JP2009028355A - 走行玩具及び走行玩具装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行方向の変換機構をコンパクトなものとすることにより、全体構造を小さくすることができ走行玩具及び走行玩具装置を提供する。
【解決手段】軸受プレート１５に昇降自在かつ回転自在に支持された第１軸１６と、第１軸１６の外周に相対的に昇降自在かつ回転不能に支持された第２軸１７と、第２軸１７の外周に回転自在に嵌合され、駆動源からの回転が伝達される回転伝動要素１８と、第２軸１７の外周に設けられ、回転伝動要素１８の下面１９から回転が伝達される駆動輪４と、軸受プレート１５及び第１軸１６にそれぞれ設けられ、第１軸１６が下降位置にあるとき互いに係合してその回転を阻止し、第１軸１６が上昇位置にあるとき係合を解除してその回転を許容する係合部２３とを備えてなる。
【選択図】 図５

Description

この発明は、走行玩具及び走行玩具装置に関し、さらに詳細には、駆動輪の回転方向を切り換え、走行方向を変換することが可能な走行玩具及び走行玩具装置に関する。

走行玩具の１つとして、駆動輪の回転方向を切り換えることにより、走行方向を変換して往復運動するスイッチバック式走行玩具が知られている。駆動輪の回転方向を変換する構造は、従来、種々提案されている。

例えば、特許文献１，２には、駆動輪を駆動させる軸に２つのクラウンギヤあるいはベベルギヤを対向して設け、これらのギヤにモータのピニオンを交互に噛み合わせることにより駆動輪の回転方向を変換させる走行玩具が開示されている。しかしながら、これら先行技術は、いずれも車体に平面的に配置したカム機構によってピニオンと２つの歯車との噛み合いを変えるものであるため、全体構造が大きくならざるをえない。また、このようなカム機構を採用した場合には、部品点数が多くなるだけでなく、組み立ての工数が多くなりコスト高となる。
実開昭５１−２４４９２号公報 実開平４−５８２９５号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、走行方向の変換機構をコンパクトなものとすることにより、全体構造を小さくすることができ、また部品点数も少なくて済み、組み立てを簡単に行えることができて製造コストを安価にすることができる走行玩具及び走行玩具装置を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、駆動源からの動力が伝達されて回転する駆動輪と、複数対の従動輪とを有する走行玩具であって、
本体に水平に設けられた軸受プレートと、
この軸受プレートに設けられた孔に貫通して配置され、該軸受プレートに昇降自在かつ回転自在に支持された第１軸と、
前記軸受プレートの下方において前記第１軸の外周に嵌合され、該第１軸に相対的に昇降自在かつ回転不能に支持された第２軸と、
この第２軸の外周に回転自在に嵌合され、駆動源からの回転が伝達される回転伝動要素と、
前記第２軸の外周に設けられ、前記回転伝動要素の下面からから回転が伝達される前記駆動輪と、
前記軸受プレート及び前記第１軸にそれぞれ設けられ、前記第１軸が下降位置にあるとき互いに係合して該第１軸の回転を阻止し、前記第１軸が上昇位置にあるとき係合を解除して該第１軸の回転を許容する係合部とを備え、
前記係合部は前記駆動輪の軸が前記従動輪の軸と平行となる位置であって、該駆動輪が互いに１８０度反転した状態となる２つの位置に対応させて設けられていることを特徴とする走行玩具にある。

前記係合部は、例えば前記第１軸の外周に設けられた係合突起と、前記軸受プレートに設けられた係合溝とからなる構成を採用することができる。

前記第１軸を下降位置に向けて付勢する付勢手段を備えてなる構成を採用することができる。この場合、前記第１軸と前記第２軸との間には環状空間が形成されるとともに、前記第１軸の下端部に外向きフランジが、前記第１軸の上端部に内向きフランジがそれぞれ設けられ、前記付勢手段は前記外向きフランジと前記内向きフランジとの間にあって前記第１軸を取り巻いて配置されたコイルバネからなる構成を採用することができる。

前記第１軸及び第２軸を相対的に昇降自在かつ回転不能とする手段として、前記第２軸の内周に軸方向に沿って突条が形成され、前記第１軸の前記外向きフランジの外周に前記突起に係合する溝が形成されている構成を採用することができる。ことを特徴とする請求 また、この発明は上記走行玩具と、この走行玩具を走行させるための軌道とを備えた走行玩具装置であって、
前記軌道は前記従動輪を支持して案内する１対のガイドレールと、
このレール間に形成され、前記駆動輪を案内する案内面とを備え、
前記第１軸の下端面に突起が形成され、前記ガイドレール間に前記突起が乗り上げて前記第１軸を上昇させる１対のテーパ状突起が軌道方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする走行玩具装置にある。

より具体的には、前記駆動輪は平歯車からなり前記案内面はラックからなる。

この発明によれば、第１軸の下降位置で第１，第２軸が軸受プレートに固定されて駆動輪が回転し、第１軸を上昇させると第１，第２軸が軸受プレートに対して回転して駆動輪が旋回し、１８０度反転した位置で再び軸受プレートに固定されることとなる。このように、駆動輪の回転方向変換は第１軸の昇降及び第１，第２軸の回転によってなされるので、そのための変換機構は平面的に大きくなることがなく、コンパクトなものとすることができる。また、部品点数も少なくて済み、組み立てを簡単に行えることができて製造コストを安価にすることができる。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による走行玩具装置の実施形態を示す全体平面図であり、走行玩具装置は走行玩具１と軌道５０とを備えている。図２は走行玩具を示す平面図、図３は同走行玩具の側面図、図４は方向変換機構を示す側面図、図５は同機構の正面図、図６は同機構の分解斜視図である。

走行玩具１は、この実施形態では箱形に形成された本体２を有し、本体２の側面には前後１対ずつの従動輪３，３が設けられている。軌道５０は１対のレール５１，５１を有し、これらのレール５１，５１に従動輪３，３が支持され、案内されて走行玩具１が走行する。すなわち、走行玩具１はこの実施形態ではレール走行方式のものである。

駆動輪４は本体２の下部に設けられている。駆動輪４は、この実施形態では歯車からなっている。軌道５０のレール５１，５１間には各レールに沿ってラック５２，５２が形成されている。駆動輪４がこれらのラック軌条５２と噛み合って回転することにより、走行玩具１が走行するようになっている。以下、駆動輪４に動力を伝達する伝動機構及び走行方向の変換機構について説明する。

本体２の内部にはバッテリ５からの通電により作動するモータ６と、その動力を伝達する伝動機構が配置されている。すなわち、モータ６の軸にはウォーム７が設けられている。本体２の内部には従動輪３の軸と平行に軸８が配置され、この軸８に設けられたウォームホイール９とウォーム７とが噛み合っている。このウォームホイール９の軸８には、また、大径の平歯車１０が設けられている。本体２の内部には軸８と平行に軸１１が配置され、この軸１１に設けられた小径の平歯車１２と平歯車１０とが噛み合っている。

軸１１には、また、ウォーム１３が設けられている。本体２の内部には軸受プレート１５が水平に設けられ、この軸受プレート１５には第１軸１６とその外周に嵌合された第２軸１７とが垂直に支持されている。ウォーム１３は、第２軸に設けられたウォームホイール１８と噛み合っている。ウォームホイール１８の下面には、クラウンギヤ１９が一体に設けられ、このクラウンギヤ１９と駆動輪４が噛み合っている。このクラウンギヤ１９付きのウォームホイール１８が、駆動輪４に回転を伝達する回転伝動要素を構成している。以上のような伝動機構によりモータ６の動力が駆動輪４に伝達され、該駆動輪４が回転する。

次に走行方向の変換機構について説明する。軸受プレート１５には本体２の幅方向中央に位置するように孔２０が設けられている。この孔２０に第１軸１６が貫通して配置されている。第１軸１６は軸受プレート１５に対して昇降自在かつ回転自在であり、上端に軸受プレート１５に支持させるためのフランジ２１を有している。孔２０の周壁には半径方向外方に延びる１対の係合溝２２，２２が形成されている。これらの係合溝２２，２２は１８０度の角度間隔を置いた対向位置に形成されている。

他方、第１軸１６の外周にはフランジ２１の直下位置において１対の係合突起２３，２３が設けられている。これらの係合突起２３，２３は、第１軸１６が下降位置にあるとき係合溝２２，２２に嵌り込み、互いに係合することが可能である。この係合突起２３，２３が係合溝２２，２２に嵌った状態では、第１軸１６は回転ができない。

第１軸１６は、図６に示すように、組み立ての都合上、上方部１６ａと下方部１６ｂとの２つに分割されている。下方部１６ｂの上端に軸方向に沿って溝２４が形成され、この溝２４に上方部１６ａを係合突起２３，２３の根元まで嵌め込むことにより、上方部１６ａ及び下方部１６ｂが一体化されている。

第２軸１７は軸受プレート１５の下方において第１軸１６の外周に嵌合されている。第２軸１７の内径は第１軸１６の外径よりも大きく、したがって両軸１６，１７間には環状の空隙が形成されている。第２軸１７の上部には環状の段付き部２５が形成され、第２軸１７に嵌合されたクラウンギヤ１９付きのウォームホイール１８は、段付き部２５に支持されている。このクラウンギヤ１９付きのウォームホイール１８は、第２軸１７に対して回転自在である。第２軸１７の下端部には外向きのフランジ２６が設けられている。フランジ２６は外周に切欠部２７を有し（図６参照）、この切欠部２７の端面に設けられた軸２８に、クラウンギヤ１９と噛み合う駆動輪４が支持されている。符合２９で示す部材は、軸２８に取り付けられるブッシュである。

第２軸１７の上端に内向きのフランジ３０が設けられ、また第１軸１６の下端外周に外向きのフランジ３１が設けられている。これらフランジ３０，３１によって第１軸１６と第２軸１７とがほぼ同軸に保たれている。第２軸１７の内周には軸方向に沿って１対の突条３５，３５が形成されている。他方、第１軸１６のフランジ３１の外周には突条３５，３５と嵌り合う溝３６，３６が設けられ、第１軸１６は第２軸１７に対して昇降自在であるが回転不能となっている。

第１軸１６と第２軸１７との間の環状隙間には、第１軸１６を取り巻いてコイルバネ３７が配置されている。このコイルバネ３７の上下端は第２軸１７の上部フランジ３０及び第１軸１６の下部フランジ３１にそれぞれ係止している。このコイルバネ３７により第１軸１６は、下降方向に付勢されている。第１軸１６の下部フランジ３１には、本体２から下方に突出する突起３８が設けられている。この突起３８はフランジ３１に対して偏心した位置に設けられている。他方、軌道５０にはその長さ方向に離間して配置された１対の突起５３が設けられ、これらの突起５３は軌道５０の中心線の両側に配置されている。各突起５３は走行玩具の走行方向に沿って徐々に高くなる傾斜面５４を有し、突起３８が突起５３上に乗り上がることが可能である。

次に上記走行玩具の作用について説明する。第１軸１６は、通常は、その係合突起２３と軸受プレート１５の溝２２，２２とが嵌り合う下降位置にもたらされている。この第１軸１６の下降位置では、第１軸１６及び第２軸１７とも軸受プレート１５に対して回転はしない。このとき、駆動輪４の軸は従動輪３の軸と平行となる位置にある。この状態で走行玩具の従動輪３をレール５１，５１に載せると、駆動輪４が一方のレール５１側のラック５２と噛み合う。

そしてモータに通電し、該モータからウォームホイール１８に動力が伝達されると、ウォームホイール１８及びクラウンギヤ１９が第２軸１７の廻りを回転し、クラウンギヤ１９と噛み合う駆動輪４が回転する。駆動輪４はラック５２と噛み合っていることから推進力が生じ、走行玩具が走行する。走行玩具が軌道５０上を走行して一方の突起５３の位置に到達すると、図７に示すように、第１軸１６の突起３８が突起５３上に乗り上がり、その結果、第１軸１６がコイルバネ３７に抗して上昇する。

第１軸１６が上昇すると係合突起２３が係合溝２２から離脱し、第１軸１６は回転が可能となる。すると、ウォームホイール１８は依然として回転していることから、その回転力によって駆動輪４は回転することなくクラウンギヤ１９と噛み合ったまま旋回し、これに伴って第１軸１６及び第２軸１７が回転する。この第１軸１６及び第２軸１７の回転時において、突起３８は突起５３から離脱して第１軸１６がコイルバネ３７の付勢力により下降しようとするが、係合突起２３は係合溝２２に嵌まる位置にないので、第１軸１６及び第２軸１７は回転を続ける。

そして、第１軸１６及び第２軸１７が１８０度回転し、すなわち駆動輪４が１８０度旋回し、係合突起２３が係合溝２２に嵌まる位置に達すると、コイルバネ３７の付勢力により第１軸１６が下降位置に復帰し、第１軸１６及び第２軸１７は回転が不能となる。この位置は、図８に示すように、図５に示した位置から駆動輪４が１８０度反転した位置であり、駆動輪４の回転方向は前記とは逆方向になる。この結果、反転した駆動輪４は他方のレール５１側のラック５２と噛み合い、走行玩具は前記とは逆方向に走行を始める。そして、走行玩具が他方の突起５３に達すると、前記と同様にして駆動輪４が１８０度反転して逆方向に走行し、このようにして走行玩具はスイッチバック運動をする。

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は以下に記載すように種々の態様を採ることが可能である。
(1) 上記実施形態では第２軸の外周に設けられて駆動輪４に回転を伝達する回転伝動要素として、歯車要素、具体的にはウォームホイール１８が示されているが、ウォームホイール１８に限らず平歯車を用いることもできる。
(2) また、上記実施形態では駆動輪４として平歯車が示されているが、軌道５０のラック５２を無くし、駆動輪４として平歯車に代えてゴム輪を用いることができる。この場合、回転伝動要素１８の下面にクラウンギヤに代えて、ゴム輪との間で回転を伝達するための摩擦力が生じるように摩擦面を形成すればよい。

(3) 第１軸１６を軸受プレート１５に固定するための係合部は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では係合溝２２は軸受プレート１５を貫通しているが、貫通させずに有底のものとしてもよい。このようにすることにより、第１軸１６は係合突起２３，２３を介して軸受プレート１５に支持されるので、フランジ２１は必ずしも設けなくともよい。また、軸受プレート１５の上面に１対の係合突起を設け、フランジの下面に係合突起が嵌り合う係合凹部を設けるようにしてもよい。
(4) この発明の走行玩具は軌道なしでも楽しむことができる。例えば、上記(2) に記載したように駆動輪をゴム輪とし、走行方向を変換させたいときに、本体を持ち上げて第１軸を下端側から指で押し上げれば、駆動輪を旋回させることができる。

この発明による走行玩具装置の実施形態を示す全体平面図である。 走行玩具を示す平面図である。 同走行玩具の側面図である。 方向変換機構を示す側面図である。 同機構の正面図である。 同機構の分解斜視図である。 同機構の作用説明図である。 同機構の作用説明図である。

符号の説明

１ 走行玩具
２ 本体
３ 従動輪
４ 駆動輪
１５ 軸受プレート
１６ 第１軸
１７ 第２軸
１８ ウォームホイール
１９ クラウンギヤ
２０ 孔
２１ フランジ
２２ 係合溝
２３ 係合突起
２６ フランジ
３０ フランジ
３１ フランジ
３７ コイルバネ
３８ 突起
５０ 軌道
５１ レール
５２ ラック
５３ 突起
５４ 傾斜面

Claims (7)

1. 駆動源からの動力が伝達されて回転する駆動輪と、複数対の従動輪とを有する走行玩具であって、
   本体に水平に設けられた軸受プレートと、
   この軸受プレートに設けられた孔に貫通して配置され、該軸受プレートに昇降自在かつ回転自在に支持された第１軸と、
   前記軸受プレートの下方において前記第１軸の外周に嵌合され、該第１軸に相対的に昇降自在かつ回転不能に支持された第２軸と、
   この第２軸の外周に回転自在に嵌合され、駆動源からの回転が伝達される回転伝動要素と、
   前記第２軸の外周に設けられ、前記回転伝動要素の下面から回転が伝達される前記駆動輪と、
   前記軸受プレート及び前記第１軸にそれぞれ設けられ、前記第１軸が下降位置にあるとき互いに係合して該第１軸の回転を阻止し、前記第１軸が上昇位置にあるとき係合を解除して該第１軸の回転を許容する係合部とを備え、
   前記係合部は前記駆動輪の軸が前記従動輪の軸と平行となる位置であって、該駆動輪が互いに１８０度反転した状態となる２つの位置に対応させて設けられていることを特徴とする走行玩具。
2. 前記係合部は前記第１軸の外周に設けられた係合突起と、前記軸受プレートに設けられた係合溝とからなることを特徴とする請求項１記載の走行玩具。
3. 前記第１軸を下降位置に向けて付勢する付勢手段を備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載の走行玩具。
4. 前記第１軸と前記第２軸との間には環状空間が形成されるとともに、前記第１軸の下端部に外向きフランジが、前記第１軸の上端部に内向きフランジがそれぞれ設けられ、
   前記付勢手段は前記外向きフランジと前記内向きフランジとの間にあって前記第１軸を取り巻いて配置されたコイルバネからなることを特徴とする請求項３記載の走行玩具。
5. 前記第１軸及び第２軸を相対的に昇降自在かつ回転不能とする手段として、前記第２軸の内周に軸方向に沿って突条が形成され、前記第１軸の前記外向きフランジの外周に前記突起に係合する溝が形成されていることを特徴とする請求項４記載の走行玩具。
6. 請求項１〜５のいずれか１に記載の走行玩具と、この走行玩具を走行させるための軌道とを備えた走行玩具装置であって、
   前記軌道は前記従動輪を支持して案内する１対のガイドレールと、
   このレール間に形成され、前記駆動輪を案内する案内面とを備え、
   前記第１軸の下端面に突起が形成され、前記ガイドレール間に前記突起が乗り上げて前記第１軸を上昇させる１対のテーパ状突起が軌道方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする走行玩具装置。
7. 前記駆動輪は平歯車からなり前記案内面はラックからなることを特徴とする請求項６記載の走行玩具装置。

Images