(57)【要約】      （修正有）【課題】学校教育における創作玩具やロボットコンテストに向けてのロボット製作において、製作者の自由な発想を具現化することができる、より自由に、多用途に使用することができる棒状構成部材及び運動変換機構を提供する。【解決手段】玩具に使用される棒状構成部材１０であって、長さ方向に沿って複数の孔部１１が所定間隔をおいて設けられると共に長さ方向に沿ってガイド部１２が設けられている。 【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
玩具に使用される棒状構成部材であって、長さ方向に沿って複数の孔部が所定間隔をおいて設けられると共に長さ方向に沿ってガイド部が設けられていることを特徴とする棒状構成部材。
【請求項２】
玩具に使用され、長さ方向に沿って複数の孔部が所定間隔をおいて設けられると共に長さ方向に沿ってガイド部が設けられている棒状構成部材からなる従動部と、上記従動部を長さ方向に沿って駆動しうる駆動部とを有することを特徴とする運動変換機構。
【請求項３】
上記従動部はラックからなると共に、上記駆動部はピニオンギヤからなることを特徴とする請求項２記載の運動変換機構。
【請求項４】
上記ラックを保持しうる保持部を有するホルダー部を備えていることを特徴とする請求項３記載の運動変換機構。
【請求項５】
上記ラックは上記ピニオンギヤが回転した場合には、上記保持部内を移動するように形成されていることを特徴とする請求項４記載の運動変換機構。
【請求項６】
上記ガイド部は長さ方向に沿って設けられた溝部であると共に、上記保持部は上記溝部と係合し、上記ラックを長さ方向に沿って案内可能な凸部として形成されていることを特徴とする請求項５記載の運動変換機構。
【請求項７】
上記ラックは横断面矩形の細長板状に形成され、上記溝部は上記ラックの両側面において長さ方向に沿って一対に対向して設けられ、上記両側面に隣接する側面には歯部が長さ方向に沿って設けられ、
上記ホルダー部は横断面コ字状に形成され、底面部と、上記底面部の両側端縁部から直角に延設された側面部とにより形成され、上記凸部は上記側面部の各内側面に一対に互いに対向して設けられ、上記ラックが上記保持部内に挿通された場合には、上記凸部が上記溝部と係合することを特徴とする請求項６記載の運動変換機構。
【請求項８】
上記ラックには、幅方向に沿って複数の切断用スリットが設けられ、上記各切断用スリットは、上記ラックの長さ方向において、上記ラックに設けられた上記各孔部と同位置に設けられていることを特徴とする請求項３乃至７記載の運動変換機構。
【請求項９】
上記孔部は上記ラックの幅方向中央部に、長さ方向に沿って同一間隔を置いて複数設けられ、上記ホルダー部には上記ラックが上記保持部に挿通された場合に、上記ラックに設けられた孔部と連通しうる孔部が形成されていることを特徴とする請求項４乃至８記載の運動変換機構。
【請求項１０】
上記ホルダー部に形成された各孔部の間には上記両側面部を貫通するスリットが夫々形成されていることを特徴とする請求項９記載の運動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状構成部材及び棒状構成部材を利用した運動変換機構に係り、特に、創作玩具等において、多用途に使用できる棒状構成部材及び棒状構成部材を利用した運動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小学校及び中学校の学校教育においては組み立て式玩具が教材として使用され、また、一方では、中学生から大学生に向けて、いわゆるロボットコンテストが開催され、学生による当該コンテストに向けてのロボットの製作が行われている。
【０００３】
このような組み立て玩具や、ロボットコンテストに向けてのロボット製作においては、様々な構成パーツを、自由に、学生個人の考えにより組み立ててロボットを製作するものである。
このような観点から、従来より、様々な目的に使用できる、多数の孔部を有する組み立て玩具用の細長板状の構成部材が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００４】
即ち、これらの公知文献には、上記複数の構成部材を孔部においてボルト及びナットにより固定することにより走行車両のシャシーを形成したり、また、上記構成部材を孔部を介してボルト及びナットにより回動可能に固定することにより各種のリンク機構を形成することができる技術が開示されている。
【特許文献１】実公平０２−４７０８号
【特許文献２】実公平０４−２７１７号
【特許文献３】実公平０４−２５１９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような組み立て玩具を教材として使用する教育においては、組み立て式玩具を学生各自の自由な発想により、様々な方法で使用させて創作することが重要なプロセスとして求められている。
また、上記ロボットコンテストにおけるロボットの製作にあたっては、学生各自が夫々自由にアイデアを出しながら、各種の工作パーツを組み合わせることにより、ロボットコンテストのゲーム形式に合わせたロボットを創作するものである。
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の構成部材は、細長板状の構成部材に多数の孔部が設けられているのみであるため、上記孔部を介して接合して何らかの構成部材を形成したり、また、上記孔部を介して回動可能に結合してリンク機構を構成し、当該リンク機構を利用して模型やロボットを作成することは可能ではあるが、上記以外の使い方をすることができないことから、本来自由な発想から製作されるべき組み立て式玩具や、様々な形態のロボットの製作における要請に十分に応えられない、という不具合が存していた。
その結果、上記機械工作授業やロボットコンテストにおける本来の趣旨である、生徒や学生の自由な発想の具現化を妨げることもなっていた。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、学校教育における創作玩具やロボットコンテストに向けてのロボット製作において、製作者の自由な発想を具現化することができる、より自由に、多用途に使用することができる棒状構成部材及び運動変換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような技術的課題の解決のため、請求項１記載の発明は、玩具に使用される棒状構成部材１０であって、長さ方向に沿って複数の孔部１１が所定間隔をおいて設けられると共に長さ方向に沿ってガイド部１２が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
したがって、上記棒状構成部材１０に設けられた孔部１１同士をボルト及びナットにより固定することにより、玩具車体のシャシー等を作成したり、上記棒状構成部材１０を孔部１１を介してボルト及びナットにより回動可能に結合することにより、各種の機構を形成することができる。
また、上記棒状構成部材１０は、上記ガイド部１２によって長さ方向に沿ってガイドされていることから、上記棒状構成部材１０は玩具の車体のシャシーや、各種リンク機構として使用される構成部材としての用途だけでなく、長さ方向に沿って案内されて使用される各種機構の棒状構成部材１０としても利用することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、玩具に使用され、長さ方向に沿って複数の孔部１１が所定間隔をおいて設けられると共に長さ方向に沿ってガイド部１２が設けられている棒状構成部材１０からなる従動部１３と、上記従動部１３を長さ方向に沿って駆動しうる駆動部１４とを有することを特徴とする。
したがって、上記従動部１３は、駆動部１４によって長さ方向に駆動されうる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、上記従動部１３はラック１６からなると共に、上記駆動部１４はピニオンギヤ１７からなることを特徴とする。
したがって、上記ラック１６はピニオンギヤ１７と噛み合って駆動される。
【００１２】
請求項４記載の発明は、上記ラック１６を保持しうる保持部１９を有するホルダー部１８を備えていることを特徴とする。
したがって、上記ラック１６はホルダー部１８の保持部１９により保持される。
【００１３】
請求項５記載の発明は、上記ラック１６は上記ピニオンギヤ１７が回転した場合には、上記保持部１９内を移動するように形成されていることを特徴とする。
したがって、ピニオンギヤ１７が回転することにより、駆動力が上記ラック１６に伝達された場合であっても、上記保持部１９内を移動するように保持されている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、上記ガイド部１２は長さ方向に沿って設けられた溝部２０であると共に、上記保持部１９は上記溝部２０と係合し、上記ラック１６を長さ方向に沿って案内可能な凸部２１として形成されていることを特徴とする。
したがって、上記凸部が上記溝部２０と係合され、上記ラック１６が上記溝部２０によって上記ラック１６の長さ方向に沿って案内可能に保持されている。
【００１５】
請求項７記載の発明は、上記ラック１６は横断面矩形の細長板状に形成され、上記溝部２０は上記ラック１６の両側面において長さ方向に沿って一対に対向して設けられ、上記両側面に隣接する側面には歯部２２が長さ方向に沿って設けられ、上記ホルダー部１８は横断面コ字状に形成され、底面部２３と、上記底面部２３の両側端縁部から直角に延設された側面部２４，２４とにより形成され、上記凸部２１、２１は上記側面部２４，２４の各内側面に一対に互いに対向して設けられ、上記ラック１６が上記保持部１９内に挿通された場合には、上記凸部２１が上記溝部２０と係合することを特徴とする。
【００１６】
したがって、上記ラック１６は、上記ホルダー部１８に設けられた底面部２３と両側面部２４，２４により形成された保持部１９内に保持される。
また、上記凸部２１と上記溝部２０は長さ方向に沿って形成され、上記凸部２１と上記溝部２０は夫々係合されている。
【００１７】
請求項８記載の発明は、上記ラック１６には、幅方向に沿って複数の切断用スリット２５が設けられ、上記各切断用スリット２５は、上記ラック１６の長さ方向において、上記ラック１６に設けられた上記各孔部１１と同位置に設けられていることを特徴とする。
したがって、上記切断用スリット２５に沿って上記ラック１６を折曲することができる。また、上記切断用スリット２５を上記ラック１６を切断する際の目安とすることができる。
【００１８】
請求項９記載の発明は、上記孔部１１は上記ラック１６の幅方向中央部に、長さ方向に沿って同一間隔を置いて複数設けられ、上記ホルダー部１８には上記ラック１６が上記保持部１９に挿通された場合に、上記ラック１６に設けられた孔部１１と連通しうる孔部２８が形成されていることを特徴とする。
したがって、螺子やボルト等により上記ラック１６の孔部１１と上記ホルダー部１８の孔部２８とを挿通して結合することができる。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、上記ホルダー部１８に形成された各孔部２８の間には上記両側面部を貫通するスリット２７が夫々形成されていることを特徴とする。
したがって、上記スリット２７において上記ホルダー部を切断して使用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、上記のように構成されているので、以下の効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、上記棒状構成部材１０に設けられた孔部１１同士をボルト及びナットにより固定することにより、玩具車体のシャシー等を作成したり、上記棒状構成部材１０を孔部１１を介してボルト及びナットにより回動可能に結合することにより各種の機構を構成することができる。
【００２１】
また、上記棒状構成部材１０は、上記ガイド部１２によって長さ方向に沿ってガイドされていることから、上記棒状構成部材１０は玩具の車体のシャシーや、各種の機構として使用される構成部材としての用途だけでなく、長さ方向に沿って案内される棒状構成部材１０としても利用することができる。
【００２２】
従って、上記玩具のシャシーや、各種リンク機構としての利用のみならず、より自由に、多用途に使用できることから、学校教育における創作玩具や、ロボットコンテストに向けてのロボット製作において、製作者の自由な発想を具現化することができる。
【００２３】
請求項２記載の発明によれば、上記従動部１３は、駆動部１４によって長さ方向に駆動されうる。したがって、上記駆動部１４の駆動力を上記従動部１３の長さ方向の運動に変換しうる運動変換機構１５として利用することができる。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、上記ラック１６はピニオンギヤ１７とかみ合って駆動されることから、上記ピニオンギヤ１６の回転駆動力を確実に上記ラック１６に伝達して直線方向の運動に変換することができ、運動変換効率のよい運動変換機構１５として利用することが可能となる。
【００２５】
請求項４記載の発明によれば、上記ラック１６はホルダー部１８の保持部により保持されることから、上記ピニオンギヤ１７により上記ラック１６が長さ方向において駆動された場合であっても、上記ラック１６をホルダー１８内に保持することができる。従って、確実に回転運動を直線運動に変換することができる。
【００２６】
請求項５記載の発明によれば、ピニオンギヤ１７が回転することにより、駆動力が上記ラック１６に伝達された場合であっても、上記保持部１９内を移動するように構成されていることから、上記回転駆動力を的確にラック１６に伝達して直線運動に変換することができる運動変換機構１５として利用することができる。
【００２７】
請求項６記載の発明によれば、上記凸部２１が上記溝部２０と係合されるため、上記ラック部１６が上記溝部２０によって上記ラック部１６の長さ方向に沿って案内可能に保持される。
したがって、上記ピニオンギヤ１７の駆動力によって上記ラック１６が長さ方向に駆動された場合であっても、上記ラック１６が上記ホルダー部１８の長さ方向以外の方向に脱落することを防止して、ピニオンギヤ１９の回転運動を確実に直線運動に変換することができる。
【００２８】
請求項７記載の発明によれば、上記ラック１６は、上記ホルダー部１８に設けられた底面部２３と両側面部２４，２４により形成された保持部１９内に保持されることから、上記ラック１６の脱落が確実に防止される。
上記凸部２１，２１と上記溝部２０，２０は長さ方向に沿って形成され、上記凸部２１，２１と上記溝部２０，２０は夫々係合されていることから、上記ピニオンギヤ１７の回転駆動力がラック１６の長さ方向における直線運動に確実に変換される。
従って、上記ラック１６が上記保持部１９，１９内を安定して長さ方向に移動するため、安定して動作しうる運動変換機構１５として利用することができる。
【００２９】
請求項８記載の発明によれば、上記切断用スリット２５に沿って、適宜上記ラック１６を切断して使用することができ、設計者は上記ラック１６を任意の長さに容易に形成することができる。
その結果、請求項８記載の発明にあっては、上記ラック１６を各種の機構を構成する部材として自由に使用することができることとなり、各種の機構を構成する自由度が増大する。
【００３０】
上記切断用スリット２５を、上記ラック１６を切断する際の目安とすることができることから、容易に上記ラック１６を任意の長さ寸法に切断することができる。
また、上記孔部１１と同位置に切断用スリット２５が設けられていることから、上記孔部１１の直径寸法分だけ、切断する労力が軽減でき、ラック１６の切断が容易となる。
【００３１】
請求項９記載の発明によれば、螺子やボルト等により上記ラック１６の孔部１１と上記ホルダー部１８の孔部２８とを挿通して固定することにより、上記ラック１６を上記ホルダー部１８内において、固定して利用することが出来る。
また、螺子やボルト等により上記ラック１６の孔部１１と上記ホルダー部１８の孔部２８とを挿通して回動可能に固定することにより、上記ホルダー部１８を上記ラック１６の固定部として利用することができる。
【００３２】
請求項１０記載の発明によれば、上記スリット２７が形成されていることから、上記スリット２７において上記ホルダー部１８を切断して使用することにより、設計者は上記ホルダー部１８の長さを任意の長さに形成することができる。従って、上記ホルダー部１８に関しても様々な機構を構成する構成部材として自由に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づき、本発明にかかる棒状構成部材１０及び棒状構成部材１０を利用した運動変換機構１５を詳細に説明する。
【００３４】
本実施の形態に係る棒状構成部材１０は、図１、図２に示すように、ロボットコンテストにおいて使用されるロボット等の組立玩具に使用される棒状構成部材１０であって、長さ方向に沿って複数の孔部１１が所定間隔をおいて設けられると共に長さ方向に沿ってガイド部１２が設けられている。
【００３５】
本実施の形態に係る運動変換機構１５は、図１、図２に示すように、玩具に使用され、長さ方向に沿って複数の孔部１１が所定間隔をおいて設けられると共に長さ方向に沿ってガイド部１２が設けられている棒状構成部材１０からなる従動部１３と、上記従動部１３を長さ方向に沿って駆動しうる駆動部１４とを有している。
本実施の形態にあっては、上記従動部１３はラック１６からなると共に、上記駆動部１４はピニオンギヤ１７からなる。
【００３６】
また、本実施の形態にあっては、上記ラック１６を保持しうる保持部１９を有するホルダー部１８を備えている。
また、上記ラック１６は上記ピニオンギヤ１７が回転した場合には、上記保持部１９内を長さ方向に移動するように形成されている。
また、上記ガイド部１２は長さ方向に沿って設けられた溝部２０であると共に、上記保持部１９は上記溝部２０と係合し、上記ラックを長さ方向に沿って案内可能な凸部２１として形成されている。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態に係る運動変換機構１５は、ラックアンドピニオン機構であり、ピニオンギヤ１７の回転運動をラック１６の直線運動に変換する機構として構成されている。
【００３８】
図２に示すように、上記ラック１６は横断面矩形の細長板状に形成され、上記溝部２０，２０は上記ラック１６の幅方向両側面部５９，５９に長さ方向に沿って一対に対向して設けられている。上記溝部２０，２０は、夫々、ラック１６の幅方向の中央部において同一の幅寸法により、全長さ寸法に亘って形成されている。
【００３９】
また、高さ方向両側面部６０，６０には、高さ方向両側面部６０，６０の幅方向全域において全長さ寸法に亘って、歯部２２，２２が設けられている。上記ラック１６の幅方向両側面部５９，５９の上記溝部２０，２０内には、長さ方向に沿って孔部１１が同一間隔を置いて複数設けられている。
【００４０】
図１、図２に示すように、上記溝部２０，２０は、横断面半円状に形成されている上記凸部２１，２１の半円状と略同一の曲率半径を有する形状に形成されている。
【００４１】
上記ラック１６の幅方向両側面部５９，５９には、上記各孔部１１の直径位置において、幅方向に沿って、夫々、切断用スリット２５が設けられており、適宜の箇所において切断して所望の長さで使用しうるように形成されている。
【００４２】
なお、本実施の形態にあっては、ラック１６の幅寸法は１２ｍｍであって、上記溝部２０及び孔部１１の幅寸法は３ｍｍに形成されている。また、本実施例にあっては、上記孔部１１は５ｍｍ間隔に設けられている。
図１に示すように、上記ラック１６の上記歯部２２，２２は、上記歯部２２，２２と同一のピッチで歯部５３が刻設されたピニオンギヤ１７と歯合するように構成されている。
【００４３】
上記棒状構成部材１０としてのラック１６は、プラスティック素材により形成され、上記ラック１６は横断面矩形の細長板状に形成されている。
【００４４】
図１に示すように、本実施の形態に係る運動変換機構１５を構成するラックアンドピニオン機構においては上記ラック１６はホルダー１８内に収納されている。
【００４５】
図３に示すように、上記ホルダー１８は、所定の長さ寸法を有する全体チャンネル状部材として構成されている。
即ち、横断面コ字状に形成され、底面部２３と、上記底面部２３の両側端縁部から直角に延設された側面部２４，２４とを有している。上記側面部２４，２４は所定間隔をおいて互いに対向し、その間に空隙部を有している。
【００４６】
上記一対の側面部２４，２４の間の間隔寸法Ｌ２は、上記ラック１６の厚さ寸法Ｌ１よりもやや大きい幅寸法に形成されていると共に、上記側面部２４，２４の互いに対向する内側面部６１，６１の高さ寸法Ｌ３は、上記ラック１６の幅方向における下端縁部６２と上記上方側に配置される歯部２２ａの直下部位６３の間の幅寸法Ｌ４と同一に形成されている。
【００４７】
また、図３に示すように、上記ホルダー部１８の側面部２４，２４の内側面部６１，６１には夫々、凸部２１，２１が互いに対向して長さ方向全域に形成されている。上記凸部２１，２１の幅寸法Ｌ５は、上記溝部２０の幅寸法Ｌ６と同一の幅寸法に形成され、上記底面部２３の内方面部６５と上記凸部２１，２１の上端縁部６６との間の幅寸法Ｌ７は、ラック１６の幅方向における下端縁部６２と上記溝部２０の上端縁２０ａとの間の幅寸法Ｌ３と同一に形成されている。
【００４８】
図３に示すように、上記側面部２４，２４は、長さ方向に沿って所定間隔毎にスリット２７が形成され、これらのスリット２７により個別のホルダー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが形成され、必要に応じて、上記スリット２７により切断し、上記個別のホルダー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、１８ｄを、例えば、軸受け等の別途の目的に使用しうるように構成されている。
【００４９】
図３に示すように、上記個別のホルダー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、１８ｄの幅寸法は、上記ラック１６の幅寸法と同一に形成され、上記各ホルダー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄには夫々、幅方向の中央部に孔部２８が開設されている。
【００５０】
この孔部２８は、上記凸部２１，２１と同一の高さ寸法であってかつ、上記ラック１６に開設された複数の孔部１１と連通しうる部位に開設されている。
また、各ホルダー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、１８ｄの側面部２４，２４の下端中央部には上記側面部２４，２４と直交して固定部３３，３３が突設され、ホルダー１８を適宜の部位に固定しうるように形成されている。
【００５１】
従って、このように構成されたラック１６及びホルダー１８を利用して運動変換機構１５を形成する場合には、図１に示すように、ホルダー１８を上記ホルダー固定部３３を利用して適宜の部位に固定し、固定されたホルダー部１８内にラック１６を挿通させて、上記ラック１６を従動部１３とすると共に、上記ラック１６に歯合するピニオンギヤ１７を駆動部１４として、ラックアンドピニオン機構を構成する。
【００５２】
図１に示すように、上記ピニオンギヤ１７は、上記のように、歯部５３が上記ラック１６の歯部２２と同一のピッチで刻設されており、軸部２９により駆動力が伝達されて回動するように構成されている。
【００５３】
従って、上記のようにラック１６をホルダー１８により保持させた状態で、上記ピニオンギヤ１７をラック１６の上方歯部２２ａに歯合させた場合には、ピニオンギヤ１７の回転によりラック１６はいずれかの長さ方向に移動する。
その結果、ピニオンギヤ１７の回転運動はラック１６により直線方向の運動に変換される運動変換機構１５が構成されるものである。
【００５４】
図１に示すように、本実施例にかかる棒状構成部材１０は、ホルダー部１８に挿通され、ピニオンギヤ１７の駆動力によって、上記棒状構成部材１０の長さ方向に対し、駆動されて使用されるロボット等の組立玩具の運動変換機構１５として使用されている。
【００５５】
本実施例において上記ラック１６は、上記寸法に形成されているが、使用される玩具の大きさに従って上記寸法は変更されるものであり、またプラスティック素材により形成されているが、強度が必要な玩具に使用される場合には、金属製等の剛性が高い素材であってもよい。
【００５６】
また、上記駆動部１４は、本実施の形態にあっては、ピニオンギヤ１７により形成されているが、上記駆動部１４は駆動力を伝達しうるように、ゴム等の摩擦力のある素材に形成されていてもよい。
上記駆動部１４が、ゴム等の摩擦力のある素材により形成されている場合には、上記従動部１３を構成するラック１６の側面部６０は平面部として形成される。
【００５７】
この場合は、上記駆動部１４を上記従動部１３に当接させることによって、上記駆動部１４の摩擦力により、上記従動部１３が長さ方向に駆動される。
【００５８】
図３に示すように、上記ホルダー部１８は上記ラック１６を保持しうる保持部１９を有しているが、上記保持部１９は、上記ホルダー部１８の長さ方向の全域に対して設けられている必要はない。
図３に示すように、上記ホルダー部１８が上記スリット２７により４つに分割されている場合には、長さ方向外側に配置されたホルダー部１８ａ，１８ｄのみにおいて保持部１９が備えられていてもよい。
【００５９】
本件発明にかかる上記溝部２０，２０及び凸部２１，２１の横断面形状は上記のような横断面半円状に限られるものではなく、横断面矩形状や多角形状であってもよい。
【００６０】
また、上記溝部２０は、上記ラック１６の両側面に設けられているが、上記溝部２０は、上記ラック１６のうち一方側の側面のみに設けられてもよい（図示せず）。
【００６１】
この場合、上記凸部２１は上記両側面部２４，２４のうち一方側の側面部２４の内側面に設けられ、一方側の側面のみに設けられた上記溝部２０は、上記ラック１６の一方側の側面部２４に設けられた上記凸部２１と係合され、上記ラック１６の側面のうち、上記溝部２０が設けられていない方の側面と、上記ホルダー部１８の側面部２４，２４のうち、上記凸部２１が設けられていない方の側面部２４の内側面とが夫々当接される。
したがって、この場合も上記ラック１６は、上記ホルダー部１８の保持部１９の長さ方向以外からの脱落が防止される。
【００６２】
上記棒状構成部材１０の孔部１１同士をボルトやナットで固定することにより、玩具の車体のシャシーを作成したり、上記孔部１１同士を回動可能に固定させることにより、リンク機構を有する棒状構成部材１０として利用することが出来る（図示せず）。
【００６３】
以下、添付図面に示す実施例に基づき、本発明に係る棒状構成部材１０及び棒状構成部材１０を利用した運動変換機構１５の作用について詳細に説明する。
棒状構成部材１０は、図４〜図７に示すように、学校教育における組立式の創作玩具やロボットコンテストに向けてのロボット製作において、多用途に使用できる組立部材として使用することができる。
【００６４】
図１に示すように、本実施例にかかる棒状構成部材１０は、ラック１６からなる従動部１３として形成され、ピニオンギヤ１７からなる駆動部１４によって、長さ方向に駆動しうる運動変換機構１５として使用することができる。
【００６５】
図１に示すように、上記ラック１６を運動変換機構１５として使用する場合には、上記駆動軸部２９を回転中心として設けられたピニオンギヤ１７の歯部５３と、上記ラック１６の歯部２２が夫々噛みあって、上記ピニオンギヤ１７が回転することによって、上記ピニオンギヤ１７の回転力が上記ラック１６に伝達され、上記ラック１６を長さ方向に駆動することができる。
【００６６】
この場合、上記ラック１６は、上記ピニオンギヤ１７の駆動軸部２９に対して、直交方向に配置されていることから、上記ピニオンギヤ１７が回転されることにより発生する回転運動の駆動力を、上記駆動軸部２９に対して直交方向に配置された上記ラック１６に伝達することによって、直線運動へ変換しうる運動変換機構１５として使用することができる。
【００６７】
図１に示すように、上記ラック１６を上記ホルダー部１８に備えられた上記保持部１９に挿通した場合には、上記ラック１６の両側面において長さ方向に沿って一対に対向して設けられた溝部２０，２０が、上記ホルダー部１８の上記側面部２４，２４の各内側面に一対に対向して設けられた凸部２１，２１間に係合されることとなる。
【００６８】
図４に示すように、原動機３０の駆動軸２９に上記ピニオンギヤ１７を軸支させ、上記ピニオンギヤ１７の歯部５３を、上記ラック１６の歯部２２に当接させた状態で原動機３０を駆動させることにより、上記ピニオンギヤ１７が回転され、上記回転により生じる駆動力が上記ラック１６に伝達される。
【００６９】
したがって、図４に示すように、上記ピニオンギヤ１７を時計方向に回転させた場合には、上記ラック１６は、左方向に移動され、上記ピニオンギヤ１７を反時計方向に回転させた場合には、上記ラック１６は、右方向に移動される。
【００７０】
従って、上記ラック１６は長さ方向に対し移動可能に包持されており、上記ラック１６に対しピニオンギヤ１７によって、駆動力が与えられた場合、上記ラック１６のスムーズな直線方向における移動が行われる。
【００７１】
また、上記原動機３０と上記ピニオンギヤ１７の間には、ギヤボックスやシャフト等を配置し（図示せず）、上記原動機３０の駆動力を上記ギヤボックスやシャフト等を介して、上記ピニオンギヤ１７に伝達し、上記ピニオンギヤ１７が回転されることにより、上記ラック１６が駆動されうるように形成してもよい。
【００７２】
上記のように、上記ホルダー部１８が上記スリット２７により４つに分割され、かつ、長さ方向外側に配置されたホルダー部１８ａ，１８ｄのみにおいて保持部１９が備えられていた場合には、図３に示すように、上記スリット２７により、上記長さ方向内側のホルダー部１８ｂを切離して、上記ホルダー部１８ｂを図５に示すように、上記ラック１６を組立式玩具の基台や、リンク機構等を作成する場合の固定軸として利用する際のラック固定部３７として利用することができる。
【００７３】
図５に示すように、上記ホルダー部１８をラック固定部３７として利用する場合には、上記ラック１６の長さ方向の一方側の端部を上記ホルダー部１８の底面部２３に当接させ、上記ラック１６の孔部１１と上記ホルダー部１８の孔部２８とを連通して配置して、上記孔部１１，２８同士をボルトやナットで固定することにより使用することが可能となる。
【００７４】
上記ラック固定部３７に固定されたラック１６に設けられた各孔部１１に対し、他のラック１６の孔部１１をボルト等で固定することにより、組立式玩具の基台として利用することができ、また、上記孔部１１同士をボルト等で回動可能に固定することにより、各種のリンク機構等を作成する場合の固定軸として利用することができる。
【００７５】
図６に示すように、上記ホルダー部１８を、設置面５８に対し長さ方向垂直に固定して、上記ラック１６にフォーク部３７を設けることにより、上記駆動部１４の駆動力を垂直方向に変換しうる運動変換機構１５を有する荷揚げ装置４１として使用することができる。
【００７６】
図６に示すように、上記運動変換機構１５を上記荷揚げ装置４１として使用する場合には、載置面５８に対し垂直方向に配置された基板部４０に上記ホルダー部１８を固定させる。
ホルダー固定孔部３４にボルトや螺子を挿通させて、上記基板部４０に固定させることにより、上記ホルダー部１８の固定を行うことができる。
【００７７】
上記ラック１６を上記ホルダー部１８の保持部内１９内に挿通させ、上記ホルダー部１８の孔部１１には、上記ホルダー部の長さ方向と垂直方向に配置されたフォーク部３７が上記孔部１１を介してボルトやナット等で固定される。
【００７８】
上記ピニオンギヤ１７は、上記原動機３０に設けられた原動ギヤ３９と噛みあって回転する。
したがって、上記原動機３０の駆動力により上記原動ギヤ３９が回転することにより、上記原動ギヤ３９と噛みあった上記ピニオンギヤ１７が回転する。
【００７９】
上記ピニオンギヤ１７が回転することにより、上記ピニオンギヤ１７の歯部５３が上記ラック１６の歯部２２と噛みあって、上記ラック１６が上記載置面５８に対して、上下方向に移動される。
図６に示す例によって説明すると、上記原動機３０により原動ギヤ３９を反時計方向に回転させて、上記ピニオンギヤ１７を時計方向へ回転させることにより、上記ラック１６は上方へ移動され、上記フォーク部３７を上方へ移動することができ、上記フォーク部３７上に荷物を載置していた場合には、上記荷物を上方へ持ち上げることができる荷揚げ装置４１として使用することができる。
【００８０】
同様に、上記原動機３０により原動ギヤ３９を時計方向に回転させて、上記ピニオンギヤ１７を反時計方向へ回転させることにより、上記ラック１６は下方へ移動され、上記フォーク部３７を下方へ移動することができる。
上記原動機３０の駆動を停止した場合には、上記原動ギヤ３９を介して噛みあっているピニオンギヤ１７の回転も停止されていることから、上記ピニオンギヤ１７の歯部５３と、上記ラック１６の歯部２２同士が噛みあって、上記ラック１６は停止する。
【００８１】
図７に示すように、上記運動変換機構１５をロボット等のリンク機構５０の連動装置として使用する場合には、上記ラック１６を上記ホルダー部１８の保持部１９内に挿通させ、上記ラック１６に設けられた歯部２２に対し、上記リンク機構５０を駆動しうる駆動用平歯車４２の歯部４８を歯合させて構成する。
【００８２】
上記リンク機構５０は、上記駆動用平歯車４２と、上記駆動用平歯車４２に接続固定された駆動用棒状部材４３と、上記駆動用棒状部材４３と固定用軸部７１により回動可能に軸支された従動用棒状部材４４とを有する。
【００８３】
図７に示すように、上記リンク機構５０として使用される上記駆動用棒状部材４３及び上記従動用棒状部材４４は夫々、細長板状部材により形成され、上記夫々の長さ方向に沿って孔部５１及び５２が所定間隔をおいて設けられている。
上記従動用棒状部材４４の長さ方向中間位置において、上記長さ方向に沿って設けられた長孔部４６が設けられている。
【００８４】
上記駆動用棒状部材４３及び上記従動用棒状部材４４には、本実施の形態にかかるラック１６が使用されている。
上記ラック１６を上記従動用棒状部材４４として使用する場合には、上記孔部５２、５２間を棒状やすりで削り取るか、又はカッターナイフ等切断工具を用いて上記孔部５２，５２間を切り取ることにより上記長孔部４６を容易に形成することができる。
【００８５】
図７に示すように、上記駆動用平歯車４２は、半円状に設けられ、上記半円状に設けられた駆動用平歯車４２の歯部４８が、上記ラック１６の歯部２２と噛みあうように配設されている。
【００８６】
上記駆動用平歯車４２は、上記駆動用棒状部材４３の長さ方向の基端部に設けられた孔部５１ａには、リンク機構回動軸部４９が挿通され、上記駆動用平歯車４２及び上記駆動用棒状部材４３とが夫々上記リンク機構回動軸部４９を中心として、回動可能に固定されている。
【００８７】
上記駆動用棒状部材４３は、上記駆動用平歯車４２側端部に設けられた孔部５１ｂにおいて、上記従動用棒状部材４４に設けられた孔部５２ａと、固定用軸部７１によって回動可能に固定されている。
上記従動用棒状部材４４には、長さ方向に沿って設けられた長孔部４６が設けられ、上記従動用棒状部材４４は上記長孔部４６内に挿通された長孔軸部４５によって長さ方向に移動可能に軸支されている。
【００８８】
従って、図７に示すように、上記運動変換機構１５をロボット等のリンク機構５０の連動装置として使用する場合、上記原動機３０に設けられたピニオンギヤ１７を例えば時計方向に回転させることにより、上記ピニオンギヤ１７と噛みあったラック１６が長さ方向において、図中方向左へ駆動される。
上記ラック１６の歯部２２と噛みあった駆動用平歯車４２の歯部４８はリンク機構回動軸部４９を中心として回動運動が行われる。
【００８９】
上記駆動用棒状部材４３は上記ラック１６に歯合した駆動用平歯車４２の回動に伴って図中上方へ直立することとなり、上記従動用棒状部材４４は上記長孔部４６内の上記長孔軸部４５によりガイドされて先端部７２側が下方へ移動するように形成されている。
【００９０】
上記原動機３０のピニオンギヤ１７を逆回転させた場合には、駆動用棒状部材４３及び従動用棒状部材４４は、上記とは反対方向へ夫々動き、上記従動用棒状部材４４の先端部７２は上方へ移動する。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本件発明は、学校教育における組立式の創作玩具やロボットコンテストに向けてのロボット製作において、多用途に使用できる組立部材に適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、本発明に係る運動変換機構を示す全体斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る棒状構成部材を示す全体斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係るホルダー部を示す全体斜視図である。
【図４】図４は、本発明に係る運動変換機構を原動機を用いて駆動している状体を示す全体側面図である。
【図５】図５は、本発明に係る運動変換機構をリンク軸受けとして使用した状体を示す全体斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係る運動変換機構を荷揚げ装置として使用している状体を示す全体側面図である。
【図７】図７は、本発明に係る運動変換機構をリンク機構の連動装置として使用している状体を示す全体側面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  棒状構成部材
１１  孔部
１２  ガイド部
１３  従動部
１４  駆動部
１５  運動変換機構
１６  ラック
１７  ピニオンギヤ
１８  ホルダー部
１８ａ  ホルダー部
１８ｂ  ホルダー部
１８ｃ  ホルダー部
１８ｄ  ホルダー部
１９  保持部
２０  溝部
２０ａ  上端縁
２１  凸部
２２  歯部
２２ａ  歯部
２３  底面部
２４  側面部
２５  切断用スリット
２６  挿通溝部
２７  スリット
２８  孔部
２９  駆動軸部
３０  原動機
３３  ホルダー固定部
３４  ホルダー固定孔部
３５  基板
３６  ラック固定部
３７  フォーク部
３９  原動ギヤ
４０  基板部
４１  荷揚げ装置
４２  駆動用平歯車
４３  駆動用棒状部材
４４  従動用棒状部材
４５  長孔軸部
４６  長孔部
４８  歯部
４９  リンク機構回動軸部
５０  リンク機構
５１  孔部
５２  孔部
５３  歯部
５８  設置面
５９  側面部
６０  側面部
６１  内側面部
６２  下端縁部
６３  直下部位
６４  上端縁部
６５  内方面部
６６  上端縁部
７１  固定用軸部
７２  先端部
Ｌ１  厚さ寸法
Ｌ２  間隔寸法
Ｌ３  高さ寸法
Ｌ４  幅寸法
Ｌ５  幅寸法
Ｌ６  幅寸法
Ｌ７  幅寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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