JP2000274509A

JP2000274509A - 球状駆動装置

Info

Publication number: JP2000274509A
Application number: JP11083096A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hasegawa; 淳長谷川
Original assignee: Recruit Co Ltd
Current assignee: Recruit Co Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】新規な駆動方式を備えた駆動装置を提供す
る。【解決手段】球状駆動装置（１２）は球状の外殻で覆
われている。この外殻は、内部に設けられた動力発生機
構（６ａ，６ｂ）からの出力により回転制御自在な、左
側半球外殻１０ａと右側半球外殻１０ｂとから構成され
る。左側半球外殻１０ａと右側半球外殻１０ｂを回転自
在に制御することで、駆動輪として機能させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は応用機械技術分野、
特に、遊戯機器分野、家電製品分野、陸上移動機器分野
等に幅広く応用できる駆動装置に関わる。さらに詳細に
は、従来にない新たな駆動方式を備えた駆動装置に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】遠隔操縦が可能な玩具として、例えば、
車や戦車等の陸上移動機関を模倣した無線操縦型模型が
知られている。これらの無線操縦型模型は車体に取り付
けられた車輪或はキャタピラ（登録商標）を介して陸上
を移動するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者が陸
上移動機関の移動機構を研究したところ、球状の形態を
成した駆動装置が球形の外殻を回転させて陸上を移動す
る機構につては、未だ提案されていない。

【０００４】そこで、本発明は新たな移動機構を具えた
駆動装置を提案することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の駆動装置の外観
は球状の外殻で覆われている。当該外殻は、外殻内部に
設けられた動力発生機構からの出力により回転制御自在
な、右側半球外殻と左側半球外殻とから構成される。右
側半球外殻と左側半球外殻を回転自在に制御することで
外殻を駆動輪として機能させることができる。但し、外
殻は完全な球体である必要はなく、ほぼ球体であると認
められる形状であればよい。

【０００６】本発明の好適な形態として、球状駆動装置
装置の重心点の位置は可変可能であることが好ましい。
重心点の位置を可変可能とすることで、挙動のパターン
を増やすことができる。特に、重心点は外殻を構成する
球の中心点に対して偏心していることが好ましい。この
ような構成により、球状駆動装置の動きが不自然にな
り、面白味のある動きを呈する駆動装置を提供すること
ができる。

【０００７】本発明の駆動装置は、送信機から送られた
信号に基づいて動力発生機構の出力を制御してもよく、
また、外殻内部に予め制御プログラムが格納された制御
素子を設け、制御プログラムに従って、動力発生機構の
出力を制御してもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、各図を参照して本実施の形
態について説明する。図１に球状駆動装置の構成を示
す。球状駆動装置１２は遊戯者が操作する赤外線送信機
からの信号で駆動されるものであり、外部に左側半球外
殻１０ａ、右側半球外殻１０ｂを備え、内部に制御ユニ
ットと駆動ユニットを含む。制御ユニットは基板３上に
取り付けられた赤外線受光器１と制御素子２から構成さ
れている。制御素子２はＩＣチップ化されており、マイ
クロコントローラやモータドライバ等を備えている。駆
動ユニットは、主にバッテリー４、シャーシ５、モータ
６ａ、６ｂ、駆動軸７ａ、７ｂ等を備えて構成されてい
る。

【０００９】左側半球外殻１０ａ、右側半球外殻１０ｂ
は、赤外線の透過可能な材質、例えば、透明プラスチッ
ク等で構成されており、外殻球を略二等分した形状を有
している。左側半球外殻１０ａ、右側半球外殻１０ｂの
頂部１１ａ、１１ｂには駆動軸７ａ、７ｂの一端が固定
され、他端はシャーシ５内において回転自在に軸支され
ている。モータ６ａ、６ｂの回転は駆動ギア８ａ、８ｂ
を介して被駆動ギア９ａ、９ｂを駆動する。被駆動ギア
９ａ、９ｂは駆動軸７ａ、７ｂに固定されており、モー
タ６ａ、６ｂの回転を半球外殻１０ａ、１０ｂに伝達可
能に構成されている。

【００１０】シャーシ５はバッテリー４、モータ６ａ、
６ｂを収納するとともに、駆動軸７ａ、７ｂの軸受け部
としても機能する。バッテリー４は市販の乾電池や充電
池等を使用できる。

【００１１】図２に球状駆動装置１２のブロック図を示
す。赤外線送信機１３からの信号を赤外線受光器１が受
光すると、当該信号が制御素子２に供給される。制御素
子２はマイクロコントローラ２ａ、モータドライバ２ｂ
を備えており、バッテリー４からの電力の供給を受けて
各種の制御動作を実行する。マイクロコントローラ２ａ
は命令の種類（前進、右旋回、左回転等）を解釈し、命
令の種類に対応した制御信号をモータドライバ２ｂに供
給する。モータドライバ２ｂはモータ６ａ、６ｂに供給
されるバッテリー４からの電流値の大きさや極性を制御
する。

【００１２】モータ６ａ、６ｂは相互に独立して動作可
能であり、例えば、モータ６ａのみを正回転させると、
モータ６ａの回転は駆動ギア８ａ、被駆動ギア９ａ、駆
動軸７ａを介して左側半球外殻１０ａのみを正回転方向
に駆動する。これにより、球状駆動装置１２は左旋回す
る。また、モータ６ａ、６ｂを共に逆回転させると、各
モータからの出力は左側半球外殻１０ａ、右側半球外殻
１０ｂを共に逆回転させるので、球状駆動装置１２は後
進する。

【００１３】尚、駆動ギア８ａ等を設けずに、モータ６
ａ、６ｂの出力を直接に左側半球外殻１０ａ、右側半球
外殻１０ｂへ伝達するように構成してもよく、また、モ
ータ６ａ、６ｂの出力をベルトやチェーン等を介して左
側半球外殻１０ａ、右側半球外殻１０ｂへ伝達するよう
に構成してもよい。また、動力発生機構として、モータ
の他に、可燃性燃料を利用したエンジンを用いてもよ
い。

【００１４】また、赤外線受光器１の受光効率を向上さ
せるために、図３（Ｂ）に示すような赤外線集光器２３
を基板３に取り付けることが好ましい。赤外線集光器２
３は錘体の形状をしており、表面が鏡面処理されてい
る。赤外線集光器２３は錘体の形状をなしていれば、円
錐状でもよく、角錐状でもよい。同図（Ａ）に示すよう
に、支持棒２４を介して赤外線集光器２３を基板３上に
固定し、赤外線受光器１に対する赤外線集光器２３の取
付け角度を調整することで赤外線受光器１の受光効率を
向上させることができる。また、このような構成によ
り、広範囲からの赤外線受光を可能にでき、球状駆動装
置１２の行動範囲を広げることができる。

【００１５】次に、図４を参照して球状駆動装置１２の
動作を説明する。同図（Ａ）に示すように、赤外線送信
機１３は９種類の操作ボタンを備えており、各操作ボタ
ンに対応して動作の種類（直線移動、旋回、回転の種
類）や移動方向（右方向、左方向、前後方向）が予め定
められている。例えば、ボタン“１”を押下すると、左
側半球外殻１０ａのみが駆動し、球状駆動装置１２は前
方右旋回をする（同図（Ｃ）参照）。同様に、ボタン
“２”を押下すると、左側半球外殻１０ａ、右側半球外
殻１０ｂは共に正回転をし、球状駆動装置１２は前進を
する（同図（Ｂ）参照）。また、ボタン“４”を押下す
ると、左側半球外殻１０ａは逆回転をし、右側半球外殻
１０ｂは正回転をするため、球状駆動装置１２は左回転
をする（同図（Ｄ）参照）。尚、ボタン“５”は停止ボ
タンとして機能し、左側半球外殻１０ａ、右側半球外殻
１０ｂの駆動を停止する。

【００１６】また、球状駆動装置１２の操作は上述した
９つのボタン操作に限らず、無線操縦型模型の送信機と
して一般に用いられている操作レバー型の送信機を使用
してもよい。この場合は各レバーの操作量に対応してモ
ータ６ａ、６ｂの駆動トルクを無段階に制御することが
できる。

【００１７】シャーシ５には、モータ６ａ、６ｂ、バッ
テリー４等が取り付けられているが、バッテリーの重量
が大きいため、球状駆動装置１２は停止状態においてバ
ッテリー４を下方に向けて静止している。このため、図
５（Ａ）に示すように、球状駆動装置１２の重心点１５
は、左側半球外殻１０ａと右側半球外殻１０ｂの分割線
２０上における、球の中心点１４から鉛直下方に位置し
ている。同図は球状駆動装置１２を正面から見た図であ
り、同図（Ｂ）は側面から見た図（但し、駆動ギア８
ａ、被駆動ギア９ａ等は図示していない）である。同図
（Ｂ）に示すように、球状駆動装置１２の側面からみた
重心点１５は中心点１４を通る水平線２２よりも下方で
あって、鉛直線２１上に位置している。

【００１８】重心点１５が球状駆動装置１２の中心点１
４に対して偏心しているため、移動する際に床面への接
地位置に自立的に戻ることができる。さらに、重心点１
５が偏心しているため、球状駆動装置１２は振り子のよ
うな動作特性をも有し、一点接地に近い形で床や道路等
の接地面上を移動しつつ、動作の変換（例えば、前方右
旋回から後進する）時に球状駆動装置１２がやや振動す
るため、動きが不安定になる。即ち、球状駆動装置１２
を移動させると、重心点１５を球の中心点１４下方に位
置させようとする力（自立的に復元しようとする力）が
働くため、接地面との摩擦力の影響も受けて球状駆動装
置１２の動きがぎこちなくなり、移動方向が一定せず、
予測可能性に欠けた動きをする。このため、球状駆動装
置１２は不自然な動きを呈し、面白味のある動きをする
ことができる。

【００１９】また、重心点１５の位置はユーザの好みに
応じて任意に調整することができる。例えば、取付位置
を調整できるおもりをバッテリー４に取り付けるか、又
は、シャーシ５、バッテリー４、モータ６ａ，６ｂ等の
レイアウトを可変可能に構成することで実現できる。お
もりの位置を可変とする場合には、例えば、赤外線送信
機１３による遠隔操作により、リアルタイムでおもりの
位置を調整することで球状駆動装置１２の挙動を変える
ことができる。このように、重心点１５の位置を遠隔操
作で調整することで球状駆動装置１２の挙動をリアルタ
イムで制御できる。

【００２０】また、球状駆動装置１２は、上述したよう
に、赤外線による遠隔操作による他、無線操縦型模型の
ような電波による遠隔操作でリアルタイムに操作するこ
ともできるが、マイクロコントローラ２ａ内のメモリに
予め動作プログラムを格納しておき、動作をプログラム
制御することもできる。プログラム制御の一例を図６を
参照して説明する。

【００２１】同図は、球状駆動装置１２に温度センサを
取り付け、検出温度に応じて動作パターンを決定するフ
ローチャートである。パラメータＴに検出温度を代入し
（ステップＳ１）、パラメータＴが２２℃以上の場合で
あって（ステップＳ２：ＹＥＳ）、かつ、２３℃未満の
場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、右回転を所定時間
（例えば、２分間）行なう（ステップＳ４）。所定時間
経過後、パラメータＴにＴ＋０．５を代入し（ステップ
Ｓ５）、ステップＳ２に戻る。パラメータＴが２３℃以
上であって（ステップＳ３：ＹＥＳ）、２４℃未満であ
る場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、前方左旋回を所定
時間（例えば、２分間）行なう（ステップＳ７）。所定
時間経過後、パラメータＴにＴ＋１．０を代入し（ステ
ップＳ８）、ステップＳ２に戻る。パラメータＴが２４
℃以上であって（ステップＳ６：ＹＥＳ）、２５℃未満
である場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、前進移動を所
定時間（例えば、２分間）行なう（ステップＳ１０）。
所定時間経過後、パラメータＴにＴ―０．５を代入し
（ステップＳ１１）、ステップＳ２に戻る。パラメータ
Ｔが２５℃以上である場合には（ステップＳ９：ＹＥ
Ｓ）、後進移動を所定時間（例えば、２分間）行う（ス
テップＳ１２）。所定時間経過後、パラメータＴにＴ―
１．０を代入し（ステップＳ１３）、ステップＳ２に戻
る。

【００２２】このように温度変化に対応した動作パター
ンを予めプログラム制御することで、球状駆動装置１２
が自立的にユニークな動作をするため、従来にない新し
い玩具を提供することができる。尚、温度検出に限ら
ず、光検出、音検出等のセンサ出力を利用してプログラ
ム制御することも可能である。

【００２３】図７乃至図９に球状駆動装置１２の使用例
を示す。例えば、図７（Ｂ）のように、左側半球外殻１
０ａの外面がＮ極に、内面がＳ極になるように磁石１６
ａを取り付け、右側半球外殻１０ｂの外面がＳ極に、内
面がＮ極になるように磁石１６ｂを取り付ける。このよ
うに左側半球外殻１０ａと右側半球外殻１０ｂのそれぞ
れに磁石を取り付けた球状駆動装置１２を２台用意し、
同図（Ａ）に示すように、戦場エリアを規定する基台１
７上で両者を操作して相手を基台１７から転落させるこ
とで得点を競うゲームをすることができる。球状駆動装
置１２には予め磁石が取り付けられているため、磁石の
極性に応じて両者が引き合ったり、反発し合ったりする
ことでゲームの面白さを一層増すことができる。

【００２４】また、本発明の球状駆動装置１２はその特
異な駆動特性を利用して、玩具だけでなく一般の家庭用
製品、例えば、掃除機としても応用することができる。
例えば、球状駆動装置１２の外殻表面を粘着性皮膜で覆
い、これを図８に示すように、自宅のカーペット等の上
で転がしておくことで、カーペット上の埃、塵などが粘
着性皮膜に吸着され、カーペットをクリーニングするこ
とができる。

【００２５】また、図９（Ａ）に示すように、球状駆動
装置１２の左側半球外殻１０ａと右側半球外殻１０ｂ各
々の表面に凹凸部１８を複数設け、さらに装置全体を防
水加工処理をする。この球状駆動装置１２を、Ｔシャツ
やスラックス等の洗濯物と一緒に洗濯器１９に入れる
（同図（Ｂ））。球状駆動装置１２の左側半球外殻１０
ａと右側半球外殻１０ｂをそれぞれ駆動することで、凹
凸部１８は洗濯物の中で回転し、洗濯物の汚れを落とす
ことができる。即ち、従来にない新たな洗濯方法を提供
することができる。特に、球状駆動装置１２の左側半球
外殻１０ａと右側半球外殻１０ｂの表面に洗濯液等を予
め塗布しておくと効果的である。

【００２６】また、外殻表面に凹凸部１８を複数設けた
球状駆動装置１２をなべや風呂釜の中にいれて駆動すれ
ば、お湯を攪拌し温度を均一化することができる。

【００２７】この他にも、例えば、ボーリング、ビリヤ
ード、アイスホッケー、野球盤ゲーム等の玉を利用した
ゲームに球状駆動装置１２を利用することができる。

【００２８】また、球状駆動装置１２の外殻表面に猫の
好物を張り付けておき、これを猫の前で前後左右移動さ
せることで、いわゆる“猫じゃらし”として機能させる
こともできる。

【００２９】さらに、本発明の球状駆動装置１２は、こ
れを大型化し、人が搭乗できるように構成することで、
遊園地等の遊戯装置に応用することができる。この場合
は、球状駆動装置１２の外殻を金属等で構成すればよ
い。また、移動性能を高めるため、外殻表面に凹凸部を
設けたり、粘着性のあるテープ等を貼り付けて接地面と
の摩擦力を得るように構成することもできる。

【００３０】また、状態を示すサインとして機能する動
作装置として使うこともできる。例えば、無線を介して
球状駆動装置１２をコンピュータに接続しておき、当該
コンピュータが受信した信号に応じて、当該信号に対応
付けられた所定の動作（右旋回、前進移動等）をするよ
うに構成することもできる。例えば、コンピュータがメ
ールを受信した場合に、ユーザに対してメールが着信し
たことを知らすべく、一定時間所定の挙動（例えば、左
旋回）をする。この場合、メールの送信先アドレスに対
応して球状駆動装置１２の動作パターンを変えてもよ
い。例えば、送信先アドレスが“AAA＠isr．Recruit．c
o．jp”の場合には“左回転”をし、“BBB@isr．Recrui
t．co．jp”の場合には“右回転”をし、他のメールア
ドレスであれば“前進移動”をする、…、という具合に
設定することができる。また、複数のコンピュータにそ
れぞれ異なる無線周波数で接続しておき、それぞれのコ
ンピュータが受信したメールの内容に応じて球状駆動装
置の行動パターンを設定しておくこともできる。

【００３１】さらにまた、球状駆動装置１２に最先端の
宇宙技術を応用することで、月面移動装置としても利用
することができる。

【００３２】以上、説明したように、本実施の形態の球
状駆動装置１２によれば、従来にない新たな駆動方式を
提供することができる。特に、外観が球状の形態をなし
ているため、一見して進行方向等の状態がわからず、動
きに予測性がない。このため、遊戯者には球状駆動装置
１２の動きがトリッキーな動きに感じる。駆動装置の重
心点を外殻球の中心点に対して偏心することで、動きに
特徴を与えることができる。また、外殻の形状が球状を
なしているため、球状駆動装置１２同士が衝突した場合
や、壁等にぶつかった場合には、自動車と違い、如何な
る方向にも方向転換可能であるため、操作性に優れてい
る。

【００３３】また、構造が単純であるため、部品点数を
削減することができ、製造コストの低下を図ることがで
きる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、新規な駆動方式を備え
た駆動装置を提供することができる。特に、重心を球の
中心に対して偏心させることで、予測性のない動きをす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】球状駆動装置の構成図である。

【図２】球状駆動装置のブロック図である。

【図３】赤外線集光器の説明図である。

【図４】球状駆動装置の動作説明図である。

【図５】球状駆動装置の重心位置の説明図である。

【図６】球状駆動装置の制御プログラムフローチャート
である。

【図７】球状駆動装置の使用例の説明図である。

【図８】球状駆動装置の使用例の説明図である。

【図９】球状駆動装置の使用例の説明図である。

【符号の説明】

１…赤外線受光器、２…制御素子、３…基板、４…バッ
テリー、５…シャーシ、６ａ，６ｂ…モータ、７ａ，７
ｂ…駆動軸、８ａ，８ｂ…駆動ギア、９ａ，９ｂ…被駆
動ギア、１０ａ…左側半球外殻、１０ｂ…右側半球外
殻、１１ａ，１１ｂ…頂部、１２…球状駆動装置、１３
…赤外線送信機、１４…中心点、１５…重心点、１６
ａ，１６ｂ…磁石、１７…基台、１８…凹凸部、１９…
洗濯器、２０…分割線、２１…鉛直線、２２…水平線、
２３…赤外線集光器、２４…支持棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】球状の外殻で覆われた駆動装置であっ
て、前記外殻は、外殻内部に設けられた動力発生機構か
らの出力により回転制御自在な、右側半球外殻と左側半
球外殻とから構成されることを特徴とする球状駆動装
置。
【請求項２】重心点の位置が可変可能であることを特
徴とする請求項１に記載の球状駆動装置。
【請求項３】前記重心点が外殻球の中心点に対して偏
心していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載の球状駆動装置。
【請求項４】前記外殻内部に制御素子を備え、送信機
から送られた信号に基づいて前記動力発生機構の出力を
制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち
何れか１項に記載の球状駆動装置。
【請求項５】前記外殻内部に予め制御プログラムが格
納された制御素子を備え、当該制御プログラムに従っ
て、前記動力発生機構の出力を制御することを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の球状
駆動装置。