JP4647402B2 - 走行玩具セット - Google Patents
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そこで、室内で使用する走行玩具の走行コースに自由度を持たせるために、ユーザーが紙面に油性ペン等で走行コースを描くことができる走行玩具セットが提案されている。
更に、前記ラインセンサ式走行体がプログラム切替スイッチを備え、該スイッチの切替により、前記右の反射型光センサが前記色相変化部を検知すると前記左モータを停止し、前記左の反射型光センサが前記色相変化部を検知すると前記右モータを停止するように前記制御回路から前記各モータへの出力信号を出力することで、前記ラインセンサ式走行体の進行方向を反転する又は回転運動をすることを特徴とする請求項1記載の走行玩具セットを要件とする。
更に、前記走行面が、多孔質層の吸液状態での明度値Vwと、非吸液状態での明度値Vdとが1<Vd−Vwを示すこと、前記走行用支持体が、走行面の外周全縁に渡って、光センサで検知される明度値7未満の縁取部を有することを要件とする。
尚、本発明において「前」とは、走行体の進行方向を示す。
前記反射型光センサは、多孔質層上に液体を塗布することで発現する色相変化部(特に、連続的なものをラインとする)を検知する発光器と受光器とからなるものであり、車体の走行面を認識できる位置に左右一対に設けられる。発光器から走行面に照射される光が反射して受光器が認識するか、走行面が光を吸収して受光器が認識できないかによってトレース動作を起こすため、左右の反射型光センサ間の距離より狭い幅のラインに対してトレース動作をする。
前記発光器としては、赤外線、赤色光、緑色光、紫外線等を発光するLEDや電球等を用いることができる。特に、発光器から照射される光としては、受光器の認識性が高い赤色光や赤外線が好適に用いられる。
また、受光器としては、フォトトランジスタ、フォトダイオード、CDS等を用いることができる。
また、スイッチ切替によって制御方法を変更する場合(例えば、切替前には右センサが反射光を検知できなかった際に左モータが駆動するように出力信号を送っていたものが、切替により右モータが駆動するように出力信号を送るようにしたり、反射光を検知できなかった際に左右いずれかのモータを一定の時間回転させ続ける等)、前記走行体がラインを検知した際に進行方向を反転させたり、右回転や左回転、それらを組み合わせた回転運動等を起こすようにして、玩具としての興趣を増すことも可能である。
また、前記走行面の多孔質層を形成していない部分や、走行面外周には、山やトンネル等の背景物を模した部材や、写真や絵等の印刷物を設けることで種々の背景を形成したり、走行体に関連する模型物や印刷物を配置することで、走行体の容姿に合わせた構成とすることも可能であり、玩具としての興趣をより増すことができる。
また、走行体の走行性を安定させるために、前記走行用支持体における走行面を形成する部分は、平面としたり、凹凸を小さく構成することが好ましい。
また、前記支持体には防水加工を施すこともでき、特に、前記材質のうち、紙類、布帛、皮革、合成皮革等の液体を浸透するもの(浸透性材料)については、上層又は下層に非浸透層を形成し、液体の浸透を防ぐことが望ましい。前記非浸透層は、樹脂等の液体非浸透性物質のエマルジョンを印刷、塗布したり、水非浸透性シートを設けることで得られる。
更に、前記支持体自体を着色したり、支持体表面に着色層を設けることによって、色彩性を向上することもできる。
前記低屈折率顔料としては、珪酸及びその塩、バライト粉、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、クレー、タルク、アルミナホワイト、炭酸マグネシウム等が挙げられ、これらは屈折率が1.4〜1.8の範囲にあり、液状組成物を吸液すると良好な透明性を示すものである。
尚、前記珪酸の塩としては、珪酸アルミニウム、珪酸アルミニウムカルシウム、珪酸アルミニウムナトリウム、珪酸アルミニウムカリウム、珪酸カリウム、珪酸マグネシウム、珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウムカリウム等が挙げられる。
前記低屈折率顔料の粒径は特に限定されるものではないが、0.03〜10.0μmのものが好適に用いられる。
又、前記低屈折率顔料は2種以上を併用することもできる。
尚、好適に用いられる低屈折率顔料としては珪酸が挙げられる。
前記珪酸は、乾式法によるものであってもよいが、湿式法により製造される珪酸(以下、湿式法珪酸と称する)が特に効果的であり、実用性を満たす。
この点を以下に説明する。
珪酸は非晶質の無定形珪酸として製造され、その製造方法により、四塩化ケイ素等のハロゲン化ケイ素の熱分解等の気相反応を用いる乾式法によるもの(以下、乾式法珪酸と称する)と、ケイ酸ナトリウム等の酸による分解等の液相反応を用いる湿式法によるものとに大別されるが、本発明の意図する多孔質層として機能させるためには、湿式法珪酸が最適である。
これは、乾式法珪酸と湿式法珪酸とでは構造が異なり、前記乾式法珪酸は、珪酸が密に結合した三次元構造を形成するのに対して、湿式法珪酸は、珪酸が縮合して長い分子配列を形成した、所謂、二次元構造部分を有している。
従って、前記乾式法珪酸と比較して分子構造が粗になるため、湿式法珪酸を多孔質層に適用した場合、乾式法珪酸を用いる系と比較して乾燥状態における光の乱反射性に優れ、よって、常態での隠蔽性が大きくなるものと推察される。
又、前記本発明の多孔質層においては、水を吸液させるものであるから、湿式法珪酸は乾式法珪酸に比べて粒子表面にシラノール基として存在する水酸基が多く、親水性の度合いが大であり、好適に用いられる。
尚、前記多孔質層の常態での隠蔽性と吸液状態での透明性を調整するために、湿式法珪酸と共に、他の汎用の低屈折率顔料を併用することもできる。
前記珪酸の粒径は特に限定されるものではないが、0.03〜10.0μmのものが好適に用いられる。
前記珪酸はバインダー樹脂を結合剤として含むビヒクル中に分散され、基材に塗布した後、揮発分を乾燥させて多孔質層を形成する。
前記バインダー樹脂としては、ウレタン系樹脂、ナイロン樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル酸エステル樹脂、アクリル酸エステル共重合樹脂、アクリルポリオール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、マレイン酸樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、スチレン共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合樹脂、メタクリル酸メチル−ブタジエン共重合樹脂、ブタジエン樹脂、クロロプレン樹脂、メラミン樹脂、及び前記各樹脂エマルジョン、カゼイン、澱粉、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
前記珪酸とこれらのバインダー樹脂の混合比率は、珪酸の種類及び性状に左右されるが、好ましくは、珪酸1重量部に対してバインダー樹脂固形分0.5〜2重量部であり、より好ましくは、0.8〜1.5重量部である。珪酸1重量部に対してバインダー樹脂固形分が0.5重量部未満の場合には、前記多孔質層の実用的な皮膜強度を得ることが困難であり、2重量部を越える場合には、前記多孔質層内部への水の浸透性が悪くなる。
前記多孔質層は、従来より公知の一般的な塗膜と比較して着色剤に対するバインダー樹脂の混合比率が小さいため、十分な皮膜強度が得られ難い。そこで、耐擦過強度を高めるために、前記のバインダー樹脂のうち、ナイロン樹脂又はウレタン系樹脂を用いると効果的である。
前記ウレタン系樹脂としては、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂等があり、2種以上を併用することもできる。又、前記樹脂が水に乳化分散したウレタン系エマルジョン樹脂や、イオン性を有するウレタン樹脂(ウレタンアイオノマー)自体のイオン基により乳化剤を必要とすることなく自己乳化して、水中に溶解乃至分散したコロイド分散型(アイオノマー型)ウレタン樹脂を用いることもできる。
尚、前記ウレタン系樹脂は水性ウレタン系樹脂又は油性ウレタン系樹脂のいずれを用いることもできるが、本発明においては水性ウレタン系樹脂、殊に、ウレタン系エマルジョン樹脂やコロイド分散型ウレタン系樹脂が好適に用いられる。
前記ウレタン系樹脂は単独で用いることもできるが、支持体の種類や皮膜に必要とされる性能に応じて、他のバインダー樹脂を併用することもできる。ウレタン系樹脂以外のバインダー樹脂を併用する場合、実用的な皮膜強度を得るためには、前記多孔質層のバインダー樹脂中にウレタン系樹脂を固形分重量比率で30%以上含有させることが好ましい。
前記バインダー樹脂において、架橋性のものは任意の架橋剤を添加して架橋させることにより、さらに皮膜強度を向上させることができる。
前記バインダー樹脂には、水との親和性に大小が存在するが、これらを組み合わせることにより、多孔質層中への浸透時間、浸透度合い、浸透後の乾燥の遅速を調整することができる。更には、適宜分散剤を添加して前記調整をコントロールすることができる。
又、温度変化により可逆的に色変化する、従来より公知の可逆熱変色顔料を混在させて、環境温度や付着させる水温により色変化させることができる。
更には、前記多孔質層の上層、下層、及び/又は近傍には着色層を配設して様相変化を更に多様化させることができる。
各明度値を前記構成とすることで、多孔質層の吸液により現出するラインを走行体の反射型光センサが確実に検知できるので、前記ラインに対して、ライントレースや回転運動等のプログラムに応じた動きを生じるものとなる。また、非吸液状態においては、前記センサが走行面の濃淡(色相差)を検知することなく使用できるので、通常の走行を発現できる。
本発明に示す明度値は、東京電色株式会社製TC−3600色差計を用い、JIS Z 8721−1993に基づいて求めた値であり、作成した走行用支持体の吸液状態及び非吸液状態の明度値を測定して得られるものである。
尚、水を収容した容器を多孔質層に近接又は接触させ、容器内から水を導出して付着させる方法としては、容器内に水を収容し、且つ、容器内の水を導出する繊維体や刷毛を設けて水を塗布する方法、容器内に水を収容し、且つ、噴霧装置を設けて、水をスプレーする方法、注射器のように容器内の水を押圧して、水を噴出させる方法等が挙げられる。
なお、好ましい水付着手段としては、連続気孔を有するプラスチック多孔体又は繊維加工体をペン先部材、印面として適用した筆記具又は塗布具、或いは、スタンプ具であり、任意の筆記像又は印像を簡便に形成でき、実用性を高めることができる。
前記における連続気孔を有するプラスチック多孔体又は繊維加工体は、水を適宜量吸収し、吐出させるものであればよく、従来より汎用のポリオレフィン系、ポリウレタン系、その他各種プラスチックの連続気孔体や繊維を集束させた毛筆状のもの、繊維の樹脂加工又は熱溶着加工によるもの、フェルト、不織布形態のものを挙げることができ、形状、寸法は目的に応じて任意に設定できる。
特に、前記水付着手段の先端部(塗布部)に用いられるものは、塗布した際に得られる線幅が、前記一対の反射型光センサ間より細くなるように設定することが好ましい。
図1は本発明の走行玩具セットの外観斜視図、図2は上方より視認される走行体の内部平面図、図3は走行体内の側面図、図4は走行時の平面図である。
支持体として白色の合成紙(縦40cm、横60cm、厚さ80μm)を用いて、表面に黒色スクリーン印刷用インキを用いて、120メッシュのスクリーン版にてベタ印刷をし、70℃で30分間乾燥硬化させて着色層を設けた。
次いで、前記着色層上に、湿式法シリカ〔商品名:ニップシールE−220、日本シリカ工業(株)社製〕15部、ウレタンエマルジョン〔商品名:ハイドランAP−10、大日本インキ化学工業(株)社製、固形分30%〕45部、水40部、シリコーン系消泡剤0.5部、水系インキ用増粘剤3部、エチレングリコール1部、ブロックイソシアネート系架橋剤3部を均一に混合攪拌してなる白色スクリーン印刷用インキを用いて、100メッシュのスクリーン版にて、支持体の外周を5cm残してベタ印刷し、60℃で30分間乾燥硬化させて多孔質層を形成した。更に、前記多孔質層の外周に紺色のインキを用いて縁取部32(明度値4.5)を形成すると共に、該縁取部32の外側(多孔質層を形成していない支持体上、即ち、外周部33)に種々の形象物を印刷することで、水変色性走行面31を有する走行用支持体3を得た。
前記走行用支持体3は乾燥状態では白色を呈していたが、水を含ませた繊維ペンでラインを描くと、その部分の多孔質層が透明化して、黒色の筆記像が視認される。
前記筆記像は、多孔質層が吸液状態では保持されており、乾燥すると元の白色に復して不可視状態となり、この現象は何度も繰り返し行うことができた。
また、前記多孔質層の吸液状態での明度値Vwが2.5、非吸液状態での明度値Vdが8.3であり、1<Vd−Vwを満たすものであった。
更に、前記走行用支持体3は、広い走行面への筆記や塗布による像形成が可能であるため、それ自体が興趣に富んだ玩具としての性質も兼ね備えるものとなった。
前記ラインセンサ式走行体2は、左右一対の反射型光センサ22,23と、該光センサに接続される種々の走行プログラムを有する制御回路24と、該制御回路24に接続される左右一対のモータ25,26と、各モータに減速機構27を介して接続される後方車輪28,29と、モータ及び反射型光センサを駆動するバッテリ212と、前方従動輪211を車体21に備えている(図2)。また、発光LED及びスピーカも搭載している(図示せず)。
前記受光器222,232への赤色光の到達可否を検知することで、反射型光センサ22,23と接続される制御回路24に信号が入力され、プログラムに応じた信号を出力して左右独立してなるモータ25,26を駆動する。
これとは逆に、図4(B)の状態では、直線上を真っ直ぐに走行してきた走行体2が左カーブライン34にさしかかった際、右反射型光センサ23は反射光を認識しているのでそのまま右モータ26を駆動させ続けるが、左発光器221から照射される光がライン34上に当たり吸収され左受光器222に反射光が入射しないため、制御回路24により左モータ25が停止され、左受光器222に反射光が入射するまで片輪29のみ駆動するため、左車輪28を回転軸として車体が旋回し、再びライン34上を走行する。
支持体として目付け量140g/m2の白色T/Cブロード(テトロン65%、コットン35%)生地(縦90cm、横90cm)上の全面に、青色顔料5部、アクリル酸エステルエマルジョン50部、水性インキ増粘剤3部、レベリング剤0.5部、エポキシ系架橋剤5部を均一に混合攪拌してなる青色スクリーン印刷用インキを用いて、180メッシュのスクリーン版にてベタ印刷し、100℃で3分間乾燥硬化させて着色層を設けた。
次いで、前記着色層上に湿式法微粉末シリカ〔商品名:ニップシールE−200、日本シリカ工業(株)製〕15部、ウレタンエマルジョン〔商品名:ハイドランHW−930、大日本インキ化学工業(株)製、固形分50%〕30部、水50部、シリコーン系消泡剤0.5部、水系インキ用増粘剤3部、エチレングリコール1部、ブロックイソシアネート系架橋剤3部を均一に混合、攪拌してなる白色スクリーン印刷用インキを用いて、100メッシュのスクリーン版にて支持体の外周を8cm残してベタ印刷し、130℃で5分間乾燥硬化させて多孔質層を形成した。更に、前記多孔質層の外周に紺色のインキを用いて縁取部32(明度値4.5)を形成すると共に、該縁取部32の外側(多孔質層を形成していない支持体上即ち、外周部33)に種々の形象物を印刷することで、水変色性走行面31を有する走行用支持体3を得た。
前記走行用支持体3は乾燥状態では白色を呈していたが、水を含ませた繊維ペンでラインを描くと、その部分の多孔質層が透明化して、青色の筆記像が視認される。
前記筆記像は、多孔質層が吸液状態では保持されており、乾燥すると元の白色に復して不可視状態となり、この現象は何度も繰り返し行うことができた。
また、前記多孔質層の吸液状態での明度値Vwが5.0、非吸液状態での明度値Vdが8.5であり、1<Vd−Vwを満たすものであった。
更に、前記走行用支持体は、広い走行面への筆記や塗布による像形成が可能であるため、それ自体が興趣に富んだ玩具としての性質も兼ね備えるものとなった。
得られた走行玩具セット1は、前記実施例1と同様に、筆記による連続又は独立した色相変化部(ライン34やスタンプ具の印像)や縁取部32を検知した際に、ライントレースや、回転・停止運動を行うことができるものであり、興趣に富んだ玩具セットとなった。
2 ラインセンサ式走行体
21 車体
211 従動輪
212 バッテリ
22 左反射型光センサ
221 左発光器
222 左受光器
23 右反射型光センサ
231 右発光器
232 右受光器
24 制御回路
25 左モータ
26 右モータ
27 減速機構
28 左車輪
29 右車輪
3 走行用支持体
31 走行面
32 縁取部
33 外周部
34 ライン(色相変化部)
4 水ペン
Claims (4)
- 低屈折率顔料をバインダー樹脂に分散状態に固着させた吸液状態と非吸液状態で透明性を異にする多孔質層を少なくとも一部に設けてなる走行面を備えた走行用支持体と、前記多孔質層上に液体を塗布することで発現する色相変化部を検知する左右一対の反射型光センサと、該光センサが検知した入力信号を入力してプログラムに応じた出力信号を出力する制御回路と、該制御回路からの出力信号により作動する左右一対のモータと、該モータにより駆動する走行手段と、電源とを備え、検知した連続的な色相変化部に沿って走行するように制御されたラインセンサ式走行体と、水付着手段とからなり、前記走行面の多孔質層の吸液状態での明度値Vwが7未満を示すと共に非吸液状態での明度値Vdが7以上を示すことを特徴とする走行玩具セット。
- 前記ラインセンサ式走行体がプログラム切替スイッチを備え、該スイッチの切替により、前記右の反射型光センサが前記色相変化部を検知すると前記左モータを停止し、前記左の反射型光センサが前記色相変化部を検知すると前記右モータを停止するように前記制御回路から前記各モータへの出力信号を出力することで、前記ラインセンサ式走行体の進行方向を反転する又は回転運動をすることを特徴とする請求項1記載の走行玩具セット。
- 前記走行面が、多孔質層の吸液状態での明度値Vwと、非吸液状態での明度値Vdとが1<Vd−Vwを示すことを特徴とする請求項1又は2記載の走行玩具セット。
- 前記走行用支持体が、走行面の外周全縁に渡って、光センサで検知される明度値7未満の縁取部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の走行玩具セット。
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