特開 2022-187093 玩具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187093

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】玩具

(51)【国際特許分類】

   A63H 3/33 20060101AFI20221212BHJP

   A63H 33/00 20060101ALI20221212BHJP

【ＦＩ】

A63H3/33 C

A63H33/00 P

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094909

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000102108

【氏名又は名称】イワヤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100062764

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 襄

(72)【発明者】

【氏名】中野 殖夫

(72)【発明者】

【氏名】東山 誠

【テーマコード（参考）】

2C150

【Ｆターム（参考）】

2C150AA05

2C150CA02

2C150DA05

2C150DF04

2C150EF13

2C150EF16

2C150EF50

2C150FA04

(57)【要約】

【課題】少ない電池の本数で多様な動作をさせることが可能な玩具を提供する。
【解決手段】玩具１は、玩具本体と、複数の電池を取り付け可能な電源部１０と、電源部１０からの給電により動作可能な一及び他の電動部８，１７と、玩具本体の傾斜を検出する傾斜センサ２７と、傾斜センサ２７による玩具本体の傾斜の検出の有無に応じて一の電動部８と他の電動部１７とを選択的に動作させる動作切替部２５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

玩具本体と、
複数の電池からの給電により動作可能な一及び他の電動部と、
前記玩具本体の傾斜を検出する傾斜センサと、
前記傾斜センサによる前記玩具本体の傾斜の検出の有無に応じて前記一の電動部と前記他の電動部とを選択的に動作させる動作切替部と、
を備えることを特徴とした玩具。

【請求項2】

一の電動部は、玩具本体の少なくとも一部を動作させる駆動部であり、
他の電動部は、音声を出力する音声出力部である
ことを特徴とした請求項１記載の玩具。

【請求項3】

一及び他の電動部は、２つの電池からの給電により動作可能である
ことを特徴とした請求項１または２記載の玩具。

【請求項4】

動作切替部は、トランジスタを有し、このトランジスタのオンオフの切り替えに応じて一の電動部と他の電動部とを選択的に動作させる
ことを特徴とした請求項１ないし３のいずれか一記載の玩具。

【請求項5】

他の電動部が動作しているときに傾斜センサによる玩具本体の傾斜の検出の有無に応じた動作切替部による切り替えを生じさせない動作制限部を備える
ことを特徴とした請求項１ないし４のいずれか一記載の玩具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の電池からの給電により動作可能な電動部を備える玩具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、電池を電源として動作する電動玩具が知られている。電動玩具には、例えば単三乾電池２本を用い、３Ｖの電圧で駆動することが多い。このような電動玩具において、より付加価値を上げる手段として、音声出力ＩＣを用いたものやセンサで動作を切り替えるものを作りたいというニーズがある。例えば、傾斜センサを用い、電動玩具の姿勢に応じて音声出力ＩＣから異なる鳴き声を出力する電動玩具が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、音声出力ＩＣを用いて鳴き声を出力させたり、センサを追加して操作することでモータを用いて異なる動きをさせたりする電動玩具の場合には、モータが動作時に大電流を必要とすることにより、モータが動作すると電池からの電流がモータへと引っ張られ、電源電圧が急激に降下することで、一般的な玩具用の音声出力ＩＣの最低動作電圧である２．３Ｖを下回り、音声出力ＩＣが暴走したりリセットしたりして動作が不安定になる等、正常に動作できなくなるという問題がある。したがって、電池２本を用いた電源電圧３Ｖの電源では、電池が新品で電池電圧が３Ｖに近い時しか動作させることができず、音声出力ＩＣを用いて動作を切り替えるような電動玩具の場合、電池３本を用いて電源電圧を４.５Ｖにする必要があった。

【0005】

他方、電動玩具は、大きさやコストの制限があり、電池２本の３Ｖ仕様を変更しないことが望まれる。

【0006】

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、少ない電池の本数で多様な動作をさせることが可能な玩具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１記載の玩具は、玩具本体と、複数の電池からの給電により動作可能な一及び他の電動部と、前記玩具本体の傾斜を検出する傾斜センサと、前記傾斜センサによる前記玩具本体の傾斜の検出の有無に応じて前記一の電動部と前記他の電動部とを選択的に動作させる動作切替部と、を備えるものである。

【0008】

請求項２記載の玩具は、請求項１記載の玩具において、一の電動部は、玩具本体の少なくとも一部を動作させる駆動部であり、他の電動部は、音声を出力する音声出力部であるものである。

【0009】

請求項３記載の玩具は、請求項１または２記載の玩具において、一及び他の電動部は、２つの電池からの給電により動作可能であるものである。

【0010】

請求項４記載の玩具は、請求項１ないし３のいずれか一記載の玩具において、動作切替部は、トランジスタを有し、このトランジスタのオンオフの切り替えに応じて一の電動部と他の電動部とを選択的に動作させるものである。

【0011】

請求項５記載の玩具は、請求項１ないし４のいずれか一記載の玩具において、他の電動部が動作しているときに傾斜センサによる玩具本体の傾斜の検出の有無に応じた動作切替部による切り替えを生じさせない動作制限部を備えるものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、少ない電池の本数で多様な動作をさせることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施の形態に係る玩具の内部構成を模式的に示す回路図である。

【図2】同上玩具の内部構成のブロック図である。

【図3】同上玩具の玩具本体の一の使用状態を示す側面図である。

【図4】同上玩具の玩具本体の他の使用状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0015】

図３及び図４において、１は玩具である。本実施の形態では、玩具１は、動物を模して形成された玩具本体２を備える動物玩具である。

【0016】

玩具本体２は、例えば四肢動物、好ましくは犬、猫等の愛玩動物を模している。玩具本体２は、合成樹脂製等の硬質の骨格部、及び、その骨格部を覆う表皮部等を有する。図示される例では、玩具本体２は、頭部３、胴体部４、脚部５、尻尾部６等を有する。頭部３、脚部５等は、可動的に設けられた可動部である。

【0017】

頭部３、脚部５等の可動部は、図２に示す一の電動部８により動作される。一の電動部８は、電源部１０からの給電により動作可能である。すなわち、玩具１は、電源部１０からの給電により動作する電動動物玩具である。

【0018】

本実施の形態において、一の電動部８は、駆動部である。一の電動部８は、電源部１０からの給電により連続的または断続的に動作する。図示される例では、一の電動部８は、一の電動部本体であるアクチュエータとしてのモータ１２、及び、モータ１２の回転を可動部の動作に変換する動作変換部であるギヤボックス１３等を有する。ギヤボックス１３は、カムやギヤを有し、モータ１２の回転に伴い、頭部３、脚部５等（図３）が予め決められた所定の動作を定期的に繰り返すように構成されている。図３に示すように、脚部５が動作することにより、玩具１が歩行可能となっている。また、一例として、図２に示すように、ギヤボックス１３は、物理的に駆動されることで動物の鳴き声を模した音声を出力する笛箱１５を備えていてもよい。例えば、玩具本体２（図３）が子犬を模したものである場合には、笛箱１５は、「キャンキャン」等の音声を出力するように構成される。

【0019】

また、玩具１には、一の電動部８と異なる動作を行う他の電動部１７が備えられる。他の電動部１７は、電源部１０からの給電によって動作する。他の電動部１７は、例えば電気的に合成された音声を出力する音声出力部である。他の電動部１７は、電動部１０からの給電により予め決められた一定時間動作をする。他の電動部１７は、出力部本体である音声出力ＩＣ２０、及び、スピーカ２１等を有する。音声出力ＩＣ２０は、例えば予めプログラムが書き込まれたマイコン等の汎用の制御素子である。

【0020】

一の電動部８と他の電動部１７とは、動作切替部２５により選択的に動作される。動作切替部２５は、傾斜センサ２７による玩具本体２（図３）の傾斜の検出の有無に応じて一の電動部８と他の電動部１７とを選択的に動作させる。すなわち、電源部１０からの給電は、動作切替部２５と傾斜センサ２７とによって一の電動部８と他の電動部１７とに選択的に振り分けられる。本実施の形態では、動作切替部２５は、傾斜センサ２７及び音声出力ＩＣ２０と一体的にユニット化されている。

【0021】

図３及び図４に示すように、傾斜センサ２７は、例えば玩具本体２に取り付けられ、玩具本体２を水平状の設置面に置いた状態（図３）と、そこから持ち上げる等して傾いた状態（図４）とでオンオフが切り替わることで、玩具本体２の傾斜を検出するように構成されている。

【0022】

次に、動作切替部を含む玩具１の回路構成の一例について、図１を参照しながら詳細に説明する。

【0023】

玩具１において、電源部１０は、複数の電池２９が取り付けられて構成される。つまり、玩具１は、電池駆動式である。電池２９は、例えば２本が使用される。これら電池２９は電源部１０において直列に接続される。一例として、電池２９は、１．５Ｖの公称定格電圧に設定された単三乾電池が用いられる。すなわち、電池２９を２本直列に用いることで、電源部１０から３Ｖの電圧が各部に供給されるように構成されている。電池２９は、電池ボックス等に着脱可能に取り付けられる。

【0024】

また、電源部１０には、電源スイッチ３０が備えられる。電源スイッチ３０は、玩具１の全体の動作開始・停止を切り替えるメインスイッチである。

【0025】

電源部１０には、一の電動部８のモータ１２が電気的に接続されている。モータ１２には、動作切替部２５の少なくとも一部をなすスイッチ素子３２が電気的に接続されている。スイッチ素子３２は、例えばトランジスタである。図示される例では、スイッチ素子３２は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。スイッチ素子３２のエミッタは接地され、コレクタはモータ１２と電気的に接続されている。また、スイッチ素子３２の制御端子であるベースは、動作切替部２５の一部をなす抵抗３３を介して音声出力ＩＣ２０のトリガ用端子と電気的に接続されている。スイッチ素子３２のオンオフに応じて、スイッチ素子３２のベースから、抵抗３３を介して音声出力ＩＣ２０のトリガ用端子に対し、音声出力ＩＣ２０の停止・動作を切り替えるためのハイレベルまたはローレベルのトリガ信号が入力される。

【0026】

さらに、スイッチ素子３２のベースは、抵抗３３を介してスイッチ素子３４と電気的に接続されている。スイッチ素子３４は、例えばトランジスタである。図示される例では、スイッチ素子３４は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。スイッチ素子３４のコレクタは抵抗３３を介してスイッチ素子３２のベースと接続されるとともに抵抗３５を介して接地され、エミッタは電源部１０と電気的に接続されている。スイッチ素子３４の制御端子であるベースは抵抗３６を介して接地されているとともに、傾斜センサ２７を介して電源部１０と電気的に接続されている。

【0027】

さらに、スイッチ素子３４のベースには、スイッチ素子３７が電気的に接続されている。スイッチ素子３７は、例えばトランジスタである。図示される例では、スイッチ素子３７は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。スイッチ素子３７のエミッタは、電源部１０と電気的に接続され、コレクタはスイッチ素子３４のベースと電気的に接続されている。また、スイッチ素子３７の制御端子であるベースは、抵抗３８を介して、他の電動部１７の音声出力ＩＣ２０の動作状態出力端子と電気的に接続されている。音声出力ＩＣ２０の動作状態、すなわち音声出力ＩＣ２０を介して合成音声が出力されているか否かに応じて、音声出力ＩＣ２０の動作状態出力端子からスイッチ素子３７のベースに対し、音声出力ＩＣ２０の動作・停止を示すローレベルまたはハイレベルの動作状態信号が入力される。スイッチ素子３４、抵抗３５スイッチ素子３７、抵抗３８、及び、音声出力ＩＣ２０の動作状態出力端子により、他の電動部１７が動作しているときに傾斜センサ２７の検出結果に応じた動作切替部２５による切り替えを生じさせない動作制限部３９が構成されている。

【0028】

音声出力ＩＣ２０の電源用端子は、電源部１０と電気的に接続されている。また、音声出力ＩＣ２０の入力端子には、合成音声のデータを記憶した音声データ記憶部である音声ＲＯＭ４０が電気的に接続されている。音声ＲＯＭ４０の電源用端子は、電源部１０と電気的に接続されている。

【0029】

また、音声出力ＩＣ２０の出力端子は、音声ＲＯＭ４０から読み出された音声データを出力する端子である。音声出力ＩＣ２０の出力端子は、フィルタ部４１を介して、信号増幅部である音声アンプ４２の入力端子と電気的に接続されている。音声アンプ４２の電源用端子は、電源部１０と電気的に接続されている。音声アンプ４２の出力端子は、スピーカ２１と電気的に接続されている。

【0030】

次に、一実施の形態の動作を説明する。

【0031】

電池２９を電源部１０に装着し、電源スイッチ３０を投入すると、電源部１０から、各部に電源が供給される。

【0032】

例えば図３に示すように、玩具１を床面等の設置面上に置いている場合、玩具本体２が傾斜しないことから、傾斜センサ２７は反応せず、オフの状態を維持する。

【0033】

図１に示す傾斜センサ２７がオフであるとき、スイッチ素子３４のベースが抵抗３６を介して接地されたローレベルとなるため、スイッチ素子３４がオンされる。そのため、このスイッチ素子３４のコレクタと電気的に接続されているスイッチ素子３２のベースがスイッチ素子３４を介して電源部１０と電気的に接続されることでハイレベルとなり、スイッチ素子３２がオンされることで、電源部１０からモータ１２に電流が流れ、モータ１２が動作し、ギヤボックス１３を介して可動部が動作される。すなわち、一の電動部８が動作する。これにより、例えば玩具１は、歩行、立ち止まり、鳴き、伏せ、歩行、等の自動歩行動作を繰り返す。

【0034】

このとき、音声出力ＩＣ２０のトリガ用端子には、スイッチ素子３２のベース電圧、すなわちハイレベルのトリガ信号が入力される。そのため、音声出力ＩＣ２０は、書き込まれているプログラムに基づき、動作をせずに待機状態を維持する。すなわち、他の電動部１７は動作を停止している。また、音声出力ＩＣ２０の動作状態出力端子からハイレベルの動作状態信号をスイッチ素子３７のベースへと抵抗３８を介して出力することで、スイッチ素子３７がオフの状態となり、傾斜センサ２７による玩具本体２の傾斜の検出が有効となっている。

【0035】

一方、例えば図４に示すように、玩具１を持ち上げた場合、玩具本体２が傾斜すると傾斜センサ２７がこの玩具本体２の傾斜を検出してオンの状態となる。

【0036】

図１に示す傾斜センサ２７がオンであるとき、スイッチ素子３４のベースは電源部１０と電気的に接続されたハイレベルとなるため、スイッチ素子３４がオフされる。そのため、このスイッチ素子３４のコレクタと電気的に接続されているスイッチ素子３２のベースが抵抗３５を介して接地されたローレベルとなるため、スイッチ素子３２がオフされることで、モータ１２に供給される電力が遮断され、モータ１２が動作を停止する。すなわち、一の電動部８が動作を停止する。本実施の形態では、玩具本体２の頭部３や脚部５等の可動部、及び、笛箱１５により機械的に発生される鳴き声が停止する。

【0037】

一方、このとき音声出力ＩＣ２のトリガ用端子には、スイッチ素子３２のベース電圧、すなわちローレベルのトリガ信号が入力される。そのため、音声出力ＩＣ２０は、書き込まれているプログラムに基づき、動作を開始して音声ＲＯＭ４０から所定の音声データを読み出す。音声ＲＯＭ４０から読み出された音声データは、音声出力ＩＣ２０の入力端子に入力され、音声出力ＩＣ２０の出力端子からフィルタ部４１を介して音声アンプ４２に入力される。音声アンプ４２では、入力された信号を増幅し、スピーカ２１から出力させる。すなわち、他の電動部１７が動作する。

【0038】

また、音声出力ＩＣ２０は、音声を出力させる動作を開始すると、動作状態出力端子からローレベルの動作状態信号をスイッチ素子３７のベースへと抵抗３８を介して入力することで、スイッチ素子３７がオンの状態となる。そのため、スイッチ素子３４のベースがハイレベルとなることで、スイッチ素子３４がオフ状態となる。音声出力ＩＣ２０からの動作状態信号は、音声出力ＩＣ２０が動作を継続している間、ローレベルを維持するので、その間、スイッチ素子３４のベースがハイレベルに維持されることで、傾斜センサ２７の検出のオンオフの切り替わりに拘らず、スイッチ素子３４がオフ状態を維持する。したがって、音声出力ＩＣ２０による音声出力動作が終了するまで、すなわち他の電動部１７の動作が終了するまで、動作制限部３９により傾斜センサ２７による玩具本体２の傾斜の検出結果が無視されることで動作切替部２５による切り替えが生じず、他の電動部１７が動作を継続するとともにモータ１２すなわち一の電動部８が動作停止状態を維持する。また、他の電動部１７の動作が一定時間後に一旦終了しても、その時点で傾斜センサ２７が玩具本体２の傾斜を検出していれば、他の電動部１７が再度一定時間動作する。したがって、他の電動部１７は、傾斜センサ２７が玩具本体２の傾斜を検出している間、一定時間の動作を繰り返す。

【0039】

そして、玩具１を再度床面等の設置面上に置くと、傾斜センサ２７がオフされることで、他の電動部１７の動作が終了している状態では動作切替部２５の切り替え動作により一の電動部８が動作し、他の電動部１７が動作しないように切り替わる。

【0040】

このように、上記一実施形態によれば、傾斜センサ２７による玩具本体２の傾斜の検出の有無に応じて一の電動部８と他の電動部１７とを動作切替部２５によって選択的に動作させることで、複数の電池２９からの給電の振り分け先を傾斜センサ２７の検出に応じて切り換え、一の電動部８と他の電動部１７とで同時に電力を消費することを避けることができる。そのため、少ない電池２９の本数であっても、すなわち電池２９の供給電力が比較的小さい構成であっても、一の電動部８と他の電動部１７とを切り替えて異なる動作をさせることができ、多様な動作をさせることが可能となる。

【0041】

本実施の形態では、一及び他の電動部８，１７が、２つの電池２９からの給電により動作可能であるため、電源部１０及び玩具１（玩具本体２）を小型に作ることができる。したがって、消耗品である電池２９を購入する金額が少なくて済み、ユーザのコストメリットも高い。

【0042】

例えば、一の電動部８を、玩具本体２の少なくとも一部を動作させる駆動部とし、他の電動部１７を、音声を出力する音声出力部とすることで、一の電動部８が動作しているとき、すなわち傾斜センサ２７により玩具本体２の傾斜を検出しないときには玩具本体２の少なくとも一部が動く動作を行い、他の電動部１７が動作しているとき、すなわち傾斜センサ２７により玩具本体２の傾斜を検出したときには玩具本体２の少なくとも一部の動きを止め、音声を出力する動作を行うことができる。

【0043】

特に、一の電動部８にモータ１２を用いる場合、モータ１２が動作すると電源部１０からの電流がモータ１２へと引っ張られることで電源部１０の電圧が急降下するため、他の電動部１７に音声出力ＩＣ２０を用いる場合、一の電動部８と他の電動部１０とを同時に動作させると、電源部１０から音声出力ＩＣ２０に供給される電圧が急激に低下し、動作が不安定となることが懸念される。そのため、本実施の形態によれば、傾斜センサ２７及び動作切替部２５を用いて一の電動部８と他の電動部１０とのいずれかを選択的に動作させるようにすることで、他の電動部１０を動作させる際に一の電動部８のモータ１２の動作に伴う電源部１０の電圧の急激な低下を生じさせず、他の電動部１０の音声出力ＩＣ２０を安定的に動作させることができる。

【0044】

玩具本体２が動物を模して形成されている場合、ユーザによる玩具１の抱き上げによって一の電動部８の動作が停止し他の電動部１７の動作が開始されるので、玩具本体２が模している動物に対するユーザの自然な行動に応じて玩具１の動作を切り替えることが可能となり、ユーザは玩具１を通じて動物と遊ぶという疑似体験ができ、遊びの変化が生まれ、興趣性が向上する。

【0045】

例えば、一の電動部８によって玩具本体２の脚部５を動作させるようにすることで、脚部５の動きによってあたかも動物が設置面を歩行するように構成できるとともに、ユーザが玩具１を設置面から抱き上げると一の電動部８の停止によって脚部５の動作が停止し、抱き上げやすくなり、かつ、他の電動部１７が動作したときに出力する音声を玩具本体２が模している動物に応じてその動物が甘える鳴き声、例えば玩具本体２が子犬を模している場合には「くーん……くーん」等の鳴き声とすることで、玩具１を抱きしめてかわいがるユーザに、「抱き上げたら嬉しそうに甘えてくれている」と感じさせることができる。

【0046】

また、例えば玩具本体２の頭部３にタッチセンサ等の接触センサを配置することで、玩具本体２を抱き上げたユーザが頭部３を撫でる動作を検出した場合に、他の電動部１７において、音声出力ＩＣ２０が音声ＲＯＭ４０から読み出す音声データを異ならせることにより、あたかもユーザの動物をかわいがる動作に応じて動物が自然に反応しているように演出でき、興趣性を向上することが可能になる。

【0047】

さらに、動作切替部２５が、トランジスタであるスイッチ素子３２を有し、スイッチ素子３２のオンオフの切り替えに応じて一の電動部８と他の電動部１７とを選択的に動作させるので、電池２９の本数が少ない、すなわち供給電力が小さい構成であっても、スイッチ素子３２のオンオフを容易に切り替えることができ、動作切替部２５を安価に、かつ、容易に構成できる。

【0048】

他の電動部１７が動作しているときに傾斜センサ２７による玩具本体２の傾斜の検出の有無に応じた動作切替部２５による切り替えを生じさせない動作制限部３９を備えることで、他の電動部１７が動作している最中に玩具本体２の姿勢を変化させたとしても、他の電動部１７が一定の動作を終了するまでは一の電動部８の動作に切り替わることがなく、他の電動部１７の動作が中断されることがない。

【0049】

なお、上記一実施の形態において、傾斜センサ２７のオンオフについては、その切り替わりが重要であって、オンオフは上記の説明と逆になっていても構わない。その場合、スイッチ素子のオンオフ及び音声出力ＩＣ２０の動作等も同様に反転させることで、同様に構成することが可能である。

【0050】

また、各スイッチ素子は、他のスイッチ素子を用いて等価な回路を構成してもよい。例えば、ＮＰＮ型のトランジスタとＰＮＰ型とのトランジスタとを入れ替えて、等価な回路を構成することが可能である。

【0051】

動作制限部３９は、他の電動部１７が動作しているときに傾斜センサ２７の検出結果を無視する構成としたが、これに限らず、他の電動部１７が動作しているときに傾斜センサ２７の検出動作自体を無効にする構成としてもよい。

【0052】

また、動作制限部３９は、必須の構成ではなく、他の電動部１７が動作しているときに傾斜センサ２７が玩具本体２の傾斜を検出しなくなった場合に動作切替部２５が他の電動部１７の動作を停止させ、一の電動部８を動作させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ 玩具
２ 玩具本体
８ 一の電動部
１７ 他の電動部
２５ 動作切替部
２７ 傾斜センサ
２９ 電池
３２ トランジスタであるスイッチ素子
３９ 動作制限部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】