JPH0535193U - 自動車玩具における操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】前進、後退いずれの場合にも、安定的に旋回を
行うことが可能であり、また構造の簡単な自動車玩具に
おける操舵装置を提供する。 【構成】前輪の回転中心を支承する揺動部材と、揺動部
材を揺動可能に連結する第１及び第２のロッドと、該第
１及び第２のロッドを選択的に支持することにより、前
進時には揺動部材の揺動支点を前輪の回転中心より前方
に位置させ、後退時には揺動部材の揺動支点を前輪の回
転中心より後方に位置させる係合手段とより構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、無線または有線で操縦される自動車玩具に関するもので、特に旋回 時の操作性を安定させる操舵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

無線または有線で操縦される自動車玩具において、左右の後輪がそれぞれ独立 して回転駆動され、両後輪の回転差により方向変換可能な前輪が、地面からの反 力を受けて操舵方向に回動して、所望の方向へ方向変換を行うものがある。

【０００３】 例えば、実公昭５９−２１８３６号公報には、左右の後輪をそれぞれ２個のモ ータにより独立駆動し、前輪は回転中心よりシャシー前側に支点を位置させて方 向変換自在に取付けたものが記載されている。

【０００４】 この自動車玩具では、後輪を駆動するモータの回転数を操舵したい方向に応じ て相対的に変化させることにより、前輪が地面からの反力を受け、操舵方向に回 動するものである。

【０００５】 しかしながら、前輪は操舵方向の支点が、回転中心より前方に位置しているた め、前進時には、後輪の回転差により方向変換できるが、後退時には進行方向よ り後側に支点が位置するため、前輪がふらついて直進が確保できないばかりでな く、方向変換が困難となるものである。

【０００６】 そこで、実公昭５９−２１８３６号公報では、後退時には前輪を前後方向軸線 と平行に拘束して直後進を行うようにしている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上述の自動車玩具では、後退時には前輪を拘束して直後進を行うようにしてお り、後退旋回を行うことができないという問題点を有している。

【０００８】 本考案では，このような問題点に鑑みて、前進、後退時のいずれの場合も安定 的に旋回を行うことが可能であり、また構造の簡単な自動車玩具における操舵装 置の提供を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、車体の操舵方向に回動自在に取付けられ る前輪と、左右に独立して回転駆動される後輪と、各後輪に対し個々に設けられ る駆動系とを有し、有無または無線にて入力される速度制御目標値及び操舵角目 標値に基づいて、各駆動系への動力配分を決定し、後輪の回転差による地面から の反力を受けて前輪が相対的に方向変換する自動車玩具において、前輪の回転中 心を支承する揺動部材と、前輪の回転中心の前方で揺動部材に軸着され、左右の 揺動部材を操舵方向に対し揺動可能に連結する第１のロッドと、前輪の回転中心 の後方で揺動部材に軸着され、左右の揺動部材を操舵方向に対し揺動可能に連結 する第２のロッドと、前記第１及び第２のロッドを選択的に支持する係合手段と 、が設けられ、前進時には前記係合手段が第１のロッドを支持して揺動部材の揺 動支点を前輪の回転中心より前方に位置させ、後退時には前記係合手段が第２の ロッドを支持して揺動部材の揺動支点を前輪の回転中心より後方に位置させるよ うに、前輪、揺動部材及び第１、第２のロッドが一体的に前後に摺動することを 特徴とする自動車玩具における操舵装置を構成するものである。

【００１０】 ここで前進時には、第２のロッドの左右位置を検出し、後退時には第１のロッ ドの左右の位置を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出信号と操舵角目 標値との差を操舵角偏差として駆動系への動力配分に負帰還するように構成する ことができる。

【００１１】

【作用】

本考案に係る自動車玩具における操舵装置は上述のようにしてなり、前進時に は、係合手段が第１のロッドを支持して揺動部材の揺動支点を前輪の回転中心よ り前方に位置させるため、旋回時には左右の後輪の回転数を相対的に変化させる ことにより、前輪は地面からの反力を受けて操舵方向に回動する。

【００１２】 また、後退時には、係合手段が第２のロッドを支持して揺動部材の揺動支点を 前輪の回転中心より後方に位置させるため、旋回時には左右の後輪の回転数を相 対的に変化させることにより、前輪は地面からの反力により操舵方向に回動する 。

【００１３】 即ち、前進時には第２のロッドが左右に摺動し、また後退時には第１のロッド が左右に摺動することにより、２つの前輪が連動して操舵方向を決定するもので ある。

【００１４】 ここで、前進時には第２のロッドの左右の位置を検出し、後退時には第１のロ ッドの左右の位置を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出信号と操舵角 目標値との差を動力配分に負帰還することにより、正確な操舵を可能とする。

【００１５】

【実施例】

本考案の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。

【００１６】 図１は本考案に係る自動車玩具における操舵装置の実施例の要部説明用平面図 、図２は同じく要部説明用正面図である。

【００１７】 １は、車体の一部を構成するシャーシであり、前輪２１，２２が操舵方向に回 動自在に取付けられ、左右に独立して回転駆動される後輪３１，３２が取付けら れるものである。

【００１８】 後輪３１，３２は、個々に設けられた駆動系であるモータ４１，４２によって 独立して回転駆動されるもので、モータ４１，４２の回転力がそれぞれギア４３ ，４３を介して伝達されるものである。

【００１９】 ５１，５２はそれぞれ前輪２１，２２の回転中心を軸支する揺動部材であり、 第１及び第２のロッド６，７によって操舵方向に連動して揺動可能に連結されて いる。

【００２０】 第１のロッド６は前輪２１，２２の回転中心より前方に位置して、揺動部材５ １，５２と軸５３，５４によって軸着され、第２のロッド７は前輪２１，２２の 回転中心より後方に位置して揺動部材５１，５２と軸５５，５６によって軸着さ れるものである。

【００２１】 ８１，８２はシャーシ１の上面に突設された支持軸である。

【００２２】 第１のロッド６の後縁には支持軸８１，８２と係合する係合溝６１，６２が設 けられ、第２のロッド７の前縁には、支持軸８１，８２と係合する係合溝７１， ７２が設けられている。

【００２３】 支持軸８１，８２、第１のロッド６の係合溝６１，６２及び第２のロッド７の 係合溝７１，７２によって係合手段が構成されており、前進時には、支持軸８１ ，８２が第１のロッド６の係合溝６１，６２と係合して、揺動部材５１，５２の 揺動支点を前輪２１，２２の回転中心より前方に位置する軸５３，５４とする。

【００２４】 また、後退時には、支持軸８１，８２が第２のロッド７の係合溝７１，７２と 係合して、揺動部材５１，５２の揺動支点を前輪２１，２２の回転中心より後方 に位置する軸５５，５６とする。

【００２５】 図３は実施例の要部断側面図である。

【００２６】 ロッド６，７の下面中央には、それぞれ磁石９１，９２が取付けられている。

【００２７】 ９３は、直後進時の磁石９１直下に位置してシャーシ１に取付けられるホール 素子であり、９４は、直進時の磁石９２直下に位置してシャーシ１に取付けられ るホール素子である。

【００２８】 ホール素子９３，９４は、電流と磁界に垂直な方向でホール電圧を発生するも のであり、実施例のものはシャーシ１に対して垂直方向に磁界が加わった場合に 電圧を生じるようにシャーシ１に取付けられている。

【００２９】 今、ロッド６に取付けられた磁石９１とシャーシ１に取付けられたホール素子 ９３の位置関係による磁界を図４によって説明する。

【００３０】 磁石９１がホール素子９３の真上にある場合には、図４（ａ）のような磁界９ ５が働き、ホール素子９３には垂直方向に作用する磁界成分がないため、ホール 素子９３は電圧を発生しない。

【００３１】 磁石９１とホール素子９３の相対関係が図４（ｂ）のような状態になれば、磁 界９５の磁束密度ベクトルＢのうちホール素子９３に対して垂直に横切る成分が 生じ、このことからホール素子９３はホール電圧を発生する。

【００３２】 同様にして、磁石９１とホール素子９３の相対関係が図４（ｃ）のようになれ ば、ホール素子９３を垂直下方に横切る磁束密度ベクトル成分が生じることにな り、図４（ｂ）の場合と逆符号の電圧を生じることとなる。

【００３３】 前進時には、図５に示すように支持軸８１，８２が第１のロッド６の係止溝６ １，６２と係合し、揺動部材５１，５２はそれぞれ第１のロッド６との軸着点で ある軸５３，５４を支点として揺動可能となる。

【００３４】 例えば、前進右旋回する場合には、図６（ａ）（ｂ）のような動力配分をそれ ぞれ左右のモータ４１，４２に与えることにより、後輪３１，３２に回転数の差 を生じ、前輪２１，２２は地面からの反力を受けて操舵方向に方向変換する。

【００３５】 この時、第２のロッド７はシャーシ１に対して左右方向（図５の場合は左）に 平行移動する。

【００３６】 図５において、（ｉ）の状態から図６（ａ）（ｂ）のような信号によりモータ ４１，４２を駆動すれば、前輪２１，２２は操舵方向に方向変換して、（ｉｉ） の状態になる。

【００３７】 また、後退時には、支持軸８１，８２が第２のロッド７の係合溝７１，７２と 係合し、揺動部材５１，５２はそれぞれ第２のロッド７との軸着点である軸５５ ，５６を支点として揺動可能となる。

【００３８】 後退右旋回を行う場合には、図６（ａ）（ｂ）と逆符号（即ち逆回転）で同様 の動力配分を左右のモータ４１，４２に与えることにより、後輪３１，３２に回 転数の差を生じ、前輪２１，２２は地面からの反力を受けて操舵方向に方向変換 する。

【００３９】 この時、第１のロッド６はシャーシ１に対して左右方向に平行移動する。

【００４０】 図７は本考案の簡略ブロック図である。

【００４１】 １０１は、送信機からの速度制御目標値及び操舵角目標値を受信する受信機等 の入力手段である。

【００４２】 入力手段１０１に入力された速度制御目標値及び操舵角目標値は動力配分手段 １０２に入力され、また操舵角目標値は比較演算手段１０３に入力される。

【００４３】 動力配分手段１０２は、速度制御目標値と操舵角目標値に基づいて駆動系４０ １，４０２への動力配分を決定する。

【００４４】 駆動系４０１，４０２によって後輪３１，３２は回転駆動され、両後輪の回転 数の差に基づいて前輪２は地面からの反力により操舵方向に回動する。

【００４５】 検出手段９は、前輪２の操舵方向を検出するものであり、図３に示す磁石９１ ，９２，ホール素子９３，９４によって構成されるものである。

【００４６】 即ち、検出手段９は、前進時には磁石９２，ホール素子９４によって第２のロ ッド７の位置を検出し、後退時には磁石９１，ホール素子９３によって第１のロ ッド６の位置を検出することにより、操舵角を検出するものである。

【００４７】 検出手段９の検出する操舵角は比較演算手段１０３に入力され、操舵角目標値 との差が操舵角偏差として演算される。

【００４８】 比較演算手段１０３の操舵角偏差は動力配分手段１０２に負帰還され、操舵角 偏差が０になるように動力配分を調整する。

【００４９】 このことにより、前輪２の操舵角は操舵角目標値に限りなく近づき、所望の方 向に正確な操舵をすることが可能となる。

【００５０】 係合手段は、ロッド側に係止用の軸を突設し、シャーシ側に適宜係合溝を設け て構成することも可能であり、その他実施例に限定されるものではない。

【００５１】 また、検出手段として、実施例ではホール素子を用いたが、その他のセンサを 利用することも可能である。

【００５２】

【考案の効果】 本考案に係る自動車玩具における操舵装置は、上述のように、駆動輪である後 輪を独立して駆動し、かつその駆動系に対する動力配分を操舵角に応じて決定す ることにより、簡単な構造で安定に操舵方向を決定できるものである。

【００５３】 また、操舵輪である前輪の操舵方向への揺動支点が、前進時と後退時で移動す るため、後退旋回時にも安定的に操舵角が得られるものである。

【００５４】 更に、前輪の操舵角は検出手段によって検出され、操舵目標値との差である操 舵角偏差を動力配分に負帰還すれば、常に安定的な操舵を可能とするものである 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る自動車玩具における操舵装置の実
施例の要部説明用平面図である。

【図２】本考案の実施例の要部説明用正面図である。

【図３】本考案の実施例の要部断側面図である。

【図４】ホール素子と磁石の相対関係を示す説明図であ
る。

【図５】本考案の実施例の動作の一例を示す説明図であ
る。

【図６】本考案の実施例における駆動系への動力配分の
一例を示すタイムチャートである。

【図７】本考案の実施例の簡略ブロック図である。

【符号の説明】

１…シャーシ ２…前輪 ３…後輪 ４…駆動系 ５…揺動部材 ６…第１のロッド ７…第２のロッド ８…係合手段 ９…検出手段

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車体の操舵方向に回動自在に取付けられる
   前輪と、 左右に独立して回転駆動される後輪と、 各後輪に対し個々に設けられる駆動系とを有し、 有線または無線にて入力される速度制御目標値及び操舵
   角目標値に基づいて、各駆動系への動力配分を決定し、
   後輪の回転差による地面からの反力を受けて前輪が相対
   的に方向変換する自動車玩具において、 前輪の回転中心を支承する揺動部材と、 前輪の回転中心の前方で揺動部材に軸着され、左右の揺
   動部材を操舵方向に対し揺動可能に連結する第１のロッ
   ドと、 前輪の回転中心の後方で揺動部材に軸着され、左右の揺
   動部材を操舵方向に対し揺動可能に連結する第２のロッ
   ドと、 前記第１及び第２のロッドを選択的に支持する係合手段
   と、 が設けられ、前進時には前記係合手段が第１のロッドを
   支持して揺動部材の揺動支点を前輪の回転中心より前方
   に位置させ、後退時には前記係合手段が第２のロッドを
   支持して揺動部材の揺動支点を前輪の回転中心より後方
   に位置させるように、前輪、揺動部材及び第１、第２の
   ロッドが一体的に前後に摺動することを特徴とする自動
   車玩具における操舵装置。
2. 【請求項２】前進時には、第２のロッドの左右位置を検
   出し、後退時には第１のロッドの左右の位置を検出する
   検出手段を設け、この検出手段の検出信号と操舵角目標
   値との差を操舵角偏差として駆動系への動力配分に負帰
   還することを特徴とする請求項１記載の自動車玩具にお
   ける操舵装置。