(57)【要約】      （修正有）【課題】昇圧型の光源ユニットに使用することで高い電圧に変換し、光源に消費電力の極めて少ないＬＥＤを使用することで長時間の点灯が可能となり、こけし人形の重心位置を、震度４以上の横揺れで転倒するように重心を適正に設定されたＬＥＤ内蔵こけしを提供する。【解決手段】こけし人形１０の底面から内部に穿孔された収納穴２０ａに挿入されて着脱可能に固定された光源ユニット１を有し、光源ユニット１には、電源となるバッテリ５と、傾斜を検知すると接点を開放してＯＦＦとなる傾斜スイッチ８と、バッテリ５の電圧から昇圧して所定の電圧を発生させるスイッチングレギュレータ回路と、昇圧した前記所定の電圧により点灯するＬＥＤライト部２とから成ることを特徴とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
こけし人形の底面から内部に穿孔された収納穴に挿入されて着脱可能に固定された光源ユニットを有し、
前記光源ユニットには、電源となるバッテリと、
傾斜を検知すると接点を開放してＯＦＦとなる傾斜スイッチと、
前記バッテリの電圧を昇圧して所定の電圧を発生させるスイッチングレギュレータ回路と、
昇圧した前記所定の電圧により点灯するＬＥＤライト部と、
から成ることを特徴とするＬＥＤ内蔵こけし。
【請求項２】
前記光源ユニットを内蔵した前記こけし人形は、所定の横揺れ振動により転倒するように予め重心位置が設定されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【請求項３】
前記こけし人形が転倒した際、前記傾斜スイッチが転倒を検知してＯＦＦとなることで前記スイッチングレギュレータ回路を動作させ、昇圧された前記所定の電圧を発生させることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【請求項４】
前記ＬＥＤライト部は、電流を制限する抵抗と直列接続した複数のＬＥＤから成るＬＥＤユニットを有し、当該ＬＥＤユニットが複数並列接続されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【請求項５】
前記光源ユニットには、電磁誘導による非接触充電ユニットに対応して、受電コイルと、当該受電コイルに誘起された誘導電圧を降圧整流して前記バッテリを充電するための充電制御ユニットを有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、置物としてのこけし人形であって、地震による震度４以上の揺れの加速度を受けた際に転倒することで、自動的にこけし人形に内蔵された光源ユニットのＬＥＤが点灯するＬＥＤ内蔵こけしに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光源ユニットが内蔵されたこけし人形は、電球と乾電池とスイッチによって形成され、停電等の非常時の際に用いる懐中電灯として、玄関先や床の間等に置かれる鑑賞用の置物としても機能している。
【０００３】
図５には、例えば特許文献１にて開示された非常用懐中電灯４０で、玄関等の人目の付き易い場所に鑑賞用に置かれた頭部４１と胴体４２からなるこけし人形に内蔵された非常用懐中電灯４０である。こけし人形が傾いた場合や、或いは地震等で転倒した際に、胴体４２の収納穴４３に内蔵された光源ユニットの傾斜スイッチ４５がＯＮとなり、電池４４ａ，４４ｂから直接電力が供給されて高輝度のクリプトン電球４６が点灯する非常用懐中電灯４０が開示されている。
【０００４】
また、例えば、本出願人が出願した振動検知装置を内蔵したこけし人形では、一対の磁石を使って一方を振り子の先端に取付けて他方を近接させてこけし本体に固定し、磁石同士の吸引力で通常は固定された振り子が、地震等の検知する必要のある振動が発生した場合、振り子が振動する構造となっている。当該振り子が振動することによる磁気変化をセンサで検知して、ライトの点灯及び警報音を発生させることができ、また振動が収まったことを迅速に検知して点灯したライト及び警報音を停止することが可能な、こけしに内蔵された振動検知装置が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３００２３２９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３１１７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１で開示されている非常用懐中電灯では、電球にクリプトンランプが使用されており、照度は極めて明るいが電池の消耗が大きいため通常の乾電池では長時間の使用ができない問題がある。
【０００７】
また、特許文献２で開示されているこけしに内蔵された振動検知装置の場合、揺れを検知する振り子構造は振り子を設置するための所定の高さが必要であり、こけし人形が大型化してしまう問題がある。
【０００８】
本考案は以上の課題に鑑みてなされたもので、バッテリ電圧から昇圧型の光源ユニットを使用して高い電圧に変換し、当該電圧で点灯する光源に消費電力の極めて少ない高輝度のＬＥＤを使用することで長時間の点灯を可能にしている。また、使用するバッテリの大きさや数を変えることで多様なサイズのこけし人形の形状に対応させ、且つこけし人形の重心位置を震度４以上の横揺れを受けた際に確実に転倒するようにこけし人形の重心位置を適正に調整して設定されたＬＥＤ内蔵こけしを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は上記の目的を達成するため、以下（１）〜（５）の構成を備えるものである。
【００１０】
（１）こけし人形の底面から内部に穿孔された収納穴に挿入されて着脱可能に固定された光源ユニットを有し、前記光源ユニットには、電源となるバッテリと、傾斜を検知すると接点を開放してＯＦＦとなる傾斜スイッチと、前記バッテリの電圧を昇圧して所定の電圧を発生させるスイッチングレギュレータ回路と、昇圧した前記所定の電圧により点灯するＬＥＤライト部と、から成ることを特徴とするＬＥＤ内蔵こけし。
【００１１】
（２）前記光源ユニットを内蔵した前記こけし人形は、所定の横揺れ振動により転倒するように予め重心位置が設定されていることを特徴とする前記（１）記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【００１２】
（３）前記こけし人形が転倒した際、前記傾斜スイッチが転倒を検知してＯＦＦとなることで前記スイッチングレギュレータ回路を動作させ、昇圧された前記所定の電圧を発生させることを特徴とする前記（１）記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【００１３】
（４）前記ＬＥＤライト部は、電流を制限する抵抗と直列接続した複数のＬＥＤから成るＬＥＤユニットを有し、当該ＬＥＤユニットが複数並列接続されることを特徴とする前記（１）記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【００１４】
（５）前記光源ユニットには、電磁誘導による非接触充電ユニットに対応して、受電コイルと、当該受電コイルに誘起された誘導電圧を降圧整流して前記バッテリを充電するための充電制御ユニットが設けられていることを特徴とする前記（１）記載のＬＥＤ内蔵こけし。
【考案の効果】
【００１５】
本考案のＬＥＤ内蔵こけしによれば、バッテリ電圧から昇圧型の光源ユニットを使用して高い電圧に変換し、当該電圧で点灯する光源に消費電力の極めて少ない高輝度のＬＥＤを使用することで長時間の点灯を可能にしている。装着するバッテリ電池の大きさや数を変えることで、多種多様なサイズのこけし人形の形状に対応させ、且つ予め震度４以上の横揺れを受けた際に確実に転倒するようにこけし人形の重心位置を設定したＬＥＤ内蔵こけしを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）本考案に係るＬＥＤ内蔵こけしの断面図、（ｂ）光源ユニットの構造図、（ｃ）光源ユニット落下防止用の固定クリップを示す図
【図２】（ａ）市販のこけし人形の重心位置を示す図、（ｂ）市販のこけし人形の重心位置を示す表、（ｃ）光源ユニット内蔵のこけし人形の重心位置を示す表
【図３】（ａ）こけし人形の重心位置と転倒角度の関係を示す図、（ｂ）こけし人形の実際の転倒角度と比率Ｂとの関係を示す表
【図４】（ａ）ＬＥＤ光源ユニットの動作回路を示す図、（ｂ）ＬＥＤ内蔵こけしの応用例を示す図、（ｃ）ＬＥＤ光源ユニットの非接触充電回路のブロック図
【図５】従来の光源ユニットを内蔵したこけしの構成図
【考案を実施するための形態】
【００１７】
以下、本考案を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１８】
図１はＬＥＤ内蔵こけし１０の構成を示し、観賞用のこけし人形２３の内部の穴に高輝度ＬＥＤを使用した光源ユニット１が内蔵されている。図中において、光源ユニット１には、光源となるＬＥＤライト部２と、当該ＬＥＤライト部２を保護し且つ光を透過させる保護板３と、裏面にはＬＥＤライト部２のＬＥＤユニット２ａ，２ｂの接続回路を形成し、且つ表面に高輝度ＬＥＤ光を反射させる機能を備える反射基板４と、傾倒スイッチ８等のＬＥＤ２の制御素子と電源素子のスイッチングレギュレータ回路が実装された制御基板６とバッテリユニット５を固定する電源基板７と、それらの基板を所定の間隔で支持し固定するスタンド９で構成される。光源ユニット１のケースを兼ねるこけし人形２３は、こけし胴部２０と、当該胴部に固定或いは可動するように嵌合されたこけし頭部２１と、こけし胴部２０の下方載置面から内部に穿孔された収納穴２０ａと、その内壁の縁に環状溝のクリップ穴２０ｂが形成されている。光源ユニット１を収納し固定するための固定クリップ２２は、環状溝のクリップ穴２０ｂに嵌め込まれる構造で、ＬＥＤ内蔵こけし１０の収納穴２０ａを下にして載置した際、光源ユニット１の保護板３と当接して光源ユニット１が落下しないように固定する機能を果たしている。
【００１９】
＜ＬＥＤ内蔵こけしの重心位置と動作＞
図２は、ＬＥＤ内蔵こけし１０の重心、及び市販のこけし人形２３の重心位置を示している。気象庁等で発表され一般的に使用されている震度４の横揺れとは、二方向の横揺れ速度で４〜１０（ｋｉｎｅ：ｃｍ／ｓ）の範囲で、加速度では約２５〜１００（ｇａｌ：ｃｍ／ｓ２）程度の横揺れが発生した場合に該当する。そのためＬＥＤ内蔵こけし１０を震度４で確実に転倒させるためには、約２５ｇａｌの加速度の横揺れ（４〜６ｃｍの変位）が発生した場合に転倒するように、こけし人形２３の重心位置を算出し設定した重心構造のこけし人形２３を形成する必要がある。
【００２０】
図２（ａ）に示す現在市販されている各地のこけし人形２３の重心位置Ｌと、光源ユニット１（重量約７０ｇ）を内蔵させたＬＥＤ内蔵こけし１０の重心位置Ｌとの比較で説明する。図２（ｂ）に示す各地方の伝統工芸品として市販されているこけし人形２３として、箱根タイプＩ，ＩＩ，ＩＩＩと、仙台タイプＩ，ＩＩ，ＩＩＩと、アクリルタイプと、群馬タイプと、福島タイプと、木彫り人形等を例に、形状寸法と重心位置の測定結果を示している。同様に図２（ｃ）には、ＬＥＤ内蔵こけし１０の重心位置Ｌとこけし人形２３の高さＨとの関係を示している。
【００２１】
図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示した測定結果より、図２（ｂ）に示す市販されている普通のこけし人形２３の場合、その重心位置Ｌはこけし人形２３の高さＨの１／２付近に置かれていることが確認された。普通のこけし人形２３において比較的重心が高いと想定されたものでも重心位置の高さＬとこけし人形２３の高さＨとの比率Ａ（Ｌ／Ｈ）は、仙台タイプで０．６１、福島タイプで０．６２と想定より低い位置に設定されていることが確認されている。重心位置の低いと想定された福島タイプと木彫り人形の重心位置の比率Ａは、夫々０．６２と、０．４７であり、均整の取れている箱根タイプＩＩＩの重心位置の比率Ａも０．４３の低重心であった。
【００２２】
このことから、長い歴史を持つ工芸品として発展継承されてきたこけし人形２３は、日常の生活環境で生じる振動等では容易に転倒するものではなく、図２（ｃ）に示すように本考案のＬＥＤ内蔵こけし１０を設計する上でも十分に参考となる値であり、重心の位置としても採用すべき値であると判断できる。更に、出願人が行った起振機を用いた試験結果において、震度４の振動で比較的低重心の箱根タイプＩ（比率Ａ：０．４）でも転倒しており、日常生活での転倒防止を考慮すると低重心とすることを示唆している。図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示した測定結果より、重心位置の高さＬとこけし人形２３の接地面直径Ｄの比率Ｂ（Ｄ／Ｌ）は、接地面積の大きさによって転倒の起こりやすさ示す指標であり、重心が低いこけし人形２３でも接地面積が小さければ簡単に転倒することは、容易に理解できる事象である。
【００２３】
図３に示すように、実際にこけし人形２３が転倒する傾きを測定して、こけし人形２３とＬＥＤ内蔵こけし１０の重心位置の高さＬと接地面直径Ｄから求めた比率Ｂと、実際の転倒角度の測定結果との関係を説明する。図３（ａ）に示すこけし人形２３を水平面の設置台に載置した状態から、設置台の片側を持ち上げて傾斜させた場合、こけし人形２３が実際に転倒する角度の簡易測定を行った結果を図３（ｂ）に示している。比較のため比率Ｂを使った算定では、基点Ｐより垂直に立ち上げた垂線上を重心位置が超える位置から、こけし人形２３の傾きが自重で加速され転倒に至るとして、その時の転倒角度θは、Ｔａｎθ＝設置面直径（Ｄ）／２・重心位置の高さ（Ｌ）＝比率Ｂ／２で求めることができる。
【００２４】
実際の測定と、Ｔａｎ−１（比率Ｂ／２）による計算値の比較でも、例えば福島タイプの場合、実際に測定した転倒角度θは７度１４分で、計算で求めた転倒角度θは７度７分となり、実測値と計算値とがほぼ一致することを確認した。他のこけし人形２３も同様の結果に基づき、こけし人形２３の転倒角度θを約７〜１８度の範囲で設定するには、重心位置の高さＬと接地面直径Ｄの比率Ｂ（Ｄ／Ｌ）を、約０．２〜０．６の範囲に設定すれば良いと判断する。
【００２５】
従って、図３（ｂ）に示すように本考案のＬＥＤ内蔵こけし１０の設計、製作をする場合は、震度４で転倒させるために、重心位置Ｌと接地面積直径Ｄとの比率Ｂ（Ｌ／Ｄ）を約０．３〜０．６の範囲に止めた設定にすれば、工芸品のこけし人形２３としての商品価値と、災害時に照明として確実に提供できる防災用品としての機能を両立させたＬＥＤ内蔵こけし１０を提供できる。
【００２６】
＜ＬＥＤ光源ユニットの構造＞
図４（ａ）は光源ユニット１の基本回路構成で、ＬＥＤ内蔵こけし１０に内蔵される光源ユニット１には、電源基板７にＬＥＤ点灯用の電源としてバッテリユニット５を有し、こけし人形２３のサイズ及び重心位置を考慮してバッテリユニット５には電池が二個〜四個装着できる形状とする。尚、以下の基本回路の説明においてバッテリユニット５は、単三乾電池二個を直列接続した約３Ｖの電源構成で説明する。
【００２７】
光源ユニット１の制御基板６において、ＬＥＤライト部２のＬＥＤを点灯させる傾斜スイッチ８は、光源ユニット１が直立状態で導電球体８ｃがスイッチ接点８ａ，８ｂを接続してスイッチＯＮとなり、転倒によって光源ユニット１が傾くと導電球体８ｃがスイッチ接点８ａ，８ｂから外れてスイッチＯＦＦとなる。傾斜スイッチ８のスイッチ接点８ａ，８ｂが導電球体８ｃによって接続されている場合、スイッチングレギュレータ回路（以下、電源制御回路と記す）１１のトランジスタＴｒ２をＯＮ状態にし、パルス幅制御回路からの信号をＧＮＤに落としてトランジスタＴｒ１の動作を停止させている。
【００２８】
図示した電源制御回路１１は、震度４以上の地震によりＬＥＤ内蔵こけし１０が転倒すると傾斜スイッチ８がＯＦＦとなり、ＤＣ３Ｖの電源電圧からＤＣ１２Ｖの出力電圧に変換する昇圧型のスイッチングレギュレータの基本回路で、良く知られた公知の概略回路である。バッテリユニット５の約３Ｖの電源電圧を、３００〜４００ｋＨｚのパルス幅変調、或いはパルス周波数変調によりトランジスタＴｒ１を動作させて出力を約１２Ｖの出力電圧に昇圧する回路であり、１００〜２００ｍＡの電流の出力用スイッチングレギュレータＩＣ或いはステップアップＤＣ−ＤＣコンバータＩＣとして一般に市販されている。
【００２９】
本考案のＬＥＤ内蔵こけし１０においても、これらのＩＣ素子を利用して光源ユニット１の回路の集約と効率の良い電源制御回路１１を構築し、３Ｖのバッテリユニット５から約１２Ｖ／１５０ｍＡの出力を得ている。制御基板６の電源制御回路１１から出力された１２Ｖの出力電圧が、反射基板４に形成されたＬＥＤライト部２に入力され、電流制限用の抵抗１２，１３を介し夫々に三個の高輝度ＬＥＤ１４を直列に接続して構成されたＬＥＤユニット２ａ，２ｂを点灯させる回路構成となっている。図中で示した高輝度ＬＥＤ１４は約３．３〜３．７Ｖ／２０ｍＡの仕様の高輝度ＬＥＤ１４を使用し、電流制限用の抵抗１２，１３の値は１８０〜２２０Ω／０．２５Ｗを使用したＬＥＤユニット２ａ，２ｂの例である。使用する高輝度ＬＥＤ１４は、消費電力が極めて少ないためバッテリユニット５の電力消耗も少なく連続点灯させた状態でも長時間使用することが可能で、一般の電球に使用されているフィラメントのように切れることがほとんど無いため、非常用ライトとして信頼性の高い製品として提供することができる。
【００３０】
図４（ｂ）、図４（ｃ）はＬＥＤ内蔵こけし１０の応用例として、市販されている汎用の非接触充電ユニット１５に載置し充電式バッテリユニット５Ａに充電することができる構成を示すものである。非接触充電ユニット１５は電磁誘導方式により充電を行う装置で、送電コイル１５ａから発せられた充電磁界によって、載置されたＬＥＤ内蔵こけし１０の受電コイル１６に誘導電圧が誘起される。汎用の非接触充電ユニット１５は、種類によって受電コイル１６に誘起される電圧が異なるため、充電制御ユニット１７の降圧整流回路１８により所定の直流電圧に変換してＬＥＤ内蔵こけし１０の充電式のバッテリユニット５Ａを充電する。その際、バッテリユニット５Ａの仕様に合わせて、過充電等を防止する充電制御回路１９を調整し、最適な充電電圧でバッテリユニット５Ａを充電することができる充電機能を備えたＬＥＤ内蔵こけし１０を提供できる。
【００３１】
尚、上述した制御基板６の電源制御回路１１の入力電圧範囲は、約２Ｖ〜約１６Ｖの範囲で電源電圧の入力が可能と成っているため、バッテリユニット５、或いは充電式のバッテリユニッ５Ａの電圧を約３Ｖに限定するものではない。
【００３２】
転倒を検知する傾斜スイッチ８は、上述した導電球体８ｃを利用したスイッチ素子の他に、水銀等の液状金属を利用したスイッチ素子等が利用でき、傾斜を検知して作動するスイッチ素子を使用するもので特に限定しない。
【００３３】
また、電源制御回路１１を高電圧／高電流仕様のスイッチングレギュレータＩＣに変更することで、夫々のＬＥＤユニット２ａ，２ｂで直列接続する高輝度ＬＥＤ１４の数を増やすことも、或いはＬＥＤユニット２ａ，２ｂを増設することも可能であるため、ＬＥＤライト部２に使用されている高輝度ＬＥＤ１４の数は限定しない。
【００３４】
以上、本考案のＬＥＤ内蔵こけしによれば、消費電力の極めて少ない高輝度のＬＥＤを使用することで長時間の点灯が可能となり、光源ユニットに使用する電池の大きさや数を変えることで、多様なサイズのこけし人形にも対応し、更に光源ユニットの設置位置を変えることでこけし人形の重心位置を震度４以上の横揺れを受けた際に転倒するようにこけし人形の重心を適正に設定されたＬＥＤ内蔵こけしを提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    光源ユニット
２    ＬＥＤライト部
３    保護板
４    反射基板
５    バッテリユニット（バッテリに対応）
６    制御基板
７    電源基板
８    傾斜スイッチ
９    スタンド
１０  ＬＥＤ内蔵こけし
１１  電源制御回路（スイッチングレギュレータ回路に対応）
１２  抵抗
１３  抵抗
１４  高輝度ＬＥＤ
１５  非接触充電ユニット
１６  受電コイル
１７  充電制御ユニット
１８  降圧整流回路
１９  充電制御回路
２０  こけし胴部
２１  こけし頭部
２２  クリップ
２３  こけし人形
【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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