JP2015077410A - 可変輪距を有する転動玩具 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が、横断方向車輪間隔を、それぞれ最小の体積と最大の安定性とに対応する２つの位置間で非常に簡単に変更することができる玩具を提案する。
【解決手段】玩具は、少なくとも２つの平行な車輪を備える。少なくとも２つの平行な車輪は、それぞれ、ハブ１４と、トレッド１８が装備されているリム１６と、弾性変形可能な材料で作製されている複数のスポーク２０とを含む。ハブ及びスポークによって形成されているユニットは、スポークに圧縮応力を受けてリムに取り付けられ、それにより、座屈作用の結果、スポークの曲げが生じ、スポークを湾曲させるとともに、ハブの平面をリムの平面に対して軸方向にオフセットさせる。したがって、このユニットは、スポークの曲げ方向に２つの安定位置、すなわち、拡大した輪距を伴う拡張位置と、縮小した輪距を伴う収縮位置とをとることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、本体の両側に配置される少なくとも１対の平行な車輪を備える転動玩具に関する。

このようなタイプの玩具は、例えば、特許文献１（Barse）に開示されている。特許文献１は、個別のモーターによってそれぞれ駆動される独立した２つの車輪に取り付けられた、遠隔制御される転動及び跳躍玩具を記載している。上記のようなことにより、玩具の２つの車輪の一動作で、玩具が前方に動く、後方に動く、回転する、跳躍姿勢をとる等が可能になる。

しかしながら、本発明は、このタイプの玩具に限定されず、他の転動玩具の形態、例えば、複数対の車輪を備える玩具（４輪車等）、又は、車輪が共通軸に接続されている玩具、及び／又は、車輪が双方とも駆動輪若しくは自由輪であることができる玩具にも適用することもできる。

特許文献２、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５は、玩具に適用可能な種々の車輪構成を記載している。

玩具のサイズ、及び玩具の車輪の構成は、非常に多様な要求を満たさなければならず、場合によって、使用者が、（例えば、限られた空間で遊ぶか、若しくは互いに近接している障害物の中間において動き回ることを可能にするように）低減した体積、又は（例えば、平坦でない地面上での敏速な移動、若しくは、跳躍玩具の場合はより良好な跳躍の制御に向けて）高い安定性を求め得る。

これらのコンパクト性及び安定性の要件は、輪距、すなわち、横断方向における２つの車輪間の相互間隔に大きく依存する。狭い輪距では、コンパクトな玩具を得ることが可能になるが、特に玩具の重心がいくぶん高い位置にあると安定性に不利益が生じ、その一方で、広い輪距では、優れた安定性がもたらされるが、玩具の全体積及び玩具の操作性に不利益が生じる。

特開２０１１−４１６９６号 仏国特許第３３６５５１号 国際公開第２００６／０２９４１６号 英国特許第１１１４０８号 仏国特許第７９８５３７号

本発明の目的は、使用者が、横断方向車輪間隔を、それぞれ最小の体積と最大の安定性とに対応する２つの位置間で非常に簡単に変更することができる玩具を提案することにより、この妥協を排除することである。

さらに、本発明の解決策は、機械部品の増加を伴わずに、最小限の材料手段によって実施することができ、したがって、技術的観点から非常に低コスト及び極めて高い単純性、並びに非常に高い耐用堅牢性を有することがわかる。

上記目的に向けて、本発明は、例えば、上述した特許文献２から本質的に既知である様式で、本体の両側に配置される少なくとも１対の平行な車輪を備える転動玩具を提案する。これらの車輪は、互いの間に軸方向に輪距を規定している。各車輪は、ハブと、トレッドが装備されているリムと、ハブからリムの内側領域まで延在する複数のスポークと、
を含む。スポークは弾性変形可能であり、ハブ及びスポークによって形成されるユニットが、スポークに圧縮応力を受けてリムに取り付けられ、それにより、座屈作用の結果、スポークの曲げが生じ、スポークを湾曲させるとともに、ハブの平面をリムの平面に対して軸方向にオフセットさせる。

本発明によれば、このユニットは、スポークの曲げ方向に従って２つの異なる等しく安定した位置、すなわち、リムの平面が、玩具本体に対して、軸方向にハブの平面から遠隔に位置する、拡大した輪距を伴う拡張位置と、リムの平面が、玩具本体に対して、軸方向にハブの平面に比して近くに位置する、縮小した輪距を伴う収縮位置と、をとるように構成されている。スポーク材料の形状及び弾性は、スポークの曲げ方向の逆転と、これに相関して、リムに対して、軸方向にそれぞれ一方の方向又は他方の方向に印加される外からの機械的力による、拡張位置から収縮位置への切換え又はその逆とを可能にするように選択される。

種々の有利な従属的な特徴によれば、
ハブ及びスポークは、リムとは別個で、リムに取り付けられるように構成されている独自の一体連結部品として、特に、リムに対して固定される前の静止状態では、平坦である部品として作製され、この連結部品の全周サイズは、連結部品がリムに取り付けられている間、スポークの曲げを付勢するように、リムの内側領域の直径よりも大きい。
各スポークは、固定／ボールソケット関節接続ビーム式の構造部を形成し、該構造部は、ハブに対するスポークの近位部の剛性接続部と、リムに対して接線方向に向いている軸の回りに少なくとも１つの枢動自由度を有する、リムの内側領域に対するスポークの遠位部の点接続部と、を含む。
スポークの遠位部をリムの内側領域に接続する挟着可能（clipsable）手段、特に、少なくとも１つの変形可能なクランプと、リムの内側周縁の筋（cord）に沿って延在する１つの協働ロッドとを含み、変形可能なクランプは、スポークの径方向端部によって担持され、協働ロッドはリムによって担持されているか、又はその逆である、手段が設けられる。
スポークは、扁平中央領域を有し、ラジアル平面の幅寸法が軸方向におけるスポークの厚さ寸法よりも狭い。この扁平中央領域は、中間部において、端部におけるよりも狭い幅寸法を有することができる。

玩具本体の両側に取り付けられる車輪の収縮位置を示す、本発明に係る玩具の正面図である。 玩具本体の両側に取り付けられる車輪の拡張位置を示す、本発明に係る玩具の正面図である。 拡張位置にある本発明の玩具の車輪を分離して示す斜視図である。 収縮位置にある本発明の玩具の車輪を分離して示す斜視図である。 図２ａと同様の側面図である。 図２ｂと同様の側面図である。 本発明に係る車輪のハブ−スポークユニットを分離して示す正面図である。 本発明に係る車輪のハブ−スポークユニットを分離して示す側面図である。 本発明に係る車輪の分解外形図であり、図４及び図５のハブ−スポークユニットを車輪リムに挿入する方法を示しており、このとき、車輪リムにはこの車輪リムのトレッドが装備される。

ここで、添付図面を参照しながら、本発明の装置の例示的な一実施形態を記載する。添付図面では、同じ参照符号は、図面を通して同一の要素又は機能的に同様の要素を指す。

図１ａ及び図１ｂにおいて、参照符号１０は、全体的かつ概略的に玩具本体を指す。玩具本体には少なくとも１対の側車輪１２が装備され、少なくとも１対の側車輪１２のそれぞれは、例えば、車輪の駆動モーターに接続されているシャフト、モーターに接続されているか又は接続されていない共通軸等の好適な手段（不図示）によって本体１０に連結されている中央ハブ１４を有する。

車輪は、ハブ１４が、本体１０に対して位置が固定されるラジアル平面Ｐ_０内に位置するように、すなわち、２つの車輪のそれぞれのハブに対応する２つの平面Ｐ_０が、固定された相互間隔を有するように、本体１０に取り付けられる。

その一方で、車輪リムは、図１ａ及び図１ｂに概略的に示されている、２つの位置間で変位することが可能である。すなわち、
図１ａに示されている第１の位置、以下「収縮位置」では、車輪１２のそれぞれの平面Ｐは、ハブ１４の平面Ｐ_０よりも玩具本体１０の近くにあり（図におけるオフセットΔ⁻）、玩具に最小の輪距Ｖ_ｍを与える。
その一方で、図１ｂに示されている第２の位置、以下「拡張位置」では、車輪は、ハブ１４の平面Ｐ_０よりも玩具本体１０から離れているラジアル平面Ｐ’にあり（図におけるオフセットΔ^＋）、したがって、玩具に最大の輪距Ｖ_ｍを与え、収縮位置よりも大きい安定性をもたらす（が、コンパクト性がより低いことを代償とする）。

ここで、図２乃至図６を参照しながら、玩具に装備する車輪１２のそれぞれの構造を記載する。

これらの車輪はハブ１４の回りに作製され、ハブ１４から複数のスポーク２０が延在し、このハブを、図６に示されているように、ソリッドタイヤ又は空気入りタイヤ型のトレッド１８を受ける円形リム１６に連結することを可能にする。これらの様々な部材は、好適なプラスチック材料、例えば、ハブ及びスポーク２０に関してはポリプロピレン、リム１６に関してはＡＢＳ、そしてトレッド１８に関しては低密度ポリオレフィン発泡材で作製される。

スポーク２０に関して、これらのスポーク２０は、例えば、数が３つであり、全て同一であり、ハブ１４からリム１６の内側周縁領域まで径方向外方に延在する。以下で詳細に説明するように、スポーク２０はリム１６に接続される。

図４及び図５は、ハブ１４及びスポーク２０の構造をより正確に示している。ハブ１４及びスポーク２０は、独自の一体連結部品２２として作製されることが有利である。図４及び図５では、この部品は、いかなる外からの圧力すなわち外力もない静止状態で、分離して、すなわち、リム１６に取り付けられる前において（この取付けは圧力を受けてなされる）示されている。

この自由状態では、部品２２は平坦な形状を有し、スポーク２０は、近位部２４から遠位部２６まで、湾曲せずに直線的に延在（図５を参照）している。近位部２４において、スポーク２０はハブ１４のフランジ部に接続し、遠位部２６において、スポーク２０はリム１６の内側周縁領域に接続される。近位部２４において、スポーク２０はハブ１４と一体形成され、これは、構造力学の観点から、固定接続とみなすことができる。

スポークの遠位端部２６において、リムへの接続は、少なくとも１つの枢動自由度を有する関節接続であることが有利である。この自由度は、スポーク２６の遠位端部をクランプ２８として形状付けることにより得られる。クランプ２８は、リムの内側に、筋に沿って形成される対応するロッド３０に対して挟着可能である（図６）。

構造力学の観点から、この接続は、ボールソケット接続として規定することができ、そのため、スポーク２０の曲げ挙動を説明するのに、スポーク２０を、固定／ボールソケット関節接続ビームに例えることができる。

さらに、この関節接続により、連結部品２２がリムに接続されている場合、連結部品２２によって印加される圧力によるリム１６の撓みを回避することが可能になる。

事実、図４に示されているように、一体連結部品は、リム１６の内側周縁の直径よりも大きい直径である全周サイズＣを有する。したがって、静止状態である場合、連結部品２２は平坦であり、連結部品２２をリム１６に取り付ける時点で、３つのクランプ２８が３つのロッド３０に係合することができるように、連結部品２２を曲げることが必要となる。リム１６がスポークよりもはるかに剛性であると、この曲げ応力は、３つのスポーク２０に本質的に伝達される。このとき、３つのスポーク２０は、各スポーク２０の、ハブに対する各スポーク２０の近位領域２４（固定）と、リムに接続している各スポーク２０の遠位領域（関節接続）２６との間にかかる圧縮応力から発生する座屈作用に起因して、図２ａ乃至図３ｂに示されている形状をとる。

固定／ボールソケット関節構造により、スポークが均衡して連続的な湾曲を得る。このとき、使用者による外からの単純な機械的作用（図３ａ及び図３ｂのそれぞれ矢印Ａ又はＢ）によって、すなわち、リムの押圧によって、一方の側（図２ａ及び図３ａ）又は他方の側（図２ｂ及び図３ｂ）に向かって凹面を反転させることが可能である。

したがって、車輪は、スポーク２０の曲げ弾性と、スポーク２０による一方の方向又は他方の方向に座屈作用が発生する可能性とに単純に起因して、２つの異なる固定された安定位置間で変形することができる。

この効果を左右するスポークの可撓性は、薄い（かつ一定の）厚さｅを、横断方向の幅Ｌよりも非常に小さくして、スポークに扁平形状を与えることにより増大させることができる（図４及び図５）。

また、可撓性は、端部３６、３８に対して、幅寸法Ｌのより狭い中央部３４をスポークに設けることによって変更することができる。端部３６、３８は、特に、玩具の使用中における、転動、跳躍又は落下に対する反動時等により大きい圧力がかかる場合がある、それぞれハブ及びリムへの接続箇所において、より幅広である。さらに、この特定の形状は、その有利な態様に加えて、車輪の質量を低減することを可能にする。

Claims (8)

1. 転動玩具であって、該転動玩具は、該玩具の本体（１０）の両側に配置される少なくとも１対の平行な車輪（１２）を備え、該車輪は、互いの間に軸方向に輪距を規定し、各車輪は、
   ハブ（１４）と、
   トレッド（１８）が装備されているリム（１６）と、
   前記ハブから前記リムの内側領域まで延在する複数のスポーク（２０）と、
   を含み、
   前記スポークは弾性変形可能であり、
   前記ハブ及び前記スポークによって形成されるユニットが、前記スポークに圧縮応力を受けて前記リムに取り付けられ、それにより、座屈作用の結果、前記スポークの曲げが生じ、前記スポークを湾曲させるとともに、前記ハブの平面を前記リムの平面に対して軸方向にオフセットさせ、
   前記ハブ及び前記スポークによって形成される前記ユニットは、前記スポークの曲げ方向に従って、２つの異なる等しく安定した位置、すなわち、
   前記リムの前記平面（Ｐ’）が、前記玩具本体に対して、前記軸方向に前記ハブの前記平面（Ｐ_０）から遠隔（Δ^＋）に位置する、拡大した輪距（Ｖ_Ｍ）を伴う拡張位置と、
   前記リムの前記平面（Ｐ）が、前記玩具本体に対して、前記軸方向に前記ハブの前記平面（Ｐ_０）に比して近く（Δ⁻）に位置する、縮小した輪距（Ｖ_ｍ）を伴う収縮位置と、
   をとるように構成され、
   前記スポーク材料の形状及び弾性は、前記スポークの前記曲げ方向の逆転と、これに相関して、前記リムに対して、前記軸方向にそれぞれ一方の方向（Ａ）又は他方の方向（Ｂ）に印加される外からの機械的力による、前記拡張位置から前記収縮位置への切換え又はその逆とを可能にするように選択されることを特徴とする、転動玩具。
2. 前記ハブ（１４）及び前記スポーク（２０）は、前記リムとは別個で、該リムに取り付けられるように構成されている独自の一体連結部品（２２）として作製されている、請求項１に記載の転動玩具。
3. 前記連結部品（２２）は、前記リムに対して固定される前の静止状態では、平坦である部品であり、前記連結部品の全周サイズ（Ｃ）は、該連結部品が前記リムに取り付けられている間、前記スポークの前記曲げを付勢するように、前記リムの前記内側領域の直径よりも大きい、請求項２に記載の転動玩具。
4. 各スポークは、固定／ボールソケット関節接続ビーム式の構造部を形成し、該構造部は、
   前記ハブに対する前記スポークの近位部（２４）の剛性接続部と、
   前記リムに対して接線方向に向いている軸の回りに少なくとも１つの枢動自由度を有する、前記リムの前記内側領域に対する前記スポークの遠位部（２６）の点接続部と、
   を含む、請求項１に記載の転動玩具。
5. 前記スポークの遠位部を前記リムの前記内側領域に接続する挟着可能手段（２８、３０）を備える、請求項１に記載の転動玩具。
6. 前記挟着可能連結手段は、少なくとも１つの変形可能なクランプ（２８）と、前記リムの前記内側周縁の筋に沿って延在する１つの協働ロッド（３０）とを含み、前記変形可能なクランプは、前記スポークの径方向端部によって担持され、前記協働ロッドは前記リムによって担持されているか、又はその逆である、請求項５に記載の転動玩具。
7. 前記スポークは、扁平中央領域を有し、ラジアル平面の幅寸法（Ｌ）が、前記軸方向における該スポークの厚さ寸法（ｅ）よりも狭い、請求項１に記載の転動玩具。
8. 前記扁平中央領域の中間部（３４）における前記幅寸法（Ｌ）は、該扁平中央領域の端部（３６、２８）における前記幅寸法（Ｌ）よりも狭い、請求項７に記載の転動玩具。

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