JP5985693B1 - 手動走行玩具 - Google Patents

Abstract

【課題】 玩具本体に付加された部分の動きによって玩具本体自体の動きに変化をもたらすことにより、より面白味のある動きをする手動走行玩具を提供する。【解決手段】 手動走行玩具１０は、玩具本体２０と、玩具本体の底面２０Ａよりも下方に突出して走行面１に接し、車軸３０Ａを中心に回転する少なくとも一つの車輪３０と、玩具本体の走行方向Ｄ１の後端側位置に支持される揺動縦軸５３Ａを中心として方向Ａ１，Ｂ１に揺動されて、玩具本体に外力を付与して、玩具本体を走行方向と交差する方向Ａ２，Ｂ２に動かす揺動部４０と、車輪の回転運動を揺動部の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構５０と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、車輪を有する玩具を、手で押し離して走行させる手動走行玩具に関する。

ゼンマイばね式の動力源を有する走行玩具が知られている（特許文献１）。この玩具は、金魚などを模して成形した本体ケースに前輪と後輪を取付け、本体ケースの後端には揺動自在に支持された尾ひれを有する。巻き締められたゼンマイが駆動力となって車輪が回転して走行すると、偏心回転板の往復動力により尾ひれが揺動される。玩具の走行時には、尾ひれの揺動に加えて、口から舌を出没させ、２つの脇ひれが揺動される。

実公平７−３７６７５号公報

上述の玩具は、本体ケースに対して尾ひれおよび脇ひれが揺動するが、金魚を模した本体ケース自体は前進走行する以外には動きに変化はない。例えば魚の形の本体ケースであれば、尾ひれが揺動するだけでは、よりリアルに魚が泳ぐ形態を表現できていない。

本発明の幾つかの態様は、玩具本体に付加された部分の動きによって玩具本体自体の動きに変化をもたらすことにより、より面白味のある動きをする手動走行玩具を提供する。

本発明の一態様は、玩具本体と、前記玩具本体の底面よりも下方に突出して走行面に接し、車軸を中心に回転する少なくとも一つの車輪と、前記玩具本体の走行方向の後端側位置に支持される揺動縦軸を中心として揺動されて、前記揺動縦軸に揺動可能に固定される揺動部と、前記少なくとも一つの車輪の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構と、を有する手動走行玩具である。

また、本発明では、前記車輪は前記揺動部よりも重く、平面視において、前記揺動部が少なくとも一方に最大に揺動した位置にある時の前記揺動部の重心の位置は、前記少なくとも一つの車輪の接地面のうち前記走行方向と直交する方向での両端に位置する外縁間の幅の範囲外とすることができる。

また、本発明では、前記揺動部の重心から前記揺動縦軸までの距離は、前記揺動部の全長を二等分する位置から前記揺動縦軸までの距離よりも短くすることができる。

また、本発明では、平面視において、前記走行方向と直交する方向にて、前記少なくとも一つの車輪と、前記回転−揺動変換機構の一部とを並んで配置することができる。

また、本発明では、前記少なくとも一つの車輪は、前記車軸に離間して支持される２つの車輪を含み、前記２つの車輪の間に、前記回転−揺動変換機構の一部を配置することができる。

また、本発明では、前記少なくとも一つの車輪の前記接地面は、前記走行方向と直交する方向での幅の中心部分を両端よりも突出させることができる。

また、本発明では、前記少なくとも一つの車輪は、基材と、前記基材を覆って接地面を形成する被覆材とを含み、前記被覆材は同一走行面との間で発生する摩擦力が前記基材よりも大きいことを特徴とすることができる。

また、本発明では、玩具本体と、前記玩具本体の底面よりも下方に突出して走行面に接し、車軸を中心に回転する少なくとも一つの車輪と、前記玩具本体の走行方向の後端側位置に支持される揺動縦軸を中心として、前記揺動縦軸に揺動可能に固定された揺動部と、前記少なくとも一つの車輪の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構と、平面視において前記走行方向と直交する方向にて両端に位置する前記少なくとも一つの車輪の最端面よりも両外側に位置し、前記玩具本体の底面よりも下方に突出し、かつ、前記少なくとも一つの車輪の接地面の高さまで到達しない２つの側方倒れ防止部材と、を有する手動走行玩具としてもよい。

また、本発明では、前記玩具本体は、平面視において前記走行方向にて前記少なくとも一つの車輪よりも前側の位置にて、前記底面よりも下方に突出する前倒れ防止部材を有することができる。

また、本発明では、前記玩具本体は、平面視において前記走行方向にて前記少なくとも一つの車輪よりも後側の位置にて、前記底面よりも下方に突出する後倒れ防止部材を有することができる。

本発明によれば、より面白味のある動きをする手動走行玩具を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る魚の形を模した手動走行玩具の底面図である。 手動走行玩具の平面図である。 手動走行玩具を走行方向の後方から見た背面図である。 車輪、回転−揺動変換機構、揺動駆動部及び揺動部を示す側面図である。 車輪、回転−揺動変換機構、揺動駆動部及び揺動部を示す平面図である。 図６（Ａ）は揺動駆動部及び揺動部の正面図であり、図６（Ｂ）は揺動駆動部及び揺動部の平面図、図６（Ｃ）は最大揺動角θ、偏心カムの偏心量δ１及び揺動縦軸と軸部との中心間距離δ２との関係を模式的に示す図である。 図７（Ａ）（Ｂ）は回転−揺動変換機構の変形例を示す平面図及び側面図である。 車輪の接地面の変形例を示す図である。 図９（Ａ）は３つの車輪を有する手動走行玩具を模式的に示す平面図であり、図９（Ｂ）は３つの車輪の接地面を示す正面図である。 複合材料を用いた車輪の断面図である。 揺動部の揺動縦軸を車輪の幅の中心から偏移した位置に設定した変形例を示す図である。 揺動部の揺動縦軸を車輪の幅の範囲外の位置に設定した変形例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

図１は魚の形を模した手動走行玩具１０の底面図であり、図２は手動走行玩具１０の平面図であり、図３は手動走行玩具１０を走行方向Ｄ１の後方から見た背面図である。図１〜図３において、手動走行玩具１０は、例えば魚の頭部、胴部、背びれ及び脇ひれ等の形態を有する玩具本体２０と、玩具本体２０の底面２０Ａよりも下方に突出して走行面１に接する車輪３０と、玩具本体２０の走行方向Ｄ１の後端側位置に支持された例えば尾ひれの形態を有する揺動部４０と、を有する。

本実施形態に係る手動走行玩具１０は、図１及び図２において、手動走行玩具１０を手で押し離すことで車輪３０が回転して走行方向Ｄ１に向けて走行する。車輪３０の回転に伴い、揺動部４０を矢印Ａ１方向及びＢ１方向に往復揺動運動させる。本実施形態に係る手動走行玩具１０は、揺動部４０の往復揺動運動によって揺動部４０が玩具本体２０に外力を付与して（すなわち、揺動部４０が往復揺動運動することにより、玩具本体２０を付勢して）、走行する玩具本体２０を、揺動部４０が揺動する矢印Ａ２方向及びＢ２方向に往復運動（本実施形態においては、往復傾斜運動）させるものである。

つまり、本実施形態では車輪３０が回転されて、回転−揺動変換機構５０により揺動部がＡ１方向及びＢ１方向に往復揺動運動すると、揺動部４０が揺動された方向に揺動部４０が玩具本体２０に外力を付与して（すなわち、揺動部４０が揺動された方向に、揺動部４０が玩具本体２０を付勢して）、走行中の玩具本体２０を走行方向Ｄ１と交差するＡ２方向及びＢ２方向に動かしている（本実施形態においては、傾斜させている）。それにより、玩具本体２０に付加された揺動部４０の動きによって玩具本体２０自体の動きに変化をもたらすことにより、より面白味のある動き、例えば魚が泳ぐ様子を模した動きをする手動走行玩具１０を提供することができる。

このような動きをする手動走行玩具１０は、図１に示す平面視において走行方向Ｄ１と直交するＤ２方向にて車輪３０の幅Ｗよりも両外側に位置し、図３に示すように玩具本体２０の底面２０Ａよりも下方に高さＨ２だけ突出し、かつ、車輪３０の接地面の高さＨ１（Ｈ１＞Ｈ２）まで到達しない２つの側方倒れ防止部材２０Ｂ，２０Ｃを有することができる。

側方倒れ防止部材２０Ｂは、図３に示す玩具本体２０がＢ２方向に傾斜した時に走行面１に接触して傾斜を規制するものである。側方倒れ防止部材２０Ｃも同様に、図３に示す玩具本体２０がＡ２方向に傾斜した時に走行面１に接触して傾斜を規制するものである。２つの側方倒れ防止部材２０Ｂ，２０Ｃを設けることで、玩具本体２０に付加された揺動部４０の動きによって玩具本体２０自体の振る舞いに変化をもたらしながら、玩具本体２０が倒れることなく走行方向Ｄ１に走行し続けることができる。また、車輪３０以外では側方倒れ防止部材２０Ｂ，２０Ｃと走行面１との接触を局所的にすることで、走行抵抗を少なくすることができる。走行抵抗を小さくするには、２つの側方倒れ防止部材２０Ｂ，２０Ｃの各々は、走行面１と面接触する面積を小さくするか、あるいは点接触若しくは線接触する形状に形成することができる。

玩具本体２０は、特に図１に示す一つの車輪３０を有する場合には、図１に示す底面視において走行方向Ｄ１にて車輪３０よりも前側（下流側、車輪３０よりも玩具本体２０の走行方向Ｄ１の前端側）の位置にて、図３に示す底面２０Ａよりも下方に突出する前倒れ防止部材２０Ｄを有することができる。前倒れ防止部材２０Ｄの底面２０Ａからの突出量は、車輪３０が底面２０Ａより突出する突出高さＨ１と同じかそれ以下に設定することができる。こうすると、玩具本体２０を手で押し離した際に玩具本体２０が前倒れしようとしても、前倒れ防止部材２０Ｄが走行面１と接触して玩具本体２０の前倒れを規制することができる。また、車輪３０以外では前倒れ防止部材２０Ｄと走行面１との接触を局所的にすることで、走行抵抗を少なくすることができる。前倒れ防止部材２０Ｄも同様に走行抵抗を小さくするために、走行面１と面接触する面積を小さくするか、あるいは点接触若しくは線接触する形状に形成することができる。

前倒れ防止部材２０Ｄは、玩具本体２０を手で押し離した際に玩具本体２０が前倒れすることを防止するために設けるのが好ましい。ただし、特に図１に示す一つの車輪３０を有する場合には、前倒れ防止部材２０Ｄに代えて、あるいは前倒れ防止部材２０Ｄと共に、図１に示す底面視において走行方向Ｄ１にて車輪３０よりも後側（上流側、車輪３０よりも玩具本体２０の走行方向Ｄ１の後端側）の位置にて、図３に示す底面２０Ａよりも下方に突出する後倒れ防止部材を設けても良い（図示省略）。後倒れ防止部材は、手動走行玩具１０の総重量の重心位置よりも、玩具本体２０の走行方向Ｄ１の前端側に、車輪３０の縦中心線Ｃ２が位置している時に有用である。この後倒れ防止部材もまた、前倒れ防止部材２０Ｄと同様にして走行抵抗を小さくするように形成することができる。

図１に示す車輪３０は、図１の走行方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２において玩具本体２０の幅を略二等分する中心線Ｃ１上に位置して例えば一つ設けられている。車輪３０は中心線Ｃ１で略二等分される幅Ｗを有する。

玩具本体２０が裏面を除いた領域で露出する部分は、例えば頭部２１と左側部２２と右側部２３とに分割されている。左側部２２に左脇ひれ２２Ａが設けられ、右側部２３には右脇ひれ２３Ａと背びれ２３Ｂとが設けられる。

左側部２２と右側部２３との間に、図１及び図３に示す二分割可能な保持部２４，２５が収容される。保持部２４，２５は、走行方向Ｄ１に対する後方と裏面にのみ露出している。

図４及び図５は、車輪３０、回転−揺動変換機構５０及び揺動部４０を示す側面図、平面図である。図４及び図５に示すように、車輪３０は両側面より突出する車軸３０Ａを有する。車軸３０Ａは、図５に示すように平面視で走行方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２に沿って設けられている。車軸３０Ａは、２つの保持部２４，２５に回転可能に保持される。２つの保持部２４，２５の間には、車輪３０の回転運動を揺動部４０の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構５０が車輪３０と併設される。

回転−揺動変換機構５０は、図４に示す車輪３０の一側面に固定される偏心カム５１を含む。偏心カム５１のカム面の輪郭は例えば円形である。偏心カム５１の中心Ｐ２は、車輪３０の中心Ｐ１よりも距離δ１だけ偏心している。また、偏心カム５１は車輪３０に固定されており、車輪３０と一体に回転する。

図６（Ａ）（Ｂ）は回転−揺動変換機構５０及び揺動部４０の正面図及び平面図である。回転−揺動変換機構５０は、図４〜図５に示すカムフォロア５２と、揺動駆動部５３とをさらに含む。カムフォロア５２は、偏心カム５１の周面と係合する第１係合部例えば第１溝部５２Ａと、揺動駆動部５３と係合する第２係合部例えば第２溝部５２Ｂとを含む。カムフォロア５２は、偏心カム５１が一回転することで一往復駆動（移動ストローク＝２×δ１）される。具体的には、図４に示すように、偏心カム５１の中心Ｐ２が縦中心線Ｃ２上にて最上位位置にある時に車輪３０がＡ３方向に１／４回転されると、偏心カム５１と係合する第１溝部５２Ａを有するカムフォロア５２はＡ４方向に距離δ１だけ前進駆動される。続いて車輪３０がＡ３方向にさらに１／４回転されると、偏心カム５１の中心Ｐ２が縦中心線Ｃ２上の最下位位置に設定される。それにより、カムフォロア５２はＢ４方向に距離δ１だけ後退駆動される。続いて車輪３０がＢ３方向にさらに１／４回転されると、偏心カム５１の中心Ｐ２が縦中心線Ｃ２から走行後端側位置に設定され、カムフォロア５２はＢ４方向に距離δ１だけ後退駆動される。続いて車輪３０がＢ３方向に１／４回転されると、偏心カム５１の中心Ｐ２が縦中心線Ｃ２上にて最上位位置に戻り、カムフォロア５２はＡ４方向に距離δ１だけ前進駆動される。こうして、車輪３０が一回転する間に、揺動部４０はＡ１方向への揺動、Ｂ１方向への復帰、Ｂ１方向への揺動及びＡ１方向への復帰を実施する。

図４〜図６（Ａ）（Ｂ）に示す揺動駆動部５３は、カムフォロア５２が駆動されることに伴い揺動縦軸５３Ａの廻りに揺動して、揺動駆動部５３と連結部４１を介して連結された揺動部４０を揺動させる。図４に示すように、揺動駆動部５３の本体部５３Ｂより上下に突出する揺動縦軸５３Ａは、図１に示すように２つの保持部２４，２５に回転自在に保持される（図１では揺動縦軸５３Ａの下端の支持を示している）。図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、本体部５３Ｂは、揺動縦軸５３Ａとは距離δ２だけ偏心した位置に、揺動縦軸５３Ａと平行な軸部５３Ｃを有する。図５に示すように、カムフォロア５２の第２溝部５２Ｂは、揺動駆動部５３の軸部５３Ｃと係合する。それにより、図５及び図６（Ｂ）に示すように、カムフォロア５２がＡ４方向に前進駆動されると、揺動駆動部５３の本体部５３Ｂは揺動縦軸５３Ａの廻りに揺動し、揺動部４０をＡ１方向に揺動させる。カムフォロア５２がＢ４方向に後退駆動されると、揺動駆動部５３の本体部５３Ｂは揺動縦軸５３Ａの廻りに揺動し、揺動部４０をＢ１方向に揺動させる。

ここで、車輪３０が回転されることにより、揺動部４０が揺動された方向に揺動部４０が玩具本体２０に外力を付与して（すなわち、揺動部４０が揺動された方向に、揺動部４０が玩具本体２０を付勢して）、走行する玩具本体２０を走行方向Ｄ１と交差する方向Ａ２，Ｂ２に動かす（本実施形態では傾斜させる）ための条件について考察する。

車輪３０が走行する際に揺動部４０から車輪３０が受ける負荷は、図５に示すように揺動部４０の重心Ｇから揺動縦軸５３Ａまでの距離をＬ１とすると、負荷は、揺動部４０の重さ（質量）と、距離Ｌ１に比例する。この負荷が大きすぎると、車輪３０は回転しないか、若しくは回転後直ちに停止してしまう。このため、揺動部４０は軽くなるようにしている。また、車輪３０を揺動部４０よりも重くしている。なぜなら、走行により車輪３０に発生する運動エネルギーは車輪３０の質量に比例するので、車輪３０の質量が大きくなれば、揺動部４０を動かすために使えるエネルギーも大きくなり、また、ある速度で揺動部４０を動かすために必要な運動エネルギーは、揺動部４０の質量が小さい程小さくて済むため、車輪３０と揺動部４０の質量の差が大きい程、揺動部４０が長く揺動させられるからである。なお、もし、揺動部４０が車輪３０よりも重いと、車輪３０に発生する運動エネルギーに対して揺動部４０を揺動させるのに必要な運動エネルギーが大きくなり、揺動部４０が揺動する時間は短くなる。

揺動部４０は一般に樹脂により成形されることを考慮すると、車輪３０を揺動部４０より重い材料、例えば金属または金属を含む複合材料が好ましい。また、車輪３０は走行面１との間で発生する摩擦力（あるいはグリップ力）をある程度大きく確保する必要がある。揺動部４０から車輪３０が受ける負荷を考慮すると、摩擦力が小さいと、走行面１上で車輪３０が滑って回転しなくなり、揺動部４０を揺動させることができなくなってしまう懸念があるからである。特に、走行面１はテーブル表面や床面等の滑りやすい面が想定されるので、車輪３０の材質は重量及び接地面との間で発生する摩擦力の双方を考慮して決定する必要がある。本実施形態では、車輪３０を、真鍮にて形成し、接地面を適度な表面粗さに加工しているが、これは一例に過ぎず、上述のとおり、車輪の材質は重量及び接地面との間で発生する摩擦力の双方を考慮して決定するのがよい。

次に、本実施形態では、玩具本体２０を走行方向Ｄ１と交差する方向Ａ２，Ｂ２に動かす程の外力を、揺動部４０が玩具本体２０に付与し易くしている。このために、図１に示す平面視において、揺動部４０が少なくとも一方に最大に揺動した位置にある時の揺動部４０の重心Ｇの位置は、車輪３０の接地面の幅Ｗの範囲外としている。このように、車輪３０の幅Ｗより外れた位置に揺動部４０の重心Ｇが移動することにより、車輪３０は平衡バランスを崩しやすくなる。こうして、玩具本体２０は、揺動部４０がＡ１方向に振れればＡ２方向に動きやすく（本実施形態では傾斜し易く）、揺動部４０がＢ１方向に振れればＢ２方向に動きやすく（本実施形態では傾斜し易く）なる。

本実施形態では、図１に示すよう揺動部４０が一方に最大に揺動する振れ角θは、例えばθ＝３０°としている。この振れ角θは、偏心カム５１の偏心量δ１（図４参照）と、揺動縦軸５３Ａと軸部６３Ｃとの中心間距離δ２（図６（Ｂ）参照）とを用いると、軸部５３Ｃが揺動縦軸５３Ａを中心に揺動すること（つまり厳密にはδ１より短い距離だけ水平移動する）を考慮すると、図６（Ｃ）に模式的に示す三角関数から、ほぼθ＝ａｒｃｔａｎ（δ１／δ２）で与えられる。

ここで、図５に示すように、揺動部４０の重心Ｇから揺動縦軸５３Ａまでの距離Ｌ１は、揺動部４０の全長を二等分する位置Ｐ３から揺動縦軸５３Ａまでの距離Ｌ２よりも短くすることが好ましい。こうすると、車輪３０が走行する際に揺動部４０から車輪３０が受ける負荷（揺動部４０の重さと、揺動部４０の重心Ｇから揺動縦軸５３Ａまでの距離Ｌ１に比例する）を小さくでき、手動走行玩具１０の走行距離を長くすることができるからである。

玩具本体２０を走行方向Ｄ１と交差する方向Ａ２，Ｂ２に動かす（本実施形態では、傾斜させる）外力によって、玩具本体２０が動き易くするため（つまり、揺動部４０が、玩具本体２０を走行方向Ｄ１と交差する方向Ａ２，Ｂ２に付勢しやすくするため）には、玩具本体２０、車輪３０及び回転−揺動変換機構５０の総重量も軽くする必要がある。本実施形態では、車輪３０以外は樹脂により成形することで、上述した総重量を軽くしている。

また、図４に示す車輪３０の縦中心線Ｃ２の走行方向Ｄ１での位置は、手動走行玩具１０の総重量（玩具本体２０、車輪３０、揺動部４０及び回転−揺動変換機構５０の総重量）の重心位置（図示せず）又はそれに近い前後位置に設定することが好ましい。玩具本体２０を走行方向Ｄ１と交差する方向Ａ２，Ｂ２に動かす程の外力を車輪３０に作用させ易くなり（つまり、玩具本体２０を走行方向Ｄ１と交差する方向Ａ２，Ｂ２に付勢しやすくなり）、玩具本体２０が動きやすく（本実施形態では傾斜し易く）なるからである。

車輪３０の半径ｒは、揺動部４０の重量との関係や一回転当たりの走行距離により決定することができる。車輪３０はなるべく大きくする方が望ましいが、重量が重過ぎると、手動走行玩具１０の総重量が重くなりすぎ、揺動部４０より与えられる外力（揺動部４０による付勢）ではＡ２またはＢ２方向に動かせない虞が生ずるので、車輪３０の重さとの関係で半径ｒの上限に規制が設けられる。車輪３０の半径ｒを大きくして重量を減らすには車輪３０の幅Ｗを薄くすることができるが、走行時の左右に揺れた時の安定感を確保する関係で幅Ｗの下限にも制約が設けられる。

これらのことを考慮しながら、車輪３０の一回転あたりの走行距離も考慮して、車輪３０の半径ｒは決定される。車輪３０の一回転あたりの走行距離は２πｒで与えられる。上述した通り、車輪３０が一回転する毎に揺動部４０はＡ１方向とＢ１方向とに一往復して揺動される。車輪３０の一回転あたりの走行距離２πｒが短いと、車輪３０が一回転する毎に玩具本体２０がＡ２方向とＢ２方向とに一往復して傾斜する動きが速過ぎて目視し難くなる。そこで、車輪３０の半径ｒをｒ≧９ｍｍとし、少なくとも走行距離２πｒ＝およそ５６．５ｍｍ以上で玩具本体２０がＡ２方向とＢ２方向とに一往復して動く（本実施形態では、傾斜する）ようにしている。なお、本実施形態のように、玩具本体２０をＡ２方向とＢ２方向に傾斜させる場合、車輪の半径ｒを大きくすることは、車輪３０の重心位置を高くするので、玩具本体２０がＡ２，Ｂ２方向に傾斜し易くなることでも有利となる。

次に、図７（Ａ）（Ｂ）を参照して、回転−揺動変換機構の変形例について説明する。図７（Ａ）に示すように同心軸で２つの車輪３１，３１を有する場合には、図７（Ｂ）に示す偏心カム５１Ａを２つの車輪３１，３１の間に設け、この偏心カム５１Ａを含む回転−揺動変換機構５０Ａの一部を２つの車輪３１，３１の間に設けることができる。こうすると、走行方向Ｄ１と直交するＤ２方向において回転−揺動変換機構５０Ａの静止時での平衡バランスが向上し、静止時での姿勢を安定させることができる。なお、図５に示す実施形態では、平面視において、走行方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２にて、車輪３０と、回転−揺動変換機構５０の一部とが並んで配置される。こうすると、走行方向と直交する幅方向Ｄ２において玩具本体２０の静止時での平衡バランスが崩れやすく、揺動部４０からの外力により走行中の玩具本体２０は図７（Ｂ）よりも傾き易くなる。

図７（Ａ）（Ｂ）に示す回転−揺動変換機構５０Ａでも図５に示す回転−揺動変換原理を用いることができるが、それに代えてラック＆ピニオン方式を採用している。回転−揺動変換機構５０Ａのカムフォロア５４は、偏心カム５１Ａと係合する溝５４Ａ（図７（Ｂ）参照）と、ラック５４Ｂ（図７（Ａ）参照）とを有する。回転−揺動変換機構５０Ａの揺動駆動部５５は、揺動縦軸５５Ａと、揺動縦軸５５Ａに固定された駆動ギア５５Ｂと、揺動縦軸５５Ａと平行な軸部５５Ｃと、軸部５５Ｃに固定されてラック５４Ｂ及び駆動ギア５５Ｂと歯合するピニオンギア５５Ｄと、を有する。

車輪３１，３１の回転に伴いカムフォロア５４がＡ４方向に後退すると、ラック５４Ｂによりピニオンギア５５ＤがＡ５方向に回転し、それにより駆動ギア５５Ｂが回転されて揺動部４０がＡ１方向に揺動する。同様に、車輪３１，３１の回転に伴いカムフォロア５４がＢ４方向に前進すると、ラック５４Ｂによりピニオンギア５５ＤがＢ５方向に回転し、それにより駆動ギア５５Ｂが回転されて揺動部４０がＢ１方向に揺動する。従って、回転−揺動変換機構５０Ａによっても、回転−揺動変換機構５０と同様にして揺動部４０を揺動させることができる。なお、回転−揺動変換機構５０の重量を軽減することから、カムフォロア５４及び揺動駆動部５５は樹脂により成形することができる。

ここで、揺動部４０が最大に揺動した位置にある時の揺動部４０の重心Ｇの位置は、図７（Ａ）に示す２つの車輪３１，３１の接地面のうち走行方向Ｄ１と直交するＤ２方向での両端に位置する外縁間の幅Ｗの範囲外とすることができる。このように、Ｄ２方向での両端に位置する２つの車輪３１，３１の外縁間の幅Ｗより外れた位置に揺動部４０の重心Ｇが移動することにより、車輪３０は平衡バランスを崩しやすくなる。こうして、玩具本体２０は揺動部４０がＡ１方向に振れればＡ２方向に動きやすく（本実施形態では傾斜し易く）、揺動部４０がＢ１方向に振れればＢ２方向に動きやすく（本実施形態では、傾斜し易く）なる。

図８は、上述した車輪３０，３１の接地面の形状に関する変形例を示している。図８に示す車輪３０（３１）の接地面は、走行方向Ｄ１と直交するＤ２方向での幅の中心位置Ｐ４が両端Ｐ５よりも高さδ３だけ突出している。このような条件を満たす形状は様々に考えられるが、本実施形態においては、接地面の形状を湾曲させることによって上記の条件が満たされるようにしている。こうすると、玩具本体２０は静止時においても傾斜しやすくなり、揺動部４０の揺動による外力により走行中の玩具本体２０が傾斜しやすくなる。なお、車輪３０（３１）の中心部分に、中心位置Ｐ４を含む幅狭の平坦面を設けても良い。

玩具本体２０を傾き易くさせる構造は、玩具本体２０が前輪及び後輪を有する場合にも適用できる。図９は、前輪と例えば２つの後輪３３，３４を有する手動走行玩具を模式的に示す平面図である。図９に示す２つの後輪３３，３４は、図７（Ａ）に示す２つの車輪３１，３１に適用される回転−揺動変換機構５０Ａを有することができる。２つの後輪３３，３４に代えて、一つの後輪を備え、図４及び図５に示す回転−揺動変換機構５０を有するものであってもよい。図９に示す手動走行玩具であっても、図４及び図５に示す回転−揺動変換機構５０または図７（Ａ）に示す回転−揺動変換機構５０Ａにより揺動される揺動部４０の外力により（すなわち、揺動部４０による付勢により）走行中の玩具本体２０を動かす（本実施形態では、傾斜させる）ことができる。この場合、３つの車輪３２，３３，３４は実質的に同じ外径を有しても良い。また、後輪３３，３４は図８に示す湾曲した接地面を有していてもよい。また、玩具本体２０の静止時での直立性（自立性）を高めるように、前輪３２または後輪３３，３４のいずれか一方の接地面の少なくとも中心部分を平坦面とさせ、他方の接地面を図８に示す湾曲した形状とすることができる。なお、後輪３３，３４がその中心部分に、中心位置Ｐ４を含む幅狭の平坦面を有する場合、その後輪３３，３４の平坦面は前輪３２の幅方向での中心部分に設けられる平坦面よりも狭くすることで、玩具本体２０を動かしやすく（本実施形態では、傾斜しやすく）することができる。こうして、玩具本体２０の静止時での直立性（自立性）を前輪３２により安定させる一方で、玩具本体２０の走行中に揺動部４０からの外力によって（すなわち、揺動部４０からの付勢によって）玩具本体２０を動かす（本実施形態では、傾動させる）機能を確保できる。

図１０は、複合材料で形成された車輪３０を示している。図１０において、車輪３０は、車軸３０Ａを有する基材３０Ｂと、基材３０Ｂを覆って接地面を形成する被覆材３０Ｃとを含む。基材３０Ｂは被覆材３０Ｃと異なる材質からなり、被覆材３０Ｃは同一走行面との間で発生する摩擦力が基材３０Ｂよりも大きい。このことで、接地面と車輪３０との間で発生する摩擦力（グリップ力）が高くすることができる。例えば、基材３０ＢをＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）とし、被覆材３０Ｃを例えばクロロプレンゴムとすることができる。また、基材３０Ｂと被覆材３０Ｃとの総重量（すなわち、車輪３０の総重量）は、揺動部４０よりも大きくすることが望ましい。このとき、基材３０Ｂまたは被覆材３０Ｃのいずれか一方は揺動部４０よりも比重が大きい材料から形成しても良い。これにより、車輪３０は揺動部４０よりも重くし易くなる。、

図１１及び図１２は、揺動部４０の揺動に伴う玩具本体２０の一方向への動き（本実施形態では傾斜）を大きくする変形例を示している。図１１では、平面視において、揺動縦軸５３Ａは、車輪３０の幅方向Ｄ２の中心線Ｃ１から偏移した位置にある。こうすると、揺動部４０の揺動に伴う玩具本体２０のＡ１方向への動き（本実施形態では、傾斜）が大きくなり、走行中の玩具本体２０の動きに変化を持たせることができ、少なくともＡ１方向への動きは大きくなるので目視し易くなる。図１２では、平面視において、揺動縦軸５３Ａは、車輪３０の幅Ｗの範囲から外れた位置にある。こうすると、揺動部４０の揺動に伴う玩具本体２０のＡ１方向への動き（本実施形態では、傾斜）がさらに大きくなり、走行中の玩具本体２０の動きをさらに変化させることができ、少なくともＡ１方向への動きは大きくなるので目視し易くなる。

以上説明してきた実施形態によれば、回転−揺動変換機構５０が少なくとも一つの車輪の回転運動を揺動部４０の揺動運動に変換し、揺動部４０が揺動された方向に揺動部４０が玩具本体２０に外力を付与して（つまり、揺動部４０が玩具本体２０を付勢して）、玩具本体２０を揺動部４０が揺動している方向、すなわち、走行方向Ｄ１と交差する方向Ｄ２に動かして（本実施形態では、傾斜させて）いる。つまり、本実施形態における手動走行玩具１０は、揺動部４０の揺動方向へと交互に動きながら（本実施形態では、傾斜しながら）走行する。したがって、玩具本体２０に付加された揺動部４０の動きによって玩具本体２０自体の動きに変化をもたらすことにより、より面白味のある動きをする手動走行玩具１０、例えば、魚が泳ぐ様子を模した動きをする手動走行玩具１０を提供することができる。また、本実施形態のような場合は、駆動源や玩具本体２０を傾斜させるための部品を別途設ける必要がないため、材料費を低減することも可能である。

また、以上説明してきた実施形態では、揺動時の揺動部４０の重心の位置Ｇは、車輪が一つであれば車輪の接地面の幅の範囲外に設定している。複数の車輪の場合には、揺動時の揺動部４０の重心の位置Ｇは、複数の車輪の接地面のうち走行方向と直交する方向Ｄ２での両端に位置する外縁間の幅の範囲外とする。

なお、走行する際に揺動部４０から車輪が受ける負荷は、揺動部４０の重さ（質量）と、揺動部の重心から揺動縦軸までの距離Ｌ１に比例する。この負荷が大きすぎると、車輪は回転しないか、若しくは回転後直ちに停止してしまう。このため、揺動部４０は軽くなるようにしている。また、車輪を揺動部４０よりも重くしている。なぜなら、走行により車輪３０に発生する運動エネルギーは車輪３０の質量に比例するので、車輪３０の質量が大きくなれば、揺動部４０を動かすために使えるエネルギーも大きくなり、また、ある速度で揺動部４０を動かすために必要な運動エネルギーは、揺動部４０の質量が小さい程小さくて済むため、車輪と揺動部４０の質量の差が大きい程、揺動部４０が長く揺動させられるからである。次に、車輪の上述した幅より外れた位置に揺動部４０の重心を移動させることにより、車輪は平衡バランスを崩しやすくなり、走行中の玩具本体２０は揺動部４０が振れた方向に動きやすく（本実施形態では、傾斜し易く）なる。

また、以上説明してきた実施形態では、前記揺動部４０の重心から前記揺動縦軸までの距離Ｌ１は、前記揺動部の全長Ｌを二等分する位置Ｐ３から前記揺動縦軸までの距離Ｌ２よりも短くしている。こうすると、車輪が走行する際に揺動部４０から車輪が受ける負荷（揺動部４０の重さと、揺動部４０の重心から揺動縦軸までの距離Ｌ１に比例する）を小さくでき、手動走行玩具１０の走行距離を長くすることができるからである。

また、以上説明してきた実施形態では、平面視において、前記走行方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２にて、前記少なくとも一つの車輪と、前記回転−揺動変換機構の一部とを並んで配置している。こうすると、走行方向Ｄ１と直交する幅方向Ｄ２において玩具本体２０の静止時での平衡バランスが崩れ、揺動部４０からの外力により（つまり、揺動部４０からの付勢により）走行中の玩具本体２０が傾斜する。

また、以上説明してきた実施形態では、前記少なくとも一つの車輪は、前記車軸に離間して支持される２つの車輪を含み、前記２つの車輪の間に、前記回転−揺動変換機構の一部を配置している。こうすると、走行方向Ｄ１と直交する幅方向Ｄ２において玩具本体２０の静止時での平衡バランスが向上し、静止時での姿勢が安定する。

また、以上説明してきた実施形態では、前記少なくとも一つの車輪の前記接地面は、前記走行方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２での幅の中心部分を両端よりも突出させている。こうすると、玩具本体２０は静止時においてもその車軸が水平状態から外れるように傾斜しやすくなり、揺動部４０の揺動による外力により（つまり、揺動部４０の揺動による付勢により）、走行中の玩具本体２０が動く（本実施形態では、傾斜する）。

また、以上説明してきた実施形態では、前記少なくとも一つの車輪は、基材３０Ｂと、前記基材３０Ｂを覆って接地面を形成する被覆材３０Ｃとを含み、前記被覆材３０Ｃは同一走行面との間で発生する摩擦力を前記基材３０Ｂよりも大きくしている。こうすると、被覆材３０Ｃによって車輪の接地面との間で発生する摩擦力（グリップ力）を高めることができる。

また、以上説明してきた実施形態では、玩具本体２０と、前記玩具本体２０の底面よりも下方に突出して走行面に接し、車軸を中心に回転する少なくとも一つの車輪と、前記玩具本体の走行方向の後端側位置に支持される揺動縦軸を中心として揺動されて、前記揺動縦軸に揺動可能に固定される揺動部４０と、前記少なくとも一つの車輪の回転運動を前記揺動部４０の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構と、平面視において前記走行方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２にて両端に位置する前記車輪の最端面よりも両外側に位置し、前記玩具本体２０の底面よりも下方に突出し、かつ、前記車輪の接地面の高さまで到達しない２つの側方倒れ防止部材２０Ｂ、２０Ｃと有する手動走行玩具２０としている。このことにより、回転−揺動変換機構が少なくとも一つの車輪の回転運動を揺動部４０の揺動運動に変換し、揺動部４０が揺動された方向に揺動部４０が玩具本体２０に外力を付与して、玩具本体２０を揺動部４０が揺動している方向、すなわち、走行方向Ｄ１と交差する方向Ｄ２に動かす（本実施形態では、傾斜させる）。つまり、玩具本体２０を揺動方向へと交互に動かしながら（本実施形態では、傾斜させながら）走行する。したがって、玩具本体２０に付加された揺動部４０の動きによって玩具本体２０自体の動きに変化をもたらすことにより、より面白味のある動きをする手動走行玩具２０を提供することができる。加えて、２つの側方倒れ防止部材２０Ｂ,２０Ｃを設けることで、玩具本体２０に付加された揺動部４０の動きによって玩具本体２０自体の動きに変化をもたらしながら、玩具本体２０が倒れることなく走行方向Ｄ１に走行し続けることができる。また、車輪以外では側方倒れ防止部材２０Ｂ，２０Ｃと走行面との接触を局所的にすることで、走行抵抗を少なくすることができる。

また、以上説明してきた実施形態では、前記玩具本体２０は、平面視において前記走行方向Ｄ１にて前記少なくとも一つの車輪よりも前側の位置にて、前記底面よりも下方に突出する前倒れ防止部材２０Ｄを有している。こうすると、玩具本体２０を手で押し離した際に玩具本体２０が前倒れしようとしても、前倒れ防止部材２０Ｄが走行面と接触して玩具本体２０の前倒れを規制することができる。また、車輪以外では前倒れ防止部材２０Ｄと走行面との接触を局所的にすることで、走行抵抗を少なくすることができる。

また、以上説明してきた実施形態では、前記玩具本体２０は、平面視において前記走行方向Ｄ１にて前記少なくとも一つの車輪よりも後側の位置にて、前記底面よりも下方に突出する後倒れ防止部材を有するようにしている。この後倒れ防止部材は、前倒れ防止部材２０Ｄに代えて、あるいは前倒れ防止部材２０Ｄに追加して設けることができる。特に、後倒れ防止部材は、手動走行玩具１０の総重量の重心位置よりも玩具本体２０の走行方向Ｄ１の前端側に車輪の縦中心線（重心）が位置している時など、後倒れし易い構造に有用である。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例は全て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

１ 走行面、１０ 手動走行玩具、２０ 玩具本体、２０Ａ 底面、２０Ｂ，２０Ｃ 側方倒れ防止部材、２０Ｄ 前倒れ防止部材、３０，３１，３２，３３，３４ 車輪、４０ 揺動部、５０，５０Ａ 回転−揺動変換機構、５１，５１Ａ 偏心カム、５２，５２Ａ，５４，５４Ａ カムフォロア、５３，５５ 揺動駆動部、５３Ａ，５５Ａ 揺動縦軸、Ｄ１ 走行方向、Ｄ２ 直交方向（幅方向）、Ａ１，Ｂ１ 揺動部の揺動方向、Ａ２，Ｂ２ 玩具本体の傾斜方向、Ａ３，Ｂ３ 車輪の回転方向、Ａ４，Ｂ４ カムフォロアの進退方向、Ａ５，Ｂ５ ピニオンギアの回転方向、Ｃ１ 車輪の幅を二分する中心線、Ｃ２ 車輪の縦中心線、Ｇ 揺動部の重心、Ｈ１ 車輪の底面からの突出高さ、Ｈ２ 側方倒れ防磁部材の底面からの突出高さ、Ｐ１ 車輪の回転中心、Ｐ２ 偏心カムの中心、Ｐ３ 揺動部の全長を二等分する位置、Ｐ４ 車輪の幅方向の中心位置、Ｐ５ 車輪の幅方向の両端位置、ｒ 車輪の半径、θ 揺動部の揺動角、δ１ 中心Ｐ１−Ｐ２間の偏心量、δ２ 揺動縦軸と軸部の中心間距離、δ３ 車輪の中心と両端とでの底面からの突出高さの差

Claims (10)

1. 玩具本体と、
   前記玩具本体の底面よりも下方に突出して走行面に接し、車軸を中心に回転する少なくとも一つの車輪と、
   前記玩具本体の走行方向の後端側位置に支持される揺動縦軸を中心として、前記揺動縦軸に揺動可能に固定された揺動部と、
   前記少なくとも一つの車輪の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構と、
   を有することを特徴とする手動走行玩具。
2. 請求項１に記載の手動走行玩具において、
   前記車輪は前記揺動部よりも重く、
   平面視において、前記揺動部が少なくとも一方に最大に揺動した位置にある時の前記揺動部の重心の位置は、前記少なくとも一つの車輪の接地面のうち前記走行方向と直交する方向での両端に位置する外縁間の幅の範囲外となることを特徴とする手動走行玩具。
3. 請求項１または２のいずれか一項に記載の手動走行玩具において、
   前記揺動部の重心から前記揺動縦軸までの距離は、前記揺動部の全長を二等分する位置から前記揺動縦軸までの距離よりも短いことを特徴とする手動走行玩具。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の手動走行玩具において、
   平面視において、前記走行方向と直交する方向にて、前記少なくとも一つの車輪と、前記回転−揺動変換機構の一部が並んで配置されることを特徴とする手動走行玩具。
5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の手動走行玩具において、
   前記少なくとも一つの車輪は、前記車軸と同一軸上に離間して支持される２つの車輪を含み、
   前記２つの車輪の間に、前記回転−揺動変換機構の一部が配置されることを特徴とする手動走行玩具。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の手動走行玩具において、
   前記少なくとも一つの車輪の接地面は、前記走行方向と直交する方向での幅の中心部分が両端よりも突出していることを特徴とする手動走行玩具。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の手動走行玩具において、
   前記少なくとも一つの車輪は、基材と、前記基材を覆って接地面を形成する被覆材とを含み、前記被覆材は同一走行面との間で発生する摩擦力が前記基材よりも大きいことを特徴とする手動走行玩具。
8. 玩具本体と、
   前記玩具本体の底面よりも下方に突出して走行面に接し、車軸を中心に回転する少なくとも一つの車輪と、
   前記玩具本体の走行方向の後端側位置に支持される揺動縦軸を中心として、前記揺動縦軸に揺動可能に固定された揺動部と、
   前記少なくとも一つの車輪の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構と、
   平面視において前記走行方向と直交する方向にて両端に位置する前記少なくとも一つの車輪の最端面よりも両外側に位置し、前記玩具本体の底面よりも下方に突出し、かつ、前記少なくとも一つの車輪の接地面の高さまで到達しない２つの側方倒れ防止部材と、
   を有することを特徴とする手動走行玩具。
9. 請求項８に記載の手動走行玩具において、
   前記玩具本体は、平面視において前記走行方向にて前記少なくとも一つの車輪よりも前側の位置にて、前記底面よりも下方に突出する前倒れ防止部材を有することを特徴とする手動走行玩具。
10. 請求項８または９に記載の手動走行玩具において、
    前記玩具本体は、平面視において前記走行方向にて前記少なくとも一つの車輪よりも後側の位置にて、前記底面よりも下方に突出する後倒れ防止部材を有することを特徴とする手動走行玩具。

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