(57)【要約】【課題】  電源を必要とせず、外部から加わった風力によって音と光を同時に発生し、かつ、上記風力の大きさに応じて音量および発光強度を変えることのできる無電源型発光装置（風鈴）を提供する。【解決手段】  本発明の一例である風鈴１０は、中空形状の音発生部１１と、音発生部１１の中空部１１ａ内に配置されており、風を受けて上記音発生部にぶつかることで当該音発生部において音を発生させるハンマー部１２と、紐１４を介して上記ハンマー部１１と接続されている風受け部１３と、音発生部１１に接続され、風鈴１０を天井や物干し竿などのような支持部材からぶら下げて、宙吊りの状態にするための紐１４とを有している。そして、音発生部１１の中空部１１ａの内壁には、応力発光材料を含む応力発光膜１５が形成されている。これによって、風鈴１０は、外部からの風力を受けて音と光を同時に発生させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力を受けて音と光を同時に発する無電源型発光装置であって、
中空形状の音発生部と、
上記音発生部の中空部分にその少なくとも一部が配置されており、外力を受けて上記音発生部にぶつかることで当該音発生部において音を発生させるハンマー部と、
上記ハンマー部に接続され、受容した外力を上記ハンマー部に伝達させる外力受容部と、
上記音発生部に接続され、当該無電源型発光装置を宙吊りにするための紐とを備え、
上記音発生部、上記ハンマー部、上記外力受容部の少なくとも何れかには、外力の大きさに比例して発光強度を変化させる応力発光材料が含まれていることを特徴とする無電源型発光装置。
【請求項２】
上記音発生部はガラスで形成されており、上記音発生部の内側表面には、応力発光材料が塗布されて応力発光膜を形成していることを特徴とする請求項１に記載の無電源型発光装置。
【請求項３】
上記応力発光材料は、上記ハンマー部の表面にも塗布されていることを特徴とする請求項２に記載の無電源型発光装置。
【請求項４】
上記ハンマー部の形状は棒状であり、重力方向に対して傾いて配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の無電源型発光装置。
【請求項５】
上記ハンマー部は、重力方向に上下に配置された棒状の上側棒状部および下側棒状部と、上記上側棒状部と上記下側棒状部との間に配置された中間部材とを有し、
上記中間部材には、上記応力発光材料が含まれているとともに、上記中間部材は、上記上側棒状部および下側棒状部よりも質量が軽いことを特徴とする請求項１に記載の無電源型発光装置。
【請求項６】
上記中間部材は、高分子有機材料をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の無電源型発光装置。
【請求項７】
上記中間部材は、中空形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の無電源型発光装置。
【請求項８】
上記無電源型発光装置は、風鈴であることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の無電源型発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な外力の強度によって発光強度を変化させる応力発光材料を含み、電源を必要とせず音と光を同時に発する無電源型発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでに、蓄光材を用いたり、蛍光塗料を塗布したりすることによって、より小さな電気的エネルギーによって発光する省エネ型の表示装置や標識などが提案されている。例えば、特許文献１〜特許文献３には、音を感賞するだけでなく視覚的な観賞にも利用できる風鈴が開示されているが、これらの文献に開示された風鈴には、発光材料として蛍光材あるいは蓄光材が用いられている。
【特許文献１】特開２００１−２０４９７６号公報（公開日：２００１年７月３１日）
【特許文献２】特開２００１−２０９３８５号公報（公開日：２００１年８月３日）
【特許文献３】特開２００１−２０９３８６号公報（公開日：２００１年８月３日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記各特許文献に記載されている風鈴にように、発光材料として蓄光材や蛍光材を用いた場合には、当該発光材料が発光するためには、外部から光を照射する手段（すなわち、光源）が必要とある。つまり、蓄光材や蛍光材料は、それ自身が電源（光源）無しで発光するのものではなく、外部から照射される光を受けて発光するものである。さらに、発光材料として機能する蛍光材や蓄光材の発光強度は外部から照射される光の強さによって変わるものであり、外部から加わる風力によって、発光強度を変えることはできない。
【０００４】
このように、上述の従来の風鈴においては、音は風力に応じて発生するものである一方、光は外部から加わる風力とは無関係に発生するものとなっていた。つまり、音と光とは異なる原理により発生するものであり、厳密な意味で音と光とを同時に発するものではなかった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電源を必要とせず、外部から加わった風力によって音と光を同時に発生し、かつ、上記風力の大きさに応じて音量および発光強度を変えることのできる無電源型発光装置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】
【０００６】
ところで、本願発明者らは、紫外線、電子線、Ｘ線、放射線、化学線、化学反応などによる刺激とは異なり、外力などの機械的な刺激によって効率的に発光する材料に関して長期にわたって研究を行っている。このような外力によって発光する材料は応力発光材料と呼ばれる。この応力発光材料の具体例としては、例えば、特許文献４〔特開２０００−１１９６４７号公報（公開日：２０００年４月２５日）〕、特許文献５〔特開２００１−０４９２５１号公報（公開日：２００１年２月２０日）〕、特許文献６〔特開２０００−３１３８７８号公報（公開日：２０００年１１月１４日）〕、特許文献７〔特開２００２−１９４３４９号公報（公開日：２００２年７月１０日）〕などに記載されているものが挙げられる。
【０００７】
そして、この応力発光材料を利用して発光ボールを作製したり（特許文献８〔特開２００３−３３９９１５号公報（公開日：２００３年１２月２日）〕参照）、光導波路装置、
機械光学装置、検出装置、情報処理装置、入力装置を構成したり（特許文献９〔特開２００４−０７１５１１号公報（公開日：２００４年３月５日）〕参照）という試みが成されている。
【０００８】
本願発明者らは、上述の課題を解決するために、この応力発光材料が利用できるのではないかと考えた。そして、風鈴の音発生部またはハンマー部に応力発光材料を含ませたところ、音と光を同時に発生させることが可能となるとともに、発生する音量と光量を外部から加えられる風の強さに比例させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明にかかる無電源型発光装置は、外力を受けて音と光を同時に発する無電源型発光装置であって、中空形状の音発生部と、上記音発生部の中空部分にその少なくとも一部が配置されており、外力を受けて上記音発生部にぶつかることで当該音発生部において音を発生させるハンマー部と、上記ハンマー部に接続され、受容した外力を上記ハンマー部に伝達させる外力受容部と、上記音発生部に接続され、当該無電源型発光装置を宙吊りにするための紐とを備え、上記音発生部、上記ハンマー部、上記外力受容部の少なくとも何れかには、外力の大きさに比例して発光強度を変化させる応力発光材料が含まれていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記の構成によれば、本発明の無電源型発光装置は、外部から風力などの外力を受けることによって、音発生部、上記ハンマー部、上記外力受容部の少なくとも何れかに含まれる応力発光材料の作用で、外力に比例して発光することができる。また、それと同時に、ハンマー部が外力を受けて音発生部にぶつかることによって音を発生させる。そして、この音量についても外力に比例する。それゆえ、本発明の無電源型発光装置は、電源を必要とせず、外部から加わった外力によって音と光を同時に発生させ、かつ、上記外力の大きさに比例した音量および光量を発生させることができる。このような無電源型発光装置は、電源を必要とせずに音と光を同時に楽しむことのできる風鈴に応用することができる。
【００１１】
また、本発明の無電源型発光装置において、上記音発生部はガラスで形成されており、上記音発生部の内側表面には、応力発光材料が塗布されて応力発光膜を形成していることが好ましい。
【００１２】
上記の構成によれば、ハンマー部が風などの外力によって音発生部にぶつかる時に、そのぶつかった場所において音を発生させる。また、それと同時に、機械的エネルギーがこの場所に加えられるために、応力発光膜が形成された音発生部は発光し、ガラスを介してこの発光を観賞することができる。なお、観賞的な効果をより向上させるためには、ガラスで形成された音発生部は、外部からその中空部を見ることが可能な透明または半透明な状態になっていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の無電源型発光装置において、上記応力発光材料は、上記ハンマー部の表面にも塗布されていることが好ましい。
【００１４】
上記の構成によれば、より明るい発光を得ることができる。つまり、外力（風力など）の強度に対する発光効率を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の無電源型発光装置において、上記ハンマー部の形状は棒状であり、重力方向に対して傾いて配置されていることが好ましい。
【００１６】
上記の構成によれば、棒状のハンマー部の長手方向の各端部が、風力などの外力を受けてそれぞれ音発生部の内側表面にぶつかる。そして、棒状のハンマー部が重力方向に対し
て傾いて配置されていることによって、音発生部の上部や下部に分散してぶつかるので、色々な位置で光を発生させることができ、観賞用としての価値が高まる。また、ハンマー部が音発生部の同じ位置ではなく、異なる位置に分散してぶつかるため、応力発光膜の寿命を長くすることができる。
【００１７】
また、本発明の無電源型発光装置において、上記ハンマー部は、重力方向に上下に配置された棒状の上側棒状部および下側棒状部と、上記上側棒状部と上記下側棒状部との間に配置された中間部材とを有し、上記中間部材には、上記応力発光材料が含まれているとともに、上記中間部材は、上記上側棒状部および下側棒状部よりも質量が軽いことが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、中間部材の上部と下部に設けられた２つの棒状部が、風などを受けて音発生部にそれぞれぶつかることで音を発生させることができる。また、それと同時に、上記上側棒状部と上記下側棒状部との間に配置された質量の軽い中間部材は、風を受けて撓んだり、歪んだりする。これによって、応力発光材料を含む中間部材は発光することができる。
【００１９】
また、本発明の無電源型発光装置において、上記中間部材は、高分子有機材料をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、上記中間部材を柔軟で弾性に富んだ物性にすることができるため、風を受けた場合に、より一層撓みやすくなり、発光効率を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の無電源型発光装置において、上記中間部材は、中空形状であることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、中間部材が中空形状であることによって、そこに含まれる応力発光材料の発光効率を高めることができる。
【００２３】
また、本発明の無電源型発光装置は、風鈴であることが好ましい。これによって、外力として風を受けて音と光を同時に楽しむことのできる風鈴を提供することができる。
【００２４】
さらに、本発明の無電源型発光装置の原理は、風を受けて発光する暖簾や、音と光を同時に発する子供用の玩具などにも利用することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に無電源型発光装置は、以上のように、上記音発生部、上記ハンマー部、上記外力受容部の少なくとも何れかに、外力の大きさに比例して発光強度を変化させる応力発光材料が含まれているので、外力を受けて音と光を同時に発生させることができるという効果を奏する。
【００２６】
すなわち、本発明の無電源型発光装置は、電源を必要とせず、外部から加わった風力によって音と光を同時に発生させ、かつ、上記風力の大きさに比例した音量および光量を発生させることができる。このような無電源型発光装置は、電源を必要とせずに音と光を同時に楽しむことのできる風鈴などに応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施形態について図１に基づいて以下に説明する。本実施の形態では、本
発明の無電源型発光装置の一例として、風を受けて音と光を同時に発する風鈴を例に挙げて説明する。
【００２８】
図１（ａ）および（ｂ）には、本実施の形態にかかる風鈴１０の構成を示す。図１（ａ）は、音発生部１１の断面およびその中空部１１ａ内の様子を示す図である。図１（ｂ）は、風鈴１０の外形を示す図である。これらの図に示すように、本実施の形態にかかる風鈴１０は、中空形状の音発生部１１と、音発生部１１の中空部内に配置されているハンマー部１２と、紐１４を介してハンマー部１１と接続されている風受け部（外力受容部）１３と、音発生部１１に接続され、風鈴１０を天井や物干し竿などのような支持部材からぶら下げて、宙吊りの状態にするための紐１４とを有している。
【００２９】
音発生部１１は、ガラスなどのようなある程度の剛性を有する素材で形成されており、上述のように中空形状をしている。そのため、その中空部１１ａ内に配置されているハンマー部１２が風を受けてその内壁にぶつかることによって、当該音発生部１１からは音が鳴るようになっている。ここで、上記「中空形状」とは、その中央部分に空洞を有するあらゆる形状のことを意味し、その外形は特に限定されない。それゆえ、本発明の音発生部としては、通常風鈴の音を発生させる部分として用いられるあらゆる形状のものが含まれるものとする。上記音発生部のより具体的な形状としては、釣鐘状の形状、お椀をひっくり返した形状などが挙げられる。
【００３０】
ハンマー部１２は、音発生部１１の中空部１１ａ内に配置されており、風を受けて上記音発生部１１の内壁にぶつかることで当該音発生部１１において音を発生させる。
【００３１】
風受け部１３は、ハンマー部１１と紐１４を介して接続され、外部から受ける風力を上記ハンマー部１２に伝達させるための役割を果たす。なお、上記風受け部１３は、風をより効率的に受けて、ハンマー部１２により大きな風力を伝えるために、平板状になっている。この風受け部１３は、従来公知の風鈴の風受けとして一般に使用されるものであればよいが、受ける風力をより効率よくハンマー部１２に伝えることができるように、ある程度の厚さと硬さを有する紙、木、金属などの薄板で形成されていることが好ましい。
【００３２】
紐１４は、音発生部１１の上端部に接続され、当該風鈴１０を、天井や物干し竿などのような支持体からぶら下げて、宙吊りの状態にする。そして、本実施の形態にかかる風鈴１０においては、上記紐１４が、音発生部１１とハンマー部１２とを接続するため、および、ハンマー部１２と風受け部１３とを接続するためにも用いられている。ハンマー部１２は、この紐１４によって、中空部１１ａの天井１１ｂから宙吊りにされて、中空部１１ａ内に配置されている。
【００３３】
そして、本実施の形態にかかる風鈴１０には、上記音発生部１１の内壁（内側表面）の一部に、応力発光材料が塗布されており、応力発光膜１５を形成している。なお、この応力発光膜１５中には、エポキシやアクリルなどの高分子有機材料、または、ガラス系塗料がさらに含まれている。つまり、上記応力発光膜１５を作製する場合には、まず、高分子有機材料中またはガラス系塗料中に応力発光材料を添加して混合した後、この混合物を音発生部１１の内壁に塗布して当該混合物を硬化させ、応力発光膜１５を形成すればよい。ここで、上記混合物における高分子有機材料（あるいは、ガラス系塗料）と応力発光材料との混合比（重量比）は、１：９であることが好ましい。
【００３４】
ここで、応力発光膜１５に含まれる応力発光材料について説明する。「応力発光材料」とは、応力によって発光する発光材料である。即ち、応力発光材料は、機械的な外力の刺激に応じて材料自体が発光するという性質を有するとともに、その外力の強度に比例して発光強度を変化させるという性質をも有している。この応力発光材料として具体的には、
上述の特許文献４〜７に記載のものや、特許第３１３６３４０号公報、特許第３５１１０８３号公報に記載のものを挙げることができる。
【００３５】
そして、上記の各文献に記載されている各種応力発光材料を用いて本実施の形態にかかる風鈴を作製し、その発光に関する実験を行ったところ、各種応力発光材料の中でも、アルミン酸塩に発光中心を有するものが、発光効率が良く、より好適に用いられることが確認された。また、ｘ（Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ）Ｏ・ｙＡｌ２Ｏ３に発光中心を添加した応力発光材料は、さらに強い発光を示すことが確認され、その中でも特にアルミン酸ストロンチウムにＥｕを添加したものが有効であることが確認された。
【００３６】
そして、上記応力発光膜１５の厚さは、０．０１〜１０００μｍの範囲内にあることが好ましい。応力発光膜１５の厚さが、０．０１μｍ未満の場合、膜中に含まれる応力発光材料の量が不十分であるため、発光強度が低くなってしまう。一方、応力発光膜１５の厚さが、１０００μｍよりも大きい場合、音発生部１１を形成しているガラスなどに比べて当該応力発光膜１５が高分子有機材料を含む柔軟な素材であるために、同じ強さの風を受けた場合でも、その風力の変化速度が小さくなり、発光強度が小さくなってしまう。発光効率をより向上させるためには、上記応力発光膜１５の厚さは、１〜１００μｍの範囲内であることがより好ましく、５０μｍであることが最も好ましい。
【００３７】
なお、本実施の形態では、音発生部１１のみに応力発光膜１５が塗布されている風鈴を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、音発生部１１、ハンマー部１２、風受け部１３の少なくとも何れかに応力発光材料が含まれていればよい。なお、後述の実施の形態２では、ハンマー部１２に応力発光材料が含まれているものについて説明する。
【００３８】
さらに、本発明にかかる風鈴は、音発生部１１およびハンマー部１２の両方に応力発光材料が塗布されているものであってもよい。このように、音発生部１１およびハンマー部１２の両方に応力発光材料を塗布すれば、風鈴１０の発光効率をより向上させることができる。
【００３９】
なお、何れの場合においても、上記音発生部１１をガラス、プラスチックなどの透明（または、半透明）の材質で構成することによって、外部から発光を観賞することができる。なお、より感賞的に好ましい音を発生させるためには、上記音発生部１１はガラスで形成されていることが好ましい。
【００４０】
続いて、ハンマー部１２の形状について説明する。本実施の形態にかかる風鈴１０では、ハンマー部１２の形状は、図１（ａ）に示すように棒状である。さらに、上記ハンマー部１２は、重力方向に対して傾いて配置されている。より具体的には、上記ハンマー部１２は、重力方向に対して略垂直であるが、完全に垂直ではなく、やや傾いて配置されている。
【００４１】
このような形状および配置によって、棒状のハンマー部の長手方向の各端部が、風を受けてそれぞれ音発生部１１の内壁にぶつかる。そして、棒状のハンマー部１２が重力に対して傾いて配置されていることによって、音発生部１１の上部や下部に分散してぶつかるので、色々な位置で光を発生させることができ、観賞用としての価値が高まる。また、ハンマー部１２が音発生部１１の同じ位置ではなく、異なる位置に分散してぶつかるため、応力発光膜１５の寿命を長くすることができる。
【００４２】
上記ハンマー部には、複数の突起部が設けられていることが好ましい。ハンマー部が複数の突起部を有することによって、風が吹くと、音発生部のより多くの異なる位置にぶつ
かるため、より多様な発光模様を得ることができる。
【００４３】
また、本発明にかかる風鈴の音発生部の外壁には、絵が描かれていてもよい。描かれる絵の例としては、蛍などが挙げられる。そして、蛍のお尻の部分のみに応力発光膜を形成することによって、風が吹いたときに、蛍のお尻の部分が発光しているように見せることも可能である。このように、音発生部において応力発光膜が設けられる位置を色々と変更することによって、多種多様な発光パターンを持つ風鈴を作製することができる。
【００４４】
〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施の形態について図２に基づいて以下に説明する。本実施の形態では、本発明の無電源型発光装置の一例として、風を受けて音と光を同時に発する風鈴であって、特に、そのハンマー部に応力発光材料が含まれているものを例に挙げて説明する。
【００４５】
なお、この第２の実施の形態に示す風鈴は、上述の実施の形態１に示す風鈴１０において、応力発光膜１５の膜厚が厚過ぎたり、薄過ぎたりする場合に、発光強度が低下してしまうという問題を回避するために考え出されたものである。この問題を解決するために、本実施の形態では、音が発生する場所と異なる位置で発光を生じさせるような構成としている。
【００４６】
図２には、本実施の形態にかかる風鈴２０の構成を示す。なお、図２は、音発生部２１の断面およびその中空部２１ａ内の様子を示している。この図に示すように、本実施の形態にかかる風鈴２０は、中空形状の音発生部２１と、音発生部２１の中空部内に配置されているハンマー部２２と、ハンマー部２２と紐２４を介して接続されている風受け部（外力受容部）２３と、音発生部２１に接続され、風鈴を天井や物干し竿などのような支持部材からぶら下げて、宙吊りの状態にするための紐２４とを有している。
【００４７】
音発生部２１は、ガラスなどのようなある程度の剛性を有する素材で形成されており、上述のように中空形状をしている。そのため、その中空部２１ａ内に配置されているハンマー部２２が風を受けてその内壁にぶつかることによって、当該音発生部２１からは音が鳴るようになっている。ここで、上記「中空形状」とは、その中央部分に空洞を有するあらゆる形状のことを意味し、その外形は特に限定されない。それゆえ、本発明の音発生部としては、通常風鈴の音を発生させる部分として用いられるあらゆる形状のものが含まれるものとする。上記音発生部のより具体的な形状としては、釣鐘状の形状、お椀をひっくり返した形状などが挙げられる。
【００４８】
ハンマー部２２は、その大部分が音発生部２１の中空部２１ａ内に配置されており、風を受けて上記音発生部２１の内壁にぶつかることで当該音発生部２１において音を発生させる。本実施の形態にかかる風鈴２０では、このハンマー部２２に応力発光材料が含まれている。このハンマー部２２については、後ほど詳しく説明する。
【００４９】
風受け部２３は、ハンマー部２１と紐２４を介して接続され、外部から受ける風力を上記ハンマー部２２に伝達させるための役割を果たす。なお、上記風受け部２３は、風をより効率的に受けて、ハンマー部２２により大きな風力を伝えるために、平板状になっている。この風受け部２３は、従来公知の風鈴の風受けとして一般に使用されるものであればよいが、受ける風力をより効率よくハンマー部２２に伝えることができるように、ある程度の厚さと硬さを有する紙、木、金属などの薄板で形成されていることが好ましい。
【００５０】
紐２４は、音発生部２１の上端部に接続され、当該風鈴２０を、天井や物干し竿などのような支持体からぶら下げて、宙吊りの状態にする。そして、本実施の形態にかかる風鈴２０においては、上記紐２４が、音発生部２１とハンマー部２２とを接続するため、およ
び、ハンマー部２２と風受け部２３とを接続するためにも用いられている。ハンマー部２２は、この紐２４によって、中空部２１ａの天井２１ｂから宙吊りにされて、中空部２１ａ内に配置されている。
【００５１】
上記各部材を形成する素材に関しては、上述の実施の形態１において説明したものと同様のものを用いることができるため、本実施の形態においてはその説明を省略する。
【００５２】
続いて、風鈴２０に設けられたハンマー部２２についてより詳しく説明する。上記ハンマー部２２は、図２に示すように、重力方向に上下に配置された棒状の上側棒状部２２ａおよび下側棒状部２２ｂと、上記上側棒状部２２ａと上記下側棒状部２２ｂとの間に配置された中間部材２５とを有している。そして、上記中間部材２５には、応力発光材料が含まれているとともに、上記上側棒状部２２ａおよび下側棒状部２２ｂよりも質量が軽くなっている。
【００５３】
上記中間部材２５には、上述のように応力発光材料が含まれているが、上記応力発光材料の他に、プラスチック、ゴム、樹脂などのような高分子有機材料、または、ガラス繊維が含まれていることが好ましい。中間部材２５に高分子有機材料が含まれていることによって、中間部材２５が柔軟性や可塑性を有するようになり、その形状を種々に変えて成形することができる。また、中間部材２５が柔軟性に富んでいると、ハンマー部２２が風を受けた場合に、２つの棒状部２２ａと２２ｂとの間で、より大きく撓むことができ、発光効率が向上するという効果も得られる。さらに、中間部材２５を応力発光材料のみで構成した場合と比較してその比重を小さくすることができる。また、中間部材２５がガラス系繊維と応力発光材料で構成されていることによって、発光強度が増大するという効果が得られる。
【００５４】
中間部材２５中に応力発光材料と高分子有機材料とが含まれる場合、上記中間部材２５は、液体状の上記高分子有機材料中に上記応力発光材料を混合した後、均一に混合された状態で硬化させて形成すればよい。また、上記中間部材２５は、成形された状態のプラスチック、ゴム、樹脂などの高分子有機材料、あるいは、比重の小さい紙、木、竹などのような有機素材を基本構造として有し、上記基本構造の表面に応力発光材料と高分子有機材料との混合物からなる応力発光膜が形成された積層状態の構造であってもよい。
【００５５】
さらに、中間部材２５が応力発光材料と高分子有機材料とで形成される場合、当該中間部材２５の形状は、例えば、チューブ状のような中空形状であることが好ましい。中間部材２５が中空形状を有することによって、その質量を小さくすることができるとともに、より大きく撓んだり、歪んだりすることができるようになるため、その発光効率をより向上させることができる。なお、中間部材２５が中空形状である場合、中空体の厚さは０．１〜３ｍｍであることが好ましい。
【００５６】
また、上側棒状部２２ａおよび下側棒状部２２ｂは、その質量を大きくするような素材として、上記中間部材２５を形成している材料よりも比重の大きな素材で形成されていることが好ましい。このような素材の具体例としては、鉄鋼やステンレス鋼などの金属、ガラス、あるいは、セラミックスなどが挙げられる。なお、このような素材は、充分な剛性を有しているため、音発生部２１にぶつかった場合に良好な音を発生させることも可能である。
【００５７】
上記のように、中間部材２５を比較的質量の軽いもので形成し、その上部と下部に設けられた２つの棒状部２２ａ・２２ｂを比較的質量の重いもので形成することによって、ハンマー部２２が風で揺れた場合に、中間部材２５により大きな歪みエネルギーが付加される。そのため、中間部材２５に含まれる応力発光材料を強く発光させることができる。
【００５８】
なお、上述の実施の形態１では、棒状のハンマー部１１は、重力に対して垂直な位置から少しだけ傾いて配置されていたが、本実施の形態２では、棒状のハンマー部２２は、重力方向に対してほぼ平行になるように配置されている。それに加え、下側棒状部２２ｂの下部が中空部２１ａの外部に露出している。
【００５９】
本実施の形態にかかる風鈴２０では、そのハンマー部２２が上記のような構造を有していることによって、中間部材２５の下部に設けられた下側棒状部２２ｂが、風を受けてガラスなどの剛性素材で形成された音発生部２１の下方の内壁を叩くことで音を発することができる。また、それと同時に、上記上側棒状部２２ａと上記下側棒状部２２ｂとの間に配置された質量の軽い中間部材２５は、風を受けて撓んだり、歪んだりする。これによって、応力発光材料を含む中間部材２５は発光することができる。それに加えて、ハンマー部２２が音発生部２１の内壁を叩くときの衝撃で変形し、さらに高い発光を得ることができる。
【００６０】
このように、上記風鈴２０は、音が発生する場所と異なる位置で発光を生じさせることができる。また、本実施の形態にかかる風鈴２０においては、応力発光材料を含む中間部材２５が、風の影響で音発生部２１の中空部２１ａ内で揺れながら発光するため、視覚的により良好なものとすることができる。さらに、実施の形態１で示した風鈴１０では、音発生部１１の内壁に応力発光膜１５を設けており、ハンマー部１１が何度もぶつかることによって、当該応力発光膜１５が破壊されたり、剥離したりするという問題が考えられる。しかし、本実施の形態のような構成にすれば、応力発光材料を含む中間部材２５は損傷する危険性が少なく、風鈴２０の寿命をより長くすることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、ハンマー部２２の一部（つまり、中間部材２５）が応力発光材料を含んで形成されている構造を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ハンマー部２２の表面全体に応力発光材料が塗布されたような構造を有するようなものであってもよい。
【００６２】
また、本発明の本実施の形態の風鈴２０の変形例として、ハンマー部２２と風受け部２３とを、図２に示すような紐２４で接続するのではなく、ハンマー部２２と風受け部２３とが直接連結されたような構成のものを挙げることができる。この場合、風受け部２３が風を受けたときによくねじれるように、その端部に折り込みを加え、ハンマー部２２の下側棒状部２２ｂの断面形状（重力に対して垂直方向の断面の形状）を楕円形にしておく。これによって、下側棒状部２２ｂが風受け部２１の内壁にぶつかったときに、必ずねじれ力が発生するため、より一層発光効率を向上させることができる。
【００６３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００６４】
本発明の実施例について以下に説明する。
【００６５】
〔実施例１〕
実施例１では、応力発光材料を用いて実施の形態１に示すような風鈴１０を作製した。本実施例では、応力発光材料として結晶構造がαのＳｒＡｌ２Ｏ４のＳｒサイトに格子欠陥を共存させ、１ａｔ％のＥｕを添加したものを使用した。この応力発光材料の製造は、上述の特許文献５に記載の方法にしたがって行った。
【００６６】
次に、得られた応力発光材料の粉末をエポキシ樹脂と均一に混合した後、図１に示すような中空形状の音発生部１１（透明なガラスで形成）の内壁に、膜厚が約５０μｍとなるように塗布し、室温で１日乾燥して樹脂を硬化させた。これによって、図１に示すような風鈴１０が得られた。
【００６７】
この風鈴１０を扇風機の前に吊るし、扇風機からの風を送ったときの発光状態を確認した。その結果、扇風機の風によって風鈴のハンマー部１２は揺れ、音発生部１１の内壁にぶつかるときに、音とともに緑の光を発することが確認された。また、その発光強度は、扇風機の距離に応じて変化し、扇風機を近づけるほどより強い光を発することが確認された。
【００６８】
〔実施例２〕
実施例２では、応力発光材料を用いて実施の形態１に示すような風鈴１０を作製した。本実施例では、応力発光材料としてＳｒ０．９５Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ０．１％を使用した。この応力発光材料の製造は、上述の特許文献５に記載の方法にしたがって行った。そして、本実施例では、音発生部１１として、透明なガラスで形成され、その外部表面に、予め絵の具で蛍の絵を描いておいたものを使用した。なお、この蛍のお尻の部分については、後で応力発光膜を配置するため、何も描かない状態とした。
【００６９】
次に、得られた応力発光材料の粉末をアクリル樹脂と均一に混合した後、この混合物を、音発生部１１の内壁の蛍のお尻に相当する位置にのみに塗布し、室温で１日乾燥して樹脂を硬化させた。これによって、音発生部１１の外部表面に蛍の絵が描かれた風鈴１０が得られた。
【００７０】
この風鈴１０を扇風機の前に吊るし、扇風機からの風を送ったときの発光状態を確認した。その結果、扇風機の風によって風鈴のハンマー部１２は揺れ、音発生部１１の内壁の蛍の絵のお尻の部分にぶつかるときに、音とともに光を発することが確認された。また、その発光強度は、扇風機の距離に応じて変化し、扇風機を近づけるほどより強い光を発することが確認された。
【００７１】
〔実施例３〕
実施例３では、応力発光材料を用いて実施の形態１に示すような風鈴１０を作製した。本実施例の風鈴１０は、ハンマー部１２の方に応力発光材料が含まれていること以外の点は、実施例１と同様の構成を有している。そのため、その作製方法の説明については省略する。
【００７２】
この風鈴１０を扇風機の前に吊るし、扇風機からの風を送ったときの発光状態を確認した。その結果、扇風機の風によって風鈴のハンマー部１２は揺れ、音発生部１１の内壁にぶつかるときに、音とともに緑の光を発することが確認された。また、その発光強度は、扇風機の距離に応じて変化し、扇風機を近づけるほどより強い光を発することが確認された。
【００７３】
〔実施例４〕
実施例４では、応力発光材料を用いて実施の形態１に示すような風鈴１０を作製した。本実施例の風鈴１０は、音発生部１１とハンマー部１２の両方に応力発光材料が含まれていること以外の点は、実施例１と同様の構成を有している。そのため、その作製方法の説明については省略する。
【００７４】
この風鈴１０を扇風機の前に吊るし、扇風機からの風を送ったときの発光状態を確認した。その結果、扇風機の風によって風鈴のハンマー部１２は揺れ、音発生部１１の内壁に
ぶつかるときに、音とともに緑の光を発することが確認された。また、その発光強度は、扇風機の距離に応じて変化し、扇風機を近づけるほどより強い光を発することが確認された。なお、本実施例の風鈴１０では、同じ風力を受けた場合、実施例１や実施例２の風鈴と比較してより明るく発光することが確認された。
【００７５】
〔実施例５〕
実施例５では、応力発光材料を用いて実施の形態２に示すような風鈴２０を作製した。本実施例では、応力発光材料としてＳｒ０．９Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ０．０５％を使用した。この応力発光材料の製造は、上述の特許文献５に記載の方法にしたがって行った。
【００７６】
次に、得られた応力発光材料の粉末を透明なシリコン樹脂（シリコンゴム）と均一に混合した後、押し出し成形機で、厚さ０．５ｍｍの円筒状に成形し、これを中間部材２５とした。そして、この中間部材２５の両端にガラス棒を取り付けて、上側棒状部２２ａおよび下側棒状部２２ｂとした。これによって、上側棒状部２２ａと下側棒状部２２ｂとの間に中空状の中間部材２５が設けられたハンマー部２２が得られた。このハンマー部２２を、音発生部２１の中空部２１ａ内に取り付け、図２に示すような風鈴２０を作製した。
【００７７】
この風鈴２０を扇風機の前に吊るし、扇風機からの風を送ったときの発光状態を確認した。その結果、扇風機の風によって風鈴のハンマー部２２は揺れ、音発生部２１の内壁にぶつかるときに、音が発生するとともに、この音が発生する場所とは異なる位置において発光することが確認された。また、その発光強度は、扇風機の距離に応じて変化し、扇風機を近づけるほどより強い光を発することが確認された。
【００７８】
さらに、円筒状の中間部材２５の厚さをより薄くすることによって、その質量を小さくし、かつ、その硬度を低くすることで、より発光効率を向上させることができることが確認された。これは、比較的質量の大きな２つの棒状部２２ａ・２２ｂは、風を受けて揺れることによって、その間に設けられた中間部材２５により効率的に歪みエネルギーを伝えることができるだけでなく、慣性と重力の相反する作用で、歪み速度が大きくなり、さらに効率的に発光することができたためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の無電源型発光装置は、電源を必要とせず、外部から加わった風力によって音と光を同時に発生し、かつ、上記風力の大きさに応じて音量および発光強度を変えることが可能である。そのため、電源を必要とせず音と光を同時に楽しめる風鈴として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の実施形態を示すものであり、音発生部に応力発光材料が含まれている風鈴の構成を示す模式図である。なお、（ａ）では、音発生部の断面を示しており、（ｂ）では、音発生部の外形を示している。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すものであり、ハンマー部に応力発光材料が含まれている風鈴の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０      風鈴（無電源型発光装置）
１１      音発生部
１２      ハンマー部
１３      風受け部
１４      紐
１５      応力発光膜（応力発光材料）
２０      風鈴（無電源型発光装置）
２１      音発生部
２２      ハンマー部
２２ａ    上側棒状部（ハンマー部）
２２ｂ    下側棒状部（ハンマー部）
２３      風受け部（外力受容部）
２４      紐
２５      中間部材（ハンマー部）
【図１】
2005287741.tif 000003
【図２】
2005287741.tif 000004