WO2003086561A1 - Modele reduit de voiture - Google Patents

Description

技術分野

本発明は、 左右一対の駆動輪に速度差を生じさせて旋回運動を行う自動車模型 に関する。

明 背景技術 田

遠隔操作される自動 «型の旋回運動は、 一般に、 送信機の操舵部に対するュ 一ザの操作量に応じて自動 ¾i型に搭載された操舵用のサーボモータを駆動する ことにより実現されている。 し力 し、 小型の自動 ¾m型においては操舵輪の付近 に操舵用のサーポモータを搭載するスペースを確保することが困難な場合がある。 そこで、 左右一対の駆動輪に速度差を生じさせて旋回運動を行うようにした小型 の自動車模型が存在する。

ところで、 駆動輪の速度差によって旋回運動を実現するタイプの自動車模型に おいては、 操舵輪を能動的に操作する機構を持たないため、 操舵輪を直進状態に 固定して車体に取り付けることにより、 操舵輪の不規則な挙動による車両の進行 方向の乱れを防いでいる。

し力 し、 操舵輪を直進状態に固定した場合には、 旋回中も操舵輪の姿勢が変化 しないので現実感に欠け、 模型の興趣が削がれることがある。 直進状態に固定さ れた操舵輪に対して走行面から車両を直進させる方向の反力が作用するので、 旋 回動作が円滑に行われないことがある。 発明の開示

そこで、 本発明は、 駆動輪の速度差によって旋回運動を行う構造であっても、 操舵用の駆動源を設けることなく操舵輪を進行方向に自然に操舵させて安定した 旋回運動を実現することが可能な自動車模型を提供することを目的とする。

本発明の自動 型は、 異なる駆動源により互いに独立して駆動される左右一 対の駆動輪と、 左右一対の操舵輪と、 各操舵輪を所定の操舵軸線の回りに旋回可 能に、かつ互いに同一方向に連動して旋回するように支持する操舵輪支持機構と、 を具備し、 前記操舵軸線の上部が下部よりも進行方向後方に位置するように前記 操舵軸線が鉛直方向に対して傾けられることにより、 上述した課題を解決する。 この発明によれば、駆動輪に速度差を生じさせて自動 莫型を旋回させるとき、 操舵輪は接地面から受ける反力で自然に旋回方向に操舵される。 しかも、 操舵輪 の操舵軸線が上記の通りに傾けられて、 いわゆる正方向のキャスター角が設定さ れているため、旋回中の操舵輪に直進状態への復元力が作用する。この復元力が、 操舵輪の過剰な旋回を抑える力として働き、 旋回中の操舵輪の姿勢が安定する。 しかも、 左右の操舵輪が同一方向に連動して操舵されるように互いに関連付けら れているから、 操舵輪が互レ、に異なる方向に操舵されて自動車模型の進行方向が 乱れるおそれもない。

本発明の自動車模型において、 前記操舵軸線の鉛直方向に対する傾斜角は 2 0 ° 〜4 0 ° の範囲に設定することが望ましい。 2 0° 未満では直進状態への復 元力が不足して旋回姿勢を安定させる効果が十分に発揮できないおそれがあり、 他方 4 0 ° を越えると復元力が強すぎて操舵輪の自然な旋回動作が得られない おそれがある。

前記操舵輪支持機構は、 直進状態で真上からみたときの操舵輪の中心線が進行 方向に対して傾くように前記操舵輪を支持してもよい。 これにより、 いわゆるト 一角が操舵輪に付与される。 また、 前記操舵輪支持機構は、 直進状態で進行方向 正面からみたときの操舵輪の中心線が鉛直方向に対して傾くように前記操舵輪を 支持してもよい。 この場合には、 いわゆるキャンバー角が操舵輪に付与される。 さらに、 前記操舵輪支持機構は、 進行方向正面からみたときに左右の操舵輪が 同一方向に連動して傾くことができるように前記操舵輪を支持してもよい。 この ような支持を行うことにより、 旋回半径に応じて操舵輪が一体的に傾くことがで き、 操舵輪の接地性が向上する。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明が適用される遠隔操作玩具の構成を示す図； 第 2図は第 1図の自動車模型のシャーシ上の構成を示す図；

第 3図は第 2図の前輪支持機構を車軸方向に沿って切断した状態を示す断面 図；

第 4図は前輪の内側から見たときの前輪とキングピンとの関係を示す図；そし て、

第 5 A図〜第 5 C図は後輪の駆動力、 進行方向及び前輪の操舵方向の相互の関 係を示す図。 発明を実施するための最良の形態

第 1図は本発明が適用される遠隔操作玩具を示す。 この遠隔操作玩具は、 ユー ザによって操作されるコントローラ 1と、 そのコントローラ 1から送信される制 御データに基づいて動作が制御される自動：^型 2とを含む。 コントローラ 1は 本体 1 0とユーザによって把持されるダリップ 1 1とを有し、 そのダリップ 1 1 の前方に速度指示用のトリガーレバー 1 2が前後方向に操作可能に設けられる。 また、 本体 1 0の右側面には操舵操作用のホイール 1 3がその中心の回りに回転 操作可能に設けられる。 コントローラ 1の内部にはトリガーレバー 1 2及ぴホイ ール 1 3の操作状況に応じた制御データを生成する制御装置 （不図示） が設けら れる。 一例として、 制御装置は、 トリガーレバー 1 2の操作量に応じて模型 2の 基本的な駆動速度を決定するとともに、 その駆動速度に対して、 左右いずれか一 方の駆動輪の減速比をホイール 1 3の操作方向及び操作量に応じて決定し、 それ らの決定内容に基づいて左右の駆動輪の駆動速度を個別に決定する。 制御データ には左右の駆動輪の駆動速度を個別に指定する情報が含まれており、 その制御デ ータは送信部 1 4から送信される。

自動車模型 2は、 コントローラ 1からの制御データを受信する受信部 2 0と、 駆動輪としての後輪 2 1と、 操舵輪としての前輪 ² 2とを有する。 後輪 2 1及び 前輪 2 2はそれぞれ左右一対設けられる （第 1図では片側のみを示す)。

第 2図は自動車模型 2の内部構造を示している。 自動車模型 2はシャーシ 2 3 を有し、 そのシャーシ 2 3には後輪 2 1， 2 1をそれぞれ独立して駆動する駆動 源としてのモータ 2 4， 2 4と、 各モータ 2 4の回転を対応する後輪 2 1に伝達 する減速機構 2 5， 2 5とが取り付けられている。 モータ 2 4の前方には制御装 置 2 6及ぴ充電式のバッテリ 2 7が設けられる。 制御装置 2 6は受信部 2 0が受 信した制御データを解読し、 その制御データにて指定された速度で各モータ 2 4 を駆動制御する。 このような制御により、 ホイール 1 3がその中立位置から回転 操作された場合には、 その操作方向及び操作量に応じた程度で後輪 2 1， 2 1に 速度差が発生し、 その速度差に従って自動車模型 2が旋回運動を行う。 なお、 コ ントローラ 1のトリガ一レバー 1 2やホイール 1 3に対する操作とモータ 2 4 , 2 4に生じさせる速度差との対応関係は適宜に変更可能であり、 その詳細は本発 明の主旨ではないので説明を省略する。

第 2図及び第 3図に示すように、 自動車模型 2のシャーシ 2 3には前輪支持機 構 3 0が設けられている。 前輪支持機構 3 0は、 キングピン 3 1， 3 1と、 キン グピン 3 1， 3 1の上端を連結するロッド 3 2と、 キングピン 3 1 , 3 1から後 方に突き出たアーム 3 1 a , 3 1 a (第 4図参照） を連結するロッド 3 3とを備 えている。

第 4図に示すようにキングピン 3 1は所定の軸線 AXに沿って延び、 そのキン グピン 3 1に軸線 AXと直交する方向に突き出た車軸 3 4がー体に設けられてい る。 車軸 3 4に前輪 2 2が回転自在に支持される。 キングピン 3 1の下端はシャ ーシ 2 3の軸受部 2 3 a , 2 3 aに回転自在に支持され、 キングピン 3 1の上端 はロッド 3 2と回転自在に連結される。 ロッド 3 2はその両端においてキングピ ン 3 1の上端部と回転可能に連結されるとともに、 その中央においてシャーシ 2 3の拘束部 3 5に挿入されて前後方向 (進行方向）に移動不能に拘束されている。 拘束部 3 5の内部には口ッド 3 2の上面中央と線接触する逆三角形状の支持部 3 5 aが形成される。 この支持部 3 5 aにより、 前輪 2 2， 2 2に入力される反力 が受け止められる。 このように、 前輪 2 2 , 2 2の支持を支持部 3 5 aの一箇所 に限定しているので、 ロッド 3 2が支持部 3 5 aを中心として左右に揺動するこ とができる。 そして、 ロッド 3 2と前輪 2 2， 2 2とはキングピン 3 1， 3 1を 介して接続されているから、 ロッド 3 2を介して左右の前輪 2 2 , 2 2は同一方 向に連動して傾くようになる。 このように前輪 2 2 , 2 2を支持しているため、 旋回時の前輪 2 2 , 2 2の接地性が改善される。 拘束部 35は、 ロッド 32を、 キングピン 31と軸受部 23 aとの連結点より も進行方向後方にずれた位置に拘束する。 これにより、 キングピン 31の軸線 A Xは、 その上部が下部よりも進行方向後方に位置するように鉛直線 V Lに対して 傾けられる。 軸線 AXは前輪 22が旋回運動を行う中心となる操舵軸線であり、 その操舵軸線 AXと鉛直線 VLとがなす角 はキャスター角と呼ばれる。 キャス ター角 αは 5° 〜40° の範囲が好適であり、 さらには 10° 〜15° の範囲が より好ましい。

さらに、 キングピン 31， 31は、 ロッド 33により常に同一方向に連動して 旋回するように相互に関連付けられる。 一般の自動 型ではこのような口ッド をサーポモータで駆動して前輪を操舵する。 しかし、 本実施形態の自動 «型 2 においては、 ロッド 33を駆動して前輪 22, 22を操舵する駆動源は存在しな レ、。 そして、 キングピン 31は前輪 22から入力される力により、 ロッド 33に よる連動関係を保ちながら自由に旋回することができる。

以上のように構成された自動車模型 2においては、 後輪 21, 21に速度差を 生じさせて自動 型 2を旋回させるとき、 前輪 22， 22は接地面から受ける 反力で自然に旋回方向に操能される。 つまり、 前輪 22は受動的に操舵される。 各前輪 22には正のキャスター角 αが設定されているため、 旋回中の前輪 22, 22には直進状態への復元力が作用する。 このため、 前輪 22, 22の切れ過ぎ が防止されて操舵姿勢が安定する。 しかも、 左右の前輪 22， 22はロッド 33 により同一方向に連動して操舵されるように互いに関連付けられているから、 前 輪 22, 22が互いに異なる方向に操舵されて自動 型 2の進行方向が乱れる おそれもない。

第 5 Α図〜第 5C図は後輪 21, 21の駆動力 FR, FLと、 自動 ¾f型 2の 進行方向 F aと、 前輪 22の操舵方向との関係をそれぞれ示している。 第 5 A図 は左右の後輪 21, 21の回転数が等しレ、直進状態であり、 このときは駆動力 F R， FLが互いに等しく、 自動車模型 2の進行方向 F aは自動車模型 2の前後方 向と一致し、 前輪 22, 22は真っ直ぐ前方を向いている。 次に、 第 5 B図に示 すように右側の後輪 21の速度が左側の後輪 21の速度よりも高くて駆動力 F R が駆動力 FLよりも大きくなると、 進行方向 F aは左側に傾く。 これに伴って前 輪 2 2 , 2 2も左側に操舵される。 しかし、 駆動力 F R , F Lが第 5 B図と同様 に発生していても後輪 2 1が滑って進行方向 F aが模型 2に作用する慣性力の方 向に傾いた第 5 C図の状態、 すなわちドリフト走行状態では、 前輪 2 2は進行方 向 F aの影響を受けて進行方向 F aに傾く。 これにより、 ドリフト走行で逆ハン ドルを切った様子が何らの制御を要せずにして自然に再現され、 自動 莫型 2の リアリティが高まる。

なお、 前輪 2 2の取付状態を表現する角度としては、 キャスター角の他に、 前 輪 2 2 , 2 2が直進状態にあるときの前輪 2 2の中心線 C Lと進行方向とがなす 角として定義されるトー角 /3 (第 2図） と、 自動車模型 2を正面からみたときの 前輪 2 2の中心線 C Lと鉛直線 V Lとがなす角度として定義されるキャンバー角 γ (第 3図） とが存在する。 本発明においてこれらの角 i3及び Τ/は特に限定する ものではないが、 一例として、 トー角 j8については中立状態 （中心線 C Lと直進 時の進行方向とがー致する状態） を挟んで ± 1 . 0 ° 、 キャンバー角 γについて は中立状態 （中心線 C Lと鉛直線 V Lとが一致する状態） を挟んで ± 1 . 5 ° の 範囲に設定することができる。 但し、 トー角 V及びキャンバー角 γは左右の前輪 2 2， 2 2に関して互いに等しく設定される。 なお、 前輪 2 2， 2 2はロッド 3 2と支持部 3 5 aとの接触位置を支点として左右に傾くことができるが、 上記の キャンバー角 γはその傾きがない状態、 つまりは水平面上にシャーシ 2 3を置い た状態で計測したときに得られる角度である。

第 1図では自動車模型 2を乗用車型として示したが、 本発明の自動車模型はそ のような乗用車型に限定されず、 各種の車両の形態で実施してよレ、。 特にフォー ミューラータイプのレーシングカーのように車体が小さく、 操舵輪回りに十分な 部品搭載スペースが確保できない場合に本発明は好適に使用することができる。 駆動輪及び操舵輪は左右一対に限定されず、 二対又はそれ以上の対で設けられて もよレ、。 操舵輪支持機構は図示の形態に限らず、 各種の模型で操舵輪を操舵可能 に支持するために使用される各種の機構を操舵輪支持機構として用いてよい。 本 発明は後輪駆動に限らず、 前輪駆動で後輪を操舵輪とする自動 ¾1型にも適用可 能である。 産業上の利用可能性

以上に説明したように、 本発明によれば、 操舵輪を接地面から受ける反力で自 然に旋回方向に操舵させる一方で、 操舵軸線にいわゆる正方向のキャスター角が 設定されることにより、 旋回中の操舵輪に直進状態への復元力を作用させて操舵 輪の過剰な旋回を抑え、 それにより、 旋回中の操舵輪の姿勢を安定させることが できる。 し力も、 左右の操舵輪が同一方向に連動して操舵されるように互いに関 連付けられているから、 操舵輪が互！/、に異なる方向に操舵されて自動: M型の進 行方向が乱れるおそれもない。 従って、 駆動輪の速度差によって旋回運動を行う 構造であっても、 操舵用の駆動源を設けることなく操舵輪を進行方向に自然に操 舵させて安定した旋回運動を実現することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 異なる駆動源により互いに独立して駆動される左右一対の駆動輪と、 左 右一対の操舵輪と、 各操舵輪を所定の操舵軸線の回りに旋回可能に、 かつ互いに 同一方向に連動して旋回するように支持する操舵輪支持機構と、 を具備し、 前記 操舵軸線の上部が下部よりも進行方向後方に位置するように前記操舵軸線が鉛直 方向に対して傾けられている自動； ^型。

2 . 前記操！ "它軸線の鉛直方向に対する傾斜角を 2 0 ° 〜4 0 ° の範囲に設定 した請求の範囲 1に記載の自動 型。

3 . 前記操舵輪支持機構は、 直進状態で真上からみたときの操舵輪の中心線 が進行方向に対して傾くように前記操舵輪を支持する請求の範囲 1又は 2に記載 の自動車模型。

4. 前記操舵輪支持機構は、 直進状態で進行方向正面からみたときの操舵輪 の中心線が鈴直方向に対して傾くように前記操舵輪を支持する請求の範囲 1〜 3 のいずれか一項に記載の自動車模型。

5 . 前記操舵輪支持機構は、 進行方向正面からみたときに左右の操舵輪が同 —方向に連動して傾くことができるように前記操舵輪を支持する請求の範囲 1〜 4のいずれか一項に記載の自動車模型。