JP2004283476A - 手動発電玩具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の手押し走行玩具に、乾電池の取替えや、充電器による充電作業を要することなく動作可能な電動の付加機能を付けることを可能とする。
【解決手段】手押し走行玩具の後輪４の回転を、歯車箱８内の増速輪列を介して直流モータ９に伝え、直流モータ９を高速回転させることにより生ずる電磁誘導起電力を用い、直流モータ９と電子基板１６の間に並列に蓄電池１３を配置することにより電子基板１６を安定して駆動し、スピーカ１２や電球５からなる電気的付加機能を制御する。また手押し操作終了後に、蓄電池１３内の残存電気エネルギーによる直流モータの回転を用いて車輪を回転させる等の電動の付加機能を付ける。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主として手押し走行玩具に用い、電池を頻繁に取り替えることなく点灯や発音、電動走行のような電気的付加機能を持ちうる手動発電玩具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
手動により増速輪列を介して発電機を高速回転させ、発生した電力を用いて付加機能を駆動させる玩具は既に各種が実用に供されている。
例えば、特開昭５１−８０４３６号や実開平６−３９０９４に記載されるように灯火を点灯させる車両輪玩具はすでに公知である。
【０００３】
また、発電機の電力をいったん蓄電器に蓄え、その電力により走行をさせたり、動力を制御したりする玩具も多数実用に供されている。
これらに関係する公知のものとしては、例えば実開平７−４９４や実開平５−３５１９６や特開２０００−１７５４９９がある。
【０００４】
しかし前述の、手動により増速輪列を介して発電機を高速回転させ、発生した電力を用いて直接付加機能を駆動させる玩具は実用に当たっては発電機の電圧、電流が安定していないため電球の点灯のような機能は容易に付加可能であるが、例えば前記の電力を用いて集積回路を使用した発音や点灯の制御を直接しようとした場合、集積回路の動作のためには整流回路や昇圧回路、定電圧回路、ノイズ除去回路などが必要となり複雑なものとなっていた。
【０００５】
また、前述の発電機の電力をいったん蓄電器に蓄え、その電力により走行をさせたり、動力を制御したりする玩具については乾電池の頻繁な交換をすることなしに電動玩具を駆動することができるため多数の玩具に応用されているが、蓄電のための操作が低年齢の子供には難しいことから高年齢の子供のための自動車走行玩具等に用いられることが主となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、従来からある手動走行玩具において、頻繁な電池の交換を必要とせずに、また、複雑な充電作業を必要とせずに、電動走行や電子回路を使用した発音や点灯の機能を付加することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る手動発電玩具は、従来の手動走行玩具に、その基本操作である手ころがしの遊びの車輪の回転を電気的エネルギーに変えるための増速輪列による回転伝達手段と、前記回転伝達手段により回転子を高速回転するように接続された直流モータの磁気誘導作用を用いた発電手段と、従来の蓄電池を利用した電力安定化手段と、集積回路による電子機器制御手段と、発音のためのスピーカや点灯のための電球などの付加機能表現手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、前述のごとく前記発電手段には直流モータを使用し、前期電力安定化手段には蓄電池を使用するので、手動走行停止後は前記電力安定化手段の残存電気エネルギーを用いて前記発電手段として用いた直流モータを回転させることもできる。このとき前記回転伝達手段はそのままで直流モータ側から見ると車輪に対して減速輪列となるので、直流モータの回転は車輪を低速回転させる。言い換えると前記手動走行玩具は手動走行後手を離すと自力でゆっくりと走行する。
【０００９】
また、手動走行後は前記発電手段である直流モータと前記回転伝達手段である増速輪列とを遊動輪機構を用いて切り離し、別の輪列に切り替えて自力走行以外の動作機能を駆動するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
使用するほどに頻繁に交換を必要とされ経済的にも資源的にも無駄の多い乾電池を使用せずに、従来の手動走行玩具に電気的な付加機能を付けることを、難しい充電操作や複雑な電子回路を使用することなく実現した。
【００１１】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例の外観を表す斜視図である。図に示すとおり、本発明の手動発電玩具の外観は従来の手動走行玩具と同様であり、本体１とシャーシ２に前輪３や後輪４、点灯のための電球５、内部のスピーカの音を出すための音だし穴６、電気機能切り替えのためのスイッチ７からなる。
【００１２】
図２は、図１の実施例の操作状態を表す側面図である。この実施例において操作者は従来どおり本体１を手で押して遊び、本体１上部のスイッチ７を指で押すことにより切り替えて電球５を点灯させたり内部のスピーカを鳴らしたりできる。
【００１３】
図３は、図１、及び図２にて示した実施例の機能を実現するための内部構造を示す斜視図であり、説明のために本体１を取り去った状態を表す。
【００１４】
また、図４は輪列の状態を示すため、動力系の部品のみを示す斜視図である。
【００１５】
図３及び図４において、歯車箱８の内部には後車軸１０に固定されたクラッチ１７を介して、後輪４が前方に転がされた時に歯車Ａ１８を回転させ、歯車Ａ１８の回転を増速伝達するための輪列として大小の歯車が一体になった歯車Ｂ１９、歯車Ｃ２０、歯車Ｄ２１、および直流モータ９に固定されたモータ歯車２２があり、手動ころがし操作時に後輪４の回転により直流モータ９の回転子を高速回転させる仕組みになっている。
【００１６】
直流モータ９の内部で回転子のコイルが永久磁石と相対的に高速回転すると、磁気誘導作用により起電力が誘導される。本発明の手動発電玩具は、前記起電力を用いて電子基板１６の電子回路を通してスピーカ１２や電球５を操作するものであるが、このとき直流モータ９と電子基板１６の間に並列に蓄電池１３を配線接続する。この時配線は蓄電池陽極１４側に直流モータ９起電時の陽極がくるように、また蓄電池陰極１５側に直流モータ９の起電時の陰極がくるようにする。
【００１７】
蓄電池１３を直流モータ９と電子基板１６の間に設置することにより、電子基板１６に供給される電力は蓄電池１３の容量に応じて一定値を超えず、一定値以上の電力は蓄電池１３に蓄積される。この時、電力が電子基板１６の電子回路の動作必要電力に合うような蓄電池１３を使用すれば、電子基板１６の電子回路には整流、昇圧、電源安定化、ノイズ除去のための機能を別途持たせなくとも従来の乾電池使用の電子回路と同様のもので使用可能となり、容易に付加機能を作動させることができる。
【００１８】
スイッチ７は電子基板１６の電子回路内の集積回路のトリガー入力端子に接続し、従来の電子玩具と同様に、例えばスピーカ１２と電球５の出力切り替えや、あるいはスピーカの音声切り替え、または主電源開閉など、要求仕様に合わせて、電子基板１６の電子回路の制御に使用するものであり、図１から図３の一実施例にて示すように一個のみの設置としてもよいし、必要に応じて複数設置してもよい。
【００１９】
図１から図４において示すように歯車箱８内の輪列は後輪４側から見たときには増速輪列として働き、本体１を手で押して後輪４を回転させることにより直流モータ９を高速回転させ起電力を誘導する。このときに電力はスイッチ７を押すことによりスピーカ１２による発音や電球５による点灯に消費されるが、消費を上回った電力は蓄電池１３内に残存電力として蓄積される。本体１を手で押す操作をやめて手を離した場合、前記蓄電池１３内の残存電力は直流モータ９に流れ、直流モータ９は本来のモータ機能により回転を始める。このとき歯車箱８内の輪列は直流モータ９側から見ると減速輪列として歯車Ａ１８を回転させ、クラッチ１７の摩擦力により後車軸１０上の後輪４を回転させる。いいかえれば、手を離すと自力走行することとなる。
【００２０】
この時蓄電池１３の容量を、直流モータ９の誘導起電力に対して通常の遊びで過充電を起こさない程の充分なものとすれば、特に過充電防止手段を設ける必要はなく、また直流モータ９に一般に実用に供されている誘導起電力の小さいものを使用すれば、蓄電池１３への負担は少なく、蓄電池１３の寿命を半永久的に長くできる。
【００２１】
図５は前述の図１から図３にて示した一実施例の、さらに操作を簡単にした応用例を示す底面図である。図５の応用例においては、後車軸１０に固定されたウォーム歯車２３により回転するカム歯車２４上の、カム歯車２４と一体のカム２５が回転することにより、弾性金属板よりなるスイッチ片２６がカム２５に押され、定期的にスイッチ端子２７に接触したり離れたりする機構を持つ。このときスイッチ片２６とスイッチ端子２７を前述の電子基板１６の電子回路のトリガー端子に配線接続すれば、操作中に後輪４の回転にともない自動的に音声の切り替えや、電球の点滅を制御することができる。図５に示す自動スイッチ機構は一応用例であり同様の目的を持つ機構はウォーム歯車２３を使用せずとも平歯車の組合せにても容易に製作可能であり、またカム形状も目的に応じて変形可能である。さらに図５に示す自動スイッチ機構は図３における前車軸１１に載置してもよい。あるいは独立の機構として本体に載置してもよい。または機構部品をもちいずに電気的に処理してもよい。
【００２２】
上記の実施例においては、本発明の手動発電玩具を自動車形の走行玩具として説明したが、実用に当たっては本体１やシャーシ２を例えば動物の形にしてもよく、手押し走行により得られた蓄電池１３内の残存電力による直流モータ９の回転は、歯車輪列を切り替えて、例えば犬の耳を揺らしたりするような車輪回転以外の機能に使用するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記の実施例においては、後輪４に直流モータ９を接続した例を用いて説明したが、クラッチの回転方向を変えて前輪３に直流モータ９を接続するようにしてもよい。
【００２４】
さらに、各車輪の数量や形状は外形デザインに合わせて、変更可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の手動発電玩具は、従来の手押し走行玩具に簡単な構造で電気的な付加機能をつけることができ、電池の取り替えやわずらわしい充電操作をすることなく、容易に操作することのできる玩具を提供できる効果を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】手動発電玩具の外観を示した斜視図である。（実施例１）
【図２】手動発電玩具の操作状態を示した説明図である。（実施例１）
【図３】手動発電玩具の内部構造を示した説明図である。（実施例１）
【図４】手動発電玩具の輪列を示した説明図である。（実施例１）
【図５】手動発電玩具の自動スイッチ機構の例を示した説明図である。（実施例２）
【符号の説明】
１ 本体
２ シャーシ
３ 前輪
４ 後輪
５ 電球
６ 音だし穴
７ スイッチ
８ 歯車箱
９ 直流モータ
１０ 後車軸
１１ 前車軸
１２ スピーカ
１３ 蓄電池
１４ 蓄電池陽極
１５ 蓄電池陰極
１６ 電子基板
１７ クラッチ
１８ 歯車Ａ
１９ 歯車Ｂ
２０ 歯車Ｃ
２１ 歯車Ｄ
２２ モータ歯車
２３ ウォーム歯車
２４ カム歯車
２５ カム
２６ スイッチ片
２７ スイッチ端子

Claims (2)

1. 手動による回転輪と、増速輪列を介して前記回転輪に連結された直流モータと、前記直流モータに蓄電池を介して接続した付加機能部とを備えることを特徴とする手動発電玩具。
2. 請求項１に記載の手動発電玩具において、前記増速輪列に加えて直流モータの電動回転時に動作する輪列を備えることを特徴とする手動発電玩具。

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