JP3854869B2 - スケート玩具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケート玩具に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、2足で歩行する歩行玩具は脚部を前後に回動する際に、前進するときには一方の脚部を走行面に固定しながら他方の脚部を前方に回動し、後進するときには一方の脚部を走行面に固定しながら他方の脚部を前方に回動して前進、後進をさせるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に2足歩行玩具は一方の足を載置面に固定した状態で他方の脚を前方又は後方に移動させて歩行するもので載置面を踏みしめるように歩行するものであり、滑るような移動動作をさせることはできなかった。
【0004】
本発明は上記問題点を解消し、走行面上を滑るように歩行させることにより、載置面を踏みしめながら歩行する従来の玩具では得られないスケート動作をさせることができ、しかもモータを逆回転させる簡単な制御で滑らかな方向転換をさせることができるスケート玩具を提供することをその課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係るスケート玩具は、以下の要件を備えることを特徴とする。
リモートコントローラと該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スケート走行する玩具体との組合せからなる、以下の要件を備えることを特徴とするスケート玩具。
(イ)上記玩具体の胴体部には左右の脚部材が前後に回動するように軸支されていること
(ロ)上記脚部材の足部の前部には自由輪が、後部には動輪が配置され、後方に回動した脚部材の動輪は走行面から離反し自由輪のみが走行面に接地するように前方に回動した足部に体重が掛かり前傾姿勢になること
(ハ)胴体部には、上記脚部材を前後に回動させる第1の駆動機構と、上記動輪を回転させる第2の駆動機構と、該2つの駆動機構を駆動するモータとが配置されていること
(ニ)上記胴体部には、脚部材の回動位置を検出する検出手段と、上記モータの回転を制御する制御部とが配置され、該制御部は上記リモートコントローラの制御信号と上記検出手段の検出結果に基づいて上記モータの正逆回転を制御すること
(ホ)上記動輪は前転時には該動輪の支軸が進行方向とほぼ直角に交差し、後転時には上記支軸が進行方向と斜めに交差するように上記足部に回動可能に取着されていること
【0006】
なお、前記第1の駆動機構と第2の駆動機構とは1つのモータで駆動され、該モータの正回転時には上記第1の駆動機構と第2の駆動機構とを作動させ、モータの逆回転時には第2の駆動機構のみを作動させる作動切り換え機構を設け、モータの正逆回転により第1の駆動機構と第2の駆動機構との作動が制御できるようにしてもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1及び図2は、本発明に係るスケート玩具の一例の斜視図及び分解斜視図を示し、このスケート玩具は玩具体AをリモートコントローラBで前進、左右転回を制御することができるようにしたもので、リモートコントローラBから発信される赤外線の制御信号を受信して前進時にはローラースケートをするように滑るように移動し、後退時には滑りながら方向を転換するようにしたものである。
【0008】
上記玩具体Aは胴体部1の両側部に脚部材2(2a、2b)を前後に回動可能に配置し、この脚部材2(2a、2b)の足部3(3a、3b)にはそれぞれ前部に自由輪4(4a、4b)、後部に動輪5(5a、5b)が配置され、脚部材2が回動した時には前方に回動した脚部材2に体重が掛かり、後方に回動した脚部材2の自由輪4のみが走行面に接地して動輪5が走行面から離反した状態になるように後述するモータ30が胴体部1内の前部に配置され、重心が前部に偏るようになっている。
【0009】
自由輪4は足部3に支軸6で回転自在に軸支され、動輪5はクラウン歯車7が一体に形成されるとともフレーム8に支軸9で回転可能に軸支され、クラウン歯車7a、7bにはピニオンギヤ46、47が噛合している。このピニオンギヤ46、47のシャフト44、45はフレーム8a、8bを貫通して上方に伸長し、シャフト44、45の上端に固定されたピニオンギヤ42、43は後述する第2の駆動部Bのクラウン歯車40、41に噛合し、クラウン歯車40、41の正逆回転で動輪5が前後転するようになっている。なお、上記フレーム8a、8bはピニオンギヤ46、47のシャフト44、45を中心に回動できるようになっている(図4参照)。
【0010】
なお、図3(a)に示すように、上記足部3には直進ストッパー10aと後進ストッパー10bとが天板から下方に突出するように形成され、動輪5が前転することによりフレーム8が前方に回動して直進ストッパー10aに当接し(図3(b)参照)、支軸9が自由輪4の支軸6と平行になり、動輪5が後転することによりフレーム8が後方に回動して後進ストッパー10bに当接し、支軸9が自由輪4の支軸6と内方で交差するようになっている(図3(c)参照)。
【0011】
左脚部材2aと右脚部材2bとは、揺動板11、12に設けられた中空軸13、14の先端にネジ15でそれぞれ固定されて揺動板11と脚部材2a、揺動板12と脚部材2bとは一体になり、フレーム16、17の側面から突出形成された支軸18a、19aに中空軸13、14がそれぞれ軸支され、支軸18a、19aを中心に前後に回動できるようになっている。
【0012】
上記揺動板11、12の上部には後述する第1の駆動機構Cに連係する長孔20、21が上下方向にそれぞれ形成され、長孔20、21の上方は鉤型に折り曲げられ支軸22、23が外方に向かって突出形成されている。この支軸22、23には腕部材25a、25bを回動させるリンク26、27が軸支されている。
【0013】
リンク26、27の上部には中空軸28、29がそれぞれ外方に突出形成され、フレーム16、17の上部に外方に突出形成された支軸18b、19bに上記中空軸28、29が回動可能に軸支され、揺動板11、12が揺動すると支軸18b、19bを中心に揺動板11、12と逆方向に回動するようになっている。この中空軸28、29は胴体部1から外方に突出し先端にネジ15でそれぞれ腕部材25a、25bが固定されている。
【0014】
そして、胴体部1内部には左右のフレーム16、17の内側に上記脚部材2を前後に回動させる第1の駆動機構Cと、上記動輪5を回転させる第2の駆動機構Dと、上記第1の駆動機構C及び第2の駆動機構Dの駆動力である1つのモータ30とが配置されるとともに、モータ30の正回転時には上記第1の駆動機構Cと第2の駆動機構Dとが作動し、モータ30の逆回転時には第2の駆動機構Dのみを作動させる作動切り換え機構Eが配置されている。
【0015】
第1の駆動機構Cは、図4に示すように、シャフト31に固定された平歯車32と、シャフト31の両端にそれぞれ固定された偏心カム33、34とで構成されている。
【0016】
偏心カム33と偏心カム34とは位相が180度ずれて上記シャフト31の両端部に固定されているが、この偏心カム33、34はそれぞれ上述の揺動板11、12に形成された長孔20、21に係合し、シャフト31が回転することにより揺動板11、12が支軸18、19を中心に前後に揺動することにより、脚部材2が前後に回動するようになっている。
【0017】
第2の駆動機構Dは、フレーム16、17の軸受35、36に軸支されたシャフト38の中央に固定された2段歯車39と、この2段歯車39の両側に固定された2つのクラウン歯車40、41とで構成されている。2段歯車39が回転するとシャフト38に固定されたクラウン歯車40、41に噛合するピニオンギヤ42、43が回転しこのピニオンギヤ42、43のシャフト44、45の下端に固定されたピニオンギヤ46、47が回転し、このピニオンギヤ46、47に噛合するクラウン歯車7a、7bが回転して動輪5a、5bが回転できるようになっている。
【0018】
作動切り換え機構Eは、上記モータ30の回転軸に固定されたピニオンギヤ50に噛合する2段歯車51の小歯車に大歯車が噛合するとともにシャフト31にフリーな減速用の2段歯車52と、2段歯車52の小歯車に大歯車が噛合する2段歯車53と、2段歯車53の回転軸54と同軸上に配置されたワンウェイクラッチ55とで構成されている。
【0019】
このワンウェイクラッチ55は、図5(a)に示すように、一方の面に円形の凹部56が形成されるとともに凹部56の内周面にラチェットギヤ57が周設された第1の平歯車58と、このラチェットギヤ57に噛み合うクラッチ爪59を備えた第2の平歯車60とで構成され、第1の平歯車58と第2の平歯車60とは回転軸54にフリーに軸支され、第1の平歯車58が矢印a方向に回転するときはラチェットギヤ57にクラッチ爪59が噛み合って第2の平歯車60は第1の平歯車58と一体で回転し、第1の平歯車58が矢印b方向に回転するときはラチェットギヤ57にクラッチ爪59は噛み合わないので第2の平歯車60は回転することはない(図5(b)参照)。
【0020】
そして、第1の駆動機構Cは、平歯車32が作動切り換え機構Eの第2の平歯車60に噛合し、第2の駆動機構Dは2段歯車39の大歯車がモータ30の回転に同期して回転する2段歯車53の小歯車に噛合し、作動切り換え機構Eの第1の平歯車58は2段歯車39の小歯車に噛合しているので、モータ30の回転は、2段歯車51、52、53、39、クラウン歯車40、41、ピニオンギヤ42、43、ピニオンギヤ46、47を介して動輪5a、5bのクラウン歯車7a、7bに伝えられ、モータ30が正回転(図4上で左回転)した場合は動輪5a、5bを前転させることができ、モータ30が逆回転した場合は動輪5a、5bは後転させることができるようになっている。
【0021】
一方、ワンウェイクラッチ55の第1の平歯車58は2段歯車39の小歯車に噛合しているので、モータ30の回転は2段歯車51、52、53、39を介して第1の平歯車58に伝達されるが、図5(b)に示すように、第1の平歯車58が正回転(矢印a方向)している場合は、第2の平歯車60が回転し、第1の平歯車58が逆回転(矢印b方向)している場合は、第2の平歯車60は回転しないので、この第2の平歯車60に噛合している第1の駆動機構Cの平歯車32は作動切り換え機構Eを構成する第1の平歯車58の正逆回転によって回転、停止の切り換えがなされることになる。
【0022】
ところで、左脚部材2aと一体の揺動部材11には左脚部材2aの回動状態を検出する検出手段61が設けられている。この検出手段61は揺動部材11の内側面に取り付けられた二又のバネ接点62と左フレーム16に固定された接点基板63とからなるスイッチで構成され、接点基板63上には、図6(a)に示すように、二又のバネ接点62の移動軌跡上に対応して導電部P1、P2、P3及びP4がプリント配線されている。そして導電部P1と導電部P4とでスイッチSW1を構成し、導電部P2と導電部P4とでスイッチSW2を構成し、導電部P3と導電部P4とでスイッチSW3を構成し、バネ接点62が導電部P4と導電部P1、P2、P3の何れかと短絡することによりスイッチSW1、SW2、SW3の何れかがONするようになっている。
【0023】
左脚部材2aが後方(右脚部材2bが前方)に回動しているときにはスイッチSW1がON(図6(a)参照)、左脚部材2a(右脚部材2b)が直立しているときにはスイッチSW2がON(図6(b)参照)、左脚部材2aが前方(右脚部材2bが後方)に回動しているときにはスイッチSW3がON(図6(c)参照)するようになっているもので、上記スイッチSW1、SW2、SW3の作動状態は後述する制御部75に入力され、脚部材2の回動状態が制御部75で認識できるようになっている。
【0024】
なお、頭部70にはリモートコントローラBから発信される赤外線を受光する赤外線受光部71と、制御回路等がマウントされたプリント基板72とが配置され、両脚部材2a、2bには上体が重く不安定な状態を回避するために図示しない電池ボックスを配置し、電池を交換できるように電池蓋73が開閉可能に設けられている。
【0025】
図7(a)は、スケート玩具のブロック図を示し、符号75はプログラマブル音声合成LSIで構成される制御部、SW1、SW2、SW3は左脚部材2aの回動位置によってON/OFF状態が変化するスイッチ、76はメッセージや効果音出力するスピーカ、30は第1の駆動機構C、第2の駆動機構の駆動力となるモータ、71は赤外線受光部を示し、制御部75は内蔵するメモリに記憶されている制御プログラムに基づき、赤外線受光部71で受信したコマンドとセンサSW1、SW2、SW3の状態とによってモータ30の作動、停止及び回転方向の制御を行なうとともに、メモリに記憶されている音声データを音声信号に変えてスピーカ76から効果音や音声を出力させるようになっている。
【0026】
リモートコントローラBは前進、右回転、左回転の3つの押しボタン77、78、79が配置され(図1参照)、図7(b)に示すように、押しボタン77、78、79に対応するスイッチSW4、SW5、SW6により制御部80が赤外線発光ダイオード81を発光させて前進、右回転、左回転の制御信号を発信することができるもので、この制御部80は汎用のMPU、若しくは赤外線リモートコントロール送信機用LSIを用いればよい。
【0027】
次に、上記構成のスケート玩具の作動態様を図11、12のフローチャート図に基づいて説明する。
【0028】
使用者は、スケート玩具とリモートコントローラの電源をONすると、スケート玩具はリモートコントローラから発信されるコマンドを待ち(ステップST1)、所定時間経過(ステップST2)してもコマンドを受信しない場合はステップST3に進んで停止処理を行う。所定時間内にコマンドを受信した場合は受信したコマンドを判断し(ステップST4)、前進コマンドであればステップST5に進んで前進処理を行い、回転コマンドであればステップST6に進んで回転処理を行う。
【0029】
使用者が前進ボタン77を押し操作してスイッチSW4がONすると前進のコマンドがリモートコントローラBから発信され、受信したコマンドは制御部で判断され、前進コマンドを確認した場合は前進処理が行なわれる。前進処理では、制御部75はモータ30を正回転させる(ステップST10)。モータ30が正回転すると、第1の駆動機構Cと第2の駆動機構Dとが作動し、脚部材2が前後に回動するとともに動輪5が前転する。胴体部は前側に重心が掛かっているので、前方に回動した足部3に体重が移動し前係姿勢となるため後方に回動した足部3の動輪5は走行面から離反した状態になる(図8(b)(d)参照)。一方、図8(a)(c)に示すように、両脚部材2a、2bが垂直の状態では両足部3a、3bの動輪5a、5bが走行面に接地した状態になる。
【0030】
モータが正回転しているときには動輪が前転するので、接地した動輪はフレームを直進ストッパー10aに当接するまで前方に回動させ、さらに足部を前方に移動させるので、図9(a)に示すように、接地した動輪5a(5b)の支軸9は自由輪4a(4b)の支軸6とほぼ平行になり、スケート玩具AはS1地点からS2地点(図10参照)に向かって滑りながら直進する。
【0031】
モータ30の正回転は前進のコマンドがOFFするまで継続し、OFFすると前進処理を終了し(ステップST11)、メインルーチンに戻る。
【0032】
リモートコントローラBの右回転ボタン78を押し操作すると、スイッチSW5がONして右回転コマンドが発信される。制御部75は受信した回転コマンドを判断し(ステップST20)、右回転コマンドと判断するとステップST21に進み、モータ30を正回転させて検出手段の検出結果を待つ。スイッチSW1がONして左脚部材2aが後方に回動したと判断すると制御部75はモータ30を逆回転する(ステップST23)。この時は、ワンウェイクラッチが働いて第1の駆動機構Cは作動しないので、脚部材は、図8(d)に示すように、右脚部材2bが前方に回動した状態で停止して玩具体Aは前係姿勢となり自由輪4a、4bと動輪5bとが接地した状態になる。
【0033】
動輪5bは後転しているので、接地した動輪5bはフレーム8bを後進ストッパー10bに当接するまで後方に回動させるので、図9(b)に示すように、接地した動輪5bの支軸9は自由輪4bの支軸6と内方で交差するようになり右の足部3bは左の足部3aの自由輪4aを中心に円弧を描くように移動し、玩具体AはS2地点からS3地点(図10参照)に向かって脚部材を動かすことなく滑るように円弧を描きながら後進する。
【0034】
モータ30の逆回転は回転コマンドがOFFするまで継続し、使用者がリモートコントローラBの右回転ボタン78の押し操作を解除すると、スイッチSW5がOFFして右回転コマンドの発信が停止するので回転処理は終了し(ステップST24)、メインルーチンに戻る。
【0035】
ここで、前進ボタン77を押していれば、上述したようにスケート玩具はモータ30は正回転してS3地点からS4地点(図10参照)に向かって直進する。
【0036】
玩具体AがS4地点に到達した時点で、リモートコントローラBの左回転ボタン79を押し操作すると、スイッチSW6がONして左回転コマンドが発信される。制御部75は受信した回転コマンドを判断し(ステップST20)、左回転コマンドと判断するとステップST22に進み、モータ30を正回転させて検出手段の検出結果を待つ。左脚部材2aが前方に回動し、スイッチSW3がONすると制御部75はモータ30を逆回転する(ステップST23)。この時は、ワンウェイクラッチが働いて第1の駆動機構Cは作動しないので、脚部材は、図8(b)に示すように、左脚部材2aが前方に回動した状態で停止して玩具体Aは前係姿勢となり自由輪4a、4bと動輪5aとが接地した状態になる。
【0037】
動輪5aは後転しているので、接地した動輪5aはフレーム8aを後進ストッパー10bに当接するまで後方に回動させるので、図9(c)に示すように、接地した動輪5aの支軸9は自由輪4aの支軸6と内方で交差するようになり左の足部3aは右の足部3bの自由輪4bを中心に円弧を描くように移動し、玩具体AはS4地点からS5地点(図10参照)に向かって脚部材を動かすことなく滑るように円弧を描きながら後進する。
【0038】
モータ30の逆回転は回転コマンドがOFFするまで継続し、使用者がリモートコントローラBの左回転ボタン79の押し操作を解除すると、スイッチSW6がOFFして左回転コマンドの発信が停止するので回転処理は終了し(ステップST24)、メインルーチンに戻る。
【0039】
リモートコントローラBの左回転ボタン79の押し操作を解除すると、スイッチSW6がOFFして左回転コマンドの発信が停止する。
【0040】
ここで、前進ボタン77を押せば、上述したように制御部75はモータ30を正回転させるのでスケート玩具はS5地点からS6地点(図10参照)に向かって再び直進することができる。
【0041】
なお、所定時間コマンドを受信しない場合は停止処理が行なわれるが、この停止処理では、先ずスイッチSW2がONか否かが判断され(ステップST30)、ONしていればステップST33に進み、モータ30を停止させる。スイッチSW2がOFFの場合はステップST31に進み、モータを正回転させて脚部材(揺動部材)を回動し、スイッチSW2がONするのを待ち(ステップST32)、スイッチSW2がONすればステップST33に進み、モータ30を停止させる。
【0042】
スイッチSW2がONした状態は、図6(b)に示すように、揺動部材が垂直の状態で、脚部材は図8(a)(c)に示すように、両脚部が垂直で、そろった状態になっている。この状態ではスケート玩具が両足の自由輪と動輪とが全て走行面に接地した状態になっているので、スケート玩具を安定した状態で停止させることができる。
【0043】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、足部に自由輪と動輪とを配置したので滑りながら走行させることができるとともに、前進時には動輪の支軸が自由輪の支軸と平行になり、後進時には一方の動輪は走行面から離反した状態を保つとともに、走行面に接地した動輪の支軸が自由輪の支軸と交差するようにしたので、前進時には直進し、後進時には回転させることができ、動輪の回転方向により直進させたり転回させたりすることができるので、モータの回転方向を制御することにより直進、転回を制御することができ複雑な機構を必要とせず、走行状態を変えることができる。
【0044】
請求項2の発明によれば、1つのモータで脚部材の回動と動輪とを作動させるとともに、作動切り換え機構により脚部材の作動を停止して動輪だけを作動させることができるので、簡単な操作と簡単な制御信号でスケート玩具を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るスケート玩具の斜視図
【図2】 上記スケート玩具の分解斜視図
【図3】 (a)〜(c)は足部の構成を説明する要部断面側面図及び要部断面平面図
【図4】 第1の駆動機構、第2の駆動機構及び作動切り換え機構を説明する分解斜視図
【図5】 (a)(b)はワンウェイクラッチの分解斜視図と作動態様説明図
【図6】 (a)〜(c)は検出手段と揺動部材及び脚部材との関係の説明図
【図7】 (a)(b)はスケート玩具及びリモートコントローラのブロック図
【図8】 (a)〜(d)は脚部材と動輪との関係を説明する側面図
【図9】 (a)〜(c)は脚部材の回動位置と動輪との関係を説明する足部の要部断面平面図
【図10】 スケート玩具の作動態様を説明する平面図
【図11】 スケート玩具の作動態様を説明するフローチャート図
【図12】 スケート玩具の作動態様を説明するフローチャート図
【符号の説明】
1 胴体部
2 脚部材
3 足部
4 自由輪
5 動輪
30 モータ
A 玩具体
B リモートコントローラ
C 第1の駆動機構
D 第2の駆動機構
E 作動切り換え機構
61 検出手段
75 制御部
Claims (2)
- リモートコントローラと該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スケート走行する玩具体との組合せからなる、以下の要件を備えることを特徴とするスケート玩具。
(イ)上記玩具体の胴体部には左右の脚部材が前後に回動するように軸支されていること
(ロ)上記脚部材の足部の前部には自由輪が、後部には動輪が配置され、後方に回動した脚部材の動輪は走行面から離反し自由輪のみが走行面に接地するように前方に回動した足部に体重が掛かり前傾姿勢になること
(ハ)胴体部には、上記脚部材を前後に回動させる第1の駆動機構と、上記動輪を回転させる第2の駆動機構と、該2つの駆動機構を駆動するモータとが配置されていること
(ニ)上記胴体部には、脚部材の回動位置を検出する検出手段と、上記モータの回転を制御する制御部とが配置され、該制御部は上記リモートコントローラの制御信号と上記検出手段の検出結果に基づいて上記モータの正逆回転を制御すること
(ホ)上記動輪は前転時には該動輪の支軸が進行方向とほぼ直角に交差し、後転時には上記支軸が進行方向と斜めに交差するように上記足部に回動可能に取着されていること - 前記第1の駆動機構と第2の駆動機構とは1つのモータで駆動され、該モータの正回転時には上記第1の駆動機構と第2の駆動機構とを作動させ、モータの逆回転時には第2の駆動機構のみを作動させる作動切り換え機構を設けた、請求項1記載のスケート玩具。
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