JPH03140178A - 球状移動物体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に玩具として使用される球状移動物体に関
するものである。

〔従来の技術〕

一般に玩具においては、使用者又は観る者に意外性を与
えて、興味を促すことが必要である。

従来の玩具用の移動物体は、自動車や汽車等の単純に走
行輪によって走行させるものであり、使用者又は観る者
に充分な意外性を与えることができないものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、使用者又は観る者に意外性を与えて、良好に
楽しむことができる球状移動物体を提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による球状移動物体
は次のような点を特徴構成にしている。

球状のケーシング内に、自重により水平面に対して設定
姿勢に復帰自在な重量本体と、前記ケーシングと前記重
量本体とを三次元方向に相対回動させる駆動手段と、そ
の駆動手段の作動を制御する制御手段とが設けられてい
る点を第１の特徴構成にしている。

前記重量本体は、前記ケーシングの中心点と異なる位置
に重心が配置されるとともに、前記中心点を通る第１軸
芯と、前記中心点を通り且つ前記第１軸芯と直交する第
２軸芯周りで回動操作自在に支持され、前記駆動手段は
、前記重量本体を前記第１軸芯及び前記第２軸芯周りで
回動駆動するように構成されている点を第２の特徴構成
にしている。

前記ケーシング内に、外部の操作手段から送信される操
作指令を受信して前記制御手段に伝達する受信手段が設
けられている点を第３の特徴構成にしている。

〔作　用〕

第１の特徴構成では、制御手段が駆動手段を作動させて
球状のケーシングと重量本体とを３次元方向に相対回動
させると、重量本体の方は自重により水平面に対して設
定姿勢に復帰することから、ケーシングの方だけが地面
に対して回動することになるため、移動体は転がりなが
ら移動することになる。この移動体の移動方向は、制御
手段が駆動手段をどのように作動させるのか、つまりケ
ーシングと重量本体とをどの方向の軸芯周りで相対回動
させるかによって決定されることになる。

第２の特徴構成では、重量本体の重心をケーシングの中
心点と異なる位置に配置して、その重心が最下点に移動
しようとする力を利用することによって、重量本体を設
定対地姿勢に復帰させること、並びに、ケーシングと重
量本体との３次元方向へ相対回動を、ケーシングの中心
点を通る第１軸芯周りと、中心点を通り第１軸芯と直交
する第２軸芯の周りでの回転駆動によって行えるように
することを特定している。

この場合、水平方向に近い方の軸芯（例えば第１軸芯と
する）周りで重量本体を回動駆動させれば、重量本体の
方は設定対地姿勢を維持したままで、ケーシングの方だ
けが地面に対して回動し、以て球状移動物体は第１軸芯
と直交する方向へ転がりながら移動することになる。ま
た、垂直方向に近い方の軸芯（例えば第２軸芯とする）
周りで重量本体を回動駆動させれば、ケーシングの方は
地面との摩擦で静止したままで、重量本体の方は設定対
地姿勢を維持しながらも第１軸芯周りで回動し、以て球
状移動物体の第１軸芯をそれに伴って回動するすること
になる。要するにこの場合、重量本体を第１軸芯周りで
回動駆動すれば球状移動物体は転がり移動し、第２軸芯
周りで回動駆動すれば移動方向が変わるのである。

第３の特徴構成では、外部の操作手段から送信される操
作指令をケーシング内の受信手段が受信して、その操作
指令の内容を制御手段に伝達する。制御手段は、操作指
令に基づいて駆動手段の作動を制御するようになる。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成によれば、２次元方向のどの方向へも自
刃で転がって移動する球状移動物体を提供することがで
きるのであり、そして、球状物そのものが転勤するもの
であるから、使用者又は観る者に充分に意外性を与えて
、良好に楽しむことができる。

第２の特徴構成では、第１軸芯と第２軸芯周りの回動駆
動によって球状移動物体を２次元方向のどの方向へも移
動できるので、駆動手段の作動の制御を容易なものとす
ることができる。

また、第１軸芯上と第２軸芯上に存在するケーシングと
重量本体との回動部分を利用することで、重量本体のケ
ーシングに対する支持を簡単な構造のものとすることが
できる。

第３の特徴構成では、外部の操作手段からの操作指令に
よって、前記球状移動物体の駆動手段の作動を制御でき
るようになる。つまり、電波や音波などを用いた遠隔操
縦によって、球状移動物体を移動させたり、停止させた
り、その移動方向を変更できるようになるのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第３図に示しているのは、外部の送信機（Ｒ
）（外部からの操作手段に相当する）から送信されてく
る操作指令によって２次元の任意の方向へ自由に転がり
移動させることが可能な球状移動物体である。この球状
移動物体は、概略的には、球状のケーシング（１）内に
固定されたリングフレーム（２）に、走行操作ユニット
（３）を、ケーシング（１）の中心点（０）を通る操向
用軸芯（ＰＩ）（第１軸芯に相当する）周りで回動自在
に支持させるとともに、重錘（４）（重量本体に相当す
る）を、前記中心点（０）を通り且つ前記操向用軸芯（
Ｐ、）と直交する走行用軸芯（Ｐ２）（第２軸芯に相当
する）周りで回動自在に設けて構成しである。

前記ケーシング（１）は、一対の半球状ケーシング（ｌ
ａ）、　（ｌａ）を接合したものであって、必要に応じ
て容易に２等分割できる構造になっている。また、ケー
シング（１）の接合部分は、リングフレーム（２）上を
沿わせてあり、外部から衝撃を受けても割れにくいよう
に強度を高めである。

前記走行操作ユニット（３）の外殻を形成する主フレー
ム（５）には、第４図にも示すように、減速機構を組み
込んだ一対の電動モータ（Ｍ、）。

（Ｍ２）（駆動手段に相当する）を設けである。そのう
ちの一方の電動モータ（Ｍ１）（以後、操向用モータと
称する）は、その出力軸（６）が操向用軸芯（Ｐ、）に
沿うように配置してあり、その出力軸（６）の先端部を
リングフレーム（２）に固着してあり、他方の電動モー
タ（Ｌ）（以後、走行用モータと称する）は、その出力
軸（７）が走行用軸芯（Ｐ２）に沿うように配置してあ
り、その出力軸（７）の先端部に重錘（４）を設けであ
る。尚、走行操作ユニット（３）は、リングフレーム（
２）に対して、操向用モータ（Ｍ、）の出力軸（６）を
介して支持されている他に、その反対側において、主フ
レーム（５）に固着されたベアリング（８）を介して支
持しである。

前記走行操作ユニット（３）は、単体では、その重心が
走行用軸芯（Ｐ２）上に位置するように、また、重錘（
４）を取り付けた状態では、それらの重心がケーシング
（１）の接合面上に位置するようにしである。即ち、操
向用モータ（Ｍ１）と走行用モータ（Ｍ２）のいずれも
が停止している静止状態では、操向用軸芯（Ｐ１）が鉛
直方向を向き、走行用軸芯（Ｐ２）が水平となる姿勢で
球状移動物体が静止するようにバランスさせである。

このような構成により、走行用モータ（Ｍ２）を駆動す
ると、重錘（４）が重力によって水平面に対する設定姿
勢を保った状態で、逆にケーシング（１）と走行操作ユ
ニット（３）とが走行用軸芯（Ｐ２）周りで回動し、以
て球状移動物体が転がりながら移動していくことになる
。また、操向用モータ（Ｍ−を駆動すると、ケーシング
（１）が地面に対して停止した状態を保った状態で、走
行操作ユニット（３）が操向用軸芯（Ｐ１）周りで回動
し、走行用軸芯（Ｐ２）の向きが変わることになる。

次に、操向用モータ（Ｍ１）と走行用モータ（Ｍ２）を
駆動させるための構成について説明する。

前記送信機（Ｒ）には、操向レバー（９）、自己保持型
の前後進切換レバー（１０）、指令送信用のアンテナ（
１１）などを備えである。操向レバー（９）は、中央の
中立位置に復帰付勢された復帰型であり、中立位置より
左右いずれかの方向へ操作すると操向指令が送信され、
中立位置に戻すと送信が停止される。また、前後進切換
レバー（１０）は、操作した位置に保持される自己保持
型であり、中立位置より上へ操作すると前進指令が送信
され、下へ操作すると後進指令が送信され、中立位置へ
戻すと送信が停止される。因みに、この球状移動物体に
は前後の区別は存在ないが、説明をわかりやすくするた
めに前進と後進があるものとする。

次に、前記両モータ（Ｍ１）、（Ｌ）の作動を制御する
制御手段（Ｈ）について説明する。

前記走行操作ユニット（３）の主フレーム（５）には、
送信機（Ｒ）から送信されてきた操向指令と走行指令を
同時に受信する受信機（１２）（受信手段に相当する）
、受信された操向指令と走行指令に基づいて各々駆動さ
れる操向用サーボモータ（１３）と走行用サーボモータ
（１４）、操向用サーボモータ（１３）と走行用サーボ
モータ（１４）の作動に連動して各々切り換わる操向用
スイッチ（１５）と走行用スイッチ（１６）を設けであ
る。尚、操向用サーボモータ（１３）の出力部と操向用
スイッチ（１５）、並びに走行用サーボモータ（１４）
の出力部と走行用スイッチ（１６）とは、各々ロッド（
１７）、　（１８）を介して連動連結しである。

前記操向用スイッチ（１５）と走行用スイッチ（１６）
は、主フレーム（５）に設けられた制御基板（１９）に
配線しである。この制御基板（１９）には、操向用モー
タ（Ｍ１）と走行用モータ（Ｌ）、これらモータ（Ｍ１
）、（Ｍ２）並びに受信機（１２）に給電するための１
２Ｖの第１直流電源（Ｖ１）を配線しである。

また、制御基板（１９）自体を動作させるための９Ｖの
第２直流電源（■２）も配線しである。尚、図中では配
線コードは省略する。

このような構成により、操向レバー（９）を中立位置か
ら左右いずれかの方向へ操作すると、操向用サーボモー
タ（１３）が正逆転いずれかの側へ作動して、ロッド（
１７）が押し引きされ、操向用スイッチ（１５）がＯＮ
に切り換わるとともに、第１直流電源（ｖ１）から操向
用モータ（Ｍ、）へ給電され、操向用モータ（Ｍ１）が
一方向へ駆動されることになる。また、前後進切換レバ
ー（１０）を中立位置から上（下）へ操作すると、走行
用サーボモータ（Ｍ、）が正転側（逆転側）へ作動して
、ロッド（１８）が押し引きされ、走行用スイッチ（１
６）が前進ＯＮ　（後進ＯＮ）に切り換わるとともに、
第１直流電源（■１）から走行用モータ（Ｍ２）へ給電
され、走行用モータ（■２）が正転方向（逆転方向）へ
駆動されることになる。

本実施例の球状移動物体では、走行用モータ（Ｍ２）が
停止して、しかも操向用軸芯（Ｐ１）が鉛直方向へ向い
た場合のみ操向用モータ（Ｍ１）が駆動されるよう制御
を行っている。換言すると、走行用モータ（Ｍ２）の駆
動が操向用モータ（Ｍ１）の駆動に対して優先されるよ
うになっている。

前記主フレーム（５）の重錘側の、走行用軸芯方向視に
おける操向用軸芯（Ｐ１）上に、１８０度の間隔でリミ
ットスイッチ（ＬＳＷ）を２個設けてあり、これらリミ
ットスイッチ（ＬＳＷ）を制御基板（１９）に配線しで
ある。モして重錘（４）が、走行用軸芯方向視における
操向用軸芯（Ｐ１）上に位置すると、いずれかのリミッ
トスイッチ（ＬＳＩＶ）がＯＮするようにしである。

第５図に示すように、前記リミットスイッチ（ＬＳＷ）
、並びに操向用スイッチ（１５）と走行用スイッチ（１
６）は、制御基板（１９）上に配備されたゲート回路（
Ｇ）の入力側に接続してあり、これらゲート回路（Ｇ）
の出力側には、操向用リレー回路（２０）と走行用リレ
ー回路（２１）とを接続しである。ゲート回路（Ｇ）は
、ＮＡＮＤＡＮＤ回路ＮＤＩ）。

（ＮＡＮＤ２）、ＡＮＤ回路（ＡＮＤＩ）、　（ＡＮＤ
２）、ＯＲ回路（ＯＲ）、ＮＯＲ回路（ＮＯＲ）、Ｒ−
Ｓフリップフロップ（Ｆ）から構成しである。操向用リ
レー回路（２０）は、ゲート回路（Ｇ）の出力に基づい
て操向用モータ（Ｍ、）への給電を入り切りするための
もので、走行用リレー回路（２１）は、ゲート回路（Ｇ
）の出力に基づいて走行用モータ（Ｍ２）への給電を入
り切りするためのものである。尚、図中（ＳＷ）は、ゲ
ート回路（Ｇ）のメインスイッチであり、制御基板（Ｉ
９）上に設けである。

次に、ゲート回路（Ｇ）の具体的な動作について説明す
る。

走行用スイッチ（１６）が前進ＯＮに切り換わった場合
、第１ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤＩ）と第２ＮＡＮＤ回路
（ＮＡＮＤ２）の出力は１、ＯＲ回路（ＯＲ）の出力は
Ｌ　Ｒ−Ｓフリップフロップ（Ｆ）の第１出力（Ｑ、）
はＩ、第２出力（Ｑ２）はＯになる。そのため、第１Ａ
ＮＤ回路（ＡＮＤＩ）の出力は１、第２ＡＮＤ回路（Ａ
ＮＤ２）の出力は０、ＮＯＲ回路（ＮＯＲ）の出力は０
となり、走行用モータ（Ｍ２）が前進側へ駆動される。

この場合、いずれかのリミットスイッチ（ＬＳＷ）がＯ
Ｎに切り換わっても、第２ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ２）
の出力が１からＯに反転するが、第１ＡＮＤ回路（ＡＮ
ＤＩ）と第２ＡＮＤ回路（ＡＮＤ２）の出力は不変であ
り、前進状態が維持される。

走行用スイッチ（１６）が前進ＯＮからＯＦＦに切り換
わった場合、リミットスイッチ（ＬＳＷ）がＯＦＦであ
る間は、Ｒ−Ｓフリップフロップ（Ｆ）の保持作用によ
って第１ＡＮＤ回路（ＡＮＤＩ）と第２ＡＮＤ回路（Ａ
ＮＤ２）の出力は不変であり、前進状態が維持されるが
、ＯＮに切り換われば、第１ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤＩ
）が１から０に反転することで第１ＡＮＤ回路（ＡＮＤ
Ｉ）も１から０に反転し、走行用モータ（Ｍ２）は停止
する。

走行用スイッチ（１６）が後進ＯＮに切り換わった場合
、第１ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤＩ）と第２ＮＡＮＤ回路
（ＮＡＮＤ２）の出力は１、ＯＲ回路（ＯＲ）の出力は
１、Ｒ−Ｓフリップフロップ（Ｆ）の第１出力（Ｑ１）
は０、第２出力（Ｑ２）は１になる。そのため、第１Ａ
ＮＤ回路（ＡＮＤＩ）の出力は０、第２ＡＮＤ回路（Ａ
ＮＤ２）の出力は１、ＮＯＲ回路（ＮＯＲ）の出力は０
となり、走行用モータ（Ｍ２）が後進側へ駆動される。

この場合、いずれかのリミットスイッチ（ＬＳＷ）がＯ
Ｎに切り換わっても、第１ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤＩ）
の出力が１から０に反転するが、第１ＡＮＤ回路（ＡＮ
ＤＩ）と第２ＡＮＤ回路（ＡＮＤ２）の出力は不変であ
り、後進状態が維持される。

走行用スイッチ（１６）が後進ＯＮからＯＦＦに切り換
わった場合、リミットスイッチ（ＬＳＷ）がＯＦＦであ
る間は、Ｒ−Ｓフリップフロップ（Ｆ）の保持作用によ
って第１ＡＮＤ回路（ＡＮＤＩ）と第２ＡＮＤ回路（Ａ
ＮＤ２）の出力は不変であり、後進状態が維持されるが
、ＯＮに切り換われば、第２ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ２
）が１から０に反転することで第２ＡＮＤ回路（ＡＮＤ
２）も１から０に反転し、走行用モータ（Ｍ、）は停止
する。

走行用スイッチ（１６）がＣ）Ｆ　Ｆに切り換わり、い
ずれかのリミットスイッチ（ＬＳＷ）がＯＮに切り換わ
った場合は、第１ＮＡＮＤ回路（ＮＡＮＤＩ）と第２Ｎ
ＡＮＤ回路（ＮＡＮＤ２）の出力は共に０であるため、
ＯＲ回路（ＯＲ）の出力も０になる。このような状態で
操向用スイッチ（１５）がＯＮになると、ＮＯＲ回路（
ＮＯＲ）の出力が１となり、操向用モータ（Ｍ１）が駆
動される。

要するにこのゲート回路（Ｇ）では、走行用スイッチ（
１６）が−旦前進ＯＮ又は後進ＯＮに切り換わると、後
にＯＦＦに切り換わったとしても、いずれかのリミット
スイッチ（ＬＳＷ）がＯＮに切り換わるまでは、前進Ｏ
Ｎ又は後進ＯＮの状態が維持されることになる。そして
走行用スイッチ（１６）がＯＦＦに切り換わり、いずれ
かのリミットスイッチ（ＬＳＷ）がＯＮに切り換わった
状態でのみ、操向用モータ（Ｍ１）の駆動が可能になる
のである。

〔別実施例〕

以下、本発明の別実施例を列記する。

（ａ）第７図に示すように、重量本体（４）を平面視で
円形に形成し、その外周に複数の遊転ローラ（２４）を
設けるとともに、底部に一個の車輪（２５）を取り付け
、この車輪（２５）を鉛直方向に沿う操向軸芯（Ｐ１）
周りで向き変更自在に構成する。そしてこの重量本体（
４）を球状のケーシング（１）内の下半分に、車輪（２
５）に支持される状態で収納する。このようにすれば、
車輪（２５）を正逆に回転駆動することで球状移動物体
を転がり移動させることができ、車輪（２５）の向きを
変更するとによって移動方向も変更できるものとなる。

（ｂ）第８図に示すように、重量本体（４）の外側に４
個の車輪（２５ａ）〜（２５ｄ）を取り付け、隣接しな
い車輪（２５ａ）、　（２５ｃ）と（２５ｂ）、　（２
５ｄ）同士が同時に且つ同方向に回転駆動されるように
する。そしてこの重量本体（４）をケーシング（１）内
に収納し、４個の車輪（２５ａ）〜（２５ｄ　）がケー
シング（１）の内周面に接触するようにする。このよう
にすれば、どちらかの組の車輪（２５ａ）、　（２５ｃ
）又は（２５ｂ）、　（２５ｄ）を駆動することによっ
て球状移動物体を転がり移動させることができ、しかも
、両方の組の車輪（２５ａ）。

（２５ｃ）と（２５ｂ）、　（２５ｄ）を同時に駆動し
、且つその回転速度比を変更することによって移動方向
を所望の方向に変更できるものとなる。

（Ｃ）リミットスイッチ（ＬＳＷ）を省略し、操向用モ
ータ（Ｍ１）と走行用モータ（λ１□）とを同時に駆動
できるようにしてもよい。

（ｄ）制御手段（Ｇ）を、マイクロコンピュータを用い
て構成してもよい。

（ｅ）上述の如く球状移動体物体の内部にマイクロコン
ピュータを組み込む場合には、プログラムされた命令に
従って操向用モータ□Ｊ１）や走行用モータ（Ｍ２）を
駆動させて自立走行させてもよい。

（０ケーシング（１）の形状は、歪んだ球形であっても
よい。例えば、サッカーボール、バレーボール、ラグビ
ーボールのような形状であってもよい。

（ｇ）球状移動体物体を、電波以外の方法で遠隔操作す
るようにしてもよい。例えば音声、超音波、赤外線など
を用いて遠隔操縦するようにしてもよい。

（「）制御基［（１９）上にＦ　Ｍ受信機とスピーカを
設け、外部のＦ　Ｍマイクに向かってしゃべった言葉が
球状移動物体内で再生されるようにしてもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明に係る球状移動物体の実施例を示し、第１
図は本体の側面図と送信機の正面図、第２図は斜視図、
第３図は後面図、第４図は走行操作ユニットの斜視図、
第５図は電気回路図、第６図は移動方向の変更方法を示
す平面図である。第７図と第８図は別実施例の斜視図で
ある。 （旧・・・・・・制御手段、（Ｍｌ　）、　（Ｍｚ　）
・・・・・・駆動手段、（０）・・・・・・中心点、（
Ｒ）・・・・・・操作手段、（１）・・印・ケーシング
、（４）・・・・・・重量本体、（１２）・山・・受信
手段。 第２図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、球状のケーシング（１）内に、自重により水平面に
   対する設定姿勢に復帰自在な重量本体（４）と、前記ケ
   ーシング（１）と前記重量本体（４）とを三次元方向に
   相対回動させる駆動手段（Ｍ＿１）、（Ｍ＿２）と、そ
   の駆動手段（Ｍ＿１）、（Ｍ＿２）の作動を制御する制
   御手段（Ｈ）とが設けられている球状移動物体。 ２、前記重量本体（４）は、前記ケーシング（１）の中
   心点（０）と異なる位置に重心が配置されるとともに、
   前記中心点（０）を通る第１軸芯（Ｐ＿１）と、前記中
   心点（０）を通り且つ前記第１軸芯（Ｐ＿１）と直交す
   る第２軸芯（Ｐ＿２）周りで回動操作自在に支持され、
   前記駆動手段（Ｍ＿１）、（Ｍ＿２）は、前記重量本体
   （４）を前記第１軸芯（Ｐ＿１）及び前記第２軸芯（Ｐ
   ＿２）周りで回動駆動するように構成されている請求項
   １記載の球状移動物体。 ３、前記ケーシング（１）内に、外部の操作手段（Ｒ）
   から送信される操作指令を受信して前記制御手段（Ｈ）
   に伝達する受信手段（１２）が設けられている請求項１
   又は２記載の球状移動物体。