JP3166499U

JP3166499U - 昇圧発光回路を備えた風船用浮遊発光器具

Info

Publication number: JP3166499U
Application number: JP2010008526U
Authority: JP
Inventors: 安紀幡生
Original assignee: 株式会社Ｙｂｋ
Priority date: 2010-12-12
Filing date: 2010-12-12
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2020-12-12

Abstract

【課題】空気より軽いガスを封入した小型風船と共に浮遊するために、重量が軽く電池を交換せずに発光が長時間持続する視認性の良い風船用発光器具を提供する。【解決手段】重い構成要素である電池３を１個のみ使用し、この電池の電圧により発光ダイオード４を点滅点灯させる昇圧発光回路を備えることで、軽量かつ長時間の発光持続を可能にした。また、透過なケース１を転がる形状にし、重心位置を中心より発光ダイードの反対位置にずらして設定することで、風船内を転がると発光ダイオードを上にして起き上がり、光軸を上に向けて視認良く発光するよう風船用発光器具５０を構成する。【選択図】図１

Description

本考案は、空気より軽いガスを封入した風船と共に浮遊し光を発する、風船用発光器具に関するものである。

風船と共に浮遊する発光器具は、風にまかせて自由に浮遊し発光する姿はパーティー会場やテーマパーク等で好適であり、発光風船に関する提案は、例えば、特許文献１〜３に記載されている。

特開２００３−３４０１６８号公報特開２００７−１６３５１７号公報特表２００８−５０１４２３号公報

一般に空気より軽いガスとして風船に使用されるヘリウムガスの空気に対する浮力は、約１．１ｇ／Ｌと非常に小さく、小型風船においても共に浮遊可能な非常に軽量な発光器具が求められる。しかし、前記文献は、風船のガス注入入口より発光器具を内部に固定する方法にて提案されており、ケース構造が複雑で大きくなることから重くなる。これより風船内部に単に発光器具を挿入する方法により、発光器具の構造が単純になり軽量化が期待できるが、非常に軽量な発光器具であることと共に、ガスが封入された風船内の電池は交換が困難であるため発光持続時間を長くすること、発光器具を固定せずに風船内部より視認良く発光することが大きな課題となる。本考案は上記の課題を鑑みてなされたものであり、小型風船の浮力により風船と共に浮遊可能な風船用発光器具を提供することにある。

ヘリウムガスの浮力は小さく、直径９インチの風船の浮力は５ｇ程度であり、発光器具１ｇの重量加算に対し風船容積を約０．９Ｌ大きくする必要があり、浮遊運動性も考慮し少しでも軽量な発光器具が望まれる。軽量な発光器具を構成するには、最も重い構成要素である電源を軽量化する必要がある。ここで、電源に使用する電池、例えば、小型に属するリチウムボタン電池ＣＲ９２７（ＥＥＭＢ社製）の重量は０．６ｇと軽量であるが公称電圧は３．０Ｖであり、これに対し、白，青，緑色に光る発光ダイオードの順方向電圧は電池電圧の３．０Ｖより高く、例えば、ＯＳＧ５ＤＡ５７Ｅ１Ａ（Ｏｐｔｏｓｕｐｐｌｙ社製）の順方向電圧は標準３．１Ｖであり、明るく光らせる場合には２個以上の電池が必要となる。そこで、本考案は、１個の電池の電圧により発光ダイオードが明るく光るように昇圧発光回路を備えることで、非常に軽量な風船用発光器具を提供している。

ヘリウムガスを封入した風船は、ヘリウム元素が小さいために時間経過に伴い風船外部に抜け、やがて浮力を失い萎む。また、パーティー会場やテーマパークにおける使用要件より、長期間は必要とされないが２日間に相当する４８時間程度の発光持続が望まれる。しかし、ガスが封入された風船内の電池は交換が困難であるため、発光持続時間を長く設定する必要がある。ここで、例えば、前記ボタン電池ＣＲ９２７は軽量であるが公称容量も小さく３０ｍＡｈである。これに対して、例えば、前記発光ダイオードＯＳＧ５ＤＡ５７Ｅ１Ａを明るく光らせるのに必要な順方向電流は２０ｍＡであり、高効率の昇圧回路を使用しても連続点灯は１．５時間以下となる。そこで、本考案は、消費電力を抑制するために、消灯期間を設け短い発光時間にて発光ダイオードを点滅点灯するように前記昇圧発光回路を制御することで、発光持続時間の長い風船用発光器具を提供している。

発光ダイオードは指向性があり、光の広がる範囲が限定される。例えば、前記発光ダイオードＯＳＧ５ＤＡ５７Ｅ１Ａは１４０度である。従って、風船内部に単に挿入される発光器具では、風船全体を照明するために、底面に置かれた発光器具の光軸が上向きになることが望ましい。そこで、本考案では、光を透過なケースを転がる形状にし、重心位置を中心より発光ダイードの反対位置にずらして設定することで、風船内を転がると発光ダイオードを上にして起き上がり、光軸を上に向けて視認良く発光する風船用発光器具を提供している。

本考案の好ましい実施形態になる風船用発光器具の断面図である。本考案の軽量な実施形態になる風船用発光器具の断面図である。本考案の実施に使用可能な昇圧発光回路の原理図である。本考案の実施形態になる風船用発光器具の回路図である本考案の実施形態になる風船用発光器具を風船内部に使用した模擬図である。本考案の実施形態になる風船用発光器具を風船外部に使用した模擬図である。

本考案は１個の電池電圧を引上げて発光ダイオードを明るく光らせるための昇圧発光回路を備える。図３に昇圧発光回路の原理図を示す。始めに、スイッチ３５が開状態の時、コンデンサ３２は、電池３０から供給される電流により抵抗３３、及び抵抗３４を通して、図３において右側を正極に最大は電池の電圧まで充電される。次にスイッチ３５を閉状態にすると、電池３０の負極に充電されたコンデンサ３２の正極が直列に接続され、電池３０の電圧と充電されたコンデンサ３２の放電電圧を加えた、最大は電池の２倍の電圧が発光ダイオード３１に印加される。これより、電池３０に前記ＣＲ９２７、及び発光ダイオード３１に前記ＯＳＧ５ＤＡ５７Ｅ１Ａを用いた形態では、発光ダイオードには必要な順方向電圧３．１Ｖを上回る最大６．０Ｖの電圧が印加され、明るく発光する。

全体の回路図を図４に示す。前記昇圧発光回路は左側に配置され、前記スイッチ３５に替えてトランジスタ４０が用いられ、これは抵抗４１を介して右側の非安定マルチバイブレータ発振回路からのパルス状信号を受けて昇圧発光を制御する。非安定マルチブレータ発振回路による発光ダイオードの点灯時間はコンデンサ４４と抵抗４５、消灯時間はコンデンサ４２と抵抗４３の積による時定数により設定され、点滅間隔時間は点灯時間と消灯時間の和で設定される。これより、点灯時間を短く、消灯時間を長く、点滅間隔時間を長く設定することにより、消費電力を抑制し発光持続時間が長くなる。

本考案の軽量な実施形態になる風船用発光器具の断面図を図２に示す。前記図４の回路は、表面実装部品を用いて１２×１２ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの正方形のプリント配線基板２に実装され、回路図の電池３０は１個の前記ＣＲ９２７ボタン電池３、発光ダイオード３１は前記ＯＳＧ５ＤＡ５７Ｅ１Ａ発光ダイオード４に対応する。ボタン電池３は電池カバー５により固定され、電圧は正極接点８、及び負極接点７より基板２に供給される。軽量化のために電源スイッチは無く、消灯時には電池と接点の間に絶縁テープ６が設けられ、これを引抜くと電池３の負極は接点７に接触し、点滅が開始する仕組みになっている。全重量は１．５ｇ以下であり、心地良いと感じる０．９〜１．１秒の点滅間隔において、明るい点滅が７２時間以上持続した。これは、筐体の無い状態で有り取扱いには注意を要するが、非常に軽く構成されており必要に応じて風船用発光器具として使用可能である。

ヘリウムガスの封入された風船の内部に置かれた発光器具は、風船全体を照明するために、底面に置かれた発光器具の光軸が上向きになることが望ましい。そこで、図１の断面図に示されるように、外形φ２０ｍｍの球形の光を透過するケース１に図２の発光器具を収め、球体中心位置１０より重心位置１１が発光ダイード４の反対側に位置するように、電池３、及び電池カバー５を配置し、転がると発光ダイオードを上にして起き上がり、光軸を上に向けて視認良く発光する。ケース１を含めた全重量は２．５ｇ以下であり、小型風船と共に浮遊可能である。光を透過するケースの色は発色を良くするために乳白色などでも良く、形状も楕円形状や落着きを良くするために底部を平らにしても良い。

風船用発光器具５０には軽量化のために電源スイッチが無く、絶縁テープ６が設定されているが、電源スイッチを設けても良い。回路は集積回路やマイコンチップを用いて構成しても良く、例えば、点滅制御にマイコンチップを用いると、プログラムにより柔軟な制御が可能になる。電池は点滅持続時間の必要性に応じて変更しても良く、容量を大きくすると持続時間は長くなるが重くなる傾向にある。

図５にヘリウムガスを封入した風船５１の内部に、図１に示される風船用発光器具５０を使用した模擬図を示す。浮力に２．５ｇ以上の余力のある小型風船にて浮遊し、風船内にて発光ダイオードを上にし、電池交換をせずに７２時間以上の明るい発光が持続する。風船を揺らすと面白い光の軌跡を描きながら転がり、やがて光軸を上にして落ち着く。図６に風船５１の外部に図１に示される風船用発光器具５０を透明な粘着テープ５２により固定した模擬図を示す。このように２．５ｇ以下と軽量であるため、簡易に風船の所望の位置に粘着テープや両面テープなどを用いて固定して使用可能であり、封入されたヘリウムガスを抜くこと無く電池交換も可能である。

１ケース
２プリント配線基板
３電池（ボタン型電池）
４発光ダイオード
５電池カバー
６絶縁テープ
７負極接点
８正極接点
５０風船用発光器具（本体）
５１風船
５２粘着テープ

Claims

空気より軽いガスを封入してなる風船と共に浮遊する発光器具であって、１個の電池と、この電池の電圧により発光ダイオードを点滅点灯させるための昇圧発光回路を備えていることを特徴とする風船用発光器具。
空気より軽いガスを封入してなる風船と共に浮遊する発光器具であって、１個の電池と、この電池の電圧により発光ダイオードを点滅点灯させるための昇圧発光回路を備えた発光装置が、転がる形状の透過ケースに収められ、重心位置の設定により転がすと発光ダイオードを上にして起き上がり、光軸を上に向けて光ることを特徴とする風船用発光器具。
発光器具の総重量が、５ｇ以下である請求項１または２記載の風船用発光器具。
発光持続時間が、４８時間以上である請求項１または２記載の風船用発光器具。