自動車玩具

【目的】簡単な構造で、障害物に対して確実な回避走行を行う自動車玩具を提供することを目的とする。
【構成】搭載したモータ１１の正転駆動により前進走行する自動車玩具１において、障害物Ｏに衝突することにより作動するスイッチ手段６，９と、スイッチ手段６，９の作動で一定時間モータ１１を逆転駆動させるコントローラ１９と、前進時に直進操舵し後退時にターン操舵する操舵機構２６，２８とを備えた。

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は、障害物に衝突すると、ターンしながら後退した後、前進することで、障害物を巧みに回避して走行するように構成された自動車玩具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車玩具として、例えば、マーベラス機構を組み込んだものが知られている。図６は、この種の自動車玩具を模式的に表した底面図である。
同図に示すように、この自動車玩具では、そのシャーシ６１に大型の円板６２が回動自在に取り付けられており、この円板６２に一対の駆動輪６３，６３が取り付けられている。駆動輪６３，６３の車軸６４にはクラウンギヤ６５が固定され、このクラウンギヤ６５に図外のモータにより回転されるピニオン６６が噛み合っている。モータは一方向に回転されるようになっており、これに伴いピニオン６６およびクラウンギヤ６５も一方向に回転されて、自動車玩具は図中の実線で示す矢印の方向に前進走行される。この場合、クラウンギヤ６５が駆動輪６３の車軸６４を介して回転自在な円板６２に取り付けられているため、ピニオン６６とクラウンギヤ６５とは、太陽歯車と遊星歯車の関係になっている。したがって、ピニオン６６の回転力は、クラウンギヤ６５に一切、回転抵抗がなければ、クラウンギヤ６５を自転させる力として働く、しかし、幾分かでも回転抵抗があると、その分、ピニオン６６の回転力はクラウンギヤ６５を公転させる力として働く。遊星歯車側のクラウンギヤ６５が太陽歯車側のピニオン６６廻りに公転すると、両駆動輪６３，６３が回動して自動車玩具の前進時の操舵が不安定になってしまう。そこで、この回転力（公転力）を殺すために、円板６２には、一端をシャーシ６１に固定した弱い付勢力のスプリング６７が取り付けられている。これにより自動車玩具の直進性が保たれている。
【０００３】
一方、自動車玩具が障害物に衝突すると、駆動輪６３は路面との摩擦で停止される。すなわち、クラウンギヤ６５の自転が停止される。すると、ピニオン６６の回転力がクラウンギヤ６５を公転させる力として作用する。このクラウンギヤ６５の公転は円板６２に取り付けた両駆動輪６３，６３を回動させ、駆動輪６３は、上記スプリング６７の付勢力と釣り合うところまで回動される。この場合、スプリング６７の付勢力は、駆動輪６３の回転（回動）角度が９０度から１８０度の間になるように調整されており、駆動輪６３は、例えば、図６に示す位置まで回動される。ここで、駆動輪６３の回動が抑制されると、再度、ピニオン６６の回転力がクラウンギヤ６５を自転させる力として働く。この状態では、駆動輪６３が角度９０度以上に操舵されているため、自動車玩具は図中の２点鎖線で示す矢印の方向、すなわち斜めに後退走行する。この後退が始まると、駆動輪６３の回転抵抗が小さくなり、ピニオン６６の駆動輪６３を公転させる力が、クラウンギヤ６５を自転させる力に移行される。すると、スプリング６７の付勢力が、ピニオン６６の公転力に勝って駆動輪６３を元の直進位置に復旧させる。すなわち、自動車玩具は前進走行に戻る。このように自動車玩具は、前進と後退を繰り返しながら障害物を回避してゆく。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
ところで、このようなマーベラス機構を用いた従来の自動車玩具では、駆動輪６３と路面との摩擦が一定していないと、スプリング６７の付勢力とピニオン６６の回転力とのバランスが崩れ、操舵が極めて不安定になる。また、後退走行の時間や距離も調整し難く、しかも、構造が複雑で故障し易いものとなっていた。
【０００５】
本考案は、簡単な構造で、障害物に対して確実な回避走行を行う自動車玩具を提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本考案は、搭載したモータの正転駆動により前進走行する自動車玩具において、障害物に衝突することにより作動するスイッチ手段と、スイッチ手段の作動で一定時間モータを逆転駆動させるコントローラと、前進時に直進操舵し後退時にターン操舵する操舵機構とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この場合、スイッチ手段は、障害物に衝突することにより上下方向に回動するバンパーと、バンパーの尾端側に当接して、バンパーの回動動作で作動するスイッチとから成ることが好ましい。また、この場合に、バンパーは、バンパー本体と、バンパー本体から断面「Ｌ」字状に延びる回動アームと、バンパー本体に対し上方にオフセットさせて回動アームに設けられた支点とを有することが更に好ましい。
【０００８】
また、これらの場合、操舵機構は、操舵輪と、操舵輪の車軸を受ける車軸受けとを有し、車軸受けは、車の中心線に直交して車軸の後方位置を規制する第１の規制端と、第１の規制端に角度を存して車軸の前方位置を規制する第２の規制端とで扇状に形成され、車軸は、第１の規制端と第２の規制端との間で移動自在に構成されていることが好ましい。
【０００９】
【作用】
前進走行している自動車玩具が障害物に衝突すると、スイッチ手段が作動してコントローラを介して一定時間、モータを逆転駆動させる。このモータの逆転駆動により自動車玩具は一定時間、後退走行する。この後退走行に伴い、操舵機構は自動車玩具をターン操舵する。後退走行が開始して一定時間が経過すると、モータが正転駆動の状態に復旧し、自動車玩具は、前進走行に移る。この前進走行に伴い、操舵機構は自動車玩具を直進操舵する。したがって、自動車玩具は障害物に衝突すると、いったんターンしながら後退し、その後、直進走行し、これを繰り返しながら走行する。この場合、コントローラで設定される後退時間と、操舵機構で設定されるターン操舵の操舵角度とにより、障害物に対する自動車玩具の回避走行のパターンが決定されるため、自在に調整ができる。
【００１０】
また、この場合に、スイッチ手段を、障害物に衝突することにより上下方向に回動するバンパーと、バンパーの回動動作で作動するスイッチとで構成すれば、自動車玩具の外観を損なうことなくスイッチ手段を構成でき、しかも、スイッチの作動にての原理を応用することができ、確実にスイッチを作動させることができる。さらに、バンパーを、バンパー本体と、バンパー本体から延びる回動アームと、バンパー本体に対し上方にオフセットさせて回動アームに設けられた支点とで構成すれば、スイッチを作動させるために、障害物に衝突したときにバンパーが受ける衝突力の他に、自動車玩具が障害物を乗り越えようとする力をも活用することができ、より一層確実にスイッチを作動させることができる。
【００１１】
一方で、これらの場合に、操舵機構の車軸受けが、後方位置を規制する第１の規制端と前方位置を規制する第２の規制端とで扇状に形成され、操舵輪の車軸が、第１の規制端と第２の規制端との間で移動自在に構成されていれば、自動車玩具が前進するときに、車軸が車軸受け内で後方に移動して第１の規制端に規制され、後退するときに、前方に移動してターン操舵位置に規制される。第１の規制端は車の中心線に直交しており、第２の規制端はこれに角度を存して設けられているので、自動車玩具は、前進時と後退時とでそれぞれ直進操舵とターン操舵とに自動的に操舵される。
【００１２】
【実施例】
以下、添付の図面に基いて本考案の一実施例に係る自動車玩具について説明する。図１は自動車玩具（以下、「自動車」と略す）の外観を表わした外観斜視図であり、図２はその内部構造を表した分解斜視図である。両図に示すように、この自動車１は、それぞれ一対の前輪２，２および後輪３，３が取り付けられたシャーシ４と、このシャーシ４上に搭載されたボディー５と、ボディー５の前端に取り付けられたバンパー６とを備え、スポーツカーを模して構成されている。シャーシ４には、主として後部に駆動系が、中間部から前部にコントロール系が、そして前部に操舵系が搭載されており、この自動車１は、シャーシ４の中間部に形成された電池ボックス７に収容された乾電池を電源として、後端部中央に設けたメインスイッチ８をＯＮすることで、直進走行するようになっている。
【００１３】
一方、この自動車１が直進走行中に何らかの障害物Ｏに衝突すると、バンパー６を介して後述するサブスイッチ９がＯＮされ、これらスイッチ手段を含むコントロール系が作動して、自動車１を一定時間、後退走行させる（図４参照）。この後退走行に伴い直進状態に操舵されていた操舵系が、自動的にターン状態に操舵され、自動車１は後退しながらターンする。次に、前進走行に移ると、操舵系が自動的に直進状態に操舵され、自動車１は直進走行する。このように、実施例の自動車１は、直進と後退ターンを繰り返しながら、巧みに障害物Ｏを回避して走行する。
【００１４】
次に、図２ないし図４を参照して自動車の内部構造を詳細に説明する。図２に示すように、シャーシ４の後部はギヤボックス１０となっており、これに自動車１の駆動系が設けられている。駆動系は、モータ１１の回転を各種ギヤを介して後車軸１２に伝え、この後車軸１２を介して後輪３，３を回転させるようになっている。モータ１１の回転軸１１ａに取り付けられたピニオン１３には、後車軸１２に回転自在に軸支された第１中間歯車１４が噛み合っており、この第１中間歯車１４に、シャーシ４に回転自在に軸支された第２中間歯車１５が噛み合っている。そして、第２中間歯車１５が後車軸１２に固定された出力歯車１６に噛み合っていて、これら第１、第２両中間歯車１４，１５により適宜、モータ１１の回転が減速されて両後輪３，３が回転されるようになっている。もっとも、この場合、後車軸１２に対し、右側の後輪３をフリー回転状態で取つ付け、左側の後輪３を固定して、左側の後輪３だけ駆動させるようにしてもよい。このようにすれば、自動車１を後退走行させるときに、右側の後輪３が停止状態となるため、旋回半径を小さくすることができる。なお、図中の符号１７は、ギヤボックス用のカバーである。また、符号１８，１８は、シャーシ４の後端に形成された一対のフックであり、これにボディー５の後端に設けたフック用の穴（図示せず）が係合することにより、ボディー５がシャーシ４に取り付けられるようになっている。
【００１５】
コントロール系は、シャーシ４の電池ボックス７上に設けらたコントローラ１９と、シャーシ４の前部に設けられたバンパー６およびサブスイッチ９からなるスイッチ手段とで構成されている。サブスイッチ９は、障害物Ｏに衝突して回動するバンパー６により作動するようになっており、その押釦部９ａを下向きにして電池ボックス７の前端中央部にセットされている。一方、コントローラ１９は、基板上に各種電子デバイスを組み込んで構成されており、電池ボックス７上にスペーサ２０，２０を介して取り付けられている。
【００１６】
ここで、図５を参照して、コントローラ１９のコントロール回路について詳細に説明する。図５（ａ）にはコントローラ１９の内部回路図が示され、図５（ｂ）にはこの回路のモータ出力のタイムチャートが示されている。
【００１７】
図５（ａ）を参照して、ＩＣ２は、モノステータブル・マルチバイブレータである。ＩＣ２のＡ端子はローアクティブ入力となっており、常時は、抵抗Ｒ３によりＨ電圧に保持されている。この状態においては、ＩＣ２のＱ1端子の出力はＬで、Ｑ2端子の出力はＨとなっている。したがって、ＰＮＰトランジスタＴＲ８にベース電流（ＩB）が流れるため、エミッタ電流（ＩE）が流れ、モータ１１のａ端子に電圧を加える。また、ＰＮＰトランジスタＴＲ１０のＩBが流れると、ＩEが流れるため、モータ１１のｂ端子は、アース電位に保持される。これにより、モータ１１は正転駆動される。
【００１８】
一方、サブスイッチ９がＯＮすると、ＩＣ２のＡ端子はアース電位に一瞬保持される。すると、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ５による時定数ｔｗ＝ＣX・ＲXで定まる時間、Ｌ電圧が、Ｑ2端子から出力され、同時に、Ｑ1端子からｔｗ時間、Ｈ電圧が出力される（図５（ｂ））。すると、ＴＲ１２はモータ１１のｂ端子に電圧を加え、ａ端子をアース電位に保持する。これにより、モータ１１は逆転駆動される。そして、ｔｗ時間が経過すると、ＩＣ２は元の状態に復旧し、モータ１１は正転駆動の状態に戻る。なお、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１１およびＲ１３は、ベース電流制御抵抗である。
【００１９】
このように、このコントロール回路は、定常状態ではモータ１１を正転駆動し、サブスイッチ９がＯＮすることで、一定時間、逆転駆動する。そして、この逆転駆動の時間はコントロール回路を構成するＲ４とＣ５による時定数で決定される。したがって、抵抗Ｒ４またはとコンデンサＣ５という小部品を交換するだけで自動車１の後退走行の時間、ひいては後退距離を簡単に調整することができる。
【００２０】
次に、図２および図３により、サブスイッチ９をＯＮするバンパー６廻りの機構について説明する。バンパー６は、ボディー５の前端に露出するバンパー本体２１と、バンパー本体２１の中間部から上方に延び、更に屈曲して後方に延びる「Ｌ」字状の回動アーム２２と、回動アーム２２の屈曲部にバンパー本体２１に対し上方へオフセットさせて設けた回動軸２３とで構成されている。そして、回動アーム２２の後部中央が、下向きに設けたサブスイッチ９の押釦部９ａに当接するようになっている。すなわち、バンパー６は、前方から力が加わると、その後端がてこの原理で定常位置から上方向に回動し、サブスイッチ９の押釦部９ａを押してこれをＯＮするようになっている。
【００２１】
一方、バンパー６は、その回動軸２３の部分で支持部材２４に回動自在に取り付けられており、この支持部材２４がシャーシ４の前部にねじ止め固定されるようになっている。支持部材２４には、前部両側を起立させた軸受部２４ａ，２４ａと、両軸受部２４ａ，２４ａを挟んで中間に後述する操舵輪２６が臨む切欠部２４ｂと、後部中間に突起部２４ｃとが形成されている。そして、この軸受部２４ａ，２４ａに回動軸２３を介してバンパー６が取り付けられ、この突起部２４ｃにコイルスプリング２５が取り付けられるようになっている。コイルスプリング２５は、上端がバンパー６の回動アーム２２に下方から当接してこれを上方に付勢するようになっており、バンパー６を定常の姿勢に保持すると共に、バンパー６がサブスイッチ９の押釦するときの押釦力を補完している。
【００２２】
すなわち、図３に示すように、サブスイッチ９の押釦部９ａとコイルスプリング２５とは、バンパー６の回動アーム２２を挟んで対向しており、定常状態では、サブスイッチ９は、回動アーム２２を介してコイルスプリング２５によりＯＮされない程度に付勢されている（同図（ａ））。自動車１が障害物Ｏに衝突すると、バンパー６が回動軸２３を中心に上下方向に回動し、サブスイッチ９の押釦部９ａが押されてサブスイッチ９がＯＮされる（同図（ｂ））。サブスイッチ９がＯＮされると、コントローラ１９が駆動して、モータ１１が一定時間逆転され、自動車１が後退走行する。そして、この後退走行の際に、操舵系が働いて自動車１は直進状態からターン状態に自動的に操舵される。
【００２３】
操舵系、すなわち操舵機構は、操舵輪２６と操舵輪２６の車軸２７を受ける車軸受け２８とで構成されている。操舵輪２６は、両前輪２，２に代わって本来の前輪の機能を有しており、このため、操舵輪２６が路面に接地し、両前輪２，２が路面から浮いた状態になっている。図２に示すように操舵輪２６は、その車軸２７の部分でシャーシ４に形成した車軸受け２８の部分に取り付けられている。そして、シャーシ４の前部には、中央に前後方向に延びる長溝２９が形成され、また、車軸受け２８がこの長溝２９を跨ぐようにして扇状に形成されている。
長溝２９は、その前部の右側が外側に湾曲して拡開した形状となっており、この部分に操舵輪２６が臨み、操舵輪２６の直進操舵と右ターン操舵とに対応できるようになっている。
【００２４】
車軸受け２８は、扇状の部分を残してその周囲のシャーシ４の表面を突出させて形成され、長溝２９を挟んで右側が扇の要部分に相当し、左側が扇の周縁部分に相当する形状になっている。詳細には、車軸受け２８は、車の中心線に直交して操舵輪２６の車軸２７の後方位置を規制する第１規制端２８ａと、第１規制端２８ａに所望のターン角度を存して車軸２７の前方位置を規制する第２規制端２８ｂとを有して、扇状に形成されている。そして、操舵輪２６は、その右側の車軸２７の端部で車軸受け２８の要部分に支持されると共に、その左側の車軸２７の端部で車軸受け２８の周縁部分に支持され、車軸２７は、第１規制端２８ａと第２規制端２８ｂとの間で移動自在になっている。一方、操舵輪２６は、路面抵抗により前進時は後に押される力を受け、後退時は前に押される力を受ける。すなわち、操舵輪２６の車軸２７は自動車１が前進するときは車軸受け２８の第１規制端２８ａに押しつけられ、後退するときは第２規制端２８ｂに押しつけられる。したがって、操舵輪２６は前進時は直進状態に、後退時は右ターン状態にそれぞれ自動的に操舵される。なお、車軸受け２８は、その上部に取り付けられるバンパー６の支持部材２４により閉蓋されるようになっている。
【００２５】
ここで、図４を参照して、自動車１の走行パターンを説明する。いま、図中の一点鎖線Ａで示す方向から自動車１が直進走行してきて、障害物Ｏに衝突した状態を考える。自動車１が障害物Ｏに衝突すると、バンパー６が前倒し状態に上下方向に回動され、サブスイッチ９がＯＮする。サブスイッチ９がＯＮすると、コントローラ１９が働いてモータ１１を逆転させ、自動車１を後退走行させる。自動車１が後退し始めると路面抵抗により操舵輪２６が右ターン状態に自動操舵され、自動車１は一定時間、一点鎖線Ｂに示すように右側にターンしながら後退する。後退走行の一定時間が経過すると、今度は前進走行に移行する。そして、自動車１が前進し始めると、操舵輪２６が直進状態に自動復旧し、一点鎖線Ｃで示す方向に直進走行してゆく。なお、この実施例では、一点鎖線ＡおよびＣで示すように、自動車１は障害物Ｏに対して直角にこれを回避するようになっている。
しかし、これは例示であって、車軸受け２８の形状による操舵輪２６の操舵角度と、コントローラ１９による後退時間の調整により、適宜この回避角度は調整される。例えば、図４において、左の後輪３を駆動輪とし、右の後輪３をフリーにしておき、操舵角を比較的大きく調整しておけば、障害物Ｏに衝突した後の自動車１の後退は、左の後輪３が後退方向に回転し、その反動で右の後輪３が前進方向に回転する。このため、自動車１はその場でスピンターンし、続く前進時に、図中の一点鎖線Ａとは逆方向に走行させることができる。
【００２６】
このように本実施例によれば、自動車１が障害物Ｏに衝突するとバンパー６が回動するようになっているので、てこの原理を応用でき小さな衝突力でも確実にサブスイッチ９をＯＮさせることができる。これは、バンパー本体２１に対して回転軸２３が十分にオフセットして設けられ、かつ上方にオフセットしていることで、自動車１が障害物Ｏに衝突するときに障害物Ｏを乗り上げようとする力をも有効に利用することができるためである。例えば、自動車１が障害物Ｏに斜めに衝突するような場合、それが進行方向に平行に近い極端なものであっても、このてこの構造によりサブスイッチ９を確実にＯＮさせることができる。したがって、障害物Ｏに斜めに突っ込んだ自動車１が、そのまま停止してしまうようなことがない。また、自動車１の回避角度は、操舵輪２６の操舵角度とコントローラ１９による後退時間との２つの要素で調整できるので、調整が極めて容易になっている。
【００２７】
一方、操舵系においては、操舵輪２６の車軸２７を扇状の車軸受け２８にセットするようになっているので、走行時に操舵輪２６が受ける路面抵抗で自動的な操舵ができ、簡単な構造で自動車１の直進および後退ターン走行が可能となっている。なお、本考案がラジコンカー等に応用できることは、いうまでもない。
【００２８】
【考案の効果】
以上のように本考案によれば、障害物の衝突に際し、スイッチ手段の作動で一定時間モータを逆転駆動させて、自動車玩具を後退走行させると共に、操舵機構でターン操舵するようにしているので、モータの逆転時間とターン角度との組み合わせにより、所望の走行パターンを構成でき、障害物を確実に回避することができる。
【００２９】
この場合、スイッチ手段を、障害物に衝突することにより上下方向に回動するバンパーと、バンパーの回動動作で作動するスイッチとで構成しているので、自動車玩具の外観を損なうことなく、かつ、スイッチの作動を確実なものとすることができ、障害物の形状や位置にとらわれることなく、障害物を安定的に回避することができる。さらに、バンパー本体の支点を上方にオフセットさせるようにしているので、障害物に対するスイッチの作動をより確実なものとすることができる。
【００３０】
一方で、操舵機構の車軸受けが、後方位置を規制する第１の規制端と前方位置を規制する第２の規制端とで扇状に形成され、操舵輪の車軸が、第１の規制端と第２の規制端との間で移動自在に構成しているので、自動車玩具が前進するときの直進操舵と、後退するときのターン操舵とを、簡単な構造で自動的に確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の自動車玩具の外観の斜視図である。
【図２】実施例の自動車玩具の分解斜視図である。
【図３】バンパーの作動状態を表したバンパー廻りの裁断側面図である。
【図４】自動車玩具の障害物回避走行を示す説明図である。
【図５】自動車玩具のコントローラ回路の回路図である。
【図６】従来の自動車玩具の主要部の底面図である。
【符号の説明】
１自動車
４シャーシ
６バンパー
９サブスイッチ
１１モータ
１９コントローラ
２１バンパー本体
２２回動アーム
２３回転軸
２６操舵輪
２７車軸
２８車軸受け
２８ａ第１規制端
２８ｂ第２規制端
Ｏ障害物

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】搭載したモータの正転駆動により前進走行する自動車玩具において、障害物に衝突することにより作動するスイッチ手段と、当該スイッチ手段の作動で一定時間前記モータを逆転駆動させるコントローラと、前進時に直進操舵し後退時にターン操舵する操舵輪機構とを備えたことを特徴とする自動車玩具。
【請求項２】前記スイッチ手段は、障害物に衝突することにより上下方向に回動するバンパーと、当該バンパーの尾端側に当接して、前記バンパーの回動動作で作動するスイッチとから成ることを特徴とする請求項１に記載の自動車玩具。
【請求項３】前記バンパーは、バンパー本体と、当該バンパー本体から断面「Ｌ」字状に延びる回動アームと、前記バンパー本体に対し上方にオフセットさせて当該回動アームに設けられた支点とを有することを特徴とする請求項２に記載の自動車玩具。
【請求項４】前記操舵機構は、操舵輪と、操舵輪の車軸を受ける車軸受けとを有し、当該車軸受けは、車の中心線に直交して前記車軸の後方位置を規制する第１の規制端と、当該第１の規制端に角度を存して前記車軸の前方位置を規制する第２の規制端とで扇状に形成され、前記車軸は、前記第１の規制端と前記第２の規制端との間で移動自在に構成されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の自動車玩具。

【図１】