特許 7564413 鉄道模型用ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】鉄道模型用ユニット

(51)【国際特許分類】

   A63H 19/20 20060101AFI20241002BHJP

   A63H 19/14 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

A63H19/20

A63H19/14 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022026277

(22)【出願日】2022-02-24

(65)【公開番号】P2023122654

(43)【公開日】2023-09-05

【審査請求日】2023-12-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】514036069

【氏名又は名称】株式会社アイザック

(74)【代理人】

【識別番号】100137338

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 朋子

(72)【発明者】

【氏名】泉 裕之

【審査官】田中 洋行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４５１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６１５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２５７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１９６５９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－００６１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－０２８６９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１３９７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６２５２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－３５２６８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６３Ｈ １／００－３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道模型の内部に取付可能なユニット本体を備え、
前記ユニット本体は、照明ユニットと、音声を出力可能な音声ユニットと、支持脚と、前記照明ユニットと前記音声ユニットが取付けられる配線板と、を有し、
前記照明ユニットと前記音声ユニットが一体に構成され、
前記配線板は、可撓性の素材により形成され、且つ、
前記配線板には、前記支持脚を取付けるための開口を含む支持脚取付穴が等間隔に複数設けられ、
前記支持脚は、前記配線板に前記支持脚取付穴を介して着脱可能に取り付けられていることで、前記支持脚の取付位置が調節可能に構成され、且つ、
前記支持脚は、前記支持脚取付穴よりも大きい球状部分と、前記開口よりも大きく前記支持脚取付穴より小さい柱状部分と、で構成された脱離防止部を含む、鉄道模型用ユニット。

【請求項2】

光学センサを備え、
前記音声ユニットは、前記光学センサからの入力信号に基づいて、音声を出力可能に構成されている、請求項１に記載の鉄道模型用ユニット。

【請求項3】

前記光学センサからの入力信号に基づいて、鉄道模型の走行速度を算出可能に構成されている、請求項２に記載の鉄道模型用ユニット。

【請求項4】

前記ユニット本体は、鉄道模型に着脱可能に取り付けられる、請求項１～３の何れかに記載の鉄道模型用ユニット。

【請求項5】

前記音声ユニットは、音声データ入力部と、音声データ記憶部と、音声データ出力部と、を含む、請求項１～４の何れかに記載の鉄道模型用ユニット。

【請求項6】

前記音声データ入力部は、前記音声データ記憶部内の音声データを変更可能に構成されている、請求項５に記載の鉄道模型用ユニット。

【請求項7】

前記ユニット本体は、走行状況判定ユニットを有し、
前記走行状況判定ユニットは、加速度判定部と速度判定部を含み、
前記音声ユニットは、前記鉄道模型の加速度と速度に応じて音声を出力可能に構成されている、請求項１～６の何れかに記載の鉄道模型用ユニット。

【請求項8】

前記ユニット本体は、運転制御ユニットを有する、請求項１～７の何れかに記載の鉄道模型用ユニット。

【請求項9】

前記照明ユニット及び前記音声ユニットは、前記運転制御ユニットによって制御可能に構成されている、請求項８に記載の鉄道模型用ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道模型に取付けられる鉄道模型用ユニットに係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、実際の鉄道用車両を数十分の一程度に縮小再現した鉄道模型が、鉄道愛好家の間で親しまれてきた。

【0003】

鉄道模型の楽しみ方は様々だが、自走可能なものについては、実際に線路模型上を走らせるのが最も一般的な楽しみ方である。

【0004】

そして、鉄道模型をより実車両に近づけるために、走行中の鉄道模型から実車両と同様の走行音を出そうとする試みが、一般の愛好家や、鉄道模型メーカーで行われてきた。

【0005】

例えば、特許文献１には、加速度と駆動電圧を検知することで、鉄道模型の走行状況を判定し、これに応じた走行音を発することが可能な走行判定システムが記載されている。

【0006】

また、特許文献２には、３軸方向の加速度を検知可能な加速度センサを搭載し、検知された加速度及びその積分値である速度や走行距離に応じて、走行音を発することが可能な鉄道模型用サウンドユニットが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第６６３８１１２号公報

【文献】特開２０２０－１０９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

他方、鉄道愛好家が鉄道模型に求めるものとしては、上記の走行音に加えて、車内の照明等の、内装の再現度も挙げられる。

【0009】

しかしながら、特許文献１及び２では、鉄道模型の照明や内装等についての記載はなく、具体的な装置構成によっては内装景観を崩しかねない。

【0010】

本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、鉄道模型の楽しみの幅を広げる鉄道模型用ユニットを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明は、鉄道模型の内部に取付可能なユニット本体を備え、前記ユニット本体は、照明ユニットと、音声を出力可能な音声ユニットを有し、前記照明ユニットと前記音声ユニットが一体に構成されている。

【0012】

このような構成とすることで、ユニット本体を取り付けるだけで、実車両における室内灯と、走行音と、を両方再現することができる。

【0013】

本発明の好ましい形態では、前記鉄道模型用ユニットは、光学センサを備え、前記音声ユニットは、前記光学センサからの入力信号に基づいて、音声を出力可能に構成されている。

【0014】

このような構成とすることで、鉄道模型用ユニットは、鉄橋やトンネル等、走行する鉄道模型周囲の構造物を検知し、走行箇所に適した音声を発出することができる。

【0015】

本発明の好ましい形態では、前記鉄道模型用ユニットは、前記光学センサからの入力信号に基づいて、鉄道模型の走行速度を算出可能に構成されている。

【0016】

このような構成とすることで、鉄道模型用ユニットは、鉄道模型の走行速度に適した走行音を発出することができる。

【0017】

本発明の好ましい形態では、前記ユニット本体は、略平板状に形成されている。

【0018】

このような構成とすることで、ユニット本体を、鉄道模型内部の目立たない部分（例えば、車室内の天井と車窓の間など）に設置することができ、内装景観を崩さずにユニット本体を設置することが可能となる。

【0019】

本発明の好ましい形態では、前記ユニット本体は、支持脚を有する。

【0020】

このような構成とすることで、ユニット本体を、特別な加工なしに鉄道模型に取り付けることが可能となる。

【0021】

本発明の好ましい形態では、前記ユニット本体は、鉄道模型に対して着脱可能に取り付けられる。

【0022】

このような構成とすることで、ユニット本体を手持ちの鉄道模型間で好きなように移設することが可能となる。

【0023】

本発明の好ましい形態では、前記音声ユニットは音声データ入力部と、音声データ記憶部と、音声データ出力部と、を含む。

【0024】

このような構成とすることで、使用者は、任意の音声データを音声ユニットに入力、記憶させ、出力させることができる。

【0025】

本発明の好ましい形態では、前記音声データ入力部は、前記音声データ記憶部内の音声データを変更可能に構成されている。

【0026】

このような構成とすることで、鉄道模型間で鉄道模型用ユニットの移設をする際にも、移設先の鉄道模型に合わせて音声データを変更することが可能となる。

【0027】

本発明の好ましい形態では、前記ユニット本体は、走行状況判定ユニットを有し、前記走行状況判定ユニットは、加速度判定部と速度判定部を含み、前記音声ユニットは、前記鉄道模型の加速度と速度に応じて音声を出力可能に構成されている。

【0028】

このような構成とすることで、ユニット本体は、鉄道模型の加減速、惰行、停止等の各挙動に合わせた音声を発出することが可能となる。

【0029】

本発明の好ましい形態では、前記ユニット本体は、運転制御ユニットを有する。

【0030】

このような構成とすることで、ユニット本体が搭載された鉄道模型の運転を、運転制御ユニットによって制御することが可能となる。

【0031】

本発明の好ましい形態では、前記照明ユニット及び前記音声ユニットは、前記運転制御ユニットによって制御可能に構成されている。

【0032】

このような構成とすることで、照明ユニット及び音声ユニットを、運転制御ユニットによって制御することが可能となる。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、内装、その他の再現度をより高め、鉄道模型の楽しみの幅を広げる鉄道模型用ユニットを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の実施形態に係る鉄道模型用ユニットの機能ブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る鉄道模型用ユニットにおいて、ユニット本体の概略斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る鉄道模型用ユニットにおいて、支持脚の構成と取付方法を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る鉄道模型用ユニットの取付方法を示す側面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る鉄道模型用ユニットの取付態様を示す側面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る鉄道模型用ユニットにおいて、光学センサの効果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、図１～図３を用いて、本発明の実施形態に係る鉄道模型用ユニットについて説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、これらの図において、符号Ｘは本実施形態に係る鉄道模型用ユニットを示す。

【0036】

図１に示すように、鉄道模型用ユニットＸは、ユニット本体１と、光学センサ２を備え、鉄道模型に設けられている電力供給部ｐを、鉄道模型用ユニットＸの電源として流用できるように、構成されている。

【0037】

また、ユニット本体１は、照明ユニット１１と、音声ユニット１２と、走行状況判定ユニット１３と、運転制御ユニット１４と、支持脚１５を有している。

【0038】

また、音声ユニット１２は、音声データ入力部１２ａと、音声データ記憶部１２ｂと、音声データ出力部１２ｃと、を含む。

【0039】

また、走行状況判定ユニット１３は加速度判定部１３ａと、速度判定部１３ｂと、を含む。

【0040】

以下、図１を用いて鉄道模型用ユニットＸの挙動を説明する。
まず、鉄道模型用ユニットＸを取り付けた鉄道模型に、外部電源から電力を供給すると、電力供給部ｐから電力が鉄道模型用ユニットＸに供給され、各ユニットが動作可能になる。

【0041】

鉄道模型の走行中、走行状況判定ユニット１３及び光学センサ２は、鉄道模型の走行状況と周囲の構造物等を検知可能である。

【0042】

走行状況判定ユニット１３は、加速度判定部１３ａによって、鉄道模型の加速度及びその変化に基づく信号を、速度判定部１３ｂによって鉄道模型の速度及びその変化に基づく信号を、それぞれ運転制御ユニット１４に送る。
なお、加速度判定部１３ａとしては３軸加速度センサが好適に用いられるが、加速度を検知可能な構成であれば特に限定されない。

【0043】

また、速度判定部１３ｂは、光学センサ２の入力信号に基づいて、鉄道模型の速度を算出する。例えば、光学センサ２において、「単位時間あたりに通過した枕木の数」を検知し、これと「枕木の設置間隔」の積をとることで速度が算出可能である。

【0044】

光学センサ２は、鉄道模型の下方と側方の物体を検知可能である。下方では、上記した枕木の数等を検知し、側方では、鉄橋やトンネル等の構造物を検知する。
なお、光学センサ２は、下方の物体を検知可能なものと、側方の物体を検知可能なものと、を分けて、複数設けられていることが好ましい。

【0045】

運転制御ユニット１４は、走行状況判定ユニット１３及び光学センサ２からの信号に基づいて、音声データ入力部１２ａを介して、音声データ記憶部１２ｂから適切な音声データを読み出し、音声データ出力部１２ｃから発出させる。

【0046】

例えば、運転制御ユニット１４は、走行状況判定ユニット１３から送られた、加減速、惰行等を示す信号に基づいて、加減速音、惰行音等の音声を音声データ出力部１２ｃから発出させる。
また、速度によって異なる走行音のパターンをいくつか音声データ記憶部１２ｂに記憶しておくことで、走行速度を示す信号に基づいて、鉄道模型の速度感により近い音声データが選択される。

【0047】

また、運転制御ユニット１４は、光学センサ２から送られた、構造物検知を示す信号に基づいて、構造物がトンネルであればトンネル内の走行音を、構造物が鉄橋であれば鉄橋の走行音を音声データ出力部１２ｃから発出させる。
なお、トンネルや鉄橋等、特定の構造物に対する光学センサ２の信号パターンを運転制御ユニット１４に予め設定しておくことで、各構造物を区別し、異なる音声データを発出させることができる。

【0048】

図２に示すように、ユニット本体１は、略平板状の配線板ｗｂに、照明ユニット１１、音声データ入力部１２ａ、音声データ記憶部１２ｂ、音声データ出力部１２ｃ、走行状況判定ユニット１３、運転制御ユニット１４、支持脚１５が取り付けられ、各ユニットは一体に構成されている。
なお、配線板ｗｂは各ユニットを適切に配線しているが、具体的な配線は図示しない。

【0049】

図２（Ｂ）に示すように、照明ユニット１１は、他のユニットが設けられた面とは異なる面に設けられており、この面は、ユニット本体１の鉄道模型への取付時に鉄道模型の車室に面する。
また、照明ユニット１１は、等間隔に複数設けられていることで、位置による光量の偏りをなくしている。

【0050】

本実施形態においては、図２（Ａ）に示すように、音声データ記憶部１２ｂは、着脱可能かつ内部データの書き換えが可能な記憶媒体であり、音声データ入力部１２ａでもって、記憶媒体内のデータを読み込む構成となっている。
なお、大きさやデータ容量等を考慮すると、音声データ記憶部１２ｂに相当する記憶媒体としては、マイクロＳＤカードが好適に用いられるが、適切な大きさとデータ容量を有する物であれば特に限定されない。

【0051】

また、上記構成については、有線または無線入力可能な音声データ入力部１２ａを介して、音声データ記憶部１２ｂ内部の音声データを書き換える方式であってもよい。

【0052】

音声データ出力部１２ｃは、ユニット本体１に等間隔に複数設けられていることで、発出される音声の位置的な偏りをなくしている。
なお、厚さや音質等を考慮すると、音声データ出力部１２ｃに相当するスピーカーとしては、ピエゾスピーカーが好適に用いられるが、適切な厚さと音質を有する物であれば特に限定されない。

【0053】

運転制御ユニット１４としては、デジタル・コマンド・コントロール（Digital Command Control、以下ＤＣＣ）対応のデコーダを含むものが好適に用いられる。

【0054】

ＤＣＣとは、高周波交流電圧パルスを外部電源として、このパルス幅変調に基づくデジタル信号によって鉄道模型を遠隔制御する方法である。

【0055】

このようにすると、運転制御ユニット１４は外部電源電圧パルスのパルス幅変調に基づくデジタル信号によって、駆動部ｍ、照明ユニット１１や音声ユニット１２等を制御可能となる。

【0056】

また、速度や周囲構造物に対する音声データの割り当てや変更等の利便性を考慮すると、ＰＣ等の外部機器を用いてプログラミング可能な運転制御ユニット１４が好適に用いられる。
また、上記プログラミングの際の利便性を考慮すると、運転制御ユニット１４は着脱可能な端子で配線板ｗｂに接続されていることが好ましい。

【0057】

支持脚１５は、配線板ｗｂに、支持脚取付穴ｈを介して着脱可能に取り付けられている。
また、支持脚取付穴ｈは、配線板ｗｂに、等間隔に複数設けられており、支持脚１５の取付位置を調節可能である。

【0058】

図３（Ａ）に示すように、支持脚１５は、脱離防止部１５ａと、支持脚上部１５ｂと、支持脚下部１５ｃと、ばねｓを含む。
また、支持脚下部１５ｃは、支持脚上部１５ｂに格納されることができ、これによって支持脚１５は伸縮可能である。
さらに、支持脚１５内部のばねｓは、その復元力によって支持脚１５を一定以上の長さに保つことが可能である。

【0059】

上記構成によって、鉄道模型の内部空間がやや狭い場合であっても、支持脚１５の長さを縮めることで、ユニット本体１を鉄道模型の内部空間に格納することが可能となる。

【0060】

図３（Ｂ）に示すように、支持脚１５は、脱離防止部１５ａを開口が設けられた支持脚取付穴ｈに押しつけることで、配線板ｗｂの可撓性により開口が一時的に開き、配線板ｗｂに対して着脱可能に取り付けられる。

【0061】

また、脱離防止部１５ａは、支持脚取付穴ｈよりも一回り大きい球状部分と、支持脚取付穴ｈの開口よりも一回り大きく、支持脚取付穴ｈよりも一回り小さい柱状部分と、で構成されており、脱離防止部１５ａは柱状部分において支持脚取付穴ｈに固定され、自然と離脱しないようになっている。

【0062】

以下、図４～図６を用いて、鉄道模型用ユニットＸの使用方法について説明する。

【0063】

まず、図４に示すように、使用者は、鉄道模型の外装部ｔｏと、内装部ｔｉを分離させる。
なお、現在市場に出回っている多くの鉄道模型は、その外装部が箱型の筐体状に形成されており、外装部と内装部とを簡単に分離可能である。

【0064】

次に、使用者は、ユニット本体１の支持脚１５を適切な位置に調節し、ユニット本体１を内装部ｔｉに設置する。
このとき、内装部ｔｉに形成されている壁や座席等の構造物と支持脚１５とが隣接するような位置を選択すると、取付後のユニット本体１が安定する。

【0065】

次に、使用者は、光学センサ２をそれぞれ適切な位置に取り付ける。例えば、センサが鉄道模型の側方に向く構造物検知用のセンサは、鉄道模型の前部と後部に、センサが鉄道模型の下方に向く速度計測用のセンサは鉄道模型の下部中央に取り付ける。
なお、各光学センサ２は、ユニット本体１の配線板ｗｂの適切な位置に配線されているが、具体的な配線は図示しない。

【0066】

最後に、図５（Ａ）に示すように、使用者は、外装部ｔｏを内装部ｔｉに取付け、内部にユニット本体１及び光学センサ２に接続されている配線を収容する。
なお、図５（Ａ）では、外装部ｔｏを透過し、内部のユニット本体１を点線で示している。

【0067】

このようにすることで、図５（Ｂ）に示すように、外部からほぼ視認されない形で、ユニット本体１を鉄道模型内部に収容することが可能である。
また、各光学センサ２も、鉄道模型の下部に取付けられるため、外装景観を崩しにくくなっている。

【0068】

本実施形態においては、図６（Ａ）に示すように、鉄道模型下方に向かって取付けられた光学センサ２は、「単位時間あたり通過する枕木の数」を検知可能である。よって、この値と「枕木の設置間隔」の積をとることで、鉄道模型の走行速度が算出される。
「枕木の設置間隔」の値は予め計測し、これを速度判定部１３ｂや運転制御ユニット１４等に設定しておくことが好ましいが、光学センサ２によって動的に計測される態様も想定される。

【0069】

また、図６（Ｂ）に示すように、鉄道模型の前部と後部に、鉄道模型側方に向かって取り付けられた光学センサ２は、まず、前部センサが構造物を検知し、運転制御ユニット１４に信号を送り、構造物特有の走行音を発出させる。
そして、後部センサが一定時間構造物を検知しなくなった時点で、運転制御ユニット１４に再度信号を送り、通常の走行音に戻す、という方法で、構造物の通過に応じた走行音の発出が実現される。

【0070】

なお、光学センサ２としては、小型で物体検知が可能なものであれば特に限定されない。例えば、反射型の赤外線センサやイメージセンサ等が好適に用いられる。

【0071】

本実施形態によれば、鉄道模型用ユニットＸが、鉄道模型の内部に取付可能なユニット本体１を備え、ユニット本体１が、照明ユニット１１と、音声を出力可能な音声ユニット１２を有し、照明ユニット１１と音声ユニット１２が一体に構成されていることで、ユニット本体１で鉄道模型の内装と音声両方の再現度を高めることが可能となる。

【0072】

また、鉄道模型用ユニットＸが、光学センサ２を備え、音声ユニット１２は、光学センサ２からの入力信号に基づいて、音声を出力可能に構成されていることで、周囲の構造物に応じた走行音を発出可能となる。

【0073】

また、鉄道模型用ユニットＸが、光学センサ２からの入力信号に基づいて、鉄道模型の走行速度を算出可能に構成されていることで、鉄道模型用ユニットは、鉄道模型の走行速度に適した走行音を発出することができる。

【0074】

また、ユニット本体１が、略平板状に形成されていることで、ユニット本体１を、鉄道模型内部の目立たない部分に設置することができ、内装景観を崩さずにユニット本体１を設置することが可能となる。

【0075】

また、ユニット本体１が、支持脚１５を有することで、ユニット本体１を、特別な加工なしに鉄道模型に取り付けることが可能となる。

【0076】

また、ユニット本体１が、鉄道模型に対して着脱可能に取り付けられることで、ユニット本体１を手持ちの鉄道模型間で好きなように移設することが可能となる。

【0077】

また、音声ユニット１２が、音声データ入力部１２ａと、音声データ記憶部１２ｂと、音声データ出力部１２ｃと、を含むことで、任意の音声データを音声ユニットに入力、記憶させ、出力させることができる。

【0078】

また、音声データ入力部１２ａが、音声データ記憶部１２ｂ内の音声データを変更可能に構成されていることで、鉄道模型間で鉄道模型用ユニットＸの移設をする際にも、移設先の鉄道模型に合わせて音声データを変更することが可能となる。

【0079】

また、ユニット本体１が、走行状況判定ユニット１３を有し、走行状況判定ユニット１３が、加速度判定部１３ａと速度判定部１３ｂを含み、音声ユニット１２が、鉄道模型の加速度と速度に応じて音声を出力可能に構成されていることで、ユニット本体は、鉄道模型の挙動に合わせた音声を発出することが可能となる。

【0080】

また、ユニット本体１が、運転制御ユニット１４を有することで、ユニット本体１が搭載された鉄道模型の運転を、ＤＣＣ等の方法で制御することが可能となる。

【0081】

また、照明ユニット１１と音声ユニット１２が、運転制御ユニット１４によって制御可能に構成されていることで、照明ユニット１１及び音声ユニット１２をＤＣＣ等の方法で制御することが可能となる。

【0082】

なお、上述の実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0083】

また、各ユニットの配置や寸法等を変更することによって、本発明は、鉄道模型以外の様々な模型に対しても好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0084】

Ｘ 鉄道模型用ユニット
１ ユニット本体
１１ 照明ユニット
１２ 音声ユニット
１２ａ 音声データ入力部
１２ｂ 音声データ記憶部
１２ｃ 音声データ出力部
１３ 走行状況判定ユニット
１３ａ 加速度判定部
１３ｂ 速度判定部
１４ 運転制御ユニット
１５ 支持脚
１５ａ 脱離防止部
１５ｂ 支持脚上部
１５ｃ 支持脚下部
２ 光学センサ
ｐ 電力供給部
ｍ 駆動部
ｗｂ 配線板
ｈ 支持脚取付穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】