(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に回転面を有して高速回転するフライホイールを内蔵する本体と、この本体の下部に設けられ走行車輪を有する走行部とを備える自立走行玩具において、本体と走行部との間にヒンジ機構を設けてあることを特徴とする自立走行玩具。
【請求項２】
水平方向に回転面を有して高速回転するフライホイールを内蔵する本体と、この本体の下部に設けられ走行車輪を有する走行部とを備え、無線操縦によって制御される自立走行玩具において、本体と走行部との間にヒンジ機構を設けてあることを特徴とする自立走行玩具。
【請求項３】
水平方向に回転面を有して高速回転するフライホイールを内蔵する本体と、この本体の下部に設けられ走行車輪を有する走行部と、電源用バッテリーおよび電源スイッチとを備える自立走行玩具において、本体と走行部との間にヒンジ機構を設けてあることを特徴とする自立走行玩具。
【請求項４】
走行車輪は球形であり、２輪で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自立走行玩具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自立走行玩具に関し、特に、無線操縦により自立して走行することができる玩具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の走行玩具として、例えば、４輪を有する自動車がある。この種の４輪を有する自動車は、前進、後退、左折、右折等の操作の他に、車体をジャンプさせたり、車体を転倒、復帰させたりする操作を行えるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の走行玩具においては、前記した通常の操作の他の操作を行うことができず、長期間使用しているうちに飽きがきて、この種の玩具を使用しなくなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、自立させて走行させることができ、前記した通常の操作の他に、傾いた時にバランスを立て直したり、転倒した時に自立させたりするような特殊な操作を行うことができ、玩具の挙動に意外性があり、長期間使用しても飽きのこない、自立走行玩具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る自立走行玩具は、水平方向に回転面を有して高速回転するフライホイールを内蔵する本体と、この本体の下部に設けられ走行車輪を有する走行部とを備える自立走行玩具において、本体と走行部との間にヒンジ機構を設けてあり、無線操縦によって制御されることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る走行玩具において、その走行車輪は球形で２輪で構成される。
【０００７】
前記のように構成された自立走行玩具によれば、自立した状態で前進、後退、右折、左折等の操作を行える他に、玩具が傾いたときにバランスを立て直したり、倒れたときに自立させたりという特殊な操作をさせることができ、玩具に意外性のある挙動をさせることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の自立走行玩具の一実施形態の一部破断正面図であり、図２は、図１の一部を省略した右側面図である。図１、２において、本体１０は、合成樹脂等により形成され、円形状のベース板１２の上部に半球形状の上ケース１４が結合されている。上ケース１４は、この実施形態では透明の合成樹脂より形成され、内部の構造が見えるような構成である。ベース板１２上には、４つの電池１５を収納する電池ケース１６が固定されている。
【０００９】
本体１０のベース板１２の中心部には、電池ケース１６の上部にフライホイール１８用のモータ２０が固定されている。モータ２０の回転軸は、玩具が自立状態の時に鉛直方向に沿うように設定されている。モータ２０の回転軸には、金属製のフライホイール１８が圧入、ねじ止め等により固着されている。フライホイール１８は本体１０内に内蔵され、モータ２０により水平方向に回転面を有し、上方より見て反時計方向に高速回転されるものである。
【００１０】
本体１０内には後述する受信機、モータドライブ回路等の駆動制御回路２２がモータ２０の外周に、円環状にバランス良く内蔵されている。このため、玩具は自立状態のとき安定した状態を持続できる。本体１０の頂部にはアンテナ２４が突設されており、アンテナ２４からのリード線２５が駆動制御回路２２の受信機に接続されている。
【００１１】
本体１０の下部中央には、ヒンジ機構２６を介して走行部２８が揺動自在に連結されている。ヒンジ機構２６は、本体１０のベース板１２の下方に突設した受け部１２ａ、１２ａと、走行部２８を構成する下ケース３０の上方に突設した突部３０ａ、３０ａとをピン２６ａにて連結したものである。そして、ヒンジ機構２６は、フライホイール１８用のモータ２０の回転軸の延長上に位置している。
【００１２】
走行部２８は、その下部に球形のゴム製の２輪の走行車輪３２、３４を有している。２輪の走行車輪３２、３４は鉛直線に対して４５度の方向に、その回転軸が同一平面上に位置しており、それぞれ下ケース３０内に設けた走行用モータ３６，３７により減速輪列３８、３８を介して正転、逆転可能に装着されている。
【００１３】
つぎに、前記した自立走行玩具を無線操縦する回路について、図３、４を参照して詳細に説明する。図３は無線送信機の制御回路４０のブロック図を示し、同図において、無線送信機の制御回路４０は、電源用バッテリ４２と、それぞれ自立走行玩具の走行制御用の操作スイッチ４４ａ、操舵制御用の操作スイッチ４４ｂ、自立制御用の回転スイッチ４４ｃを備えた信号発生器４４と、高周波発振器４６と，送信用アンテナ４８とから構成されている。
【００１４】
走行制御用の操作スイッチ４４ａは、玩具の前進、後退の切換制御を行い、操舵制御用の操作スイッチ４４ｂは、玩具の左折、右折の切換制御を行い、自立制御用の回転スイッチ４４ｃは、玩具が傾いたり、転倒したときに玩具を立て直す制御を行うものである。
【００１５】
図４は、自立走行玩具の本体１０に搭載される駆動制御回路２２のブロック図を示し、駆動制御回路２２は電源用バッテリ５０、電源スイッチ５２、受信用アンテナ５４、受信機５６、信号処理回路５８およびモータドライブ回路６０、６２を備えている。駆動制御回路２２は、無線送信機の制御回路４０からの信号を受信用アンテナ５４、受信機５６にて受信し、信号処理回路５８によりモータドライブ回路６０、６２を介して走行用のモータ３６、３７を制御するように構成されている。
【００１６】
電源スイッチ５２は、閉成させることにより受信機５６、信号処理回路５８、およびモータドライブ回路６０、６２に電源を供給するとともにフライホイール１８用のモータ２０を一定方向に高速回転させるものである。モータドライブ回路６０、６２は信号処理回路５８からの出力により、走行用のモータ３６、３７を高速、低速の２段階の一定速度に定速回転させるものである。
【００１７】
本実施形態は前記構成であり、つぎに動作について図５、６を参照して説明する。図５は、（ａ）は動作状態を示す概略正面図、（ｂ）は動作状態を示す概略右側面図である。図６は、それぞれ動作状態を示す概略平面図であり、（ａ）は前進状態、（ｂ）は後退状態、（ｃ）は右折状態、（ｄ）は左折状態、（ｅ）は旋回状態を示す。本体１０の駆動制御回路２２の電源スイッチ５２を閉成すると、フライホイール１８用のモータ２０が回転を開始するとともに、受信機５６、信号処理回路５８およびモータドライブ回路６０、６２に電源が供給される。
【００１８】
モータ２０によりフライホイール１８が反時計方向に高速回転し、およそ１００００ＲＰＭ程度の回転数に達すると、玩具は本体１０とともに２輪の走行車輪３２、３４により自立する。そして、図５（ａ）に示されるように、走行部２８に対しヒンジ機構２６を中心にして、本体１０を正面より見て左右方向に揺動しながら玩具は安定する。また、図５（ｂ）に示されるように、右側面より見て前後方向に揺動しながら本体１０とともに玩具は安定する。
【００１９】
ここで、無線送信機の制御回路４０の操作スイッチを操作する。走行制御用の操作スイッチ４４ａを前進側に操作することにより、図６（ａ）に示されるように、走向用のモータ３６により走行車輪３２は時計方向に、モータ３７により走行車輪３４は反時計方向に回転し、本体１０とともに玩具は前進する。操作スイッチ４４ａを後退側に操作することにより、図６（ｂ）に示されるように、モータ３６により走行車輪３２は反時計方向に、モータ３７により走行車輪３４は時計方向に回転し、本体１０とともに玩具は後退する。
【００２０】
また、操舵制御用の操作スイッチ４４ｂを右折側に操作することにより、図６（ｃ）に示されるように、モータは３６、３７により走行車輪３２、３４は両方とも時計方向に回転し、本体１０とともに玩具は右折して右方向に前進する。操作スイッチ４４ｂを左折側に操作すると、図６（ｄ）に示されるように、モータ３６、３７により走行車輪３２、３４は両方とも反時計方向に回転し、本体１０とともに玩具は左折して左方向に前進する。
【００２１】
前記したような動作中に、例えば障害物等により玩具のバランスがくずれた場合は、自立制御用の回転スイッチ４４ｃを操作する。これにより、図６（ｅ）に示されるように、走行用のモータ３６、３７により走行車輪３２、３４はフライホイール１８と同方向の反時計方向に高速回転し、本体１０とともに玩具を反時計方向に急旋回させることにより、本体１０とともに玩具のバランスを立て直すことができる。
【００２２】
本体１０と走行部２８との間にヒンジ機構２６があるため、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、本体１０を揺動させてバランスの立て直しは速やかに行える。また、玩具が完全に倒れた場合でも、同様に回転スイッチ４４ｃを操作することにより、球形の２つの走行車輪３２、３４を利用して、本体１０とともに玩具を急旋回させながら自立させることができる。
【００２３】
すなわち、玩具のバランスがくずれて傾いた場合や、完全に倒れた場合、本体１０はそのままの姿勢をジャイロ効果によって保とうとしているので、フライホイール１８と同方向に急旋回動作をさせると、走行車輪３２、３４により走行部２８が中心に向かおうとするので自立復帰するのである。
【００２４】
このように、本発明の自立走行玩具は、走行制御用の操作スイッチ４４ａを操作することにより前進、後退させることができ、操舵制御用の操作スイッチ４４ｂを操作することにより左折、右折させることができ、また、自立制御用の回転スイッチ４４ｃを操作することにより、玩具のバランスを立て直したり、倒れた場合でも自立させるというような特殊な操作を行うことができる。このため、玩具の挙動に意外性があり、長期間使用しても飽きがくることはない。
【００２５】
なお、前記した実施形態では、走行車輪は２輪有する形態を示したが、これに限られることなく、１輪の走行車輪で自立走行するように構成してもよいのは勿論である。また、走行車輪は球形に限らず、転倒した場合でも走行できるような半球形や、太鼓形状を用いることができる。
【００２６】
前記した実施形態では、無線操縦により自立走行玩具を制御する形態を示したが、無線操縦でなく有線により制御するように構成してもよい。この場合は、図３に示される無線送信機の制御回路および図４に示される駆動回路の受信機、信号処理回路は不要となり、走行制御用の操作スイッチ、操舵制御用のスイッチ、自立制御用の回転スイッチから有線により走行用のモータおよびフライホイール用のモータを制御するように構成すればよい。
【００２７】
さらに、無線操縦、有線操縦に限らず、本体に搭載される電源スイッチを閉成することによりフライホイールが回転し、これとともに走行車輪が回転して自由に走行するように構成してもよい。この場合は、図３に示される無線送信機の制御回路および図４に示される駆動回路の受信機、信号処理回路は不要となり、玩具に設けた電源用バッテリー、電源スイッチから直接、走行用のモータおよびフライホイール用のモータに接続すればよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、自立させて走行させることができ、前進、後退、右折、左折等の操作の他に、玩具が傾いたときにバランスを立て直したり、倒れたときに自立させるというような特殊な操作を無線操縦により行わせることができ、玩具に意外性のある挙動をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自立走行玩具の一実施形態の一部破断正面図である。
【図２】図１の一部を省略した右側面図である。
【図３】無線送信機の制御回路のブロック図である。
【図４】本体に搭載される駆動制御回路のブロック図である。
【図５】（ａ）は動作状態を示す概略正面図、（ｂ）は動作状態を示す概略右側面図である。
【図６】それぞれ動作状態を示す概略平面図であり、（ａ）は前進状態、（ｂ）は後退状態、（ｃ）は右折状態、（ｄ）は左折状態、（ｅ）は旋回状態を示す。
【符号の説明】
１０  本体
１２  ベース板
１２ａ  受け部
１４  上ケース
１５  電池
１６  電池ケース
１８  フライホイール
２０  フライホイール用のモータ
２２  駆動制御回路
２４  アンテナ
２５  リード線
２６  ヒンジ機構
２６ａ  ピン
２８  走行部
３０  下ケース
３０ａ  突部
３２、３４  走行車輪
３６、３７  走行用のモータ
３８  減速輪列
４０  無線送信機の制御回路
４２、５０  電源用バッテリ
４４  信号発生器
４４ａ  走行制御用の操作スイッチ
４４ｂ  操舵制御用の操作スイッチ
４４ｃ  自立制御用の回転スイッチ
４６  高周波発振器
４８  送信用アンテナ
５２  電源スイッチ
５４  受信用アンテナ
５６  受信機
５８  信号処理回路
６０、６２  モータドライブ回路
【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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