JP4260577B2 - 電飾装置 - Google Patents

Description

本発明は、給電側コイルに電流を供給することにより受電側コイルに電磁気的に電力を誘起して発光素子を発光駆動し、これによって装飾部を照らして審美的な効果を増大させる電飾装置に関するものである。

造花や植物を模した装飾品に発光素子を加えて審美的な効果を高めた電飾装置が提案されている。例えば、下記特許文献１には、自然の樹木を模倣して作られた幹、根、枝葉からなる模造盆栽において、上記幹、根、枝葉を金属撚線を用いて形成し、少なくとも枝葉については金属素線と光ファイバーとを撚り合わせて構成することによって、枝葉の末端を光らせて視覚的な効果を高めた模造盆栽が開示されている。
特開平０９−０５９８１５号公報

しかしながら、一般に従来の電飾装置では、前記特許文献１に開示された光ファイバーを利用した模造盆栽のように、所定の光源からの光を導光体 (光ファイバー）で発光位置（盆栽の枝葉部分）まで導く必要がある。また、装飾体に発光素子が設けられている場合には、電線にて電気を電源から発光素子まで導く必要がある。

このような従来の電飾装置では、造花や植物を模した部分等の装飾部とは別に、この装飾部自体を所定の装飾位置に固定又は保持するための専用の固定手段を設ける必要がある。

また、装飾のための装置であれば使用者の好みに応じて装飾部自体を交換したい場合が往々にして発生するが、前記従来の電飾装置のように装飾部以外に光源や電源を設置して用いる場合には装飾部の本体にコネクターを設けて光源や電源から導いた導光体や電線を着脱可能に接続できるようにしなければならない。又は、外部の電源等を用いないのであれば、装飾部の本体に電池等を内蔵する構造としなければならない。

いずれにしても構造が複雑化し、装飾部自体も大型化し、事実上、装飾部のみを自由に交換できるような構造とすることは不可能であり、装飾品としての自由度は高くなかった。

そこで、本発明は、装飾部自体に電池やコネクターを設ける必要がなく、小型化できるとともに、電源との間に機械的な接続部分を設けることが不要で装飾部の自由な交換を可能とした自由度の高い電飾装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された電飾装置は、
装飾部と、発光素子と、前記発光素子に接続されて電磁誘導により所定の交流電流が誘起される受電コイルとが一体化されてなる発光ユニットであって、前記受電コイルが巻装されて前記受電コイルの両端が接続された一対の芯材と、前記芯材と前記受電コイルを被覆する円柱形の被覆外装材とを有し、前記装飾部が前記被覆外装材の上部に設けられると共に、前記発光素子が前記被覆外装材の上部から突出した前記芯材に接続され、さらに前記装飾部が前記被覆外装材の上部に前記発光素子を中心として周状に配置され、前記発光素子からの光の少なくとも一部が前記装飾部を透過して観察されるように構成された発光ユニットと、
前記発光ユニットが挿入される挿入孔を備え、底面が閉止された円筒型の本体と、前記挿入孔の周囲を取り囲むように前記本体に設けられ電磁誘導によって前記受電コイルに所定の交流電流を誘起する給電コイルと、前記給電コイルを交流電流で間欠的に駆動し、前記受電コイルと前記給電コイルが近接して前記給電コイルに規定値以上の電流が流れた場合には前記給電コイルの駆動を持続するように構成された給電部とを有する給電ユニットと、
を備え、
前記発光ユニットを前記給電ユニットの前記本体の前記挿入孔に差し込んだ場合、前記発光ユニットの前記被覆外装材は前記給電ユニットの前記本体の底部に突き当たって挿入孔内で自立し、この時前記受電側コイルと前記給電側コイルは電磁誘導が良好に行なわれる間隔・配置関係となるように構成されたことを特徴としている。

請求項２に記載された電飾装置は、請求項１記載の電飾装置において、前記装飾部と前記発光素子の少なくともいずれか一方が交換可能であることを特徴としている。

請求項１に記載された電飾装置によれば、発光ユニットとこれを発光させるための給電ユニットとの間を機械的に分離して電気的な接触部分を一切なくすことができるので、発光ユニットと給電手段との機械的接続部分への機械的ストレスを解消してショートや断線の問題を解決することができる。また、異なる装飾部を有する他の発光ユニットに交換することが容易であり、装飾品としての自由度が高く、装飾効果のバリエーションが豊富である。
また、発光ユニットを給電ユニットの本体の挿入孔に差し込めば、発光ユニットの被覆外装材は給電ユニットの本体の底部に突き当たって挿入孔内で自立し、この時受電側コイルと給電側コイルは電磁誘導が良好に行なわれる適当な間隔・配置関係となる。
また、特に発光ユニットにおいて受電コイル、発光素子、装飾部が被覆外装材で見栄えよく円柱状に一体化され、その上部に発光素子と装飾部がまとめて配置されているので、受電コイルが存在する被覆外装材の下方部分を給電ユニットの挿入孔に挿入して給電する状態において、装飾部と発光素子が見やすい位置に配置されて装飾品として高い視覚効果を発揮することができる。
また、発光素子からの光が、発光素子の周囲に配置された装飾部を透過して観察されるので、その視覚効果において高い審美性を実現することができる。
また、発光ユニットが接近しない場合には間欠的な駆動で電力を節約するとともに、発光ユニットが給電ユニットの挿入孔内に挿入された場合には、直ちにこれを検知して受電側コイルの駆動を持続することができるという効果がある。

請求項２に記載された電飾装置によれば、請求項１記載の電飾装置による効果に加えて、装飾部や発光素子を交換することにより、その視覚効果を任意に変更することができる。

以下、本発明を実施するために特許出願人が出願時点で最良と思う本発明の実施の形態を説明する。
図１は本例の電飾装置１の構成を示す回路図であり、図２は本例の電飾装置１の構成を示す断面図であり、図３は本例の電飾装置１の動作時の給電部７の各部の波形を示す波形図である。

図１に示すように、本例の電飾装置１は、円柱状の発光ユニット２と、これとは別体で構成され、発光ユニット２とは機械的には固定的な接続・結合関係のない円筒状の給電ユニット３と、給電ユニット３に交流電流を供給する給電部７を備えている。

図２に示すように、給電ユニット３は、上面に挿入孔が開口し、底面は閉止された円筒状の構成部分であり、発光ユニット２は、これとは別体で構成され、給電ユニット３とは機械的に固定的な接続・結合関係はないが前記挿入孔に挿入可能である円柱状の構成部分である。

発光ユニット２は、装飾部２０と、前記装飾部２０に光を照射する発光素子としてのＬＥＤ４と、前記ＬＥＤ４に接続されて電磁誘導により所定の交流電流が誘起される受電側コイル５とが一体化されてなるものである。

まず、一対の芯材２１の下半部分には受電側コイルが巻装されており、受電側コイルの導線の両端は各芯材２１，２１にそれぞれ接続されている。一対の芯材２１，２１の上端には、発光素子としてのＬＥＤ４が接続されており、受電側コイル５に誘起された電流が芯材２１を介してＬＥＤ４に与えられるように構成されている。なおＬＥＤ４は発光素子の一例であり、駆動電流・電圧の条件に適合すればその他のあらゆる発光素子が利用可能である。

そして、芯材２１及び受電側コイル５は、ＬＥＤ４及びこれが接続された芯材２１の上端部を除き、中実円柱形の被覆外装材８によって封止されている。被覆外装材８は、樹脂等の防湿素材が好ましく、ポリエステル、ＰＥＰ、ＰＰ、エポキシ、あるいはこれらとナイロンなどとのラミネート素材等を用いることができる。

被覆外装材８の上部には、ＬＥＤ４の周囲を取り囲むように装飾部２０が設けられている。本例の装飾部２０は、光透過性で様々な色彩の樹脂等からなる部品であり、その形状は花弁を模しており、円柱形の被覆外装材８の上部の周面に対して着脱可能 (交換可能）に取り付けられている。

このような構成によれば、発光ユニット２は、被覆外装材８を茎とし、装飾部２０を花弁とし、装飾部２０の中央に配置されたＬＥＤ４を雌しべとする花のような構造となり、装飾物として審美性に優れた外観を呈する。さらに、ＬＥＤ４からの光が花弁である装飾部２０を透して装飾部２０の色彩によって観察されるので、観察者に対する視覚効果は非常に印象的である。

給電ユニット３は、前記発光ユニット２が挿入される挿入孔３０が上面に開口し、底面は閉止された円筒型の本体３１と、前記挿入孔３０の周囲を取り囲むように前記本体３１の外周面に設けられて電磁誘導により前記受電側コイル５に所定の交流電流を誘起する給電側コイル６と、前記給電側コイル６に交流電流を与える給電部７とを有している。

本例で図示の本体３１は単純な円筒形であるが、この本体３１は花に見立てられる前記発光ユニット２が差し込まれる台となることから、デザインをさらに工夫して審美的な外観の花瓶風の本体としてもよい。また、本例で図示の給電側コイル６は本体３１の外周面に巻装してあるが、発光ユニット２の受電側コイル５との間に電気的・機械的な不都合を生じない適当な間隔を保持できれば、本体３１の内周面に設けてもよいし、本体３１の周壁内に埋め込み構造で設けてもよい。

発光ユニット２を給電ユニット３の本体３１の挿入孔３０に差し込んだ場合、発光ユニット２の被覆外装材８は給電ユニットの本体３１の底部に突き当たって挿入孔３０内で自立し、この時受電側コイル５と給電側コイル６は電磁誘導が良好に行なわれる適当な間隔・配置関係となるように構成されている。

次に、図１の回路図と図３の波形図を参照し、給電側コイル６を駆動する給電ユニット３の給電部７の具体的な構成と、その作用について説明する。

図１に示すように、給電部７は、電源回路１０（または電源としての電池）と、駆動信号の基準となる信号を発生する発振回路１１と、必要に応じて発振回路１１からの信号を駆動信号に変換する分周回路１２と、計時信号を出力する計時手段であるタイマー回路１３を有している。

さらに、給電部７は、給電側コイル６に規定の電流が流れているか否かを検出するための電流検出回路１４を有している。電流検出回路１４は、基準となる定電圧回路からの規定値の電流と給電側コイル６に流れる電流とを比較し、規定値以下である場合には検出信号を出力するように構成されている。

さらに、給電部７は、給電側コイル６を交流駆動するための駆動回路１５を有している。この駆動回路１５は、複数のスイッチング素子としてのトランジスタからなる駆動ユニット回路を２組有しており、各組が互いに反転された駆動信号で駆動されることによって、給電側コイル６に交流電圧が与えられるように構成されている。

この駆動回路１５を駆動する駆動信号は、前記電流検出回路１４からの検出信号と前記タイマー回路１３からの信号が入力されるＯＲ回路１６の出力と、前記分周回路１２からの信号とが入力されるＡＮＤ回路１７の出力信号によって与えられる。

以上の給電部７の構成によれば、図３（１）に示すように、給電側コイル６は受電側コイル５の近接（発光ユニット２の有無）を検出するためにタイマー回路１３により与えられる信号により間欠的に駆動される。給電側コイル６と受電側コイル５が離れた状態の時には、給電側コイル６には規定値以上の電流が流れる。このため、電流検出回路１４からの出力の反転信号と、タイマー回路１３からの信号を入力されるＯＲ回路１６の出力は、タイマー回路１３により与えられる間欠的な信号となり、給電側コイル６の駆動は一定時間で停止する。

発光ユニット２が給電ユニット３に対して所定の配置、すなわち給電側コイル６と受電側コイル５が密接した規定の状態となると、給電側コイル６には規定値以下の電流しか流れないため保持用Ｆ／Ｆ回路１８により給電コイルの駆動電圧は保持される。このため、保持用Ｆ／Ｆ回路１８からは図３（３）に示す信号が出力され、ＯＲ回路１６を経てＡＮＤ回路１７に与えられる。一方で交流駆動のタイミングを計る分周回路１２からの信号もＡＮＤ回路１７に与えられているので、ＡＮＤ回路１７からは所定の駆動タイミングで駆動回路１５に駆動信号が与えられて給電側コイル６の交流駆動が持続される。

給電側コイル６の駆動により、図３（４）に示すように受電側コイル５には、給電側コイル６と受電側コイル５の巻数比により給電側コイル６の駆動電圧よりも高い交流電圧が発生し、図３（５）に示すように発光ユニット２の発光素子４が点灯する。本例では、給電側コイル６に対して数ｋＨｚから数十ｋＨｚの交流電力が供給される。

本例によれば、発光ユニット２の被覆外装材８のほぼ全体が給電ユニット３の本体３１の挿入孔３０に挿入された場合にのみ給電側コイル６に規定値以上の電流が流れて発光ユニット２の駆動が行なわれる。ＬＥＤ４の発光によって装飾部２０は種々の色彩の透過光で観察され、審美的な視覚効果が得られる。

本例の電飾装置１では、前記装飾部２０が交換できるので、花弁状の装飾部２０を交換すれば種類の異なる花のようになり、異なる審美的効果が得られる。また、ＬＥＤ４を交換して異なる色彩で発光するものに交換すれば、同じ装飾部２０でも異なる視覚効果が得られる。

本発明の実施の形態の電飾装置の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態の電飾装置の構成を示す断面図である。 第１の実施の形態の電飾装置における駆動時の各部の信号波形を示す図である。

符号の説明

１…電飾装置
２…発光ユニット
３…給電ユニット
４…発光素子としてのＬＥＤ
５…受電側コイル
６…給電側コイル
７…給電部
８…被覆外装材
２０…装飾部
２１…芯材
３２…磁界結合用磁性体
３０…挿入孔
３１…本体

Claims (2)

1. 装飾部と、発光素子と、前記発光素子に接続されて電磁誘導により所定の交流電流が誘起される受電コイルとが一体化されてなる発光ユニットであって、前記受電コイルが巻装されて前記受電コイルの両端が接続された一対の芯材と、前記芯材と前記受電コイルを被覆する円柱形の被覆外装材とを有し、前記装飾部が前記被覆外装材の上部に設けられると共に、前記発光素子が前記被覆外装材の上部から突出した前記芯材に接続され、さらに前記装飾部が前記被覆外装材の上部に前記発光素子を中心として周状に配置され、前記発光素子からの光の少なくとも一部が前記装飾部を透過して観察されるように構成された発光ユニットと、
   前記発光ユニットが挿入される挿入孔を備え、底面が閉止された円筒型の本体と、前記挿入孔の周囲を取り囲むように前記本体に設けられ電磁誘導によって前記受電コイルに所定の交流電流を誘起する給電コイルと、前記給電コイルを交流電流で間欠的に駆動し、前記受電コイルと前記給電コイルが近接して前記給電コイルに規定値以上の電流が流れた場合には前記給電コイルの駆動を持続するように構成された給電部とを有する給電ユニットと、
   を備え、
   前記発光ユニットを前記給電ユニットの前記本体の前記挿入孔に差し込んだ場合、前記発光ユニットの前記被覆外装材は前記給電ユニットの前記本体の底部に突き当たって挿入孔内で自立し、この時前記受電側コイルと前記給電側コイルは電磁誘導が良好に行なわれる間隔・配置関係となるように構成されたことを特徴とする電飾装置。
2. 前記装飾部と前記発光素子の少なくともいずれか一方が交換可能であることを特徴とする請求項１記載の電飾装置。

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