JP2009101127A - 走行玩具用操舵制御装置及び走行玩具 - Google Patents
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Abstract
【課題】自律的に前方の障害物との衝突を回避することのできる走行玩具用を提供する。
【解決手段】操舵装置20によって前輪2c,2cの向きを変える走行玩具1の操舵制御装置18であって、異なる波長の赤外線λ1,λ2を発する発光部11,12と、前記走行玩具1の前方斜め左右方向の障害物によって反射した赤外線λ1,λ2の反射光を受光する受光部13と、受光部13が受光した赤外線の波長に応じて前輪2c,2cの向きを所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に変えるよう操舵装置20を制御するコイル通電制御部19とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】操舵装置20によって前輪2c,2cの向きを変える走行玩具1の操舵制御装置18であって、異なる波長の赤外線λ1,λ2を発する発光部11,12と、前記走行玩具1の前方斜め左右方向の障害物によって反射した赤外線λ1,λ2の反射光を受光する受光部13と、受光部13が受光した赤外線の波長に応じて前輪2c,2cの向きを所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に変えるよう操舵装置20を制御するコイル通電制御部19とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、走行玩具用操舵制御装置及びその走行玩具用操舵制御装置を備える走行玩具に関する。
従来、例えば特許文献1に記載されているような、自動車型に代表される走行玩具では、無線操作による操舵ができるようになっている。そのため、この操舵によって前方の障害物との衝突を回避することが可能であった。
特開2004−305769号公報
しかしながら、特許文献1に記載の発明は、玩具本体が障害物を検知できないため、無線操作が未熟であると誤操作等による障害物との衝突で玩具本体を破損させてしまうことがあった。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、自律的に前方の障害物との衝突を回避することのできる走行玩具用操舵制御装置及び当該走行玩具用操舵制御装置を備える走行玩具の提供を課題とする。
請求項1の発明は、
走行玩具に搭載され、当該走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに波長の異なる別々の種類の赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記発光部から発せられ且つ障害物によって反射された赤外線を受光可能に構成された受光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記受光部で受光された赤外線の波長が前記発光部から発せられた赤外線の波長の少なくとも1つに合致したときに、その合致した赤外線の波長に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
走行玩具に搭載され、当該走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに波長の異なる別々の種類の赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記発光部から発せられ且つ障害物によって反射された赤外線を受光可能に構成された受光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記受光部で受光された赤外線の波長が前記発光部から発せられた赤外線の波長の少なくとも1つに合致したときに、その合致した赤外線の波長に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の走行玩具用操舵制御装置であって、
前記制御部は、前記受光部で受光された赤外線の波長が前記発光部から発せられた赤外線の波長の少なくとも1つに合致したときに、その合致した赤外線の波長及び強度に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御することを特徴とする。
前記制御部は、前記受光部で受光された赤外線の波長が前記発光部から発せられた赤外線の波長の少なくとも1つに合致したときに、その合致した赤外線の波長及び強度に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御することを特徴とする。
請求項3の発明は、
走行玩具に搭載され、当該走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに別々のタイミングで赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記発光部から発せられ且つ障害物によって反射された赤外線を受光可能に構成された受光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記受光部で受光された赤外線の受光タイミングに応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
走行玩具に搭載され、当該走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに別々のタイミングで赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記発光部から発せられ且つ障害物によって反射された赤外線を受光可能に構成された受光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記受光部で受光された赤外線の受光タイミングに応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
請求項4の発明は、請求項3に記載の走行玩具用操舵制御装置であって、
前記制御部は、前記受光部で受光された赤外線の受光タイミング及び強度に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御することを特徴とする。
前記制御部は、前記受光部で受光された赤外線の受光タイミング及び強度に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御することを特徴とする。
請求項5の発明は、
操舵装置によって操舵輪の向き又は左右の駆動輪の相対回転速度を変える走行玩具の操舵制御装置であって、
前記走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに波長の異なる別々の種類の赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具の前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光の波長に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
ここに、「左右の駆動輪の相対回転速度」を変える態様としては、第1に、一方の駆動輪の回転速度を他方の駆動輪の回転速度よりも遅くする(速度ゼロの場合を含む)こと、第2に、左右の駆動輪の回転を互いに逆方向とすること、が挙げられる。
操舵装置によって操舵輪の向き又は左右の駆動輪の相対回転速度を変える走行玩具の操舵制御装置であって、
前記走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに波長の異なる別々の種類の赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具の前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光の波長に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
ここに、「左右の駆動輪の相対回転速度」を変える態様としては、第1に、一方の駆動輪の回転速度を他方の駆動輪の回転速度よりも遅くする(速度ゼロの場合を含む)こと、第2に、左右の駆動輪の回転を互いに逆方向とすること、が挙げられる。
請求項6の発明は、請求項5に記載の走行玩具用操舵制御装置であって、
前記制御部は、前記受光部が受光した前記反射光の波長及び強度に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御することを特徴とする。
前記制御部は、前記受光部が受光した前記反射光の波長及び強度に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御することを特徴とする。
請求項7の発明は、
操舵装置によって操舵輪の向き又は左右の駆動輪の相対回転速度を変える走行玩具の操舵制御装置であって、
前記走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに別々のタイミングで赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具の前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光の受光タイミングに応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
操舵装置によって操舵輪の向き又は左右の駆動輪の相対回転速度を変える走行玩具の操舵制御装置であって、
前記走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに別々のタイミングで赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具の前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光の受光タイミングに応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置である。
請求項8の発明は、請求項7に記載の走行玩具用操舵制御装置であって、
前記制御部は、前記受光部が受光した前記反射光の受光タイミング及び強度に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御することを特徴とする。
前記制御部は、前記受光部が受光した前記反射光の受光タイミング及び強度に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御することを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の走行玩具用操舵制御装置であって、
前記発光部は前記走行玩具の前部左右にそれぞれ設けられ、前記受光部は前記走行玩具の前部中央に設けられていることを特徴とする。
前記発光部は前記走行玩具の前部左右にそれぞれ設けられ、前記受光部は前記走行玩具の前部中央に設けられていることを特徴とする。
請求項10の発明は、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の前記走行玩具用操舵制御装置を備えることを特徴とする走行玩具である。
請求項1〜9のいずれか一項に記載の前記走行玩具用操舵制御装置を備えることを特徴とする走行玩具である。
請求項11の発明は、請求項10に記載の走行玩具であって、
前記赤外線とは異なる種類の赤外線を発する無線コントローラを備え、前記制御部は、前記無線コントローラからの赤外線によって速度制御を行うように構成されていることを特徴とする。
前記赤外線とは異なる種類の赤外線を発する無線コントローラを備え、前記制御部は、前記無線コントローラからの赤外線によって速度制御を行うように構成されていることを特徴とする。
請求項12の発明は、請求項11に記載の走行玩具であって、
前記無線コントローラからの赤外線を前記受光部によって受光するように構成されていることを特徴とする。
前記無線コントローラからの赤外線を前記受光部によって受光するように構成されていることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、反射光の受光波長に基づいて、前方斜め左右方向のどちらの領域に障害物が存在するかに応じて、障害物を回避するために適切な操舵を走行玩具に行わせることができる。
請求項2に記載の発明によれば、制御部は、受光部が受光した反射光の波長及び強度に応じて、障害物との衝突を回避する方向に走行玩具を操舵するよう操舵装置を制御するので、的確に障害物との衝突を回避することができる。
請求項3の発明によれば、反射光の受光タイミングを認識することにより前方斜め左右方向のどちらの領域に障害物が存在するかに応じて、障害物を回避するために適切な操舵を走行玩具に行わせることができる。
請求項4に記載の発明によれば、制御部は、受光部が受光した反射光の受光タイミング及び強度に応じて、障害物との衝突を回避する方向に走行玩具を操舵するよう操舵装置を制御するので、的確に障害物との衝突を回避することができる。
請求項5の発明によれば、走行玩具の操舵制御装置において、この走行玩具の前方斜め左右方向に向けて互いに波長の異なる別々の種類の赤外線を発する発光部と、前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、受光した反射光の波長に応じて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に走行玩具を操舵するよう操舵装置を制御する制御部とを備えているので、前方斜め左右方向のどちらの領域に障害物が存在するかを検知し、この障害物との衝突を回避するために所定の時間だけ衝突を回避する方向に走行玩具の操舵を行うことができる。したがって、走行玩具が自律的に前方の障害物との衝突を回避することができる。
請求項6に記載の発明によれば、制御部は、受光部が受光した反射光の波長及び強度に応じて、障害物との衝突を回避する方向に走行玩具を操舵するよう操舵装置を制御するので、的確に障害物との衝突を回避することができる。
請求項7に記載の発明によれば、走行玩具の操舵制御装置において、この走行玩具の前方斜め左右方向に向けて互いに別々のタイミングで赤外線を発する発光部と、前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、受光した反射光の受光タイミングに応じて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に走行玩具を操舵するよう操舵装置を制御する制御部とを備えているので、反射光の受光タイミングを認識することにより前方斜め左右方向のどちらの領域に障害物が存在するかを検知し、この障害物との衝突を回避するために所定の時間だけ衝突を回避する方向に走行玩具の操舵を行うことができる。したがって、走行玩具が自律的に前方の障害物との衝突を回避することができる。
請求項8に記載の発明によれば、制御部は、受光部が受光した反射光の受光タイミング及び強度に応じて、障害物との衝突を回避する方向に走行玩具を操舵するよう操舵装置を制御するので、的確に障害物との衝突を回避することができる。
請求項9の発明によれば、発光部は前記走行玩具の前部左右にそれぞれ設けられ、受光部は走行玩具の前部中央に設けられているので、発光部から発されて受光部に受光されるまでの赤外線の経路を短くすることができる。これにより、赤外線の減衰を抑えて受光部の感度を高く保つとともに、障害物をより早く検知することができる。
請求項10の発明によれば、障害物検知のための赤外線とは異なる種類の赤外線を発する無線コントローラを備え、制御部は、無線コントローラからの赤外線によって速度制御を行うように構成されているので、走行速度を無線操作することにより遊戯者の趣向を高めることができる。また、速度制御用の制御部を新たに設ける必要がなく、走行玩具本体をコンパクトにすることができる。
請求項11に記載の発明によれば、無線コントローラからの赤外線を障害物検知のための受光部によって受光するように構成されているので、無線コントローラからの赤外線用に新たな受光装置を設ける必要がなく、走行玩具本体をコンパクトにすることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
図1に、本実施の形態に係る操舵制御装置を適用した自動車型の走行玩具1及びこの走行玩具1の速度操作を行う無線コントローラ9の外観図を示す。この走行玩具1の外郭は、図2に示すシャーシ2とボディ3とを含んで構成されている。そして、シャーシ2及びボディ3はプラスチックで構成され、特に限定はされないが、その前部内側及び側部内側にはそれぞれ凹部又は穴部(係合部)が設けられ、この凹部又は穴部をシャーシ2の突部2aに弾性的に係合させることによってボディ3はシャーシ2に取り付けられるようになっている。なお、この走行玩具1は、無線コントローラ9からのコントロール信号(例えば赤外線信号)を受信する後述の受光部13を有している。
図1に、本実施の形態に係る操舵制御装置を適用した自動車型の走行玩具1及びこの走行玩具1の速度操作を行う無線コントローラ9の外観図を示す。この走行玩具1の外郭は、図2に示すシャーシ2とボディ3とを含んで構成されている。そして、シャーシ2及びボディ3はプラスチックで構成され、特に限定はされないが、その前部内側及び側部内側にはそれぞれ凹部又は穴部(係合部)が設けられ、この凹部又は穴部をシャーシ2の突部2aに弾性的に係合させることによってボディ3はシャーシ2に取り付けられるようになっている。なお、この走行玩具1は、無線コントローラ9からのコントロール信号(例えば赤外線信号)を受信する後述の受光部13を有している。
図2にシャーシ2の平面図を示す。このシャーシ2の中央部には、特に限定はされないが、充電可能な電池(ニッカド電池)4が縦置き状態で設置されている。この電池4は電池収納部(指示せず)に取付部材5によって取り付けられている。なお、電池収納部の前後には電池4の負極及び正極に電気的接続可能な導体片6a及び6bが設けられている。この導体片6a及び6bは図示はしないがシャーシ2下側に一部露出しており、この露出する導体片6a及び6bを利用して電池4が充電できるようになっている。
また、シャーシ2の後部にはモータ抑え板10が設けられ、その下部に図示しないモータが収納されている。このモータはDCモータであり、露出した正負端子が電池4の正負極とそれぞれ電気的に接続されている。更に、このモータのモータ軸には歯車8が固定して設けられている。この歯車8は歯車7aと噛合しており、歯車7aは後輪2b,2bを繋ぐ図示しない後輪車軸に固定的に設けられた歯車7bと噛合している。その結果、モータ動力が歯車8から歯車7a、7bへ順次に伝達されて、後輪2b、2bが回転駆動されるようになっている。
また、シャーシ2の前部には、赤外線を発する2つの発光部11,12と、赤外線を受光する受光部13とが設けられている。発光部11,12は、シャーシ2の左右の最前部に、特に限定はされないが、それぞれ左右の斜め前方45°を中心に赤外線を発するように設けられる。これら左側の発光部11と右側の発光部12とは、互いに異なる波長の赤外線λ1,λ2をいずれも例えば0.5〜0.7秒間隔で発するようになっている。そし
て、受光部13は、シャーシ2の最前面の中央に設けられ、発光部11,12が発して前方の障害物で反射した赤外線λ1,λ2の反射光と、前述の無線コントローラ9からのコントロール信号とを受光する。このように、受光部13は赤外線λ1,λ2とコントロール信号とを受光可能なので、それぞれに別々の受光装置を設ける必要がなく、走行玩具1をコンパクトにすることができる。
て、受光部13は、シャーシ2の最前面の中央に設けられ、発光部11,12が発して前方の障害物で反射した赤外線λ1,λ2の反射光と、前述の無線コントローラ9からのコントロール信号とを受光する。このように、受光部13は赤外線λ1,λ2とコントロール信号とを受光可能なので、それぞれに別々の受光装置を設ける必要がなく、走行玩具1をコンパクトにすることができる。
なお、発光部11,12は、左右方向に位置する2つ以上の複数の領域に向けて、それぞれ波長の異なる複数種類の赤外線を発するようにしてもよい。また、発光部11,12が発する赤外線は所定の照射幅を有するが、左右の両発光部11,12における当該照射幅が互いに重複せず、且つ大きな隙間を生じないように、各発光部11,12における赤外線の照射方向は適宜調節される。なお、この照射幅は、車幅より過度に外方へ広がらないようにするのが好ましい。
また、発光部11,12は、互いに別々のタイミングで赤外線λ1,λ2を発するようにしてもよい。この場合には、赤外線λ1,λ2を互いに異なる波長とする必要はない。
無線コントローラ9は、図1に示すように、スピードボタン9aとターボボタン9bとを備えている。スピードボタン9aは、走行玩具1の走行速度を、通常速度と低速との2段階に変化させることができる。この走行速度は、走行玩具1の起動時には常に低速だが、スピードボタン9aを1回押すと通常速度に、2回押すと低速に戻るようになっている。ターボボタン9bは、1回押すことで走行速度を低速又は通常速度から最高速度まで一時的に急加速することができる。そして、最高速度を10秒間保持した後、自動的に通常速度に戻るようになっている。
図3は、走行玩具1の制御回路を示すブロック図であり、走行玩具1は速度制御装置17及び操舵制御装置18からなる制御装置16を備えている。速度制御装置17は、受光部13によって受信されたコントロール信号に応じてモータ出力を例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御することにより、走行玩具1の走行速度を可変制御している。操舵制御装置18は、赤外線を発する発光部11,12と、前方の障害物によって反射した当該赤外線を受光する受光部13と、受光部13が受光した赤外線の波長に応じて前輪2c,2cの向きを所定の時間だけ障害物を回避する方向に変えるよう、後述するコイル14へ通電して操舵装置20を制御するコイル通電制御部19とを備えている。すなわち、操舵制御装置18は、受光部13が受光した赤外線の反射光の波長を認識することにより前方斜め左右方向のどちらの領域に障害物が存在するかを検知し、その検知結果に応じて、コイル通電制御部19を通じて操舵装置20を制御して障害物との衝突を回避するために所定の時間だけ衝突を回避する方向に操舵をさせる。ここで、上記発光部11,12から発光される赤外線と、無線コントローラ9から発信されるコントロール信号(赤外線信号)とは異なる波長となっている。
なお、コイル通電制御部19は、受光部13が受光した赤外線の波長及び強度に応じて操舵装置20を制御してもよい。すなわち、操舵制御装置18は、受光部13が受光した赤外線の反射光の波長及び強度を認識することにより前方斜め左右方向のどちらの領域に障害物が存在するかを検知し、その検知結果に応じて、コイル通電制御部19を通じて操舵装置20を制御して障害物との衝突を回避するために所定の時間だけ衝突を回避する方向に操舵をさせても良い。また、当該コイル通電制御部19が速度制御装置17の行う速度制御を兼ねるように構成してもよい。このようにコイル通電制御部19が速度制御を兼ねるようにすれば、速度制御装置17のスペースが不要になり、走行玩具1をコンパクトにすることができる。
続いて、走行玩具1の操舵装置の詳細を説明する。図4に示すように、走行玩具1の操舵装置20は、左右の前輪2c,2cがそれぞれ付設された左右のナックルアーム(回動体)21と、左右のナックルアーム21を相互に連結するタイロッド(連結体)22とを備えている。
ここで、各ナックルアーム21には前輪車軸21aが付設され、この前輪車軸21aに前輪2c,2cが空転可能に付設される。左右のナックルアーム21は、図5に示すように、それぞれ左右の軸21bを中心に回動可能となるようにシャーシ2に支持される。この左右の軸21bの上端部及び下端部は、図7に示すように、下シャーシ2e及び上シャ
ーシ2fの孔部にそれぞれ入り込んでいる。軸21bの上端部が入り込む穴部は上シャーシ2fを上下に貫通し、左右のナックルアーム21は下シャーシ2e及び上シャーシ2fの間で少しばかり上下に動作できるようになっている。一方、タイロッド22は、図5に示すように、その両端部の軸21cの箇所で前記ナックルアーム21の自由端部と回り対偶をなしている。その結果、タイロッド22が左右へ揺動すると、左右のナックルアーム21が軸21bを中心に回動し、左右の前輪2c,2cの向きが変更させられることになる。
ーシ2fの孔部にそれぞれ入り込んでいる。軸21bの上端部が入り込む穴部は上シャーシ2fを上下に貫通し、左右のナックルアーム21は下シャーシ2e及び上シャーシ2fの間で少しばかり上下に動作できるようになっている。一方、タイロッド22は、図5に示すように、その両端部の軸21cの箇所で前記ナックルアーム21の自由端部と回り対偶をなしている。その結果、タイロッド22が左右へ揺動すると、左右のナックルアーム21が軸21bを中心に回動し、左右の前輪2c,2cの向きが変更させられることになる。
タイロッド22の後方にはトリム25が配設されている。このトリム25は、円柱状のシャフト23を備え、この円柱の中心軸に対して回動可能となっている。シャフト23は磁力を帯びており、後述する永久磁石24との吸引力により、タイロッド22を左右いずれにも偏らない位置(中立位置)に保持する働きをする。また、シャーシ2下側に露出するレバー25bをシャフト23の中心軸に対して左右に回動操作することによって、タイロッド22の中立位置を微調整することができる。
また、タイロッド22の中央部には永久磁石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、両端面が上下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極となるように構成されている。一方、タイロッド22の前方には左右にコイル14が設けられている。このコイル14はコアが存在しない丸形空芯コイルであり、各コイル14の一方の端部は、タイロッド22に設けられた永久磁石24の端面に対向している。ここに、特に円板状の永久磁石及び丸形空芯コイルを用いたのは、コイルにコアを入れないことで、玩具全体の小型軽量化を図るためである。なお、丸形空芯コイルの場合にはコイルの磁力発生は弱いが前述のシャフト23に磁力が非常に弱いものを使用すれば問題はない。
図6はコイル通電回路の一部を示している。このコイル通電回路はコイル通電制御部によって通電を制御されるようになっており、このコイル通電回路では、同時に左右のコイル14が通電されるように構成され、同時に左右のコイル14に通電したときは前記永久磁石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14に通電したときには、一方のコイル14と永久磁石24の間では吸引力が働き、他方のコイル14と永久磁石24との間では斥力が働く。これにより、タイロッド22はシャフト23と永久磁石24との吸引力に抗して揺動することになる。この場合、タイロッド22の揺動方向を変えるには、コイル通電制御部によりコイル14に流れる電流の向きを変更すればよい。
なお、左右のコイル14は択一的に通電されるように構成され、通電されたコイル14と永久磁石24との間に働く吸引力又は斥力によってタイロッド22を揺動させるようにしてもよい。
なお、左右のコイル14は択一的に通電されるように構成され、通電されたコイル14と永久磁石24との間に働く吸引力又は斥力によってタイロッド22を揺動させるようにしてもよい。
なお、この操舵装置20は、上記の構造に限定されるものではなく、例えばラックとピニオンの組合せによる機構を用いてもよい。
また、操舵装置は、向きが変わらない左右の操舵輪の回転数を相対的に変更したり、左右の駆動輪の回転速度を相対的に変えることによって、操舵を行うものであっても良い。例えば、左右の駆動輪を反対方向に回転させて走行玩具1の操舵を行ったり、一方の駆動輪のみを回転させることによって走行玩具1の操舵を行う。
また、一旦、走行玩具1の走行を停止させた後に、操舵を行っても良い。
また、操舵装置は、向きが変わらない左右の操舵輪の回転数を相対的に変更したり、左右の駆動輪の回転速度を相対的に変えることによって、操舵を行うものであっても良い。例えば、左右の駆動輪を反対方向に回転させて走行玩具1の操舵を行ったり、一方の駆動輪のみを回転させることによって走行玩具1の操舵を行う。
また、一旦、走行玩具1の走行を停止させた後に、操舵を行っても良い。
図7は自動車玩具のサスペンションを示している。このサスペンションは、リーフスプリング30を含んで構成されている。このリーフスプリング30は上シャーシ2fに設置されている。リーフスプリング30は真ん中がU字状に湾曲した構造となっていて、その湾曲部分を上シャーシ2fに設けられた軸31で軽く押さえる構造となっている。一方、リーフスプリング30の左右端部は、軸21bの上端部が入り込む穴部上に位置し、軸21bの上端に当接している。これによって、リーフスプリング30は、走行玩具1の前輪2c,2cが走行面の起伏に応じて受ける路面からの衝撃を吸収する働きをする。
続いて、カーブ路面の走行時における走行玩具1の動作を説明する。
走行玩具1は、主に図9に示すような専用のコースで使用される。このコース上には、図の下部に示したようなスタートゲートの他、タイヤやドラム缶といった障害物を使用者の好みに応じて配置することができる。走行玩具1が、このコースを走行中に図8に示すような左曲がりのカーブに差し掛かったとき、以下の動作によってカーブ内のコース壁との衝突を自律的に回避することができる。
まず、走行玩具1の右側の発光部12から赤外線λ2が発される。そして、この赤外線λ2は、カーブ内の走行玩具1右手前方のコース壁に反射して受光部13に受光される。受光部13が赤外線λ2を受光すると、コイル通電制御部19は、前輪2c,2cの向きをコース壁との衝突を回避する左向きの所定の方向に変えるようコイル14へ通電する。走行玩具1は変更された前輪2c,2cの向き(図8の矢印A)へ進行方向を変える。その後、所定の時間が経過すると、コイル通電制御部19は前輪2c,2cの向きを直進方向へ戻す。このようにして、走行玩具1は前方のコース壁との衝突を自律的に回避することができる。
上記の説明では走行玩具1が一つの障害物を回避する際の動作を説明したが、発光部11,12と受光部13とは断続もしくは連続的な受発光をしているので、例えば前方左右に断続して複数の障害物が存在した場合においても、走行玩具1はこれら障害物との衝突を回避して走行を続けることが可能である。また、回避対象の障害物は静止体に限定されず、例えば同様の自動車玩具が前方を走行している場合においても、この前方の自動車玩具が赤外線の照射範囲に入ったときに当該自動車玩具を検知して回避行動を取ることができる。
また、発光部11,12が、互いに別々のタイミングで赤外線λ1,λ2を発するようにしてあれば、赤外線λ1,λ2が互いに異なる波長でなくても、受光部13はその受光タイミングによって赤外線λ1,λ2のどちらを受光したかを識別することができる。この赤外線λ1,λ2の受光タイミングに基づき、操舵制御装置18は、前方斜め左右方向のどちらの領域に障害物が存在するかを検知する。
また、発光部11,12は走行玩具1の前方左右に、受光部13は走行玩具1の前部中央に設けられているので、発光部11,12から発されて受光部13に受光されるまでの赤外線λ1,λ2の経路が短くなっており、赤外線λ1,λ2の減衰を抑えて受光部13の感度を高く保つとともに、障害物をより早く検知することができる。
また、発光部11,12が、左右方向に位置する2つ以上の複数の領域に向けて、それぞれ波長の異なる複数種類の赤外線を発するようにしてあれば、より正確に障害物の位置を検知することができ、より少ない回避量で障害物との衝突を回避することができる。
また、コイル通電制御部19が、受光部13の受光した赤外線の波長及び強度に応じて操舵装置20を制御可能であれば、赤外線の強度によって障害物との距離を検知することができる。障害物との距離が検知できれば、例えば上述の走行方向の変更により急に前方に障害物が現れた場合に、この障害物との衝突をより確実に回避することができる。この際、前輪2c,2cの向きを変える速度やタイミングも制御可能であれば、更に確実に障害物との衝突を回避することができる。これは、発光部11,12が互いに別々のタイミングで赤外線を発するようにした場合に、コイル通電制御部19を受光部13の受光した赤外線の受光タイミング及び強度に応じて操舵装置20を制御可能とした際にも同様である。
また、走行玩具1は、図9に示すようなコースの他、図10(a)のような市街路を模したコースや、図10(b)のような工事中の道路を模したコースでも遊ぶことができ、障害物を回避する走行を楽しむことができる。
以上のように、本発明に係る操舵制御装置18を備えた走行玩具1によれば、異なる波長の赤外線λ1,λ2を発する発光部11,12と、障害物によって反射したこれら赤外線λ1,λ2を受光する受光部13と、受光部13が受光した赤外線の波長に応じて前輪2c,2cの向きを所定の時間だけ障害物を回避する方向に変えるよう操舵装置20を制御するコイル通電制御部19とを備えているので、受光部が受光した赤外線の波長を認識することにより前方の障害物の位置を検知し、この障害物との衝突を自律的に回避することができる。
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施形態では、操舵によって衝突を回避する例について述べたが、左右の受光部でほとんど同時に赤外線を受光した場合などに、回避できない障害物であるとし、走行玩具を停止させたり一旦バックさせて走行玩具を操舵するようにしても良い。
例えば、上記実施形態では、操舵によって衝突を回避する例について述べたが、左右の受光部でほとんど同時に赤外線を受光した場合などに、回避できない障害物であるとし、走行玩具を停止させたり一旦バックさせて走行玩具を操舵するようにしても良い。
1 走行玩具
2c 前輪(操舵輪)
9 無線コントローラ
11,12 発光部
13 受光部
18 操舵制御装置
19 コイル通電制御部(制御部)
20 操舵装置
λ1,λ2 赤外線
2c 前輪(操舵輪)
9 無線コントローラ
11,12 発光部
13 受光部
18 操舵制御装置
19 コイル通電制御部(制御部)
20 操舵装置
λ1,λ2 赤外線
Claims (12)
- 走行玩具に搭載され、当該走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに波長の異なる別々の種類の赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記発光部から発せられ且つ障害物によって反射された赤外線を受光可能に構成された受光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記受光部で受光された赤外線の波長が前記発光部から発せられた赤外線の波長の少なくとも1つに合致したときに、その合致した赤外線の波長に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置。 - 前記制御部は、前記受光部で受光された赤外線の波長が前記発光部から発せられた赤外線の波長の少なくとも1つに合致したときに、その合致した赤外線の波長及び強度に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御することを特徴とする請求項1に記載の走行玩具用操舵制御装置。
- 走行玩具に搭載され、当該走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに別々のタイミングで赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記発光部から発せられ且つ障害物によって反射された赤外線を受光可能に構成された受光部と、
前記走行玩具に搭載され、前記受光部で受光された赤外線の受光タイミングに応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置。 - 前記制御部は、前記受光部で受光された赤外線の受光タイミング及び強度に応じて、前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう当該走行玩具の操舵装置を制御することを特徴とする請求項3に記載の走行玩具用操舵制御装置。
- 操舵装置によって操舵輪の向き又は左右の駆動輪の相対回転速度を変える走行玩具の操舵制御装置であって、
前記走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに波長の異なる別々の種類の赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具の前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光の波長に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置。 - 前記制御部は、前記受光部が受光した前記反射光の波長及び強度に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御することを特徴とする請求項5に記載の走行玩具用操舵制御装置。
- 操舵装置によって操舵輪の向き又は左右の駆動輪の相対回転速度を変える走行玩具の操舵制御装置であって、
前記走行玩具の前方斜め左右方向に向けて、互いに別々のタイミングで赤外線を発する発光部と、
前記走行玩具の前方の障害物によって反射した前記赤外線の反射光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光の受光タイミングに応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする走行玩具用操舵制御装置。 - 前記制御部は、前記受光部が受光した前記反射光の受光タイミング及び強度に応じて、前記操舵輪の向き又は前記左右の駆動輪の相対回転速度を変えて所定の時間だけ前記障害物との衝突を回避する方向に前記走行玩具を操舵するよう前記操舵装置を制御することを特徴とする請求項7に記載の走行玩具用操舵制御装置。
- 前記発光部は前記走行玩具の前部左右にそれぞれ設けられ、前記受光部は前記走行玩具の前部中央に設けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の走行玩具用操舵制御装置。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の前記走行玩具用操舵制御装置を備えることを特徴とする走行玩具。
- 前記赤外線とは異なる種類の赤外線を発する無線コントローラを備え、前記制御部は、前記無線コントローラからの赤外線によって速度制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の走行玩具。
- 前記無線コントローラからの赤外線を前記受光部によって受光するように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の走行玩具。
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