(57)【要約】【課題】単純形状のパーツでありながら多種の部材として利用でき、生徒の種々の発想に対応できるとともに、強度的に優れ、模型自動車や模型ロボットの製作に好適する合成樹脂製立体フレームを提供する。【解決手段】単一の形状が立方体であり、該立方体の互いに対向する４面に互いに連通する貫通孔１４を有した複数個のブロック１２と、これらブロック１２の前記貫通孔１４を有していない残りの面に設けられ、前記ブロック１２を間隙部１７を介して直線的に一体に結合して角柱状に形成する結合部１３とからなる合成樹脂製立体フレーム１１にある。【選択図】図１
2008197162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の形状が立方体であり、該立方体の互いに対向する４面に互いに連通する貫通孔を有した複数個のブロックと、これらブロックの前記貫通孔を有していない残りの面に設けられ、前記ブロック相互を間隙部を介して直線的に一体に結合して角柱状に形成する結合部とからなる合成樹脂製立体フレーム。
【請求項２】
前記各ブロックの前記貫通孔の開口縁には非円形の座ぐり部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製立体フレーム。
【請求項３】
前記結合部は、前記ブロックより狭幅に形成され、かつ切断用の凹溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製立体フレーム。
【請求項４】
請求項１記載の合成樹脂製立体フレームと、前記合成樹脂製立体フレームのブロックに設けられた貫通孔に挿入可能な軸部を有し、軸部の端部に前記座ぐり部に係合する係合鍔部を有する合成樹脂成形品であり、前記軸部にねじが挿入される真円孔または六角シャフトが挿入される六角孔を有した複数種類の第１のジョイントパーツと、前記合成樹脂製立体フレームのブロックに設けられた貫通孔に挿入して複数個の前記合成樹脂製立体フレームを連結可能な長さの軸部を有し、軸部の中間部に前記座ぐり部に係合する係合鍔部を有する合成樹脂成形品であり、前記軸部にねじが挿入される真円孔を有した複数種類の第２のジョイントパーツとを具備したことを特徴とする合成樹脂製立体フレームキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、小学生高学年、中学生等の実習授業において使用する学校教材用の合成樹脂製立体フレーム及びキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
小学生高学年、中学生等の実習授業形態は、生徒全員が同一キットから同一の物を製作する方向から生徒一人一人の発想によってオリジナルの物を製作し、生徒個々の発想力を高める方向に移りつつある。
【０００３】
例えば、エンドレスベルト駆動式の模型自動車を製作する教材用キットにおいては、車体となるベース板、バッテリ、小型モータを備えた駆動用ギアボックス、車軸、スプロケット、テンションプーリ、ベルト、ねじ等がセットされている。従って、生徒は、車幅の間隔、車軸の間隔を自分で設定し、車軸にスプロケットを装着し、スプロケット間にエンドレスベルトを掛け渡し、エンドレスベルトの走行によって駆動するエンドレスベルト駆動式の模型自動車を製作している。
【０００４】
また、前述のような模型自動車の駆動機構として、小型モータ及びこの小型モータの回転軸と伝動する複数のギアを内蔵した駆動用ギアボックスユニットを備えた教材用ギアボックス装置も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３９２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のような教材用ギアボックス装置を用いて模型自動車や模型ロボットを製作するにしても、限られたパーツの種類であれば、製作可能な模型の種類も限られ、生徒個々の発想をそのまま物として具現化することは困難である。また、種々の発想に対応できるように多種類のパーツを用意するのにはコストが掛かり、使用しないパーツが無駄になる。また、模型自動車や模型ロボットを製作しても、パーツが強度的に不十分であると、せっかく製作した物が破損してしまうという問題がある。
【０００６】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、単純形状のパーツでありながら多種の部材として利用でき、生徒の種々の発想に対応できるとともに、強度的に優れ、模型自動車や模型ロボットの製作に好適する合成樹脂製立体フレーム及びキットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、単一の形状が立方体であり、該立方体の互いに対向する４面に互いに連通する貫通孔を有した複数個のブロックと、これらブロックの前記貫通孔を有していない残りの面に設けられ、前記ブロック相互を間隙部を介して直線的に一体に結合して角柱状に形成する結合部とからなる合成樹脂製立体フレームにある。
【０００８】
請求項２は、請求項１の前記各ブロックの前記貫通孔の開口縁には非円形の座ぐり部が設けられていることを特徴とする。請求項３は、請求項１の前記結合部は、前記ブロックより狭幅に形成され、かつ切断用の凹溝が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４は、請求項１記載の合成樹脂製立体フレームと、前記合成樹脂製立体フレームのブロックに設けられた貫通孔に挿入可能な軸部を有し、軸部の端部に前記座ぐり部に係合する係合鍔部を有する合成樹脂成形品であり、前記軸部にねじが挿入される真円孔または六角シャフトが挿入される六角孔を有した複数種類の第１のジョイントパーツと、前記合成樹脂製立体フレームのブロックに設けられた貫通孔に挿入して複数個の前記合成樹脂製立体フレームを連結可能な長さの軸部を有し、軸部の中間部に前記座ぐり部に係合する係合鍔部を有する合成樹脂成形品であり、前記軸部にねじが挿入される真円孔を有した複数種類の第２のジョイントパーツとを具備したことを特徴とする合成樹脂製立体フレームキットにある。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、単一形状が立方体のブロックを直線的に一体に結合して角柱状に形成した合成樹脂製立体フレームであるため、いずれの方向にも曲げ剛性が高く、強度的に優れた模型自動車や模型ロボット等を製作できる。しかも、各ブロックに貫通孔が設けられているため、ジョイントパーツによって任意の位置で連結でき、単純形状でありながら、多種の部材として利用でき、生徒の種々の発想に対応できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は合成樹脂製立体フレームを示し、（ａ）は貫通孔に第１のジョイントパーツを装着した状態の斜視図、（ｂ）は第１のジョイントパーツにねじを挿入した状態の斜視図、図２も合成樹脂製立体フレームを示し、（ａ）は貫通孔に第１のジョイントパーツを装着した状態の斜視図、（ｂ）は第１のジョイントパーツに六角シャフトを挿入した状態の斜視図である。合成樹脂製立体フレーム１１は、例えばＡＢＳ等の合成樹脂材料によって一体成形された成形品であり、同一形状の多数のブロック１２とこれらブロック１２を結合する結合部１３とから構成されている。
【００１３】
ブロック１２は、単一の形状が立方体であり、この立方体の互いに対向する４面（上下面・前後面）には互いに連通する真円の貫通孔１４が設けられている。これら貫通孔１４の開口縁には平行するフラット面１５を有する非円形の座ぐり部１６が設けられている。さらに、ブロック１２の貫通孔１４を有していない残りの面（左右面）にはブロック１２相互を間隙部１７を介して直線的に一体に結合する前記結合部１３が設けられ、多数のブロック１２によって角柱棒状に形成されている。結合部１３はブロック１２の幅の約１／３程度の狭幅に形成され、この結合部１３の幅方向の中間部にはＶ字状の凹溝１８が形成されている。従って、凹溝１８にカッター等で切込みを入れることによって結合部１３を切断でき、合成樹脂製立体フレーム１１を好みの長さに切断できる。
【００１４】
なお、１本の合成樹脂製立体フレーム１１の長さは、例えば、２０ｃｍ、ブロック１２の一辺の長さは、８ｍｍ、貫通孔１４の内径は、５ｍｍφ、間隙部１７は２ｍｍであり、貫通孔１４は１０ｍｍピッチであるが、これらの数値は限定されるものではない。
【００１５】
図３は例えばＡＢＳ等の合成樹脂材料によって一体成形された成形品からなるパーツを示し、（ａ）（ｂ）は第１のジョイントパーツとしての短軸パーツを示し、（ｃ）（ｄ）は第２のジョイントパーツとしての長軸パーツを示す。（ａ）（ｂ）の短軸パーツ２０はブロック１２に設けられた貫通孔１４に挿入可能な軸部２１を有し、この軸部２１の一端部には座ぐり部１６に嵌合した状態で回転不能に係合するように座ぐり部１６と相似形の係合鍔部２２が一体に形成されている。さらに、（ａ）に示す短軸パーツ２０の軸部２１には軸方向に貫通する真円孔２３が設けられ、（ｂ）に示す短軸パーツ２０の軸部２１には軸方向に貫通する六角孔２４が設けられている。
【００１６】
図３（ｃ）に示す長軸パーツ２７の軸部２８の長手方向の中間部にはフラット部を有する係合鍔部２９が一体に形成され、両端部にはフランジ部３０が設けられている。さらに、軸部２８の軸方向には真円孔３１が設けられているとともに、すり割り３２が設けられている。図３（ｄ）に示す長軸パーツ２７の軸部２８の長手方向の中間部より一端側に偏った位置にフラット部を有する係合鍔部２９が一体に形成され、両端部にはフランジ部３０が設けられている。さらに、軸部２８の軸方向には真円孔３１が設けられているとともに、すり割り３２が設けられている。
【００１７】
図１（ａ）は合成樹脂製立体フレーム１１の端部におけるブロック１２の貫通孔１４に、図３（ａ）に示す短軸パーツ２０を挿入した状態を示し、係合鍔部２２は座ぐり部１６に係合して回り止めされている。従って、図１（ｂ）に示すように真円孔２３に３ｍｍφのねじ２５を挿入し、合成樹脂製立体フレーム１１を他の部材にねじ２５で固定することができる。
【００１８】
図２（ａ）は合成樹脂製立体フレーム１１の端部におけるブロック１２の貫通孔１４に、図３（ｂ）に示す短軸パーツ２０を挿入した状態を示し、係合鍔部２２は座ぐり部１６に係合して回り止めされている。従って、図２（ｂ）に示すように六角孔２４に六角シャフト２６を挿入し、この六角シャフト２６に他の部材（部品）を固定することができる。なお、六角孔２４に前記ねじ２５をタッピング方式で固定することもできる。
【００１９】
図４は２本の合成樹脂製立体フレーム１１，１１を図３（ｃ）に示す長軸パーツ２７によって回動自在に連結する状態を示し、一方の合成樹脂製立体フレーム１１の中間部におけるブロック１２の貫通孔１４には、図３（ｃ）に示す長軸パーツ２７の軸部２８の一端部が挿入され、係合鍔部２９は座ぐり部１６に嵌合されている。長軸パーツ２７の軸部２８の他端部は他方の合成樹脂製立体フレーム１１の中間部におけるブロック１２の貫通孔１４に挿入され、合成樹脂製立体フレーム１１は軸部２８を軸心として回動自在に連結される。この場合、長軸パーツ２７の軸部２８の端部にはすり割り３２が設けられているため、軸部２８を縮径させて貫通孔１４に挿入でき、挿入後は軸部２８の復元によりフランジ部３０が貫通孔１４の開口縁と係合して抜けを防止できる。また、真円孔３１にねじ２５を挿入することができる。
【００２０】
図５は射出成形金型において、射出成形された短軸パーツ２０及び長軸パーツ２７を含む各種成形品の配置構造を示す平面図であり、３３はランナー部であり、３４は射出成形金型の樹脂注入口に対応するゲート痕である。ランナー部３３はゲート痕３４から左右に分かれ、右側にはゲート部３５を介して２個のスライダーレール３６が設けられている。ランナー部３３の左側における一側部にはゲート部３７を介して４個の長軸パーツ２７が設けられ、他側部にはゲート部３８を介して２個のスライダーガイド３９が設けられている。
【００２１】
ランナー部３３の左側のさらに先端側は分岐部４０ａを介して２つに分岐され、一方のランナー部３３にはゲート部４１を介して２個のラック部材（大）４２が設けられている。他方のランナー部３３の先端側はさらに分岐部４０ｂを介して２つに分岐され、一側部にはランナー枠４４の内部にゲート部４４ａを介して８個の短軸パーツ２０が設けられている。他側部にはゲート部４６，４７を介して１個のスプロケット４８ａと２個のラック部材（小）４９が設けられている。
【００２２】
スライダーレール３６は、図６に示すように、長方形状のレール本体３６ａの上面には左右に凹溝３６ｂを有する突条部３６ｃが設けられている。レール本体３６ａの下面には一対の突起３６ｄが設けられ、これら突起３６ｄは合成樹脂製立体フレーム１１の貫通孔１４に嵌合可能である。ラック部材（大）４２は、図７に示すように、長方形状のラック本体４２ａの上面には全長に亘って山状突起からなるラック４２ｂが設けられている。ラック本体４２ａの下面には４個の突起４２ｃが設けられ、これら突起４２ｃは合成樹脂製立体フレーム１１の貫通孔１４に嵌合可能である。
【００２３】
図８は前述した合成樹脂製立体フレームキットを用いて製作したフォークリフト模型を示し、４３は合成樹脂材料からなる矩形状のプレートであり、このプレート４３にはＸＹ方向に等間隔に多数の透孔４３ａが穿設されている。プレート４３の上面で、左右両サイドにはギアボックス（一方のみ図示）４５が設けられている。ギアボックス４５は、特開２００２−２３９２６１号公報に記載された教材用ギアボックス装置と同一構造のものを使用可能である。教材用ギアボックス装置は、小型モータとこの小型モータと連動するギアボックスからなり、ビス等によってプレート４３の透孔４３ａにねじ込み固定されている。プレート４３にはエンドレスベルト４６を備えた駆動輪４７が設けられ、駆動輪４７はギアボックス４５によって駆動される。
【００２４】
プレート４３の上面における左右両サイドには合成樹脂製立体フレーム１１が垂直に立設されている。合成樹脂製立体フレーム１１の前面には上下方向に複数のラック部材（大）４２が連設されている。さらに、２本の合成樹脂製立体フレーム１１相互間には前述のギアボックス４５を組み合わせたギアボックスユニット４８が設けられている。ギアボックスユニット４８の両側面には駆動軸４９ａ，４９ｂが突出して設けられ、駆動軸４９ａ，４９ｂにはピニオン５０ａ，５０ｂが設けられている。
【００２５】
一方のピニオン５０ａはラック部材（大）４２に噛合され、ラックピニオン機構によってギアボックスユニット４８が昇降するようになっている。ギアボックスユニット４８の左右両サイドには合成樹脂製立体フレーム１１によってガイド部材５１が水平状態に支持され、このガイド部材５１の上面には合成樹脂製立体フレーム１１によって前後方向にスライド自在なフォーク部材５２が設けられている。フォーク部材５２にはラック部材（大）４２が固定され、このラック部材（大）４２には前記他方のピニオン５０ｂが噛合され、ラックピニオン機構によってフォーク部材５２が前後動するようになっている。従って、ギアボックスユニット４８の駆動によってフォーク部材５２が昇降及び前後する。
【００２６】
なお、合成樹脂製立体フレームキットを用いて製作したフォークリフト模型について説明したが、合成樹脂製立体フレームキットを用いて産業機械模型、ロボット等も製作でき、生徒一人一人の発想によってオリジナルの物を製作し、生徒個々の発想力を高めることができる。
【００２７】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る合成樹脂製立体フレームを示し、（ａ）は貫通孔に第１のジョイントパーツを装着した状態の斜視図、（ｂ）は第１のジョイントパーツにねじを挿入した状態の斜視図。
【図２】同実施形態の合成樹脂製立体フレームを示し、（ａ）は貫通孔に第１のジョイントパーツを装着した状態の斜視図、（ｂ）は第１のジョイントパーツに六角シャフトを挿入した状態の斜視図。
【図３】同実施形態を示し、（ａ）（ｂ）は第１のジョイントパーツとしての短軸パーツを示し、（ｃ）（ｄ）は第２のジョイントパーツとしての長軸パーツを示す斜視図。
【図４】同実施形態を示し、合成樹脂製立体フレーム相互を連結する状態の斜視図。
【図５】同実施形態を示し、射出成形された短軸パーツ及び長軸パーツを含む各種成形品の配置構造を示す平面図。
【図６】同実施形態を示し、スライダーレールの正面図、側面図及び下面図。
【図７】同実施形態を示し、ラック部材の正面図、側面図及び下面図。
【図８】同実施形態を示し、合成樹脂製立体フレームキットを用いて製作したフォークリフト模型の斜視図。
【符号の説明】
【００２９】
１１…合成樹脂製立体フレーム、１２…ブロック、１３…結合部、１４…貫通孔、１６…座ぐり部、１７…間隙部、２０…短軸パーツ、２５…ねじ、２６…六角シャフト、２７…長軸パーツ
【図１】
2008197162.tif 000003
【図２】
2008197162.tif 000004
【図３】
2008197162.tif 000005
【図４】
2008197162.tif 000006
【図５】
2008197162.tif 000007
【図６】
2008197162.tif 000008
【図７】
2008197162.tif 000009
【図８】
2008197162.tif 000010