JP2016007452A

JP2016007452A - ゼンマイ式走行玩具

Info

Publication number: JP2016007452A
Application number: JP2014130797A
Authority: JP
Inventors: 雄樹大原; Takeki Ohara
Original assignee: Age Kasei Co Ltd
Current assignee: Age Kasei Co Ltd
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-01-18
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: JP6249339B2

Abstract

【課題】障害物のある箇所において、あらゆる路面状況であっても、当該障害物の手前で走行を自動的に停止することのできるゼンマイ式走行玩具を提供する。
【解決手段】巻上げ歯車列と走行歯車列と、前記走行歯車列に連動する係止歯車列とを有しゼンマイを動力源として回転を出力する駆動ユニットと、一対の前輪、後輪とが設けられるシャーシ部と、電力により作動し前方に向かって投光する赤外線センサーと、投光した光を障害物に当て反射した光を検知する受信部とを有する検知手段と、前記光を検知した前記受信部からの電気信号を受けて作動腕を可動させ、前記係止歯車列に係止することで前記走行歯車列の回転を制止する係止手段とを備えることを特徴とするゼンマイ式走行玩具。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゼンマイ式走行玩具に係るものであって、特に前方にある障害物を検知し、障害物の手前で停止するゼンマイ式走行玩具に関するものである。

従来より、障害物を回避するための各種制御手段を備えた走行玩具が公知である。当該各種制御手段には、磁力の反発を利用するもの、赤外線センサーを利用するもの等が採用されている。

このような走行玩具として、例えば、一対の前輪と一対の後輪と、前記一対の後輪を回動させるモーターと、該モーターを駆動する電池と、電池からの電力をＯＮ、ＯＦＦするスイッチと、前記モーターの回転を一対の後輪に伝動する円筒ウォームと、該円筒ウォームに直交して噛み合うウォームホイールとを有し、前記ウォームホイールは前記一対の後輪の車軸に設けられてなる走行玩具であり、前記走行玩具のフロント面には走行方向に向かって投光する赤外線センサーと、前記赤外線センサーが投光した光を障害物に当て、反射した光を検知し、前記電池からの電力をスイッチＯＦＦする遮断部材とを有する走行玩具が公知である（特許文献１参照）。

実用新案登録第３１８０４９７号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、走行時に赤外線センサーが障害物を検知し、遮断部材により電力供給をＯＦＦにする際、モーターの回転を停止することで、円筒ウォームの回転を停止させるとともに、円筒ウォームに直交して歯合するウォームホイールを停止して、後輪の回転を停止させ走行不能とするものであるが、円筒ウォームとウォームホイールは歯合した状態にあるため、傾斜状の路面等においては、その自重によって動き出すことが懸念されるものである。すなわち、障害物検知センサーを備える走行玩具でありながら、あらゆる路面でその走行を自動的に停止できない虞があり、面白味が低下することが懸念されるものである。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するものであって、障害物のある箇所において、あらゆる路面状況であっても、当該障害物の手前で走行を自動的に停止することのできるゼンマイ式走行玩具を提供することを課題とする。

前記問題点を解決するために、本発明の請求項１に記載のゼンマイ式走行玩具は、巻上げ歯車列と走行歯車列と、前記走行歯車列に連動する係止歯車列とを有しゼンマイを動力源として回転を出力する駆動ユニットと、一対の前輪、後輪とが設けられるシャーシ部と、電力により作動し前方に向かって投光する赤外線センサーと、投光した光を障害物に当て反射した光を検知する受信部とを有する検知手段と、前記光を検知した前記受信部からの電気信号を受けて作動腕を可動させ、前記係止歯車列に係止することで前記走行歯車列の回転を制止する係止手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のゼンマイ式走行玩具は、請求項１に記載のゼンマイ式走行玩具において、前記係止歯車列は、前記作動腕が直接又は間接的に係止する係止歯車を有してなり、前記駆動ユニットの後方に形成される切欠部から前記作動腕が入り込んで前記係止歯車に係止してなるものである。

また、本発明の請求項３に記載のゼンマイ式走行玩具は、請求項１又は請求項２に記載のゼンマイ式走行玩具において、前記係止歯車列は、前記ゼンマイの巻上げ時に前記走行歯車列から離脱し、且つ、前記ゼンマイの開放時に前記走行歯車列に歯合してなるものである。

本発明のゼンマイ式走行玩具では、走行歯車列に連動する係止歯車列を用いるとともに、係止手段の作動腕により係止歯車列の回転を強制的に制止させることで、走行時においてこれに連動する走行歯車列をも制止させることができる。これにより、走行歯車列を確実に制止させることができるので、障害物のある箇所において、あらゆる路面状況であっても、当該障害物の手前で走行を自動的に停止させることができる。

本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の走行状態説明図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具のシャーシ部の説明図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の駆動ユニット周辺の拡大正面図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の駆動ユニットの拡大側面図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の駆動ユニットの巻上げ時における雌型フレームを取り除いた状態の拡大正面図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の駆動ユニットの巻上げ時における中間フレームを取り除いた状態の拡大正面図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の駆動ユニットの開放時における雌型フレームを取り除いた状態の拡大正面図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の駆動ユニットの開放時における中間フレームを取り除いた状態の拡大正面図である。本発明の実施例におけるゼンマイ式走行玩具の図７の係止手段が作動した状態の拡大説明図である。

以下、本発明の実施の形態におけるゼンマイ式走行玩具を図面に基づいて説明する。図１は、ゼンマイ式走行玩具の走行状態説明図である。図２は、ゼンマイ式走行玩具のシャーシ部の説明図である。当該ゼンマイ式走行玩具において、ゼンマイ式走行玩具のフロント側であってシャーシ部の先端側を前方とし、当該玩具のリヤ側であってシャーシ部の後端側を後方とする。また、ゼンマイ式走行玩具のルーフ側を上方とし、タイヤ側を下方とする。

当該ゼンマイ式走行玩具は、巻上げ歯車列と走行歯車列と、走行歯車列に連動する係止歯車列を有してなり、ゼンマイを動力源として回転を出力する駆動ユニットにより走行するものであって、検知手段及び係止手段により、障害物の手前でその走行を自動的に停止することができるものである。

本発明の実施例に係るゼンマイ式走行玩具１は、図１及び図２に示すように、主に、駆動ユニット５０と一対の前輪１１、後輪１３とが設けられるシャーシ部１０と、前方の障害物Ｗを検知する検知手段２０と、検知手段２０からの電気信号を受けて駆動ユニット５０の係止歯車列に係止することで走行歯車列の回転を直接又は間接的に制止する係止手段３０とを備えて構成される。

ゼンマイ式走行玩具１は、所定の外形に形成されるシャーシ部１０の前方に一対の前輪１１が車軸１２を介して連結され、後方に一対の後輪１３が駆動軸１４を介して連結されてなる。また、シャーシ部１０には、検知手段２０、係止手段３０等を作動させるための電力となる電池１５を収納する収容部１６が設けられる。更に、シャーシ部１０の上方には、シャーシ部１０に対応する所定の外形に形成されるボディ部１７が搭載され、ゼンマイ式走行玩具１の外形が形成される。

また、シャーシ部１０には、検知手段２０及び係止手段３０を制御する制御部を備える基盤４０が設置され、基盤４０には電池１５から電力が供給される。また、シャーシ部１０の前方には、ボディ部１７のヘッドライト部に対応する箇所に検知手段２０が設けられる。

当該検知手段２０は、電池１５の電力により作動し前方に向かって投光する赤外線センサー２１と、投光した光を障害物Ｗに当て反射した光を検知する受信部２２とを有して構成される。当該赤外線センサー２１は、ボディ部１７における左右いずれかのヘッドライトに対応するよう設けられ、他方のヘッドライトに対応するよう受信部２２が設けられる。なお、受信部２２への電力供給においても、電池１５の電力が用いられる。すなわち、赤外線センサー２１及び受信部２２の夫々の配線は基盤４０に連結されてなり、電池１５から電力が供給される。

一方、シャーシ部１０の後方には、ゼンマイの回転を駆動軸１４へと伝達するための駆動ユニット５０が設けられるとともに、駆動ユニット５０を構成する係止歯車列に係止し、当該歯車列の回転を直接又は間接的に制止する係止手段３０が設けられる。より詳細には、係止手段３０は、駆動ユニット５０の後方に配置してなり、駆動ユニット５０における収容ケース５１の後方に形成される切欠部５２を介して、内部に配置される後述の係止歯車に直接又は間接的に係止してなる。

本実施例においては、当該係止手段３０は、基盤４０に連結され、電池１５の電力により作動して回動軸３２が回動するソレノイド３１と、当該回動軸３２に設置される作動腕３３とを有して構成される。このとき、ソレノイド３１は、受信部２２からの電気信号を受けて作動するよう、基盤４０によって制御されている。なお、係止手段３０と駆動ユニット５０の係止歯車列との関係については、後述する。

駆動ユニット５０は、図３から図６に示すように、ゼンマイ（図示しない）を駆動源とし、ゼンマイと駆動軸１４とを連結する歯車列を選択的に連結することによって、駆動軸１４からの巻上げ時にゼンマイへ伝達する巻上げ歯車列と、ゼンマイの開放時にゼンマイの回転を駆動軸１４へと出力する走行歯車列とで歯車比を変動させたものである。当該走行歯車列には、係止手段３０に関連する係止歯車列が更に連結される。これらのゼンマイ及び歯車列は、収容ケース５１内に収容される。

当該収容ケース５１は、図４に示すように、係合ピン５４を有する雄型フレーム５３と、係合ピン５４を圧入する孔を有する雌型フレーム５５と、これらの間に挟持される中間フレーム５６とによって分解可能となるよう構成される。

また、図５に示すように、雌型フレーム５５と中間フレーム５６との間には、駆動軸１４に駆動歯車５７が回転自在となるよう設けられるとともに、駆動歯車５７に歯合する伝達大歯車５８が設けられる。そして、伝達大歯車５８には第１遊び歯車５９が歯合しており、当該第１遊び歯車５９にはゼンマイを巻き上げるための回転体としてのゼンマイ小歯車６０が歯合するよう設けられる。すなわち、駆動軸１４により駆動歯車５７が回転することで、ゼンマイ小歯車６０が回転し、ゼンマイが巻き上げられるよう構成される。これによって、巻上げ歯車列が構成される。

また、第１遊び歯車５９は、ゼンマイ小歯車６０に対して歯合、又は離脱自在に設けられている。すなわち、第１遊び歯車５９の軸部６１は、中間フレーム５６の内側第１長孔６２と、雌型フレーム５５の外側第１長孔６３によって支持されており、伝達大歯車５８がゼンマイの巻上げ方向に回転する際に、ゼンマイ小歯車６０に歯合して当該歯車に回転を伝達できるように構成される。一方、ゼンマイ小歯車６０が逆方向に回転すると、第１遊び歯車５９の軸部６１が内側第１長孔６２、外側第１長孔６３内を移動して、ゼンマイ小歯車６０との歯合が解除されて離脱するように構成される。

更に、同図に示すように、中間フレーム５６の円形凹部（図示しない）には係止歯車列を構成する第２遊び小歯車６４が回転自在となるよう設けられており、当該第２遊び小歯車６４は伝達大歯車５８と歯合してなる。また、第２遊び小歯車６４には、同軸回転する第２遊び大歯車６５が連結されており、当該第２遊び大歯車６５には固定小歯車６６が歯合するよう構成される。

また、第２遊び大歯車６５は、固定小歯車６６に対して歯合、又は離脱自在に設けられている。すなわち、第２遊び大歯車６５の軸部６７は、中間フレーム５６における円形凹部の内側第２長孔６８と、雌型フレーム５５の外側第２長孔６９によって支持されており、伝達大歯車５８がゼンマイの巻上げ方向に回転する際に、第２遊び大歯車６５の軸部６７が内側第２長孔６８、外側第２長孔６９内を移動して、固定小歯車６６との歯合が解除されて離脱するように構成される。一方、伝達大歯車５８が逆方向に回転すると、固定小歯車６６に歯合して当該歯車に回転を伝達できるように構成される。

また、図６に示すように、雄型フレーム５３の円形凹部（図示しない）にはゼンマイが設けられるとともに、当該ゼンマイを巻き上げるための回転体としてのゼンマイ小歯車６０と同軸回転するゼンマイ大歯車７０が設けられる。また、ゼンマイ大歯車７０には第３遊び小歯車７１が歯合してなり、第３遊び小歯車７１には同軸回転する第３遊び大歯車７２が設けられる。

また、伝達大歯車５８には、図５に示すように、雄型フレーム５３と中間フレーム５６との間に伝達小歯車７３が同軸回転するよう設けられており、当該伝達小歯車７３と第３遊び大歯車７２が歯合するよう構成される。すなわち、ゼンマイの回転によりゼンマイ大歯車７０が回転することで、第３遊び大歯車７２が回転するとともに伝達大歯車５８が回転し、駆動歯車５７を介して駆動軸１４へと駆動力が出力されるよう構成される。これによって、走行歯車列が構成される。

また、図６に示すように、第３遊び小歯車７１は、ゼンマイ大歯車７０に対して歯合、又は離脱自在に設けられている。すなわち、第３遊び小歯車７１の軸部７４は、雄型フレーム５３の楕円凹部７５と、中間フレーム５６の内側第３長孔７６によって支持されており、ゼンマイ大歯車７０がゼンマイの巻上げ方向に回転する際に、第３遊び小歯車７１の軸部７４が楕円凹部７５、内側第３長孔７６内を移動して、第３遊び大歯車７２と伝達小歯車７３との歯合が解除されて離脱するように構成される。一方、ゼンマイ大歯車７０が逆方向に回転すると、第３遊び大歯車７２と伝達小歯車７３が歯合して当該歯車に回転を伝達できるように構成される。

更に、同図に示すように、固定小歯車６６には、同軸回転する固定大歯車７７が設けられる。また、当該固定大歯車７７には、小歯車７８が歯合するよう設けられており、当該小歯車７８には同軸回転する係止歯車７９が設けられる。

そして、係止歯車７９の上方には、係止手段３０における作動腕３３が回動し当接することで揺動し、係止歯車７９に係止される揺動腕８０が設けられる。より詳細には、揺動腕８０には係止片８１が設けられており、同図の反時計方向に回転する係止歯車７９に対し、揺動腕８０の軸部８２を中心として時計方向に回動することで、係止歯車７９の歯車間に係止片８１が上方から嵌まり込んで係止するよう構成される。これによって、同軸回転する第２遊び小歯車６４及び第２遊び大歯車６５から、同軸回転する固定小歯車６６及び固定大歯車７７を介し、係止歯車７９までの係止歯車列が構成される。本実施例において、係止歯車７９には、例えばラチェット歯車が用いられる。

なお、雄型フレーム５３、雌型フレーム５５及び中間フレーム５６の内側面には、各種歯車の軸部を支持するための凹部等が設けられる。

また、収容ケース５１の切欠部５２は、作動腕３３が収容ケース５１内に入り込んで係止歯車７９に直接又は間接的に係止し得る範囲で開口してなる。本実施例においては、切欠部５２は、雄型フレーム５３と中間フレーム５６との間が大きく開口するよう形成される。

次に、ゼンマイ式走行玩具１の走行及び停止について説明する。駆動ユニット５０におけるゼンマイの巻上げ時においては、図５に示すように、後輪１３を路面等に押し付けながら後進回転させ、駆動歯車５７を時計回りに回転させる。すると、伝達大歯車５８が反時計回りに回転し、これに連動して第１遊び歯車５９がゼンマイ小歯車６０側に向けて内側第１長孔６２、外側第１長孔６３内を下方側へ移動し、ゼンマイ小歯車６０に歯合する。これにより、ゼンマイ小歯車６０が反時計回りに回転し、ゼンマイが巻き上げられる。

このとき、図６に示すように、走行歯車列においては、ゼンマイ大歯車７０の回転によって、第３遊び小歯車７１が時計回りに回転し、これに連動して第３遊び大歯車７２が伝達小歯車７３から離れるように楕円凹部７５、内側第３長孔７６内を上方へと移動し、ゼンマイ大歯車７０に歯合しながら回転する。これにより、第３遊び大歯車７２から伝達小歯車７３への回転出力は遮断されている。

更に、図５に示すように、係止歯車列においては、伝達大歯車５８の回転によって、第２遊び小歯車６４が時計回りに回転し、これに連動して第２遊び大歯車６５が固定小歯車６６から離れるように内側第２長孔６８、外側第２長孔６９を上方へと移動し、伝達大歯車５８に歯合しながら回転する。これにより、第２遊び大歯車６５から固定小歯車６６への回転出力は遮断されている。

次に、巻き上げられたゼンマイが開放されると、図８に示すように、ゼンマイ大歯車７０による時計回りの回転によって、第３遊び小歯車７１が反時計回りに回転し、これに連動して第３遊び大歯車７２が伝達小歯車７３に向けて楕円凹部７５、内側第３長孔７６内を下方へと移動し、第３遊び大歯車７２が伝達小歯車７３に歯合しながら回転する。これにより、図７に示すように、伝達大歯車５８が駆動歯車５７に歯合することで駆動軸１４が反時計回りに回転し、ゼンマイ式走行玩具１が走行する。

このとき、図７に示すように、走行歯車列においては、ゼンマイ大歯車７０の回転によって、ゼンマイ小歯車６０が時計回りに回転し、これに連動して第１遊び歯車５９がゼンマイ小歯車６０から離れるように内側第１長孔６２、外側第１長孔６３内を上方へと移動し、ゼンマイ小歯車６０との歯合が離脱して、ゼンマイ小歯車６０から伝達大歯車５８への回転出力は遮断されている。

更に、同図に示すように、係止歯車列においては、伝達大歯車５８の回転によって、第２遊び小歯車６４が反時計回りに回転し、これに連動して第２遊び大歯車６５が固定小歯車６６に向けて内側第２長孔６８、外側第２長孔６９内を下方へと移動し、第２遊び大歯車６５が固定小歯車６６に歯合しながら回転する。これにより、図８に示すように、固定大歯車７７及び小歯車７８を介して係止歯車７９が反時計回りに回転する。このとき、係止歯車７９が反時計回りに回転することにより、揺動腕８０の係止片８１は同回転方向の上方側へと押し上げられるため、揺動腕８０の自重のみによって係止歯車７９の回転が停止されることはない。

そして、走行中のゼンマイ式走行玩具１においては、シャーシ部１０に設けられる所定のスイッチ（図示しない）を予め切り替えておくことで、電池１５の電力により検知手段２０及び係止手段３０を作動させることができる。

詳細には、走行中のゼンマイ式走行玩具１が前方の障害物Ｗに一定の距離まで近づいて、赤外線センサー２１が前方に向けて投光した光が障害物Ｗに当たって、反射した光を受信部２２が検知したとき、この電気信号が係止手段３０へと送出されて、ソレノイド３１を作動させる。

これにより、ソレノイド３１の回動軸３２が回動して、図９に示すように、作動腕３３を反時計回りに回動させるとともに、切欠部５２の内部にて揺動腕８０を上方から下方に向けて押圧する。そして、軸部８２を中心として揺動腕８０が時計回りに回動することで、係止歯車７９の歯車間に係止片８１が上方から嵌まり込んで係止する。すなわち、揺動腕８０を用いて、係止歯車７９に間接的に係止させる。これにより、係止歯車列における歯車の回転が制止されるとともに、走行歯車列における歯車の回転が制止されて、ゼンマイ式走行玩具１が停止する。

より詳細には、揺動腕８０の係止片８１が係止歯車７９の歯車間に係止することで、係止歯車７９の回転が制止され、これに伴い、係止歯車列を構成する第２遊び大歯車６５の回転も制止される。そして、第２遊び大歯車６５と同軸回転する第２遊び小歯車６４の回転も同様に制止されることから、これに歯合する伝達大歯車５８の回転が制止されることによって、ゼンマイからの駆動力が駆動歯車５７に伝達されなくなり、ゼンマイ式走行玩具１が停止する。

そして、ユーザが障害物Ｗを取り除く等することにより、検知手段２０が障害物Ｗを検知しない状態となると、受信部２２から基盤４０を介してソレノイド３１へと送出される電気信号が遮断される。これにより、ソレノイド３１の回動軸３２が回動することにより、作動腕３３は時計回りに回動して初期状態となる。結果として、係止歯車７９の係止状態が解除されることから、ゼンマイ式走行玩具１は、ゼンマイの駆動力が残存する範囲内にて再度走行する。

以上、説明した本発明に係るゼンマイ式走行玩具１によれば、走行歯車列に連動する係止歯車列を用いるとともに、係止手段３０により係止歯車７９の歯車間に係止片８１を嵌め込み、当該歯車の回転を強制的に制止させることで、これに連動する走行歯車列をも制止させることができる。すなわち、電力によって作動する作動腕３３を介して係止片８１を係止歯車７９に係止させることで、走行歯車列を確実に制止させることができるので、障害物Ｗのある箇所において、あらゆる路面状況であっても、当該障害物Ｗの手前で走行を自動的に停止させることができる。

また、係止歯車７９及び揺動腕８０を収容ケース５１の内部に設け、切欠部５２を介して、収容ケース５１の外側から作動腕３３を作動させるよう構成することで、駆動ユニット５０のコンパクト化を図ることができる。

更に、係止歯車列は、ゼンマイの巻上げ時に走行歯車列から離脱し、且つ、ゼンマイの開放時に走行歯車列に歯合するよう構成されるので、ゼンマイの巻上げ時における負荷が軽減され、操作性を向上させることができるとともに、歯車列の耐久性を向上させることができる。

上述した実施例において、係止歯車７９は、揺動腕８０を介して作動腕３３によって間接的に係止されるものであったが、これに限られるものではない。例えば、揺動腕８０を設けることなく、作動腕３３によって直接的に係止させることもできる。これら直接又は間接的に係止させる際において、作動腕３３は適宜の形状とすることは勿論であって、特に制限されるものではない。

また、特に直接的に係止させる際においては、作動腕３３を回動させることなく、作動腕３３を直動させるようにして係止させることもできるし、これに限られない。更に、係止歯車７９においては、切欠部５２から収容ケース５１の外側へと露呈するよう設けることもできる。すなわち、収容ケース５１の内部に限られることなく、作動腕３３が可動することによって、直接又は間接的に係止歯車７９が係止されるよう構成されていればよい趣旨である。

更に、上述した実施例において、巻上げ歯車列、走行歯車列及び係止歯車列の配置、寸法、材質等を適宜変更して実施することが可能である。更に、一部構成を省略することができるし、一部抽出した構成とすることができるのは勿論である。

１ゼンマイ式走行玩具
１０シャーシ部
１１前輪
１３後輪
２０検知手段
２１赤外線センサー
２２受信部
３０係止手段
３３作動腕
５０駆動ユニット
５２切欠部
７９係止歯車

Claims

巻上げ歯車列と走行歯車列と、前記走行歯車列に連動する係止歯車列とを有しゼンマイを動力源として回転を出力する駆動ユニットと、一対の前輪、後輪とが設けられるシャーシ部と、
電力により作動し前方に向かって投光する赤外線センサーと、投光した光を障害物に当て反射した光を検知する受信部とを有する検知手段と、
前記光を検知した前記受信部からの電気信号を受けて作動腕を可動させ、前記係止歯車列に係止することで前記走行歯車列の回転を制止する係止手段と、
を備えることを特徴とするゼンマイ式走行玩具。
前記係止歯車列は、前記作動腕が直接又は間接的に係止する係止歯車を有してなり、前記駆動ユニットの後方に形成される切欠部から前記作動腕が入り込んで前記係止歯車に係止してなる請求項１に記載のゼンマイ式走行玩具。
前記係止歯車列は、前記ゼンマイの巻上げ時に前記走行歯車列から離脱し、且つ、前記ゼンマイの開放時に前記走行歯車列に歯合してなる請求項１又は請求項２に記載のゼンマイ式走行玩具。