(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁石等の駆動手段によらずに揺動運動を実現し、駆動部分によって見る人の視界を遮らないスマートなディスプレイ装置の提供。【解決手段】電源１６の正極側に接続された正電極板１１と負極側に接続された負電極板１２とが所定距離離れて配置されている。そして、正電極板１１と負電極板１２の間に配置された導電材料であるアルミニウムからなる回転体１３が、正電極板１１と負電極板１２とに交互に接触することで、電荷の授受を行い、繰り返し揺動回転を行う。【選択図】図１
2008304572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極に接続された正電極板と、負極に接続された負電極板とが所定距離離れて配置され、
導電性材料からなる転がり回転体が、前記正電極板と前記負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動回転を行うことを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載する揺動式ディスプレイ装置において、
前記正電極板と前記負電極板とを、弾性変形体で構成したことを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する揺動式ディスプレイ装置において、
前記回転体の回転方向に投影した面積が、対向する前記正電極板または前記負電極板の面積の１／２以上あることを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する揺動式ディスプレイ装置において、
前記回転体に前記回転体を偏心させるための偏心用錘を備えていることを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項５】
請求項２に記載する揺動式ディスプレイ装置において、
前記正電極板と前記負電極板とが、透明な導電性プラスチック薄板であることを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項６】
平面上に配置された正電極板と負電極板と、
前記正電極板と前記負電極板との中点を通る垂線上に配置された支点と、
支点を中心として、揺動する揺動部材とを有し、
前記揺動部材が、前記正電極板と前記負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動を行うことを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項７】
請求項６に記載された揺動式ディスプレイ装置において、
前記支点が、絶縁棒であり、
前記揺動部材が、前記正電極板と前記負電極板とを合計した面積を備えた揺動板であり、
前記揺動板の表面に、見る角度により画像が変化するディスプレイが貼付されていることを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項６に記載する揺動式ディスプレイ装置において、
前記揺動部材が、両端に重りを備えるヤジロベエ形状であることを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項８に記載する揺動式ディスプレイ装置において、
前記正電極板と前記負電極板とが、導電性液体表面として構成されていることを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項１０】
正極に接続された正電極板と、
負極に接続された負電極板と、
前記正電極板と前記負電極板との間を略平行移動しながら、前記正電極板または前記負電極板と接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動を行う揺動部材と、
前記揺動部材の両端に接続され、吊るし糸により吊り下げられた一対の平衡板と、
を有することを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項１１】
抵抗を介して正極に接続された第１の導電球と、負極に接続された第２の導電球とが、所定距離離れるよう吊り下げられて配置され、
前記第１の導電球と、前記第２の導電球の略中間位置に第３の導電球が吊り下げられ、
前記第３の導電球は、前記第１の導電球と前記第２の導電球の間を交互に接触して電荷の授受を行うことにより、繰り返し振動することを特徴とする揺動式ディスプレイ装置。
【請求項１２】
正極に接続された正電極板と、
負極に接続された負電極板と、
外力を加えなくてもある時間は揺動を繰り返す導電性材料からなる揺動部材と、を備え、
前記揺動部材が、前記正電極板と前記負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動回転を行うことを特徴とする揺動式アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一対の正負電極に揺動部分を交互に接触させ、揺動部分が正負電極から電荷を授受することで揺動する、揺動式ディスプレイ装置、及び揺動式アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
揺動式ディスプレイ装置は、例えば、店先、支払い場所等に置かれ、見る人の注意を喚起し、ディスプレイに掲示された内容を見る人に伝達している。
特許文献１には、電磁石をアクチュエータとして用いた揺動式ディスプレイ装置である揺動意匠体の電磁駆動装置が開示されている。
非特許文献１には、「電気ベル」と呼ばれる振動装置が示されている。「電気ベル」は、一対の正電極ベルと負電極ベルと、その中間位置に糸で吊された導電体である球からなる。正電極ベルと負電極ベルは所定距離離れて配置されている。
導電体である球をどちらかの電極ベルに接触させることにより、球は帯電する。接触した電極ベルと球は同じ極性に帯電するので、糸に吊された球は電極ベルに反発して他のベルの方向に移動する。次に他の電極ベルと球が接触して帯電し、同様に反発する。
これを繰り返ことにより、球は電極ベルを鳴らし続ける。
【０００３】
非特許文献２には、一対の正電極板と負電極板とを所定距離離して配置し、中間位置にフレキシブルジョイントで移動電極を取り付けることにより、移動電極が揺動運動するものが記載されている。
また、非特許文献２には、正電極板を固定して、負電極板を一翼の一端に取り付け、他の翼の一端に取り付けられた中間電極を正電極板と負電極板との中間位置に配置することにより、両翼を揺動させるものも記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−９２９２４号公報
【非特許文献１】静電気学会編  「静電気ハンドブック」  株式会社オーム社  1981年5月30日発行（最新版には記載されておりません。）  p.665−p.666
【非特許文献２】Proceedings of Poster and Video Exhibition  T,C,on  Micromechanisms        NINTH WORLD CONGRESS ON THE THEORY OF MACHINES AND MECHANISMS  Milano, Italy August 29/September 2, 1995
【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、従来の揺動式ディスプレイ装置には、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１に開示された揺動意匠体の電磁駆動装置は、ディスプレイとして用いられる揺動意匠体を駆動するために電磁石を必要とする。しかし、本来のディスプレイとは関係のない電磁石を構成するコイルや永久磁石が体積を必要とし、この電磁石を隠す場合には、装置が大型化するなどスマートなディスプレイ装置を実現できない問題があった。
一方、非特許文献１の電気ベルでは、静電気の力は電磁石などに比べて大きな力を出すのに不向きであり、非特許文献１の構成では電極ベルを鳴らす力を出すのがやっとである。したがって球の大きさや重さに制限があり、ディスプレイとして使用するために例えば球に公告をぶら下げるといった用途には向かないと考えられる。
また、非特許文献２のものでは、一対の電極が場所をとるため、特許文献１と同様に、スマートなディスプレイ装置を実現できない問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電磁石等の駆動手段によらずに揺動運動を実現し、駆動部分によって見る人の視界を遮らないスマートなディスプレイ装置、及び揺動式アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の揺動式ディスプレイ装置は、次のような構成を有している。
（１）正極に接続された正電極板と、負極に接続された負電極板とが所定距離離れて配置され、導電性材料からなる転がり回転体が、正電極板と負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動回転を行う。
（２）（１）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、前記正電極板と前記負電極板とを、弾性変形体で構成したことを特徴とする。
【０００８】
（３）（１）または（２）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、前記回転体の回転方向に投影した面積が、対向する前記正電極板または前記負電極板の面積の１／２以上あることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載する揺動式ディスプレイ装置において、
前記回転体に前記回転体を偏心させるための偏心用錘を備えていることを特徴とする。
（５）（２）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、前記正電極板と前記負電極板とが、透明な導電性プラスチック薄板であることを特徴とする。
【０００９】
（６）平面上に配置された正電極板と負電極板と、前記正電極板と前記負電極板との中点を通る垂線上に配置された支点と、支点を中心として、揺動する揺動部材とを有し、前記揺動部材が、前記正電極板と前記負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動を行うことを特徴とする。
（７）（６）に記載された揺動式ディスプレイ装置において、前記支点が、絶縁棒であり、前記揺動部材が、前記正電極板と前記負電極板とを合計した面積を備えた揺動板であり、前記揺動板の表面に、見る角度により画像が変化するディスプレイが貼付されていることを特徴とする。
【００１０】
（８）（６）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、前記揺動部材が、両端に重りを備えるヤジロベエ形状であることを特徴とする。
（９）（８）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、前記正電極板と前記負電極板とが、導電性液体表面として構成されていることを特徴とする。
【００１１】
（１０）正極に接続された正電極板と、負極に接続された負電極板と、正電極板と負電極板との間を略平行移動しながら、正電極板または負電極板と接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動を行う揺動部材と、揺動部材の両端に接続され、吊るし糸により吊り下げられた一対の平衡板とを有することを特徴とする。
【００１２】
（１１）抵抗を介して正極に接続された第１の導電球と、負極に接続された第２の導電球とが、所定距離離れるよう吊り下げられて配置され、前記第１の導電球と、前記第２の導電球の略中間位置に第３の導電球が吊り下げられ、前記第３の導電球は、前記第１の導電球と前記第２の導電球の間を交互に接触して電荷の授受を行うことにより、繰り返し振動することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の揺動式アクチュエータは、次のような特徴を有している。
（１２）正極に接続された正電極板と、負極に接続された負電極板と、外力を加えなくてもある時間は揺動を繰り返す導電性材料からなる揺動部材と、を備え、前記揺動部材が、正電極板と負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動回転を行う。
【発明の効果】
【００１４】
次に、上記構成を有する揺動式ディスプレイ装置の作用、及び効果について説明する。
まず、（１）に記載された発明は、正極に接続された正電極板と、負極に接続された負電極板とが所定距離離れて配置され、導電性材料からなる転がり回転体が、正電極板と負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動回転を行う揺動式ディスプレイ装置であるので、一対の電極間を移動揺動する回転体が金属等の導電性であれば、回転体は他の物を必要とせずに、正電極板と負電極板とに交互に接触する。
すなわち、回転体が負電極板に接触すると、回転体が負の電荷を受け負に帯電する。それにより、回転体は負電極板と反発して、正電極板側に移動する。回転体は、正電極板に接触すると、回転体が正の電荷を受け正に帯電する。それにより、回転体は正電極板と反発して、負電極板側に移動する。これを繰り返すことにより、回転体は、数秒毎の周期で揺動回転を繰り返す。
このとき、回転体が導電性材料で形成されていれば、回転体自体には、全く駆動のための部材を必要とせず、回転体の全てをディスプレイのために使用できるため、スマートなディスプレイ装置を実現することができる。
【００１５】
また、（２）に記載の発明は、（１）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、正電極板と負電極板とを、導電性プラスチック薄板等の弾性変形体で構成しているので、回転体が、導電性プラスチック薄板に接触したときに、導電性プラスチック薄板が、弾性変形を起こして撓る。そのため導電性プラスチック薄板は回転体に追従して撓ることとなり、接触面積が増加して、放電が発生しにくくなる。また、導電性プラスチック薄板は、電気抵抗が大きいため、より放電は発生しにくくなっている。
【００１６】
また、（３）に記載の発明は、（１）又は（２）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、回転体の回転方向に投影した面積が、対向する正電極板または負電極板の面積の１／２以上あるので、回転体と電極板とが反発するときに、対向する面積が大きいため、電気ベルが点接触しているのと比較して、より大きな反発力を得ることができる。
また、（４）に記載の発明は、（１）乃至（３）のいずれかに記載する揺動式ディスプレイ装置において、回転体に回転体を偏心させるための偏心用錘を備えているので、回転体は偏心用錘による慣性力を得られ、偏心用錘の重量よりも十分に軽い部品であれば、ディスプレイとして取り付けることが可能になる。
また、（５）に記載の発明は、（２）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、正電極板と負電極板とが、透明な導電性プラスチック薄板であることで、見る人の視線を電極板が遮ることを防ぐことができる。
【００１７】
また、（６）に記載の発明は、平面上に配置された正電極板と負電極板と、正電極板と負電極板との中点を通る垂線上に配置された支点と、支点を中心として、揺動する揺動部材とを有し、揺動部材が、正電極板と負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動を行う揺動式ディスプレイ装置であるので、揺動部材にディスプレイを貼付すれば、見る人がディスプレイを見る角度を容易に変化させることができるため、見る人の注意をディスプレイに集中させることができる。
また、（７）に記載の発明は、（６）に記載された揺動式ディスプレイ装置において、支点が絶縁棒であり、揺動部材が、正電極板と負電極板とを合計した面積を備えた揺動板であり、揺動板の表面に、見る角度により画像が変化するディスプレイが貼付されているので、ディスプレイの大きさを大きく採ることができ、ディスプレイ装置としてスマートに全体を構成することができる。
【００１８】
また、（８）に記載の発明は、（６）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、揺動部材が、両端に重りを備えるヤジロベエ形状であるので、ヤジロベエ自体が復元力を有するため、少しの電荷を与えるだけで、揺動運動をさせることができ、省エネ効果を有する。そのため、電池等で駆動させるときに、長持ちさせることができる。
また、（９）に記載の発明は、（８）に記載する揺動式ディスプレイ装置において、正電極板と負電極板とが、導電性液体(例えば、水)表面として構成されているので、水の表面から少し入ったところで、いったん停止し、それから逆方向に反発して動く。このため、水から離れるときに、水を引き上げるので、見ている人に興味を与えることができる。また、水の表面に接触したときに、波紋を形成するため、見る人に興味を与えることができる。
【００１９】
また、（１０）に記載の発明は、正極に接続された正電極板と、負極に接続された負電極板と、正電極板と負電極板との間を略平行移動しながら、正電極板または負電極板と接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動を行う揺動部材と、揺動部材の両端に接続され、吊るし糸により吊り下げられた一対の平衡板とを有する揺動式ディスプレイ装置であるので、揺動部材を正電極板と負電極板との間で略平行移動させることにより、一対の平衡板は、吊るし糸を支点として、揺動運動するため、鳥の翼が羽ばたいている状態を容易にディスプレイすることができる。
【００２０】
また、（１１）に記載の発明は、抵抗を介して正極に接続された第１の導電球と、負極に接続された第２の導電球とが、所定距離離れるよう吊り下げられて配置され、前記第１の導電球と、前記第２の導電球の略中間位置に第３の導電球が吊り下げられ、前記第３の導電球は、前記第１の導電球と前記第２の導電球の間を交互に接触して電荷の授受を行うことにより、連続的に繰り返し振動する。第１の導電球と第２の導電球と第３の導電球はそれぞれ別々の動きをするので、見る人に興味を与えることができる。
【００２１】
次に、上記構成を有する揺動式アクチュエータの作用、及び効果について説明する。
上記の（１２）に記載の発明は、正極に接続された正電極板と、負極に接続された負電極板と、外力を加えなくてもある時間は揺動を繰り返す導電性材料からなる揺動部材とを備え、揺動部材が、正電極板と負電極板とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動回転を行う揺動式アクチュエータであるので、ヤジロベエ等の外力を加えなくてもある時間は揺動を繰り返す揺動部材に、少しの力を加えるだけで、揺動運動を好きな時間だけ続けることができる。これにより、消費電力が低減できるため、電池、光電池等で容易に駆動可能なアクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の揺動式ディスプレイ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、第１実施形態の構成を説明する。
図１に、第１実施形態の回転体１３を用いた揺動式ディスプレイ装置１０の斜視図を示す。
揺動式ディスプレイ装置１０は、正電極板１１と負電極板１２と回転体１３からなる。正電極板１１及び負電極板１２はそれぞれ電源１６に電気的に接続されており、ベース１５の上に一端を固定されている。
正電極板１１及び負電極板１２は、透明な導電性の有機ポリマー素材等、導電性のある樹脂部材で形成されている。この正電極板１１及び負電極板１２は、導電性の他に弾性を備えているものとする。
回転体１３は、環状の部材であり金属など導電性の素材であればよい。第１実施形態ではアルミニウムの管材を用いている。回転体１３の内周面の一部には、偏心用錘１４が備えられている。偏心用錘１４は回転体１３を偏心させる目的で備えられているので、必要な重量が確保できれば素材は特に限定するものではない。
なお、回転体１３は特に円環状である必要はない。例えば管の一部が切れている形状であっても良い。
【００２３】
回転体１３は、正電極板１１及び負電極板１２に対して十分に大きく、回転体１３を回転方向に投影した面積、すなわち回転体１３の円環を側面から見た状態で長方形となる面積が、正電極板１１又は負電極板１２の面積に対して１／２以上あることが望ましい。
ベース１５は、絶縁性の素材で形成されており、回転体１３及び正電極板１１及び負電極板１２がそれぞれお互いに通電しないようになっている。
電源１６に隣接して抵抗１７が配置され、それぞれ正電極板１１及び負電極板１２に接続されている。この電源１６及び抵抗１７に接続されることで、正電極板１１には正の電荷を、負電極板１２には負の電荷を帯電させることができる。電流は小さくて良いが、電圧は数千Ｖ程度必要であり、安全のため抵抗１７の抵抗値は数百ＭΩ程度に設定している。
【００２４】
第１実施形態は上記のような構成となっているので、以下に説明する作用を示す。
正電極板１１と負電極板１２の間に配置される回転体１３は、ベース１５上に設置されており、外力を加えない状態では動作しない。
図２は、第１実施形態の揺動式ディスプレイ装置１０の動作を説明する模式図である。図２（ａ）は、回転体１３を正電極板１１に近接させている状態を示す。図２（ｂ）は、回転体１３が正電極板１１に接触している状態を示す。図２（ｃ）は、回転体１３が正電極板１１の弾性力で押し戻されている状態を示す。図２（ｄ）は、回転体１３が負電極板１２に近接している様子を示す。
揺動式ディスプレイ装置１０を動作させるためには、まず、正電極板１１及び負電極板１２に通電する。そして、正電極板１１に正の電荷を帯電させ、負電極板１２に負の電荷を帯電させる。
【００２５】
そして、回転体１３を図２（ａ）に示すように、正電極板１１に接近させる。回転体１３はこの段階では帯電していない。
回転体１３が、図２（ｂ）に示すように正電極板１１に接触すると、正電極板１１に正の電荷が帯電しているため回転体１３も正の電荷が帯電する。この時、回転体１３は偏心用錘１４を備えていて慣性力が働いているため、正電極板１１は外側に撓むことになる。回転体１３は正電極板１１に接触することで慣性力は減衰する。
回転体１３が正に帯電し、正電極板１１も正に帯電すると、固定されている正電極板１１に対して回転体１３は反発力を受ける。
【００２６】
また、正電極板１１が外側に撓むことで、弾性体である正電極板１１には復元しようとする力が蓄積されることになる。また、回転体１３は偏心用錘１４を備えていることで、回転体１３が正電極板１１に近づくほど、偏心用錘１４は位置エネルギーを貯えることになり、ベース１５に近づこうとする力が働く。
これらの力の和が、回転体１３に加えられた正電極板１１へ近接する力以上になると、回転体１３は逆方向に移動を始める。
回転体１３は、図２（ｃ）に示すように負電極板１２へ移動を始めると、正電極板１１に蓄積された弾性力が復元することで、僅かな距離ではあるが回転体１３と共に正電極板１１は負電極板１２側に倒れようとする力が働く。
【００２７】
回転体１３自身は、偏心用錘１４を備えていることもあり、負電極板１２に近接する方向に、徐々に加速することになる。この際に正の電荷が回転体１３の外表面に帯電していることで、図２（ｄ）に示すように回転体１３が負電極板１２に近接すると、回転体１３は負電極板１２に引き寄せられる力が働く。
そして、回転体１３は負電極板１２に接触し、図２（ｂ）で示した正電極板１１に回転体１３が接触した際とは逆に、負に帯電し、回転体１３はある地点から正電極板１１側に移動し始める。
これを繰り返すことで、回転体１３は正電極板１１と負電極板１２の間を行ったり来たりする揺動運動をすることになる。
【００２８】
ところで、回転体１３自身は、偏心用錘１４を備えているので、一旦外力を加えて、偏心用錘１４の位置を所定の位置まで高くすることで、正電極板１１及び負電極板１２の働きが無くとも、揺動運動をする。しかし、偏心用錘１４がベース１５に接触する摩擦力や重力の影響などから、次第に偏心用錘１４による揺動運動は減衰し、ついには動かなくなる。
この、減衰する力を正電極板１１及び負電極板１２によって加えてやることで、回転体１３を止まることなく揺動運動させることが可能になる。
【００２９】
第１実施形態は上記のような構成及び作用を示すので、以下に説明する効果を得ることができる。
まず、第１の効果としては、揺動式ディスプレイ装置１０が電磁石等の駆動手段を必要とせず、スマートなディスプレイが実現できる点が挙げられる。
第１実施形態の揺動式ディスプレイ装置１０は、上述したように、電源１６の正極側に接続された正電極板１１と負極側に接続された負電極板１２とが所定距離離れて配置されている。そして、正電極板１１と負電極板１２の間に配置された導電材料であるアルミニウムからなる回転体１３が、正電極板１１と負電極板１２とに交互に接触することで、電化の授受を行い、繰り返し揺動回転を行うことが可能となる。
このため、電磁石等の駆動手段を備えなくとも揺動運動が可能となり、場所をとらずに済む。駆動手段として電磁石などを採用する場合は、ベース１５の内部に内蔵するなどする必要があり、ベース１５が不要に大きくなってしまうことになるが、そのような問題を解決しうる。
【００３０】
また、第２の効果としては、正電極板１１及び負電極板１２に弾性変形体を用いていることで、回転体１３と正電極板１１及び負電極板１２の間で放電が発生しにくくなる点が挙げられる。
放電現象は回転体１３と正電極板１１又は負電極板１２との間の空間での絶縁破壊が起こることで発生する。すなわち、正電極板１１又は負電極板１２と回転体１３との接触面積が小さければ小さいほど空間にかかる電圧が高くなるので、絶縁破壊を起こしやすくなる。放電現象によって、周囲の空気からオゾンなどを生成することになる。オゾンの臭気は揺動式ディスプレイ装置１０を見る人に対して不快感を与える虞がある。
また、放電現象自体は目視できる火花放電となると、揺動式ディスプレイ装置１０を見る人に対して不快感を与える虞もあり好ましくない。しかし、第１実施形態によれば以下に説明する理由でこれらの問題を解決しうる。
【００３１】
正電極板１１及び負電極板１２に弾性変形体を用いることで、正電極板１１及び負電極板１２は回転体１３が接触して運動エネルギーを得ることで、撓ることとなる。
正電極板１１及び負電極板１２は回転体１３の接触によって発生する撓りにより、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように回転体１３に追従することとなり、結果的に回転体１３との接触面積を増やすことになる。
揺動式ディスプレイ装置１０には高い電圧をかけているわけではないので、放電現象は発生しても微弱であり、オゾンの発生も微量であることが予想されるが、正電極板１１及び負電極板１２に弾性変形体を用いることで、より放電現象が起きにくくすることが可能となる。
【００３２】
また、第３の効果として、回転体１３の回転方向に投影した面積が対向する正電極板１１又は負電極板１２の面積の１／２以上としているため、より大きな反発力を得ることが可能となる点が挙げられる。
非特許文献２に示されるような「電気ベル」は、球体と電極ベルとの接触がほぼ点で行われる。このため、電荷の交換できる時間は僅かである。また、電気の流れが良くなるように球体や電極ベルは金属で作る必要がある他、球体の重量は少なくなければならなかった。しかし、第１実施形態の揺動式ディスプレイ装置１０では、正電極板１１及び負電極板１２の面積が広く、回転体１３の回転方向への投影面積が広く、正電極板１１及び負電極板１２の面積の１／２以上あるので、回転体１３と正電極板１１又は負電極板１２との間に貯えられる静電容量Ｃが大きくなる。
これは、回転体１３に対して正電極板１１及び負電極板１２の対向する面の間の空間がコンデンサの働きをするが、対向する面積が広ければ広いほどこのコンデンサの容量は大きくなるためである。
【００３３】
例えば、回転体１３が正電極板１１に接触している状態で、正の電荷が帯電している場合、負電極板１２は負の電荷が帯電しているために、回転体１３と負電極板１２との間でコンデンサを形成する。回転体１３を投影した面積で負電極板１２に対してコンデンサを形成するので、電荷Ｑと静電容量Ｃの関係は、Ｑ＝ＣＶで表される。つまり、静電容量Ｃが大きくなれば、電荷Ｑも大きくとることができる。
そして、回転体１３と負電極板１２のそれぞれの電荷Ｑが大きくなることで、負電極板１２と回転体１３の引きつけられる力も大きくなる。したがって、正電極板１１と回転体１３との間で、お互いに正の電荷が帯電することで斥力が発生すると共に、負電極板１２と回転体１３との間には引力が発生するため、回転体１３は移動するための大きな力を得ることが可能となる。
【００３４】
回転体１３の動作は、回転体１３にディスプレイ機能を持たせるために、ディスプレイとなる部品、例えば模様を描いた紙などを取り付けることになる。このように回転体１３自身の重量が増えた場合にも、回転体１３が揺動運動を連続的に続けられる必要がある。
したがって、回転体１３はできるだけ大きな力を得られることが好ましく、静電容量Ｃが大きくなることで、好ましい結果が得られる。
【００３５】
また、第４の効果として、正電極板１１及び負電極板１２が透明な導電性プラスチック薄板であるので、見る人の視線を電極板が遮ることを防ぐことができる点が挙げられる。
通常電極として用いられるのは金属体が多い。これは、非特許文献１に示される「電気ベル」について前述したように、電荷を素早く渡すために導電性を高める目的である。しかし、前述したように正電極板１１及び負電極板１２は弾性変形体を用いており、かつ回転体１３の回転方向への投影面積は大きく、正電極板１１又は負電極板１２の面積の１／２以上あるため、正電極板１１及び負電極板１２を樹脂で形成しても必要な電荷を与えることは可能である。
これにより、正電極板１１及び負電極板１２に、例えば有機ポリマー等、透明であって導電性が得られる部材を用いることで、揺動式ディスプレイ装置１０を見る人の視線を正電極板１１又は負電極板１２によって遮ることを防ぐことが可能となる。
さらに、正電極板１１及び負電極板１２を樹脂製にすることで、抵抗値が高くなり、正電極板１１又は負電極板１２に回転体１３が接触した際に、一度に移動する電荷の量が減少するため、火花放電が起きにくくなるというメリットもある。
【００３６】
また、第５の効果として、回転体１３に偏心用錘１４を備えることで、回転体１３は大きな力を得ることができる点が挙げられる。
回転体１３は、偏心用錘１４を備えなくても揺動式ディスプレイ装置１０によって揺動運動をさせることが可能である。しかしながら、回転体１３単体では、自身の重量が軽いために、あまり大きな力を得ることができない。そこで、回転体１３に偏心用錘１４を付加することで、より大きな力を発生させることが可能となる。
例えば、前述のように回転体１３は偏心用錘１４を備えていることで、正電極板１１及び負電極板１２に通電しなくとも揺動運動することが可能である。
【００３７】
しかしながら、回転体１３とベース１５の接触面による摩擦力や重力による作用によって、徐々にこの揺動運動は減衰していく。
すなわち、この摩擦力や重力の作用による、運動エネルギーの減衰分を正電極板１１及び負電極板１２によって付与してやれば、正電極板１１及び負電極板１２に電源１６によって通電している限り回転体１３は揺動運動を続けることが可能となる。
回転体１３に偏心用錘１４を備えることで、回転体１３自体の重量は増える。このため、回転体１３に何かディスプレイを目的として部品を付与したり、動きを制限するものを付加したりしたとしても、偏心用錘１４の重さによって、揺動式ディスプレイ装置１０が揺動運動を続けることが可能である。
また、この偏心用錘１４を、例えば回転体１３の重心に付近に配置することで回転体１３の動きをゆっくりとしたものとすることが可能である。揺動式ディスプレイ装置１０の大きさにもよるが、実験では０．３Ｈｚ程度の動きが実現できている。
【００３８】
［第２実施形態］
図３に第２実施形態の揺動平板を用いた揺動式ディスプレイ装置の斜視図を示す。
平板揺動式ディスプレイ装置２０は、正電極部２１と負電極部２２が絶縁部２５を挟んで並ぶ板状部材と、絶縁部２５の上に設置される揺動軸２４と揺動板２３からなる。
正電極部２１及び負電極部２２は、導電性の物質で形成されており、例えば導電性の有機ポリマーか、あるいは金属を蒸着した樹脂板等でも良い。
正電極部２１には電源１６の正極が電気的に接続され、負電極部２２には電源１６の負極が電気的に接続されている。
正電極部２１と負電極部２２の間に設けられている絶縁部２５は、例えば１枚の絶縁材料で形成された平板の上に、正電極部２１及び負電極部２２となる部分に金属膜を蒸着し、絶縁部２５は蒸着していない部分としても良い。
【００３９】
そして、絶縁部２５の上部に配置される揺動軸２４は円柱状の絶縁材料である。揺動軸２４は、正電極部２１と負電極部２２の中心に来るように配置され、揺動軸２４の上に配置される揺動板２３は、揺動軸２４がちょうど中心に来るように配置されている。揺動軸２４の上に揺動板２３が配置されることで、ちょうどシーソーのような状態となる。
揺動板２３は、導電性の材料であれば良く、例えば金属板や導電性の樹脂材料などが挙げられる。又、揺動板２３の表面にはディスプレイ部２８が設けられている。ディスプレイ部２８は例えばレンチキュラレンズを用いた３Ｄポスター等が考えられる。
【００４０】
第２実施形態は上記のように構成されるので、以下に説明するような作用を示す。
正電極部２１及び負電極部２２に電源１６から通電することで、正電極部２１に正の電荷を帯電させ、負電極部２２に負の電荷を帯電させる。
この状態で、揺動板２３をどちらかに傾けると、電荷を帯電することになる。
図４に、第２実施形態の動作原理を模式的に示した側面図を示す。
揺動板２３は、図４に示すように負の電荷が帯電している場合、正の電荷が帯電している正電極部２１との間で引力が働き、負の電荷が帯電している負電極部２２との間で斥力が働くことになる。
【００４１】
その為、図４に示すように揺動板２３には正電極部２１側に倒れようとする力が働く。
そして、揺動板２３が正電極部２１と接触することで、正電極部２１に帯電する正の電荷を受けて揺動板２３も正の電荷が帯電する。この際、揺動板２３は揺動軸２４及び絶縁部２５によって絶縁されているので、正の電荷が帯電した状態を維持する。
揺動板２３が正の電荷を帯電すると、正電極部２１も正の電荷が帯電しているので、揺動板２３と正電極部２１の間には斥力が働くことになる。一方、負電極部２２は負の電荷が帯電しているので、正の電荷が帯電する揺動板２３との間で、引力が働くことになる。
したがって、今度は揺動板２３に負電極部２２側に倒れようとする力が働き、今までとは逆方向に動く。
以下これの繰り返しで、揺動板２３は揺動軸２４を支点として、シーソーのように揺動運動を行う。実験では１Ｈｚ程度の揺動運動が実現できることを確認している。
【００４２】
図５に、正電極部２１に揺動板２３が接触している様子を表す模式図を示す。また、図６に、負電極部２２に揺動板２３が接触している様子を表す模式図を示す。
揺動板２３に設けたディスプレイ部２８に例えばレンチキュラレンズを用いた場合、揺動板２３を揺動運動させることによって、図５の笑い顔２８ａと図６の困り顔２８ｂとを交互に見る人に見せることが可能となる。
ディスプレイ部２８をレンチキュラレンズとした場合、この他にも鳥が羽ばたくような図柄としたり、揺動板２３を早く動かして３Ｄの図柄を表示させたりすることも可能である。
さらに、ディスプレイ部２８を鏡面として、一部からディスプレイ部２８に対して光を当て反射させることで、光を往復運動させることも可能である。
【００４３】
第２実施形態は上記のように構成され作用するので、以下に説明するような効果を奏する。
まず、第１の効果として、平面上に配置された正電極部２１と負電極部２２と、正電極部２１と負電極部２２との中点を通る垂線上に配置された揺動軸２４と、揺動軸２４を中心として、揺動する揺動板２３とを有し、揺動板２３が、正電極部２１と負電極部２２とに交互に接触して、電荷の授受を行うことにより、繰り返し揺動を行う平板揺動式ディスプレイ装置２０であるため、揺動板２３にディスプレイ部２８を貼付すれば、見る人がディスプレイ部２８を見る角度を容易に変化させることができるため、見る人の注意をディスプレイ部２８に集中させることができる。
ディスプレイ部２８に例えばレンチキュラレンズを用いて、揺動板２３の動きに伴い絵が変化するようにすれば、動きのある絵や３Ｄの絵を表現することが可能であるので、見る人の注意を引くことができる。
【００４４】
また、第２の効果として、平板揺動式ディスプレイ装置２０に比較的大きな力を発生させることが可能である。
揺動板２３と正電極部２１及び負電極部２２との間では、略平行の空間を形成しており、コンデンサとして機能する。このため、電荷はより多く貯えることが可能であり平板揺動式ディスプレイ装置２０には大きな力を発生させることが可能である。
よって、例えば揺動板２３の表面に平面的なディスプレイ部２８を設けるのではなく、立体的な部品を取り付けて動作させたりすることも可能である。
【００４５】
［第３実施形態］
図７に、第３実施形態のヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の斜視図を示す。また、図８に、ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の動作を表す模式図を示す。
ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０は、正電極板３１、負電極板３２、ヤジロベエ型電極部３３、支持台３５からなる。
正電極板３１は、図８に示すように電源１６の正極に電気的に接続されている導体板である。負電極板３２は、同じく電源１６の負極に電気的に接続されている導体板である。電源１６と負電極板３２の間には抵抗１７が設けられている。
ヤジロベエ型電極部３３は、左側電極錘３３ａと、右側電極錘３３ｂと、支持柱３３ｃ、及び導電ロッド３３ｄからなる。左側電極錘３３ａ及び右側電極錘３３ｂは、ヤジロベエのバランスをとるための錘であり、同じ重量になるように設計されている。左側電極錘３３ａは正電極板３１から、右側電極錘３３ｂは負電極板３２から電荷を受け取る必要があるため、それぞれが導電性の物質である必要がある。
【００４６】
支持柱３３ｃはヤジロベエ型電極部３３の支点となる部分であり、先端が球状になって支持台３５に当接している。支持柱３３ｃは絶縁性の物質であることが好ましい。
導電ロッド３３ｄは左側電極錘３３ａ及び右側電極錘３３ｂをボディ３３ｅに接続するためのロッドであり、導電性の物質で形成されている。ボディ３３ｅは支持柱３３ｃに支えられている導電性の物質である。
支持台３５はヤジロベエ型電極部３３を支持するための台であり、絶縁性の物質で形成されている。
【００４７】
第３実施形態は上記のように構成されるで、以下に説明するような作用、効果を示す。
ヤジロベエ型電極部３３は、腕となる導電ロッド３３ｄの先端に左側電極錘３３ａ及び右側電極錘３３ｂを備えているので、支持柱３３ｃを支点として、バランスをとるようにゆらゆら動くことができる。
正電極板３１及び負電極板３２に電源１６から通電されることで、正電極板３１は正電荷を帯電し、負電極板３２は負電荷を帯電する。
そして、例えばヤジロベエ型電極部３３の左側電極錘３３ａを正電極板３１に接触させることで、ヤジロベエ型電極部３３は正電荷を帯電する。
この際、ヤジロベエ型電極部３３の左側電極錘３３ａ、右側電極錘３３ｂ、導電ロッド３３ｄ及びボディ３３ｅは前述の通り導電性の物質で形成されているので、ヤジロベエ型電極部３３は全体的に正電荷を帯電することになる。
【００４８】
左側電極錘３３ａが正電荷に帯電すると、左側電極錘３３ａと正電極板３１は同じ電荷が帯電しているために斥力が働く。したがって、左側電極錘３３ａは正電極板３１に反発して上昇しようとし、右側電極錘３３ｂは下降しようとする。この際に負電極板３２は負電荷が帯電しているので、右側電極錘３３ｂと負電極板３２には引力が働き下降する力を増すことができる。
右側電極錘３３ｂが下降を始めて、負電極板３２に当接すると、ヤジロベエ型電極部３３全体は負電荷が帯電する。
このため、右側電極錘３３ｂは負電極板３２との間に斥力が働き、左側電極錘３３ａと正電極板３１のとの間には引力が働くことになり、左側電極錘３３ａが正電極板３１に近づくように動作を始める。
これを繰り返すことで、ヤジロベエ型電極部３３は左右にゆらゆらと動き続けることが可能となる。
【００４９】
ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０に用いられる正電極板３１及び負電極板３２は、帯電することができれば良いのであまり厚みを必要としない。したがって、見る人に電極の存在を感じさせないで、動き続けるヤジロベエ型電極部３３を展示することができる。
正電極板３１及び負電極板３２が金属製でなければ、より電極と分かりにくいと考えられる。
このようにヤジロベエ型電極部３３が動力を得ていることが分かりにくい状態で動き続けることができるため、見る人の注意を集めることができる。
【００５０】
［第４実施形態］
図９に、第４実施形態のヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の斜視図を示す。また、図１０に、ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の動作を表す模式図を示す。
第４実施形態のヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０は、第３実施形態のヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０とほぼ同じ構成であり、正電極板３１の代わりに正電極升３６を用い、負電極板３２の代わりの負電極升３７を用いている。
正電極升３６は導電性の材質で形成されており、内部には導電性の液体が満たされている。正電極升３６には電源１６の正極側と電気的に接続されている。この結果、正電極升３６の内部に満たされる液体は正電荷が帯電している。
負電極升３７も導電性の材質で形成されており、内部には導電性の液体が満たされている。負電極升３７には電源１６の負極側と電気的に接続されている。この結果、負電極升３７の内部に満たされる液体は負電荷が帯電している。
【００５１】
第４実施形態は上記のように構成されるで、以下に説明するような作用、効果を示す。
図１１に、左側電極錘３３ａ側を拡大した左側電極錘３３ａが正電極升３６の液体に接触している状態を表す斜視図を示す。また、図１２に、左側電極錘３３ａ側を拡大した左側電極錘３３ａが正電極升３６の液体から離れようとしている状態を表す斜視図を示す。
第４実施形態のヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０は、第３実施形態のヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０と電極部分が異なる他は同じ構成であるので、ほぼ同じ作用を示す。
ただし、正電極として正電極升３６を用いており、内部に溜められた液体に左側電極錘３３ａが接触することで、電荷の授受を行う構成としている点が異なるため、左側電極錘３３ａは正電極升３６の液体表面である正電極水面３６ａに接触した際に、図１１に示すような正電極水面３６ａには波紋ができる。
【００５２】
また、左側電極錘３３ａが正電極升３６の正電極水面３６ａに接触することで正電荷を帯電し、左側電極錘３３ａが正電極水面３６ａから離脱しようとする際に、図１２に示すように、左側電極錘３３ａに液体が付いて水滴が正電極水面３６ａに落ちる。
右側電極錘３３ｂでも同様のことが起こり、ヤジロベエ型電極部３３の動きと同期して水滴が落下する動きが出るため、第３実施形態よりも一層見る人に興味を与えることができる。
【００５３】
［第５実施形態］
図１３に、第５実施形態の鳥形ディスプレイ装置４０の斜視図を示す。
また、図１４に、鳥形ディスプレイ装置４０の電極板４３が負電極板４２に引き寄せられている様子を表した模式図を示す。
また、図１５に、鳥形ディスプレイ装置４０の電極板４３が正電極板４１に引き寄せられている様子を表した模式図を示す。
鳥形ディスプレイ装置４０は、正電極板４１と、負電極板４２と、電極板４３と、羽根状板４４、及び頭部４５とからなる。
正電極板４１は、図１４及び図１５に示すように、電源１６の正極に電気的に接続されている。一方、負電極板４２は電源１６の負極に電気的に接続されている。電源１６の回路には抵抗１７を備えている。材質は導電性の物質であれば特に制限はしないが、内部の動作を示す目的であれば導電性を示す透明な有機ポリマー等を用いることが好ましい。
正電極板４１及び負電極板４２が一体になった鳥形ディスプレイ装置４０のボディにあたる部分は、例えば図１３にしめすように宙吊りに固定される。
【００５４】
正電極板４１と負電極板４２は一定の間隔を保って平行に固定され、その間に電極板４３が備えられている。
電極板４３の両端には支持材を介して羽根状板４４が固定されている。羽根状板４４は電極板４３に対して一辺で固定されている。
電極板４３には導電性の物質を用い、羽根状板４４には絶縁性の物質を用いるのが好ましい。
羽根状板４４は支点紐４７によって上部から吊り下げられている。
頭部４５は、電極板４３の一辺に固定されている。図１３に示すように、電極板４３の両端に羽根状板４４が取り付けられ、それと直角になる面に頭部４５が取り付けられている。この他、図示してはいないが、鳥形ディスプレイ装置４０の尾羽となる部分を取り付けても良い。
【００５５】
第５実施形態は上述したような構成であるため、以下に説明するような作用、効果を示す。
図１６に、鳥形ディスプレイ装置４０の羽根状板４４が下側に移動している様子を示す。図１６は図１４に対応する。
また、図１７には鳥形ディスプレイ装置４０の羽根状板４４が上側に移動している様子を示す。図１７は図１５に対応する。
第５実施形態の鳥形ディスプレイ装置４０は、図１４に示すように負電極板４２に電極板４３が引き寄せられれば、羽根状板４４は支点紐４７を支点にして移動する。一方、負電極板４２に電極板４３が当接した際には、電極板４３は負電極板４２から負電荷を得て、電極板４３と負電極板４２の間には斥力が働き、電極板４３と正電極板４１の間には引力が働くので、電極板４３は正電極板４１の方に移動を始める。
その結果、図１５に示すように正電極板４１に電極板４３が引き寄せられることになる。それに伴い羽根状板４４も、支点紐４７を支点にして移動する。
【００５６】
このように、図１４と図１５の状態を繰り返すので、図１６及び図１７に示すように鳥形ディスプレイ装置４０が羽ばたいているように動作する。
このように鳥形ディスプレイ装置４０が羽ばたくような動作を、モータなどの電磁石を用いたアクチュエータを備えずに実現可能であるので、見ている人の興味を引くことが出来る。
【００５７】
［第６実施形態］
図１８に、第６実施形態の揺動式ディスプレイ装置５０の斜視図を示す。
第６実施形態の揺動式ディスプレイ装置５０は、第１実施形態の揺動式ディスプレイ装置１０とほぼ構成は同じであるが、回転体１３を右側回転体５１と左側回転体５２の２つを備え、右側回転体５１と左側回転体５２を締結ロッド５３で連結した点で異なる。以下異なる構成について説明する。なお、同じ機能を果たす部材については第１実施形態と同じ記号が付してある。
正電極板１１及び負電極板１２は、それらの一端がベース１５の中央付近に一定の間隔を空けて固定され、ベース１５対して直角に立って設けられている。
【００５８】
そして、正電極板１１の外側には右側回転体５１が設けられている。右側回転体５１の内部には偏心用錘１４が備えられており、回転中心辺りに回転支持体５４を介して締結ロッド５３の一端が連結されている。
一方、負電極板１２の外側には左側回転体５２が設けられている。左側回転体５２の内部にも偏心用錘１４が備えられており、回転中心辺りに回転支持体５４を介して締結ロッド５３の他端が連結されている。
右側回転体５１、左側回転体５２、締結ロッド５３及び回転支持体５４は、右側回転体５１又は左側回転体５２で、電極から電荷の授受を受けた際に、全体が同一の電荷に帯電できるように、導電性の物質で形成されていることが望ましい。
【００５９】
第６実施形態は上記のような構成であるので、以下に説明するような作用、効果を示す。
図１９（ａ）に、揺動式ディスプレイ装置５０の左側回転体５２が負電極板１２に近接している様子を表す模式図を示す。図１９（ｂ）に、揺動式ディスプレイ装置５０の左側回転体５２が負電極板１２に接触している様子を表す模式図を示す。図１９（ｃ）に、揺動式ディスプレイ装置５０の右側回転体５１が正電極板１１に近接している様子を表す模式図を示す。
揺動式ディスプレイ装置５０は、図１９（ａ）に示すように、例えば左側回転体５２が正電荷を帯電している場合、負電極板１２と左側回転体５２の間には引力が働く。一方、右側回転体５１にも正電荷を帯電しているので、正電極板１１と右側回転体５１の間には斥力が働く。したがって、締結ロッド５３で連結される右側回転体５１及び左側回転体５２は、図面左方向に動く。
【００６０】
そして、図１９（ｂ）に示すように左側回転体５２が負電極板１２に接触すれば、負電極板１２から左側回転体５２が負電荷を受け取る。
負電極板１２は弾性体であるので、左側回転体５２の力を受けて撓る。その結果、負電極板１２は左側回転体５２の移動に追従し、負電極板１２から左側回転体５２に負電荷を受け渡す時間が長くなり、負電極板１２が導電性の樹脂など金属よりも抵抗の高い物質で形成されていても十分に電荷を受け渡すことが可能となる。
電荷の受け渡し時間が長ければ、絶縁破壊をしにくく、放電現象が起こりにくくなる。
左側回転体５２が負電荷を帯電すると、回転支持体５４を介して締結ロッド５３に負電荷が移動し、結果的に右側回転体５１も負電荷を帯電することになる。
【００６１】
そして、左側回転体５２が負電荷を帯電することで、負電極板１２と左側回転体５２の間には斥力が働き、右側回転体５１と正電極板１１の間には引力が働くことになる。また、左側回転体５２は負電極板１２に当接し、かつ偏心用錘１４の位置が高くなるので、その慣性力は減衰していく。
その結果、図１９（ｃ）に示すように、左側回転体５２は負電極板１２から離れ、右側回転体５１は正電極板１１に近接する。
これを繰り返して、揺動式ディスプレイ装置５０の右側回転体５１と左側回転体５２は揺動運動を続けることができる。
揺動式ディスプレイ装置５０は揺動式ディスプレイ装置１０と異なり、正電極板１１及び負電極板１２を中央にもってくることができるので、より見る人の視線を妨げることなく揺動運動を実現することが可能である。
【００６２】
［第７実施形態］
図２０に、第７実施形態のスタータ付揺動式ディスプレイ装置６０の動作していない状態の斜視図を示す。また、図２１に、スタータ付揺動式ディスプレイ装置６０の動作状態の斜視図を示す。
第７実施形態のスタータ付揺動式ディスプレイ装置６０は、第１実施形態の揺動式ディスプレイ装置１０とほぼ構成は同じである。ただし、スタータ電極６１を備えている点で異なる。以下、異なる構成について説明をする。
スタータ電極６１は、スタータ正電極板６１ａとスタータ負電極板６１ｂからなり、絶縁性の材質で形成されている。そして、スタータ正電極板６１ａ及びスタータ負電極板６１ｂの向かい合う面に導電性の被膜が施されている。
【００６３】
スタータ正電極板６１ａ及びスタータ負電極板６１ｂは、図２０に示すように回転体１３の移動方向と垂直な辺の一方が接続されており、他端が通電されていない状態で離れている。
通電しない状態で図２０の状態を維持するために、スタータ電極６１は例えば板バネを用いることができる。スタータ正電極板６１ａ及びスタータ負電極板６１ｂの解放している他端を弱い板バネで接続し、スタータ電極６１に通電時にはスタータ正電極板６１ａとスタータ負電極板６１ｂが接触できるような、バネ定数に設定しておけば良い。
スタータ正電極板６１ａ及びスタータ負電極板６１ｂの導電性被膜面には、電源１６と電気的に接続されており、電源１６の電気回路には抵抗１７の他に、起動スイッチ６２が備えられている。
【００６４】
第７実施形態は上記のような構成であるので、以下に説明する作用、効果を奏する。
スタータ電極６１は、図２０に示すように、起動スイッチ６２が接触していないＯＦＦ状態である場合には、スタータ正電極板６１ａとスタータ負電極板６１ｂの一端が当接し、他端が離れているため、回転体１３は正電極板１１に接触した状態となっている。
そして、図２１に示すように、起動スイッチ６２を接触させてＯＮ状態とすることで、スタータ正電極板６１ａとスタータ負電極板６１ｂが接触して、スタータ電極６１は平面となるため、回転体１３がその上を揺動運動できるようになる。
第１実施形態は、揺動式ディスプレイ装置１０を揺動運動させるために、最初に外力を加える必要があったが、このようなスタータ電極６１を備えることで、最初に外力を必要とせず、回転体１３を動かすことが可能になる。
【００６５】
スタータ付揺動式ディスプレイ装置６０を例えばケースの中や、高い場所など、人の手の届かない場所に設置する場合には、スタータ電極６１のようなスタータを備えることで、電源を投入すれば、回転体１３の揺動運動を開始することができる。
【００６６】
［第８実施形態］
図２２は、第８実施形態の振子型ディスプレイ装置７０の概念図を示す。
「動き続けるマジックボール」である振子型ディスプレイ装置７０は、第１導電球７１と第２導電球７２と第３導電球７３からなる。
第１導電球７１、第２導電球７２、及び第３導電球７３は何れも同じ質量で、同じ体積の導電性の球体である。なお、これらの質量及び体積は、多少誤差があっても構わない。第８実施形態では、これらの導電球に直径３０ｍｍ程度の鉄球を使用した。
そして、第１導電球７１は電源１６の正極に電気的に接続されている。第１導電球７１と電源１６の間には抵抗１７が備えられている。第２導電球７２は電源１６の負極に電気的に接続されている。第２導電球７２と電源１６との間には抵抗１７が備えられている。
この抵抗１７は保護抵抗の働きをするため、数百ＭΩ程度の高い抵抗値を備えていることが好ましい。なお、この抵抗１７はどちらか一方だけでも良い。
【００６７】
第１導電球７１と第２導電球７２は所定距離離間されて、例えばピアノ線のような導電性のワイヤである導電線７４により支点ピン７６から宙づりに固定されている。第３導電球７３は、第１導電球７１と第２導電球７２の間に絶縁線７５により支点ピン７６から宙づりに固定されている。すなわち第３導電球７３を中心に距離ｄ離れた対象位置に、第１導電球７１及び第２導電球７２が設けられていることになる。第８実施形態では、距離ｄを５０ｍｍ程度とした。なお、距離ｄの間隔は第３導電球７３の振動が途切れない程度に可能な限り広く設定することが望ましい。
第３導電球７３を宙づりするのに用いる絶縁線７５は、導電線７４で代用することは可能であるが、第１導電球７１、第２導電球７２、及び電源１６で形成される回路とは電気的に繋がらないように、例えば支点ピン７６に絶縁材料を用いるなりの工夫が必要となる。
第１導電球７１乃至第３導電球７３を宙づりにする導電線７４及び絶縁線７５の長さは、ほぼ同じ長さになることが好ましい。第８実施形態ではそれぞれを３００ｍｍ程度の長さとした。
【００６８】
第８実施形態の振子型ディスプレイ装置７０は上記のように構成されるので、以下に説明するような作用、効果を奏する。
まず、第１導電球７１及び第２導電球７２に通電した状態で、第３導電球７３を揺らす。ここでは図２２に示すように第２導電球７２側に揺らし、第３導電球７３は負電荷を帯電しているものとして説明をする。
第３導電球７３は、図２２に示すように負電荷を帯電しているので、正電荷を帯電している第１導電球７１に引き寄せられて支点ピン７６を支点に移動する。そして、第１導電球７１に接触すると、第１導電球７１が電源１６の正極に接続されているために、第３導電球７３は正電荷を帯電する。
第１導電球７１及び第３導電球７３には、それぞれ質量をもっているので、接触時に運動量保存の法則によって、それぞれ逆の方向に支点ピン７６を支点にして動き出す。また、第１導電球７１と第３導電球７３が正電荷を帯電すると、お互いに斥力が働き、それぞれ動いている方向に力を得る。
【００６９】
第３導電球７３は第２導電球７２と異なる極性の電荷を帯電しているので、お互いに引力が働く。よって、第３導電球７３の動作方向にさらに力を得て、第３導電球７３は第２導電球７２に接触する。
第３導電球７３が第２導電球７２に接触すると、第２導電球７２が電源１６の負極に接続されているので、負電荷を帯電する。
そして、第２導電球７２と第３導電球７３が接触することで、運動量保存の法則により運動エネルギーを交換して再び反対方向へと動き始める。さらに、第２導電球７２及び第３導電球７３は負電荷を帯電しているので、お互いに斥力が働く。
このような動きを繰り返し、第３導電球７３は左右に振子運動を続ける。また、第１導電球７１及び第２導電球７２もこれにあわせて振子運動を続ける。
【００７０】
第３導電球７３は、第１導電球７１及び第２導電球７２に接触する際に音を出し、運動エネルギーの一部が失われる。また運動エネルギーは接触時に導体球の中で僅かに熱に変換される。このように、通常であれば徐々に運動エネルギーは失われていくが、第１導電球７１及び第２導電球７２に通電され、第３導電球７３が導電性を有し電荷を帯電することで、エネルギーを得て連続的に振子運動を続けることが可能である。
また、外乱や支点ピン７６との接続抵抗なども作用することで、第３導電球７３と第１導電球７１及び第２導電球７２が接触する位置は、それぞれの導体球の位置によってランダムに変化する。このようにランダムに接触位置が変化することで、見る人の興味を引くことができる。
【００７１】
また、接触タイミングによっては第３導電球７３に対して第１導電球７１及び第２導電球７２が同時に接触する場合がある。このような場合は、電気回路が一瞬短絡状態になる。ただし、電気回路に抵抗１７を備えているので、電流が抑えられて、次の接触までには電圧を復帰させることが可能であり、連続的に振子運動を行うことを妨げない。
また、第１導電球７１及び第２導電球７２及び第３導電球７３にそれぞれ比較的大きな球を用いれば、静電容量を確保することができ、より大きな力を得ることが可能である。
【００７２】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更することを妨げない。
たとえば、第１実施形態乃至第８実施形態で、材質を例示しているが、特にこれらに限定されるものではなく、同等の材質のものに置き換えることを妨げない。
また、電源１６についても光電池等、自身で発電して揺動式ディスプレイ装置１０等に電源を供給するものであっても良い。
また、上記実施形態で寸法等を例示している箇所があるが、寸法等もこれに限定されるものではなく、設計の範囲内で変更することを妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１実施形態の、回転体１３を用いた揺動式ディスプレイ装置１０の斜視図を示している。
【図２】（ａ）第１実施形態の、回転体１３を正電極板１１に近接させている状態を示している。（ｂ）回転体１３が正電極板１１に接触されている状態を示している。（ｃ）回転体１３が正電極板１１の弾性力で押し戻されている様子を示している。（ｄ）回転体１３が負電極板１２に近接している状態を示している。
【図３】第２実施形態の、平板揺動式ディスプレイ装置２０の斜視図を示している。
【図４】第２実施形態の、平板揺動式ディスプレイ装置２０の動作原理を模式的に表した側面図を示している。
【図５】第２実施形態の、正電極部２１に揺動板２３が接触している様子を表す模式図を示している。
【図６】第２実施形態の、負電極部２２に揺動板２３が接触している様子を表す模式図を示している。
【図７】第３実施形態の、ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の斜視図を示している。
【図８】第３実施形態の、ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の動作を表す模式図を示している。
【図９】第４実施形態の、ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の斜視図を示している。
【図１０】第４実施形態の、ヤジロベエ型揺動式ディスプレイ装置３０の状態を表す模式図を示している。
【図１１】第４実施形態の、左側電極錘３３ａ側を拡大した左側電極錘３３ａが正電極升３６の液体に接触している状態を表す斜視図を示している。
【図１２】第４実施形態の、左側電極錘３３ａ側を拡大した左側電極錘３３ａが正電極升３６の液体から離れようとしている状態を表す斜視図を示している。
【図１３】第５実施形態の、鳥形ディスプレイ装置４０の斜視図を示している。
【図１４】第５実施形態の、鳥形ディスプレイ装置４０の電極板４３が負電極板４２に引き寄せられている様子を表した模式図を示している。
【図１５】第５実施形態の、鳥形ディスプレイ装置４０の電極板４３が正電極板４１に引き寄せられている様子を表した模式図を示している。
【図１６】第５実施形態の、鳥形ディスプレイ装置４０の羽根状板４４が下側に移動している様子を示している。
【図１７】第５実施形態の、鳥形ディスプレイ装置４０の羽根状板４４が上側に移動している様子を示している。
【図１８】第６実施形態の、揺動式ディスプレイ装置５０の斜視図を示している。
【図１９】（ａ）第６実施形態の、揺動式ディスプレイ装置５０の左側回転体５２が負電極板１２に近接している様子を表す模式図を示している。（ｂ）揺動式ディスプレイ装置５０の左側回転体５２が負電極板１２に接触している様子を表す模式図を示している。（ｃ）揺動式ディスプレイ装置５０の右側回転体５１が正電極板１１に近接している様子を表す模式図を示している。
【図２０】第７実施形態の、スタータ付揺動式ディスプレイ装置６０の動作していない状態の斜視図を示している。
【図２１】第７実施形態の、スタータ付揺動式ディスプレイ装置６０の動作状態の斜視図を示している。
【図２２】第８実施形態の、振子型ディスプレイ装置７０の動作状態の概念図を示している。
【符号の説明】
【００７４】
１０      揺動式ディスプレイ装置
１１      正電極板
１２      負電極板
１３      回転体
１４      偏心用錘
１５      ベース
１６      電源
１７      抵抗
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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