JP5252145B2 - 遊戯用乗物 - Google Patents

Description

本発明は、遊戯用乗物に関する。

様々な遊戯用乗物、例えば、回転ホイール、あるいは、観覧車、旋回コラム等、多数の客車を有する全ての乗物を含む遊戯用乗物が知られている。その客車は、速度及び方向が変化するエキサイティングな動きを得るために、規則的、あるいは、不規則に回転することがある。他に、引力に抗して乗客を一定の位置に保つために、遠心力を利用するタイプの乗物が知られている。しかしながら、人々はいつも新しい娯楽スリルを求めており、そのため、この要求を満たす新しい遊戯用乗物を、絶えず改良及び設計する必要がある。

図１及び図２を参照する。本発明の遊戯用乗物は、ジンバルによって支持される少なくもと２つのホイールにより構成され、これらホイールは、少なくとも３軸、すなわち、X，Y，Z軸の回りを移動する少なくとも１つのホイール、及び、少なくとも２軸の回りを移動する少なくとも２つのホイールが引き起こす独自の運動の軌道を乗客に与えるために回転及び旋回可能である。X軸は、第１ジンバル軸である。Y軸は、X軸内で移動すると共にX軸に対して垂直な第２ジンバル軸である。Z軸は、それぞれのホイールが回転することでその向きが変化するように移動する回転軸である。本発明では、水平ドライブシャフトを支持すると共に運動のジンバル軸を設定するための水平静止シャフトを設置する垂直に配置した巨大な建造物を有していることを図示して請求しているが、運動のジンバル軸よりもむしろ、垂直ドライブシャフト及び垂直に設定するための垂直静止シャフトを支持する巨大な建造物のほうが、容易に水平に設置することができることがある。

本発明のジンバル支持された動作は、X:Y:Zの各軸の回転数(rpm)の割合が1:1:1の旋回運動をする２つのホイール10及び20を含む。図３〜図１０に示されるのは、第１ジンバル軸X方向の視線で見た時の、運動の軌道を連続する場面で図解したものである。図３ａ〜図１０ａは、同一場面を、第２ジンバル軸Y方向からの視線で見たものである。アウターホイール10がX軸の回りを軌道X'で横向きに旋回すると、インナーホイール20も、必然的に、アウターホイール10と並行して軌道X'に沿って横向きに旋回するが、インナーホイール20は、アウターホイール10とは異なりY軸の回りを軌道Y'に沿って横向きにも旋回する。

軌道Z’₁₀及び軌道Z’₂₀が共通の軌道Z’_10/20で同心に整列されると、図３のように、アウターホイール10及びインナーホイール20は運動を開始する。アウターホイール10は、インナーホイール20を支持することから、Y軸、Z₁₀軸及びZ₂₀軸の軌道の角度、すなわち、傾斜角度を絶えず変化させる。

ここで留意する点は、符号P点は、Z’₁₀の回転中に、例えば、図３のポイントから、図４のポイント及びその上方の図５のポイントへ進行することである。インナーホイール20上に仮想点Pはないが、その仮想点Pも、Y軸に沿って、すなわち、図４ａ及び図５ａによく示されるように、独自の軌道Z’₂₀に沿って回転するための運動をする。

X’:Y’:Z’の回転比は、1:1:1から1:1:12と同じかそれ以上の間で変化してもよい、そして、X’のY’に対する回転比も変化してもよい。

ここで図１１〜図１４を参照する。例えば、P’₁₀（アウターホイール上）及びP’₂₀（インナーホイール上）のような遊戯用乗物の客車の運動の実際の軌道は、客車が当該遊戯用乗物の真の中心から実質的に等距離にあれば、多様な回転及び旋回に対する回転比によって幾何学的に無限に変化する。

詳細な説明からより理解できるように、Z’₁₀とZ’₂₀との回転比は、軸回りの回転がどのように連結されているかに依存する。アウターホイール10上の客車の運動の軌道、すなわち、P’₁₀及びインナーホイール20上の客車の運動の軌道、すなわち、P’₂₀は、X’:Y’:Z’₁₀:Z’₂₀の割合が1:1:1:1である場合、図１１及び図１２に図解するように表すことができる。これは、Z’₁₀:X’の速度の比率が、例えば、およそ12:1で、X’:Y’の速度の比率が1:1である場合の、図１３及び図１４により近似するようなP’₁₀の運動の軌跡に特徴づけられる。

一般に、図１に示されるようなこの発明の装置は、ジンバルによって支持されてその中に少なくとも１つのインナーホイール20を有するアウターホイール10によって構成される。アウターホイール10は、シャフト1及び2を介して２箇所のアウターホイールのセクション31,32で、それぞれのフレームワーク30によって支持されることが望ましい。ホイール10,20及び潜在的補助的内部ホイール300（図２上に示される）は、様々な適切な設計のどれを使用して組立ててもよい。ホイールは、中実のリムのような構造物、あるいは、中空構造物、あるいは、交差する補強、すなわち、橋脚あるいは観覧車に類似した構造を有する図１５の望ましい形態の構造物であってもよい。

ここで、図２、図４ａ、図１５、図１６、図１７、図１９及び図２２を参照する。ドライブシャフト1は、一端が動力源100から水平に延びると同時に、他端がドライブセクション31でアウターホイール10に固定されている。静止ギヤシャフト2は、支持構造40Bに取付けられる。静止ギヤシャフト2は、垂直に配置された静止ギヤ3Aと3Bとの間に水平に延びる一方で、アウターホイール10の第１静止部32のブッシング4中、開口5中に、回転可能に配置される。したがって、アウターホイール10は、少なくとも１つの客車200（図２２）を支持することができる一方で、動力源100（図２）が、アウターホイール10に、X軸の回りに、X'軸に沿って、順々に横向きの旋回を引き起こすシャフト1を駆動する。ドライブシャフト1から180°に位置している静止シャフト2は、アウターホイール10のX軸の回りの旋回をアシストするためにも配置される。静止ギヤ3A及び3Bは、アウターリングギヤ6A及び6B（図１６及び図１７）に係合され、アウターリングギヤは、エンベロープ（図１５参照）が、実質上、アウターホイール10の周縁部全体に、回転可能に配置される。リングギヤ6A及び6Bは、リングギヤが垂直に配置された静止ギヤ3A及び3Bの周縁部の周囲を人を引きつけるようにゆっくりと旋回すると同時に、リングギヤ6A及び6Bの回転に並行して、ローラメンバ9A,9B,9C, 9D,9E及び9Fを介してアウターホイール10の周縁部の回りにスライドするように、例えば、8A及び8B（設計された独自の多数のサポートとして設計することが可能）のような多数のサポートメンバによってキャリッジメンバ7に取付けられる。これは、アウターリングギヤ6A及び6Bの、Z'₁₀（図４ａ）として示される軌道内のZ₁₀軸（第１回転軸）を中心とする軸回りの回転を可能とし、アウターホイール10はX軸の回りに横向きに旋回する。ここで留意するべきは、アウターホイール10のフレーム構造12a及び12b（図１６）に一体化するように固定されたレール11a及び11b（図１５、図１６及び図１６ａ）に沿ってスライドすることである。図１６の本発明の実施形態が示すローラ9C及び9Fは、それぞれレール11B及び11Aに取付けられ、その結果、リングギヤ6B及び6Aの歯の反対側の表面であるアウターリングギヤ6B及び6Aの頂部表面SB及びSAに沿ってそれぞれ転動する。他のローラ9A,9B,9D及び9Eは、実際に、キャリッジ7、あるいは、キャリッジサポート8Aまたは8Bに一体化するように取付けられる。しかしながら、このローラシステムは、もし設計が可能であれば、他の適切な形態に適応させて設計することができる。キャリッジ7にレール11A及び11Bに沿ってスライドする機能を付与するためのローラに代わる他の選択肢は、もし設計が可能であれば、採用することができる。

特に、ジンバルによって支持されたアウターホイール10とインナーホイール20との関係が図解された図１８、図１９、図２０及び図２１を参照して、さらなる本発明の好適な形態を説明する。アウターホイール10の開口15の中のブッシング14を通過して延び、一端が垂直に配置されたトランスファーギヤ16A及び16Bに固定されて結合される一方で、その他端がインナーホイール20に固定されて結合されたトランスファーシャフト13がある。アウターホイール10のセクション33は、インナーホイールトランスファーシャフト13が開口15の中へ延びることから、アウターホイールトランスファーセクション33として適用される一方で、インナーホイールトランスファーセクション34として適用される。それにより、トランスファーシャフト13は、水平に配置された場合に、第２ジンバル軸、すなわち、Y軸を設定するのに役立つ。その結果、キャリッジ7ならびにアウターリングギヤ6A及び6Bの縦に一列に並ぶ軸回りの回転が、Z'₁₀の回りに発生した場合、アウターリングギヤ6A及び6Bは、垂直方向に配置されたトランスファーギヤ16A及び16Bにそれぞれ噛合い、順々に、トランスファーシャフト13を旋回させ、Y軸回りに横方向へ旋回するインナーホイール20へ駆動力を伝達する。アウターホイール10上の移動点33は、アウターホイール10の静止点32から90°に位置する。

図１８において、インナーホイール20がY軸の回りに横向きに旋回すると、セクション35でインナーホイール20は、開口21を介して、第２静止点36でアウターホイール10に確実に取付けられる第２静止シャフト22の回りにも旋回する。アウターホイール10のポイント36の向かい側で、且つ、インナーホイール20の静止点35側の静止シャフト22の端部で、シャフト22は、インナーホイール20がY軸の回りに横向きに旋回する間、２つのインナーホイールリングギヤ24A及び24Bをそれぞれゆっくり動かす２つの静止ギヤ23A及び23Bを通過して延びる。それらがゆっくり動くと、サポート26A及び26Bを介してキャリッジ25に親密に連結されるインナーリングギヤ24A及び24Bは、レール27A及び27Bにスライド可能に係合する。その結果、リングギヤ24A及び24Bが静止ギヤ23A及び23Bの回りをゆっくり動くと、キャリッジメンバ25は、軌道Z'₂₀（図５及び図５ａ参照）を経由して軸Z₂₀（第２回転軸）の回りを軸回りに回転する。インナーホイールローラ28A,28B,28C, 28D,28E及び28Fは、キャリッジ25の横滑りする軸回りの回転を可能とする。ローラ28C及び28Fは、実際にレール27B及び27Aにそれぞれ連結されると共に、それに伴いリングギヤ24B及び24Aの頂部表面に沿って転動し、例えば、28A,28B,28D及び28E等の他のインナーリングローラがサポート26B及び26Aを介してキャリッジ25に一体化して連結されている間、レール27B及び27Aに沿って転動する。インナーホイール20のより効果的な横向きの旋回をシャフト22の回りに生じることができるように、開口21の内部に配置されたブッシング29が存在することも望ましい。

図１６及び図１６ａで静止ギヤ位置32の付加的な見方をすることができる。図１６は、ラム42を駆動する、同様に、32でホイールに係合することによりアウターホイール10を固定するための場所の中へロッキングメンバ43を駆動する、油圧あるいは空気圧のシリンダ41の実施形態を図解する。図１６ａに示されるキャリッジコネクタ7Aは、キャリッジ7として示された外側のバーを連結するための連続するメンバとしてもよい。

設計が可能であれば、例えば、インナーホイール300等の付加的なインナーホイールを、図２に記載されるように用いることができる。例えば、インナーホイール300のようなインナーホイールは、例えば、トランスファーシャフト400及びトランスファーギヤ401A及び401B、静止シャフト500、図２に示される全てを介して、上述したジンバルと全く同じように、ジンバル支持するようにしてもよい。

図２２及び図２３は、キャリッジ7及び25によって支持される、あるいは、吊持される客車200の詳細な実施形態を示すものである。選択される実施形態について留意すべきは、例えば、客車は、ローラコースタータイプの座席配置のように並べて乗せることができ、あるいは、客車200及び201は、それら自身を、フレームによってジンバル支持するか、キャリッジ7及び25の内部に吊持してもよいことである。

本発明を実施例に基いて説明してきたが、当然、当業者は、本発明の範囲内で各種変更及び改良が可能である。それら改良は、本発明の特徴を得るための、サーボ機構、油圧ポンプシステム、空気圧システム等を含むが、これに限定されるものではなく、実施形態と同等ではない。シャフト及びギアは、ボールベアリング、ラックアンドピニオン等であってもよい。さらに、静止ギヤ、トランスファーギヤ、及びリングギヤを含むがこれに限定されるものではなく、ギア機構は、鎖によって補助されるか、ベルト及びプーリ機構、油圧部品、空気圧部品、電子部品等によって代用されてもよく、これらは全て本発明の範囲内である。さらに、本発明の新規遊具によってもたらされる新規な乗り物感覚は、コンピューター上で再現することができ、また、乗客が本発明の遊戯用乗物を楽しむ運動の軌跡を再現する体感型ビデオゲームあるいは他のゲームの形態によって提供することができる。

本遊戯用乗物の斜視図である。 遊戯用乗物の平面図である。 X軸方向の視線で見た時の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図３において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 X軸方向の視線で見た時の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図４において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 X軸方向の視線で見た時の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図５において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 X軸方向の視線で見た時の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図６において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 X軸方向の視線で見た時の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図７において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 X軸方向の視線で見た時の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図８において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 X軸方向の視線で見た時の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図９において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 X軸方向の視線で見た場合の遊戯用乗物のアウターホイール及びインナーホイールの動作の一連の場面であって、当該ホイールは1:1の比率で相互に動作する。 図１０において、同一場面をY軸方向の視線で見た時の図である。 Z’₁₀,Z’₂₀,X’,Y’の回転速度が等しいことを含んで、アウターホイール上の客車P’₁₀のインナーホイール上の客車P’₂₀の回転比が1:1である時、X軸方向の視線で見た場合のアウターホイール上の客車の運動の軌道P’₁₀及びインナーホイール上の客車の運動の軌道を示す図である。 図１１に示される軌道の斜視図である。 Z’:X’:Y’＝12:1:1の時のP’₁₀及びP’₂₀の運動の軌跡の斜視図である。 図１３に示される軌跡をX軸方向の視線で見た場合の図である。 図２における15-15線に沿って見た遊戯用乗物の正面図である。 図２における16-16線に沿う部分断面図である。 図１６におけるギヤ6Aの背面から見た部分側面図である。 図２における17-17線に沿う骨格の断面図である。 図２における18-18線に沿う骨格の断面図である。 本発明のトランスファーギヤを示す図２における19-19線に沿う部分断面図である。 図１９における骨格の図である。 21-21線に沿う部分断面図である。 予想される客車の形態を含む図１９と同一の部分断面図である。 客車200の部分的な右側面図である。

Claims (4)

1. 水平に配置された第１ジンバル軸の回りに旋回可能になるようにアウターホイールメンバによって支持されるアウターホイールと、
   少なくとも１つの客車を前記アウターホイールの外周に沿って、前記アウターホイールが旋回することで前記第１ジンバル軸に対する向きが放射状に変化するように移動して前記アウターホイールの中心軸に一致する第１回転軸の回りに回転可能に支持するアウターホイールメンバと、
   前記第１ジンバル軸に対して垂直な第２ジンバル軸の回りに旋回可能になるように前記アウターホイールに対してジンバル支持され、前記アウターホイールの中にあり、第２ジンバル軸の回りに旋回可能でもあると同時に、インナーホイールの外周に沿って、前記アウターホイール及び前記インナーホイールが旋回することで前記第２ジンバル軸に対する向きが放射状に変化するように移動して前記インナーホイールの中心軸に一致する第２回転軸の回りに回転可能な少なくとも１つの客車を支持する少なくとも１つのインナーホイールと、
   を含み、
   ａ．前記外側及び内側のホイールの客車は、それぞれ外側及び内側のトップキャリッジよって支持され、各キャリッジは、それぞれホイールのフレーム構造に一体化するように固定された各レールにスライド可能に連結され、
   ｂ．それぞれの前記キャリッジは、各回転軸回りの回転中にスライドするためにリングギヤに連結されて、各リングギヤは、それぞれのホイールの各ジンバル軸回りの旋回に対応して各キャリッジに各回転軸回りの回転を生じさせることができるように、垂直に配置された各ホイールの各静止ギヤの周縁に係合され、
   ｃ．前記アウターホイールの前記第１ジンバル軸の回りの旋回は、前記アウターホイールのドライブセクションに水平に取付けられたドライブシャフトの回転によって可能となり、
   ｄ．前記垂直静止ギヤを支持している水平静止シャフトであって、該シャフトは、ドライブセクションの180°反対側に位置される前記アウターホイールのセクションを通して配置され、前記静止シャフトは、前記アウターホイールが前記第１ジンバル軸としてその回りを旋回することを許容し、また、
   ｅ．前記アウターホイール上の静止セクションから90°に位置されるトランスファーセクションに、アウターリングギヤの回転から動力を受けるために、及び、インナーホイールの前記第２ジンバル軸の回りの旋回のための駆動力としての動力を伝達するために、トランスファーギヤが取り付けられる回転可能な水平なシャフトを備えており、
   さらに、
   アウターホイールの前記第１ジンバル軸の回りの旋回及びその客車の前記第１回転軸回りの回転により、前記インナーホイールの前記第２ジンバル軸の回りの旋回及びその客車の前記第２回転軸回りの回転が誘因されることを特徴とする遊戯用乗物。
2. 前記外側及び内側のホイールの各ジンバル軸の回りの旋回及びそれらのそれぞれの客車の各回転軸回りの回転の全ては、前記アウターホイールに適用される単一の動力によって駆動可能であることを特徴とする請求項１に記載の遊戯用乗物。
3. ａ．インナーホイール静止ギヤは、アウターホイールのセクションに水平に取付けられた静止シャフトに取付けられ、また、
   ｂ．前記インナーホイールの180°反対に
   前記水平トランスファーシャフト及びトランスファーギヤが配置される、
   ことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の遊戯用乗物。
4. 前記外側及び内側のホイールの各ジンバル軸の回りの旋回に対するそれぞれの客車の各回転軸回りの回転比は、各リングギヤと各静止ギヤとの間のギヤ比によって決まることを特徴とする請求項２に記載の遊戯用乗物。

Images