JP2023002991A - Model that moves by wind force - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、扇風機やエアコンなどの風を受けて、波打つように動く模型に関するものである。
BACKGROUND OF THE
本発明は、波打つように動くということが特徴であるが、風力により複数の羽を動かすことによって波打つような動きを実現するというのが基本的な考えのため、羽を羽ばたかせる装置と波打つように動く装置を背景技術として取り上げる。 A feature of the present invention is that it moves in a wavy motion. As a background technology, we take a device that moves
風力により羽を羽ばたかせる装置で、本発明に考え方が近いものとしては、下記特許文献1の「風力により羽ばたく模型」及び下記特許文献2の「羽撃き装置」が挙げられる。この二つは、羽に風圧を直接作用させて羽を動かす点で、本発明の考え方に近いと言える。
Devices for flapping wings by wind force, which are close to the concept of the present invention, include the following
また、羽に風圧を直接作用させるわけではないが、風力で羽を羽ばたかせるものとして、下記特許文献3の「風車ではばたきをする鳥」が挙げられる。この装置では、クランク機構を用いて、風車の回転運動を直線運動に変換している。
In addition, although the wind pressure is not directly applied to the wings, the wings are flapped by wind power, and the following
風ではなくモーターで羽を動かすものとしては、下記特許文献4の「羽ばたき形象玩具」が挙げられる。この装置も、クランク機構を用いて回転運動を直線運動に変換している。
As an example of a toy that uses a motor instead of wind to move wings, there is a "flapping figure toy" described in
波打つように動く装置としては、下記特許文献5の「振動翼付き水中航走体」が挙げられる。この装置では、アクチュエータを使って複数の翼を振動させることで、エイのひれが波打つような動きを実現している。
As a device that moves in a rippling motion, there is an "underwater vehicle with vibrating wings" disclosed in
従来の羽ばたき装置、及び波打つように動く装置には、いくつか課題を指摘できる。上記特許文献1や2の装置は、羽に風圧を直接作用させる構造だが、左右の羽が分離しているため、羽の重さによっては比較的強い風が必要になる。紙やプラ板などの薄い素材を使えば弱い風でも動くが、折れ曲がりやすいなど、丈夫さに問題が出てくる。
A number of problems can be pointed out with conventional flapping devices and devices that move in an undulating motion. The devices of
丈夫さを重視して厚さ1~2ミリメートルの木の板やプラスチックの板で羽を作ると、卓上扇風機のような小さな扇風機の風では動きにくいという問題が生じる。動きやすくするために風を強くすると、風の音が大きくなり、扇風機の付属品として活用するなら問題ないかもしれないが、インテリアとしては問題がある。 If the wing is made of 1- to 2-millimeter-thick wooden or plastic boards with an emphasis on durability, the problem arises that it will be difficult to move in the wind of a small fan such as a desktop fan. If you make the wind stronger to make it easier to move, the sound of the wind will be louder, which may not be a problem if you use it as an accessory for a fan, but it is a problem as an interior.
その他、上記特許文献3や上記特許文献4のように、風力やモーターによる回転運動をクランク機構を介して上下運動に変換して羽を羽ばたかせるような場合、構造が多少複雑になるという短所がある。
In addition, as in
また、いずれの羽ばたき模型、装置も、左右二枚の羽が上下へと動くだけで、動きに意外性がなく、興味を引きにくい、という課題を指摘できる。 In addition, it can be pointed out that all the flapping models and devices have the problem that the left and right wings only move up and down, and there is no surprise in the movement and it is difficult to attract interest.
波打つように動く装置として、上記特許文献5の装置は、多くのアクチュエータとそれらの制御装置からなり、構造がかなり複雑である。また、翼の数だけアクチュエータを使用するため、波打つように動くのは動くが、あまり意外性はないと言える。 As an undulating device, the device of U.S. Pat. Also, since actuators are used for the number of wings, it can be said that it is not so surprising that it moves in a undulating motion.
以上の事柄を踏まえ、卓上扇風機や一般的な家庭用エアコンの比較的弱い風でも動作することと、波打つような動きを単純な構造で実現することを課題とする。
Based on the above matters, the subject is to operate even with a relatively weak wind of a desk fan or a general household air conditioner and to realize a wave-like movement with a simple structure.
軸と、複数個の揺動部からなる模型であって、前記揺動部は、ハブと、前記ハブの左右に設けられた左羽と右羽とからなり、前記ハブは前記軸に揺動軸心まわりに揺動自在に取り付けられており、前記揺動軸心を略水平にした際、前記揺動部の重心が前記揺動軸心よりも下に位置し、かつ前記左羽と前記右羽の重量が略釣り合うようにする。 A model comprising a shaft and a plurality of oscillating parts, wherein the oscillating part comprises a hub and left and right wings provided on the left and right sides of the hub, and the hub oscillates on the shaft. When the swing axis is substantially horizontal, the center of gravity of the swing section is positioned below the swing axis, and the left wing and the The weight of the right wing should be approximately balanced.
好ましくは、前記揺動軸心を略水平にした際、水平面に垂直で前記揺動軸心を通る平面を対称面として、前記揺動部の前記左羽と前記右羽が略面対称であるようにする。
Preferably, the left wing and the right wing of the oscillating portion are substantially symmetrical about a plane perpendicular to the horizontal plane and passing through the oscillating axis when the oscillating axis is substantially horizontal. make it
本発明の模型には、卓上扇風機や一般的な家庭用エアコンの比較的弱い風でも作動し、波打つような面白みのある動きを単純な構造で実現できるという効果がある。
The model of the present invention has the effect of being able to operate even with a relatively weak wind from a desk fan or a general household air conditioner, and to realize an interesting undulating movement with a simple structure.
以下では、実施例1から実施例11を挙げ、図1から図20を用いて、発明を実施するための形態を説明していく。いずれの図においても、機能が同一である部分は同じ符号で示している。
図1は実施例1の模型1の風を受けていない状態の斜視図、図2は実施例1の模型1の揺動部3の斜視図、図3は実施例1の模型1と扇風機12の位置関係を示す斜視図、図4は実施例1の模型1が、実際に風を受けて波打つように動く際、どのような感じの動きになるか、一瞬を切り取った斜視図である。
1 is a perspective view of the
図1のように、模型1は、16個の板状の揺動部3を軸2に取り付けた構造として表されている。揺動部3は、図2のように、細長い薄い板のちょうど中間部にハブ4を設けた構造になっており、ハブ4を境に右羽5と左羽6に分けられている。揺動部3は、ハブ4の穴に軸2を通すことで軸2に取り付けられる。ハブ4の下に板を接着しているという形から分かるように、揺動部3の重心は揺動軸心15よりも下に位置する。
As shown in FIG. 1 , the
図1のように、ハブ4とハブ4の間にはスペーサー7が取り付けてある。実施例1ではスペーサー7としてワッシャーを3枚入れている。軸2の両端部にはハブ4とスペーサー7が移動したり、はずれたりしないようにするための固定用部品8が取り付けてある。
A
各揺動部3の重心は、揺動軸心15よりも下に位置し、右羽5と左羽6の重量が釣り合っているため、風を受けていない時は、揺動部3は自然と水平な状態に保たれる。その均衡を破るだけの力が加われば揺動部3は動くため、比較的弱い風でも動くということになる。揺動部3が動く際は、揺動軸心15まわりにシーソーのように揺動する。軸2を支点として右羽5と左羽6の重さの釣り合いをとる点が、羽を分離させている構造の上記特許文献1や2との違いと言える。
The center of gravity of each oscillating
図2のように、実施例1では揺動部3は細長い薄い板のちょうど中間部にハブ4を設けた構造になっている。図3の扇風機12のような小型の扇風機で動かすためには板の材質と寸法が重要になってくるが、発明者が実際に作った際は、厚さ2ミリメートル、幅5ミリメートル、長さ11センチメートルのヒノキの板を用い、両端からちょうど5.5センチメートルのところにハブ4の穴が来るようにハブ4を接着した。ハブ4は厚さ0.1ミリメートルの薄い銅板を曲げて作成した。
As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the swinging
揺動部3は、プラスチック等の材質で作ることも当然可能である。プラスチックで作る場合、ハブ4と右羽5、左羽6をすべて一体化させて作るのが効率よく、強度も高い。羽部分をプラスチックで作る場合は、ヒノキの比重が約0.4g/cm3、ABS樹脂の比重が約1g/cm3であることを踏まえると、幅と長さを同じにするとして、厚さを約1ミリメートル弱にすると、ヒノキで作る場合と同様の動きやすさで動く。
Of course, the swinging
図3のように、模型1に風を当てて作動させる場合は、支持部9と土台10を設けて模型1を空中に配置する必要がある。図3では、扇風機12の風が、軸2の方向に向けて、模型1の16個の揺動部3に対して斜め下から当たるように配置している。ここでは扇風機12は羽径が約11センチメートルのものを使用しており、風が各揺動部3に十分よく当たるようになっている。ただし、図3では模型1に対して斜め下から風を当てているが、斜め上から当てても同様に作動する。
As shown in FIG. 3, when the
図4は、模型1が実際に風を受けた際、どのような感じの動きになるか、一瞬を切り取った図である。一個の揺動部3だけに注目すると、風を受けてもシーソーのように揺動するだけであまり面白い動きとは言えないが、他の揺動部3とのコンビネーションで波打つような動きが実現される。
FIG. 4 is a diagram showing how the
風の移動とともに揺動部3のシーソー状の動きが次の揺動部3へと伝播していくように動作する。静止図だとイメージしにくいが、軸2の左右で交互に波が移動するような感じで動作する。また、波打つように動作するものの、揺動部3の動きはかなり早いため、多くの羽を持つトンボが羽ばたくようにも見える。
As the wind moves, the seesaw-like movement of the
実施例1では、揺動部3の個数を16個としたが、これは扇風機12の風の範囲に合わせ、かつ波が伝播する動きを細かく可視化するために揺動部3の個数を多くしたもので、揺動部3の個数は自由に決めてよい。扇風機の羽径、風量、波の可視化の細かさ、揺動部3の動きやすさ等を鑑みて適切に決めればよい。
In the first embodiment, the number of the
揺動部3の個数は、1個だけとしても波打つような動きを表していると理論的には言い張れないこともないが、複数個にして波の動きを可視化するというのが本発明の基本的考え方である。実施例1の揺動部3の寸法だと、揺動部3が5個くらいあれば波打つような動きを観察することはできる。
Theoretically, it can be argued that even if there is only one oscillating
図1ではハブ4とハブ4の間は、スペーサー7としてワッシャーを3枚入れており、ハブ4とハブ4の間が約1ミリメートルあくようにしている。これは揺動部3が動きやすくするためと、揺動部3が隣の揺動部3と当たって干渉するのを避けるためであり、揺動部3同士で干渉しないようにできるのであれば、スペーサー7は必須ではない。ハブ4とハブ4の間の距離も、狭くする必要があるわけではなく、ある程度幅があっても波打つような動きは観察できる。
In FIG. 1, three washers are inserted as
図1のように揺動部3と隣の揺動部3の間の幅が狭い場合は、揺動部3が風を受けたとき、上下にのみ運動するようにし、隣の揺動部3と当たって干渉しないようにするのが、きれいな動きを実現するために重要である。ハブ4の穴の直径を、軸2の直径よりごくわずかだけ大きいようにすると、動きのぶれが少なくなる。
When the width between the swinging
波打つような動きだけでも視覚効果は比較的あるが、揺動部3のハブ4や右羽5及び左羽6の表面にホログラムシールを貼るなどの装飾を施すと、揺動部3が動いて角度が変わるにつれ色や光り方も変わるため、視覚効果がさらに大きくなる。
Although the undulating motion alone is relatively effective, if the
また、実施例1では、軸2と揺動部3のみで装飾的要素はないが、昆虫の頭のような飾りをつけで昆虫を模したり、あるいはヒラメやエイの頭のような飾りをつけて魚類を模したり、様々な見た目にすることができる。
In addition, in Example 1, only the
実施例1は、図3の扇風機12のような卓上で使える小型の扇風機の弱い風でも作動する例として提示したが、床に設置するタイプのより大きいサイズの扇風機を使用すれば、より大きな寸法のものも容易に作動させることができる。
図5は、実施例2の模型1の軸2と揺動部3を分離させて描いた斜視図、図6は、実施例2の揺動部3を一つだけ取り出して描いた斜視図、図7は実施例2の模型1と扇風機12の位置関係を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the
実施例2は、基本的には実施例1と同様だが、プラスチック等の材質で作ることを想定し、より長所の多い構造を示している。実施例1では、スペーサー7は軸2に挿し込んでいたが、実施例2では、図5のように、スペーサー7と軸2が一体化した構造にしている。揺動部3も、ハブ4と右羽5と左羽6が一体化した構造になっている。また、図6のようにハブ4の下側に切れ込みが入っており、軸2にはめこんで取り付けられるようになっている。ハブ4の切れ込みは軸2の直径よりも少しだけ小さいため、軸2に取り付けた後、揺動部3が裏返しになったとしても揺動部3がはずれることはない。実施例1では必要だった固定用部品8も、実施例2では必要ない。
Example 2 is basically the same as Example 1, but shows a structure with more advantages assuming that it is made of a material such as plastic. In the first embodiment, the
実施例1では、軸2に揺動部3とスペーサー7を挿し込んでいる構造上、軸2を水平から傾けると、地面に近い方の揺動部3に、上に位置する揺動部3やスペーサー7の重さがかかって動きにくくなるという欠点があった。実施例2では、軸2を傾けても揺動部3が動きやすいという長所がある。また揺動部3を軸2に取り付ける際も、ハブ4を軸2にはめこむだけでよいため、端から挿し込んでいくよりも早く作ることができる。
In the first embodiment, due to the structure in which the swinging
実施例2の模型1に実際に風を当てる場合、図7のように、模型1を斜めに傾けて設置して、扇風機12の真横に置いても波打つような動きを観察できる。図7では、模型1の軸2は水平から約40度程度傾けている。
When the wind is actually applied to the
図8は、実施例3の模型1の斜視図、図9は実施例3の模型1と家庭用のエアコン13の位置関係を示す図である。実施例3は、軸2にハブ4とスペーサー7を挿し込むという構造は実施例1と同様だが、軸2の端がリング状になっており、糸11を結び付けて天井から吊るせるようになっている。
FIG. 8 is a perspective view of the
図9のように、家庭用のエアコン13の風の出口の斜め下あたりに模型1を設置すると、波打つように動作させることができる。
As shown in FIG. 9, when the
模型1を空中に配置するのに、実施例1では支持部9と土台10で支え、実施例3では天井から糸11で吊るすというようにしているが、軸2を手で持って支えるという仕方でももちろん問題ない。
In order to place the
図10は、実施例4の斜視図である。実施例4は、軸2にハブ4とスペーサー7を挿し込むという構造は実施例1と同様だが、右羽5と左羽6が平らな板状ではなく、側面から見て丸まった形状の場合を示している。発明者が実際に作った際は、厚さ0.1ミリメートルの薄い銅板を曲げて作成した。
FIG. 10 is a perspective view of Example 4. FIG. The fourth embodiment is similar to the first embodiment in that the
銅板を使う場合、材質が重いため実施例1と同じような動きやすさでは動かないが、風を強くすると、波打つように動くのは観察できた。この例は、右羽5及び左羽6は平らな板である必要はなく、風を受ける形であれば比較的自由であることを示している。
When using a copper plate, the material is heavy, so it does not move as easily as in Example 1, but when the wind is strong, it can be observed that it moves like a wave. This example shows that the
図11は、実施例5の斜視図である。実施例5は、軸2にハブ4とスペーサー7を挿し込むという構造は実施例1と同様だが、右羽5及び左羽6の長さが2種類あるものを示している。図11では、右羽5は、軸2から端までの長さが、短い方が3.5センチメートル、長い方が5.5センチメートルとしている。左羽6も右羽5と同様である。
FIG. 11 is a perspective view of Example 5. FIG. In Example 5, the structure in which the
この場合も、実施例1のように風を当てれば波打つように動くが、短い方の羽は風を受けにくいことから実施例1よりも少し風を強くする必要がある。この例から、揺動部3の長さを揃える必要があるわけではないことが分かる。
In this case also, if the wind hits it like in the first embodiment, it will move like a wave, but the shorter wings are less likely to be affected by the wind, so it is necessary to make the wind a little stronger than in the first embodiment. From this example, it can be seen that it is not necessary to align the lengths of the
図12は、実施例6の斜視図である。実施例6は、軸2の構造は実施例2と同様でスペーサー7が軸2に一体化しているものとする。実施例2と異なるのは、右羽5及び左羽6がハブ4に水平ではなく約15度傾いて付いている点と、ハブ4に垂直方向に飾り羽14がついている点である。
FIG. 12 is a perspective view of Example 6. FIG. In Example 6, the structure of the
実施例6においても、揺動部3の重心が揺動軸心15より下に位置し、右羽5と左羽6の重量が釣り合っているため、風がない状態だと自然と図12の状態に保たれる。
Also in the sixth embodiment, the center of gravity of the swinging
実施例6の場合も、他の例のように風を当てると、複数の揺動部3のコンビネーションで波打つような動きを観察できる。また垂直方向の飾り羽14もそれに合わせて波打つように動く。
Also in the case of Example 6, when wind is applied as in the other examples, a wave-like motion can be observed due to the combination of the plurality of
図13は、実施例7の模型1の斜視図、図14は実施例7の揺動部3の正面図である。実施例7は、軸2の構造は実施例2と同様でスペーサー7が軸2に一体化しているものとする。実施例2と異なるのは、各ハブ4に二つの右羽5と二つの左羽6がついていている点である。
FIG. 13 is a perspective view of the
図14のように、右羽5及び左羽6は、上向きについているものは水平に対して10度傾いており、下向きについているものは水平に対して20度傾いている。揺動部3の重心は、揺動軸心15よりも下に位置し、右羽5と左羽6の重量は釣り合っている。このため、軸2に揺動部3を取り付けると、揺動部3は図13のように水平方向に安定する。
As shown in FIG. 14, the
この場合も、他の実施例のように風を当てると、波打つような動きを観察できる。ただし、実施例1のような場合よりも揺動部3は重くなるため、より強い風が必要になる。実施例7は、ハブ4の左右で釣り合いが取れていれば、右羽5及び左羽6の数はある程度自由であることを示している。
Also in this case, if wind is applied as in other embodiments, a wavy motion can be observed. However, since the swinging
図15は実施例8の斜視図である。実施例8は、軸2の構造は実施例2と同様でスペーサー7が軸2に一体化しているものとする。実施例2と異なるのは、ハブ4から出る右羽5及び左羽6の角度が数種類ある点である。図15の模型1は、風を受けていない状態のものである。
FIG. 15 is a perspective view of Example 8. FIG. In the eighth embodiment, the structure of the
図15では、揺動部3は4種類ある。右羽5及び左羽6が水平についているもの、水平に対して5度傾いているもの、水平に対して10度傾いているもの、水平に対して15度傾いているもの、の4種類である。
In FIG. 15, there are four types of rocking
このケースも、他の例のように風を当てれば一応波打つような動きを観察することはできるが、実施例1や実施例6のような場合と比べてあまりきれいな動きにはならない。このケースは、波打つような動きを実現するのに、風を受ける右羽5及び左羽6が必ずしも同一平面上に並んでいる必要はないことを示している。
In this case as well, it is possible to observe a wavy motion if the wind hits it as in the other examples, but the motion is not so clean as in the case of the first and sixth examples. This case shows that the
図16は実施例9の斜視図、図17は実施例9の揺動部3のみを描いた斜視図である。実施例9は、軸2の構造は実施例2と同様でスペーサー7が軸2に一体化しているものとする。実施例2と異なるのは、軸2がまっすぐではなく少し曲がっている点である。
FIG. 16 is a perspective view of the ninth embodiment, and FIG. 17 is a perspective view of only the
軸2が少し曲がっていることで、ハブ4とハブ4の間の距離が狭いと揺動部3同士が干渉しやすくなるため、ハブ4とハブ4の間の距離を他の例よりも少しあけている。右羽5及び左羽6は実施例2と同様でまっすぐな板状の羽を用いている。
Since the
実施例1や2のように軸2が直線状の例と異なり、実施例9では軸2が少し曲がっているため、図17から分かるように、揺動部3ごとに揺動軸心15は異なる。
Unlike Examples 1 and 2 in which the
このケースも、他の例のように風を当てれば波打つような動きを観察することはできる。このケースから、波打つような動きを実現するのに、軸2が直線状である必要はないことが分かる。
In this case as well, it is possible to observe rippling motion when the wind hits it, as in the other examples. From this case it can be seen that the
図18は実施例10の模型1の斜視図である。軸2の構造は実施例2と同様でスペーサー7が軸2に一体化しているものとする。実施例10では、右羽5と左羽6の長さが異なる例を示している。
FIG. 18 is a perspective view of the
図18では、右羽5の長さは、軸2から端までが約4センチメートル、左羽6の長さは、軸2から端までが約5.5センチメートルと想定している。右羽5は左羽6よりも短い分、重さの釣り合いをとるため、端に行くほど厚さを増している。左羽6は、厚さが約1ミリメートルなのに対して、右羽5は端の方は約3ミリメートル弱の厚さがある。
In FIG. 18, it is assumed that the length of the
このケースも、他の例のように風を当てれば波打つような動きを観察することはできるが、右羽5と左羽6で風の受け方が違うため、実施例1や実施例2ほどにはきれいな動きにはならない。このケースは、軸2を境として右羽5と左羽6が対称でなくとも、重量が釣り合っていればよいことを示す。
In this case as well, if the wind hits it like the other examples, it is possible to observe the wavy movement, but since the wind is received differently between the
実施例10のように右羽5と左羽6が非対称の場合でも、波打つような動きは実現できるが、見た目や動きのきれいさ等を考えると、左右で対称になっているのが望ましい。より具体的に書くと、揺動軸心15を水平の状態にした際、水平面に垂直で揺動軸心15を通る平面を対称面として、右羽5と左羽6が面対称であるのが望ましい。
Even if the
図19は実施例11の模型1を上から見た図、図20は実施例11の模型1の揺動部3の斜視図である。軸2の構造は実施例2と同様でスペーサー7が軸2に一体化しているものとする。
19 is a top view of the
図19のように、模型1を上から見て、右羽5と左羽6は、軸2に対して垂直ではなく、約15度傾いてハブ4についている。軸方向から見た際は、図20から分かるように、右羽5と左羽6はハブ4に水平についている。
As shown in FIG. 19, when the
実施例11のような場合も、他の例のように風を当てれば波打つような動きを観察できる。実施例6や実施例11から、軸2に対する右羽5と左羽6の角度は水平方向についても垂直方向についてもある程度自由であることが分かる。
In the case of the eleventh embodiment as well, if the wind blows on it as in the other examples, a wavy motion can be observed. From
本発明の模型1は、卓上で使うような小型の扇風機12や家庭用の一般的なエアコン13があれば作動させることができるため、手軽に利用することができる。また、意外性のある動きをするため、人眼を引くインテリアとして活用できる。風の動きを可視化するものとも言え、科学の教材としての利用も期待できる。
The
1 模型
2 軸
3 揺動部
4 ハブ
5 右羽
6 左羽
7 スペーサー
8 固定用部品
9 支持部
10 土台
11 糸
12 扇風機
13 エアコン
14 飾り羽
15 揺動軸心
1
Claims (2)
A model comprising a shaft and a plurality of oscillating parts, wherein the oscillating part comprises a hub and left and right wings provided on the left and right sides of the hub, and the hub oscillates on the shaft. When the swing axis is substantially horizontal, the center of gravity of the swing section is positioned below the swing axis, and the left wing and the A model characterized by the weight of the right wing being approximately balanced.
2. The left wing and the right wing of the oscillating portion are substantially symmetrical about a plane perpendicular to a horizontal plane and passing through the oscillating axis when the oscillating axis is substantially horizontal. The model described in .
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