JP2005177065A - 誘起起電力で作動する玩具及びそれに用いる非接触型充電用パッドと、非接触型自動充電可能な浮遊玩具を有した水中装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は軽量で小型の玩具が製作出来ると共に電池切れの心配や作動中の手間が掛らず、且つ水中浮遊玩具としても利用でき、それを常時回遊させると共に完全密閉が可能となる誘起起電力で作動する玩具及びそれに用いる非接触型充電用パッドと、非接触型自動充電可能な浮遊玩具を有した水中装置を提供することを目的とする。
【解決手段】非接触型充電用パッドの一次コイルに接近させて起電力が誘導される二次コイル３と、二次電池と、整流回路及び定電圧回路が備えられた基盤４とを玩具本体１に内蔵すると共にその一部を動かすための駆動部２を有した玩具と成す。また魚形模型などの水中浮遊物に形成した玩具を水槽内部に入れ、その玩具が一箇所に滑り落ちて集められるように底部に傾斜を設け、水槽の裏面に非接触型充電用パッドを設けた水中装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は車両や動物などの回転する機能等を有した玩具、或いは潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物である玩具、特には誘起起電力で作動する玩具及びそれに用いる非接触型充電用パッドに関し、且つ潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物である玩具が水槽内を回遊する水中装置、特には非接触型自動充電可能な浮遊玩具を有した水中装置に関する。

一般に車両の車輪や動物などの足部が回転する機能等で進む玩具の動力としては、ぜんまい方式や乾電池内蔵方式のものが大半であった。また潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物である玩具の動力としては、上記同様にぜんまい方式や乾電池内蔵方式のものが大半であった。
特願２００３−１４７４２９号公報

しかしながら、前記ぜんまい方式の玩具は、玩具の動きが短時間で止まってしまうと共にその都度、手でぜんまいを巻かなくてはならず、手間の掛るものであった。また乾電池内蔵方式の玩具は、使用していると電池切れになって玩具が動かなくなってしまい、電池を入れ換えなければならなかった。このため、予備の電池を常時用意しておかなければならず、手間とお金が多く掛かり、子供にとっては負担が大きなものとなっていた。しかも玩具の内部に電池を入れるスペースが必要であるため、小さな玩具の製作が困難であった。更に水槽内を回遊する潜水艦や魚形模型などに於いては、内部に乾電池を入れるので重量が増し、より多くの電力が必要となるため、回遊を常時行うことは困難であると共に乾電池の交換作業を必要とするので玩具の密閉度が問題になり易い等の欠点があった。尚、本発明で提案するような誘起起電力で作動する玩具は従来にはなく、例え製作したとしても、広範囲に磁界を受けるものがなかったため、局部的な作動しか行えず、玩具としての役目が果たせないものであった。

第１の発明は軽量で小型化することが出来ると共に電池切れの心配がなく、作動時に手間の掛らない誘起起電力で作動する玩具を提供することを目的とする。

第１の発明の別目的は内部に二次電池を入れ、場所を選ばずに自由に作動して子供でも簡単に遊べ、且つ充電が簡単で乾電池の交換が不要となる誘起起電力で作動する玩具を提供するにある。

第２の発明は誘起起電力で作動する玩具が広範囲に磁界を受けて作動させることが可能となる誘起起電力で作動する玩具に用いるための非接触型充電用パッドを提供することを目的とする。

第３の発明は水槽内を回遊する潜水艦や魚形模型などの水中浮遊玩具を常時回遊することが出来ると共に完全密閉が可能となる非接触型自動充電可能な浮遊玩具を有した水中装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、駆動部を有した玩具本体には少なくとも、一次コイルに接近させ起電力が誘導されるための二次コイルと、少なくとも整流回路が備えられると共に駆動部と接続された基盤とを内蔵し、誘起起電力で作動する玩具と成す。また玩具本体の内部に、起電流が充電される二次電池を設けると良く、更に玩具本体に受信部も設けると良い。

第２の発明は、所定広さの平らなパッド本体と、該パッド本体の内壁に沿って配置された枠体に巻回した一次コイルと、高周波発振回路と、差込プラグとから構成させた非接触型充電用パッドと成す。

第３の発明は、駆動部を有すると共に潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物に形成した玩具本体と、一次コイルに接近させ起電力が誘導されるための二次コイルと、起電流が充電される二次電池と、整流回路が備えられた基盤とから成す玩具を水槽に入れ、該水槽には、玩具が一方向或いは一箇所に滑り落ちて集められるように底部に傾斜を設け、且つ底部の高さが一番低い位置の水槽の裏面に非接触型充電用パッドを設けた水中装置とする。また水中に玩具を浮かべた水槽が密閉されたものとしても良い。

請求項１のように駆動部（２）を有した玩具本体（１）には少なくとも、一次コイル（82）に接近させ起電力が誘導されるための二次コイル（３）と、少なくとも整流回路（41）が備えられると共に駆動部（２）と接続された基盤（４）とを内蔵することにより、玩具本体（１）は乾電池を内蔵させなくても誘起起電力で作動するため、従来収容していた乾電池のスペースが不要となり、軽量で小型化させることが出来ると共に電池切れの心配がなく、予備の乾電池を常時用意しておく必要がなくなり、手間とお金が掛からず、且つ子供に気軽に使用出来る玩具（Ａ）となる。

請求項２のように玩具本体（１）の内部に、起電流が充電される二次電池（５）を設けることにより、場所を選ばずに自由に作動させることができ、且つ充電が簡単で電池交換が不要となるため、予備の乾電池を常時用意しておく必要がなく、手間とお金が掛からず、且つ子供が気軽に使用出来る玩具（Ａ）となる。

請求項３に示すように玩具本体（１）に受信部（６）を設け、且つ操作用発信機（７）を具備することにより、子供にも簡単なリモコン操作で玩具（Ａ）を使用して遊ぶことが出来るものとなる。

請求項４に示すように玩具本体（１）として車両や動物などの回転する機能等を有したものとすることにより、室内の遊具（Ａ）として子供から大人まで遊べるものとなり、電池切れや予備電池の用意が不要となり、且つ軽量で小型の玩具（Ａ）が製作でき、目新しいものとなるため収集家にとって好ましい商品となる。また玩具本体（１）として潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物とすることにより、乾電池の交換が不要となるため、玩具本体（１）の密閉度が略完全となり、水槽（９）の内部を回遊が常時行える玩具となる。

請求項５のように所定広さの平らなパッド本体（81）と、該パッド本体（81）の内壁に沿って配置された枠体（821）に巻回した一次コイル（82）と、高周波発振回路（83）と、差込プラグ（84）とから構成させることにより、誘起起電力で作動する玩具（Ａ）が広範囲に磁界を受けて作動させることが可能となるため、従来の玩具同様にして遊ぶことが可能となる。

請求項６のようにイ）駆動部（２）を有すると共に潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物に形成した玩具本体（１）と、該玩具本体（１）に内蔵すると共に一次コイル（82）に接近させ起電力が誘導されるための二次コイル（３）と、玩具本体（１）に内蔵すると共に整流回路（41）が備えられ且つ前記駆動部（２）と接続された基盤（４）と、玩具本体（１）に内蔵すると共に起電流が充電される二次電池（５）とから成る誘起起電力で作動する玩具（Ａ）を水槽（９）に入れたこと。ロ）水槽（９）には、玩具（Ａ）が一方向或いは一箇所に滑り落ちて集められるように底部（91）に傾斜を設けたこと。ハ）玩具（Ａ）が充電されるための非接触型充電用パッド（８）を、底部（91）の高さが一番低い位置の前記水槽（９）の裏面に配置させたこと。以上のように構成させることにより、軽量で小型な玩具（Ａ）が製作でき、且つ乾電池の交換が不要となるため、玩具（Ａ）の完全密閉が可能となり、電池切れがなく、水槽（９）の内部に於いて、玩具（Ａ）が自動的に回遊するので、観賞用として楽しむことが出来る水中装置となる。

請求項７のように水槽（９）に水を充填し、その水中に玩具（Ａ）を浮かべ、水槽（９）を密閉させたものとすることにより、何処にでも持ち運びができ、且つ設置させることが簡単に出来るものとなる。

図１は第１の発明の玩具（Ａ）が動物である場合の実施形態を示す図であり、これに基づいて説明する。（１）は犬の形状に形成した合成樹脂製で絶縁性の玩具本体であり、該玩具本体（１）の形状は犬の形状に限定されるものではなく、例えば他の動物，車両，ロケット，ロボット，電動コマなど一般の玩具の形状としても良い。また前記玩具本体（１）の一部、例えば脚部，頭部，尾部などが動くようにしても良い。（２）は玩具本体（１）を作動させるための駆動部であり、該駆動部（２）は、モーター（21）と、該モーター（21）の動力を伝達するためのベルト（22）と、そのベルト（22）を掛けると共に軸（24）に取付けたプーリー（23）と、前記軸（24）の両側に取付ける車輪（25）及び尾側へ一対に取付けた従属用の車輪（25）とから成している。尚、前記駆動部（２）の機構は上記のものに限定されるものではない。（３）は玩具本体（１）内部の中央下方に配置した二次コイルであり、これは後述する一次コイル（82）に接近させて起電力を誘導させるための役目をする。（４）は玩具本体（１）に内蔵し且つ駆動部（２）と接続する基盤であり、該基盤（４）は整流回路（41）と定電圧回路（42）とから成され、前記整流回路（41）にはダイオード（411），抵抗（412），電解コンデンサー（413），コンデンサー（414）がある。また定電圧回路（42）には電圧安定化用のＩＣ（421），抵抗（422），発光ダイオード（423），電解コンデンサー（424），コンデンサー（425）がある（図３参照）。この基盤（４）は本発明者が提案した特願２００３−１４７４２９の図１に示す基盤と同じ構成のものを用いると良い。尚、前記玩具本体（１）の内部に、図２に示す二次電池（５）を設けると良く、又、受信部（６）も設けたものとしても良い。

図２は第１の発明の玩具（Ａ）が水中浮遊物である場合の実施形態を示す図であり、これに基づいて説明する。（１）は潜水艦の形状に形成した合成樹脂製で絶縁性の玩具本体であり、該玩具本体（１）の形状は潜水艦に限定されるものではない。また前記玩具本体（１）は、従来の如き乾電池の交換のための開閉が不要であるため、密閉状態にしておく。（２）は玩具本体（１）を作動させるための駆動部であり、該駆動部（２）は、モーター（21）と、該モーター（21）の軸に取付けたスクリュー（26）とから成されている。尚、前記駆動部（２）の機構は上記のものに限定されるものではなく、例えばソレノイドなどを使用し、魚形模型のヒレが動くようにさせても良い。（３）は玩具本体（１）内部の中央下方に配置した二次コイルであり、これは後述する一次コイル（82）に接近させて起電力を誘導させるための役目をする。（４）は玩具本体（１）に内蔵し且つ駆動部（２）と接続する基盤であり、該基盤（４）は前記と同一のものを使用すれば良い。（５）は玩具本体（１）に内蔵した二次電池であり、（６）は玩具本体（１）に設けたアンテナ（61）を有する受信部である。尚、リモートコントロールしない玩具（Ａ）の場合には、前記受信部（６）は不要である。この時、基盤（４）には図示しない過充電防止回路を設ける。この過充電防止回路としては、二次電池（５）が充電状態になって電圧が所定ボルトになるとリレーが作動し、電力供給が止まり、且つ二次電池（５）の電圧が適宜電圧になった時にリレーが復帰する一般的な構造のものを用いれば良く、また図示しない電圧検知器を使用すると良い。

図４は第２の発明の実施形態を示す図であり、これに基づいて説明する。所定広さの平らなパッド本体（81）と、該パッド本体（81）の内壁に沿って配置される枠体（821）の外周に巻回した一次コイル（82）と、高周波発振回路（83）と、差込プラグ（84）とから構成する非接触型充電用パッドであり、該非接触型充電用パッド（８）は第１の発明の玩具用として使用される。前記パッド本体（81）と枠体（821）は絶縁性を有した合成樹脂で形成するのが好ましい。前記高周波発振回路（83）には、トランジスター（831），２個のコンデンサー（832），抵抗（833），４個を四角形状に配置したダイオード（834）がある（図５参照）。尚、前記非接触型充電用パッド（８）が図６に示すような使用状態に於いては、電源供給用パッドとしての役目を果たすものとなる。

図７は第３の発明である水中装置の実施形態を示す図であり、この図に基づいて説明する。（Ａ）は潜水艦の形状に形成した合成樹脂製で絶縁性の玩具本体（１）に、アンテナ（61）を備えた受信部（６）が内蔵された玩具（Ａ）は図２に示す潜水艦を用いる。尚、前記玩具（Ａ）は潜水艦に限らず水槽（９）内を回遊する玩具（Ａ）であれば他のものでも良い。前記水槽（９）の底部（91）には、図７、図８（ａ）に示すように左下がりの傾斜が途中まで設けられ、更に中央に向って傾斜が設けられるが、或いは図８（ｂ）のように左下がりの傾斜だけが設けられるものとしても良い。この底部（91）の傾斜の役目は、玩具（Ａ）内の二次電池（５）の電力が減少して底部（91）に落下した際、玩具（Ａ）が一方向或いは一箇所に滑り落ちて集められるためである。また非接触型充電用パッド（８）は底部（91）の高さが一番低い位置の水槽（９）の裏面に配置させている。前記非接触型充電用パッド（８）としては図４、図５に示す構造のものを用いれば良く、又、非接触型充電用パッド（８）の配置位置、つまり図８（ａ）のように玩具本体（１）が一箇所に滑り落ちて集められる場合には、小さめのものを用意し、図８（ｂ）のように玩具本体（１）が一方向に滑り落ちて集められる場合には、左側全体に配置できる大きなものを用意すると良い。尚、前記非接触型充電用パッド（８）の一次コイル（82）の数は、１つに限定されるものではなく、多数内蔵させたものとしても良く、また前記非接触型充電用パッド（８）は本発明者が提案した特願２００３−１４７４２９の非接触型充電パッドと同一構造のものを用いても良い。また前記玩具（Ａ）をリモートコントロールするために操作用発信機（７）が具備されている。この操作用発信機（７）は一般の玩具に使用されるものを用いれば良い。

図１に示す本発明品の使用方法について説明する。予め図６に示す大きな非接触型充電用パッド（８）を用意しておく。先ず始め非接触型充電用パッド（８）の差込プラグ（84）を家庭用コンセントに差込む。次に図１に示す本発明である犬の形状をした玩具（Ａ）を非接触型充電用パッド（８）の上に乗せる。すると、玩具（Ａ）内の二次コイル（３）が一次コイル（82）に接近するため、起電力が誘導される。その起電力によってモーター（21）が回転する。その回転力はベルト（22）を介して右側の車輪（25）が回転されると共に尾側の一対の車輪（25）も従属的に回転して玩具（Ａ）が図中の矢印のように前進し、非接触型充電用パッド（８）の上を動き回るのである。この時、図示しない方法で玩具（Ａ）の動きの範囲を制限すれば、玩具（Ａ）はいつまでも非接触型充電用パッド（８）の上を作動し続けるのである。この玩具（Ａ）を停止させる時には、玩具（Ａ）を非接触型充電用パッド（８）の上から離すか、或いは差込プラグ（84）を引抜けば良い。このように本発明の玩具（Ａ）には、二次電池（５）を内蔵する必要がなくなるため、充電作業や電池切れがなくなると共に乾電池を入れるスペース分が不要となり、小型で且つ軽量の玩具（Ａ）の製作が可能となる。尚、前記玩具（Ａ）の内部に、図２に示す二次電池（５）を設けると、非接触型充電用パッド（８）の上以外の場所でも遊ぶことが可能となる。また前記玩具（Ａ）の内部に、図２に示す受信部（６）を設けると、操作用発信機（７）で玩具（Ａ）をリモートコントロールすることが出来るため、玩具（Ａ）を前進或いは後進させて自在に遊ぶことが出来るものとなる。

図２に示す本発明品の使用方法について説明する。予め非接触型充電用パッド（８）を用意すると共にその差込プラグ（84）を家庭用コンセントに差込んでおく。先ず始めに玩具（Ａ）を非接触型充電用パッド（８）の上に乗せ、玩具（Ａ）内の二次電池（５）を充電させる。この時、玩具（Ａ）内の二次コイル（３）は非接触型充電用パッド（８）の一次コイル（82）に接近しているので、二次コイル（３）に起電力が誘導され、その誘導した起電流は二次電池（５）に充電されるのである。この状態を所定時間維持すると二次電池（５）の充電は完了する。その後、水中浮遊物である本発明の玩具（Ａ）を、水槽（９）の中或いは水のある所に浮かべる。そして操作用発信機（７）で玩具（Ａ）をリモートコントロールして水上或いは水中を回遊させて遊ぶと良い。尚、玩具（Ａ）内の二次電池（５）の電力が減少し、玩具（Ａ）の動きが悪くなった時は、玩具（Ａ）を非接触型充電用パッド（８）の上に乗せて充電すれば良い。

図７に示す第３の発明である水中装置の使用方法について説明する。予め水槽（９）に水を充填させ且つ水槽（９）の裏面に非接触型充電用パッド（８）を図８（ａ）に示す位置へ配置させ、且つ潜水艦である本発明の玩具を水槽（９）の中に入れておく。この時、水槽（９）を密閉状態にさせておくと良い。先ず始め非接触型充電用パッド（８）の差込プラグ（84）を家庭用コンセントに差込む。また玩具（Ａ）の二次電池（５）は充電されていないので、玩具（Ａ）は自重によって水槽（９）の底部（91）に沈み、底部（91）の傾斜によって玩具（Ａ）は左側へ下がり、且つ中央に向って下がり、玩具（Ａ）内部の二次コイル（３）が非接触型充電用パッド（８）の一次コイル（82）の位置の上に滑り落ちて来るのである。すると、玩具（Ａ）内の二次コイル（３）が一次コイル（82）に接近し、起電力が誘導される。その誘導された起電流は二次電池（５）に充電し続け、所定時間経過すると充電は完了する。この時、充電状態が分かるように図示しないランプを目安にすると良い。その後、操作用発信機（７）で玩具（Ａ）をリモートコントロールして水槽（９）内部を回遊させると良い。この時、玩具（Ａ）内の二次電池（５）の電力が減少し、最小電圧になるとモーター（21）は停止し、玩具（Ａ）は自重によって底部（91）に落下する。この時、玩具（Ａ）は底部（91）の傾斜によって左側へ下がり、且つ中央に向って下がり、非接触型充電用パッド（８）の一次コイル（82）の位置の上に滑り落ちて来るのである。この状態で所定時間放置したままにしておけば、二次電池（５）が充電されるのである。尚、底部（91）の傾斜として、図８（ｂ）のように左下がりの傾斜だけが設けられたものとしても良い。この時には水槽（９）の左側の大きさ相当の非接触型充電用パッド（８）を配置させる。

又、上記水中装置の使用方法として、水槽（９）の中を潜水艦が自動的に回遊する場合について説明する。これは操作用発信機（７）を使用しない以外に、上記水中装置に於いて潜水艦がリモートコントロールされる代わりに、自動的に潜水艦が水槽（９）内部を回遊するものである。準備段階は上記と同じであり、つまり、先ず玩具（Ａ）の二次電池（５）を上記要領で充電させる。この時、予め操作用発信機（７）によって自動モードに切換えておくと、先ず始め二次電池（５）が充電状態になって電圧が所定ボルトになるとリレーが作動し、電力供給が止まり、図示しないスイッチによってモーター（21）が作動され、それに伴ってスクリュー（26）が回転する。すると、玩具（Ａ）は動き、推進力によって適宜に浮上して回遊し始めると共に二次電池（５）の電圧が下がるまで回遊し続ける。その後、二次電池（５）の電圧が下がると、モーター（21）は停止し且つ玩具（Ａ）は自重で水槽（９）の底部（91）に沈み、底部（91）の傾斜によって玩具（Ａ）は左側へ下がり且つ中央に向って下がって、非接触型充電用パッド（８）の一次コイル（82）が配置された位置の上に自然に滑り落ちて来るのである。すると、玩具本体（１）内の二次コイル（３）が一次コイル（82）に接近するため、起電力が誘導されて二次電池（５）を充電するのである。充電が完了すると、上記同様にモーター（21）が作動され、スクリュー（26）が回転して、玩具（Ａ）は作動し続けるのである。従って、本発明は自動充電が可能となると共に充電後にモーター（21）を自動的に作動させて自動回遊が可能となる。この浮遊玩具（Ａ）を潜水艦の代わりに熱帯魚のような華麗な魚形状に形成したものを水槽（９）内部で回遊させれば、手間の掛からない水槽（９）として観賞用の商品となるのである。

第１の発明である玩具の実施形態の要部部品を示す説明図である。 第１の発明である玩具の別実施形態の要部部品を示す説明図である。 第１の発明の実施形態で使用する回路の配線図である。 第２の発明の実施形態の要部部品を示す説明図である。 第２の発明の実施形態で使用する回路の配線図である。 第１の発明の使用状態を示す説明図である。 第３の発明である水中装置の実施形態を示す説明図である。 第３の発明の実施形態で使用する水槽の底部の傾斜と非接触型充電用パッドの配置位置とを示す説明図である。

符号の説明

Ａ 玩具
１ 玩具本体
２ 駆動部
３ 二次コイル
４ 基盤
41 整流回路
５ 二次電池
６ 受信部
７ 操作用発信機
８ 非接触型充電用パッド
81 パッド本体
82 一次コイル
821 枠体
83 高周波発振回路
84 差込プラグ
９ 水槽
91 底部

Claims (7)

1. 駆動部（２）を有した玩具本体（１）には少なくとも、一次コイル（82）に接近させ起電力が誘導されるための二次コイル（３）と、少なくとも整流回路（41）が備えられると共に前記駆動部（２）と接続された基盤（４）とを内蔵したことを特徴とする誘起起電力で作動する玩具。
2. 前記玩具本体（１）の内部に、起電流を充電する二次電池（５）が設けられた請求項１記載の誘起起電力で作動する玩具。
3. 前記玩具本体（１）に受信部（６）が設けられ、且つ操作用発信機（７）が具備された請求項１又は２記載の誘起起電力で作動する玩具。
4. 前記玩具本体（１）が、車両や動物などの回転する機能等を有したもの、或いは潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物である請求項１、２又は３記載の誘起起電力で作動する玩具。
5. 所定広さの平らなパッド本体（81）と、該パッド本体（81）の内壁に沿って配置された枠体（821）に巻回した一次コイル（82）と、高周波発振回路（83）と、差込プラグ（84）とから構成させたことを特徴とする誘起起電力で作動する玩具に用いる非接触型充電用パッド。
6. 以下のように構成させたことを特徴とする非接触型自動充電可能な浮遊玩具を有した水中装置。
   イ）駆動部（２）を有すると共に潜水艦や魚形模型などの水中浮遊物に形成した玩具本体（１）と、該玩具本体（１）に内蔵すると共に一次コイル（82）に接近させ起電力が誘導されるための二次コイル（３）と、前記玩具本体（１）に内蔵すると共に整流回路（41）が備えられ且つ前記駆動部（２）と接続された基盤（４）と、前記玩具本体（１）に内蔵すると共に起電流が充電される二次電池（５）とから成る誘起起電力で作動する玩具（Ａ）を水槽（９）に入れたこと。
   ロ）前記水槽（９）には、前記玩具（Ａ）が一方向或いは一箇所に滑り落ちて集められるように底部（91）に傾斜を設けたこと。
   ハ）前記玩具（Ａ）が充電されるための非接触型充電用パッド（８）を、前記底部（91）の高さが一番低い位置の前記水槽（９）の裏面に配置させたこと。
7. 前記水槽（９）に水を充填し、その水中に前記玩具（Ａ）を浮かべ、前記水槽（９）が密閉された請求項６記載の非接触型自動充電可能な浮遊玩具を有した水中装置。