(57)【要約】【課題】プリセッションを利用した斬新な操舵装置を備えた外部コントロール式の二輪車玩具を提供すること。【解決手段】玩具本体１０と、外部コントローラ５０と、を備える二輪車玩具であって、玩具本体１０には、後輪駆動装置２９と、操舵装置２２と、前輪１３と独立して回転可能なフライホイール１６と、フライホイール駆動装置１８と、が設けられ、操舵装置２２は、操舵の向き及び操舵量に対応付けられた向き及び移動量で動作する動作体２７４と、舵軸の偏心位置との間に掛け渡され弾性によって伸縮する伸縮部材２７５と、を有し、操舵の際に伸縮部材２７５が弾性復元力によって前輪１３に操舵の向きとは反対の向きの力を作用させるように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵軸の回動によって操舵可能な前輪を有する玩具本体と、外部から前記玩具本体の進行や前輪の向きを制御する外部コントローラと、を備える二輪車玩具であって、
前記玩具本体には、後輪を駆動する後輪駆動装置と、前記前輪を操舵する操舵装置と、前記前輪の半径方向内側に当該前輪と同軸的で且つ当該前輪と独立して回転可能に配設されたフライホイールと、前記フライホイールを駆動するフライホイール駆動装置と、が設けられ、
前記操舵装置は、操舵の向き及び操舵量に対応付けられた向き及び移動量で動作する動作体と、前記動作体と前記操舵軸の偏心位置との間に掛け渡され弾性によって伸縮する伸縮部材と、を有し、
前記伸縮部材は、プリセッションによる前記前輪の操舵を妨げない程度の弾性を有し、操舵の際に前記動作体が前輪の操舵の向きに対応付けられた向きに動作することで、弾性復元力によって前記前輪に操舵の向きとは反対の向きの力を作用させるように構成されていることを特徴とする二輪車玩具。
【請求項２】
前記動作体は前記操舵軸の延長線上に位置する軸を中心に回転する回転体であり、前記伸縮部材は、前記回転体の偏心位置と、前記回転体の偏心位置に対して前記操舵軸を挟んで対向する前記操舵軸の偏心位置との間に掛け渡されていることを特徴とする請求項１に記載の二輪車玩具。
【請求項３】
前記前輪を駆動する前輪駆動装置が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二輪車玩具。
【請求項４】
前記前輪の操舵軸の軸心の延長上に当該前輪の接地点と当該前輪の回転軸が位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の二輪車玩具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車玩具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、二輪車玩具として特許文献１に開示された技術が知られている。
この二輪車玩具は、前輪と同軸に取り付けられ回転することにより車体に起立慣性力を与えるジャイロと、後輪及び前輪に車体を前進させる方向への回転駆動力を与えるとともにジャイロに前輪と同方向への回転力を付与する動力機構と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−１４２３９６号公報
【特許文献２】特公昭４６−１２２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この二輪車玩具は、外部コントロール式のものではなく、自走式の二輪車玩具として構成されている。したがって、外部からのコントロールができないために、遊びが自ずと限定されてしまうという問題があった。
【０００５】
一方で、特許文献２には、二輪車玩具において、リモートコントロール又は自動的に、車体の重心を左右に移動させ、或いはハンドルの回転を鈍らせる等により、進行方向を変えるものが記載されている。
しかしながら、車体の重心を左右に移動させ、或いはハンドルの回転を鈍らせる等した場合には、操舵の反応性が悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、プリセッションを利用した斬新な操舵装置を備えた外部コントロール式の二輪車玩具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の手段は、
操舵軸の回動によって操舵可能な前輪を有する玩具本体と、外部から前記玩具本体の進行や前輪の向きを制御する外部コントローラと、を備える二輪車玩具であって、
前記玩具本体には、後輪を駆動する後輪駆動装置と、前記前輪を操舵する操舵装置と、前記前輪の半径方向内側に当該前輪と同軸的で且つ当該前輪と独立して回転可能に配設されたフライホイールと、前記フライホイールを駆動するフライホイール駆動装置と、が設けられ、
前記操舵装置は、往復動作可能に構成され操舵の向き及び操舵量に対応付けられた向き及び移動量で動作する動作体と、前記動作体と前記操舵軸の偏心位置との間に掛け渡され弾性によって伸縮する伸縮部材と、を有し、
前記伸縮部材は、プリセッションによる前記前輪の操舵を妨げない程度の弾性を有し、操舵の際に前記動作体が前輪の操舵の向きに対応付けられた向きに動作することで、弾性復元力によって前記前輪に操舵の向きとは反対の向きの力を作用させるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において、前記動作体は前記操舵軸の延長線上に位置する軸を中心に回転する回転体であり、前記伸縮部材は、前記回転体の偏心位置と、前記回転体の偏心位置に対して前記操舵軸を挟んで対向する前記操舵軸の偏心位置との間に掛け渡されていることを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１の手段又は第２の手段において、前記前輪を駆動する前輪駆動装置が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第４の手段は、第１の手段から第３の手段のいずれか一の手段において、前記前輪の操舵軸の軸心の延長上に当該前輪の接地点と当該前輪の回転軸が位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の手段によれば、前輪の向きを変更する際にその前輪の向きとは反対の向きに伸縮部材が前輪に一時的に力を加えるので、プリセッションにより玩具本体の傾倒や起立ひいては操舵が容易に行えることになる。
【００１２】
第２の手段によれば、操舵軸の延長線上に位置する軸を中心に回転する回転体の偏心位置と操舵軸の偏心位置との間に伸縮部材が掛け渡されているので、効率よく操舵軸を動かすことができる。
【００１３】
第３の手段によれば、２輪駆動となり、しかも、比較的重いフライホイールが前輪に設けられているため、坂道や段差のある障害物を容易に乗り越えることができる。つまり、玩具本体の走破性が向上することになる。
【００１４】
第４の手段によれば、操舵軸の軸線の延長線上に前輪の接地点と前輪の回転軸とが位置するので、操舵性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る二輪車玩具のうちの玩具本体を示した側面図である。
【図２】二輪車玩具のうちの外部コントローラの例を示した外観図である。
【図３】玩具本体のフロントフォーク及び前輪の構成を示した正面図である。
【図４】フロントフォークの左側の前輪支持部に設けられた前輪駆動装置の構成を示した側面図である。
【図５】フロントフォークの右側の前輪支持部に設けられたフライホイール駆動装置の構成を示した側面図である。
【図６】シャーシに設けられた操舵装置の構成を示した平面図である。
【図７】操舵装置の一部を示した分解斜視図である。
【図８】リアアームに設けられた後輪駆動装置の構成を示した側面図である。
【図９】外部コントローラ側の制御構成を示したブロック図である。
【図１０】玩具本体側の制御構成を示したブロック図である。
【図１１】スプリングの作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、玩具本体の一側面図である。
二輪車玩具は、玩具本体１０と、外部コントローラ５０（図２）とを備えている。このうち玩具本体１０は、大別すると、シャーシ１１と、シャーシ１１の前側に操舵部１２を介して取り付けられた前輪１３と、シャーシ１１の後ろ側にリアアーム２４を介して取り付けられた後輪２５とを備えている。
【００１７】
前輪１３は、フロントフォーク１５を介してシャーシ１１に取り付けられている。フロントフォーク１５は、ヘッド１５ａと、ヘッド１５ａから斜め前下方に延びる２つの前輪支持部１５ｂとを備える。
フロントフォーク１５は、ヘッド１５ａに立設され鉛直方向に延びる操舵軸１５ｃを中心に回動可能となるようにシャーシ１１に取り付けられている。このフロントフォーク１５の操舵軸１５ｃの軸線の延長上に前輪１３の接地点と前輪１３の回転軸１３ａとが位置している。これによって、玩具本体１０の操舵性の向上を図っている。
【００１８】
図３はフロントフォーク及び前輪の正面図である。
前輪１３の内側にはフライホイール１６が当該前輪１３と同軸的に設けられている。フライホイール１６は前輪１３とは独立に回転可能となるように構成されている。すなわち、前輪１３の回転軸１３ａは筒状の軸となっていて軸受け１３ｂを介してフロントフォーク１５の内壁に支持されている。一方、フライホイール１６の回転軸１６ａは上記回転軸１３ａに挿通され、軸受け１６ｂを介してフロントフォーク１５の外壁に支持されている。
【００１９】
フロントフォーク１５のうち前輪１３の前進方向左側に位置する前輪支持部１５ｂには、図４に示すように、前輪１３を回転駆動するための前輪駆動装置１７が設けられている。この前輪駆動装置１７は、動力源であるモータ１７０と、モータ１７０の回転軸に付設されたピニオン歯車１７１と、３個の２段歯車１７２，１７３，１７４と、前輪１３の回転軸１３ａに固定された歯車１７５とを備えている。そして、モータ１７０の動力は、ピニオン歯車１７１、２段歯車１７２，１７３，１７４及び歯車１７５で減速されつつ前輪１３に伝達される。このうち２段歯車１７４には１ウェイクラッチ（図示せず）が組み込まれている。この１ウェイクラッチは、互いに係合可能及び係合解除可能なクラッチ片を備え、モータ側のクラッチ片が前輪側のクラッチ片に対して相対的に前進方向に回転する際にはクラッチ片同士が互いに係合してモータ１７０の動力を前輪１３に伝達し、モータ側のクラッチ片が前輪側のクラッチ片に対して相対的に後進方向に回転する際にはクラッチ片同士の係合を解除してモータ１７０の動力の前輪１３への伝達を遮断する。これによって、玩具本体の走破性及び旋回性の向上を図ることができる。
【００２０】
フロントフォーク１５のうち前輪１３の前進方向右側に位置する前輪支持部１５ｃには、図５に示すように、フライホイール１６を回転駆動するためのフライホイール駆動装置１８が設けられている。このフライホイール駆動装置１８は、動力源であるモータ１８０と、モータ１８０の回転軸に付設されたピニオン歯車１８１と、フライホイール１６の回転軸１６ａに固定されたクラウン歯車１８２とを備えている。そして、モータ１８０の動力は、ピニオン歯車１８１及びクラウン歯車１８２で減速されつつフライホイール１６に伝達される。
【００２１】
フロントフォーク１５の操舵軸１５ｃはシャーシ１１の前端部に下から上に挿通され、上端部がシャーシ１１の上方に突出している。そして、図１及び図６に示すように、操舵軸１５ｃの突出部分には操舵用レバー２１が付設されている。この操舵用レバー２１の操舵軸１５ｃから突出する向きは、特に限定はされないが、前輪１３の向きと同じとなるように設定されている。つまり、前輪１３が前向きのときには操舵用レバー２１の向きも前向きとなっている。
【００２２】
図６は操舵用装置の一部を示した平面透視図であり、図７はその分解斜視図である。
シャーシ１１の前端部の上には操舵用レバー２１を動作させるための操舵装置２２が設けられている。この操舵装置２２は、動力源であるサーボモータ２２０と、サーボモータ２２０の回転動力を操舵用レバー２１に伝達する動力伝達機構２７とから構成されている。動力伝達機構２７は、サーボモータ２２０の軸に付設されたピニオン歯車２７０と、二段歯車２７１，２７２，２７３と、二段歯車２７３の小径歯車に噛合する欠歯歯車２７４と、スプリング２７５と、ロータリーエンコーダ２６８とを備える。ロータリーエンコーダ２６８は欠歯歯車を支持するボックス２６７内に収容されている。
【００２３】
スプリング２７５は、操舵用レバー２１の上面に付設されたピン（前輪ピン）２８ａと、欠歯歯車２７４の下面に付設されたピン（サーボピン）２８ｂとの間に掛け渡されている。そして、ピン２８ａとピン２８ｂとは前輪１３が左右の中立位置（前向き位置）にあるときには操舵軸１５ｃの中心を挟んで前後方向で対向している。このときには、スプリング２７５は張られた状態にある。このスプリング２７５の作用については後述する。
【００２４】
後輪２５は、リアアーム２４を介してシャーシ１１に取り付けられている。リアアーム２４のうち後輪２５の前進方向左側に位置する後輪支持部２４ａには、図８に示すように、後輪２５を回転駆動するための後輪駆動装置２９が設けられている。この後輪駆動装置２９は、動力源であるモータ２９０と、モータ２９０の回転軸に付設されたピニオン歯車２９１と、３個の２段歯車２９２，２９３，２９４と、後輪２５の回転軸２５ａに固定された歯車２９５とを備えている。そして、モータ２９０の動力は、ピニオン歯車２９１、２段歯車２９２，２９３，２９４及び歯車２９５で減速されて後輪２５に伝達される。
【００２５】
シャーシ１１の右側面には電池収容ボックス（図示せず）が設けられている。この電池収容ボックスには特に限定はされないが単４電池が４本収容可能となっている。なお、電池は充電池等であってもよい。また、シャーシ１１の後部上面には玩具本体側の制御構成の一部がボックス３１に収納されて設けられている。
【００２６】
図２は外部コントローラ５０の外観を示している。この外部コントローラ５０は電源スイッチ５１と、操舵用ホイール５２と、アクセルレバー５３とを備えている。そして、片方の手でグリップ５４を握り、アクセルレバー５３を操作し、他方の手で操舵用ホイール５２を回動操作するように構成されている。なお、外部コントローラ５０の操作部はスティック式であってもよい。
【００２７】
次に、二輪車玩具の制御構成について説明する。
外部コントローラ５０は、図９に示すように、制御装置５５と、前進を指示する前進操作部であるアクセルレバー５３と、左右への旋回を指示する旋回操作部である操舵用ホイール５２と、無線信号を生成する送信装置５６と、無線信号を増幅する増幅器５７と、無線信号を発信するアンテナ５８とを備える。この外部コントローラ５０では、特に制限はされないが、比例制御（プロポーショナル制御）が行われる。
【００２８】
この外部コントローラ５０は、アクセルレバー５３や操舵用ホイール５２が操作されると、制御装置５５が前進信号や操舵信号を送信装置５６に送信し、これらの信号を受信した送信装置５６で信号に応じた所定の無線信号を生成し、増幅器５７でこの無線信号を増幅し、アンテナ５８から玩具本体１０に向けて所定の無線信号を発信する。
【００２９】
一方、玩具本体１０には、図１０に示すように、制御装置６０と、前進信号によって駆動されるモータ１７０，２９０と、操舵信号によって駆動されるサーボモータ２２０と、受信装置６１及び増幅器６２並びにアンテナ６３とを備えている。また、玩具本体１０には、電源を投入した際に駆動されるモータ１８０を備えている。
【００３０】
そして、受信装置６１は、外部コントローラ５０から発信された無線信号をアンテナ６３を介して受信して増幅器６２にこの信号を送り、増幅器６２は信号を増幅して制御装置６０に送り、制御装置６０は増幅器６２から送信された信号に基づいて、受信信号が前進信号であった場合にはモータ１７０，２９０を正転するように制御し、受信信号が操舵信号であった場合にはサーボモータ２２０を制御する。
【００３１】
続いて、二輪車玩具の動作を説明する。
１．最初に直線走行するとき
玩具本体１０の電源を投入してフライホイール１６を駆動させたら、玩具本体１０を垂直に持つ。このとき、前輪１３が真っすぐ前をむいている状態（中立状態）を保つ。次いで、外部コントローラ５０のアクセルレバー５３をゆっくり握る。玩具本体１０が走り出したら玩具本体１０を支えている手を離し、アクセルレバー５３の握る量を調整して走行速度を保つ。
【００３２】
２．直線走行から右に旋回するとき
走行速度を保ちながら操舵用ホイール５２を右に回す。すると、玩具本体１０が右に傾いて前輪１３が右を向く。そして、玩具本体１０は右に旋回を始める。操舵用ホイール５２の角度（舵角）を必要位置で保持する。このときの旋回半径は、舵を切る量と速度によって変化する。速度が速いと、舵は切れにくく、遅いと舵は良く切れる。したがって、走行中に舵を切るときは、一旦速度を落として舵を切り、玩具本体１０が傾いて前輪１３が曲がったら速度を戻してスムースに旋回させることが好ましい。なお、直線走行から左に旋回するときには、操舵用ホイール５２を左に回す。
ここで、直線走行から右に旋回したいときの動作について、さらに詳細に説明すれば、操舵用ホイール５２を右に回転させると、欠歯歯車２７４も右に回転する。直線走行時には、前輪１３が前向きとなっており、ピン（前輪ピン）２８ａとピン（サーボピン）２８ｂとはシャーシ１１の前後にあり、スプリング２７５の付勢力によって、操舵軸１５ｃの中心を挟んだ位置で互いに引き合っている（図１１（Ａ））。そして、操舵用ホイール５２を右に回転させると、欠歯歯車（サーボ出力ギア）２７４が右に回転し、サーボピン２８ｂがシャーシ１１の中心よりも左にずれる（図１１（Ｂ））。このときスプリング２７５が縮み、前輪１３には左に向きを変える力が加わる。このとき、前輪１３はジャイロ効果によって前向き状態を維持しているが、プリセッションによって前輪１３が前向き状態を保ちながら玩具本体１０が右に傾き出す。玩具本体１０が傾き出すとさらに倒れようとするので、プリセッションによって前輪１３が右に動き始める。そして、操舵用ホイール５２を右に回転させたままの状態とすると、前輪１３が右を向き前輪ピン２８ａとサーボピン２８ｂとが操舵軸１５ｃの中心を挟んで対向する位置になり、その位置で前輪１３の角度が固定され右旋回をする（図１１（Ｃ））。以上のように、スプリング２７５は、操舵の際に弾性復元力によって前輪１３に操舵の向きとは逆向きに力を加える。他の操舵の場合も同様に、サーボピン２８ｂがスプリング２７５の作用により最初に動き、その後に、サーボピン２８ｂと前輪ピン２８ａとが操舵軸１５ｃの中心を挟んで対向する位置まで動く。
【００３３】
３．右（左）に旋回している途中で直進に変えるとき
右旋回中に走行速度を保ちながら操舵用ホイール５２を真っ直ぐに戻す。外部コントローラ５０にはセンタースプリング（図示せず）が入っているので、手を離すと操舵用ホイール５２が真っすぐに戻り、直進になる。
【００３４】
４．右に旋回している途中で左に旋回するとき
右旋回中に速度を保ちながら操舵用ホイール５２を左に回す。すると、玩具本体１０が起き上がって左に傾いていくので前輪１３が左を向いて左旋回をする。速度や舵角の調整で起き上がりや左傾きへのタイミングが変わるので右旋回から左旋回への切り返し具合を調整できる。
なお、左に旋回している途中で右に旋回するときには操舵用ホイール５２を右に回す。
【００３５】
５．右旋回（左旋回）を維持するとき
右旋回に入ったら操舵用ホイール５２の舵角を保持する。これにより玩具本体１０が右旋回を維持する。旋回半径や旋回時の速度は操舵用ホイール５２の舵角や走行速度によって変わる。舵角が一定の場合には走行速度が速いと旋回半径が大きく、遅いと旋回半径は小さくなる。また、走行速度が一定の場合は舵角大きいと旋回半径は小さく、小さいと旋回半径は大きくなる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々に変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態では、スプリング２７５を用いたが、スプリング２７５の代わりにゴム等の伸縮部材を用いてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、フライホイール１６を玩具本体１０の電源投入によって駆動させたが、外部コントローラ５０によって駆動させてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、外部コントローラ５０によって玩具本体１０の前進や操舵を制御したが、玩具本体１０を外部コントローラ５０によらずに自動運転車として構成してもよい。前進又は後進走行中にプリセッションによって操舵できるように構成されていればよい。後輪が操舵輪となっていてもよい。
【００３９】
さらに、上記実施形態では、スプリング２７５は、操舵用レバー２１の上面に付設されたピン（前輪ピン）２８ａと、欠歯歯車２７４の下面に付設されたピン（サーボピン）２８ｂとの間に掛け渡されているが、欠歯歯車２７４のピン２８ｂに代えて、ローラやプーリ等の操舵軸１５ｃを中心に回転する回転体のピンと前輪ピン２８ｂとの間に掛け渡してもよい。なお、スプリング２７５はプリセッションによる操舵を妨げない強さのものを使用することが必要である。
また、上記実施形態では、スプリング２７５の一端は欠歯歯車２７４等の操舵軸１５ｃを中心に回転する回転体に設けたピンに掛けることとしたが、操舵によって往復動作する動作部材に掛けることとしてもよい。また、欠歯歯車２７４は操舵軸１５ｃとは離れた軸を中心に回転するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０   玩具本体
１１   シャーシ
１３   前輪
１３ａ 回転軸
１５ｂ 前輪支持部
１５ｃ 操舵軸
１６   フライホイール
１７   前輪駆動装置
１８   フライホイール駆動装置
２２   操舵装置
２５   後輪
２９   後輪駆動装置
２７５    スプリング
【図１】
2018114064.tif 000003
【図２】
2018114064.tif 000004
【図３】
2018114064.tif 000005
【図４】
2018114064.tif 000006
【図５】
2018114064.tif 000007
【図６】
2018114064.tif 000008
【図７】
2018114064.tif 000009
【図８】
2018114064.tif 000010
【図９】
2018114064.tif 000011
【図１０】
2018114064.tif 000012
【図１１】
2018114064.tif 000013