(57)【要約】【課題】  走行車両等の移動体が傾斜面を走行する際に、空転ないし滑落することなく、安定して確実に走行することを可能にした傾斜面と移動体車両との組合せを提供する。【解決手段】  傾斜面５を走行する移動体車両１における傾斜面５と移動体車両１との組合せにおいて、傾斜面５に植毛摩擦材４を敷設するとともに移動体車両１の車輪２周面に植毛摩擦材４を装着したことにより、傾斜面５と移動体車両１の車輪２周面における植毛摩擦材４、４同士が高い摩擦力にて接触して絡むと同時に、容易に分離することもできるので、粘着性タイヤや磁石の吸引力を利用したもののように経年劣化がなく耐久性に優れるのはもとより、傾斜面５からの離脱のためにエネルギーを費やすことがなく、移動体車両１が大きな傾斜路であっても高い摩擦力にて、安全かつ軽快に登坂あるいは降坂することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜面を走行する移動体車両における傾斜面と移動体車両との組合せにおいて、傾斜面に植毛摩擦材を敷設するとともに移動体車両の車輪周面に植毛摩擦材を装着したことを特徴とする傾斜面と移動体車両との組合せ。
【請求項２】
前記植毛摩擦材が接着剤を介した静電植毛により植毛されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜面と移動体車両との組合せ。
【請求項３】
前記移動体車両が路面上を走行する玩具車両であることを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜面と移動体車両との組合せ。
【請求項４】
前記移動体車両がレール上を走行する鉄道玩具車両であることを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜面と移動体車両との組合せ。
【請求項５】
傾斜面を走行する移動体車両における傾斜面と移動体車両との組合せにおいて、移動する無端ベルト状の傾斜面に植毛摩擦材を敷設するとともに該植毛摩擦材に摩擦係合する植毛摩擦材を移動体車両の車体に装着したことを特徴とする傾斜面と移動体車両との組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜面を走行する移動体車両における傾斜面と移動体車両との組合せに関する。
【背景技術】
【０００２】
傾斜面を走行する移動体車両においては、スリップ空転や滑落を防止して円滑に走行ができるようにするために様々な工夫がなされている。例えば、垂直に近い磁性体壁面を一対の前輪間および一対の後輪間にそれぞれ揺動自在に配設された磁石の吸引により、稜線等の走行面を落下することなく越えることを可能にした走行玩具を開示する下記特許文献１や、粘着性タイヤを駆動軸に着脱自在に装着して、駆動用ギヤ比の切換えとともに、登坂および登壁機能を付与した登壁機能を有する走行玩具を開示する下記特許文献２が提案されている。また、傾斜面を走行する移動体車両ではないが、図８に示すように、ローラと無端ベルト間の接触面に電気植毛によるアラミド繊維等の短繊維を植毛し、ローラと無端ベルト間のスリップがなく、高負荷の物品搬送に耐え、かつ騒音のない伝動装置を開示した下記特許文献３も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８７４２６号公報（公報要約書参照）
【特許文献２】実開平５−３９５９５号公報（公報要約書参照）
【特許文献３】特開２０００−２８９８２８合公報（公報要約書参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来例にあって、前記特許文献１に開示された第１従来例である走行玩具では、一対の車輪間に配設される磁石の磁力が経年変化により低下したり、磁性体が付着して機能が劣化するのが避けられなかった。また磁石が高価な上に、壁の稜線の乗越えに適合させるために磁石の揺動機構が必要となる等構造が複雑となった。また、前記特許文献２に開示された第２従来例である登壁機能を有する走行玩具でも、駆動軸に着脱自在に装着される粘着性タイヤの粘着力が、同様に経年変化により低下するのが避けられず、登壁機能が劣化する虞れがあった。さらに、図８に示した前記特許文献３に開示された第３従来例のものでは、駆動ローラ１０１と無端ベルト１０２間の接触面に電気植毛によるアラミド繊維等の短繊維１０６、１０８を植毛したので、駆動ローラ１０１と無端ベルト１０２間のスリップがなく、高負荷に耐え、かつ騒音のない伝動が可能となったものの、その効力が発揮されるのは、駆動ローラと無端ベルト間の接触面に限定されるものであった。
【０００５】
そこで本発明は、従来の走行玩具はもとより走行車両等の移動体が傾斜面を走行する際に、空転ないし滑落することなく、安定して確実に走行することを可能にした傾斜面と移動体車両との組合せを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため本発明は、傾斜面を走行する移動体車両における傾斜面と移動体車両との組合せにおいて、傾斜面に植毛摩擦材を敷設するとともに移動体車両の車輪周面に植毛摩擦材を装着したことを特徴とする。また本発明は、前記植毛摩擦材が接着剤を介した静電植毛により植毛されて形成されたことを特徴とする。また本発明は、前記移動体車両が路面上を走行する玩具車両であることを特徴とする。また本発明は、前記移動体車両がレール上を走行する鉄道玩具車両であることを特徴とする。また本発明は、傾斜面を走行する移動体車両における傾斜面と移動体車両との組合せにおいて、移動する無端ベルト状の傾斜面に植毛摩擦材を敷設するとともに該植毛摩擦材に摩擦係合する植毛摩擦材を移動体車両の車体に装着したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、傾斜面を走行する移動体車両における傾斜面と移動体車両との組合せにおいて、傾斜面に植毛摩擦材を敷設するとともに移動体車両の車輪周面に植毛摩擦材を装着したことにより、傾斜面と移動体車両の車輪周面における植毛摩擦材同士が高い摩擦力にて接触して絡むと同時に、容易に分離することもできるので、粘着性タイヤや磁石の吸引力を利用したもののように経年劣化がなく耐久性に優れるのはもとより、傾斜面からの離脱のためにエネルギーを費やすことがなく、移動体車両が大きな傾斜路であっても高い摩擦力にて、安全かつ軽快に登坂あるいは降坂することが可能となる。
【０００８】
また、前記植毛摩擦材が接着剤を介した静電植毛により植毛されて形成された場合は、多数の短繊維を簡便な方法にて密生起立させて傾斜面に植毛させることができるので、製造が容易となる。さらに、前記移動体車両が路面上を走行する玩具車両である場合は、ミニカー等の玩具を移動体車両とし、傾斜した走行路として狭い範囲の中に起伏に富んだ傾斜や曲走路を組み合わせた走行コースを形成させる等すれば、高勾配の傾斜走行路や旋回コースをはみ出しやスリップすることなく軽快に疾走させることができるので、児童等の興味をそそることができる。
【０００９】
さらにまた、前記移動体車両がレール上を走行する鉄道玩具車両である場合は、ミニカーのように自在な走行は制限されるものの、レールによって規制された範囲内にては、走行レールとして狭い範囲の中に起伏に富んだ傾斜や曲線レール走路を組み合わせた走行レール群を形成させる等すれば、高勾配の傾斜走行レール路や曲線レール走路をスリップすることも、さらにレールにより規制されてはみ出しが抑制され、脱線することもなく軽快に走行させることができ、鉄道模型として児童等の興味をそそることができる。
【００１０】
また、傾斜面を走行する移動体車両における傾斜面と移動体車両との組合せにおいて、移動する無端ベルト状の傾斜面に植毛摩擦材を敷設するとともに該植毛摩擦材に摩擦係合する植毛摩擦材を移動体車両の車体に装着したことにより、高い勾配の傾斜路における移動対車両の搬送に供することができる他、慣性を利用して昇降走行するジェットコースター型移動車両のコース初期における高位置への搬送等にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】同、図１におけるＡ部の要部拡大断面図である。
【図３】植毛摩擦材同士の気中および水中における動摩擦係数および静摩擦係数を表す関係図である。
【図４】同、第１実施例の傾斜面と移動体車両との横断面図および斜視図である。
【図５】本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第２実施例を示す横断面図である。
【図６】本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第３実施例を示す横断面図および移動体車両の底面図である。
【図７】本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第４実施例を示す横断面図および縦断面図である。
【図８】第３従来例である伝動装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の傾斜面と移動体車両との組合せを実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。本発明の傾斜面と移動体車両との組合せは、図１に示すように、傾斜面５を走行する移動体車両１における傾斜面と移動体車両との組合せにおいて、傾斜面５に植毛摩擦材４を敷設するとともに移動体車両１の車輪２周面に植毛摩擦材４を装着したことを特徴とするものである。
【実施例１】
【００１３】
図１〜図４は本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第１実施例を示すもので、図１において、水平面に対して高勾配（図示の例では３０°〜４５°）の走行路を形成する傾斜面５に対して移動体車両１が走行する場合に、傾斜面５と移動体車両１との組合せとして、傾斜面５の表面に植毛摩擦材４を敷設し、移動体車両１における車輪２（少なくとも駆動車輪）の周面に植毛摩擦材４を装着するものである。このように構成することにより、車輪２の周面と傾斜面５との間が植毛摩擦材４同士を介して高い摩擦力で接触して絡むと同時に、容易に分離することもできるので、高勾配に起因して重力Ｗにより玩具車両１に傾斜面５に沿って下方へ発生する大きな力Ｆ１によっても、玩具車両１における車輪２の周面と傾斜面５の表面との間に発生する大きな摩擦力Ｆにより、玩具車両が１斜面５に沿って滑り落ちることがない。しかも、粘着性タイヤや磁石の吸引力を利用した従来のもののように経年劣化がなく耐久性に優れるのはもとより、車輪２の駆動回転時に傾斜面からの離脱のために大きなエネルギーを費やすこともなく円滑に回転できるので、移動体車両である玩具車両１が高勾配の傾斜路であっても高い摩擦力にて、安全かつ軽快に登坂走行あるいは降坂走行することが可能となる。
【００１４】
図２は図１におけるＡ部の要部拡大断面図である。図２でよく理解されるように、パネル等で構成される傾斜面である走行路５の表面および移動車両の車輪（タイヤ）２の周面に、接着剤３を介して無数の植毛摩擦材４を構成する短繊維（アラミド、ポリエステル、ポリアミド等の合成繊維、ケブラー（登録商標）等の炭素繊維、綿等の植物繊維からなる短繊維から構成される）が起立植毛されている。本発明では、植毛摩擦材４における短繊維のパネルへの植毛は高圧静電界の静電吸引力を利用してなされる。走行路であるパネル５および車輪２の周面を接着剤塗布基材として、これらに直に短繊維を静電吸引させて起立植毛させてもよいし、別途用意したシート状基材を接着剤塗布基材として短繊維を静電吸引させて起立植毛し、これを植毛摩擦材４として利用形状に合わせて切り取り、小さな車両等であれば、両面粘着テープ等を介して走行路であるパネル５の表面および移動車両体１における車輪２の周面に貼着するようにしてもよい。
【００１５】
このような植毛摩擦材４同士の摩擦に関して、互いの表面に起立植毛された短繊維が図２のように互いに絡み合って所定の摩擦力が発生することになる。図３は高圧静電界により植毛された植毛摩擦材同士の動摩擦係数および静摩擦係数を表す関係図で、四角点線が水中における動摩擦係数および静摩擦係数、斜め四角点線が気中における動摩擦係数および静摩擦係数を表しており、水中摩擦係数についてはやや小さいものの、いずれも場合も１．５以上の高い静摩擦係数および動摩擦係数が得られることが理解される。そして、本願発明にて用いられる植毛摩擦材同士の摩擦については、マジックテープ（登録商標）のようなループ状起毛材同士の摩擦係合とは異なり、高い摩擦力が得られるものありながら、それらの植毛摩擦材同士の離脱が比較的容易であるので、走行路である傾斜面５上における移動車両の車輪２の転動が円滑になされるという、相反する特性が実現できることとなった。
【００１６】
図４は傾斜面である走行路５をパネルで構成し、移動体車両１としてミニカー等の玩具車両に適用した例である。図４（Ａ）に示すように、ミニカー等の玩具車両１の車輪（少なくとも駆動車輪）２の外周に植毛摩擦材４を静電植毛により植毛するか、静電植毛した植毛摩擦材４を装着したシート状のタイヤ部材を車輪の周面に外嵌させる等して構成するとともに、図４（Ｂ）に示すように、走行路となる傾斜面５のパネル表面に直に植毛摩擦材４を静電植毛により植毛するか、シート状基材の表面に静電植毛した植毛摩擦材４をパネル全面に貼着敷設したものを組み合わせる。このように構成したことにより、ミニカー等の玩具車両１を移動体車両とし、傾斜した走行路として狭い範囲の中に起伏に富んだ傾斜や曲走路を組み合わせた走行コースを箱庭のように構成して形成させる等すれば、高勾配の傾斜走行路や旋回コースをはみ出しやスリップすることなく駆動させて軽快に疾走させることや、操舵輪を操舵することで図４（Ｂ）に示した破線のように傾斜面５のパネル表面を曲がりながら走行できるので、児童等の興味をそそることができる。
【実施例２】
【００１７】
図５は本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第２実施例を示す横断面図である。本実施例では、移動体車両１がレール上を走行する鉄道玩具車両に適用された例である。電車や機関車、モノレール、地上ケーブルカー（空中ケーブルカーであっても適用可能である）等、軌道（レール）により、走行経路が規制される鉄道玩具から構成される玩具車両１の駆動軸の両端部に植毛摩擦材４を周面に施した一対の車輪（タイヤ）２、２を装着し、傾斜走行路５には、これらタイヤ２、２をそれぞれ受け入れる規制されたレール部（一対の起立壁部間に形成）を構成し、該レール部の底部表面に植毛摩擦材４を敷設したものである。このように構成したことにより、前記第１実施例のミニカーのように自在な走行は制限されるものの、レールによって規制された範囲内にて、走行レールとして狭い範囲の中に起伏に富んだ傾斜や曲線レール走路を組み合わせた走行レール群を形成させる等すれば、高勾配の傾斜走行レール路や曲線レール走路をスリップすることも、さらにレールによりはみ出しが抑制されて脱線することもなく軽快に走行させることができ、鉄道模型として児童等の興味をそそることができる。
【実施例３】
【００１８】
図６は本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第３実施例を示す横断面図および移動体車両の底面図である。本実施例のものは、移動体車両として鉄道玩具車両に適用された例ではあるが、前記第２実施例のもののように、全ての駆動車輪の周面に植毛摩擦材４が装着されてはおらず、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、両側の前輪２Ｆ、２Ｆおよび駆動軸６に装着される両側の後輪２Ｄ、２Ｄの４つの車輪は、両側のレール部材により規制されて脱線することなく走行することができる。そして、後輪の駆動輪２Ｄ、２Ｄの間に設けられた駆動輪には植毛摩擦材４を装着したタイヤ２が配設される。この真ん中の植毛摩擦材付タイヤ２が、専ら、傾斜走行路５との摩擦駆動を担う。これにより、走行時における転向時の遠心力による車両１の旋回時径方向の力は、主としてレール部により規制される両側の前後輪により受け、傾斜走行方向のスリップ防止効果は真ん中の植毛摩擦材付タイヤ２が担うことで、傾斜面５および車両の車輪周面において敷設ないし装着される植毛摩擦材４は必要最小限の面積の部位に施せば済み、コストが低減される。
【実施例４】
【００１９】
図７は本発明の傾斜面と移動体車両との組合せの第４実施例を示す横断面図および縦断面図である。本実施例のものは、移動する無端ベルト状の植毛摩擦材ベルト７の傾斜面に植毛摩擦材４を敷設するとともに該植毛摩擦材４に摩擦係合する植毛摩擦材４を移動体車両１の車体（図示の例では車体底面。ベルト７との関連構成によっては車体側面等であってもよい）に装着したことにより、高い勾配の傾斜路５における移動対車両１の搬送に供することができる他、慣性を利用して昇降走行するジェットコースター型移動車両のコース初期における高位置への搬送等にも応用できる。図７（Ａ）に示すように、傾斜路５と平行なガイド等により両側が規制されたレール部１０、１０に移動車両である玩具車両１の車輪が載置されて転動可能にセットされ、傾斜路５に沿って前記レール部１０、１０間で玩具車両１の下方に無端ベルト状の植毛摩擦材ベルト７が配設される。図７（Ｂ）に示すように、植毛摩擦材ベルト７は植毛摩擦材ベルト駆動ローラ８、８間に張設され、モータ等の駆動部９（図７（Ａ））により駆動されて搬送される。植毛摩擦材ベルト７の傾斜面（表面）に植毛された植毛摩擦材４と玩具車両１の車体底面に装着された植毛摩擦材４との摩擦係合により、玩具車両１は植毛摩擦材ベルト７により確実に保持され、その車輪２は高勾配の傾斜走行路５におけるレール部１０の上を転動して搬送されることになる。
【００２０】
かくして本発明によれば、傾斜面と移動体車両の車輪周面における植毛摩擦材同士が高い摩擦力にて接触して絡むと同時に、容易に分離することもできるので、粘着性タイヤや磁石の吸引力を利用したもののように経年劣化がなく耐久性に優れるのはもとより、傾斜面からの離脱のためにエネルギーを費やすことがなく、移動体車両が大きな傾斜路であっても、空転ないし滑落することなく、曲走路にても高い摩擦力にて遠心力に打ち勝って安定して安全かつ軽快に登坂あるいは降坂することが可能となる。
【００２１】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、傾斜面の形状（傾斜角度が一定な平坦傾斜面はもとより、傾斜角度の異なる路面を組み合わせ連結した連続傾斜面、これに曲走路を組み合わせた傾斜面等）、形式、移動対車両の形状、形式（実用の車両と傾斜路面との間に適用が可能な他、ミニカー等の自動車玩具、電車機関車等の軌道型鉄道車両玩具、モノレール（跨座式駆動形態のレール部とモノレール車両の内部の車輪との間に植毛摩擦材を設置）、地上ケーブルカー（牽引はケーブルによるも、ケーブルカーの車輪周面と傾斜レールとの間に植毛摩擦材を設置）、空中ケーブルカー（ケーブルに相当する帯状体とケーブルカーを吊り下げ駆動する滑車周面との間に植毛摩擦材を設置）等の玩具にも適用可能である）、植毛摩擦材の形状（短繊維の静電植毛による場合は通常、直立起毛が得られるが、電界を掛ける方向によって傾斜起毛を得て、車輪周面と傾斜面における傾斜起毛の方向を異ならせて、玩具車両の降坂にはわざと滑らせるような形態とすることも可能である）、形式、植毛方法（好適には無数の短繊維を簡便に起立植毛できる静電植毛が採用されるが、その他の植毛方法を採用するのを妨げない）、接着材の種類、植毛摩擦材の材質（アラミド、ポリエステル、ポリアミド等の合成繊維、ケブラー（登録商標）等の炭素繊維、綿等の植物繊維からなる短繊維等から構成される）、植毛摩擦材の車輪周面および傾斜面表面への設置方法（車輪周面および傾斜表面に直に接着剤を介して静電植毛を行ってもよいし、短繊維を静電吸引させて起立植毛させたシート状基材を利用形状に合わせて切り取り、両面粘着テープ等を介して傾斜面の表面および移動車両体における車輪の周面に貼着してもよい。）等については適宜選定できる。また、実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、実用の移動体車両と傾斜路面との間に適用が可能な他、ミニカー等の自動車玩具、電車機関車等の軌道型鉄道車両玩具、モノレール、地上ケーブルカー、空中ケーブルカー等の玩具の傾斜面との間にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１      移動体車両（玩具車両等）
２      車輪（タイヤ）
２Ｆ    前輪
２Ｄ    駆動輪
３      接着剤
４      植毛摩擦材
５      傾斜面（走行路）
６      駆動軸
７      植毛摩擦材ベルト
８      植毛摩擦材ベルト駆動ローラ
９      植毛摩擦材ベルト駆動部
１０      レール部
【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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【図８】
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