(57)【要約】【課題】容器内の液体に浮遊させた表示体を安定的に回転する。【解決手段】表示体１１の内部に、磁気近接スイッチ１１２２と電磁石１１２１との組を、三組、等角度間隔で配置する。各組の磁気近接スイッチ１１２２は、容器１２の内壁に固定した永久磁石１１２に近づくとオン状態となり、同じ組の電磁石１１２１を磁化する。そして、これにより表示体１１の回転に伴い、順番に磁化される電磁石１１２１は、永久磁石１１２と作用して、表示体１１を回転させる。【選択図】図４
2010020040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状の透明な容器と、
前記容器内に満たした液体に浮遊させた形態で配置された、模様を付した表示体と、
前記容器に固定された永久磁石と、
前記表示体に内蔵された電源装置とを有し、
前記表示体内部には、磁気近接スイッチと電磁石との組が１または複数固定されており、
前記各組の磁気近接スイッチは、前記表示体の垂直方向の軸を回転軸とする回転に伴って、前記永久磁石の固定位置近傍を通過すると共に、前記永久磁石との接近時にオン状態となって、当該磁気近接スイッチと同じ組の電磁石に前記電源装置から出力される電力を供給し、電力を供給された電磁石は、前記永久磁石と磁力によって作用して、表示体を回転させることを特徴とする回転表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転表示装置であって、
前記回転軸から見た方向間の水平方向の角度が１８０度の等角度間隔で配置された二つの前記永久磁石と、
前記回転軸から見た方向間の水平方向の角度が１２０度の等角度間隔で配置された、三組の、前記磁気近接スイッチと電磁石との組とを有することを特徴とする回転表示装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転表示装置であって、
前記容器と前記表示体は球形を有しており、当該容器と表示体は同心入れ子状に配置されていることを特徴とする回転表示装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の回転表示装置であって、
前記電源装置は、太陽電池であることを特徴とする回転表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転表示装置における回転機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転表示装置としては、球形の透明な容器内に、球形の表示体を、容器内に満たした液体に液浸した形態で配置し、表示体の内部に設けた地磁気と作用する電磁石を回転させることにより、表示体を容器に対して、球形の表示体の中心を通る垂直な軸を回転軸として回転させる回転表示装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特表2003-514251号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１記載の回転表示装置によれば、表示体の回転に地磁気を利用しているために、場所毎の地磁気の状態に応じて、表示体の回転駆動力が変化してしまい、表示体を安定的に回転させることが困難であった。
そこで、本発明は、透明な容器内に、表示体を、容器内に満たした液体に液浸した形態で配置した回転表示装置において、表示体を容器に対して安定的に回転することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題達成のために、本発明は、中空形状の透明な容器と、前記容器内に満たした液体に浮遊させた形態で配置された、模様を付した表示体と、前記容器に固定された永久磁石と、前記表示体に内蔵された電源装置とを備えた回転表示装置を提供する。ただし、前記表示体内部には、磁気近接スイッチと電磁石との組が１または複数固定されているものであり、前記各組の磁気近接スイッチは、前記表示体の垂直方向の軸を回転軸とする回転に伴って、前記永久磁石の固定位置近傍を通過すると共に、前記永久磁石との接近時にオン状態となって、当該磁気近接スイッチと同じ組の電磁石に前記電源装置から出力される電力を供給し、電力を供給された電磁石は、前記永久磁石と磁力によって作用して、表示体を回転させるものである。
【０００５】
このような、回転表示装置によれば、地磁気を利用せずに、容器に固定した永久磁石の磁気を利用して表示体を回転させるので、表示体を容器に対して安定的に回転することができるようになる。また、回転させる表示体全体を除き、可動部を必要としないので、静粛性や低消費電力性に優れた回転表示装置を構成することができる。
【０００６】
なお、以上のような回転表示装置には、前記回転軸から見た方向間の水平方向の角度が１８０度の等角度間隔で配置された二つの前記永久磁石と、前記回転軸から見た方向間の水平方向の角度が１２０度の等角度間隔で配置された、三組の、前記磁気近接スイッチと電磁石との組とを備えるようにしてもよい。また、前記容器と前記表示体を球形とし、当該容器と表示体を同心入れ子状に配置するようにしてもよい。また、前記電源装置としては太陽電池を用いるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明によれば、透明な容器内に、表示体を、容器内に満たした液体に液浸した形態で配置した回転表示装置において、表示体を容器に対して安定的に回転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１に、本実施形態に係る回転表示装置の構造を示す。
図１ａに、回転表示装置の外観を示すように、回転表示装置１は、台座２上に載せ置かれた状態で使用されるものであり、図１ｂに示すように表面に地球儀地図などの模様を付した球状の表示体１１を、図１ｃに示すような中空球体形状の透明な容器１２中に、図１ｄに図１ａの切断線ＡＡによる断面を示すように、容器１２に満たした透明な液体に液浸した形態で、容器１２と同心入れ子状に配置したものである。
【０００９】
ここで、表示体１１の外径は容器１２の内径より小さく、表示体１１と容器１２の間には液体で満たされた間隔が生じる。また、容器１２に満たす液体は、表示体１１が、その浮力によって容器１２と同心上に位置するように、異なる比重を有する二つの液体１３、１４を満たしている。
【００１０】
そして、容器１２の内壁には二つの永久磁石１１２が、容器１２の水平方向の中心を通る垂直な軸に対して線対称な位置に固定されている。また、この二つの永久磁石１１２の磁極の向きも、容器１２の水平方向の中心を通る垂直な軸に対して線対称となるように配置している。すなわち、たとえば、二つの永久磁石１１２は、容器１２の水平方向の中心を通る垂直な軸側がＳ極、容器１２の外壁側がＮ極となるように配置されている。なお、以下では、二つの永久磁石１１２の、容器１２の水平方向の中心を通る垂直な軸側がＳ極であるものとして説明を行う。
【００１１】
また、図１ｄに示すように、表示体１１の内部には表示体１１の姿勢を正立させるための錘１１１と、表示体１１を容器１２に対して垂直軸を回転軸として回転駆動する回転機構１１２と、太陽電池１１３（ソーラーセル１１３）とが組み込まれている。ここで、表示体１１は、外部照明による光が容器１２、表示体１１を透過して太陽電池１１３に到達できるように、半透明の素材、塗料で模様が付されている。そして、太陽電池１１３は、このようにして到達する光を電力に変換し、回転機構１１２に供給する。
【００１２】
また、容器１２の屈折率、容器１２に満たす液体１３、１４の光学的屈折率は、図２ａに示すように、回転表示装置１を観察したときに、表示体１１の像が、容器１２の全体に重なるように拡大されて視認されるように定めている。
そして、これにより、観察者には、図２ｃに示すように容器１２の全体が表示体１１であり、図２ｂの図１ａの切断線ＢＢによる断面図に示すように表示体１１が垂直軸を回転軸として容器１２に対して回転するのに伴い、図２ｃに示すように容器１２の全体が回転しているかのように視認される。
【００１３】
次に、表示体１１に組み込まれる回転機構１１２について説明する。
図３ａに垂直方向から見た回転機構１１２の模式的構造を示す。
図示するように、回転機構１１２は、電磁石１１２１と当該電磁石１１２１に接続された磁気近接スイッチ１１２２との組１１２０を３組を備えている。ここで、磁気近接スイッチ１１２２は、たとえば、リードスイッチであり、各組内において、磁気近接スイッチ１１２２は、太陽電池１１３で生成された電力の電磁石１１２１への供給をオン/オフする。
【００１４】
そして、各組の、電磁石１１２１と磁気近接スイッチ１１２２は、容器１２の内壁に近接した位置、すなわち、表示体１１の周付近に配置されている。また、図３ｂに示すように、電磁石１１２１と磁気近接スイッチ１１２２との各組は、上方向から見て１２０度の角度差をもって等角度間隔で表示体１１に固定されており、同じ組の電磁石１１２１と磁気近接スイッチ１１２２とは、上方向から見て１８０度-Δの角度差をもって表示体１１に固定されている。また、各組の電磁石１１２１は、上方向から見て、表示体１１の周方向を長手方向として、電力供給時に、時計回り方向がＳ極、反時計回り方向がＮ極となるように配置されている。
【００１５】
次に、各組の磁気近接スイッチ１１２２は、Ｓ極感知型のセンサであり、図３ｃに示すように、容器内壁に固定された永久磁石１１２の周辺範囲１２１０内にいるときにオン状態となり、太陽電池１１３で生成された電力を、同じ組の電磁石１１２１へ供給する。また、各組の磁気近接スイッチ１１２２は、容器内壁に固定された永久磁石１１２の周辺範囲１２１０外にいるときにオフ状態となり、太陽電池１１３で生成された電力の、同じ組の電磁石１１２１への供給を停止する。
【００１６】
以下、このような回転機構１１２の動作について説明する。
いま、便宜上、電磁石１１２１と磁気近接スイッチ１１２２の３つの組を、各々Ａ組、Ｂ組、Ｃ組とする。そして、Ａ組の電磁石１１２１と磁気近接スイッチ１１２２を、電磁石Ａと磁気近接スイッチＡとし、Ｂ組の電磁石１１２１と磁気近接スイッチ１１２２を、電磁石Ｂと磁気近接スイッチＢとし、Ｃ組の電磁石１１２１と磁気近接スイッチ１１２２を、電磁石Ｃと磁気近接スイッチＣとし、容器１２に固定された二つの永久磁石１１２を、永久磁石Ｉ、永久磁石ＩＩとして説明を行う。
【００１７】
この場合、まず、図４ａに示すように、磁気近接スイッチＡが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０の内に位置する場合、磁気近接スイッチＡのみがオン状態となり、電磁石Ａに電力が供給され、電磁石Ａのみが磁化される。ここで、各組における磁気近接スイッチ１１２２と電磁石１１２１の角度差１８０度-Δは、磁気近接スイッチ１１２２が、一方の永久磁石１１２の周辺範囲１２１０の内の、最も時計回り方向側に位置するときに、当該磁気近接スイッチ１１２２と同じ組の電磁石１１２１の時計回り方向側端（Ｓ極に磁化される端）が、他方の永久磁石１１２よりも僅かに反時計回り方向にずれた位置に位置するように定められている。
【００１８】
したがって、図４ａに示すように、磁気近接スイッチＡが永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０の内においてオン状態となると電磁石ＡのＳ極と、永久磁石ＩＩのＳ極との反発によって、表示体１１は反時計回りに回転する。
そして、表示体１１の反時計回りの回転に伴って、図４ｂに示すように、磁気近接スイッチＡが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０から反時計回り方向に逸脱すると、磁気近接スイッチＡはオフ状態となり、電磁石Ａは磁化されていない状態となる。一方、当該表示体１１の反時計回りの回転に伴って、今度は、磁気近接スイッチＢが、永久磁石ＩＩの周辺範囲１２１０の内に反時計回りに進入し、磁気近接スイッチＢがオン状態となり、電磁石Ｂに電力が供給され、電磁石Ｂが磁化され、電磁石ＢのＳ極と、永久磁石ＩのＳ極との反発によって、表示体１１は反時計回りにさらに回転する。
【００１９】
そして、図４ｃに示すように、表示体１１の反時計回りの回転に伴って、磁気近接スイッチＢが、永久磁石ＩＩの周辺範囲１２１０から反時計回り方向に逸脱すると、磁気近接スイッチＢはオフ状態となり、電磁石Ｂは磁化されていない状態となる。一方、当該表示体１１の反時計回りの回転に伴って、今度は、磁気近接スイッチＣが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０の内に反時計回りに進入し、磁気近接スイッチＣがオン状態となり、電磁石Ｃに電力が供給され、電磁石Ｃが磁化され、電磁石ＣのＳ極と、永久磁石ＩＩのＳ極との反発によって、表示体１１は反時計回りにさらに回転する。
【００２０】
そして、表示体１１の反時計回りの回転に伴って、図４ｄに示すように、磁気近接スイッチＣが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０から反時計回り方向に逸脱すると、磁気近接スイッチＣはオフ状態となり、電磁石Ｃは磁化されていない状態となる。一方、当該表示体１１の反時計回りの回転に伴って、今度は、磁気近接スイッチＡが、永久磁石ＩＩの周辺範囲１２１０の内に反時計回りに進入し、磁気近接スイッチＡがオン状態となり、電磁石Ａに電力が供給され、電磁石Ａが磁化され、電磁石ＡのＳ極と、永久磁石ＩのＳ極との反発によって、表示体１１は反時計回りにさらに回転する。
【００２１】
そして、表示体１１の反時計回りの回転に伴って、図４ｅに示すように、磁気近接スイッチＡが、永久磁石ＩＩの周辺範囲１２１０から反時計回り方向に逸脱すると、磁気近接スイッチＡはオフ状態となり、電磁石Ａは磁化されていない状態となる。一方、当該表示体１１の反時計回りの回転に伴って、今度は、磁気近接スイッチＢが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０の内に反時計回りに進入し、磁気近接スイッチＢがオン状態となり、電磁石Ｂに電力が供給され、電磁石Ｂが磁化され、電磁石ＢのＳ極と、永久磁石ＩＩのＳ極との反発によって、表示体１１は反時計回りにさらに回転する。
【００２２】
そして、表示体１１の反時計回りの回転に伴って、図４ｆに示すように、磁気近接スイッチＢが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０から反時計回り方向に逸脱すると、磁気近接スイッチＢはオフ状態となり、電磁石Ｂは磁化されていない状態となる。一方、当該表示体１１の反時計回りの回転に伴って、今度は、磁気近接スイッチＣが、永久磁石ＩＩの周辺範囲１２１０の内に反時計回りに進入し、磁気近接スイッチＣがオン状態となり、電磁石Ｃに電力が供給され、電磁石Ｃが磁化され、電磁石ＣのＳ極と、永久磁石ＩのＳ極との反発によって、表示体１１は反時計回りにさらに回転する。
【００２３】
そして、表示体１１の反時計回りの回転に伴って、図４ａに示すように、磁気近接スイッチＣが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０から反時計回り方向に逸脱すると、磁気近接スイッチＣはオフ状態となり、電磁石Ｃは磁化されていない状態となる。一方、当該表示体１１の反時計回りの回転に伴って、今度は、磁気近接スイッチＡが、永久磁石Ｉの周辺範囲１２１０の内に反時計回りに進入し、磁気近接スイッチＡがオン状態となり、電磁石Ａに電力が供給され、電磁石Ａが磁化され、電磁石ＡのＳ極と、永久磁石ＩＩのＳ極との反発によって、表示体１１は反時計回りにさらに回転する。
【００２４】
結果、表示体１１は容器１２に対して反時計回りに回転し続けることになる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
このように本実施形態によれば、地磁気を利用せずに、容器１２に固定した永久磁石１１２の磁気を利用して表示体１１を回転させるので、表示体１１を容器１２に対して安定的に回転することができるようになる。また、回転させる表示体１１全体を除き、可動部を必要としないので、静粛性や低消費電力性に優れた回転表示装置１を構成することができる。
【００２５】
なお、以上の実施形態では、容器１２と表示体１１の形状を形状としたが、容器１２と表示体１１の形状としては、円筒形の形状や、半球形状のものなど、様々な形状のものと用いることができる。
また、磁気近接センサと電磁石１１２１の組み合わせ方や、磁気近接センサや電磁石１１２１や永久磁石１１２の形状や数や配置は、表示体１１の一方向の回転に伴って磁気近接センサが、永久磁石１１２によって順次オン状態となり、オン状態となった磁気近接センサによって磁化された電磁気が永久磁石１１２との相互作用により、表示体１１を前記一方向に回転させるものであれば任意であってよい。
【００２６】
また、以上の実施形態では、電磁石１１２１に供給する電力の電源として太陽電池１１３を用いたが、電磁石１１２１に供給する電力の電源としてはバッテリその他の電源装置を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の回転表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の回転表示装置の光学的屈折率を示す図である。
【図３】本発明の回転表示装置の回転機構を示す図である。
【図４】本発明の回転表示装置の回転機構の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…回転表示装置、２…台座、１１…表示体、１２…容器、１３…液体、１１１…錘、１１２…永久磁石、１１２…回転機構、１１３…太陽電池、１１２１…電磁石、１１２２…磁気近接スイッチ、１２１０…周辺範囲。
【図１】
2010020040.tif 000003
【図２】
2010020040.tif 000004
【図３】
2010020040.tif 000005
【図４】
2010020040.tif 000006