JPS6052827B2 - 走行玩具の方向変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、無線操縦による走行玩具の方向変換装置に
関するものである。

従来、この種の走行玩具における方向変換装置’として
は、前輪に対し取付けたステアリングプレ・一トを、ウ
ォームギヤ機構等を介してサーボモータの正逆転操作に
より左右に変位させ、前輪の方向すなわち直進、右旋回
もしくは左旋回の変換を行うよう構成したものが知られ
ている。

しカルながら、前記従来の方向変換装置は、走行玩具を
頻繁に左右へ方向変換させようとすれば、サーボモータ
の正逆転切換操作の頻度も多くなり、このためサーボモ
ータの電気系統を構成する各種接点でスパークを発生す
る。

このような、サーボモータにおけるスパークの発生は、
サーボモータの電気系統の損傷と共に無線操作器の誤動
作を生じさせる。特に、サーボモータは制御性能に優れ
ていることから高価であるため、スパークを生じないよ
うに制御回路を工夫すれば一層製造コストの上昇を招く
等の欠点がある。また、従来の走行玩具における方向変
換装置として、車輪の方向変換を行うリンク機構を設け
、このリンク機構の一部に鉄心を設けると共にこの鉄心
に対しその両側に電磁石を対称的に設け、これら電磁石
を選択的に付勢することにより前記鉄心を吸引移動させ
てリンク機構の変位を行い車輪の方向変換を行うよう構
成したものが提案されている。

しかしながら、この種の方向変換機構は、方向変換を行
うためのリンク機構の変位置を大きくしなければならず
、．また充分な変位を達成するには容量の大きな電磁石
を必要とすると共に反対方向への変換のために複数の電
磁石を必要とすることから、構造が大形化し消費電力も
増大する等の難点がある。しかも、この種の方向変換機
構では電磁石を付勢しない場合に適正な中立状態に保持
するための手段を組合せるには機構上種々の難点があり
、実用化されるに至つていない。さらに、従来の走行玩
具における方向変換装置として、ステアリング部材と一
体的に旋回動作する制御子として二又部の両側にそれぞ
れ内側が同極となるよう磁石を配置したりまたは棒磁石
を配置し、前記一対の磁石間に電磁石を配置するかま．
たは棒磁石の両側に極片が位置するよう電磁石を配置し
たものが提案されている。

しかしながら、この種の方向変換装置においても、制御
子が電磁石の両極部と接触する構成であり、方向変換を
行うための変位置を大きくするには前記と同様に大！形
構造としなければならない難点がある。また、中立状態
を保持する手段として、制御子の中心端部を単にコイル
ばねで引張るかまたは棒磁石の他端側に同極性の磁石を
配置して反撥磁力を作用させるものが提案されているが
、これらの中立状態ｔ保持手段につき中立位置が機械的
に固定されていない中立状態への復帰が不安定となる難
点がある。さらに、この種の中立状態保持手段として、
二又状スプリングのみを使用して車輪の方向変換を行う
揺動体の中位部に設けた係合ピンを挾持するものも提案
されているが、この場合揺動体の中立復帰動作を迅速に
行うためスプリング弾力を強化すれば揺動体の操作動力
を大きくする必要があり、また揺動体の操作動力を低減
し得るようスプリング弾力を弱めれば中立復帰動作が不
安定になる難点がある。このような観点から、本発明者
は種々試作検討を重ねた結果、所定の指令によつて異な
る極性にノ保持し得るよう回路構成した電磁石と、この
電磁石に対し所定間隔離間させて旋回可能に枢支すると
共に旋回する端部に前記電磁石と対向してこれと接触す
ることなくそれぞれ極性が異なる一対の磁石を配置した
制御子を設け、この制御子の旋回・変位する部分でステ
アリングプレートと係合することにより、前記電磁石の
付勢状態によつて前記制御子に設けた各磁石と吸引およ
び反撥作用させて制御子をいずれかの方向へ大幅に変位
させ得ると共に、極めて機能性に優れ、小形で低コスト
に製造でき、実用化に適した方向変換装置を得ることが
できることを突き止めた。

また、このように方向変換装置を構成した場合、制御子
の磁石を設けた一端部側の中心線上に沿つて係止部を設
け、この係止部に対し一端部を車体上に軸支した一対の
弾力作用を有する係合手段を対称的に当接配置すること
により、制御子を適正な中立状態に迅速かつ確実に復帰
保持するための機構も容易に実現できることが判つた。
従つて、本発明の目的は、電磁石と磁石との対向位置関
係において制御子を旋回移動させる機構と機械的に安定
した中立位置保持手段とを採用することにより、簡単な
構成で故障も少なく、小形にして低コストに製造し得る
と共に電力消費量も少なくて済む、機能性に優れ経済的
利点のある走行玩具の方向変換装置を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明においては、相対す
る一対の車輪間の車体上に突設した軸に制御子を旋回移
動可能に枢支し、この制御子の旋回する端部に磁石を配
置し、前記制御子の旋回移動する一部にステアリングプ
レートの中心部を嵌合し、このステアリングプレートの
両端にそれぞれ車輪を結合し、前記制御子の磁石と対向
して電磁石を配置すると共にこの電磁石の鉄心部両端を
異なる極性に付勢することにより前記制御子を右旋回ま
たは左旋回のいずれかに旋回移動させて車輪の方向変換
を行うよう構成した走行玩具の方向変換装置において、
前記制御子の旋回する一端部に配置する磁石はそれぞれ
端面が異なる極性からなる一対の磁石であつて所定間隔
離間して設けられ、これらの磁石に対向して配置する電
磁石は前記制御子の中立位置に対する中心線上において
制御子が電磁石と接触することなく自由に旋回し得るよ
う位置決めしかつ鉄心の一端部が制御子に設けた一対の
磁石の離間部に指向すると共に鉄心の他端部が前記一対
の磁石と対向するよう設定し、前記制御子の磁石を設け
た一端部側の中心線上に沿つて係止部を設け、この係止
部に対し一端部を車体上に軸支した一対の弾力作用を有
する係合手段を対称的に当接配置し、電磁石の滅勢時に
制御子を中立位置に復帰保持するよう構成した中立位置
保持手段を設けることを特徴とする。

前記の方向変換装置において、中立位置保持手段の一対
の係合手段はそれぞれ支持杆で構成し、これら支持杆は
その間ばねを介在させると共に車体上に設けた位置決め
部材を挾持し、電磁石の滅勢時に制御子を中立位置に復
帰保持するよう構成すれば好適である。

また、鉄心部はＥ形鉄心で構成し、このＥ形鉄心の両端
脚部は磁石に対向するよう位置決めし、制御子の中立位
置においてその中心線上の延長部に対し対称的に配置し
、前記Ｅ形鉄心の中央脚部に少なくとも１つの励磁コイ
ルを設けることも可能である。

次に、本発明に係る走行玩具の方向変換装置の実施例に
つき添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明装置を実施する無線操縦システムによ
る走行玩具の車体構造の一実施例を示すものである。

第１図において、参照符号１０は車体ベースの前部、１
２は車輪を示す。一対の車輪１２，１２は、揺動軸受１
４，１４を介してステアリングプレート１６の両端部に
係合される。従つて、図示例において、ステアリングプ
レート１６を右側へ移動させれば、車輪１２，１２は右
方向に偏向することになる。このステアリングプレート
１６の下方には制御子１８を配設する。制御子１８は、
一端部を車体ベース１０に突設した軸２０に枢着し、他
端部に一対の磁石２２，２４を固定配置する。一方、こ
の制御子１８に配置した磁石２２，２４と対向させて、
電磁石２６を車体ベース１０に固定配置する。なお、前
記制御子１８の略中位部には突起２８を突設し、この突
起２８と対応するステアリングプレート１６の一部に嵌
合孔３０を穿設し、制御子１８とステアリングプレート
１６とを相互に揺動可能に係合する。しかるに、本実施
例においては、前記電磁石２６をＥ形鉄心で構成すると
共にこの鉄心部中央と鉄心部両端とをそれぞれ異なる極
性に付勢し得るよう鉄心部中央に二重巻き励磁コイルを
装着し、またこの電磁石２６の鉄心部両端に対しそれぞ
れ一対の磁石２２，２４をそれぞれ対向面の極性が異な
るようにして対向配置する。従つて、例えば電磁石２６
の鉄心部両端がＮ極となるよう付勢されれば、制御子１
８は一方の磁石２２と吸引関係となると共に他方の磁石
２４と反撥関係となり、支軸２０を中心として左側に偏
位する（第３図参照）。同様にして、電磁石２６の鉄心
部両端がＳ極となるよう付勢されれば、制御子１８は一
方の磁石２２と反撥関係となると共に他方の磁石２４と
吸引関係となり、支軸２０を中心として右側へ偏位する
（第３図参照）。このようにして、本実施例によれば、
電磁石２６の付勢状態を切換えることにより、車輪１２
，１２を右旋回および左旋回可能に制御することができ
る。

なお、本発明において、電磁石２６の滅勢状態・におい
ては、車輪１２，１２を直進可能に保持することが好ま
しい。

このため、本実施例においては、第２図に示すように、
制御子１８を枢支する軸２０に対し、係合手段として対
称的に一対の支持杆３２，３４を配設する。この支持杆
３２，３・４は、一端部を車体ベース１０に枢着すると
共に中位部をスプリング３６で弾力的に結合し、揺動端
部で制御子１８の裏面に突設した係止部３８を所定の中
立位置に保持するよう構成する。この場合、中立位置は
、車体ベース１０に突設した位置ｌ決め部材４０で設定
する。このように構成することにより、制御子１８が、
前記電磁石２６の作用下に左側もしくは右側に偏位して
も、電磁石２６の付勢が解除されれば、制御子１８はス
プリング３６の弾力作用により直ちに所定の中立状態へ
復帰させることができる。なお、第３図は、本発明装置
において使用する電磁石２６の動作原理を示しており、
この場合電磁石２６は、鉄心４２にそれぞれ電流の流れ
る方向が異なるように一対の励磁コイル４４，４６が巻
装されている。

従つて、無線受信機４８で所定の指令信号を受信するこ
とにより、いずれか一方の励磁コイル４４，４６が電源
に接続されて、各励磁コイル４４，４６の性質に応じて
所定の極性が電磁石２６の鉄心４２を介して制御子１８
に対し与えられる。前述した実施例から明らかなように
、本発明によれば、無線操縦システムによる走行玩具に
応用した場合、二種の異なる指令信号で電磁石の付勢状
態を変化させ、これにより車輪を右旋回または左旋回し
得るよう容易に制御することができる。

なお、前述した実施例においては、電磁石に対する磁石
を２個使用したが、単一のＵ字形磁石に置換し得ること
は勿論である。また、制御子に電磁石を載置し、これと
対向する磁石を固定しても、前記実施例と同様の効果を
得ることができる。さらに、制御子に固定する磁石を２
個以上とし、電磁石の極性と共に磁力の強さも可調整に
構成すれば、旋回時の曲率を変化させることもできる。
前述した実施例から明らかなように、本発明装置は、電
磁石と一対の磁石を設けた制御子との組合せからなるも
のであり、制御子は電磁石と接近してこれと接触するこ
となく自由に旋回移動しかつその旋回角度に応じて車輪
の旋回角度を決定す！るものであるから、電磁石は必要
以上に電磁エネルギーを要せず、単なる極性の変化によ
つて制御子の旋回コントロールを容易に実現することが
できる。

この場合、制御子は、電磁石と接触することなく、自由
に旋回移動するよう構成したことにこより、構成を小形
化しても旋回の変化量を大きく設定することができ、電
力消費量も低減することができる。また、前記電磁石と
制御子の磁石との構成配置は、車体の中立位置と関係的
に中心軸線上に位置決めすることができることから、中
立位置保持手段の組合せも容易化され、これら構成要素
が省スペースでコンパクトに組立てることができ、従つ
て製造コストの低減を達成できる。特に、中立位置保持
手段は、制御子の磁石を設けた一端部側の中心線上に沿
つて係止部を設け、この係止部に対し一端部を車体上に
軸支した一対の弾力作用を有する係合手段を対称的に当
接配置するノことにより、電磁石の滅勢時においてその
鉄心と吸引関係にある磁石を至近距離で弾力的に中立位
置へ復帰させる作用が働くため、係合手段は比較的弱い
弾力であつても有効かつ迅速に中立位置への復帰が実現
できる。このように中立位置への復帰動作が容易化され
ることに伴い、磁石を設けた制御子に対向配置した電磁
石についてその操作力を低減することが可能となり、部
品の小形化、簡略化と共に制御のための電力消費量を低
減でき、この種走行玩具の機構の簡略化に伴う製造コス
トの低減、制御性能の向上、省エネルギー効果等と多く
の利点を有する。以上、本発明の好適な実施例について
説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す走行玩具の要部車
体構造図、第２図は第１図に示す制御子の位置決めを行
う機構の説明図、第３図は本発明装置に使用する電磁石
の動作原理図である。 １０・・・・・・車体ベース、１２・・・―車輪、１４
・・軸受、１６・・・・・・ステアリングプレート、１
８・・制御子、２０・・・・・・軸、２２，２４・・・
・・・磁石、２６・・・・・・電磁石、２８・・・・・
・突起、３０・・・・・・嵌合孔、３２，３４・・・・
・・支持杆、３６・・・・・・スプリング、３８・・・
・・・係止部、４０・・・・・・位置決め部材、４２・
・・・・・鉄心、４４，４６・・・・コイル、４８・・
・・・・無線受信機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対する一対の車輪間の車体上に突設した軸に制御
   子を旋回移動可能に枢支し、この制御子の旋回する端部
   に磁石を配置し、前記制御子の旋回移動する一部にステ
   アリングプレートの中心部を嵌合し、このステアリング
   プレートの両端にそれぞれ車輪を結合し、前記制御子の
   磁石と対向して電磁石を配置すると共にこの電磁石の鉄
   心部両端を異なる極性に付勢することにより前記制御子
   を右旋回または左旋回のいずれかに旋回移動させて車輪
   の方向変換を行うよう構成した走行玩具の方向変換装置
   において、前記制御子の旋回する一端部に配置する磁石
   はそれぞれ端面が異なる極性からなる一対の磁石であつ
   て所定間隔離間して設けられ、これら磁石に対向して配
   置する電磁石は前記制御子の中立位置に対する中心線上
   において制御子が電磁石と接触することなく自由に旋回
   し得るよう位置決めしかつ鉄心の一端部が制御子に設け
   た一対の磁石の離間部に指向すると共に鉄心の他端部が
   前記一対の磁石と対向するよう設定し、前記制御子の磁
   石を設けた一端部側の中心線上に沿つて係止部を設け、
   この係止部に対し一端部を車体上に軸支した一対の弾力
   作用を有する係合手段を対称的に当接配置し、電磁石の
   滅勢時に制御子を中立位置に復帰保持するよう構成した
   中立位置保持手段を設けることを特徴とする走行玩具の
   方向変換装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の走行玩具の方向変換装
   置において、中立位置保持手段の一対の係合手段はそれ
   ぞれ支持杆で構成し、これら支持杆はその間にばねを介
   在させると共に車体上に設けた位置決め部材を挾持し、
   電磁石の滅勢時に制御子を中立位置に復帰保持するよう
   構成してなる走行玩具の方向変換装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の走行玩具の方向変換装
   置において、鉄心部はＥ形鉄心で構成し、このＥ形鉄心
   の両端脚部は磁石に対向するよう位置決めし、制御子の
   中立位置においてその中心線上の延長部に対し対称的に
   配置し、前記Ｅ形鉄心の中央脚部に少なくとも１つの励
   磁コイルを設けてなる走行玩具の方向変換装置。