设置有多个开口部214c。另外,在制动壳215与制动壳盖216之间填充有油等流动物质205。上述第四齿轮214的制动叶片部214b承受其与流动物质205之间的粘性阻力引起的给定的旋转阻力。
在该实施形式中,通过在制动叶片部214b上形成开口部214c,构成在制作工序中制动叶片部214b容易浸渍在流动物质205中,同时提高制动叶片部214b与流动物质205之间所产生的旋转阻力的结构。
制动壳盖216的中心部分向上方弯曲,并向上访延伸,与第四齿轮214的轴部之间隔开一个小间隔。流动物质205因其表面张力保持在制动壳215与制动壳盖216构成的容纳空间内,因而,流动物质205不会从制动壳盖216与第四齿轮214之间的间隙向上漏出。此外,不利用该流动物质205的表面张力,也可以在上述制动壳盖216与第四齿轮214之间配置衬垫等密封部件,对流动物质205密封。
在上述第二齿轮212上设置从轮系支撑部件210向上方突出的延长轴212c,在该延长轴212c上,在旋转受到限制的状态下固定齿轮207。该齿轮207用作输入输出装置,即将从外部施加的旋转力传递给第二齿轮212,通过条盒202卷紧发条201,相反,由第二齿轮212接受从发条201输出的旋转驱动力并输出给外部。
上述流动物质205、制动叶片部214b、制动壳215及制动壳盖216构成制动部,以流动物质205中的制动叶片部214b的旋转阻力为制动力。该制动力起到抑制从发条201输出的旋转驱动力或通过齿轮207作用的来自外部的旋转驱动力所引起的各部的旋转动作的作用。根据该构成,从卷紧的发条201输出的旋转驱动力,传递给第二齿轮212使其旋转,但是,从上述制动部通过第四齿轮214、第三齿轮213传递的制动力缓和该速度,通过与第二齿轮212连接的齿轮207输出。
在该实施形式中,由于上述第二齿轮212、第三齿轮213及第四齿轮214作为构成增速轮系的动力传动装置,因此,随着发条201的旋转驱动力使旋转增速并传递给制动部,制动叶片部214b与条盒202相比高速旋转,制动叶片部214b承受的旋转阻力以速度的2次方增加,因而,对发条201施加大的制动力。结果,即使紧凑地构成制动部或减少流动物质205的量,也能确保充足的制动力。
在本实施形式中,由于通过增速轮系提高了制动力,因此,可紧凑地构成制动部,易于发条机构的小型化及薄型化。另外,由于通过设有上述第二齿轮212、第三齿轮213及第四齿轮214的动力传动装置将驱动力储蓄部与制动部连接在一起,因此,可将驱动力储蓄部与制动部配置在图示的平面上不重合的位置,结果,与以往的将驱动力储蓄部与制动部沿轴线方向重叠的结构相比较,能大幅度地减少厚度。而且,也能调整制动力,易于组装。
此外,在本发明中,与流动物质接触的制动壳的表面做成皱纹状(粗面)也可以调整制动力。
下面,参照图37及图38说明本发明的第20实施形式。该实施形式具有与上述各实施形式基本相同的结构的上条柄轴220、发条221、条盒222、条盒盖223,发条221的内端221a连接在上条柄轴220的安装部220a上,发条221的外端221b连接在条盒222上。上条柄轴220在旋转方向受到限制的状态下通过轮系支撑部件210和底板211固定,条盒222和条盒盖223相对该上条柄轴220可自由旋转地轴支撑着。在条盒222的外周部设有齿轮部222c,该齿轮部222c与第二齿轮226的小齿轮啮合。第二齿轮226的轴部穿过轮系支撑部件210伸出到外部,安装并固定到带有齿228a的输出齿轮228上。第二齿轮226的齿轮部与第三齿轮227的小齿轮啮合。第三齿轮227的齿轮部与制动体225的小齿轮啮合。另外,第二齿轮226、第三齿轮227、制动体225的任何一个都由上述轮系支撑部件210和底板211自由旋转地轴支撑着。
制动体225是外周设有多个制动叶片225a的结构,制动体225配置在气体(例如空气)229内,还配置有围绕该制动体225的气流抑制壁224。气流抑制壁224具有从周围以圆弧状或圆筒状围绕制动体225的部分和相对制动体225的上述制动叶片225a邻接配置在其轴线方向的平板状部分。在气流抑制壁224上形成有一个或多个开口部224a。
在本实施形式中,采用的结构是,发条221通过轮系在旋转方向上相对带有制动叶片225a的制动体225连接,该制动体225在气体229内如风车那样地旋转,所产生的气体阻力能导致产生制动力。在本实施形式中,由于通过增速把发条221的驱动力传递给制动体225,因此,即使制动体225的制动力本身弱到一定程度,也能充分制动发条221。
这时,气流抑制壁224具有防止因制动体225的旋转产生的气流向周围的扩散、提高制动体225的旋转阻力即制动力的功能。另外,在气流抑制壁224上形成一个或多个开口部224a,根据该开口部224a的个数、形状、开口面积等可调整制动体225的旋转阻力。
另外,最好设置结构能够变更上述制动体225及配置在其周围的气流抑制壁224之间间隔的间隔调整装置。通过该间隔调整装置调整制动力。作为间隔调整装置可以是例如在用于嵌合气流抑制壁224下端的底板上形成的多个安装槽。
根据该实施形式,由于不需要进行上述说明的各实施形式那样的流动物质量的调整或防止流动物质的泄漏的结构,因而,结构简单、易于进行组装作业。另外,在上述说明的实施形式中,借助于流动物质的随温度变化的粘性变化改变制动力,而在本实施形式中,可减少随温度变化的制动力变动。
下面,参照图39及图40说明本发明的发条机构的第21实施形式。在该实施形式中,由于设有与第20实施形式相同的上条柄轴230、发条231、条盒232、条盒盖233、第二齿轮236、第三齿轮237及第四齿轮238,因此,其说明省略。
在该实施形式中,连接于第三齿轮237的制动体235上设置有永久磁铁235m,对该永久磁铁235m励磁,使旋转方向具有不同的磁极,在该制动体235的周围配置有由高导磁率(软磁性材料)构成的定子234s,并设置有电磁感应体234,该电磁感应体234具有该定子234s和包含与该定子234s连接的磁心部件的线圈234c。在线圈234c上连接有具有适当阻抗的电负载(电阻抗、时针电路)等。
在该实施形式中,制动体235旋转时,在电磁感应体234的线圈234c中产生感应电动势,该感应电动势产生对应于上述电负载的感应电流。于是,将相应于上述电负载消耗的能量的旋转阻力施加到制动体235上,产生克服上述发条231的驱动力的制动力。
根据该实施形式,由于不需要使用任何油等流动物质,因而,易于组装作业,另外,不需要调整因流动物质的粘性或量产生的微妙的制动力,也几乎消除了温度变化引起的制动力的变化。
在本该实施形式中,借助于调整电负载的装置例如作为电负载设置的可变电阻等,很容易调整制动力。
图41示出了相对上述线圈234c连接电负载的电路结构。上述线圈234c包括发电及制动用的主线圈2341A以及制动体235的转速检测用副线圈2341B。在主线圈2341A上连接有负载电路2342,另外,主线圈2341A的输出通过升压电路2348与电容或化学二次电池等蓄电器2349连接。副线圈2341B与场强仪2344连接,场强仪2344的输出输入给同步电路2345,同步电路2345的输出输入给控制电路2343。从接受振荡电路2346的输出而动作的分频电路2347出来的基准信号输入给同步电路2345以及控制电路2343。
控制电路2343将控制信号送给上述负载电路2342,对负载电路2342的电负载(阻抗)进行控制。图42示出了负载电路2342的简略构成。负载电路2342上并联连接有多个串联电路,该多个串联电路具有分别由晶体管等构成的开关SW1~SW4以及与各开关串联连接的电阻R1~R4,借助于上述控制电路2343输送的控制信号使开关SW1~SW4打开或关闭,由此可使负载电路2342整体的电负载(阻抗)发生细致的变化。
此外,由于根据副线圈2348产生的电动势从场强仪2344得到与制动体235的旋转速度同步的检测信号,因此,与上述基准信号同步将该检测信号传送给控制电路2343。控制电路2343将上述基准信号与检测信号进行比较,根据该比较结果调整负载电路2342的电负载。这里,通过控制电路2343的控制,将制动体135的旋转速度控制为一定的速度。
下面,参照图43及图44说明本发明的发条机构的第22实施形式。在该实施形式中,由于设有与上述实施形式相同的上条柄轴240、发条241、条盒242、条盒盖243、第二齿轮252、第三齿轮253、齿轮257、轮系支撑部件210及底板211,因此,其说明省略。
在该实施形式中,第三齿轮253的齿轮253b与第四齿轮254的小齿轮254a啮合,在第四齿轮254的下部设有相对小齿轮254a在旋转方向上受到限制的安装板254b,在该安装板254b上通过焊接等安装固定有螺旋弹簧255。螺旋弹簧255的下端部与固定于底板211上的容纳器256的内底面滑动接触。
在上述结构中,发条241的旋转驱动力引起的旋转通过第二齿轮252、第三齿轮253、第四齿轮254一边增速一边顺次传递,使安装板254b及螺旋弹簧255旋转,因而,螺旋弹簧255的下端部与容纳器256的内底面滑动。这时产生的滑动阻力(摩擦阻力)变成克服发条241旋转驱动力的制动力,因此,缓和了齿轮247的旋转速度。
在该实施形式中,如图44所示,通过在小齿轮254a与安装板254b之间设置隔板257,可改变螺旋弹簧255的压缩状态,改变螺旋弹簧255与容纳器256之间的滑动阻力(摩擦阻力)。此外,在图示例子中,为了改变螺旋弹簧255的压缩状态,对安装板254b的位置进行变更使用了隔板257,但是,通过螺钉结构等其他适当的装置也可以改变安装板254b的位置。
此外,在上述实施形式中,也可以在容纳器256内部装入油或冷却剂等液体,减少摩擦阻力或抑制随摩擦引起的发热。
下面,参照图45说明本发明的第23实施形式的发条机构。该实施形式包括作为旋转部件的上条柄轴260;内端261a连接在该上条柄轴260的安装部260a上的发条261;与发条261的外端261b连接的条盒262;相对条盒262从上方嵌合的条盒盖263;相对条盒262从下方嵌合的隔板264;以及在其与隔板264之间轴支撑轮系与制动部的底板265。在这里,上条柄轴260通过上述条盒盖263、隔板264可自由旋转地轴支撑着。
上条柄轴260的下端部260b由隔板264的中央孔部264a轴支撑,同时,在旋转方向受到限制的状态下相对连接齿轮271的卡合部271a连接。另外,上条柄轴260的上部在旋转方向受到限制的状态下相对齿轮267连接,进一步,在上条柄轴260的上端部形成与工具卡合可旋转操作上条柄轴260、保持旋转姿势的旋转操作槽260c。连接齿轮271与第二齿轮272的小齿轮啮合,第二齿轮272的齿轮与第三齿轮273的小齿轮啮合,第三齿轮273的齿轮与第四齿轮274的小齿轮啮合,第四齿轮274的齿轮与制动轴275的小齿轮275a啮合。通过这样构成的传动轮系,使上述上条柄轴260的旋转增速,并最终传递给制动轴275。在制动轴275上设置有制动板275b,该制动板275b浸渍在流动物质266内,流动物质266封入制动壳276与制动壳盖277构成的制动空间内。制动壳276与制动壳盖277在旋转方向受到限制的状态下,相对于隔板264安装。
在该实施形式中,由于具有通过上述传动轮系使上条柄轴260的旋转增速并传递给制动部(由制动板275b、制动壳276、制动壳盖277及流动物质266等构成)的构成,因此,可根据传递轮系的增速比增大制动部的制动力。结果,即使制动部结构紧凑,也能确保充足的制动力。
在该实施形式中,由于传动轮系及制动部相对包含发条261的驱动力储蓄部配置成平面上重叠的形式,所以,其平面形状具有紧凑的结构。
下面,参照图46说明本发明的发条机构的第24实施形式。在该实施形式中,由于设有与第23实施形式相同的上条柄轴280、发条281、条盒282及齿轮287,因此,其说明省略。
在该实施形式中,设置有相对条盒282从下方嵌合固定的齿轮壳284,上条柄轴280的下端部280b相对齿轮壳284的中心孔部284a可自由旋转地轴支撑着。另外,上条柄轴280的下端部280b在旋转方向受到限制的状态下,与容纳于齿轮壳284内部的内齿轮291的卡合部291a连接,该内齿轮291的内齿291b与一个或多个行星齿轮292啮合。行星齿轮292与可自由旋转地轴支撑在内齿轮291的中心部的太阳齿轮293啮合,太阳齿轮293的卡合部293b可自由旋转地相对于制动上壳285的中心孔部285a轴支撑。
太阳齿轮293的卡合部在旋转方向受到限制的状态下相对于制动板294的卡合部294b连接。制动板294配置在流动物质289内,流动物质289填充到由上述制动上壳285和相对该制动上壳285嵌合固定的制动下壳286画成的制动空间内。在制动板294的中央部形成轴孔294a,该轴孔294a可自由旋转地容纳着制动下壳286的卡合凸起286a。另外,在制动上壳285与制动板294之间配置有衬垫等构成的密封部件288,使流动物质289不会从制动上壳285的中心孔部285a向外部泄漏。
在制动板294上设置有制动叶片部294c,当制动板294旋转时,制动叶片部294c与流动物质289产生粘性阻力,制动板294承受旋转阻力。在本实施形式中,借助于发条281的旋转驱动力使上条柄轴280旋转时,该旋转通过上述内齿轮291、行星齿轮292、太阳齿轮293构成的传动轮系传递给制动板294,使制动板294旋转,承受旋转阻力,上条柄轴280承受制动力。
在这种场合,自由地构成上述行星齿轮292的公转运动时,行星齿轮292的公转使齿轮机构空转,太阳齿轮292及制动板294不旋转,因此,不能得到制动效果。结果,例如,通过相对于齿轮壳284或制动上壳285在给定位置可自由旋转地轴支撑行星齿轮292,可防止行星齿轮292的公转,能发挥与通常的增速轮系同样的功能。另外,也可以采用在行星齿轮292与齿轮壳284或制动上壳285之间作用摩擦阻力的结构,限制行星齿轮292的公转,得到制动部的制动效果。
在本实施形式中,通过行星齿轮机构构成的动力传动装置,使发条281的旋转驱动力引发的上条柄轴280的旋转增速,并传递给制动板294,因此,上条柄轴280承受使制动板294的旋转阻力对应于增速比增强的制动力,借助于该制动力慢慢地驱动齿轮287。
在本实施形式中,通过采用行星齿轮机构,可紧凑地构成动力传动装置,同时,也能扩大增速比。
下面,参照图47说明本发明的发条机构的第25实施形式。在该实施形式中,由于设有与上述第19实施形式基本相同的上条柄轴200、发条201、条盒202、条盒盖203、流动物质205、齿轮207、轮系支撑部件210、底板211、第二齿轮302、第三齿轮303、第四齿轮304、制动叶片部304b、制动壳305及制动壳盖306,因此,其说明省略。
在该实施形式中,齿轮207在旋转方向受到限制的状态下,不相对于第二齿轮302连接,而是相对于第四齿轮304的延长轴304c连接。
在该实施形式中,相对于发条201的旋转驱动力的制动力虽然具有与第19实施形式同样的作用,但是,由齿轮207构成的输入输出轴相对于第四齿轮304旋转连接,因此,可提高驱动速度。这种结构需要高驱动速度,而且适用于驱动负载小的场合。
下面,参照图48说明本发明的发条机构的第26实施形式。在该实施形式中,由于设有与上述第19实施形式基本相同的上条柄轴200、发条201、条盒202、条盒盖203、流动物质205、齿轮207、轮系支撑部件210、底板211、第二齿轮312、第三齿轮313、第四齿轮314、制动叶片部314b、制动壳315及制动壳盖316,因此,其说明省略。
在该实施形式中,齿轮207在旋转方向受到限制的状态下,不相对于第二齿轮312连接,而是相对于第三齿轮313的延长轴313c连接。
在该实施形式中,相对于发条201的旋转驱动力的制动力虽然具有与第19实施形式同样的作用,但是,由齿轮207构成的输入输出轴相对于第三齿轮313旋转连接,因此,可兼顾驱动速度与驱动力。这种结构虽然需要某种程度的驱动速度,但也适用于有某种程度的驱动负载的场合。
如上述第19实施形式、第25实施形式及第26实施形式所示,发条机构的输入输出轴(输出装置或输出齿轮)可连接到增速或减速途中的动力传动装置的任意部位。因而,发条的旋转驱动力能以适当的驱动速度及驱动扭矩取出,进而,相对各种驱动对象的机器可实现最佳的驱动。
下面,说明本发明的发条机构的第27实施形式。在该实施形式中,由于具有与图35所示的第19实施形式基本相同的结构,所以,以下参照图35进行说明。
在该实施形式中,第四齿轮214的轴部分与制动叶片部214b由不同的部件构成,两者只通过摩擦在旋转方向上连接在一起。因此,当第四齿轮214的轴部分与制动叶片部214b之间也通过两者间静摩擦力施加大的力时,两者相互滑动。结果,克服发条210的旋转驱动力的制动力不会大于上述静摩擦力,一旦发生滑动时,该制动力变为对应于第四齿轮214的轴部分与制动叶片部214b之间的动摩擦力的值。
在该实施形式中,例如,当从齿轮207施加急剧的外部扭矩时,通过该外部扭矩与制动部的制动力,能防止驱动力储蓄部、轮系、制动部等上因施加过大的机械负载而发生损伤或破坏。特别是,当温度下降使流动物质205的粘度增大时,由于制动力也过大,很容易发生各部的损伤或破坏,因此,上述结构在这种情况下更为有效。
在该实施形式中,构成滑动装置的部分是第四齿轮214的轴部分与制动叶片部之间,该滑动面配置在流动物质205的内部,因此,通过流动物质205的润滑与冷却效果,可抑制烧伤或摩耗,稳定滑动状态,同时,防止滑动时的发热。
此外,可以理解,在驱动力储蓄部至制动部的旋转传递路径的途中设置滑动装置也是可行的。但是,在驱动力储蓄部与制动部之间有输入输出部(相当于上述第1实施形式的齿轮207)的场合,将上述滑动装置配置在输入输出部与制动部之间,在可靠地切断制动力的方面是比较合适的。例如,在图35的例子中,希望将滑动装置设置在第二齿轮212与第三齿轮213之间、第三齿轮213、第三齿轮213与第四齿轮214之间、及第四齿轮214的任何之一上。
下面,参照图49及图50说明本发明的第28实施形式。在该实施形式中,由于设有与上述第23实施形式基本相同的上条柄轴320、发条321、条盒322、条盒盖323、隔板324、底板325、齿轮327、连接齿轮331、第二齿轮332、第三齿轮333、第四齿轮334、制动轴335、制动叶片部335b、制动壳336及制动壳盖337,因此,对相同部分省略其说明。
在该实施形式中,如图49所示,在上条柄轴320的下端形成突出框架320b,另外,在连接齿轮331的中央部形成突出轴部331a。突出轴部331a配置在突出框架320b的内侧。在突出轴部331a上安装有离合器弹簧3201,该离合器弹簧3201与突出框架320b卡合,由此传递旋转运动。
图50是表示上述上条柄轴320与连接齿轮331的卡合部分结构的横断面图。离合器弹簧3201的内端部3201A插入固定在突出轴部331a上。离合器弹簧3201配有从该内端部3201A弯曲、卷绕地安装到突出轴部331a的外周上的弯曲部3201B,在该弯曲部3201B的前端,设置有离开突出轴部331a可与突出框架320b卡合地突出的外端部3201C。
在图50中,备有突出轴部331a的连接齿轮331可相对于带突出框架320b的上条柄轴320沿图示的逆时针方向(图示箭头所示的方向)旋转地构成。与之相对,连接齿轮331沿图示顺时针方向旋转时,离合器弹簧3201的外端部3201C与突出框架320b卡合,由此,使连接齿轮331与上条柄轴320沿旋转方向卡合,连接齿轮331与上条柄轴320一起旋转。
如上文所述,在本实施形式中,上述突出轴部331a、突出框架320b及离合器弹簧3201构成旋转断续装置的单向离合器,也就是说,虽然三者成为上条柄轴320沿一个方向旋转时的旋转滑动部而不传递旋转,但是,当上条柄轴320沿另一个方向旋转时,则与连接齿轮331在旋转方向上结合,把旋转传递给制动部。
在本实施形式中,采用了上述上条柄轴320沿上述一个方向旋转时卷紧发条321的结构,另外,也采用了通过卷紧的发条321的弹性力沿上述另一方向旋转驱动上条柄轴320的结构。
在本实施形式中,由于通过齿轮327沿一个方向旋转驱动上条柄轴320时,上条柄轴320与连接齿轮331之间不进行旋转传递,因此,上条柄轴320不受制动扭矩的作用,发条321可逐渐卷紧。
另一方面,在通过卷紧的发条321沿另一方向旋转驱动上条柄轴320的场合,由于上条柄轴320与连接齿轮331通过离合器弹簧3201在旋转方向上相结合,因此,上条柄轴320在接受来自制动部的制动扭矩的状态下慢慢地旋转。
本实施形式由于具有上述功能,即使受到发条321卷紧时的过大驱动扭矩,上条柄轴320也不会受到制动扭矩的作用,因而,能防止内部机构的损伤或破坏。另外,即使在温度降低使流动物质粘性增大的场合,内部机构的损伤或破坏的概率不会增大,发条321与流动物质的粘性无关,很容易卷紧。
此外,在本实施形式中,由于把发条321与条盒322构成的驱动力储蓄部和包含制动体335b的制动部做成一体,而且借助于包含离合器弹簧3201的旋转断续装置使结构更加的简单,因此也具有能构成结构紧凑的驱动装置的优点。
下面,说明作为本发明的第29实施形式的图51所示的发条机构。在该实施形式中,设有上条柄轴340、发条341、条盒342、制动上壳334A、制动下壳334B、中央制动部件345、流动物质346、密封部件347、输出齿轮348及外周制动板349,这些具有基本上与上述第4实施形式相同的结构。
在该实施形式中,在作为旋转部件的上条柄轴340的下端设置有突出轴部340b,在突出轴部340b上安装有离合器弹簧3405。该离合器弹簧3405构成如后述,通过与设置在中央制动部件345的中央部345a的突出框架345b的卡合,控制上条柄轴340与中央制动部件345的旋转方向的卡合形式。
图52是表示上述突出轴部340b与突出框架345b通过离合器弹簧3405连接的部分的横断面图。如图所示,离合器弹簧3405的内端部3405A插入固定在突出轴部340b上。离合器弹簧3405配有从该内端部3405A弯曲、卷绕地安装到突出轴部340b的外周上的弯曲部3405B,在该弯曲部3405B的前端设置有离开突出轴部340b可与突出框架345b卡合地突出的外端部3405C。
在图52中,备有突出轴部340b的上条柄轴340可相对带突出框架345b的中央制动部件345沿图示的逆时针方向(图示箭头所示)旋转地构成。与之相对,上条柄轴340沿图示顺时针方向旋转时,由于离合器弹簧3405的外端部3405与突出框架345b卡合,由此,与中央制动部件345在旋转方向上卡合,使该上条柄轴340与中央制动部件345一起旋转。
如上文所述,在本实施形式中,上述突出轴部340b、突出框架345b及离合器弹簧3405构成旋转断续装置的单向离合器,也就是说,虽然三者成为上条柄轴340沿一个方向旋转时的旋转滑动部而不传递旋转,但是,当上条柄轴340沿另一个方向旋转时,则在旋转方向上相卡合,传递旋转。
在本实施形式中,采用了上述上条柄轴340沿上述一个方向旋转时卷紧发条341的结构,另外,也采用了通过卷紧的发条341的弹性力沿上述另一方向旋转驱动上条柄轴340的结构。
在本实施形式中,由于通过输出齿轮348沿一个方向旋转驱动上条柄轴340时,上条柄轴340与中央制动部件345之间不进行旋转传递,因此,上条柄轴340不受制动扭矩的作用,可将发条341逐渐卷紧。
另一方面,在通过卷紧的发条341旋转驱动上条柄轴340的场合,由于上条柄轴340与中央制动部件345通过离合器弹簧3405在旋转方向上相结合,因此,上条柄轴340在接受来自外周制动板349的制动扭矩的状态下慢慢地旋转。
本实施形式由于具有上述功能,即使受到发条341卷紧时的过大驱动扭矩,上条柄轴340也不会受到制动扭矩的作用,因而,能防止内部机构的损伤或破坏。另外,即使在温度降低使流动物质粘性增大的场合,内部机构的损伤或破坏的概率不会增大,发条341与流动物质的粘性无关,很容易卷紧。
此外,在本实施形式中,由于把发条341与条盒342构成的驱动力储蓄部和包含中央制动部件345及外周制动板349的制动部做成一体,而且借助于包含离合器弹簧3405的旋转断续装置使结构更加的简单,因此也具有能构成结构紧凑的驱动装置的优点。
下面,参照图53说明备有本发明圈数限制装置的发条机构的第30实施形式。另外,该发条机构的结构也适用于上述任一发条机构。
图53是发条机构主要部分的概略分解透视图。作为输出齿轮的齿轮357与作为旋转部件或中心部件的上条柄轴350卡合,该上条柄轴350由上盖(条盒盖)353及发条容纳部(条盒)352可旋转地保持在中央位置。在这里,作为齿轮357可自由地选择与输出对象对应的皮带轮等其他部件。另外,与齿轮357相啮合的对象也可以是齿条或皮带之类的与输出轮对应的结构。进一步,也可以在可旋转地保持上条柄轴350的上盖353的轴保持部353a与发条容纳部352的轴保持部352a上,采用旋转轴承或烧结轴承,或者涂敷油并进行非扩散处理等构成流体润滑。这样,通过配置轴承可增大摩擦引起的负载,防止输出的降低。
发条351容纳在发条容纳部352内,发条351的内端与上条柄轴350连接,外端与滑动接触筒部件354卡合。在上条柄轴350上形成如图所示的切槽350a,发条351的内端与该切槽350a卡合,由此,将发条351与上条柄轴350在旋转方向上连接一起。此外,除了这种卡合方法以外,还可以在上条柄轴350的外周设置爪,在发条351的内端开孔,将爪挂在该孔中。这时,如果将旋转轴的形状设计成阿基米德螺旋形,可以从发条得到更稳定的扭矩,同时,理论上讲,可以在应力均匀的原来没有间隙的状态下卷紧,因此,能抑制应力集中的发生,提高发条351的耐久性。
滑动接触筒部件354的外周面与发条容纳部352的内壁接触,如果对发条容纳部352施加一定值以上的力,该发条容纳部352就会滑动,在施加该值以下的力的场合,滑动接触筒部件354在摩擦的作用下,处在相对于发条容纳部352在旋转方向上卡合的状态,也就是说,滑动接触筒部件354的外周面与发条容纳部352的内周面的摩擦卡合构成圈数限制装置。
通过设置上述滑动接触筒部件354,通常由于发条容纳部352与滑动接触筒部件354在摩擦力作用下,在旋转方向上连接一起,因此,借助于上条柄轴350与发条容纳部352的相对旋转,卷紧发条351。但是,当发条351卷紧到某种程度时,借助于滑动接触筒部件354与发条容纳部352之间的静摩擦力,使发条351的扭矩增大,结果,两者之间产生滑动。此后,就不可能继续卷紧发条351。因此,圈数限制装置限制了发条351的卷紧量,使发条351仅仅处在卷紧的给定的卷紧状态,因而,不需要通过调整卷紧作业量来调整发条的卷紧状态,同时可以防止发条351过分卷紧,可防止发条的破损,实现长寿命化。
下面,参照图54,以备有圈数限制装置的发条机构的另一例子为第31实施形式进行说明。另外,由于该发条机构具有与第30实施形式同样的上条柄轴360、上盖(条盒盖)363及齿轮367,因此,其详细说明省略。
如图54所示,在发条361的外周部设置有将发条361的外端附近折回来而构成的反折部361b,用于形成反折部361b的弯曲部分是大致形成圆筒状的筒状部361c。另一方面,在发条容纳部(条盒)362的内周面上,形成数个沿圆周方向排列的朝轴向方向延伸的凹槽362c,该凹槽362c与上述筒状部361c嵌合,构成与筒状部361c对应的形状。
在发条361几乎没有卷紧的状态下,发条361的上述筒状部361c借助于发条的弹性力对上述发条容纳部362的内周面推压,因此,筒状部361c与凹槽362c嵌合,使发条361的外端与发条容纳部352在旋转方向上连接在一起。当发条361逐渐卷紧时,筒状部361c与凹槽362c之间推压力降低,进而,当发条361处在给定的卷紧状态时,筒状部361c从凹槽362c脱出,在发条容纳部362的内周面上移动,此后,不能继续卷紧发条361。
下面,参照图55说明本发明发条机构的第32实施形式。如图55所示,本实施形式的发条机构具有与第30实施形式或第31实施形式同样结构,除此之外,还具有加上固定于发条容纳部372上的框架378及与齿轮377啮合并通过框架378导向的齿条379的结构。
在该发条机构中,在连接于图中未示出的发条的齿轮377上设置有卡合孔377a,另外,在齿条379上也设有卡合孔379a。从而,略呈コ字型的固定部件(保持部件)380可相对上述卡合孔377a及379a插入。
把该固定部件380插入卡合孔377a及379a时,限制齿轮377和齿条379的位置关系,能阻止齿轮377的旋转,因此,即使容纳在发条机构的发条容纳部372内的发条被卷紧,也能保持该卷紧状态。
另外,在上述发条机构中,作为除了齿条部分外的结构,也可以设有上述第1~第29实施形式的任一结构。此外,本实施形式的保持结构也适用于备有上述图23所示第11实施形式的齿条的发条机构。
下面,参照图56说明本发明发条机构的第33实施形式。本实施形式的发条机构具有和图53所示的第30实施形式或图54所示的第31实施形式大体同样的结构,在这些齿轮357、367的轴保持部上,组装有图56所示的单向离合器393。该单向离合器393在内部插通有轴材390,在相对该轴部件390的内周面上备有多个内槽393a。这些内槽393a具有从图示顺时针方向观察深度逐渐增大的形状。各内槽393a内分别容纳有滚珠394。
轴部件390沿图示顺时针方向旋转时,滚珠394如图示那样,配置于内槽393a内的最深位置,轴部件390处于可旋转状态。另一方面,当轴部件390沿图示逆时针方向旋转时,滚珠394在其与轴部件390之间的摩擦作用下向内槽393a的浅的部分移动,因此,通过滚珠394从周围紧固轴部件390,阻止轴部件390的旋转。
上述单向离合器393安装在图53或图54所示的发条机构的齿轮357、367的轴保持部上,配置在该轴保持部与上条柄轴350、360之间,使上条柄轴3560、360可相对单向离合器393围绕着从图53或图54的上方观察为逆时针的旋转方向旋转,而不能围绕顺时针的旋转方向旋转。于是,在上条柄轴350、360的旋转操作槽350c上使用工具(螺丝刀)使该上条柄轴350、360旋转、由此卷紧发条351、361时,由于齿轮357、367与上条柄轴350、360在旋转方向上不连接,因此,例如,即使齿轮357、367与其它部件或机器等啮合,也不会造成障碍地卷紧发条351、361。相反,从发条351、361输出驱动力时,由于单向离合器393使上条柄轴350、360与齿轮357、367在旋转方向上连接,因而,可旋转驱动齿轮357、367,通过齿轮357、367驱动其它部件或机器等。
下面,参照图57及图58说明具有本发明发条机构的机器的第34实施形式。该实施形式的电子机器400如图57所示,具有本体410和盖420,本体410备有操作部411和显示部412,盖420可相对于该本体410自由滑动地安装着。
在本体410中内置有发条机构413,与该发条机构413连接的输出部件的齿轮414的一部分向外部露出。另外,在本体410的操作部411的两侧,形成与盖420的一部分(后述的侧框架422)滑动接触的侧面部415。在一对侧面部415上分别突设有可突出或缩回的用于保持盖412为闭锁状态的保持凸起415a,凸起415a始终从侧面部415突出,但是,按压缩紧解除按钮416时,缩回到侧面部415内,解放盖420。另外,如图58所示,在一对侧面部415上分别突设有保持钩415b,用于保持盖420不从本体410上卸脱落。
另一方面,盖420做成覆盖上述操作部411的操作面整体的结构,备有与上述齿轮414啮合的齿条部421及与上述侧面部415对向的一对侧框架422。如图58所示,在一对侧框架422的内表面上分别形成有可容纳上述保持凸起415a及保持钩415b的凹槽422a。在凹槽422a的中间设有肋422b。把盖420滑动地组装到本体410上时,该肋422b压住并越过上述保持凸起415a,由保持凸起415a卡住肋422b,将盖420锁紧在闭锁状态。
在上述这样构成的电子机器400中,当从图58所示的本体410和盖420分离状态开始、将盖420象图57所示那样嵌合在本体410上、把盖420滑动压入时,盖420的齿条部421和齿轮414啮合,使齿轮414旋转,卷紧发条机构413内的发条(图中未示)。从而,肋422b越过保持钩415b之后,进一步使盖420滑动,推压到由保持凸起415a卡住的状态,由此,使盖420处在相对本体410成为闭锁状态。
在上述闭锁状态,通过推压上述的锁紧解除按钮416,可使保持凸起415a缩回,盖420借助发条机构413的发条驱动力打开,盖420的肋422b滑动到与突设在侧面部415上的保持钩415b接触。
在本实施形式中,相对本体410组装盖420时,发条机构413自动卷紧,没有必要在组装前预先卷紧发条机构413,另外,也不需要保持该卷紧状态。如图57所示,从齿轮414与齿条部421啮合开始到成为闭锁状态的行程A~B,与组装后的盖420的开闭行程相比,只加长了图58所示的距离C~D,即使组装后盖420完全处于打开状态(即肋422b卡在保持钩415b上的状态),由于发条机构413内的发条没有处在完全解卷的状态,所以,发条机构413可通过稳定的驱动力打开盖420。

下面,参照图59说明备有本发明发条机构的机器的第35实施形式。在本实施形式中,在设有抽屉D和抽屉容纳部E的抽出机构上,安装有上述各实施形式的发条机构Z,上述抽屉容纳部E构成可容纳该抽屉D的壳状。发条机构Z安装在抽屉容纳部E的内部,作为其输出装置,具有图8所示的圆筒部件18D和基端连接到该圆筒部件18D上的带部件19。带部件19的前端安装到抽屉D的内端部。
在本实施形式中,通过按照图示方式拉出抽屉D,可使发条机构Z内的发条卷紧,借助于图中未示的锁紧机构锁紧。在该状态下解除锁紧状态时,由于发条的驱动力使圆筒部件18D旋转,因此把带部件19卷绕在圆筒部件18D上,借助于发条机构Z内的制动部施加的制动力,慢慢地把抽屉D拉回去。
此外,在上述实施形式的抽出机构中,虽然采用了这样的结构,拉出抽屉D时,发条机构Z内的发条卷紧,借助于发条的驱动力把抽屉D容纳在抽屉容纳部E内,但是,相反,也可以采用这样的结构当抽屉D处于容纳状态时,让发条机构Z的发条卷紧,在抽屉D处于容纳的状态下锁紧,解除该锁紧,借助于发条的驱动力慢慢地拉出抽屉D。
最后,参照图60说明备有本发明发条机构的机器的第36实施形式。该实施形式示出了本发明适用于可动玩具的例子。在玩具本体F上,可自由摆动地安装有可动部G(尾巴)及可动部H(胸鳍)。另外,在玩具本体F内,内置有发条机构Z,在该发条机构Z上,作为输出装置,设置有圆筒部件18E、安装在该圆筒部件18E上的输出轴18F及与该输出轴18F卡合的传动带18G。该传动带18G的前端安装在可动部G、H的端部。
借助于发条机构Z内的发条驱动力使圆筒部件18E旋转时,输出轴18F旋转,使传动带18G摆动,因此,可动部G、H与此联动地摆动。结果,例如,如果输出轴18F的前端是向玩具本体F外面突出的结构,则通过旋转输出轴18F,可卷曲发条机构Z内的发条;通过释放输出轴18F,可使可动部G、H作摆动动作。
此外,本发明发条机构及机器并不只限于上述图示的例子,当然,在不脱离本发明宗旨的范围内,可以得到各种变更。
例如,在上述实施形式中,虽然任何一个都设有单一的发条,但是,设置多个发条、增大驱动力、延长驱动时间或驱动距离的结构是可行的。在这种情况下,例如,沿轴线方向重叠地配置多个发条,能使结构比较紧凑。在这里,在设置多级发条的情况下,由于可以使各级发条的卷紧力(驱动力)为相互不同的值,所以,可任意且自由地设定机构整体的卷紧力(驱动力)的值,而且,也很容易进行微妙的设定。
本发明的发条机构,为了使机器的小型化、薄型化,最好把大部分部件(旋转部件(轴部件)及发条容纳部等)都用金属形成,另外,为了降低噪音,最好用合成树脂形成输出装置。
一般来说,发条采用把不锈钢或铁材料做成螺旋状的弹簧,但并不限于此,与以往相比,只要能通过旋转产生扭矩的任何材料或任何形状都是可行的。
作为流动物质,最好使用各种油,但并不限于此,也可以使用油之外的各种液体或粉状体(粒状体)。
工业上的应用根据本发明,采用了能简化发条机构的结构并同时能减少零部件数目的结构,可实现发条机构的小型化、薄型化。另外,可降低发条机构的制造成本。进一步,可提供能高效率传递驱动力、易于安装到各种机器上的发条机构。除此之外,发条机构本身容易进行制动部的制动特性的调整。
权利要求
1.一种发条机构,其特征是,包括驱动力储蓄部,该驱动力储蓄部具有通过卷紧力卷紧并储蓄恢复力的发条、用于容纳所述发条同时连接该发条的外端的发条容纳部、以及与所述发条内端连接的由所述发条容纳部轴支撑的旋转部件;与所述旋转部件连接的输出装置;具有与所述旋转部件连接的制动体并随着所述制动体的旋转产生制动力的制动部。
2.根据权利要求1记载的发条机构,其特征是,所述驱动力储蓄部与所述制动部由不同的部件构成。
3.根据权利要求2记载的发条机构,其特征是,所述制动部通过自身独立而单元化。
4.根据权利要求1记载的发条机构,其特征是,所述旋转部件与所述制动体由不同的部件构成,至少在旋转方向上相互结合。
5.根据权利要求1记载的发条机构,其特征是,在所述制动部上设有用于缓冲从所述驱动力储蓄部传递的旋转力的缓冲机构。
6.一种发条机构,包括驱动力储蓄部,该驱动力储蓄部具有通过卷紧力卷紧并储蓄恢复力的发条及用于容纳所述发条同时与该发条的外端连接的发条容纳部;与所述发条的内端连接的中心部件;对所述发条容纳部与所述中心部件的相对运动施加制动力的制动部;其特征是,所述驱动力储蓄部与所述制动部实质上配置成从所述发条的轴向方向观察在平面上不重叠。
7.根据权利要求6记载的发条机构,其特征是,所述制动部沿所述驱动力储蓄部的外周配置。
8.根据权利要求6记载的发条机构,其特征是,所述制动部配置在所述驱动力储蓄部的内侧。
9.根据权利要求1记载的发条机构,其特征是,在所述驱动力储蓄部或所述中心部件上连接有用于输出所述发条的驱动力的输出装置。
10.根据权利要求1或6记载的发条机构,其特征是,所述驱动力储蓄部是密闭的。
11.根据权利要求1或6记载的发条机构,其特征是,在所述驱动部中容纳有与所述制动体接触的流动物质,通过所述流动物质引起的所述制动体的旋转阻力产生所述制动力。
12.一种发条机构,包括驱动力储蓄部,该驱动力储蓄部具有通过卷紧力卷紧并储蓄恢复力的发条及用于容纳该发条的发条容纳部;通过所述发条的驱动力旋转的旋转部件;对所述发条容纳部与所述旋转部件的相互运动产生制动力的制动部;其特征是,在所述驱动力储蓄部与所述制动部之间设置有通过增速或减速进行旋转传递的动力传动装置。
13.根据权利要求12记载的发条机构,其特征是,所述动力传动装置使所述驱动力储蓄部的旋转增速并传递给所述制动部。
14.根据权利要求12或13记载的发条机构,其特征是,在所述制动部内设置有流动物质和与该流动物质接触的制动体,通过所述制动体相对所述流动物质的旋转阻力产生所述制动力。
15.根据权利要求12或13记载的发条机构,其特征是,在所述制动部上设置有通过其旋转阻力产生所述制动力的制动体,在该制动体上设置有承受气体阻力的叶片。
16.根据权利要求12或13记载的发条机构,其特征是,在所述制动部上设置有通过其旋转阻力产生所述制动力的制动体,所述制动力是基于所述制动体旋转所产生的电磁感应得到的。
17.根据权利要求12或13记载的发条机构,其特征是,在所述制动部上设置有使物体彼此接触的滑动接触部,通过该滑动接触部的摩擦阻力产生所述制动力。
18.根据权利要求14至17中任一项所记载的发条机构,其特征是,在所述制动部上设置有调速装置。
19.根据权利要求1、6、12或13所记载的发条机构,其特征是,还包括限制装置,该限制装置相对于所述旋转部件或所述输出装置可卡合或脱离地构成,用于限制所述发条的驱动力的释放。
20.根据权利要求1、6、12或13所记载的发条机构,其特征是,在所述发条与用于输出所述发条的驱动力的输出装置之间设置有单向超越离合机构,该单向超越离合机构在所述卷紧发条的旋转方向上不传递来自所述输出装置的力,在发条输出驱动力的旋转方向上,给所述输出装置传递力。
21.根据权利要求1、6、12或13所记载的发条机构,其特征是,还包括用于输出所述发条驱动力的输出齿轮及与该齿轮啮合的齿条。
22.根据权利要求21所记载的发条机构,其特征是,还包括用于阻止所述输出齿轮与所述齿条间的动作的固定部件。
23.根据权利要求1、6、12、13及19至22中任一项所记载的发条机构,其特征是,还包括圈数限制装置,该圈数限制装置在所述发条处于给定的卷紧状态时使其不再继续卷紧。
24.根据权利要求23所记载的发条机构,其特征是,所述圈数限制装置具有通过所述发条的外端与所述发条容纳部之间的摩擦力产生旋转连接的结构。
25.一种机器,其特征是,具有权利要求1至24中任一项所记载的发条机构以及由该发条机构驱动的可动部。
26.根据权利要求25所记载的机器,其特征是,所述可动部是由所述发条机构开闭驱动的开闭机构。
27.根据权利要求26所记载的机器,其特征是,所述开闭机构具有相互进行开闭动作的第一部件与第二部件,相互组装所述第一部件与第二部件时,所述发条被卷紧。
28.根据权利要求26所记载的机器,其特征是,所述可动部是玩具的动作部分。
全文摘要
上条柄轴(10)与发条(11)的内端(11a)连接,发条(11)的外端(11b)与条盒(12)连接。制动壳(14)的内侧配置有制动板(15),并填充有流动物质(16)。另外,在上条柄轴(10)的下端设有凹凸接合部(10b),该凹凸接合部(10b)与配置在制动壳(14)内的制动板(15)的凹凸接合部(15b)卡合。在上述结构中,通过采用简化具有制动装置的发条机构结构的同时减少零部件数目的结构,可使发条机构小型化,降低了制造成本。
文档编号A63H29/04GK1398324SQ01804628
公开日2003年2月19日 申请日期2001年10月12日 优先权日2000年10月16日
发明者长尾昭一, 守国荣时, 松永太郎 申请人:精工爱普生株式会社
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