JP2004261584A

JP2004261584A - 自動車玩具

Info

Publication number: JP2004261584A
Application number: JP2003338576A
Authority: JP
Inventors: Harusuke Yoneda; 陽亮米田
Original assignee: Tomy Co Ltd
Current assignee: Tomy Co Ltd
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2004-09-24
Also published as: EP1449571A1; US20040162002A1

Abstract

【課題】操縦性に優れた自動車玩具を提供すること。
【解決手段】無線コントローラからの信号によって走行制御、ステアリング制御される自動車玩具において、前側にモータが搭載され、前記モータによって前輪を駆動するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線コントローラからの信号によって走行制御、ステアリング制御される自動車玩具に関する。

従来、無線コントローラからの信号によって走行制御、ステアリング制御される自動車玩具が知られている。この自動車玩具にあっては、無線コントローラからの信号によって、後輪を駆動させることで走行し、前輪の向きを変えることでステアリングを行うようにされている。
特開２００２−１６６０６４号公報

ところで、後輪駆動車の場合、操縦性が悪いという問題がある。特に、床面で走らせる場合など、床面上で自動車玩具の後輪が滑り、コントロールしにくいという問題があった。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、操縦性に優れた自動車玩具を提供することを目的とする。

請求項１記載の自動車玩具は、無線コントローラからの信号によって走行制御、ステアリング制御される自動車玩具において、シャーシの前部にモータを搭載し、該モータによって前輪を駆動するように構成したことを特徴とする。

請求項２記載の自動車玩具は、請求項１記載の自動車玩具において、前輪車軸の近傍に前記モータを搭載したことを特徴とする。
モータの設置場所は、前輪車軸の前側でも、前輪車軸の直後であってもよい。
この場合のステアリングは特に限定はされないが４節回転連鎖によって行うことができる。また、４節回転連鎖の駆動は特に限定はされないが永久磁石（又は磁化されていない磁性体）とコイルとの間に働く斥力や吸引力を利用して行うことができる。

請求項３記載の自動車玩具は、請求項１又は２記載の自動車玩具において、前記モータをシャーシに着脱可能に設置したことを特徴とする。
この場合には回転速度やトルク等の特性が異なるモータを用意しておくことが好ましい。

請求項４記載の自動車玩具は、請求項３に記載の自動車玩具において、前記モータ軸に固定した歯車と噛合する一の歯車と前記前輪車軸に固定した歯車に噛合する他の歯車とをが固定された中間軸を前記モータの軸と前記前輪車軸との間に前記シャーシに着脱可能に配設したことを特徴とする。

請求項５に記載の自動車玩具は、請求項１から４いずれか一に記載の自動車玩具において、左右の従動リンクの一端を当該左右の従動リンクが水平方向に揺動自在となるようにそれぞれ前記シャーシに軸支させ、前記左右の従動リンクの他端部同士の間に駆動リンクを掛け渡し、前記左右の従動リンクのそれぞれにスピンドルを軸支させ、それらスピンドルを自在継手を介して前記前輪車軸に連結した自動車玩具であって、前記前輪車軸を前記シャーシに軸支させることなく前記スピンドルの双方によって軸支させるとともに、前記自在継手を、前記スピンドル及び前記前輪車軸のうちの一方に設けた球状部と他方に設けた筒体とから構成し、前記球状部に当該球状部の軸心を挟んで対向する部分にそれぞれ突起を突設し、前記筒体には当該筒体の軸心を挟んで対向する部分にそれぞれスリットを形成し、前記球状部を前記筒体に嵌合させるとともに、前記突起を前記スリットに臨ませたことを特徴とする。

請求項６に記載の自動車玩具は、請求項１から４いずれか一に記載の自動車玩具において、左右の従動リンクの一端を当該左右の従動リンクが水平方向に揺動自在となるようにそれぞれ前記シャーシに軸支させ、前記左右の従動リンクの他端部同士の間に駆動リンクを掛け渡し、前記左右の従動リンクのそれぞれにスピンドルを軸支させ、それらスピンドルを自在継手を介して前記前輪車軸に連結するとともに、前記前輪車軸を前記シャーシに軸支した自動車玩具であって、前記前輪車軸を前記スピンドルの双方によって軸支させるとともに、前記自在継手を、前記スピンドル及び前記前輪車軸のうちの一方に設けた筒体と他方に放射方向に突出して設けた係合部とから構成し、前記スピンドル及び前記前輪車軸の端部同士を遊嵌させるとともに、前記筒体に前記係合部が臨むスリットを設け、前記係合部を前記スリットに臨ませたことを特徴とする。

請求項７記載の自動車玩具は、請求項１から６のいずれか一に記載の自動車玩具において、後輪にサスペンション構造が設けられていることを特徴とする。

請求項１の自動車玩具によれば、ステアリングを行う前輪の近くにモータが設置されているので、モータの重量によって前輪の接地がよくなるとともに、前輪駆動となっているため、操縦性が著しく向上する。

請求項２の自動車玩具によれば、モータが前輪車軸の近傍に設置されるため、動力伝達機構が単純になり、かつコンパクトになる。

請求項３の自動車玩具によれば、走行路に応じた回転数のモータと交換することができる。

請求項４の自動車玩具によれば、中間軸の歯車の歯数と、該歯車に噛合するモータ軸の歯車の歯数に固設した歯車とモータ軸に固設した歯車の歯数を変えて、モータおよび中間軸を設置することにより、走行路に応じた車輪の回転数を得ることができる。

請求項５の自動車玩具によれば、前輪車軸をシャーシに軸支させることなくスピンドルの双方によって軸支させているので、前輪車軸とスピンドルの軸ずれがあった場合でもステアリングを円滑に行うことができる。

請求項６の自動車玩具によれば、スピンドル及び前輪車軸の端部同士を遊嵌させているので、ステアリングを円滑に行うことができる。

請求項７の自動車玩具によれば、後輪の接地性が増すので、安定した走行が可能となる。

［第１の実施形態］
図１は自動車玩具１の外観を示す斜視図、図２はボディ２を取り除いた状態を示す概念的な斜視図である。

この自動車玩具１は図示しない無線コントローラからの制御信号によって前進や後進を行うように構成されている。また、前記無線コントローラからの制御信号によって左右に旋回を行うように構成されている。以下、この自動車玩具１の構造を詳細に説明する。

（モータの取付構造）
前輪３を駆動するモータＭ１はシャーシ４の前部に配置され、モータ軸５が自動車玩具１の幅方向に延在するようにしてシャーシ４に取り付けられる。
このモータＭ１はシャーシ４の下側から着脱可能となっており、シャーシ４に取り付けた状態で、蓋体６によって下側が被覆される。

（蓋体の構造）
蓋体６はシャーシ４に着脱可能となっている。この蓋体６は、図３（ａ）に示すように、モータＭ１の下側を覆う底板部分６ａとその底板部分６ａから起立する起立部分６ｂを持つ。起立部分６ａの内側には突起７が付設されている。底板部分６ａの両側にはスリット９が形成されており、該スリットによって画成される外側部分の先端には、側方に突出する爪８が付設されている。したがって、爪８は蓋体６の内方へ弾性変形可能となっている。
一方、シャーシ４には、その底板部分の端面に穴４ｂが形成され、該穴の内側面には窪み４ｄが形成されている。
そして、底板部分６ａの先端をシャーシ４の穴４ｂに挿入し、底板部分６ａの両側の爪８を窪み４ｄに係合させ、起立部分６ｂの内側の突起７をシャーシ４の前板部分の穴４ａに嵌合することによって、蓋体６をシャーシ４に取り付ける。

（動力伝達機構）
図４に示すように、モータ軸５には歯車１０が固定されている。一方、中間軸１１がモータ軸５に平行に配置され、シャーシ４のスリット４ｃに上側から着脱自在に嵌め込まれている。この中間軸１１には大径の歯車１２が固定されている。そして、歯車１０と歯車１２は互いに噛合している。また、中間軸１１には小径の歯車１３が固定されている。

前輪車軸１４は、中間軸１１と平行に配置され、該前輪車軸１４には大径の歯車１５が固設されている。そして、歯車１３は歯車１５に噛合している。前輪車軸１４の両側は自在継手１６を介して前輪３に連結されている。

各自在継手１６は、図５に示すように、前輪車軸１４に固定された筒体１８と、外端が前輪３に固定され内端に前記筒体１８に挿入される球状部１９ａを持つスピンドル１９とによって構成されている。このうち筒体１８には、その軸心を挟んで対向する部分にスリット１８ａが形成されている。一方、スピンドル１９の球状部１９ａには、前記スリット１８ａに臨む突起１９ｂが付設されている。

なお、軸２３の位置は、その軸２３の軸線が前輪車軸１４とスピンドル１９との連結部つまり球状部１９ａを貫く位置である。換言すれば、軸２３、前輪車軸１４およびスピンドル１９の３つの軸線は互いに交わる。

以上のように構成された動力伝達機構によれば、モータ動力は歯車１０，１２，中間軸１１，歯車１３，１５，前輪車軸１４，自在継手１６およびスピンドル１９を介して前輪３に伝達される。

（ステアリング機構）
自動車玩具１は、図４に示すように、駆動リンク２１と、回り対偶をなす左右の従動リンク２２とを備えている。これらリンクは左右の従動リンク２２の軸２３との間のシャーシ部分を固定リンクとする４節回転連鎖機構を構成している。そして、駆動リンク２１と左右の従動リンク２２とが軸２３を中心に左右に揺動したときに、従動リンク２２の垂板２２ａ（図２参照）に支持される前輪３の向きが従動リンク２２に連動して変化するようになっている。
このうち駆動リンク２１の中央部分の下側には図６に示すように、ホルダ２６が配設されており、該ホルダ２６に永久磁石２４が設置されている。この永久磁石２４は円板状に構成され、両端面が左右の方向を向くように設置されている。この永久磁石２４の一方の端面はＳ極、他方の端面はＮ極となっている。また、シャーシ４には、前記永久磁石２４を挟む位置にコイル２５，２５がそれぞれ設置されている。各コイル２５，２５の一方の端部は、駆動リンク２１に設置した永久磁石２４の端面に対向している。

図７はコイル駆動回路の一部を示している。このコイル駆動回路は制御装置によって通電を制御されるようになっており、このコイル駆動回路では、同時に左右のコイル２５が通電されるように構成され、同時に左右のコイル２５に通電した際には前記永久磁石２４の端面に対向する側の極性が左右で同極（Ｎ極又はＳ極）となるように構成されている。したがって、左右のコイル２５に通電したときには、一方のコイル２５と永久磁石２４の間では吸引力が働き、他方のコイル２５と永久磁石２４の間では斥力が働く。これにより、駆動リンク２１ひいては従動リンク２２，２２が軸２３，２３を中心に揺動し、前輪３，３の向きを変えることができる。

（後輪のサスペンション構造）
図４に示す左右の後輪３４の後輪車軸３５は、車軸カバー３０によって被覆されている。この車軸カバー３０には自動車玩具１の前後方向に延在する軸３１が付設され、その軸３１はシャーシ４に軸支されている。その結果、軸３１を中心に左右の後輪３４，３４がシーソ運動するようになっている。また、車軸カバー３０には左右に突片３２，３２が付設されている。この突片３２，３２の先端にはコイルばね３３．３３が設置され、このばね３３，３３はシャーシ４の底板部分に下側から当接するようになっている。そして、自動車玩具１の上下動を吸収する。

（回路構成）
図８に示すように、無線コントローラからのコントロール信号はアンテナ（図示せず）によって受信され、受信処理部４０で復調などの処理が行われる。そして、記憶部４１に記憶された動作プログラムに従って制御装置４２によってコイル駆動回路４４およびモータ駆動回路４５ひいてはモータＭ１およびコイル２５が制御される。これらの回路部品は基板４３にマウントされている。

（その他の構成）
基板４３の下側にはバッテリ収納室（図示せず）が設けられ、そのバッテリ収納室にはバッテリが設置可能となっている。

（実施形態の自動車玩具の作用・効果）
ステアリングを行う前輪３の近くにモータＭ１が設置されているので、モータＭ１の重量によって前輪３の接地がよくなるとともに、前輪駆動となっているため、操縦性が著しく向上する。
また、走行路に応じてモータＭ１を交換することができるので、遊びに変化が生まれ、興趣性の向上が図れる。
さらに、後輪３４側にサスペンション構造が設けられているので、後輪３４の接地性が増すので、安定した走行が可能となる。

［第２の実施形態］
図９には第２の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構、ステアリング機構およびサスペンション構造が示されている。この実施形態の自動車玩具が第１の実施形態の自動車玩具１と異なる点は、動力伝達機構とサスペンション構造である。その他の構成は第１の実施形態の自動車玩具１とほぼ同じであるので、その他の構成の説明は省略する。

（動力伝達機構）
この実施形態の動力伝達機構は、第１の実施形態の自動車玩具１の歯車１２，１３を一体化したものである。

（サスペンション構造）
軸５１がシャーシ４に回転自在に支持されている。軸５１の両側端部には軸筒５３，５３が回動自在に嵌合されており、該軸筒５３，５３の外側端には後方へ向けて延在する揺動アーム５２，５２の一端が支持されている。そして、揺動アーム５２，５２の他端には後輪車軸５０，５０の一端が支持されており、左右の後輪３４，３４は後輪車軸５０，５０の他端に回転自在に支持されている。また、軸筒５３，５３の内側端には後方に向けて延在する突片５４，５４が付設されている。この突片５４，５４の先端にはばね５５．５５が設置され、このばね５５，５５はシャーシ４の底板部分に下側から当接するようになっている。
このように、この自動車玩具では、左右の揺動アーム５２が互いに独立に上下動可能に構成されており、各車輪３４，３４の上下動を独立して吸収する。

［第３の実施形態］
図１０には第３の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構、ステアリング機構およびサスペンション構造が示されている。この実施形態の自動車玩具が第１の実施形態の自動車玩具１と異なる点は、動力伝達機構である。その他の構成は第１の実施形態の自動車玩具１とほぼ同じであるので、その他の構成の説明は省略する。

（動力伝達機構）
同図に示すように、モータ軸５に歯車６０が固設されている。中間軸１１は、モータ軸５に平行に配置され、該中間軸１１には、大径の歯車６１が固設されている。そして、歯車６０は歯車６１に噛合している。
また、中間軸１１には前記歯車６１と一体的に小径の歯車６２が固定されている。この歯車６１は一方のスピンドル６４に固定された歯車６３に噛合している。そして、その前輪車軸には一方の前輪３が固定されている。
また、前記中間軸１１には前記歯車６２と同径で歯数が同じ歯車６５が固定されている。この歯車６５は他方のスピンドル６４に固定された歯車６６に噛合している。そして、その前輪車軸には他方の前輪３が固定されている。

この動力伝達機構によれば、モータ動力は歯車６０，６１，６２，６３および回転軸１１を介して一方の前輪３に伝達される一方、モータ動力は歯車６０，６１，回転軸１１，歯車６５，６６を介して他方の前輪３に伝達される。

なお、この自動車玩具１においては、左右の従動リンク２２，２２の軸２３，２３の設置位置は、その軸２３，２３の軸線が歯車６２と６３の噛合部分と、歯車６５と６６の噛合部分とを貫く位置となっており、左右の従動リンク２２，２２が揺動しても歯車６２と６３の噛合、歯車６５と６６の噛合が解除されないようになっている。この構造によれば、自在継手１６が不要となる。

［第４の実施形態］
図１１には、第４の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構およびステアリング機構が示されている。この実施形態の自動車玩具が第１の実施形態の自動車玩具１と異なる点は、動力伝達機構とステアリング機構である。その他の構成は第１の実施形態の自動車玩具１とほぼ同じであるので、その他の構成の説明は省略する。

（動力伝達機構）
この動力伝達機構では、中間軸を省略し、大径歯車１５を前輪車軸１４の端部に位置させるとともに、歯車１５に、図示しないモータ軸５の歯車１０を噛合させるとともに、大径歯車１５に一方の自在継手１６の筒体１８を一体に配設している。

（ステアリング機構）
このステアリング機構では、ホルダ２６を左右の従動リンク２２間に配置させている。そして、このステアリング機構では、図１２に示すように、従動リンク２２の軸２３をシャーシ４に軸支させている。

この実施形態においては、中間軸を省略しているため、モータＭ１を前輪車軸１４に近接させて配置することができる。また、大径歯車１５を車幅方向一方に配置させて、それによって、左右の揺動リンク２２間に確保される空間に、ホルダ２６を臨ませて配置することができる。

また、この実施形態においては、前輪車軸１４は前輪３が付設されたスピンドル１９以外の箇所で特別軸支されていないので、左右の従動リンク２２が左右に揺動した際にスピンドル１９が容易に追従することとなり、前輪車軸１４とスピンドル１９との間に軸ずれがあってもステアリングが円滑に行われることになる。

なお、この実施形態では、スピンドル１９が左右の従動リンク２２に追従して前輪車軸１４が僅かに動作しても、歯車１５と歯車１０の噛合は解除されない程度としておく必要がある。

［第５の実施形態］
図１３には、第５の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構およびステアリング機構が示されている。この実施形態の自動車玩具が第４の実施形態の自動車玩具１と異なる点は、動力伝達機構である。その他の構成は第５の実施形態の自動車玩具１とほぼ同じであるので、その他の構成の説明は省略する。

（動力伝達機構）
この動力伝達機構では、自在継手１６が、スピンドル１９の端部を直角に折り曲げ、又は図１４に示すように該軸にピンを直角に固着させて、突起１９ｃを形成し、該突起１９ｃを車軸１４の端部に固設させた筒体１８のスリット１８ａに臨ませている。この場合のスピンドル１９の直径は筒体１８の内径よりも小さく、スピンドル１９の軸は筒体１８に遊嵌されている。
なお、この動力伝達機構では、図１５に示すように、前輪車軸１４をシャーシ４に軸支させるとともに、従動リンク２２の軸２３をシャーシ４に軸支させている。

この実施形態においては、自在継手１６が単純な形状になる。
なお、自在継手１６の突起１９ｃを反対方向へも突設させるとともに、筒体１８のスリット１８ａを、その軸心を挟んで対向する部分に形成する。

また、この実施形態においては、前輪車軸１４がシャーシ４に軸支される一方で、スピンドル１９の端部が前輪車軸１４の筒体１８に遊嵌されているので、左右の従動リンク２２が左右に揺動した際にスピンドル１９が容易に追従することとなり、ステアリングが円滑に行われることになる。

［発明の変形形態］
例えば、前記実施形態では、永久磁石２４を駆動リンク２１に設け、その両側にコイル２５を設けたが、反対にコイル２５を駆動リンク２１に設け、その両側に永久磁石２４を設けてもよい。また、永久磁石２４の代わりに磁化していない磁性体を設けてもよい。要は、電磁力によって駆動リンク２１を左右に揺動させる構造となっていればよい。

また、前記実施形態の駆動リンク２１を左右の中立位置に保持するために復帰ばねを設けてもよい。

第１の実施形態の自動車玩具の斜視図である。図１の自動車玩具のボディを取り除いた状態を示す概念的な斜視図である。図１の自動車玩具のモータの下側を覆う蓋体の取付構造を説明するための斜視図である。図１の自動車玩具の動力伝達機構、ステアリング機構およびサスペンション構造を概念的に示す平面図である。図１の自動車玩具の自在継手を示す斜視図である。図１の自動車玩具のリンク駆動機構を示す斜視図である。図１の自動車玩具のコイル駆動回路の一部を示す図である。図１の自動車玩具の回路構成を示す図である。第２の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構、ステアリング機構およびサスペンション構造を示す平面図である。第３の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構、ステアリング機構およびサスペンション構造を示す平面図である。第４の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構およびステアリング機構を示す斜視図である。図１１の動力伝達機構およびステアリング機構のシャーシへの取り付け態様を示す概念的な断面図である。第５の実施形態の自動車玩具の動力伝達機構およびステアリング機構を示す斜視図である。図１３の自在継手を示す斜視図である図１３の動力伝達機構およびステアリング機構のシャーシへの取り付け態様を示す概念的な断面図である。

符号の説明

１自動車玩具
３前輪
４シャーシ
５モータ軸
１０歯車
１１中間軸
１２，１３歯車
１４前輪車軸
１５歯車
１６自在継手
１９スピンドル
２１駆動リンク
２２従動リンク
２３軸
６０，６１，６２，６３歯車
６４スピンドル
６５，６６歯車
M1 モータ

Claims

無線コントローラからの信号によって走行制御、ステアリング制御される自動車玩具において、シャーシの前部にモータを搭載し、該モータによって前輪を駆動するように構成したことを特徴とする自動車玩具。
前輪車軸の近傍に前記モータを搭載したことを特徴とする請求項１記載の自動車玩具。
前記モータを前記シャーシに着脱可能に設置したことを特徴とする請求項１又は２記載の自動車玩具。
前記モータ軸に固定した歯車と噛合する一の歯車と前記前輪車軸に固定した歯車に噛合する他の歯車とをが固定された中間軸を前記モータの軸と前記前輪車軸との間に前記シャーシに着脱可能に配設したことを特徴とする請求項３に記載の自動車玩具。
左右の従動リンクの一端を当該左右の従動リンクが水平方向に揺動自在となるようにそれぞれ前記シャーシに軸支させ、前記左右の従動リンクの他端部同士の間に駆動リンクを掛け渡し、前記左右の従動リンクのそれぞれにスピンドルを軸支させ、それらスピンドルを自在継手を介して前記前輪車軸に連結した自動車玩具であって、前記前輪車軸を前記シャーシに軸支させることなく前記スピンドルの双方によって軸支させるとともに、前記自在継手を、前記スピンドル及び前記前輪車軸のうちの一方に設けた球状部と他方に設けた筒体とから構成し、前記球状部に当該球状部の軸心を挟んで対向する部分にそれぞれ突起を突設し、前記筒体には当該筒体の軸心を挟んで対向する部分にそれぞれスリットを形成し、前記球状部を前記筒体に嵌合させるとともに、前記突起を前記スリットに臨ませたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の自動車玩具。
左右の従動リンクの一端を当該左右の従動リンクが水平方向に揺動自在となるようにそれぞれ前記シャーシに軸支させ、前記左右の従動リンクの他端部同士の間に駆動リンクを掛け渡し、前記左右の従動リンクのそれぞれにスピンドルを軸支させ、それらスピンドルを自在継手を介して前記前輪車軸に連結するとともに、前記前輪車軸を前記シャーシに軸支した自動車玩具であって、前記前輪車軸を前記スピンドルの双方によって軸支させるとともに、前記自在継手を、前記スピンドル及び前記前輪車軸のうちの一方に設けた筒体と他方に放射方向に突出して設けた係合部とから構成し、前記スピンドル及び前記前輪車軸の端部同士を遊嵌させるとともに、前記筒体に前記係合部が臨むスリットを設け、前記係合部を前記スリットに臨ませたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の自動車玩具。
後輪にサスペンション構造が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一に記載の自動車玩具。