JP4146783B2 - 液体収容容器中で揺れ動き又は踊る形象物を備えた玩具 - Google Patents

Description

本発明は、透光性容器内の透明な液体の中で人形、魚の模型その他の形象物を動かし又は踊らせ、その動きを楽しむことができる玩具ないし娯楽観賞用品に関する。

形象物を液体中で動かすと、地上や空中とは異なり、比較的ゆったりと揺らめくような動きになる。このような玩具は、その揺れ動く動作を見るだけでも玩具として楽しいものである。

形象物を液体中で動かす玩具として、例えば日本国実願昭５９−１２４９０９号（実開昭６１−３９５９７号）に記載されたものがある。この玩具では、魚の形をした物が、水で満たされた容器内に浮かべられて収容され、永久磁石を取付けた錘と細い紐で連結されている。この錘は、水で満たされた容器の底で周回可能に設けられている。交番磁力線を発生するコイルが、底より下の容器外側に設けられている。このコイルによって発生した交番磁力によって、魚の形をした物が泳ぐ動作をする。

しかし、かかる玩具は、錘を回転させるだけなので表現力に乏しく、玩具としての楽しみが十分に得られるものではなかった。

本発明は、簡単な機構で多様且つ楽しい動きを実現可能な玩具を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するため、本発明の玩具は、内部に液体を収容した液体収容部と、前記液体より比重が小さく、前記液体収容部内に収容された形象物と、前記液体収容部内に収容され上下方向に移動可能に構成された磁性体と、前記形象物と前記磁性体との間に張られた線部材と、前記磁性体に作用する電磁機構と、を備えている。磁場が形成されていない場合、磁性体は形象物による浮力によって引き上げられている。電磁機構に通電されると、磁性体が下降することにより、形象物がその浮力に抗して下降する。前記形象物と前記磁性体は、前記電磁機構の通電の解除により、前記形象物の浮力に従ってもとの位置に戻る。これにより形象物は上下の動きが可能であり、また浮力に従ってもとの位置に戻るので自然な動きが可能となる。

上記玩具において、前記電磁機構にパルス電流を流す制御装置を備えることが望ましい。パルス電流で形象物の動きを作るので、消費電力を抑え、パルス電流を組み合わせたりパルス幅を変えたりすることでより多様な動きを実現することができる。

上記玩具において、前記形象物の複数の位置に複数の前記線部材および前記磁性体が接続され、前記複数の磁性体は互いに異なるタイミングで移動できるように構成するのが望ましい。これらの磁性体を同時に移動させたり、片方だけあるいは交互に移動させたりすることで、より多様な動きを実現することができる。

上記玩具において、前記線部材間の間隔は、前記形象物付近よりも前記磁性体付近の方が広いことが望ましい。これにより、一方の線部材につながれた磁性体を移動させあるいは両方の磁性体を交互に移動させることで、垂直方向のみならず水平方向に形象物を動かすことができる。

本発明によれば、簡単な機構及び構成で多様且つ楽しい動きを実現可能な玩具を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

＜１．玩具の構成＞
図１は、本発明の実施形態による玩具の構成例を示す概念図である。図２は、この玩具の組立ての様子を示す斜視図である。この玩具は、形象物２、磁性体３１、３２、細い線ないし紐部材４１、４２を収容する容器本体１１と、電磁機構であるコイル５１、５２や駆動装置６などを収容するベース部１２と、を備えている。この容器本体１１とベース部１２の上面とで、本発明における液体収容部が構成される。

＜１−１．液体収容部＞
容器本体１１は、一端が閉じられた筒状をなしている。より詳しくは、図示上端がドーム型に閉じられており、図示下端が開放されている。この開放部に、Ｏリング８（図２）を介してベース部１２の上面が水密に固定されている。

容器本体１１は、内部の模型２の動きが見えるように透光性のある部分を有し、望ましくは全体が透光性を有している。透光性のある部分は、無色透明あるいは有色透明が望ましい。

液体収容部に収容される液体は、無色透明あるいは有色透明であることが望ましく、防腐剤入りの水やエタノールなど、化学的に安定で腐敗しにくいものが望ましい。

＜１−２．形象物＞
形象物２は、図１に示すような人形、可愛いキャラクター、魚やイルカその他の水棲生物、ダイバーなどを模したものでよく、この形象物２が液体収容部に収容されている。形象物２は、液体収容部に収容された液体より比重が小さいものが好ましく、例えば発泡スチロール、又は中空に形成したＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂からなる。中空の空間内に発泡スチロールを充填してもよい。形象物２は液体中に完全に浸かっていてもよいし、より比重の軽い物質（空気など）とともに液体収容部に収容されている場合は、液面に浮かんだ状態としてもよい。

形象物２は、尾やひれなどを模した部分を、胴体ないし本体部分に対して揺動可能に設けることができる。このような尾やひれは、特に駆動しなくても、本体部分が液体中で動くことにより、ゆらゆらと揺らめくことができる。

＜１−３．磁性体＞
ベース部１２の上面、つまり液体収容部の下部には、揺動板３３、３４が設けられている。揺動板３３、３４は、いずれも平板状であり、その一端付近でベース部１２の上面に軸支されて上下に揺動可能である。揺動板３３、３４の他端である自由端付近には、磁性体３１、３２が固定され、揺動板３３、３４の揺動に伴って上下動可能となっている。

磁性体３１、３２は、平板状のものが望ましく、磁気を持つもの（例：永久磁石）でも、それ自体は磁気を持たないが磁石に引き寄せられるもの（例：鉄などの磁性金属）でもよい。

磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４は、それ自体は収容された液体より比重が大きいものでも良い。この場合、コイル５１、５２が通電されていないときには、形象物２にかかる浮力により、磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４を所定位置まで引張り上げることができるようにする。

磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４の上には、目隠し板７がベース部１２に対して固定されている。目隠し板７は外部から磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４を視覚的に隠すことを目的とするが、糸４１、４２を通すため、隙間又は穴を設けることが望ましい。あるいは、目隠し板７自体を板状の網としてもよい。

揺動板３３、３４は上下に揺れることができるが、ベース部１２の上面によって下方への動きが制限され、目隠し板７によって上方への動きが制限されている。揺動板３３、３４の揺動範囲を制限する方法はこれに限らず、揺動板のベース部１２に対する上記軸支部分に、ストッパーを設けても良い。

＜１−４．細い線部材＞
形象物２は、磁性体３１、３２に対し、それぞれ線部材である糸４１、４２で結ばれている。より詳しくは、磁性体３１が固定された揺動板３３の上記他端（自由端）、磁性体３２が固定された揺動板３４の上記他端に、それぞれ接続されている。これら糸４１、４２は、形象物２の互いに異なる位置に接続されている。特に、形象物２に左右ないし前後が定義できる場合（例えば魚を模した場合など）には、形象物２の左右のほぼ対象な位置に糸４１、４２を固定する。

糸４１、４２間の間隔は、形象物２付近よりも、磁性体３１、３２付近の方が広くなっている。

糸４１、４２は、透明なもの、細いもの等、液体中で目立たないものが望ましいが、特に限定されるものではなく、釣り糸用のテグスなど任意のものを用いることができる。ここでは伸縮性の小さいものを用いるが、伸縮性があってもよい。

＜１−５．コイル＞
ベース部１２の内部、つまり液体収容部の外側に、電磁コイル５１、５２が設けられている。このコイル５１、５２は、液体収容部内の磁性体３１、３２の可動範囲にそれぞれ磁力作用を及ぼすことができるようにする。そのために、コイル５１、５２は、液体収容部の壁面に外側から固定することが望ましい。本実施形態では、ベース部１２の上端に、ベース部の内部から固定される。なお、ベース部１２の上面は、磁力を遮蔽しないように非磁性材で構成する。

本実施形態においてコイル５１、５２を液体収容部の外側に設けたのは、液漏れ及び漏電の問題を回避するためであるが、これらの問題がなければ、液体収容部の中に設けても良い。また、本発明ではコイル５１、５２を用いたものに限らず、磁石を例えば上下に動かし液体収容部内の対応する磁性体と引き合い或いは離れるような駆動機構と結びついた磁石、その他の磁気機構であっても良い。

コイル５１、５２は、これらコイルに流す電流を制御する制御回路６に接続されている。本実施形態における制御回路６は、コイル５１及び５２に対し、それぞれ任意のタイミングでパルス電流を流すことができる。特に、制御回路６の制御により、コイル５１及び５２に対して別々のタイミングでパルス電流を流すことができ、コイル５１及び５２に対して同時にパルス電流を流すこともできるようにすることが望ましい。コイル５１、５２と制御回路６との間には、両者の間隙を一定距離に保ち電気的磁気的影響を遮断するためのスペーサ６１を配置することが望ましい。スペーサ６１は、例えば硬質ゴムなどの絶縁材料とすることが望ましい。

制御回路６は、例えば乾電池６２などの電源に接続されている。

本実施形態では磁性体３１、３２、糸４１、４２、コイル５１、５２の数を２組としたが、これに限らず、例えば３組以上でもよい。３組設けた場合、３本目の糸の形象物２への固定箇所は、糸４１及び４２よりも前又は後ろにずれた位置とすることが望ましい。

＜２．玩具の動作＞
次に、玩具の基本動作について説明する。

＜２−１．パルス電流を流さない場合＞
コイル５１及び５２に電流を流さない場合、コイル５１及び５２は、何れも励磁されていないので、磁性体３１、３２に対して作用しない。この場合、浮力で形象物２が上方に押され、磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４は、目隠し板７による限界位置まで引張り上げられた状態となる。

＜２−２．同時にパルス電流を流した場合＞
コイル５１及び５２に同時に同じ大きさの電流を流した場合、コイル５１及び５２は、同時に励磁され、磁性体３１及び３２を同時に且つ同じ強さで下方に引き寄せる。これにより、糸４１及び４２を介して引張り力が形象物２に伝達され、形象物２がその浮力に抗して下方に引張られる。

ここで、パルス幅（電流が流れた時間の長さ）が十分大きい場合には、磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４が、ベース部１２の上面によって規定される下方の限界位置まで、移動することができる。従って、形象物２はその動作範囲の最下点に達する。通電が解除されると、形象物２は浮力により磁性体３１、３２とともに元の位置まで戻る。

パルス幅が小さい場合には、磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４が下方の限界位置に達しないうちにコイル５１、５２の磁力が衰えるので、形象物２が途中まで引き下げられた後、浮力により磁性体３１、３２とともに元の位置まで戻る。

磁性体３１、３２及び揺動板３３、３４が下方の限界位置に達するために必要なパルス幅の大きさは、形象物２及び揺動板３３、３４等の液体内での抵抗や、形象物２等の浮力や、コイル５１、５２の強さなどによって異なる。

パルス幅の小さな電流を、連続して複数回流した場合、形象物２は小刻みに上下に往復動する。形象物２に対する糸４１、４２の取り付け位置の前方と後方とで流体に対する垂直方向の抵抗が異なる場合、抵抗の小さい方が大きく上下動する。従って、例えば糸４１、４２の取り付け位置の前方の表面積を小さくするなどして、前方の抵抗を後方より小さくすれば、前方が後方よりも大きく上下動するので、形象物２が体全体を縦に振って頷いているように見える。パルス間隔が短い場合は、形象物２が浮力により元の位置に戻る前に次のパルスが来て、更に下方に移動するので、段階的に下方に動いていくようになる。

＜２−３．異なるタイミングでパルス電流を流した場合＞
コイル５１及び５２の一方のみにパルス電流を流した場合、磁性体の一方のみが下方に引き寄せられる。これにより、形象物２の左右の糸のうち一方のみが引張られ、他方の糸は引張られない。ここで、糸４１、４２間の間隔が下へ行くほど広くなっているので、例えば、右側の糸のみを引張ると、形象物２を下方のみならず右方にも引張る結果となる。従って、形象物２は、右下方向に動く。また、形象物２の左右対称な位置に糸４１、４２が取り付けられているので、例えば右側の糸のみを引張ると、形象物２が右側に傾く結果にもなる。

コイル５１及び５２に対し一方ずつ交互に短いパルス電流を流した場合、形象物２は、（１）右下に動く、（２）元の位置に戻る、（３）左下に動く、（４）元の位置に戻る・・・という動作を繰り返す。パルスの間隔を短くすれば、（１）右下に動く、（２）元の位置に戻る途中で左に引張られる、（３）元の位置に戻る途中で右に引張られる・・・という動作を繰り返す。いずれにしても、形象物２は左右に動くような動作になる。従って、形象物２が体全体を左右に振って何かを否定しているような動作をすることができる。

更には、コイル５１及び５２の一方に短いパルス電流を複数回連続して流した場合、例えば右側の糸のみを複数回引張った場合には、形象物２は、右方に移動し且つ右側に傾いた状態で、上下動する。パルス間隔が短い場合は、形象物２が浮力により元の位置に戻る前に次のパルスが来て、更に下方に移動するので、右方に移動し且つ右側に傾いた状態で、段階的に下方に動いていくようになる。

＜２−４．上記の動作を組合せた場合＞
上記の動作を組み合わせることで、いろいろなバリエーションに富んだ動作が実現できる。このようなパルス電流の制御は、制御装置６により行うことができる。

上述の玩具において、使用者ないし鑑賞者によって操作されるスイッチや、周囲の音や光を感知するセンサ又は他の入力装置を設けても良い。その一例が図３に示されている。図３の玩具は、使用者によって操作できる１対のスイッチ７１、７２を備えている。スイッチの１つが押下されると、制御回路６が動作を開始し、形象物２が所定のダンスパターンに従い、ベース部１２内に取付けられた小さなスピーカ７３からの音楽出力とともにダンスを開始する。もう１つのスイッチは、別の音楽とともに別のダンスパターンを提供するようにしてもよい。

図３の玩具は更に、使用者の声を感知できる音センサも備えている。このセンサが声又は所定の音を感知した場合には、制御回路６がパルス電流の発生を開始し形象物２が所定の動作パターンに従ってダンスを開始し、スピーカ７３から音楽又は形象物２の声を模した音を出力する。

本発明の実施形態による玩具の例を示す概念図である。 図１の玩具の組立ての様子を示す斜視図である。 本発明による玩具の変形例を示す概念図である。

Claims (5)

1. 内部に液体を収容した液体収容部と、
   前記液体収容部内に収容された液体より比重が小さく、前記液体による浮力によって浮遊するように前記液体収容部内部に配置された形象物と、
   前記液体収容部内で上下方向に移動可能に収容された磁性体と、
   前記形象物と前記磁性体とを結合し前記形象物と前記磁性体との間の引張り力を伝達する線部材と、
   通電した際に前記磁性体を磁気的に引き付けるように配置された電磁機構と、を備えた玩具であって、
   前記電磁機構が通電された場合に、前記磁性体は、前記電磁機構と前記磁性体との間の磁力によって下方に移動し、前記形象物は、前記磁性体の下方への移動とともに前記形象物に対する浮力に抗して下方に移動し、
   前記磁性体及び前記形象物は、前記電磁機構の通電の解除により、前記形象物に対する浮力に従ってもとの位置まで上方に戻る、玩具。
2. 請求項１において、
   前記電磁機構に通電させるための制御装置を備えた、玩具。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記磁性体が複数設けられ、前記形象物の複数の箇所に別々の線部材によってそれぞれ結合されており、前記磁性体は互いに異なるタイミングで移動することができるように構成された、玩具。
4. 請求項３において、
   前記異なる線部材間の間隔は、前記形象物付近よりも前記磁性体付近の方が広い、玩具。
5. 請求項２において、
   前記制御装置は、入力装置が入力を感知した場合に前記電磁機構の通電を開始させる、玩具。

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