(57)【要約】【課題】従来より装飾体を回転する装置では、装飾体の間欠的な動き或いは揺動と回転を合わせた動きとすることはコスト高になる点が問題となっている。これは、モータ駆動回路に高価な発振器などを用いる場合や軸受けなどの強度を高める必要性から生じる問題である。【解決手段】間欠駆動するようにトランジスタ使用発振回路を用いたモータ駆動回路とモータを接続し、弾性を有する線材の一端に装飾体を設け、当該線材の他端と当該モータの回転軸を結合し、回転及び揺動する回転揺動機構を構成するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠駆動するように発振回路を用いたモータ駆動回路とモータを接続し、弾性を有する線材の一端に装飾体を設け、当該線材の他端と当該モータの回転軸を結合し、回転及び揺動する回転揺動機構を構成してなる装飾体揺動回転装置。
【請求項２】
請求項１におけるモータ駆動回路を、ＮＰＮトランジスタ並びにＰＮＰトランジスタとコンデンサ及び抵抗器からなり発振回路を構成する当該コンデンサの一端にトランジスタのベースを接続し、当該トランジスタのエミッタをダイオードのアノードとグランドに接続し、当該コンデンサの他端に当該ダイオードのカソードを接続し、当該トランジスタのコレクタと当該モータを接続する装飾体揺動回転装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、太陽電池を電源とし、太陽電池の正極をコンデンサの一端と接続し、当該太陽電池の負極を当該コンデンサの他端と接続し、当該コンデンサの正極とモータ駆動回路の入力端子を接続し、当該コンデンサの負極と当該モータ駆動回路のグランド端子を接続する装飾体揺動回転装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３において、蓄電機構の正極側に定電流ダイオードのカソードを接続し、当該定電流ダイオードのアノードをコンデンサの一端に接続し、当該コンデンサの他端をグランドに接続する装飾体揺動回転装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４において、回転揺動機構を構成する弾性線材を光ファイバーとする構成であり、当該光ファイバーの一端をモータの回転軸と連結し、当該光ファイバーに導入する光の光源とする発光体を設け、当該光ファイバーの他端を発光するように成形した装飾体揺動回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、装飾展示用具や玩具として利用でき、間欠的に駆動するモータの回転力をばね用線材のたわみとすることで装飾体の揺動及び回転運動とし、装飾体としての視覚効果を高めるものであり、さらに、太陽電池を電源とする構成は省エネ効果や電池切れの心配をなくすという利点のある装飾体揺動回転装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  先ず、第１の背景技術として、揺動玩具の分野において太陽電池を電源としその発生電力を水晶発振器で発振しコイルと永久磁石を用いて振り子の揺動に変換するものであり、比較的発生電力の低い太陽電池を用いて人形などの動きとする玩具である（特許文献１参照）。【０００３】  次に、第２の背景技術は、飛翔玩具とするものであり比較的発生電力の高い太陽電池を電源としその電力を直接モータの回転力に変換し鳥等の模型を回転するものである（特許文献２参照）。【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４４９４号公報
【特許文献２】特開２０００−５４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、前記第１の背景技術は比較的低い電力による振り子運動を利用するため揺動部の重量や支持部の強度などに制約があり、多様な動きとすることで装飾展示用具の視覚効果を高めるには困難な点がある。【０００６】  次に、前記第２の背景技術は、比較的発生電力の高い太陽電池を必要とするためコストの低減を計る上で不利であり、また、受光の低いときにモータの回転が停止する場合もあり、これは装飾展示用具として用いる上で問題となる点である。【０００７】  本発明は、前記従来の技術を装飾展示用具に利用する場合の問題を解決するものであり、低い電力を間欠的に利用することで省エネやコストの低減を計りつつ装飾体の回転及び揺動運動とすることで視覚効果を高めるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  先ず、本発明の第１の解決手段としては、間欠駆動するように発振回路を用いたモータ駆動回路とモータを接続し、弾性を有する線材の一端に装飾体を設け、当該線材の他端と当該モータの回転軸を結合し、回転及び揺動する回転揺動機構を構成するものである。【０００９】  次に、本発明の第２の解決手段としては、前記第１の解決手段におけるモータ駆動回路に関するものであり、ＮＰＮトランジスタ並びにＰＮＰトランジスタとコンデンサ及び抵抗器からなり発振回路を構成する当該コンデンサの一端にトランジスタのベースを接続し、当該トランジスタのエミッタをダイオードのアノードとグランドに接続し、当該コンデンサの他端に当該ダイオードのカソードを接続し、当該トランジスタのコレクタと当該モータを接続する構成である。【００１０】  次に、本発明の第３の解決手段としては、前記第１または第２の解決手段において太陽電池を電源とするものであり、太陽電池の正極をコンデンサの一端と接続し、当該太陽電池の負極を当該コンデンサの他端と接続し、当該コンデンサの正極とモータ駆動回路の入力端子を接続し、当該コンデンサの負極と当該モータ駆動回路のグランド端子を接続する構成である。【００１１】  次に、本発明の第４の解決手段としては、前記第１ないし３の解決手段における蓄電機構に定電流ダイオードとコンデンサを増設するものであり、当該蓄電機構の正極側に当該定電流ダイオードのカソードを接続し、当該定電流ダイオードのアノードを当該コンデンサの一端に接続し、当該コンデンサの他端をグランドに接続するものである。【００１２】  次に、本発明の第５の解決手段としては、前記第１ないし４の解決手段における回転揺動機構を構成する弾性線材を光ファイバーとする構成であり、当該光ファイバーの一端をモータの回転軸と連結し、当該光ファイバーに導入する光の光源とする発光体を設け、当該光ファイバーの他端を発光装飾体とするものである。【００１３】  次に、前記第１の解決手段による作用を説明すれば、発振回路を用いてモータを間欠的に駆動するため装飾体を支持するばね用線材のたわみとすることができ、装飾体を揺動しつつ回転することができる。【００１４】  前記前記第２の解決手段による作用はトランジスタとコンデンサ及び抵抗器からなる発振回路の構成によりモータを間欠的に駆動することができ、また、これは高価な発振器を用いない構成であるため安価に抑えることができる。【００１５】  前記前記第３の解決手段による作用は太陽電池を電源とするため省エネを計ることができ、また、乾電池を用いたときに生じる電池切れという問題を解決することができる。【００１６】  前記前記第４の解決手段は太陽電池の発生電力を有効に利用する工夫であり、コンデンサとＣＲＤを増設することで太陽光の強いときの発生電力を蓄えることができるため、モータの駆動間隔を比較的一定にすることができる。【００１７】  前記前記第５の解決手段は発光体と組み合わせた発光装飾体とする例であり、モータの間欠駆動により起動時と停止時に作用する力を光ファイバーのたわみとするため、発光部の動きを回転揺動運動とすることができ視覚効果の向上を計ることができる。
【発明の効果】
【００１８】  以上の説明にあるように、本発明は装飾体とする形象部材をばね用線材で支持するためモータの間欠的な回転により形象部材に作用する力を揺動及び回転という二つの動きとすることができ、装飾展示用具や玩具として用いる際に視覚効果の高いものとすることができる。また、このばね用線材のたわむ機能はモータ起動時の負荷を低減する作用があり、モータを起動するために必要となる電力を低く抑えることができる。これは下記太陽電池を用いる場合に特に有効である。【００１９】  さらに、本発明の発振機構は太陽電池の発生電圧で十分機能するものであり、高価な発振器を用いずにトランジスタやコンデンサ並びにダイオードや抵抗器からなる安価な構成で可能とするものである。また、電源に太陽電池を利用する構成は省エネや乾電池の電池切れ問題の解決策とすることができ装飾展示用具とする上で有効な手段である。【００２０】  加えて、蓄電機構にコンデンサとＣＲＤを増設した構成では太陽光の光度の変化に対応することができ、比較的一定の間隔でモータを駆動することがでる。また、この構成では日の出から朝にかけての発生電力を蓄電することができるため太陽光を有効に利用することができる。【００２１】  また、本発明の装飾展示部に光ファイバーを用いる構成は前記揺動回転運動と発光を合わせるものであり装飾展示用具として高い視覚効果を有する構成である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】  次に、本発明の実施の形態を図１及び図２を参照し説明すれば、モータ３を保持台４に固定し、モータ３の回転軸に回転台２を取り付け、回転台２と形象部材１を弾性を有する線材５を介して連結し、図２に示すようにトランジスタ使用発振回路の出力端子にモータ３を接続する構成である（請求項１記載）。【００２３】  次に、この構成の機能について説明すれば、前記トランジスタ使用発振回路により間欠的に流れる電流でモータ３を駆動し、この間欠的な回転力による起動及び停止時に作用する力を形象部材１を支持する線材５のたわみとするため形象部材１の揺動及び回転運動とすることができる。【００２４】  次に、このモータ３を駆動する際に必要な電力について説明すれば、一例として小型モータの定格を挙げるとＤＣ２Ｖ，起動電流２Ａ，無負荷時電流９０ｍＡであり起動時に高い電力を必要とするため一般的に間欠的にモータを回転させる場合は非常に変換効率の低いものとなる。しかしながら、本発明はモータ３起動時と停止時に生じる線材５のたわみを利用する構成であり回転力だけでは変換効率の低いものではあるが、本発明の目的は線材５のたわみによる形象部材１の揺動という効果であり、この二つを合わせた動きに変換するものである。【００２５】  なお、線材５についてはばね用線材であるピアノ線や鋼線などを用いることで適度なたわみとすることができ、また、防錆対策としてステンレス鋼線やニッケルメッキ鋼線又はプラスチック線或いはポリマー皮膜でコーティングされたピアノ線などのばね用線材を用いることができる。加えて、前記ばね用線材をコイル状にまいて形成したコイルばねを用いることでたわみをより大きくすることが可能である。【００２６】  次に、図３に示す構成は、モータ３を駆動する発振回路の例であり、ＮＰＮトランジスタ１５並びにＰＮＰトランジスタ１６とコンデンサａ７及び抵抗器からなる発振回路のコンデンサａ７の一端にトランジスタ６のベースを接続し、トランジスタ６のエミッタをダイオード８のアノードとグランドに接続し、コンデンサａ７の他端にダイオード８のカソードを接続し、トランジスタ６のコレクタとモータ３を増幅用トランジスタを介して接続する構成である（請求項２記載）。【００２７】  前記構成の機能について説明すれば、この回路はコンデンサａ７の両端に発生する電圧の変化でＮＰＮトランジスタ１５のオン／オフを制御し発振する構成であり、また、コンデンサａ７両端の電圧は並列に配設した抵抗器９とダイオード８を介してトランジスタ６のベース電流を供給しオン／オフ制御を行い増幅用コンデンサを介してモータ３に流れる電流を制御するものである。【００２８】  この構成は前記図２に示す例よりも効率よく発振することができるため、消費電力を低く抑えることができ、また、高価な発振器を使用せずにすむためコストの低減を計ることができる。【００２９】  次に、図４及び図５に示す構成は前記図１に示す構成の電源を太陽電池とする第２実施の形態である。図４及び図５に示すように太陽電池１０を並列に接続し、太陽電池１０の正極側をコンデンサｂ１２の一端に接続し、太陽電池１０の負極側をコンデンサｂ１２の他端に接続し、正極側となるコンデンサｂ１２の一��をＮＰＮトランジスタ１５並びにＰＮＰトランジスタ１６とコンデンサａ７及び抵抗器からなる発振回路の入力端子に接続し、負極側となるコンデンサｂ１２の他端を前記発振回路のグランド端子に接続し、コンデンサａ７の一端にトランジスタ６のベースを接続し、トランジスタ６のエミッタをダイオード８のアノードとグランドに接続し、コンデンサａ７の他端にダイオード８のカソードを接続し、トランジスタ６のコレクタとモータ３を増幅用トランジスタを介して接続する例である。なお、太陽電池１０の配置位置については図４に示すように保持台４上部に設けるものである（請求項３記載）。【００３０】  次に、前記構成の機能を説明すれば、この構成では太陽電池１０の発生電圧をコンデンサｂ１２へ蓄電する過程において発振回路の機能により所定の電圧となるまでトランジスタ６をオフにすることができ、所定の電圧まで高まるとＮＰＮトランジスタ１５並びにＰＮＰトランジスタ１６がオンとなりコンデンサａ７両端の電圧がトランジスタ６をオンにできる電圧となりモータ３に電流が流れこれを駆動し、次に、コンデンサｂ１２の電圧が下がり最初の蓄電過程となる。これらを繰り返すためモータ３を間欠的に駆動することができる。【００３１】  次に、本発明の構成部品である太陽電池１０について説明すれば、これはアモルファス太陽電池であり主に電卓などに利用されている普及品であり小型で発生電流は低いが比較的発生電圧の高いものである。なお、これは前記第１の背景技術において用いているものでもある。【００３２】  なお、このアモルファス太陽電池は安価であり、且つ蛍光灯の光りでも機能するという点は優れており屋内においての使用が適しているが、その反面直射日光により劣化し出力が低下するという短所がある。この対策として本構成では太陽光の透過を抑えるフィルムを太陽電池の表面に張り付け劣化防止としている。【００３３】  加えて、前記第２の背景技術において用いているものは結晶シリコン太陽電池であり屋外の発電機構などに広く使用されており前記アモルファス太陽電池よりも高価ではあるが信頼性や変換効率の高いものである。なお、本発明における太陽電池１０をこの結晶シリコン太陽電池とすることで屋外設置に適したものとすることができる。【００３４】  加えて、図５に示すサーミスタ１１について説明すれば、本発明の電源に太陽電池を用いる場合太陽光の当たる場所を設置箇所とするため、光度の強弱による温度変化に対応する必要があり、その解決手段とするものである。【００３５】  次に、図６に示す構成は第３実施の形態であり、前記図５に示すモータ駆動回路に定電流ダイオード１３とコンデンサｃ１４を増設する例である。これは定電流ダイオード１３のカソードをコンデンサｂ１２の正極側に接続し、定電流ダイオード１３のアノードをコンデンサｃ１４の一端に接続し、コンデンサｃ１４の他端をグランドに接続するものである（請求項４記載）。【００３６】  前記構成の機能について説明すれば、太陽電池１０の発生電圧をコンデンサｂ１２とコンデンサｃ１４に蓄電し、前記図５に示す構成と同様に発振回路の機能により所定の電圧になるまで蓄電し、所定の電圧でトランジスタ６がオンになる。このときコンデンサｃ１４並びにコンデンサｂ１２の電圧と太陽電池の発生電圧によりモータ３に電流が流れるが、定電流ダイオード１３のアノードをコンデンサｃ１４の正極側に接続してあるためコンデンサｃ１４からモータ３やコンデンサｂ１２へ流れる電流を低く抑えることができ、コンデンサｃ１４の蓄電量を高めることができる。次に、太陽電池の発生電圧が下がり始めるとコンデンサｃ１４からコンデンサｂ１２へ電流が流れるためモータ３の駆動間隔を比較的一定に保つことができる。【００３７】  太陽光の光度は日の出から上がり正午位をピークとして徐々に下がり日の入りで止まるという変化であり、本発明を装飾展示用具または玩具として用いる場合日の出から朝までの間は機能する必要性が低いため、この間モータ３を駆動せずにコンデンサｃ１４の蓄電電圧を高めることができるため太陽光の有効利用という観点において有用である。【００３８】  次に、図７及び図８に示す構成は前記図１に示す構成に発光体を組み合わせる第４実施の形態である。図７に示すようにモータ３の回転軸に歯車ａ１８を取り付け、歯車ａ１８とかみ合うように歯車ｂ１９を設け、光ファイバー１７を歯車ｂ１９に固定し、光ファイバー１７の端面と相対するようにＬＥＤ２０を設け、次に、図８に示すようにＬＥＤ２０をモータ３と並列に接続するものである（請求項５記載）。【００３９】  この構成の光ファイバー１７はプラスチック製の弾性を有するものであり、モータ３の間欠駆動を伝動機構とする歯車ａ１８及び歯車ｂ１９を介して伝動しその作用する力をたわみとするものである。さらに、光ファイバー１７は光源とするＬＥＤ２０の光を伝達する機能を有しており、モータ３とＬＥＤ２０は同時に駆動するため光ファイバー１７の端部は回転揺動運動と合わせて発光することができ、高い視覚効果を有するものとすることができる。加えて、この構成においても電源を太陽電池とすることが可能であり、電源に気を使わずにすむ装飾展示用具とすることができる。
【実施例】
【００４０】  次に、図１及び図３に示す本発明の第１の実施例について説明すれば、モータ３を保持台４に固定し、モータ３の回転軸に回転台２を取り付け、回転台２に線材５の一端を結合し、線材５の他端に形象部材１を固着し、モータ３を図３に示すように発振回路に結線するものであり、コンデンサａ７は２．２μＦ、電源を乾電池１．５Ｖとした構成である。なお、線材５については０．２ｍｍ径ニッケルメッキ鋼線を用いて成形したものであり、形象部材１についてはシリコンコーティングクラフト紙を用いて蝶を模した形状に成形したものである。【００４１】  この構成により３秒間隔で１／２回転モータ３が駆動し、回転台２の間欠的な回転となり、線材５がたわみ形象部材１の回転及び揺動運動となる。この１／２回転による回転揺動運動は蝶を模して形成した形象部材１の動きとして適したものであり観賞用として視覚効果の高いものとすることができる。【００４２】  次に、本発明の第２の実施例について説明すれば、図４及び図５に示すように前記第１の実施例の電源を太陽電池とする構成であり、保持台４上部に太陽電池１０を設け、蓄電機構とするコンデンサｂ１２容量１０００μＦに並列に接続した例であり、この構成ではコンデンサａ７を３３μＦとするものである。なお、太陽電池１０並列配設における発生電圧及び電流は６０Ｗの蛍光灯を照明とする室内において１．７５Ｖ，４０μＡであり、直射日光を当てた場合は２．８Ｖ，５．６ｍＡである。なお、表面に太陽光透過率を下げる保護フィルムを張り付けた場合は室内１．６５Ｖ，３２μＡであり直射日光２．５Ｖ，５ｍＡである。【００４３】  この構成は太陽電池１０の発生電力が高いときは１０〜２０秒間隔でモータ３を回転駆動することができ、前記発生電力の低い１．６５Ｖ，３２μＡという値でも発振回路が機能し約６０秒間隔でモータ３の回転軸を３０°回転することができる。また、この３０°回転による形象部材１の回転揺動運動もまた蝶の動きとして適したものであり視覚効果の向上を計ることができ、さらに、蝶を模した形状はベランダや窓際など日当たりのよい場所に設置する必然性があるため太陽電池１０の効果を高めるものである。【００４４】  次に、本発明の第３の実施例について説明すれば、図６に示すように前記第２の実施例にコンデンサｃ１４と定電流ダイオード１３を増設する例であり、コンデンサｃ１４に電気二重層コンデンサ容量０．１Ｆを用い定電流ダイオード１３をピンチオフ電流値０．０５ｍＡとする構成である。【００４５】  この構成により朝日による発生電圧を蓄えることができ午後日が陰り低下する発生電圧を補うことができる。コンデンサｃ１４である電気二重層コンデンサ容量０．１Ｆは蓄電開始後約３０分でモータ３駆動電圧である１．４７Ｖとなり、これ以降間欠的にモータ３を駆動しつつコンデンサｃ１４に蓄電を行うことができ、発生電圧が下がり初めてからのモータ３の駆動間隔についてはコンデンサａ７の容量３３μＦであり定電流ダイオード１３のピンチオフ電流値は０．０５ｍＡにおいて５５秒間隔である。なお、この間隔はピンチオフ電流値やコンデンサ容量を変えることで調整することができる。【００４６】  次に、本発明の第４の実施例について説明���れば、図７に示すようにモータ３の回転軸に歯車ａ１８を取り付け、歯車ａ１８とかみ合うように歯車ｂ１９を設け、光ファイバー１７線径０．５ｍｍを歯車ｂ１９に固定し、光ファイバー１７の端面と相対するようにＬＥＤ２０を設け、次に、図８に示す構成の電源電圧を３Ｖ、コンデンサａ７を容量１０μＦとし、ＬＥＤ２０をモータ３と並列に接続するものである。【００４７】  この構成により、３秒間隔で２秒間モータ３とＬＥＤ２０が同時に駆動し光ファイバー１７の回転揺動運動並びに端部の発光となる。なお、この構成ではＬＥＤ２０に緑色を用い蛍の動きや発光を模したものとしている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】  本発明の実施の形態を示す斜視図
【図２】  従来の発振回路を示す回路図
【図３】  本発明のモータ駆動回路を示す回路図
【図４】  本発明の第２実施の形態を示す分解斜視図
【図５】  本発明の第２実施の形態のモータ駆動回路を示す回路図
【図６】  本発明の第３実施の形態のモータ駆動回路を示す回路図
【図７】  本発明の第４実施の形態を示す分解斜視図
【図８】  本発明の第４実施の形態のモータ及びＬＥＤ駆動回路を示す回路図
【符号の説明】
【００４９】１    形象部材
２    回転台
３    モータ
４    保持台
５    線材
６    トランジスタ
７    コンデンサａ
８    ダイオード
９    抵抗器
１０  太陽電池
１１  サーミスタ
１２  コンデンサｂ
１３  定電流ダイオード
１４  コンデンサｃ
１５  ＮＰＮトランジスタ
１６  ＰＮＰトランジスタ
１７  光ファイバー
１８  歯車ａ
１９  歯車ｂ
２０  ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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