JP2005270196A - 二輪走行玩具 - Google Patents

Abstract

【課題】限られたスペースで且つ変化に富んだ走行路を走行させることができるとともに、その走行方向を容易に転換させることができ、年少者にも走行を楽しむことができる二輪走行玩具を提供すること。
【解決手段】基台２にはアーム部材３が水平方向に回転可能且つ上下方向に揺動可能に支持され、上記アーム部材３部材の先端に回動可能に連結された懸垂部材６に回動可能に軸支された走行玩具１は前輪４を回転させる駆動機構２０を備え、リモートコントローラ５の発信する制御信号を受信する受信部３１と、受信した制御信号に基づいて上記駆動機構２０を制御して上記前輪４を前転又は後転させる制御部３２と、走行時の効果音を出力する効果音出力部３３とを備えた制御ユニット７は上記アーム部材３の後端に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、二輪走行玩具、詳しくは、アーム部材に支持されて基台を中心に周回する二輪走行玩具であって、前輪の回転方向を制御することにより方向転換させることができる二輪走行玩具に関するものである。

リモートコントローラで遠隔操作して制御する走行玩具としては四輪走行玩具が一般的である。一方、同じ走行玩具であっても二輪走行玩具は直進させることはできるが、方向転換させることが難しいため、単に直進だけさせるだけの二輪走行玩具が実用化されているが、遠隔操作で二輪走行玩具を走行させるものも提案されている。（例えば、特許文献１）。この二輪走行玩具は、車体フレームの先端部側にフロントフォークを弾性的に制御トルクを伝達する操作方向制御機構と弾性手段とを有するステアリング部を設け、直進走行させる場合は、走行中に車体が左に倒れようとすると前輪を左に傾け、車体が右に倒れようとすると前輪を右に傾けて車体を逆に押し戻そうという働きを作用させて車体のバランスを保って直進させ、方向変換する際には前輪を傾けて直進走行時のバランスを崩して倒れようとする力を利用して旋回させることができるようになっているものである。
特開平８−３８７４６号公報

本発明が解決しようとする問題点は、上述の二輪走行玩具は直進する走行玩具のバランスを崩して倒れようとする力を利用して、旋回させることができるようにしたもので、走行させるためには広いスペースが必要となり、例えばテーブルの上などの限られた空間で走行させることができない点であり、バランスの崩し加減もテクニックが必要となり年少者が遊ぶには難しい点であった。

本発明は、上記問題点を解決し、限られたスペースで且つ変化に富んだ走行路を走行させることができるとともに、その走行方向を容易に転換させることができ、年少者にも走行を楽しむことができる二輪走行玩具を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明に係る二輪走行玩具は、以下の要件を備えることを特徴とする。
（イ）基台にはアーム部材が水平方向に回転可能且つ上下方向に揺動可能に支持され、該アーム部材の先端には走行玩具が後端には走行玩具の走行を制御する制御ユニットがそれぞれ取り付けられていること
（ロ）上記走行玩具は上記アーム部材の先端に取り付けられた懸垂部材に吊り下げられていること
（ハ）上記懸垂部材は上記アーム部材に回動可能に軸支され、上記走行玩具は懸垂部材に回動可能に軸支されていること
（二）上記走行玩具は前輪を回転させる駆動機構を備え、該駆動機構は上記制御ユニットに作動制御されること
（ホ）上記制御ユニットはリモートコントローラの発信する制御信号を受信する受信部と、該受信部の受信した制御信号に基づいて上記駆動機構を制御して上記前輪を前転又は後転させる制御部と、走行時の走行音等の効果音を出力する効果音出力部とを備えること

なお、前記制御部は前記リモートコントローラの所定の操作により、前記走行玩具の発進するタイミングを指定することができ、前記受信部が指定されたタイミングより早く前記駆動機構を制御する制御信号を受信した場合は、フライイングと判断し、フライイングを知らせる音声を出力するとともに、走行玩具が走行できないようにしてもよい。

請求項１の発明によれば、上記走行玩具は、前輪を前転させて周回走行中に、リモートコントローラを操作して前輪の回転方向を制御することにより、懸垂部材を中心に向きが変わるので前輪の回転方向を変えるだけの簡単な制御で走行玩具をスピンさせてＵターンさせることができる画期的な二輪走行玩具を提供することができる。

請求項２の発明によれば、走行玩具のスタートタイミングをカウントダウンで知らせるとともに、フライイング時にはフライイングを音声で知らせるとともに走行玩具を走行させないようにするので、単に走行させるだけではなくレースを楽しむことができる。

基台に水平方向に回転可能且つ上下方向に揺動可能に支持されたアーム部材の先端には走行玩具を取り付け、後端には走行玩具の走行を制御する制御ユニットを取り付け、上記走行玩具を上記アーム部材の先端に取り付けられた懸垂部材に吊り下げるとともに、上記懸垂部材を上記アーム部材に回動可能に軸支させ、上記走行玩具を懸垂部材に回動可能に軸支させ、上記走行玩具の前輪を回転させる駆動機構は上記制御ユニットに作動制御されるようにし、上記制御ユニットはリモートコントローラの発信する制御信号を受信する受信部と、該受信部の受信した制御信号に基づいて上記駆動機構を制御して上記前輪を前転又は後転させる制御部と、上記制御信号の受信時には走行時の効果音を出力する効果音出力部とを備えることことにより、リモートコントローラからの制御信号で上記走行玩具は基台を中心に周回走行できるようにした。

図１は、本発明に係る二輪走行玩具の一例を示し、この二輪走行玩具は、走行玩具１が基台２に水平方向に回転可能且つ上下方向に揺動可能に支持されたアーム部材３の先端に取り付けられ、前輪４を前転させるとアーム部材３に支持されて基台２を中心に周回走行をするとともに、周回走行時に前輪４の回転方向を操作してスピンさせてＵターンさせることができるようになっているもので、上記前輪４の前転、後転はリモートコントローラ５で遠隔制御することができるようになっているものである。

上記アーム部材３は樹脂又は金属製の中空のパイプで構成され、先端には走行玩具１を吊り下げる懸垂部材６が、後端には上記リモートコントローラ５から発信される制御信号を受信して上記前輪４の回転を制御する制御ユニット７がそれぞれ設けられ、基台２上に支持部材１０で水平方向に回転可能且つ上下方向に揺動可能に支持されている。

アーム部材３は重心が走行玩具１側に位置するように、制御ユニット７近傍が支持部材１０に上下方向に揺動可能に支持されている。

上記支持部材１０は略Ｕ字状に形成され、底部から下方に突出した支軸１０ａが基台２の中央に立設する支柱１１に形成された嵌合凹部１１ａに遊嵌して水平方向に回転可能に支持され、Ｕ字状の二又部でアーム部材３を左右から支軸１２で上下方向に揺動可能に支持しているので、基台２に対してアーム部材３を水平方向に回転可能且つ上下方向に揺動可能に支持することができるようになっている。

懸垂部材６は、図２に示すように、逆Ｌ字状に折り曲げられた中空の樹脂又は金属のパイプで構成され、横部材６ａの先端が、アーム部材３の先端に回動可能に連結され、縦部材６ｂの下端は走行玩具１の軸受部８に回動可能に軸支された連結軸９に着脱可能に連結されている。なお、連結軸９の下部周面には半月状のリブ９ａが突出形成され、軸受部８の内周面にはリブ９ａの端面に係合する係合突部８ａが形成されているので、走行玩具１は図３（ａ）（ｂ）に示すように、前輪４がアーム部材３側を１８０度回動できるようになっており、アーム部材３に対し走行玩具１は上下方向及び水平方向に回動できるようになっている。

なお、懸垂部材６の折り曲げ角度αは、図４（ａ）に示すように、約８５度に設定されているので、走行玩具が回動時には、図４（ｂ）に示すように、前輪４が走行面から離れ、後輪１３のみが走行面に接地するようになっている。このことにより、アーム３が回転すると走行玩具１は後輪１３を支点として前輪が中心方向に向かって回動することができるようになっている。

走行玩具１は、懸垂部材６の縦部材６ｂの先端に設けたプラグ６ｃを軸受部８に回動可能に軸支された連結軸９の上端に設けたジャック９ｂに差し込むことにより懸垂部材６と連結軸９とが連結され、フリーに回転する後輪１３と、車体１４に配置されたモータ１５を駆動力として前後転する前輪４とを備えたオートバイを模して形成された二輪走行玩具で、ライダー１６が乗車した状態で構成されている。

車体１４の内部には上記前輪４を駆動する駆動機構２０が配置されている。この駆動機構２０は上述のモータ１５と、このモータ１５の出力軸に固定されたピニオン２１に噛み合う減速歯車２２と、この減速歯車２２に噛み合う中間歯車２３と、この中間歯車２３に噛み合うピニオン２４と、このピニオン２４の軸２５の端部に固定された駆動歯車２６とで構成され、この駆動歯車２６は前輪４の車軸に固定されたクラウン歯車２７に噛み合うようになっており、モータ１５が回転すると、減速歯車２２、中間歯車２３、駆動歯車２６を介して最終的にクラウン歯車２７が回転して前輪４が回転するようになっており、モータ１５を正逆回転させることにより前輪４を前後転させることができるようになっている。

上記モータ１５に接続された配線２８は、プラグ６ｃとジャック９ｂとで中継され、中空の連結軸９、懸垂部材６及びアーム部材３の中を通って、アーム部材３の後端に取り付けられた制御ユニット７まで到達し、制御ユニット７内に配置された制御部３２によって上記モータ１５を正転、逆転することができるようになっている。

制御ユニット７は上面にセレクトスイッチ３０と受信部３１であるピンフォトダイオードとが配置され、内部には上記受信部（ピンフォトダイオード）３１で受信したリモートコントローラから発信される制御信号に基づいて上記駆動機構２０を制御する制御部３２（プログラマブル音声合成ＩＣ）、走行玩具１の走行音などの効果音を出力する効果音出力部（スピーカ）３３及びバッテリー３４とが配置され、電源スイッチ３５をＯＮすることにより、制御ユニット７は動作するようになっている（図５（ａ）参照）。

上記セレクトスイッチ３０は走行玩具１を選択するスライドスイッチで、制御部３２の入力端子Ｄ３、Ｄ４を短絡させれば一方の走行玩具（制御ユニット）を選択し、入力端子Ｄ３、Ｄ４を開放させれば他方の走行玩具（制御ユニット）を選択できるようになっている。

なお、図５（ａ）において、符号３６はモータ正逆制御回路を示し、制御部３２の出力端子Ｄ０がＯＮになればモータ１５を正回転させる方向に駆動電流を流し、出力端子Ｄ１がＯＮになればモータ１５を逆回転させる方向に駆動電流を流すように駆動電流を制御するものであり、符号３７は出力端子Ｖ０から出力される音声信号を増幅しスピーカ３３に供給するアンプ回路を示す。

リモートコントローラ５は、上記走行玩具１のモータ１５の回転を遠隔制御し走行玩具１を走行させるとともに任意のタイミングでＵターンさせるためのもので、前面には赤外線発光ダイオード４０が配置され、上面には走行玩具１を選択する選択機能を備えた電源スイッチ４１とモータ１５を正逆回転させるための前進ボタン４２及び後進ボタン４３の２つの押しボタンとが配置され、内部には上記押しボタン４２、４３の押し操作に基づいてモータ１５の制御信号を生成する制御部（ＣＰＵ）４４及びバッテリー４５が配置されている。上記電源スイッチ４１はスライドスイッチで構成され、中立位置では電源ＯＦＦ状態で、一方にスライド（図１上で左側）させたときには電源ＯＮになるとともに一方の走行玩具１（以降、走行玩具Ａとする）を選択でき、他方にスライド（図１上で右側）させたときには電源ＯＮになるとともに他方の走行玩具１（以降、走行玩具Ｂとする）を選択できるようになっている（図５（ｂ）参照）。

なお、図５（ｂ）において符号４６は前進ボタン４２に対応して配置されたスイッチ、符号４７は後進ボタン４３に対応して配置されたスイッチを示し、スイッチ４６、４７がＯＮしている間、制御部４４はモータ１５を正逆回転させる制御信号をＩＲコントロール回路４８に出力し、赤外線発光ダイオード４０を発光させて制御信号を発信するようにプログラミングされている。

また、上記制御部は、所定の操作（本発明では、押しボタン４２、４３の何れかを押しながら電源スイッチ４１をＯＮする）をすると、モータ１５の制御信号に代えてスターター信号を送信するようになっている。

このスターター信号は、走行玩具１の発進するタイミングを指示するもので、このスターター信号を受信した制御ユニット７は、スピーカ３３からカウントダウン音（例えば、「ピッ」音）を繰り返し出力し、カウントゼロになると発進を許可するスタート合図音（例えば「ピー」音）を出力するようになっており、カウントゼロの後にモータ１５の制御信号を受信した場合は走行玩具１を発進させ、カウントゼロの前にモータ１５の制御信号を受信した場合はフライイングを知らせる音（例えば「ブルルルル」音）を出力するとともに、走行玩具を発進させず止まったままの状態にするためにモータ１５を駆動させる信号は出力しないようにプログラミングされている。

なお、リモートコントローラ５で走行玩具Ａ、Ｂの何れかを選択した時のリモートコントローラ５から発信される制御信号は、走行玩具Aを選択した場合は、図６（ａ）に示すように、送信されるデータにヘッダＡ（例えば、二進数で０１）が付与され、走行玩具Ｂを選択した場合は、図６（ｂ）に示すように、送信されるデータにヘッダＢ（例えば、二進数で１０）が付与され、そのデータの出力される周期はＡの制御信号とＢの制御信号とが異なるように（例えば、４５ｍｓｅｃ、７５ｍｓｅｃ毎に出力）なっていればよい。

次に、上記構成の二輪走行玩具の走行態様について説明する。

先ず、リモートコントローラ５の電源スイッチを入れる際、どちら（例えば、Ａ、Ｂ）の走行玩具を走行させるかを選択する。この電源スイッチはスライドスイッチで、左右の何れかにスライド移動させると、電源がＯＮするとともに、走行玩具（制御ユニット）をＡ、Ｂの何れかに指定することができる。

次に、制御ユニット７の電源スイッチ３５をＯＮするとともに、自分の走行玩具がＡ、Ｂの何れかを上記リモートコントローラ５の設定に合わせてセレクトスイッチ３０で選択すればよい。

リモートコントローラ５と制御ユニット７との整合性を取ったならば、実際に走行玩具１を走行させればよい。

走行玩具１を走行させるためには、先ず前進ボタン４２を押せばよい。前進ボタン４２を押し操作すると、押している間だけモータ１５を正回転させる制御信号が発光ダイオード４０から出力される。この制御信号をピンフォトダイオード３１で受信した制御ユニット７は、モータ１５を正回転させる信号をモータ正逆制御回路３６に出力し、モータ１５に順方向の駆動電流を流して正回転させる。モータ１５が正回転すると、歯車群を介して前輪４が前転するので、走行玩具１は直進しようとするが、基台３に回転可能に配置されたアーム部材３の先端に取り付けられているため、走行玩具１は基台３の回りを周回走行することになる。

また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、走行面に、ジャンプ台５０や山形のスロープ５１が配置されていても、走行玩具１を吊り下げている懸垂部材６がアーム部材３の先端に回動可能に取り付けられているので走行玩具１は、斜面に合わせて前上がり、前下がりの姿勢を自由にとることができるので、平坦な走行面だけを単に走行するだけではない変化にとんだ走行面を走行させることができる。

そして、図８に示すように、矢印ａ方向に前進走行している走行玩具１をＵターンさせたい場合は、先ず前進ボタン４２に代えて後進ボタン４３を押す。後進ボタン４３を押すと、押している間だけモータ１５を逆回転させる制御信号が発光ダイオード４０から出力される。この制御信号をピンフォトダイオード３１で受信した制御ユニット７は、モータ１５に逆方向の駆動電流を流し、モータ１５を逆回転させる。モータ１５が逆回転すると、歯車群を介して前輪４が後転するので、走行玩具は矢印ｂ１方向にバック走行する。

ある程度バック走行した（周回方向に慣性力が出る）時点で後進ボタン４３に代えて前進ボタン４２を押すと、前輪４前転して前輪４にブレーキが掛かった状態になるが、アーム部材３を含め走行玩具１は慣性で周方向（矢印ｂ２）に回転を続けようとするので、走行玩具１は引きずられるように前輪４が内方に移動し、図３（ｃ）に示すように、前輪４が浮き上がり、走行玩具１は後輪１３を支点に時計方向（矢印ｂ３、ｂ４、ｂ５方向）にスピンして前を向く状態になるので、このタイミングに再び前進ボタン４２を押し操作すると、体勢を立て直して逆方向（矢印ｂ６）方向に前進走行させることができる。

上述のように、前進走行中の走行玩具のモータ１５を逆回転させ、一旦バック走行させた後、モータ１５を正回転させることにより走行玩具１を強制的にスピンさせてＵターンさせることができ、アーム部材３で支持され走行形態は周回走行であるという限定された走行形態ではあるが、単に周回走行するだけではなく強制的にスピンを起こしてＵターンをさせるという画期的な二輪走行玩具を実現することができる。

なお、図９に示すように、走行玩具１をジャンプ台５０や山形のスロープ５１を完全走破させないで、上り坂の途中で前進ボタン４２の押圧をやめた場合、矢印ｃ１の向きで前進走行してきた走行玩具１は、矢印ｃ２を向いた状態で上り坂の途中で停止するが、走行玩具１とアーム３とは傾斜を下る方向にバックで戻りだす（矢印ｄ１方向）、このときも走行玩具は前輪側が内方向にしか回動できないので後輪を支点に前輪側が内方に回動して前輪が浮き上がるので、走行玩具１は懸垂部材６を中心に矢印ｄ２方向にスピンして前（矢印ｄ３方向）を向くようになるので、このタイミングに再び前進ボタン４２を押し操作すると、体勢を立て直して矢印ｄ４方向に前進走行させることができ、坂の途中で前進走行を止めることにより走行玩具をＵターンさせることができる。

上述の走行玩具の場合は単独走行について説明したが、２台の走行玩具でレースを実行することができるようになっている。この場合は、図１０に示すように、走行玩具１、１’のアーム部材３、３’を支持する支持部材１０、１０’をジョイント部材５２を介して上下に連結すればよい。なお、下側に位置するアーム部材３に取り付けられる懸垂部材６よりも、横軸の長い懸垂部材６’が上側に位置するアーム部材３’には取り付けられているので、外側に位置する走行玩具１’の一周する距離は内側の走行玩具１の一周する距離よりも長くなるため、若干不利になるがその位置はオペレータ同士で適宜決めればよい。

２台の走行玩具１、１’を別々のリモートコントローラ５、５’で操作するため、リモートコントローラ５、５’と制御ユニット７、７’との組合せを決める必要があるが、この組合せはリモートコントローラ５、５’の電源スイッチ４１、４１’の位置と、制御ユニット７、７’のセレクトスイッチ３０、３０’の選択位置とを対応させればよい。例えば走行玩具１をＡ、走行玩具１’をＢに選択する場合は、電源スイッチ４１とセレクトスイッチ３０をそれぞれＡ側に、電源スイッチ４１’とセレクトスイッチ３０’をそれぞれＢ側にスライドすればよい。

次に、２つの走行玩具１、１’が同時にスタートできるように、走行玩具１、１’の発進するタイミングを指示するスターター信号をリモートコントローラ５、５’の何れかから発信すればよい。このスターター信号はリモートコントローラ５、５’の何れかからも発信することができるが、リモートコントローラ５でスターター信号を発信する場合について説明する。スターター信号を発信する為にはボタン４２を押しながら電源スイッチ４１をＯＮすればよい。制御回路４４は電源スイッチ４１のＯＮ時に押しボタンが押されている場合は、モータの制御信号ではなくスターター信号を生成すると判断し、生成したスターター信号は赤外線発光ダイオード４０から出力される。

スターター信号は両方の制御ユニットが受信できるようにデータに付与されるヘッダが共通のヘッダ（例えば、ヘッダＡ−Ｂ（二進数で１１））で構成され（図６（ｃ）参照）、スターター信号を受信した制御ユニット７、７’は、それぞれのスピーカ３３からカウントダウン音（例えば、「ピッ」音）を同時に繰り返し出力し、カウントゼロになると発進を許可するスタート合図音（例えば「ピー」音）を同時に出力するようになっているので、オペレータはスタート合図音に合わせてそれぞれのリモートコントローラ５、５’の前進ボタン４２、４２’を押せば、リモートコントローラ５、５’からモータの制御信号が発信され、制御ユニット７、７’の制御部３２はカウントダウンゼロの前に受信したか否かを判断し、カウントダウンゼロの前に受信した場合はフライイングを知らせる音を出力して走行玩具の発進をさせないようにし、カウントダウンゼロの前でなければモータの制御信号を受け入れてモータ１５を正回転させ走行玩具を前進走行させる。

なお、２つのコントローラ５、５’から発信されるモータの制御信号は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、周期が異なるので、図６（ｄ）に示すように、信号の重なる部分は無視され、重ならない部分の信号が有効になり、２つのコントローラから発信する制御信号で２つの走行玩具は正常に操縦することができるようになっている。

上述のように、２台の走行玩具を走行させる場合は、単に周回走行させてもよいが、発進するタイミングを設定してレースを行なうことができるし、途中でＵターンさせたり障害物（ジャンプ台や山形のスロープ）を乗り越えたりさせることによりテクニックを競うレースを展開することができる。

なお、上述の走行玩具１は連結軸９が懸垂部材６に着脱可能になっているので、走行玩具を好みのデザインのものや、ハイパフォーマンスモータ、グリップ力の強いタイヤなどを備えた走行玩具に交換することができるため、その形や性能の異なる走行玩具に取り替えて走行を楽しむことができるとともに走行玩具のコレクションも楽しむことができ、販売店も走行玩具を追加して販売することができるので、ユーザーにとってもメーカや販売店にとっても有益な二輪走行玩具を提供することができる。

本発明の走行玩具の一例を説明する斜視図 走行玩具の構成を説明する要部断面図 （ａ）（ｂ）は走行玩具と懸垂部材との関係を説明する平面図 （ａ）（ｂ）は走行玩具と懸垂部材との関係を説明する側面図 （ａ）（ｂ）は制御ユニット及びリモートコントローラのブロック図 （ａ）〜（ｄ）は制御信号の構成を説明するタイムチャート図 （ａ）（ｂ）は走行玩具が障害物を越えて走行する状態の説明図 走行玩具をスピンさせてＵターンさせる状態を説明する平面図 走行玩具を坂の途中でスピンさせてＵターンさせる状態を説明する側面図 走行玩具を２台走行させる場合の構成を説明する斜視図

符号の説明

１ 走行玩具
２ 基台
３ アーム部材
４ 前輪
５ リモートコントローラ
６ 懸垂部材
７ 制御ユニット
２０ 駆動機構
３１ 受信部（ピンフォトダイオード）
３２ 制御部
３３ 効果音出力部（スピーカ）

Claims (2)

1. 以下の要件を備えることを特徴とする二輪走行玩具。
   （イ）基台にはアーム部材が水平方向に回転可能且つ上下方向に揺動可能に支持され、該アーム部材の先端には走行玩具が、後端には走行玩具の走行を制御する制御ユニットがそれぞれ取り付けられていること
   （ロ）上記走行玩具は上記アーム部材の先端に取り付けられた懸垂部材に吊り下げられていること
   （ハ）上記懸垂部材は上記アーム部材に回動可能に軸支され、上記走行玩具は懸垂部材に回動可能に軸支されていること
   （二）上記走行玩具は前輪を回転させる駆動機構を備え、該駆動機構は上記制御ユニットに作動制御されること
   （ホ）上記制御ユニットはリモートコントローラの発信する制御信号を受信する受信部と、該受信部の受信した制御信号に基づいて上記駆動機構を制御して上記前輪を前転又は後転させる制御部と、走行時の走行音等の効果音を出力する効果音出力部とを備えること
2. 前記制御部は前記リモートコントローラの所定の操作により、前記走行玩具の発進するタイミングを指定することができ、前記受信部が指定されたタイミングより早く前記駆動機構を制御する制御信号を受信した場合は、フライイングと判断する、請求項１記載の二輪走行玩具。

Images