电动式列车玩具的制作方法

本发明涉及一种电动式列车玩具，其在具有列车头模样的车辆外壳的内部至少收容有电动机、减速齿轮组以及构成直流电源的电池，所述减速齿轮组将所述电动机的驱动轴的旋转动力进行减速后传递给后轮车轴。

背景技术：

广为人知的电动式列车玩具，例如有由申请人公司所提供的日本注册商标为“普拉轨道（プラレール）”等的产品，其在具有列车头模样的车辆外壳的内部至少收容有电动机、减速齿轮组以及构成直流电源的电池，所述减速齿轮组将所述电动机的驱动轴的旋转动力进行减速后传递给后轮车轴。

以往这种电动式列车玩具中采用有如下部件布局结构，即，在车辆外壳内部的前部空间内，以驱动轴朝向后方的状态，横向放置地收容有作为电动机的直流电动机，同时，从车辆外壳内部的中央至后轮车轴的空间内，收容有由初级的冠状齿轮和与其相连的一系列的平齿轮组所组成的减速齿轮组，并且，在这些电动机及减速齿轮组与车辆外壳的顶部所形成的狭窄空间内，横向放置地收容有电池盒。

即，这种部件布局结构，由于配置于前部的电动机的驱动轴朝向车体的后方，从而可以在宽度狭窄的车体内收容电动机，同时，这种结构由于在连接电动机的驱动轴与车轴的减速齿轮组中设置冠状齿轮，从而可消除电动机的驱动轴与车轴之间所形成的角度差（90度）所带来的影响（例如参照专利文献1）。

上述的部件布局，由于电池盒需要收容于电动机或减速齿轮组与车辆外壳顶部之间所形成的狭小空间内，因此，目前电池的容量及其数量极限为1节1.5V的干电池。

专利文献1：日本特开昭50-107291号公报。

在售卖电动式列车玩具的商场、大型或中型的玩具专门店中，通常采用有一种促销的手段，在店铺的一角铺设有无转角的轨道（圆形轨道或椭圆形轨道），而在轨道上使作为售卖对象的列车玩具实际行驶展示，从而吸引作为客户的孩子们的注意。

这种展示行驶的促销手段，由于在该店铺的营业时间中需要列车玩具连续地不停地行驶，因此，店铺方面自然希望能尽可能减少该期间内交换电池的次数。

然而，具有上述部件布局结构的电动式列车玩具的连续行驶时间，最多也就设定在3，4小时左右，为了在店铺的整个营业时间中持续有效地进行这种促销手段，通常会让多台玩具同时行驶，此时，1天内至少也需要数次更换电池，若店铺的管理员过于繁忙没能及时更换的话，就会造成电池用完玩具车辆停在轨道上的情况发生。

特别是，在连接电动机的驱动轴与车轴的减速齿轮组中，设置冠状齿轮的电动式列车玩具的情况下，很难无视动力传送过程中的损失所带来的电池消耗的加速，此外，这种玩具所采用的直流电动机的电刷，其设计也并不适合这种长时间的行驶，因此电刷会在短时间内损耗而导致故障，从而使车辆陷入无法行驶的状态。

此外，近年来在电动式列车玩具中，追求一些附加的装饰功能，例如从扬声器发出聊天语音或模拟行驶音、让前照灯闪烁、搭载无线收发信电路实现远程控制、搭载照相机可以从车内向车外摄影等。为了实现这些装饰功能，微型处理器的安装不可欠缺，而微型处理器的运行采用1节1.5V的干电池的话其电源电压是不足的。

作为第一种解决方案可以考虑，在由 1节干电池构成的1.5V的直流电源与微型处理器之间安装升压型的DC/DC转换器，将电源电压升压至微型处理器所需的电源电压。

作为第二种解决方案可以考虑，将实现上述新功能所需的电气部件（微型处理器、扬声器、无线收发信电路、LED、照相机）及驱动这些电气部件所需的直流电源（例如由2节1.5V的干电池所产生的3V直流电源）搭载于由列车头牵引的第二列车辆（例如客车或货车）内。

然而，根据第一种解决方案，无论是电动行驶玩耍，还是仅单独使用车头通过手推行驶玩耍（即所谓手动运转），尽管具有由上述装饰功能带来的趣味性，但为了实现这些装饰功能电池要被消耗，与电池相关的电动式列车玩具的行驶时间就会进一步缩短。

另一方面，根据第二解决方案，通过另行确保专用的电源，可以实现上述装饰功能，且不会造成行驶的障碍，但在仅单独使用列车头通过手推行驶玩耍（即所谓手动运转）中，需要将后面连接着的电源车拆掉，这样一来又无法实现上述装饰功能。

技术实现要素：

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种电动式列车玩具，无论是电动行驶玩耍，还是仅单独使用列车头通过手推行驶玩耍，都可以具有上述装饰功能的趣味性，而且能够保证电动式列车玩具具有足够的持续行驶时间。

有关本发明的其他发明目的及作用效果，本领域技术人员可以参照下面说明书的记载得以明确。

上述技术课题可以通过具备以下的部件布局结构的电动式列车玩具得以解决。

即,本实用新型提供一种电动式列车玩具，其在具有列车头模样的车辆外壳的内部至少收容有电动机、减速齿轮组以及由电池构成的直流电源，所述减速齿轮组将所述电动机的驱动轴的旋转动力进行减速后传递给后轮车轴，其特征在于，所述电动机采用交流电动机，且该交流电动机收容于所述车辆外壳内的后部空间；构成所述减速齿轮组的一系列的齿轮，以在上下方向上分散的状态全部配置于所述车轴的上方空间内；所述直流电源，收容于所述车辆外壳内的前部空间；且所述车辆外壳内还收容有直交转换电路，其将所述直流电源进行直交转换生成交流电源后，供给至所述交流电动机。

根据这种结构，由于使用的交流电动机没有作为消耗品的电刷，因此可以提高其耐久性，同时，该交流电动机收容于所述车辆外壳内的后部空间，且构成所述减速齿轮组的一系列的齿轮，以在上下方向上分散的状态全部配置于所述车轴的上方空间内，因此可以在车辆外壳内的前半部分确保宽敞的空间。因此，在这空间内可以安放收容有2节并联连接的1.5V干电池的电池盒，从而获得较大容量的3V直流电源，并通过对其进行直交转换驱动交流电动机从而能够长时间行驶，并且通过直接向微型处理器供电，使得单独的列车头也可实现所述装饰功能。

因此，采用本实用新型，无论是电动行驶玩耍，还是仅单独使用列车头通过手推行驶玩耍，都可以具有上述装饰功能的趣味性，而且能够保证电动式列车玩具具有足够的持续

作为本实用新型的优选实施方式，可以是，所述交流电动机为启动时其旋转方向不确定的同步电动机，其旋转轴横向地收容于所述后部空间；所述同步电动机的驱动轴、构成所述减速齿轮组的一系列的齿轮轴、以及所述后轮车轴互相平行；该电动式列车玩具还包括有方向限制部，其将所述交流电动机的启动方向限制为顺时针或逆时针中任意一个方向。

根据这种结构，虽然启动时旋转方向不确定，但是使用了结构简单的同步电动机，只要另行设置方向限制部限制启动时的旋转方向，即可低成本地提供以特定的旋转方向启动的交流电动机，另外，减速齿轮组可以仅由平齿轮组构成，因此可以有效地将电动机的输出传递给后轮车轴，从而能降低电力消耗。

作为本实用新型的优选实施方式，可以是，所述同步电动机，包括：转子，其与和所述车轴平行延伸的驱动轴一体旋转，其在与所述驱动轴垂直的第一假想平面上，由各永久磁铁组成的多个磁极以其磁性相互交错的方式等间隔的保持在以所述驱动轴为中心的规定半径的圆周上；和1个或2个以上的涡卷状线圈，其在与所述转子的第一假想平面正对的第二假想平面上，静止地配置在以所述驱动轴为中心的规定半径的圆周上。

根据这种结构，相向的2个假想平面中的一个沿着圆周排列有磁铁作为旋转磁场，另一个的平面上配置有涡卷状线圈作为固定电枢，从而实现使驱动轴薄型化的同时可以通过增加磁铁排列圆的直径来改善电动机的效率，进一步增大连续运转时间。

作为本实用新型的优选实施方式，可以是，还包括有微型处理器，其通过所述直流电源运行，并实现1个或2个以上的附加功能。此时，所述直流电源可以为直流3.0V的电源，其由收容于电池盒的2节1.5V的干电池所构成。

根据这种结构，不会因为DC/DC转换器造成不必要的电力消耗，可以有效地驱动微型处理器，实现各种各样的附加功能。

此时，所述附加功能可以是通过驱动扬声器附加音响效果的功能，或与远程遥控器之间进行无线通信的功能，或通过驱动LED附加照明效果的功能，或通过驱动图像感应对外界进行摄影的功能。

根据这种结构，除了电动行驶或手推行驶玩耍以外，还可以有效地引起儿童的注意。

作为本实用新型的优选实施方式，可以是，所述减速齿轮组，具有：一对的齿轮，其根据特定操作件的操作，可以在连接状态与脱离状态之间选择地进行设定；开关，在所述一对的齿轮为脱离状态时，其切断对所述电动机的通电。

根据这种结构，通过操作特定的操作件，可以让电动机与车轴之间的动力传输关系处于开放状态，此时电动机本身也处于停止状态，因此可以确保手推玩耍时车轮旋转顺畅，还能避免电动机不必要的电池消耗。

作为本实用新型的优选实施方式，可以是，在所述电池盒的底部，位于车宽方向的中心位置，向下突出地设有与前轮车轴接触的突出部，且所述前轮车轴的两端可以分别在规定的行程内上下移动地被支撑着。

根据这种结构，通过将在电池盒底面向下突出设置的突部作为跷板运动的支点，在驶入爬坡轨道弯道时，不需要另行设置多余的支撑结构物，即可有效防止左右任一前轮脱离轨道面浮起而发生脱轨的情况。

作为本实用新型的优选实施方式，可以是，所述扬声器以朝向构成车辆外壳的车体底板的底面的状态向下设置，且所述扬声器与所述底面之间形成有共鸣室。

根据这种结构，通过将整个车辆外壳作为振动体向周围扩散音波，从而可以让具有足够的音量及音质的所需声音从车体放出，且不需要在车辆外壳的顶部设置放音孔从而不会损坏车体的外观，另外与在底板的底面设置放音孔的结构相比，其可确保稳定的音量和音质而不受行驶状态的影响。

作为本发明的优选实施方式，可以是，所述直交转换电路部实行自激式振荡运行和他激式振荡运行；所述自激式振荡运行，是通过接入电源，以固有的长周期进行振荡，并以每个周期改变通电方向的状态，对所述涡卷状线圈进行通电，来实现所述低频输出状态；所述他激式振荡运行，是当所述涡卷状线圈的感应电压脉冲超过特定值时，以与该感应电压脉冲同步的短周期进行振荡，以每个周期改变方向的状态，对所述涡卷状线圈进行通电，来实现所述高频输出状态。

根据这种结构，直交转换电路部无论是进行规定的长周期振荡还是进行与转子同步的低周期振荡时，1个或2个以上的涡卷状线圈都分别与这些振荡周期同步，交替地进行不同方向的通电，从而无论是在启动状态、加速状态还是通常状态中，都能从1个或2个以上的涡卷状线圈向转子上配置的各磁极同时施加旋转动力，从而确保转子顺畅且强有力地旋转。

作为本实用新型的一种优选的实施方式，也可以是，所述直交转换电路部，包括：左侧驱动用电晶体和右侧驱动用电晶体，其都是第一导电型，且互相并列配置；左侧从动用电晶体和右侧从动用电晶体，其都是第二导电型，且互相并列配置，分别与所述左侧驱动用电晶体和右侧驱动用电晶体串联连接，且，其互相与所述左侧驱动用电晶体和右侧驱动用电晶体中的相反侧的驱动用电晶体同步进行开闭控制；桥接电流通路，其架连在所述左侧驱动用电晶体的输出侧与所述右侧驱动用电晶体的输出侧之间；1个或2个以上的涡卷状线圈，其作为所述左侧驱动用电晶体和右侧驱动用电晶体的载荷元件被设置于所述桥接电流通路；以及启动辅助装置，其用于在通电开始后，以特定的长周期交替让所述左侧驱动用电晶体和右侧驱动用电晶体开启或关闭。

根据这种结构，电源接入后不久时间内，直交转换电路部，在启动辅助装置的作用下，以规定的长周期进行振荡运行，从而在所述桥接电流通路中，有与该长周期同步、经由左侧的驱动用电晶体和右侧的从动用电晶体的第一方向的电流以及经由右侧的驱动用电晶体和左侧的从动用电晶体的第二方向的电流交替地流动。这样一来，各涡卷状线圈分别与自激式振荡周期保持同步地交替切换N极与S极，从而可以对转子上配置的N或S极性的磁极都作用磁力，付与旋转驱动力，当该驱动力的方向与预设允许的旋转方向（例如，与车辆的前进方向相对应的旋转方向）相同时，电动机开始启动。因此，通过该电动机，可以向转子付与强有力的旋转驱动力，从而在投入电源后，可进行迅速的旋转启动乃至加速。

同时，随着转子旋转数的逐渐增加，掠过各磁极时涡卷状线圈上感应的感应电动势脉冲的等级增大后，直交转换电路部不需要等待由启动辅助装置引起的长周期振荡，而切换至与该感应电动势脉冲的到达周期同步的短周期振荡运行，因此，所述桥接电流通路中，有与该短周期振荡同步、经由左侧的驱动用电晶体和右侧的从动用电晶体的第一方向的电流以及经由右侧的驱动用电晶体和左侧的从动用电晶体的第二方向的电流交替地流动。这样一来，与之前一样，各涡卷状线圈分别与振荡周期保持同步地交替切换N极与S极，从而可以对转子上配置的N或S极性的磁极同时作用磁力，付与旋转驱动力。

于是，根据本发明的结构，无论是进行规定的长周期振荡运行还是进行与旋转同步的低周期振荡运行，1个或2个以上的涡卷状线圈都分别与那些振荡周期同步，进行不同方向的通电，因此，无论是在启动状态、加速状态还是通常状态中，都能从1个或2个以上的涡卷状线圈向转子上配置的各磁极同时施加旋转动力，从而确保转子顺畅且强有力的旋转。

上述实用新型中，假如所述多个磁极为4个磁极，且所述涡卷状线圈为以180度的角度间隔进行配置的、互相的卷曲方向相同的2个大致呈圆形的涡卷状线圈时，不仅可保持小型化、薄型化、低成本，同时还能获得较强有力的旋转驱动力。此时，假如所述2个涡卷状线圈是以互相串联连接的状态设置于所述桥接电流通路上时，可以通过使两线圈的电流值相同来实现2个涡卷状线圈的磁力均等化，同时，还可以通过限制两线圈中流过的电流来降低所消耗的电力，并且，由于2个涡卷状线圈所产生的感应电动势脉冲重叠，从而可以提高旋转位置检测感应度，并促进自激式振荡状态向旋转同步振荡状态的转换，将转子的旋转迅速地引导至高速旋转状态。

上述实用新型中，假如所述多个磁极为4个磁极，且所述涡卷状线圈为单个的线圈时，即使是单个的涡卷状线圈，也可以通过交替地切换其极性，对相邻的4个的磁极分别作用磁力。并且，根据这种单线圈方式，可以通过减少1个涡卷状线圈使得成本更低，同时，如果涡卷状线圈的个数是单个，即使增大线圈的直径，也不用担心与相邻的其他线圈之间的干扰，因此可以通过增加匝数强化磁力，即使涡卷状线圈为单个时，也可以得到充分的旋转动力。

根据本实用新型，由于使用的交流电动机不具有作为消耗品的电刷，因此可以提高其耐久性，同时，该交流电动机收容于所述车辆外壳内的后部空间，且构成所述减速齿轮组的一系列的齿轮，以在上下方向上分散的状态全部配置于所述车轴的上方空间内，因此可以在车辆外壳内的前半部分确保宽敞的空间。因此，在这空间内可以收容并联安置有2节1.5V干电池的电池盒，从而获得较大容量的3V直流电源，并通过对其进行直交转换驱动交流电动机从而能够实现长时间行驶，以及通过直接向微型处理器供电，使得即便是单独的列车头也可实现装饰功能。

附图说明

图1是列车玩具的外观立体图；

图2是列车玩具的分解立体图；

图3是从正上方透视车体外壳观察列车玩具的图；

图4是示出转子侧的永久磁铁与定子侧的涡卷状扁平线圈之间的关系的图；

图5是示出转子的旋转方向与棘轮爪的运行之间的关系的图，(a)表示静止状态，（b）表示可旋转方向，(c)表示不可旋转方向；

图6是从正上方透视壳体观察驱动单元的图；

图7是从正面透视壳体观察驱动单元的图；

图8是从右侧透视壳体观察驱动单元的图；

图9是示出OFF、ON、HI状态下的一系列的齿轮的啮合状态的图，(a)表示OFF状态，（b）表示ON状态，(c)表示HI状态；

图10是OFF状态下的一系列的齿轮的啮合状态的三面视图，(a)为俯视图，（b）为主视图，(c)为侧视图；

图11是ON状态下的一系列的齿轮的啮合状态的三面视图，(a)为俯视图，（b）为主视图，(c)为侧视图；

图12是HI状态下的一系列的齿轮的啮合状态的三面视图，(a)为俯视图，（b）为主视图，(c)为侧视图；

图13是示出扁平扬声器的安装结构的图，(a)为要部俯视图，（b）为要部侧视图；

图14是示出前轮车轴的一点支撑结构的图；

图15是示出前轮车轴的一点支撑结构的作用图，(a)为轨道转角上升部分的俯视图，（b）为轨道转角上升部分的侧视图；；

图16是示出整个电路部结构的图；

图17是示出驱动2个的扁平线圈的直交转换电路部的图；

图18是示出驱动1个的扁平线圈的直交转换电路部的图；

图19是示出将直交转换电路部作为集成电路的变形例的图，(a)为直交转换电路部的第一实施方式的变形例，（b）为直交转换电路部的第二实施方式的变形例；

图20是示意地示出整个控制程序的运行的流程图。

具体实施方式

以下，参照图1至图20，对本实用新型的较优化的一种实施方式的电动式列车玩具进行详细说明。

1、与列车玩具系统之间的关系

本实用新型的电动式列车玩具的规格适用于通常的广为人知的列车玩具系统，例如以本申请人公司名下的注册商标“普拉轨道（プラレール）”为名称向市场提供的列车玩具系统。如众所周知的那样，该列车系统包括行驶轨道（例如圆形轨道或椭圆形轨道）和在该行驶轨道上能行驶的各式各样的电动式列车玩具，其行驶轨道是通过将多条直线状或圆弧状的行驶轨道板单元连接而成的。

2、关于车体外壳

参照图1至图3，对电动式列车玩具的车辆外壳进行说明。图示中电动式列车玩具100具备塑料制车辆外壳1，其外观形成为如新干线等的流线型高速列车的外观。该车辆外壳1包括车体底板11和车体盖板12，两者通过未图示的螺钉连接为一个整体。

车体盖板12的顶部，在车体的大致前半部分的区域处形成为向前下方倾斜的形状，车体的大致后半部分的区域处形成为水平的且具有一定高度的形状。因此，车体底板11与车体盖体12所围成的车内空间的面积，设定为车体大致前半部分的区域较狭窄，而车体大致后半部分的区域较宽广的状态。

如下所述，作为本实用新型要部的驱动单元3收容于上述车内空间的后部区域，电池盒4则收容于上述车内空间的前部区域。另外，图中的附图标记111是用于连接牵引后续车辆的连接件，附图标记121是用于让操作杆33突出的导向插槽。导向插槽121沿着其长度方向上定义有3个滑动位置（“OFF”、“ON”、“HI”）。操作杆33可滑动地设置于这些位置上，从而可以在停止行驶、通常行驶以及高速行驶中任意选择。

3、关于驱动单元

其次，参照图2至图12，对驱动单元3进行说明。驱动单元3，如图2及图3所示，具有长方形状的单元壳体34。该单元壳体34在本示例中由透明的合成树脂制成，其以沿着车体的前后方向的距离为长度（L）、以沿着车体的左右方向的距离为宽度（W）、以沿着竖直方向的距离为高度（H），前部中央的一处位置和后部左右的两处位置上设置有支架的螺孔，螺丝通过支架的螺孔拧入至车体底板11的螺孔，从而驱动单元3通过这三处被牢固地固定于车体底板11。该单元壳体34内，如下所述，收容有直交转换电路部（搭载电路部件的基板等）5、交流电动机31（参考图4）、减速齿轮组32（参考图6至图8）、后轮的车轴114、以及方向限制部325a、325b（参照图5）。

关于交流电动机

其次，主要参照图4及图8对交流电动机31进行说明。交流电机31包括转子（磁铁支撑盘312）和定子。所述转子与后轮的车轴114平行延伸的驱动轴311一体旋转，在与该驱动轴311垂直的第一假想平面上，所述转子的由永久磁铁315a~315d组成的多个磁极以其磁性相互交错的方式等角度间隔地保持在以驱动轴311为中心的规定半径的圆周上。而在与转子的第一假想平面正对的第二假想平面上，所述定子具有支撑于以驱动轴为中心的规定半径的圆周上的1个或2个以上的涡卷状线圈316a、316b。

具体而言，图8中，附图标记114为后轮的车轴，附图标记311位电动机的驱动轴，两者互相平行。车轴114及驱动轴311都是由刚性较高的金属材料（例如，不锈钢等非磁性体）制作，两者的两端通过未图示的轴承可自由旋转地支撑着。

驱动轴311上，如图4所示，一体地固定有定义为第一假想平面的磁铁支撑盘312。磁铁支撑盘312具有作为电动机31转子的功能，本示例中，其由合成树脂材料（例如、POM等）制作。驱动轴311垂直贯通于磁铁支撑盘312的中心部。磁铁支撑盘312的周縁部，以间隔90度角度的形式，通过成型技术一体形成有4个有底圆筒状的磁铁架313a、313b、313c、313d。这些磁铁架313a、313b、313c、313d的凹部分别压入固定有永久磁铁315a、315b、315c、315d，这些永久磁铁用于定义磁极，且形成为扁平的圆筒状或平板状。另外，图4中，附图标记314为磁铁支撑盘312的十字状补强筋。

永久磁铁315a、315b、315c、315d分别以在表里方向上分极的方式被磁化，且如同永久磁铁315a（N极）、315b（S极）、315c（N极）、315d（S极）的形式，被以磁性交错的方式配置。这些永久磁铁315a、315b、315c、315d，在本示例中，由稀土类磁铁（例如，钕磁铁、钐钴磁铁、镨磁铁、钐铁氮磁铁等等）或者钴磁铁等的强磁性材料所制成。

另一方面，在与由磁铁支撑盘312所定义的第一假想平面仅间隔较小距离正对的第二假想平面上，设置有1个或2个以上（本示例中为2个）的线圈316a、316b。这些线圈316a、316b在以驱动轴311为中心的规定半径的圆周上，以相互间隔180度角度的方式配置着。该两个线圈316a、316b，在本示例中，形成为卷绕方向及卷绕圈数相同的大致呈圆形的扁平涡卷状，两者电连接地串联在一起。另外，作为第二假想平面，例如可以形成为如下结构，即从单元壳体34的底面竖起，将2个线圈316a、316b通过例如粘着剂等保持在规定位置的垂直支撑壁（未图示）。此时，支持2个线圈316a、316b的垂直支撑壁具有作为电动机31的定子起作用。当磁铁支撑盘312旋转时，4个磁铁315a、315b、315c、315d和2个线圈316a、316b以较小的间距正对并依次交错。

当对由2个线圈316a、316b串联而成的这组线圈列的两端施加一定频率的交流电压时，如后面所述，交流电动机31作为包含具有4个的磁极315a、315b、315c、315d的盘状的转子，和具有2个线圈316a、316b的板状的定子的交流同步电动机起作用。

这样一来，由于该交流电动机31具有在正对的第一假想平面（转子侧平面）和第二假想平面（定子侧平面）上分别对向配置有偏平的磁铁315a~315d和偏平的涡卷状线圈316a、316b这样的基本结构，因此，可以将旋转轴311的延伸方向的外形尺寸设计的较小，从而，在有由于轨道宽度的原因车体宽度不能过大的列车玩具中，也能够让其驱动轴以朝向车体宽方向的状态进行组装。

此外，即使是列车玩具，由于在车体高度方向的限制比较小，因此，除了增加线圈的匝数或磁铁的强度以外，还可以通过增大配置有扁平的磁铁315a~315d的支撑体（例如磁铁支撑盘312）的直径，来增强电动机的输出扭矩。

并且，该交流电动机31像直流电动机一样不需要存在耐久性问题的电刷，因此可以长时间连续地运转。

关于减速齿轮组

其次，主要参照图5至图12对减速齿轮组32进行说明。减速齿轮组32具有将来自交流电动机31的驱动轴311的旋转动力进行减速后向车轴114传递的功能。

该减速齿轮组32，如图8所示，具有由第一从动轴321、第二从动轴322、第三从动轴323以及第四从动轴324所组成的四根从动轴。这四根从动轴的两端分别通过未图示的轴承相对于单元壳体34可自由旋转地被支撑着。

交流电动机31的驱动轴311的轴径、减速齿轮组32所包含的一系列的从动轴321~324的轴径、以及所述车轴114的轴径之中，交流电动机31的驱动轴311的轴径最细而车轴114的轴径最粗，且减速齿轮组32所包含的一系列的从动轴321~324中，设定成初阶段侧的1个或2个以上的从动轴的轴径比后阶段侧的其余的从动轴的轴径较细。

具体而言，交流电动机31的驱动轴311的轴径为0.8mm，第一从动轴321的轴径为1.0mm，第二从动轴322的轴径为1.0mm，第三从动轴323的轴径为2.0mm，第四从动轴的轴径为1.5mm，车轴114的轴径为2.5mm。从动轴321~324的材质采用金属材料（例如不锈钢等非磁性体）。

根据这样的轴径设定，通过将驱动轴311及初阶段侧的从动轴321、322的轴径形成为比后阶段侧的从动轴轴径更小的结构，从而能够降低轴承的摩擦确保顺畅地旋转启动，而通过将车轴114及后阶段侧的从动轴323、324的轴径形成为比初阶段侧的从动轴轴径更大的结构，从而能够承受旋转负荷保证动力传递。另外，本示例中，第三从动轴323的轴径在从动轴之中是最大的，这是考虑到棘轮爪等会施加较大的轴负荷。

如图8所示，交流电动机31的驱动轴311上安装有与轴311一体旋转的平齿轮的小径齿轮317。另外，第一从动轴321上安装有与轴321一体旋转的由大径齿轮321a和小径齿轮321b所组成的2个平齿轮。另外，第二从动轴322上安装有与轴322一体旋转的由大径齿轮322a、中径齿轮322b和小径齿轮322c所组成的3个平齿轮。

第三从动轴323上安装有由大径齿轮323a、中径齿轮323b和小径齿轮323c所组成的3个平齿轮。这3个齿轮中，大径齿轮323a与中径齿轮323b相邻配置，并与轴323一体旋转的同时可以沿着轴323在规定行程内往返滑动。另一方面，小径齿轮323c与2个齿轮323a、323b分离设置，且可以与2个齿轮323a、323b联动地进行滑动。而且，小径齿轮323c可通过后述的离合器与轴323结合。即，当上述的离合器连接时，与2个齿轮323a、323b一体旋转，而当离合器分离时，2个齿轮323a、323b为自由状态。

第四从动轴324上设置有与轴324一体旋转的平齿轮的中径齿轮324a。而且，后轮的车轴114上设置有与轴114一体旋转的平齿轮的中径齿轮114c。

上述4个从动轴321~324，如图8所示，以在上下方向上分散并与驱动轴311邻接的状态全部集中配置于车轴114的上方空间，从而与以往的这种减速齿轮组不同，不需要确保车体的前后方向的收纳空间足够大，因此，本实用新型的驱动单元3可以紧凑地收纳于列车玩具的车体后部。

此外，由于驱动轴311、一系列的从动轴321~324以及车轴114互相平行，因此可以仅通过一系列的平齿轮组317、321a、321b、322a、322b、322c、323a、323b、323c、324a即可有效地传递旋转动力。即，不会产生以往那样由冠状齿轮所造成的传递损耗。

关于齿轮位移机构

以下，主要参照图6、图7及图8对齿轮位移机构进行说明。上述减速齿轮组32包括第一齿轮位移机构和第二齿轮位移机构。其中，第一齿轮位移机构，其根据特定的操作件（操作杆33）的第一操作（OFF位置与ON位置之间的滑动操作），通过将特定齿轮（齿轮323c）在轴方向上进行位移，使特定齿轮与相邻齿轮（324a）之间相互啮合或啮合解除，从而可以连接或切断所述转子的驱动轴311传向车轴114的旋转动力，另外，第二齿轮位移机构，其根据特定的操作件（操作杆33）的第二操作（ON位置与HI位置之间的滑动操作），通过将特定的齿轮（2个齿轮323a、323b中的某一个）在轴方向上进行位移，使特定齿轮与别的齿轮（齿轮322b、322c中的某一个）相互啮合，从而可以改变所述转子的驱动轴311传向车轴114的旋转动力的减速比。

具体而言，上述的第一齿轮位移机构及第二齿轮位移机构通过特定的位移操作机构进行操作。该位移操作机构包括操作杆33、凸轮板33a、凸轮从动件33b。其中，操作杆33，其上端部从导向插槽121向壳体外突出并与壳体垂直。凸轮板33a，其与操作杆33的下端部连接，并以水平的姿势可自由滑动地被支撑在车体前后方向上，且其侧边缘上具有作为平板凸轮起作用的波形曲线状的边缘凸轮33g。凸轮从动件33b，具有形成为向下的“コ（日语文字）”字形并夹持2个齿轮323a、323b的夹持部33b，并且具有沿着引导轮33c可在车体的宽方向上自由滑动地被支撑着的、并与所述凸轮板33a的边缘凸轮33g相接触的突出部33f。

形成于凸轮板33a的边缘凸轮33g形成有波状倾斜线，从而车体的前侧水平突出量比后侧水平突出量大。该倾斜线的中间形成有用于凸轮从动件33b的突出部33f嵌入的3个凹槽。同时，凸轮从动件33b通过压缩弹簧33e施压，被推压至边缘凸轮33g侧。

因此，当操作杆33从OFF位置滑动至HI位置时，根据边缘凸轮33g的倾斜线的引导，凸轮从动件33b通过压缩弹簧33d的施压而被推压，从而向靠近凸轮板33a的方向移动。而当操作杆33从HI位置滑动至OFF位置时，凸轮从动件33b抵抗压缩弹簧33d的施压，从而向远离凸轮板33a的方向移动。

另外，当操作杆33从ON位置移动至OFF位置时，以片状开关结构形成的通电开关44（参考图17）从ON状态切换至OFF状态，停止对电动机31的线圈316a、316b的供电，从而使电动机31变为不能运行的状态。

关于旋转方向限制部

其次，主要参照图5对旋转反向限制部进行说明。如上所述，交流电动机31具有同步电动机的功能，原则上启动时的旋转方向是不确定的。同时，由于交流电动机31是电动式列车玩具的原动力，因此开始通电时，需要限制交流电动机31的旋转方向，从而使电动式列车玩具的车体向前方行进。

如果停止时的旋转角度可以依靠转子的惯性来确定，那么可以通过在靠近磁铁支撑盘312的旋转轨迹处另外配置微小的永久磁铁片或磁体片，从而利用磁铁的吸引力，可限制停止时的旋转角度与电机线圈之间的位置关系，使其停止在适合向规定的旋转方向（顺时针旋转或逆时针旋转）启动的位置。

然而，在这种电动式列车玩具中，根据连结车辆数的增加或者在进行登爬行走等时其行驶负荷会增加的情况，以及考虑到孩子手推推动行驶（即手动运转）等的情况，不太容易通过上述那样的磁铁片或磁体片与磁极之间的吸引力，来控制磁铁支撑盘的停止位置。

因此，本实用新型中，是将驱动轴311与车轴114之间所设的一系列的齿轮组中的某一个齿轮与棘轮爪325a咬合，从而强制限制旋转方向的。

如图5所示，侧面具有突出部325b的棘轮爪325a，以棘轮轴325为支点可自由旋转地被支撑。本示例中，棘轮爪325a用于将第一从动轴321上安装的大径齿轮321a的旋转方向限制为某一方向。具体而言，如图（b）所示，当大径齿轮321a顺时针旋转时，棘轮爪325a依次跨越大径齿轮321a上的轮齿，从而允许其旋转。另一方面，如图（c）所示，当大径齿轮321a逆时针旋转时，棘轮爪325a与大径齿轮321a上的轮齿相啮合，从而阻止其旋转。

关于减速齿轮组的3种啮合状态

以下，主要参照图10至图12对操作杆33的3个滑动位置（OFF位置、ON位置、HI位置）所分别对应的减速齿轮组的啮合状态进行说明。

如上所述，当操作杆33位于OFF位置时，如图10（a）所示，通过边缘凸轮33g与突出部33f的接触，凸轮从动件33b抵抗压缩弹簧的弹力，被压入至最里侧的位置，因此，如图10（b）所示，小径齿轮323c与中径齿轮324a的啮合被解除，如图10（c）所示，小径齿轮323c的旋转无法传递至中径齿轮324a。由此，左右的后轮114a、114b为自由状态，且供电动机31的通电也被切断，另一方面，如下所述，这种状态下继续保持有对控制电路部6的供电（参见图16），因此电动式列车玩具100可以手推推动行驶玩耍。

当操作杆33位于ON位置时，如图11（a）所示，通过边缘凸轮33g与突出部33f的接触，凸轮从动件33b由于压缩弹簧的作用力被压回中段位置，因此，如图11（b）所示，小径齿轮323c与中径齿轮324a的啮合得到恢复，如图11（c）所示，小径齿轮323c的旋转被传递给中径齿轮324a。此时，如图9（b）扩大状态下所示，在电动机31的驱动轴311获得的旋转动力，依次通过小齿轮317→大径齿轮321a→小径齿轮321b→大径齿轮322a→小径齿轮322c→齿轮323a→小径齿轮323c→中径齿轮324a→小径齿轮114a进行减速后，向后轮的车轴114传递，由此可以使电动式列车玩具100以通常速度进行行驶。

当操作杆33位于HI位置时，如图12（a）所示，通过边缘凸轮33g与突出部33f的接触，凸轮从动件33b由于压缩弹簧的作用力被压回终端位置，从而，如图12（b）所示，小径齿轮323c与中径齿轮324a的啮合得到恢复，如图12（c）所示，小径齿轮323c的旋转被传递至中径齿轮324a。此时，如图9（c）扩大状态下所示，在电动机31的驱动轴311获得的旋转动力，依次通过小齿轮317→大径齿轮321a→小径齿轮321b→大径齿轮322a→中径齿轮322b→中径齿轮323b→小径齿轮323c→中径齿轮324a→小径齿轮114a进行减速后，向后轮的车轴114传递，由此可以使电动式列车玩具100以高速进行行驶。

关于离合器结构

以下，主要参照图7对离合器结构进行说明。在之前所说明的第二齿轮位移机构中设置有弹簧323d，该弹簧323d用于在规定的齿轮（323c）与别的齿轮（324a）相啮合时，缓冲两齿轮啮合时的反作用力。

即，如图7所示，第三从动轴323上设置有具有非线性对称外形的嵌合体323e，该嵌合体323e可沿着轴323滑动并与轴323一体旋转，该嵌合体323e通过弹簧323d与齿轮323a结合。同时，齿轮323c的侧面形成有用于嵌入嵌合体323e的嵌合孔。

因此，当从OFF状态切换至ON状态时，首先，齿轮323c在嵌合体323e未嵌合的自由状态与齿轮324a相靠接，然后，抵抗反作用力状态下两个齿轮逐渐进行啮合，最终，在嵌合件323e嵌入嵌合孔的状态下，两齿轮的啮合完成。因此，齿轮323c与齿轮324a的啮合可以顺畅地进行。

关于直交转换电路部

以下，主要参照图17对直交转换电路部5进行说明。如图17所示，该直交转换电路部以以下方式构成，即先前说明的涡卷状线圈316a及316b作为负荷元件进行组装，由从电池盒4处供给的直流电源（3V）驱动。

也就是说，该直交转换电路部，包括有：左侧、右侧的驱动用电晶体51a、51b；左侧、右侧的从动用电晶体52a、52b；桥接电流通路58；1个或2个以上（本示例中为2个）的涡卷状线圈316a、316b；左侧、右侧的下拉电阻54a、54b；以及静电电容56a、56b与电阻55b、55a之间的串联电路。所述左侧、右侧的驱动用电晶体51a、51b，互相并列配置，均为第一导电型（本示例中为PNP型）。所述左侧、右侧的从动用电晶体52a、52b，互相并列配置，均为第二导电型（本示例中为NPN型），其分别与左侧、右侧驱动用电晶体51a、51b串联连接，并通过左侧、右侧驱动用电晶体51a、51b中的相反侧的驱动用电晶体的输出进行开闭控制。所述桥接电流通路58，其架连于左侧驱动用电晶体51a的输出侧（集电极）与右侧的驱动用电晶体51b的输出侧（集电极）之间。所述1个或2个以上的（本示例中为2个）的涡卷状线圈316a、316b，其作为左侧、右侧的驱动用电晶体51a、51b的负荷元件设置在所述桥接电流通路58中。所述左侧、右侧下拉电阻54a、54b，其将左侧、右侧的驱动用电晶体的控制端子电位（基极电位）拉至（Pulldown）开启阈值电位（基极/发射正方阈值电压）。所述静电电容56a、56b与电阻55b、55a的串联电路，用于设定自激式振荡周期，分别设置于左侧的驱动用电晶体51a的控制端子（基极端子）与右侧的驱动用电晶体51b的输出端子（集电极端子）之间，以及右侧的驱动用电晶体51b的控制端子（基极端子）和左侧的驱动用电晶体51a的输出端子（集电极端子）之间。另外，左右的从动用电晶体52a、52b的控制端子侧（基极端子侧）上分别设置有用于限制基极电流的左右的基极电阻53a、53b。

如上所述，作为涡卷状线圈采用的是相互间绕卷方向和匝数相同（即、通电时两线圈产生相同磁性和相同强度的磁力）的2个圆形的涡卷状线圈316a、316b，且，这些涡卷状线圈316a、316b，以互相串联电连接的状态，设置于桥接电流通路58上。并且，这些涡卷状线圈316a、316b，如之前参照图4所说明的那样，以180度的角度间隔配置于定子侧。

并且，左右的静电电容56a、56b中任意一方（本示例中，在右侧）的静电电容56b上并列连接有用于促进启动的电阻57。

通过上述结构，当电源开关33a接通后，通过用于促进启动的电阻57的作用，使左侧的驱动用电晶体51a更早的开启（ON），其一部分的集电极电流被供给至右侧的从动用电晶体52b的基极，从而使右侧的从动用电晶体52b也开启（ON）。此后，左右的驱动用电晶体51a、51b，根据左右的下拉式电阻55a、55b的电阻值和电容56a、56b的静电容量值以及电阻55a、55b来确定的自激式振荡周期（规定的长周期），交替地进行开闭。该自激式振荡周期设定，是在考虑对转子的旋转启动进行诱导的基础上设定的。

这样一来，依次经由左侧的驱动用电晶体51a→桥接电流通路58→右侧的从动用电晶体52b的通电电路和依次经由右侧的驱动用电晶体51b→桥接电流通路58→左侧的从动用电晶体52a的通电电路被交替形成，从而对相同匝数的2个线圈316a、316b，以相同的电流值，交替地向第一方向（图中，从左至右）进行通电和向第二方向（图中，从右至左）进行通电，从而2个线圈316a、316b上出现与规定的自激式振荡周期同步，具有相同的极性（例如S极）和相同强度的磁极，交替切换极性的情况。

现在假设，图4的状态（永久磁铁313a、313c为N极，永久磁铁313b、313d为S极）中，如果将线圈316a、316b励磁为S极，那么S极的永久磁铁313b、313d上就作用有排斥力，同时，N极的永久磁铁313a、313c上作用有吸引力，从而转子上就产生图示的顺时针的旋转驱动力（扭力）。另外，转子的顺时针方向是棘轮爪325a所允许的旋转方向。此时，转子在顺时针继续旋转90度后，当线圈316a、316b被励磁为N极时，在N极的永久磁铁313a、313c上作用有排斥力，同时，S极的永久磁铁313b、313d上作用有吸引力，从而转子上就产生图示的顺时针的旋转驱动力。通过反复产生这样的状态，转子顺时针启动后，速度逐渐增加。另外，由于同步电动机的启动时旋转方向是不确定的，倘若启动时旋转扭力的方向为逆时针时，转子通过棘轮爪325g的作用，维持在旋转停止的状态，而这种情况下，等待经过半个周期的振荡周期等获得顺时针的旋转扭力后，即可实现以上的运行，电动机就顺时针旋转启动。

当转子的旋转速度达到规定值时，在永久磁铁313a~313d通过线圈316a、316b之上的时间点（即，永久磁铁与涡卷状线圈交错的时机），线圈316a、316b上所感应的反电动势脉冲的大小增大，这样左右的驱动用电晶体51a、51b中，当时处于开启（ON）状态的电晶体的基极电位瞬间得到提升（反偏压），从而当时处于开启（ON）状态的驱动用电晶体不再等待自激式振荡周期而被强制地关闭（OFF）。同样的作用经过反复的结果，之后，左右的驱动用电晶体51a、51b以与转子的每半旋转周期同步后的他激式振荡周期交替地重复开闭运行。

这样一来，与之前的情况相同，依次经由左侧的驱动用电晶体51a→桥接电流通路58→右侧的从动用电晶体52b的通电电路，和依次经由右侧的驱动用电晶体51b→桥接电流通路58→左侧的从动用电晶体52a的通电电路被交替形成，从而对具有相同匝数的2个线圈316a、316b，以相同的电流值，交替地向第一方向（图中，从左至右）进行通电和向第二方向（图中，从右至左）进行通电，从而在2个线圈316a、316b上出现与同步于转子的每半旋转周期后的他激式振荡周期同步，具有相同的极性（例如S极）和相同强度的磁极，交替切换极性的情况。从而，转子的旋转速度持续上升直到转子的机械负荷与线圈的旋转驱动力（扭力）相互平衡为止，在两者达到平衡的节点转子的速度稳定。此时的振荡周期是考虑了电动式列车玩具100的通常行驶速度进行设定的。

本示例中，由于设置于桥接电流通路58上的2个线圈316a、316b是互相串联电连接着的，因此，在2个涡卷状线圈316a、316b上诱发的反交替互相叠加，通过从还比较低速的旋转开始，诱发较大的反电动势，使得在启动后较早地实现从自激式振荡周期的低速旋转状态向他激式振荡周期的高速旋转状态的切换，可以改善启动特性。

4、关于电池盒

其次，主要参照图2，对电池盒4的配置进行说明。本实用新型所涉及的驱动单元3的外壳34形成为前后方向具有长度（L）、左右方向具有宽度（W）、以及垂直方向具有高度（H）的长方体，特别是，长度（L）和宽度（W）方面，与以往的单元外壳相比，尤其可以形成得更小。

其主要原因如上所述为以下两点。1）电动机采用了以下基本结构，即在以微小的间隙正对设置的第一假想平面（转子侧平面）和第二假想平面（定子侧平面）上分别对向配置扁平的磁铁315a~315d和扁平的涡卷状线圈316a、316b。2）将4根从动轴321~324，在后轮车轴114的上方空间，在上下方向上分散地与驱动轴311相邻地配置。

如图2所示，将驱动单元3的壳体34收容于车内空间的后部后，确保车内空间的前部具有较大的空余空间，该空余空间内可以收容电池盒4。其中电池盒4可以将1.5V的四号干电池以2节电池首尾相互交错地形式并列收纳。

该电池盒4具有上部开设有开口的盒本体41、以及填堵该盒本体41的上部开口的上盖42。其中，该盒本体41的上部开设的开口用于装取2节1.5V的四号干电池。该2节1.5V四号干电池，串联电连接，从而形成3.0V的直流电源40。另外，图中，附图标记43是用于切换有声模式和无声模式的发音开关。

采用市场上销售的小型直流电动机的现有车体中，电动机和减速齿轮组基本占据了该车内空间的全部的长度方向，因此不能确保足够的干电池的收容空间，不得已只能采用在电动机上勉强搭载收容1节1.5V三号干电池的结构。这种情况下，不仅无法确保长时间的连续运行的充足电力，而且，对于实现近年来逐渐流行的发音功能、摄影功能、无线通信功能、照明功能等所不可欠缺的微型处理器的电源电压而言也是不足够的，其结果是，需要另行设置DC/DC转换器，对自电池处得到的1.5V电压适当升压后供给至微型处理器，从而使得电池的消耗进一步加快。

对此，本实用新型中，可以从电池盒4处直接获得3V的直流，而且不需要通过DC/DC转换器进行升压，因此可以确保充足的电力从而实现长时间的连续行驶。另外，也可以实现近年来逐渐流行的发音功能、摄影功能、无线通信功能、照明功能等所不可欠缺的微型处理器的稳定的运作，从而通过提高这种电动式列车的设计自由度，可以期待一种崭新的电动式行驶玩具的商品化。

5、关于扬声器

其次，主要参照图2及图13，对扬声器8的安装结构进行说明。目前，称作电动式自动车玩具或电动式列车玩具等的电动式车辆玩具的领域中，流行增加发音功能，从而发出模拟行驶音或聊天语音等。在车辆外壳由车体底板和车体盖板所构成的电动式车辆玩具中，采用有如下扬声器安装结构，即将用于实现发音功能的扁平的小型扬声器以向上的姿势安装于车体盖板的顶部内侧，该扬声器发出的声音从顶部开设的多个小孔（发音孔）向车体外部传出。

这种在顶部设置放音孔的扬声器安装结构中，对于注重外观性的车辆玩具而言，存在有损外观造型等缺点，同时，由于要从扬声器引出导线，从而在电池交换时车辆外壳的装卸非常不方便。

因此，对于注重外观性的车辆玩具，则采用另一种扬声器安装结构，即把实现发音功能的扁平的锥形扬声器以向下的姿势安装于车体底板的底部部分的内侧，将该扬声器发出的声音从底部开设的多个发音孔向行驶路面放出，并通过行驶路面的反射进行扩散。

然而，即使是这种扬声器安装结构，由于行驶路面的特性以及音波反射特性各式各样，且车辆底部的下表面与行驶路面之间的距离也各不相同，因此存在音量不足或音质较差

有鉴于此，本实用新型中，如图2至图13所示，将用于实现发音功能的扁平锥形扬声器8以向下的姿势安装于车体底板11的底部内表面，且扬声器8的前表面侧的底面不设置放音孔，通过扬声器8所发出的音波，使车辆外壳1自行振动，从而通过整个车体外壳1的振动向车辆外部放出音波。

具体而言，如图13所示，车体底板11的底面上，位于电池盒4的正下方的位置，形成有深度较浅的圆形凹部112。该凹部112的底部平坦，且放音孔等的开口一概不设置。凹部112的周围设有高度较低的卷曲成环状的突条112c。因此，圆形的凹部112的上周缘与环状的突条112c之间形成有环状的阶部112a，通过该阶部112a支撑扬声器8。其结果是扬声器8与凹部112的底部之间产生有空隙112b。

扬声器8，在本示例中，为扁平的圆锥扬声器，其具有，位于扬声器主体中心的扁平的圆形的磁铁8a、缠绕磁铁8a的声线圈8b、以及与声线圈8b连接并铺设于主体外周缘之间的振动膜8c。图中，附图标记8d为主体上开设的扬声器的呼吸孔。

根据这种扬声器安装结构，通过以向下的姿势设置在车体底板11的扬声器，藉由车体底板使整个车辆外壳振动从而向车辆外部发出声音，因此，与车体顶部开设放声孔的结构相比，其不会损坏车体外观的美观。与以向下姿势设置于车体底部，且从底板开设的放音孔向外发出声音，并通过行驶路面反射进行扩散的结构相比，其具有不会因为行驶路面特性或与行驶路面之间的距离等而造成的音量或音质变动的优点。

特别是，本示例中，以向下姿势配置的扬声器8与底板11的底面之间，设置有构成共鸣室的封闭空隙112b，因此从扬声器8放出的音波不会发生衰减，可以有效地传递至底板。且，圆形凹部112的底部较薄，因此这种结构也可以抑制振动的衰减。

根据本发明人等的实验，将具备图1~图3、图5所示的车辆外壳1的列车玩具100作为产品样品，在音量40dB左右的办公室环境中，在车体前方10cm的位置配置dB检测仪，测定内置扬声器8所产生的音量时，得到以下结果：

条件1：车体外壳12安装于车体底板11上时的音量测定：

1）扬声器向下+设有放音孔：55~60dB；

2）扬声器向下+未设置放音孔：63~70dB；

条件2：车体外壳12从车体底板11上卸下时的音量测定：

1）扬声器向下+设有放音孔：46~52dB；

2）扬声器向下+未设置放音孔：67~72dB。

根据上述结果可知，与是否设置车体外壳无关，相比于具有放音孔的情况，没有放音孔的结构，能够获得更高的音量且音质得以改善。这种的音量增大及音质改善的理由，虽然还无法明确认定，但推测可能在于，从面向车体底板11的扬声器8放出的音波，使车体底板1强烈振动，所产生的音波伴随该振动在封闭的车体外壳1内增幅，从而诱使整个车体外壳1振动，并向车体外部有效地传递音波。

6、关于前轮车轴的支撑结构

其次，主要参照图13、图14及图15对前轮车轴的支撑结构进行说明。现有技术中的在任意描绘的路径所铺设的行驶轨道板2上通过左右前轮及后轮的4个轮子进行行驶的电动式列车玩具100中，前轮车轴113及后轮车轴114分别都相对于车体保持平行姿势进行支撑。因此，当经过椭圆形的爬坡路时，根据爬坡路勾配的不同，如图15的虚线所示，随着左右任一前轮向上浮起，其后轮也随之向上浮起，此时若继续后轮驱动，其结果是，跨越行驶轨道板的护轨（外侧突条22），在弯道直行后脱轨。

因此，现有技术是通过在车体底板11的前部或后部上放置铅块等的锤重来防止车轮的上浮，以避免这种的脱轨，然而这种避免脱轨的方法，被认为存在由于重量增加使得电池过度消耗的缺点。另外，图14及图15中，附图标记2为行驶轨道板，附图标记21为构成行驶轨道板的条状基体，附图标记22为构成行驶轨道板的外侧护轨的外侧突条，附图标记23是构成行驶轨道板的内侧护轨的内侧突条，外侧突条22与内侧突条23之间的地面为行驶面，左右的车轮在其上行驶。

因此，本实用新型中，如图13及图14所示，在电池盒4的底面的中心线上设置有前后方向上延伸的向下突出的突条45，且前部车轴113的左右两端可以分别在规定的行程内上下移动，从而前部车轴113在其长度方向上的1/2的位置处与所述突条45接触，形成为以其为支点在左右方向如同跷跷板那样可倾斜的结构。

根据这种结构，如图14所示，在经过转弯爬坡路时，如图中虚线所示，在左右的前轮113a、113b的位置处的行驶轨道板2向左右倾斜时，车体仍然保持水平位置，只有前轮车轴113相对于车体倾斜，从而以左右的前轮及左右的后轮都仍然与路面接触的状态，车辆可以不会脱轨地在弯道正常行使。

7、关于电气硬件的整体的结构

其次，主要参照图16，对电动式列车玩具100的电气硬件的整体结构进行说明。电动式列车玩具100的电气硬件的整体结构如图16所示，其包括直流电源40、控制电路部6、以及直交转换电路部5。

直流电源40是3.0V直流电源，其中3.0V的直流电源由收容于电池盒4的2节1.5V的干电池所构成。该3.0V的直流电源40根据设置于车体底板11的下表面的电源开关44向控制电路部6进行供电，还通过供电开关44向直流转换电路部5供电。重要的是，区别于以往1.5V直流电源的结构，直流电源40与控制电路部6之间，不需要连接DC/DC转换器，而是直接连接。如上所述那样，当操作杆33位于ON位置及HI位置时，供电开关44为ON状态，当操作杆33位于OFF位置时，供电开关44为OFF状态。

控制电路部6包含：CPU61、摄影部62、发声部63、照明部64、无线收发信部65、行驶脉冲产生部66。其中，CPU61由微型处理器、ROM、RAM、其他组装有专用的电路功能的ASIC等构成；摄影部62由透镜和图像感应器等构成；发声部63由用于进行扬声器8的发声运行的LSI和驱动等构成；照明部64由用于驱动作为前照灯的白色LED7的驱动元件等构成；无线收发信部65用于与智能手机程序等的远程遥控器之间进行无线收发信号（例如，ブルートゥース（日本商标）通信）；行驶脉冲产生部66用于产生行驶脉冲（本示例中，1个脉冲对应前轮的1次旋转）。

另外，本示例中，行驶脉冲产生部66，如图13（a）所示，由在左前轮113a上嵌入成型的磁铁片9a和配置在其附近的引线开关9构成，相比于以往通过驱动凸轮和凸轮从动件的机构相比，本实用新型的结构更为简便，且耐久性得到改善。

直交转换电路部5，如之前参照图17所说明的那样，将通过供电开关44供给的3V的直流电压进行直交转换，并将获得的交流电压向构成交流电动机31的2个串联连接的涡卷状线圈316a、316b进行供给。

8、关于电气软件的整体的结构

其次，主要参照图20对电动式列车玩具100的电气软件的整体结构进行说明。通过接入电源开始进行处理时，首先，通过初始化处理（步骤ST101），作为各种运算的前期处理进行节点（flag）和记录器（register）等的初期设定。

之后，周期地进行以下判断：行驶脉冲的有无（步骤ST102）、收发信号要求的有无（步骤ST104）、摄影要求的有无（步骤ST106）、照明要求的有无（步骤ST108）、发音要求的有无（步骤ST110）。

此时，当基于行驶脉冲产生部66发出的信号进行行驶脉冲的有无的判断，其结果是，当判断为具有行驶脉冲时（步骤ST102为YES），运行该形式脉冲的计数处理，并根据计数结果是否满足规定条件从而实行行驶脉冲对应处理，从而控制规定的条件节点的内容（步骤ST103）。

基于无线收发信号部65发出的信号判断收发信号要求的有无，其结果是，当判定为具有收发信号要求时（步骤ST104为YES），在远程遥控器（例如智能手机或专用控制器等）之间实行相应指令的无线送信或无线受信处理，或者实行相应数据的无线送信或无线受信处理（步骤ST105）。此处，作为受信指令可以例举如，前照灯的点灭指令、摄像机的开始摄影或结束摄影的指令、发出声音或停止声音的指令等。而作为送信数据可以例举如，所拍摄的影像数据、表示行驶距离的车速脉冲的计数数据等。

作为判断摄影要求的有无的结果，当判定为具有摄影要求时（步骤ST106为YES），实行摄影处理（步骤ST107），即从摄影部62取得画像数据并保存至规定的画像储存器。得到的画像数据，在规定的时间节点向远程控制器无线送信，例如可以将从车内向前方拍摄的具有临场感的映象显示在智能手机的画面上等。

作为照明要求的有无的判定结果，当判定为具有点亮照明的要求时（步骤ST108为YES），实行照明处理（步骤ST109），即通过对照明部64的驱动，从而点亮前照明灯。另外，相同地，当照明要求为关灭照明时，则实行关灭照明灯的照明处理（步骤ST109）。

作为发音要求的有无的判断结果，当判定为具有发音要求时（步骤ST110为YES），实行发音处理（步骤ST111），即从声音储存器中读取预先记忆的各种声音数据（例如、模拟行驶音的数据、与小朋友找招呼的语音数据等），并驱动发音部63，从而从扬声器8处发出相应的声音（音效）。

藉由上述处理（步骤ST101~ST111）的实施，本实用新型不仅可以通过切换操作杆33选择停止状态、通常行驶状态、高速行驶状态，还可以通过无线收发信号部65所收到的各种控制指令或来自行驶脉冲产生部66的行驶脉冲，实现摄影功能、发音功能、照明功能等。

9、其他实施方式

关于直交转换电路部的其他实施方式

其次，主要参照图18对直交转换电路部的其他实施方式（第二实施方式）进行说明。该直交转换电路部除了圆形的涡卷状线圈的个数为1个（单一）以外，其他都和之前所说明的实施方式大致相同。因此，图18中，对于与图17的实施方式相同结构部分，通过标记相同的附图标记省略其说明。

即，如图18所示，该第二实施方式所述的线圈驱动电路中，设置于桥接电流通路58的涡卷状线圈，由1个（单一）的涡卷状线圈316构成。

根据这种结构，即使是1个的涡卷状线圈316，通过交替切换其极性，可以分别对相互邻接的4个的磁极315a、315b、315c、315d作用磁力。此外，根据这种单一线圈的方式，通过将涡卷状线圈的个数减少1个，可以进一步降低成本，且涡卷状线圈的个数为1个时，即使增加一定的线圈的直径，也不用担心与相邻的其他的涡卷状线圈相互干涉，因此可以通过增加匝数强化磁力，即使涡卷状线圈为单一线圈时，也可以获得充足的旋转驱动能力及电压感应能力，从而与第一实施方式的线圈驱动电路相同，在启动状态、加速状态或通常状态下，都可以从1个的涡卷状线圈同时向各磁极315a、315b、315c、315d中相邻的2个磁极付与旋转驱动力，从而保证转子（Rotor）顺畅并强有力的旋转。

关于直交转换电路部的变形例

以上实施方式中，为了实现启动时必要的长周期的振荡运行，使用有2个电阻54a、54b、2个电容器56a、56b，以及1个电阻57，而为了实现电路的集成电路化，可以通过外部振荡电路的开关信号驱动左右的驱动电晶体51a、51b。关于这种开关信号驱动，比如可以使用消耗电力低的CR振荡电路或水晶振荡电路和分频电路来实现。

即，如图19（a）所示，作为第一实施方式的变形例，直交转换电路部为集成电路。在VDD板和GND板之间，供给来自电池盒4的直流电源40。在T1板和T2板之间串联连接2个涡卷状线圈316a、316b。直交转换电路部实行自激式振荡运行和他激式振荡运行。其中，所谓自激式振荡运行，为通过接入电源，以固有长周期进行振荡，并以每个周期改变通电方向的状态，对所述涡卷状线圈316a、316b进行通电。而所谓他激式振荡运行，为当涡卷状线圈316a、316b的感应电压脉冲超过特定值时，以与该感应电压脉冲同步的短周期进行振荡，并以每个周期改变通电方向的状态，对所述涡卷状线圈316a、316b进行通电。

另外，如图19（b）所示，作为第二实施方式的变形例，直交转换电路部为集成电路。在VDD板和GND板之间，供给来自电池盒4的直流电源40。在T1板和T2板之间串联连接1个的涡卷状线圈316。线圈驱动电路实行自激式振荡运行和他激式振荡运行。其中，所谓自激式振荡运行，为通过接入电源，以固有长周期进行振荡，并以每个周期改变通电方向的状态，对所述涡卷状线圈316进行通电。而所谓他激式振荡运行，为当涡卷状线圈316的感应电压脉冲超过特定值时，以与该感应电压脉冲同步的短周期进行振荡，并以每个周期改变通电方向的状态，对所述涡卷状线圈316进行通电。

无论何种变形例中，长周期的自激式振荡运行，都是通过组装于直交转换电路部的独立的自激式振荡电路（OSC）来感应的。该自激式振荡电路可以包括，作为发信源的低电力消耗的振荡电路（例如，CR振荡电路、水晶振荡电路等）和将该振荡电路的时钟信号分频为多段的分频电路组。且，通过自激式振荡电路32的低频率时钟信号，控制图17或图18所示的H型桥式电路，从而实现长周期的自激式振荡运行。

采用本实用新型，由于使用的交流电动机不具有作为消耗品的电刷，因此可以提高其耐久性，同时，该交流电动机收容于所述车辆外壳内的后部空间，且构成所述减速齿轮组的一系列的齿轮，以在上下方向上分散的状态全部配置于所述车轴的上方空间内，因此可以在车辆外壳内的前半部分确保宽敞的空间。因此，在这空间内可以收容并联安置有2节1.5V干电池的电池盒，从而获得较大容量的3V直流电源，并通过对其进行直交转换驱动交流电动机从而能够实现长时间行驶，以及通过直接向微型处理器供电，使得即使是单独的列车头也能实现装饰功能。

附图标记说明：

1车辆外壳；

2行使轨道板；

3驱动单元；

4电池盒；

5直交转换电路部；

6控制电路部；

7 LED；

8扁平扬声器；

8a磁铁；

8b声线圈；

8c振动膜；

8d呼吸孔；

9引线开关；

9a磁铁片；

11车体底板；

12车体盖板；

21条状基体；

22外侧引导突条；

23内侧引导突条；

31交流电动机；

33操作杆；

33a凸轮板；

33b夹持部；

33c引导轮；

33d凸轮从动件；

33e弹簧；

33f突出部；

33g边缘凸轮；

34单元壳体；

40直流电源；

41盒本体；

42上盖；

43发音开关；

44通电开关；

45突条；

51a左侧的驱动用电晶体；

51b右侧的驱动用电晶体；

52a左侧的从动用电晶体；

52b右侧的从动用电晶体；

53a基极电阻；

53b基极电阻；

54a左侧的下拉电阻；

54b右侧的下拉电阻；

55a左侧的电阻；

55b右侧的电阻；

56a用于设定自激式振荡周期的电容；

56b用于设定自激式振荡周期的电容；

57用于促进启动的电阻；

58桥接电流通路；

61CPU；

62摄影部；

63发声部；

64照明部；

65无线信号收发部；

66行驶脉冲产生部；

111连接件；

112圆形凹部；

112a阶部；

112b空隙；

112c圆形突条；

113前轮车轴；

113a左前轮；

113b右前轮；

114后轮车轴；

114a左后轮；

114b右后轮；

114c车轴齿轮；

121导向插槽；

311驱动轴；

312磁铁支撑盘；

313a磁铁架；

313b磁铁架；

313c磁铁架；

313d磁铁架；

314补强筋

315a磁铁；

315b磁铁；

315c磁铁；

315d磁铁；

316a涡卷状线圈；

316b涡卷状线圈；

317小径齿轮；

32减速齿轮组；

321第一从动轴；

321a大径齿轮；

321b小径齿轮；

322第二从动轴；

322a大径齿轮；

322b中径齿轮；

322c小径齿轮；

323第三从动轴；

323a大径齿轮；

323b中径齿轮；

323c小径齿轮；

323d弹簧；

323e嵌合体；

324第四从动轴；

324a齿轮；

325棘轮轴；

325a棘轮爪；

325b突出部；

100电动式列车玩具。