特開 2023-49118 プログラム駆動装置

(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】P2023049118

(43)【公開日】2023-04-10

(54)【発明の名称】プログラム駆動装置

(51)【国際特許分類】

   A63H 17/395 20060101AFI20230403BHJP

   A63H 17/25 20060101ALI20230403BHJP

   A63H 29/22 20060101ALI20230403BHJP

   A63H 31/08 20060101ALI20230403BHJP

   H02P 5/46 20060101ALI20230403BHJP

【ＦＩ】

A63H17/395

A63H17/25 Z

A63H29/22 C

A63H31/08 D

H02P5/46 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021158666

(22)【出願日】2021-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】595020883

【氏名又は名称】株式会社はくぶん

(74)【代理人】

【識別番号】100101409

【弁理士】

【氏名又は名称】葛西 泰二

(74)【代理人】

【識別番号】100175662

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 英明

(74)【代理人】

【氏名又は名称】葛西 さやか

(74)【代理人】

【識別番号】100206195

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 直樹

(72)【発明者】

【氏名】塚本 修

【テーマコード（参考）】

2C150

5H572

【Ｆターム（参考）】

2C150CA08

2C150DA06

2C150DA09

2C150EB01

2C150EC03

2C150ED42

5H572AA01

5H572EE03

5H572EE04

5H572JJ03

5H572JJ17

5H572KK05

5H572LL01

5H572PP01

(57)【要約】

【課題】 駆動の正確性が向上したプログラム駆動装置を提供する。
【解決手段】 プログラム駆動装置１は、筐体１０と、筐体１０の駆動を指示する駆動情報が保持され、筐体１０に脱着自在に装着されるプログラム媒体２と、筐体１０に装着されたプログラム媒体２から駆動情報を取得する情報取得部３と、情報取得部３から取得された駆動情報に基づいて左側モーター１５及び右側モーター１６の少なくとも一方を稼働させることで筐体１０を駆動させる駆動部４と、左側モーター１５及び右側モーター１６の各々の回転数の情報を取得し、取得された回転数の情報に基づいてその差を減少させるよう駆動部４を制御する回転制御部５とから主に構成されている。このようにすると、左側モーター１５及び右側モーター１６を略同一の回転数で稼働させることができるため、左右の駆動力のバランスが整い、駆動の正確性が向上する。
【選択図】 図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体の駆動を指示する駆動情報が保持され、前記筐体に脱着自在に装着されるプログラム媒体と、
前記筐体に装着された前記プログラム媒体から前記駆動情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部から取得された前記駆動情報に基づいて左側モーター及び右側モーターの少なくとも一方を稼働させることで前記筐体を駆動させる駆動部と、
前記左側モーター及び前記右側モーターの各々の回転数の情報を取得し、取得された回転数の情報に基づいてその差を減少させるよう前記駆動部を制御する回転制御部とを備える、プログラム駆動装置。

【請求項2】

前記駆動部は、前記左側モーター及び前記右側モーターの両方を稼働させることで前記筐体を前進させ、前記左側モーター及び前記右側モーターの一方を稼働させることで前記筐体を左折又は右折させる、請求項１記載のプログラム駆動装置。

【請求項3】

前記回転制御部は、前記左側モーター及び前記右側モーターの各々の回転数を読み取る回転数センサーと、
前記左側モーター及び前記右側モーターの回転数が多い方の回転数を減少させ、又は回転数が少ない方の回転数を増加させる補正手段とを備える、請求項１又は請求項２記載のプログラム駆動装置。

【請求項4】

前記回転数センサーは、前記左側モーター又は前記右側モーターに接続されたギアと連結され前記左側モーター又は前記右側モーターと同一の回転数で回転し、回転方向に等間隔で貫通孔が設けられた平板状の遮光板と、
前記貫通孔の貫通方向延長上の一方側に位置する発光素子と、他方側に位置し前記発光素子からの光を計測する受光素子とを備え、
所定時間内に前記貫通孔を通して光を計測した回数を前記左側モーター又は前記右側モーターの回転数の情報として取得する、請求項３記載のプログラム駆動装置。

【請求項5】

前記プログラム媒体は、それぞれに前記駆動情報が保持された複数個の切片が前後方向に連結されて構成され、
前記情報取得部は、複数個の前記切片の各々の前記駆動情報を前記前後方向順に取得する、請求項１から請求項４のいずれかに記載のプログラム駆動装置。

【請求項6】

前記切片は、前記前後方向及び前記前後方向と直交する左右方向に延びる平板状であって、その前記前後方向長さが前記情報取得部による情報取得時間として取得される本体部と、
前記本体部の前記左右方向端部から延出する羽根とを含み、
前記切片が連結された状態において、隣接する２個の前記切片の前記羽根同士は前記前後方向に間隔を設けて構成される、請求項５記載のプログラム駆動装置。

【請求項7】

前記プログラム媒体は、前記筐体の駆動を終了させる駆動情報が保持された駆動終了用切片を含み、
前記筐体は、その先端が上方に付勢され、上方から押圧されると前記情報取得部による前記プログラム媒体からの前記駆動情報の取得が進行する送り用ピンを含み、
前記駆動終了用切片は、前記送り用ピンの前記先端と係止する大きさの開口状である停止孔が形成されている、請求項５又は請求項６記載のプログラム駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はプログラム駆動装置に関し、特に使用者が駆動情報をプログラムすることができるプログラム駆動装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、駆動装置として、電池やモーターを用いて、所定の進路を走行する玩具車両が存在する。

【0003】

このような玩具車両は、電気回路の仕組みや、モーターのトルクの仕組みや、このトルクを車輪に伝達するギア機構の仕組み等を理解することができるため、遊戯用としてのみならず教育用としても使用される。

【0004】

ところで、昨今、プログラムに関する教育の重要性が叫ばれている。プログラムに関する教育とは、例えば小学生児童の使用者が情報を入力し、入力された情報に基づいて結果が出力され、更にその出力結果を得た使用者はそれが意図していた態様であったか否かを判断して、次回において入力する情報を修正することができるものである。

【0005】

このようなプログラムに関する教育を目的とし、どのような態様で駆動するかといった駆動情報をあらかじめ入力することができるプログラム駆動装置として、特許文献１のものがある。特許文献１には、前進、左折、右折及び後退の各駆動情報を保持した各種の切片を連結させ、連結した切片を読み取ることによって筐体が駆動するプログラム駆動装置が記載されている。筐体には電池と電気的に接続されたモーターや、当該モーターとギア的に接続された車輪が含まれる。使用者は切片の連結パターンを変更することにより、筐体の駆動態様を修正することができ、所望の駆動態様を模索することでプログラムに関して学ぶことができる。

【0006】

このように従来のプログラム駆動装置は、使用者が例えば所定の進路を計画する等してあらかじめプログラム媒体に駆動情報を設定し、実際に筐体を駆動させてその駆動態様を確認し、目的とする駆動態様と比較して、またプログラム媒体の駆動情報を修正することができるものであった。

【0007】

又、モーターの製造の都合上、個々のモーターの回転数（所定時間あたりの総回転数）には微細な差が生じることが知られており、左右側のモーターの回転数を補正する手段として、治具を用いて手動で調整する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２１－６９５５５公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、従来のプログラム駆動装置のように手動でモーターの回転数を調整することは、まずは実際に筐体を駆動させて微細な差の有無や程度を確認する手間がかかり、駆動の正確性にも改善の余地があった。

【0010】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、駆動の正確性が向上したプログラム駆動装置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】

【0011】

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、筐体と、筐体の駆動を指示する駆動情報が保持され、筐体に脱着自在に装着されるプログラム媒体と、筐体に装着されたプログラム媒体から駆動情報を取得する情報取得部と、情報取得部から取得された駆動情報に基づいて左側モーター及び右側モーターの少なくとも一方を稼働させることで筐体を駆動させる駆動部と、左側モーター及び右側モーターの各々の回転数の情報を取得し、取得された回転数の情報に基づいてその差を減少させるよう駆動部を制御する回転制御部とを備えるプログラム駆動装置である。

【0012】

このように構成すると、左側モーター及び右側モーターを略同一の回転数で稼働させることができる。

【0013】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、駆動部は、左側モーター及び右側モーターの両方を稼働させることで筐体を前進させ、左側モーター及び右側モーターの一方を稼働させることで筐体を左折又は右折させるものである。

【0014】

このように構成すると、前進がより直進に近くなり、左折及び右折の角度が所定のものに近くなる。

【0015】

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、回転制御部は、左側モーター及び右側モーターの各々の回転数を読み取る回転数センサーと、左側モーター及び右側モーターの回転数が多い方の回転数を減少させ、又は回転数が少ない方の回転数を増加させる補正手段とを備えるものである。

【0016】

このように構成すると、回転数センサーにより回転数の情報を正確に取得することができ、補正手段によりその回転数の差を減少させることができる。

【0017】

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成において、回転数センサーは、左側モーター又は右側モーターに接続されたギアと連結され左側モーター又は右側モーターと同一の回転数で回転し、回転方向に等間隔で貫通孔が設けられた平板状の遮光板と、貫通孔の貫通方向延長上の一方側に位置する発光素子と、他方側に位置し発光素子からの光を計測する受光素子とを備え、所定時間内に貫通孔を通して光を計測した回数を左側モーター又は右側モーターの回転数の情報として取得するものである。

【0018】

このように構成すると、モーターの稼働から即時に回転数の情報を取得することができる。

【0019】

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、プログラム媒体は、それぞれに駆動情報が保持された複数個の切片が前後方向に連結されて構成され、情報取得部は、複数個の切片の各々の駆動情報を前後方向順に取得するものである。

【0020】

このように構成すると、切片の連結パターンを変更することにより筐体の駆動態様を変更することができる。

【0021】

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成において、切片は、前後方向及び前後方向と直交する左右方向に延びる平板状であって、その前後方向長さが情報取得部による情報取得時間として取得される本体部と、本体部の左右方向端部から延出する羽根とを含み、切片が連結された状態において、隣接する２個の切片の羽根同士は前後方向に間隔を設けて構成されるものである。

【0022】

このように構成すると、情報取得の作業は継続したまま駆動情報は一時停止して、意図した駆動時間と実際の駆動時間との誤差の蓄積を適時にリセットすることができる。

【0023】

請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６記載の発明の構成において、プログラム媒体は、筐体の駆動を終了させる駆動情報が保持された駆動終了用切片を含み、筐体は、その先端が上方に付勢され、上方から押圧されると情報取得部によるプログラム媒体からの駆動情報の取得が進行する送り用ピンを含み、駆動終了用切片は、送り用ピンの先端と係止する大きさの開口状である停止孔が形成されているものである。

【0024】

このように構成すると、駆動終了用切片を読み込むと、停止孔に送り用ピンの先端が係止し、筐体の駆動が終了する。

【発明の効果】

【0025】

以上説明したように、請求項１記載の発明は、左側モーター及び右側モーターを略同一の回転数で稼働させることができるため、左右の駆動力のバランスが整い、駆動の正確性が向上する。

【0026】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、前進がより直進に近くなり、左折及び右折の角度が所定のものに近くなるため、より正確な駆動が可能となる。

【0027】

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、回転数センサーにより回転数の情報を正確に取得することができ、補正手段によりその回転数の差を減少させることができるため、回転制御部の制御がより正確なものとなる。

【0028】

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の効果に加えて、モーターの稼働から即時に回転数の情報を取得することができるため、駆動と同時進行で回転数を制御することができる。

【0029】

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、切片の連結パターンを変更することにより筐体の駆動態様を変更することができるため、プログラムの修正が容易となる。

【0030】

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加えて、情報取得の作業は継続したまま駆動情報は一時停止して、意図した駆動時間と実際の駆動時間との誤差の蓄積を適時にリセットすることができるため、より正確な駆動が可能となる。

【0031】

請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６記載の発明の効果に加えて、駆動終了用切片を読み込むと、停止孔に送り用ピンの先端が係止し、筐体の駆動が終了するため、筐体が駆動途中で止まることを防止し、駆動の正確性がより向上する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】この発明の実施の形態によるプログラム駆動装置の外観を示す斜視図である。

【図2】図１で示したプログラム駆動装置の内部機構を示す斜視図である。

【図3】図２で示したプログラム駆動装置の内部機構の各部構成を分解して示す分解斜視図である。

【図4】図１に示したプログラム駆動装置が読み取り処理を行うことができるプログラム媒体の切片を示す斜視図である。

【図5】図４で示した切片を連結して構成されたプログラム媒体を示す斜視図である。

【図6】図１等に示したプログラム媒体が装着され読み取りが開始した状態の内部機構を示す斜視図である。

【図7】図６で示したプログラム駆動装置においてプログラム媒体の読み取りが進んだ状態を示す斜視図である。

【図8】図１に示したプログラム駆動装置の機能的構成を示すブロック図である。

【図9】この発明の実施の形態におけるプログラム媒体の各切片の関係性を模式的に示す平面図である。

【図10】図１で示したプログラム駆動装置の回転制御部周辺の構造を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図１は、この発明の実施の形態によるプログラム駆動装置の外観を示す斜視図である。

【0034】

尚、以下では、プログラム駆動装置の各車輪が正転した場合に進む方向を前方とし、これと逆方向を後方とし、この前後方向を基準に左右方向を定めている。

【0035】

同図を参照して、プログラム駆動装置１は、後述する各構成要素を搭載する筐体１０と、筐体１０の上方を覆うように取り付けられ、脱着自在な上部カバー１１とを備える。

【0036】

筐体１０には、その内部機構において、電池に電気的に接続されたモーターや、モーターの動力がギア機構を介して伝達される車輪等が収容される。筐体１０に収容される内部機構の詳細については後述する。尚、上部カバー１１は通常の使用時に取り外す必要は無く、メンテナンス等の時において、プログラム駆動装置１の内部機構にアクセスする必要がある場合に取り外される。上部カバー１１の前方から後方にかけてプログラム媒体を進行させるための案内溝１３ａ、１３ｂが形成されている。又、上部カバー１１の案内溝１３ａ、１３ｂの上方には案内溝１３ａ、１３ｂを左右方向に跨ぐように開閉部１２が設けられ、これにより案内溝１３ａ、１３ｂと開閉部１２との間にプログラム媒体の搬送路Ｍが形成される。開閉部１２の一方端部は、ヒンジにより上部カバー１１と接続されており、開閉部１２の他方端を開閉することで、後述するプログラム媒体を搬送路Ｍに装着可能となる。

【0037】

搬送路Ｍに、後述する図４で示すようなプログラム媒体を装着することで、筐体１０に搭載されている後述する情報取得部がプログラム媒体に入力された駆動情報を取得する。そして、取得した駆動情報に基づいて、筐体１０に搭載されている左側モーター及び右側モーターの一方あるいは両方が稼働して、駆動力が筐体１０底部の左右に配置された駆動部としての車輪（図示せず）に伝達され、筐体１０が前進、左折、右折又は後退といった駆動を行う。

【0038】

以下において、プログラム駆動装置１の内部機構について説明する。

【0039】

図２は図１で示したプログラム駆動装置の内部機構を示す斜視図であり、図３は図２で示したプログラム駆動装置の内部機構の各部構成を分解して示す分解斜視図である。

【0040】

これらの図を参照して、筐体１０には、まず図示しない電池と、後述する各種スイッチを介して、電池と電気的に接続された左側モーター１５及び右側モーター１６と、左側モーター１５の動力がギア機構を介して伝達可能に構成され、筐体１０の底面の左方に配置された左側車輪１７と、右側モーター１６の動力がギア機構を介して伝達可能に構成され、筐体１０の底面の右方に配置された右側車輪１８と、左側・右側モーター１５、１６の動作を制御するためのスイッチ機構６と、スイッチ機構６が制御に用いる駆動情報を保持するプログラム媒体を搬送する搬送機構７とが搭載されている。

【0041】

スイッチ機構６は、制御基板８と、制御基板８の表面に搭載される送り用スイッチ２２及びモーター制御用のスイッチ２８、２９と、これらのスイッチに対応する送り用ピン２１ａ、２１ｂ及び駆動情報読み取り用のピン２６、２７と、制御基板８の裏面に搭載され、左側・右側モーター１５、１６の回転数の情報を取得する回転数センサー６５、６６とを備える構成である。

【0042】

搬送機構７は、送り用スイッチ２２を介して電池と電気的に接続された送り用モーター２３と、送り用モーター２３の動力がギア機構を介して伝達される送り用歯車２４ａ、２４ｂとを備える構成である。

【0043】

スイッチ機構６について、より具体的に説明すると以下の通りである。送り用ピン２１ａ、２１ｂは、筐体１０の内側中央部、即ち制御基板８中央部において、先端が上方に付勢された状態で配置されている。

【0044】

又、送り用ピン２１ａ、２１ｂの下方には、送り用スイッチ２２が配置されている。送り用ピン２１ａ、２１ｂが上方から押圧されている間は送り用スイッチ２２がオン状態になり、送り用スイッチ２２と電気的に接続された送り用モーター２３が稼働することで、送り用歯車２４ａ、２４ｂが回転する。送り用歯車２４ａ、２４ｂが回転することで、後述するプログラム媒体の読み取りが進行する。

【0045】

又、送り用ピン２１ａ、２１ｂの左右両側には、同様に先端が上方に付勢された駆動情報読み取り用のピン２６、２７が配置されている。又、ピン２６、２７の下方には、それぞれ、スイッチ２８、２９が配置されている。左側のピン２６が上方から押圧された場合、左側のスイッチ２８がオン状態になり、スイッチ２８と接続された左側モーター１５は逆転するように設定されている。そして、左側モーター１５の逆転に伴って、左側モーター１５の動力がギア機構を介して左側車輪１７に伝達され、これにより左側車輪１７は逆転する。尚、スイッチ２８がオフ状態のとき、左側モーター１５は正転し、これに伴って左側車輪１７は正転する。

【0046】

右側のピン２７についてもピン２６と同様に、上方からの押圧によってスイッチ２９のオン状態及びオフ状態が切り替わり、右側のスイッチ２９がオン状態のとき、右側モーターは逆転し、これに伴って右側車輪１８は逆転する。又、スイッチ２９がオフ状態のとき、右側モーター１６は正転し、これに伴って右側車輪１８は正転する。

【0047】

そのため、ピン２６、２７の両方が押されていないとき（オフ状態）、左側・右側車輪１７、１８が正転することで筐体１０は前進する。又、ピン２６、２７の両方が押されているとき（オン状態）、左側・右側車輪１７、１８が逆転することで筐体１０は後退する。更に、左側のピン２６が押されておらず（オフ状態）、右側のピン２７が押されているとき、左側車輪１７が正転する一方で右側車輪１８が逆転することで筐体１０は右折する。更に、左側のピン２６が押されており（オン状態）、右側のスイッチ２７が押されていないとき（オフ状態）、左側車輪１７が逆転する一方で右側車輪１８が正転することで筐体１０は左折する。

【0048】

尚、プログラム駆動装置１の各種モーター、スイッチ機構６及び電池の間の回路構成については、公知の技術を採用することができる。例えば、回路構成として、特開２０２１－６９５５５号公報に開示されているようなものを採用することができる。

【0049】

尚、スイッチ機構６が備える回転数センサー６５及び回転数センサー６６の詳細については後述する。

【0050】

次に、図４は図１に示したプログラム駆動装置が読み取り処理を行うことができるプログラム媒体の切片を示す斜視図であり、図５は図４で示した切片を連結して構成されたプログラム媒体を示す斜視図である。

【0051】

まず図４を参照して、プログラム媒体２は、合成樹脂からなり、筐体に装着される前あるいは装着された後に、使用者によって駆動情報が入力される。駆動情報とは、筐体の前進や右左折、後退等の駆動を開始あるいは終了させたり、そのような駆動態様を変更させたりするための情報であり、例えばプログラム媒体２を構成する各種切片の読み取り領域に位置する羽根の有無として実装される。駆動情報の入力とは、例えば、筐体が所望通りに駆動するよう各種切片を連結させることをいう。

【0052】

プログラム媒体２は、例示的には、後方（筐体に取り付けられ、読み取りが開始される先端方向）から順に、先端に配置される駆動開始用切片３１、右折の駆動情報を有する右折用切片３２、左折の駆動情報を有する左折用切片３３、前進の駆動情報を有する前進用切片３４、後退の駆動情報を有する後退用切片３５、及び、駆動を終了させる駆動情報を有する駆動終了用切片３６を含み、これらを前後方向（読み取り開始方向から読み取り終了方向）に連結することで図５に示す読み取りの準備が完了した連結状態のプログラム媒体２となる。

【0053】

後退用切片３５は、前後方向及び左右方向に延びる平板状の本体部３８と、本体部３８の左方端部から延出する左側の羽根３９と、本体部３８の右方端部から延出する右側の羽根４０とを有する。又、右折用切片３２は右側の羽根４１を有しており、左折用切片３３は左側の羽根４２を有している。前進用切片３４は左側の羽根及び右側の羽根に相当する構成は有していない。これらの詳細は後述する。

【0054】

尚、左折用切片３３は右折用切片３２と対称形に構成されているため、左折用切片３３を裏返すことで右折用切片３２としても使用することができる。

【0055】

又、後退用切片３５の後方（開始方向）端部には左右に係止凹部４５ａ、４５ｂが形成され、終了方向端部には左右に係止凸部４６ａ、４６ｂが形成されている。係止凹部４５ａ及び係止凸部４６ａ（同様に係止凹部４５ｂ及び係止凸部４６ｂ）は互いに係止する形状となっている。上述のような係止機構は、後退用切片３５に加えて右折用切片３２、左折用切片３３及び前進用切片３４にも同様に形成されている。そのため、図５に示すようにこれらの各種切片を前後方向（開始方向から終了方向）にかけて個数や組み合わせ自在に複数個連結することができる。

【0056】

又、後退用切片３５の本体部３８と左右の羽根３９、４０との間の箇所には、上述した筐体１０の送り用歯車２４の歯と噛み合う大きさの送り用ギア歯５０ａ、５０ｂが、前後方向（開始方向から終了方向）にかけて連続して形成されている。この送り用ギア歯５０ａ、５０ｂに相当する構成は他の各種切片にも同様に形成されている。この詳細については後述する。

【0057】

又、駆動終了用切片３６の本体部４８の左右端部には、前後方向に延びる開口状の停止孔４９ａ、４９ｂが形成されている。この詳細については後述する。次に、上述したプログラム媒体２の保持する駆動情報を読み取る仕組みについて説明する。

【0058】

図６は図１等に示したプログラム駆動装置に対しプログラム媒体が装着され読み取りが開始した状態の内部機構を示す斜視図であり、図７は図６で示したプログラム駆動装置においてプログラム媒体の読み取りが進んだ状態を示す斜視図である。

【0059】

尚、内部機構の説明のためこれらの図では筐体１０の上部カバー１１（図２参照）を外した状態で描いているが、通常の使用時には筐体１０の上部カバー１１を外すことなく開閉部１２を開け、プログラム媒体２を装着する。

【0060】

まず図３に加えて図６を併せて参照して、読み取り動作の開始時には、筐体１０の送り用ピン２１ａ、２１ｂの上方にプログラム媒体２の前進用切片３４の本体部４３が設置されると共に、送り用歯車２４ａ、２４ｂの歯には左折用切片３３の送り用ギア歯５０ａ、５０ｂが噛み合っている。そのため、送り用ピン２１ａ、２１ｂが上方から押圧されることで送り用モーター２３が稼働し、送り用モーター２３からの動力により送り用歯車２４ａ、２４ｂが回ることで、プログラム媒体２を構成する各種切片が後方（開始方向）のものから前方（終了方向）のものにかけて徐々に搬送路Ｍに送り込まれる。

【0061】

更に図７も併せて参照して、筐体１０のピン２６、２７はプログラム媒体２の各種切片の羽根４１、４２と左右方向の位置が対応している。そのため、筐体１０のピン２６、２７が、左側の羽根４２のみが存在する左折用切片３３を読み込んでいるとき、左側のピン２６は上方から押圧され、スイッチ２８がオン状態及びスイッチ２９がオフ状態となり、左側車輪１７が逆転し右側車輪１８が正転することで、筐体１０は左折する。又、右側の羽根４１のみが存在する右折用切片３２を読み込んでいるときも同様に、右側のピン２７は上方から押圧され、スイッチ２８がオフ状態及びスイッチ２９がオン状態となり、左側車輪１７が正転し右側車輪１８が逆転することで、筐体１０は右折する。更に、羽根が存在しない前進用切片３４を読み込んでいるとき、ピン２６、２７は上方に付勢された状態であり、スイッチ２８、２９がオフ状態となり、左側車輪１７及び右側車輪１８が正転することで、筐体１０は前進する。更に、両側の羽根３９、４０が存在する後退用切片３５（図５参照）を読み込んでいるとき、ピン２６、２７は上方から押圧され、スイッチ２８、２９がオン状態となり、左側車輪１７及び右側車輪１８が逆転することで、筐体１０は後退する。

【0062】

このように、プログラム駆動装置１は、プログラム媒体２における切片の連結パターンに基づいて、前進、左折、右折及び後退といった駆動を行うものであり、その駆動状態が視認により直感的に理解し易いものである。又、プログラム媒体２は、それぞれに駆動情報（左側の羽根及び右側の羽根の有無による前進、右左折及び後退）が保持された複数個の切片が前後方向に連結されて構成され、情報取得部としてのピン２６、２７は、複数個の切片の各々の駆動情報を前後方向順に取得する。

【0063】

このようにすると、各種切片の連結パターンを変更することにより、前進、右左折及び後退の駆動順序が変更されることで、容易に筐体１０の走行態様を修正することができ、プログラムの修正が容易となる。

【0064】

尚、プログラム媒体２が駆動終了用切片３６まで送られると、駆動終了用切片３６に形成された停止孔４９ａ、４９ｂに送り用ピン２１ａ、２１ｂが係止して停止することで、駆動が終了する。仮に、駆動終了用切片３６の停止孔４９ａ、４９ｂの開始方向側の部分５１ａ、５１ｂが開放されている場合、すなわち、駆動終了用切片３６においてこのような切り欠きが形成されている場合には、駆動終了用切片３６が送り用ピン２１ａ、２１ｂに差し掛かるとすぐに、送り用ピン２１ａ、２１ｂが当該切り欠きにはまり込む。そうすると、予定していたよりも早く駆動が終了してしまう場合がある。駆動終了用切片３６では、停止孔４９ａ、４９ｂが送り用ピン２１ａ、２１ｂと係止する大きさの開口状であるので、筐体１０が駆動途中で止まることを防止している。

【0065】

次に、上述したプログラム駆動装置１の機能的側面について説明する。

【0066】

図８は、図１に示したプログラム駆動装置の機能的構成を示すブロック図である。

【0067】

同図を参照して、プログラム駆動装置１は、機能的側面からいえば、筐体１０の駆動を指示する駆動情報が保持され、筐体１０の搬送路Ｍに脱着自在に装着されるプログラム媒体２と、筐体１０の搬送路Ｍに装着されたプログラム媒体２から駆動情報を取得する情報取得部３と、情報取得部３が取得した駆動情報に基づいて筐体を駆動させる駆動部４と、駆動部４を制御する回転制御部５とから主に構成されている。プログラム媒体２は、上述の通り、それぞれに駆動情報（左側の羽根及び右側の羽根の有無による前進、右左折及び後退）が保持された複数個の切片が前後方向に連結されて構成される。

【0068】

情報取得部３は、上述の通りピン２６、２７を含み構成される。情報取得部３としてのピン２６、２７は、各種切片の羽根の有無に基づき駆動情報を取得する。

【0069】

駆動部４は、制御基板８の表面に搭載される送り用スイッチ２２及びモーター制御用のスイッチ２８、２９を含み構成されるものであり、駆動情報に基づいて筐体１０を前進、後退、右折、左折、方向転換等の態様で駆動させる。駆動部４は、尚、これまで特に説明しなかったが、駆動部４は、駆動に際して、音を鳴らしたり、光を照射したりしても良い。駆動情報に基づいて筐体を駆動させるとは、以下の一連の動作のことを言う。例えば、情報取得部３としてのピン２６、２７が、プログラム媒体を構成する切片に羽根が無いことを読み取る場合には、情報取得部３は、前進の駆動情報を取得する。これに応じて駆動部４は、筐体１０の左側モーター１５及び右側モーター１６を正転させ、これにより左側車輪１７及び右側車輪１８を正転させることで筐体１０を前進させる。又、左右両側に羽根が有る場合には、情報取得部３が後退の駆動情報を取得し、駆動部４が、後退の駆動情報に基づいて、筐体１０の左側モーター１５及び右側モーター１６を逆転させ、これにより左側車輪１７及び右側車輪１８を逆転させることで筐体１０を後退させる。

【0070】

又、駆動部４による駆動制御の駆動時間については、ピン２６、２７の両方が押されている場合（後退）又は両方が押されていない場合（前進）、その時間に応じて駆動する。一方で、ピン２６、２７の一方が押されている場合（左折又は右折）、あらかじめ設定された所定時間又は所定回数駆動する。このように構成することで、例えば９０°のように所定量を正確に左折又は右折することが容易となる。尚、このように駆動時間について前進及び後退はアナログ制御し、左折及び右折はデジタル制御するように切り替えるための方法の詳細については後述する。

【0071】

回転制御部５は、回転数センサー６５及び回転数センサー６６と、制御基板８に搭載される補正手段としての集積回路とを含み、回転数センサー６５及び回転数センサー６６により、左側モーター１５及び右側モーター１６の各々の回転数の情報を取得し、取得された回転数の情報に基づいてその差を減少させるよう駆動部４を制御する。

【0072】

このようにして、使用者がプログラム媒体２に入力した駆動情報に基づいて筐体１０が駆動し、筐体１０の駆動結果から意図していた駆動結果となったか否かを判断して、次回あらかじめ入力すべき駆動情報を修正することができる。そして、左側モーター１５及び右側モーター１６の回転数の微細な差についても回転制御部５によりその差を減少させることで、左側モーター１５及び右側モーター１６を略同一の回転数で稼働させることができるため、左右の駆動力のバランスが整い、駆動の正確性が向上する。以下において、駆動部４において、前進及び後退はアナログ制御し、左折及び右折はデジタル制御する切り替え動作について説明する。

【0073】

図９はこの発明の第１の実施の形態におけるプログラム媒体の各切片の関係性を模式的に示す平面図である。

【0074】

同図を参照して、プログラム媒体５２は、後方（開始方向）から順に後退用切片５３、左折用切片５４及び後退用切片５５が連結されて構成されている。

【0075】

上述したように、後退用切片５３において、本体部５７（送り用ギア歯５８ａ、５８ｂ）の前後方向長さＡが、切片１個分が送り込まれる時間、即ち情報取得部による情報取得時間として取得される。この情報取得時間が、駆動部４における前進及び後退のアナログ制御の継続時間となる。

【0076】

又、後退用切片５３において、切片１個分の保持する駆動情報の駆動時間は、ピン２６、２７（図６等参照）が押圧されている時間であるため、羽根５９、６０の前後方向長さＢが対応する。

【0077】

ここで、後退用切片５３の羽根５９と、その次に連結された左折用切片５４の羽根６１とは、前後方向に間隔Ｃを設けて構成されている。このように構成することで、情報取得の作業は継続したまま駆動情報は一時停止して、意図した駆動時間と実際の駆動時間との誤差の蓄積を適時にリセットすることができるため、より正確な駆動が可能となる。

【0078】

尚、左折用切片５４の右側端部のように羽根が存在しない場合は、他の各種切片と同じように羽根があった場合の仮想位置の羽根６２を考慮して間隔の有無を判断することができる。

【0079】

ここで、図６等で上述したように、筐体１０を前進させるのは左側モーター１５及び右側モーター１６が正転するときであるところ、両者の回転数に差があった場合、左右の駆動力のバランスが整わず、進行方向が直進とならず左方又は右方に傾く問題が発生する。

【0080】

上記のような課題に対応するために駆動部を制御する回転制御部の構成について説明する。

【0081】

図１０は図１で示したプログラム駆動装置の回転制御部周辺の構造を示す斜視図である。

【0082】

同図は、左側モーター１５及びこれとギア的に接続された左側車輪１７の周辺の構造を抽出して描いている。

【0083】

同図に加えて図３及び図４や図８等も併せて参照して、左側モーター１５と左側車輪１７との間に設けられるギア機構１９を構成する複数のギアの一つ（以下、「対象ギア２０」）には、左側モーター１５の回転数を読み取る回転数センサー６５が設けられている。

【0084】

回転数センサー６５は、対象ギア２０の回転軸に固定され、回転方向に等間隔で貫通孔６８が設けられた平板状の遮光板６７と、貫通孔６８の貫通方向延長上の一方側に位置する発光素子６９及び他方側に位置し発光素子６９から貫通孔６８を通過してくる光を計測する受光素子７０を有するフォトインタラプタ７１とから構成されている。

【0085】

左側モーター１５の稼働中、回転数センサー６５は、所定時間内に貫通孔６８を通して光を計測した回数を左側モーター１５の回転数の情報として取得する。このようにして、左側モーター１５の稼働から即時に回転数の情報を取得することができるため、駆動と同時進行で回転数を制御することができる。

【0086】

又、上述したように右側モーター１６においても同様に、回転数センサー６６により右側モーター１６の回転数の情報が取得される。

【0087】

そして、回転制御部５の補正手段としての集積回路により、上述したように取得された左側モーター１５及び右側モーター１６の回転数の情報に基づいて、その差を減少させるよう駆動部を制御する。具体的には、左側モーター１５及び右側モーター１６の回転数が多い方の回転数を、抵抗（あるいは電圧又は電流）を増加させたり回転を断続的にさせたりすることで減少させる。又は、回転数が少ない方の電圧（あるいは電流又は抵抗）を増加させる等して回転数を増加させる。このように構成することで、回転数センサー６５、６６により回転数の情報を正確に取得することができ、補正手段としての集積回路によりその回転数の差を減少させることができるため、回転制御部の制御がより正確なものとなる。

【0088】

このように、本発明の実施の形態によるプログラム駆動装置１にあっては、左側モーター１５及び右側モーター１６の回転数の差を減少させるための回転制御部５を備えることにより、左側モーター１５及び右側モーター１６を略同一の回転数で稼働させることができるため、左右の駆動力のバランスが整い、駆動の正確性が向上する。

【0089】

又、駆動部は、左側モーター１５及び右側モーター１６の両方を稼働させることで筐体１０を前進させ、左側モーター１５及び右側モーター１６の一方を稼働させることで筐体１０を左折又は右折させるものであるから、前進がより直進に近くなり、左折及び右折の角度が所定のものに近くなるため、より正確な駆動が可能となる。

【0090】

尚、本発明の実施の形態にあっては、筐体、プログラム媒体、情報取得部、駆動部及び回転制御部が特定のものであったが、他の形状、大きさ、位置関係のものであっても良い。又、他の構成要素を加えても良い。例えば、筐体の前方側にアームを備えたり、筐体の後方側に掃除用のブラシや吸引口を備えたりしたものが挙げられる。

【0091】

又、本発明の実施の形態にあっては、プログラム媒体は主に平板状のものであったが、他の形状であっても良い。例えば、棒状のものや円盤状のものであって、その所定位置に駆動情報を入力するものが挙げられる。又、プログラム媒体は水平方向に送り込まれるものであったが、垂直方向や巻取りされながら送り込まれても良い。更に、プログラム媒体は左側の羽根及び右側の羽根の有無の選択が駆動情報を表していたが、他の態様であっても良く、例えば所定位置を鉛筆で黒色に塗りつぶすか否かで情報を入力するマーク式が挙げられる。

【0092】

更に、本発明の実施の形態にあっては、情報取得部はピン等の特定の構成が含まれていたが、他の構成であっても良い。更に言えば、プログラム媒体に駆動情報を保持する読み取り領域が設けられており、情報取得部は、プログラム媒体に設けられている読み取り領域から駆動情報を読み取り可能に構成されていれば良い。

【0093】

例えば、情報取得部は、プログラム媒体から駆動情報を物理的、電気的又は化学的に取得するものであっても良い。より具体的には、一定方向に送り込まれるプログラム媒体を発光素子と受光素子で挟み込み、プログラム媒体の所定位置に開口が形成されているか否かを光検出するものが挙げられる。又例えば、厚さ方向の変化部分として凸部が形成されたプログラム媒体に対して、左右方向からアームやレバー等を押し付けることで凸部の存在及び形成位置を読み取り、これを駆動情報として取得し駆動部に伝達するものが挙げられる。

【0094】

更に、本発明の実施の形態にあっては、時間経過に伴って複数個の駆動情報の各々を連続的に取得するものであったが、これらの情報取得時間は同一間隔でなくとも良い。例えば、前進や後退を右左折よりも長い時間駆動するようにすることもできる。

【0095】

更に、本発明の実施の形態にあっては、プログラム媒体は切片が連結自在に接続されて構成されるものであったが、連結されずに元々一体化されているものであっても良い。

【0096】

更に、本発明の実施の形態にあっては、左側の車輪及び右側の車輪は１つずつであったが、複数個あっても良い。又、複数個の車輪のうちの１つの車輪のみ駆動させるものであっても良い。例えば、左右の車輪の他に、方向転換用の１つの車輪を後方又は前方の幅中央領域に備え、情報取得部が取得した駆動情報のうち左折又は右折に関するものに基づいて方向転換用の車輪の左右角度が変更されるものが挙げられる。

【0097】

更に、本発明の実施の形態にあっては、プログラム媒体を一定方向に送り込む機構を備えていたが、このような送り込む機構を備えなくても良い。又、プログラム媒体の位置を固定して、筐体側が移動しながらプログラム媒体の情報を取得するものも、実質的に本発明に含まれる。

【0098】

更に、本発明の実施の形態にあっては、左側モーターが筐体の左側領域に配置されていたが、左側の車輪を駆動するものであれば左側モーターの位置は問われない。右側モーターも同様である。

【0099】

更に、本発明の実施の形態にあっては、右折時には左側モーターが正転し右側モーターが逆転していたが、他の右折の態様であっても良い。例えば左側モーターが正転し右側モーターは停止するものや、左側モーター及び右側モーターの回転数にあえて差を設けるもの等が挙げられる。

【0100】

更に、本発明の実施の形態にあっては、特定の回路構造であったが、他の回路構造であっても良く、電池やモーターの個数や接続態様は種々変更可能である。

【0101】

更に、本発明の実施の形態にあっては、モーターと各種構成が特定のギア機構を介して接続されていたが、ギアの個数や歯数を増減させても良い。

【0102】

更に、本発明の実施の形態にあっては、切片に特定の種類のものが含まれていたが、少なくとも第１切片と第２切片（第１切片とは異なる駆動情報を入力されたもの）が含まれていれば良い。その他の態様としては、例えば前進用切片、左折用切片及び右折用切片の３種類からなるものが挙げられる。

【0103】

更に、本発明の実施の形態にあっては、情報取得部がプログラム媒体から情報を取得するたびに駆動部が筐体を駆動させていたが、全ての情報を取得してから駆動を開始する態様であっても良い。

【0104】

更に、本発明の実施の形態にあっては、左折及び右折が特定角度の旋回であったが、左前方４５°や右前方４５°の方向に進むものも左折や右折に含まれる。

【0105】

更に、本発明の実施の形態にあっては、回転制御部が特定の構成を含むものであったが、左側モーター及び右側モーターの各々の回転数の情報を取得し、取得された回転数の情報に基づいてその差を減少させるよう駆動部を制御するものであれば他の構成であっても良い。

【0106】

更に、本発明の実施の形態にあっては、回転数センサーが特定の構成によるものであったが、左側モーター及び右側モーターの各々の回転数の情報を取得できるものであれば他の構成であっても良い。

【0107】

更に、本発明の実施の形態にあっては、特定ギアから回転数センサーが読み取った回転数をモーターの回転数の情報としていたが、他のギアを対象としても良い。あるいは、モーターから直接回転数を読み取って回転数の情報としても良い。

【0108】

更に、本発明の実施の形態にあっては、隣接する２個の切片の羽根同士は前後方向に間隔を設けて構成されるものであったが、間隔を設けずに構成しても良い。

【0109】

更に、本発明の実施の形態にあっては、回転制御部と駆動部を別々に説明したが、一つの集積回路が回転制御部と駆動部の各々の制御機能を併せ持つように実装しても良い。

【0110】

更に、本発明の実施の形態にあっては、回転制御部の回転数センサーと集積回路は同一の基盤に設けられていたが、それぞれ別の箇所に設けても良い。

【符号の説明】

【0111】

１…プログラム駆動装置
２、５２…プログラム媒体
３…情報取得部
４…駆動部
５…回転制御部
６…スイッチ機構
７…搬送機構
８…制御機構
１０…筐体
１５…左側モーター
１６…右側モーター
１７…左側車輪
１８…右側車輪
１９…ギア機構
２０…対象ギア
２１…送り用ピン
２６、２７…ピン
２８、２９…スイッチ
３２…右折用切片
３３、５４…左折用切片
３４…前進用切片
３５、５３、５５…後退用切片
３８、４３、４８、５７…本体部
３９、４０、４１、４２、５９、６０、６１、６２…羽根
６５、６６…回転数センサー
６７…遮光板
６８…貫通孔
６９…発光素子
７０…受光素子
７１…フォトインタラプタ
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】