專利名稱：高壓氣體動力玩具引擎之自行啟動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型為一種高壓氣體動力玩具引擎之自行啟動控制裝置，屬于玩具領域。
由高壓氣體推動螺旋槳的玩具飛機之引擎，例如利用液態二氧化碳作為高壓氣源制成之玩具飛機已面市三十多年(如
圖1所示)，近年來更有利用氣筒打氣形成壓縮空氣以推動玩具飛機之飛行，因其操作簡便無需灌裝液態二氧化碳，更適合兒童玩耍，大有發展之勢，但此類引擎在結構上存在致命的弱點，因為啟動時必須撥動螺旋槳旋轉，引擎才能啟動，稍不留神即會傷及手指，還因啟動時由于活塞位置不當而形成螺旋槳逆轉而大剎風景，此外，在氣壓下降失去推力后的滑翔階段，活塞受螺旋槳帶動增加了無動力滑翔階段的阻力。作為兒童玩具，安全是最重要的，因此，上述缺點是應該重視的。
本實用新型的目的在于克服現有的缺點，設計出使玩具引擎具有安全的保障，并提高其飛行效率的一種高壓氣體玩具引擎之自行啟動控制裝置。
本實用新型的技術方案是利用自行啟動控制裝置(制動裝置)實現啟動時的正向旋轉與安全保障，自行啟動控制裝置由架置于引擎螺旋槳軸承前端的一條彈簧，一片附有控制桿的制動片和螺旋槳后面的一個單向斜齒齒輪所組成，彈簧跳動于兩個支點之間以確保控制桿穩定于離或合的位置；制動片控制單向斜齒齒輪，使引擎不會產生逆轉。如此就突破了傳統以手指朝正向快速撥轉以啟動螺旋槳之方法，改采以緩慢逆向撥轉螺旋槳方式，使引擎處于正轉壓力，同時以一制動片暫行卡制住螺旋槳，使活塞停止在排氣口前，將其牢牢鎖住。此時正轉壓力是暫存于氣缸里，于啟動時僅需將制動片上的控制桿移位，使卡制住螺旋槳的制動片脫離螺旋槳內側齒輪，此時正轉壓力即推動活塞與螺旋槳軸，使螺旋槳帶動引擎自行啟動，順利正向運行，而不需另以手指撥動螺旋槳，達到啟動方便且安全之目的。
以下結合附圖與實施例對本實用新型作一詳述。
圖1是舊式之高壓氣體動力玩具引擎剖面示意圖；圖2是本實用新型實施例之結構分解示意圖；圖3是本實用新型實施例之立體圖；圖4是本實用新型實施例之引擎剖面示意圖(制動片卡制住螺旋槳，逆向緩慢撥轉動作)；圖5是本實用新型實施例之引擎剖面示意圖(預備啟動狀態)；圖6是本實用新型實施例之引擎剖面示意圖(將卡制片推離齒輪后之活塞受氣壓推至頂端之啟動狀態)；圖7是本實用新型實施例之空轉時引擎剖面示意圖。圖號說明1是引擎本體，12是軸承座，123是傳動輪，125是傳動桿，14是汽缸，145是撞針，143是活塞，147是排氣孔，16是進氣閥，163是氣閥門，161進氣孔，3是制動裝置，32是制動片，323是鎖接孔，321是控制桿，34是彈簧，36是單向斜齒齒輪，38是固定片，381是固定片前端之孔，382是固定片后端之孔，37是彈簧固定塊，5是螺旋槳，7是離合裝置，71是前離合片，72是后離合片，712是前離合片凸塊，9是機頭，A是軸桿(螺旋槳軸)。
請參閱圖2、3及圖4，本實施例之高壓氣體動力玩具引擎主要是由一引擎本體1、一制動裝置3、一螺旋槳5、一離合裝置7及一個與軸桿A固接之機頭9所組構而成；其中制動裝置3接設于引擎本體1前端頂部；螺旋槳5位于制動裝置3與離合裝置7之間；機頭9則位于最前端，藉由軸桿A將各組件串連在一起。
本實施例之引擎本體1其結構略可區分為軸承座12、汽缸14與進氣閥16三部分。其中，軸承座12內設有一軸桿A(螺旋槳軸)、一傳動輪123及一傳動桿125。軸桿A一端穿過螺旋槳5中心及離合裝置3，與機頭9連接在一起，軸桿A另一端則固接于傳動輪123之正中央。傳動桿125接設于傳動輪123之周緣；藉由傳動桿125與傳動輪123間之相互作用，可使傳動輪123轉動，并帶動軸桿A轉動；而軸桿A與前離合片71固接在一起，后離合片72與螺旋槳5固接在一起，因此軸桿A轉動時藉離合片71、72之連接即可帶動螺旋槳5轉動。汽缸14設置于軸承座12下側，其內置有一活塞143，活塞143之頂部略為凹陷，軸承座12內之傳動桿125即落置于活塞143上方，活塞143底側固接有一撞針145，撞針145外套有一彈簧，此活塞143之外徑恰與汽缸14內徑相等，當活塞143受到來自上或下方之壓力時會穩定地向下或上方移動，另外汽缸14于其中段位置之壁面上沿周緣適距開有四個排氣孔147。進氣閥16接設于汽缸14下端，與汽缸14間以一進氣孔161連通，進氣閥16內置有一彈簧，彈簧頂端套接有一氣閥門163，此氣閥門163頂抵于進氣孔161下方，將氣體封閉于進氣閥16內；當汽缸14內撞針145壓迫氣閥門163，使其向下縮入的瞬間，進氣閥16內之氣體即可經進氣孔161中入汽缸14內，藉以將活塞143頂起推動傳動桿125(當活塞升高至撞針高于進氣孔161時，氣閥門163即關閉；又當活塞143位置高于排氣孔147時，汽缸內之氣體會經由排氣孔排放出去)，并藉傳動輪123之慣性再將活塞143壓下，形成活塞143不斷上下往復之行程。
本實施例之制動裝置3包括一制動片32、一彈簧34、數固定元件及一單向斜齒齒輪36；其中制動片32與彈簧34鎖定于一固定片38上，此固定片38固設于引擎本體1前端，其前后各開有一孔381、382，前端之孔381供與制動片32鎖接，后端之孔382則供與一彈簧固定塊37鎖接，藉以將彈簧34卡接于制動片32與固定塊37之間。制動片32為頂部設有一控制桿321、前端尖銳可卡制于齒輪36上，且下端開有一鎖接孔323之片體。單向斜齒齒輪36與螺旋槳5貼合呈一體，其周緣每一輪齒皆略為傾斜朝向一側，因此當制動片32卡制于齒輪36上時，齒輪36只可朝螺旋槳逆向轉動之方向轉動。由于制動片32與斜齒齒輪的作用，無論是手動還是氣動，只能使系統逆向轉動，這就使得必定停止在正向旋轉的啟動狀態才會穩定。因此自行啟動裝置同時也是制動裝置。
本實施例之離合裝置7是由兩片凹凸互補的離合片71、72所構成，其中，一離合片71(前離合片)固貼于機頭9后側，其上沿離合片71圓弧周緣凸出兩相對之凸塊712；另一離合片72(后離合片)貼合于螺旋槳5前側，后離合片72恰可嵌入于前離合片71之凹陷處，使前后離合片得以互相嵌合卡接。又軸桿A固接于前離合片71中央，當軸桿A轉動時，前離合片71會跟著轉動，因此當后離合片72與前離合片71嵌合卡接時，前離合片71轉動會帶動后離合片72轉動，使與后離合片72貼合成一體的螺旋槳5轉動。相反地，當前后離合片分離時，軸桿A與前離合片71轉動時，并不會連動后離合片72，因此螺旋槳5也不會因其帶動而轉動。另外，當制動片32卡制于齒輪36上時，螺旋槳5前端之前后離合片呈嵌接卡合在一起之狀態，因此當制動片32自齒輪36上退出并同時啟動引擎本體1時，螺旋槳即可因二離合片71、72之帶動而快速旋轉。
本實施例之螺旋槳5是夾于后離合片72與齒輪36之間，并與該二者貼合呈一體，軸桿A則穿過其中心位置。
茲再就本實施例之作動過程、原理及使用狀態詳述于后1.本實施例之高壓氣體動力玩具引擎，其自行啟動帶動螺旋槳快速轉動之行程如下(1)將制動片32卡制于齒輪36上，逆向撥動螺旋槳5請參閱圖4，本實施例之齒輪36是單向斜齒齒輪，其是配合螺旋槳5之正逆向，采僅可朝螺旋槳5反向逐齒撥動，而無法朝正向轉動之齒輪構造，因此當制動片32卡制于齒輪36上時，可防止因不慎觸動螺旋槳5所造成引擎啟動之危險。另外，由于螺旋槳5必須正向轉動，使氣流朝機身后側流動，飛機才能前進，因此螺旋槳啟動時其轉動之方向必須是正向轉動。為確保正向啟動，必須先將螺旋槳5朝逆向緩慢撥轉，使傳動桿125位于啟動推升時可朝正向順轉之位置。
(2)逆向撥動螺旋槳5使引擎傳動桿125抵壓活塞143，并向下推動推開氣閥門163參閱圖5，逆向撥動螺旋槳5后，當引擎傳動桿125抵壓活塞143至推開氣閥門163之瞬間，進氣閥16內之高壓氣體會沖入汽缸14內推頂著活塞143，但此時因制動片32卡于齒輪36上，引擎受到卡制無法推升轉動，因此不會即刻使螺旋槳5快速正向轉動。
(3)打開制動片32，使螺旋槳5得以正向快速轉動參閱圖6，于各項準備就緒后，欲使螺旋槳5啟動，則僅需將制動片32自齒輪36上退出，此時沖入汽缸14內推頂著活塞143之高壓氣體因卡阻之力量消失，會將活塞143繼續向上推頂，使傳動桿125帶動傳動桿125順勢再將活塞143壓迫落下，活塞143落下至撞針145觸開氣閥門163時，進氣閥16內之高壓氣體又瞬間沖入汽缸14內推頂著活塞143向上，再將傳動桿125向上推頂帶動傳動輪123轉動。如此往復循環即可使傳動輪123不斷正向轉動并帶動軸桿A轉動，再連帶使螺旋槳5不斷正向快速轉動。
2.本實施例之空轉離合裝置7之原理及使用狀態當本實施例之引擎自行啟動帶動螺旋槳5快速轉動后，因螺旋槳5轉動初速之推力大于空氣阻力，因此前后離合片71、72會繼續扣合，并連動螺旋槳5轉動，使玩具飛機得以順利飛行。又隨著飛行中所儲存之氣體隨引擎運轉而逐漸泄出，氣壓遞減而轉速漸慢，當氣體儲存槽內之壓力約等于外界空氣之壓力時，螺旋槳之轉速漸緩，在空氣阻力之作用下，后離合片72遂脫離前離合片71，使螺旋槳適時變成空轉狀態(參閱圖7)，即于高壓氣體動力引擎驅動螺旋槳的有效推力時間(約為全部運行時間的三分之一)終了之際結束動力飛行，使螺旋槳空轉與無動力滑翔同步形成，可避免引擎后段運轉帶動活塞運動所造成之反效果，并可將結余空氣壓力留下作下次飛行之用，具有省時省力之功效。
綜上所述，本新型之自行啟動控制裝置可有效改良舊有結構之缺陷，使啟動簡易、安全性更高、并具有增強滑翔性及省時省力之功效，使實際功效提高。
權利要求1.一種高壓氣體動力玩具引擎之自行啟動控制裝置，其特征在于該裝置包括單向斜齒齒輪(36)、制動片(32)、彈簧(34)及固定元件，其中制動片(32)與彈簧(34)鎖定于固定片(38)上，此固定片(38)固設于引擎本體(1)前端頂部，其前后各開有孔，前端之孔(381)與制動片鎖接，后端之孔(382)與彈簧固定塊(37)鎖接，將彈簧卡接于制動片與固定塊之間；單向斜齒齒輪(36)與螺旋槳貼合呈一體，其周緣每一輪齒朝向一側。
2.如權利要求1所述之自行啟動控制裝置，其特征在于其中制動片(32)頂部設有控制桿(321)，前端尖銳處可卡制于齒輪(36)上，且下端開有鎖接孔(323)。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓氣體動力玩具引擎之自行啟動控制及離合裝置,其中,自行啟動與控制裝置由架置于引擎螺旋槳軸承前端的一條彈簧、一片附有控制桿的制動片,和螺旋槳后面的一個單向斜齒齒輪所組成;彈簧跳動于兩個支點之間以確保控制桿穩定于離合位置;制動片控制單向斜齒齒輪,使引擎得以啟動,不會逆轉。
文檔編號A63H27/00GK2410018SQ9924852
公開日2000年12月13日 申請日期1999年10月18日 優先權日1999年10月18日
發明者蔡裕琦 申請人:蔡裕琦