JPH0361157A

JPH0361157A - 管内走行装置

Info

Publication number: JPH0361157A
Application number: JP1196883A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Aoshima; 伸一青島; Tetsuo Yabuta; 藪田　哲郎
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はデモンストレーション用、表示用のデイスプレ
ー装置、またはレーシングカー装置などのおもちゃの構
成要素として用いる無線式管内走行装置に関するもので
ある。

（従来の技術）管内走行装置としては、従来、第４図に示ず構成のもの
が、昭和６２年特許願第１４９２３０号にて提案されて
いる。この走行装置は第４図に示すように、管内を走行
する管内走行装置であって、管内に設けられた場合、管
路の内壁と接触し、管内における一方向の移動に対して
は移動抵抗が低く、その方向と反対方向の移動に対して
は移動抵抗が高い抵抗体と、該抵抗体を振動させる圧電
体と該圧電体を振動させる駆動電源とを具備したことを
特徴とする管内走行装置であり、口径の小さい管路、例
えばケーブルの配線用地下管路内にケーブルを引き込ん
だり、管路内点横用センザ等を移動させることができる
。

しかしながら、前述の従来の管内走行装置は、電力を供
給するため圧電体と駆動電源装置とをリード線で結合し
ている。このため、管路が長いときや管路が垂直の時は
、リード線の重量による負荷が大きくなって、走行速度
、牽引力が減少するという問題点があった。また、管路
が円形や８の字形のように空間的に閉じている場合は走
行することができなかった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は管路が円形や８の字形のように空間的に閉じて
いる場合でも走行でき、デモンストレーション用、表示
用のデイスプレー装置、またはレーシングカー装置など
のおもちゃの構成要素として用いることができる管内走
行装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、管内を走行する管内走行装置であって、管内
に設けられた場合、管路の内壁と接触し、管内における
一方向の移動に対しては移動抵抗が低く、その方向と反
対方向の移動に対しては移動抵抗が高い導電性抵抗体と
、該導電性抵抗体と電気的に導通している電極を有する
該導電性抵抗体を振動させる圧電体と該圧電体を振動さ
せる駆動源と、複数の電極を内側にはっである管路とを
具備する。

従来の技術とは、複数の電極を内側に、はっである管路
を具備したことにより、この管路の電極と常に接触して
いる導電性抵抗体を介して圧電体に電力を供給できるの
で、圧電体と駆動電源との間に直接リード線を結合しな
くてもよく、走行体に余分な負荷がかからず、管路が円
形や８の字形のように空間的に閉じている場合でも走行
できる点が異なる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の管内走行装置の一実施例の斜視図であ
って、■は導電性抵抗体、２は圧電素子を２枚張り合わ
せた圧電バイモルフである。この圧電バイモルフの上下
の表面にはアルミニウム蒸着がなされてあり、電極を形
成している。３は圧電バイモルフに導電性抵抗体をある
角度で取り付けるための支持体、４は交流電圧発生器、
５は断面が正方形または長方形をした透明なプラスチッ
ク管路であり、管路内の面Ａ、面Ｂには電極をはり付け
である。６はこの電極と交流電圧発生器とを結合するリ
ード線である。

第２図は本発明の管内走行装置の一実施例の側面図であ
って、７．８は前述の電極であり、この場合、透明な導
電性ポリマー電極を用いる。９は圧電バイモルフの上下
の電極を結合するリード線である。ｌＯは非常に薄い銅
板電極であって、２枚の圧電素子にサンドイッチされて
いる。１１はこの銅板電極１０と第２図の下方の２枚の
導電性抵抗体１とを結合するリード線である。また、第
２図の上方の２枚の導電性抵抗体ｌは、圧電バイモルフ
２の表面電極と導通している。そして、第２図の下方の
２枚の導電性抵抗体１は、圧電バイモルフ２の表面電極
と絶縁されている。

次にこの走行装置の走行原理を述べる。

第３図は圧電バイモルフの振動の様子を示す。

第１図の交流電圧発生器４により交流電圧を発生させる
と、管路内面にはられた電極７，８、導電性抵抗体１を
介して圧電バイモルフ２に交流電圧がかかる。そうする
と圧電バイモルフ２は第３図に示すように屈曲振動を起
こし、導電性抵抗体１の先端は管軸方向に振動する。こ
のどき、９テ１路内壁と導電性抵抗体１の先端との間の
摩擦抵抗力は先端が左方向に動く場合の方が右方向に動
く場合より小さくなる、従って、振動が続いた場合、こ
の移動体は左方向に走行する。

次に実際にこの構造で走行することを示す。ただし、こ
の構造は昭和６２年特許願第１４９２３０号にて提案さ
れているもので、圧電バイモルフに直接、電圧供給線が
つながっているものである。しかし、基本構造は同じで
あり、電圧供給のやり方が違うだけである。

第４図は実際に試作した管内走行装置を示し、（ａ）は
平面図、（ｂ）は側面図である。第４図において、２１
は管路、２２は圧電バイモルフ、２３は弾性板、２４は
リード線である。この管内走行装置に６０Ｖの交流電圧
をかけたときの周波数一定常速度特性、周波数−牽引力
特性を、それぞれ第５図、第６図に示す。約６００Ｈｚ
の共振周波数で定常速度３３０ｍｍ／ｓｅｃ、牽引力０
．１２Ｎを得た。電圧供給線がない構造の本発明の管内
走行装置の場合は、さらに定常速度が上がると考えられ
る。

さて、次にこの走行装置を使った応用例を考える。

第７図にデモンストレーション用のデイスプレー装置の
一例を示す。これは透明なプラスチック管路をＮＴＴの
会社のマーク形に形成したもので、この中をいろいろな
装飾を施した走行体が走行することにより、人の目を引
きつけることができる。

第７図において、１９は走行体であり、２０は走行体１
９を管の中に入れるための穴である。走行体１９は第４
図（ｂ）に示す状態の向きで穴２０に入れるので、導電
性抵抗体が穴２０に引っかかることはなく、スムーズに
走行できる。

また、管路の形、走行体の装飾をいろいろ工夫すること
により、表示用デイスプレー装置として用いることもで
きる。

第８図はレーシングカー装置とした応用例を示し、１６
は周波数ランダム変換器内蔵型増幅器、１７は周波数可
変器、１８は複数の管路により形成した軌道である。周
波数可変器１７はグリップ系で上部のレバーを親指で押
すことにより周波数を変えることができる。第５図を見
てわかるように、定常速度は周波数を上げればよいとい
うものではなく、最高速度を出すためには共振周波数で
固定しておけばよい。これは周波数可変器１７のレバー
をある位置で固定することにより、容易に実現できると
考えられる。これではレーシングのおもしろさがないの
で、ここでは、増幅器１６の周波数がある程度時間的に
変動するような周波数ランダム変換器内蔵型増幅器を取
り付けである。この変換器のおかげで操作者はグリップ
位置を絶えず制御しなければならず、おもしろさが増す
ことになる。

第９図はデモンストレーション装置およびおもちゃとし
て応用できる音感型走行装置を示し、１２は周波数変換
装置、１３はマイク、１４はカセットデープレコーダー
である。動作原理を以下に示す。

カセットテープレコーダー１４や人の声等がマイク１３
に人いると、周波数変換装置１２はその周波数変化を移
動体の可動周波数帯における変化に変えてくれる。従っ
て、走行体は音楽に合わせてその走行速度が変化する。

また、この走行装置自体が圧電バイモルフを用いている
ので、スピーカーのような音源発生体となり、カセット
テープレコーダー１４の出力を直接、周波数変換装置１
２に入力し、この走行装置を駆動すると、走行装置自体
がハックグランドミュージックを発生しながら走行する
装置を実現できる。また、当然のことながら周波数変換
装置１２内にメモリを内蔵することにより、周波数変換
装置１２およびカセｙ）テープレコーダー１４の一体化
が可能となる。これらは有線でも当然実現できる。以上
のように、この装置をうまく使えば、デモンストレーシ
ョン装置およびおもちゃとして利用できる。

第１０図は走行体に発光ダイオード１５を取り付けた管
内走行装置を示す。この発光ダイオードの端子は、圧電
素子の表面電極２５および鋼板電極１０に取り付けられ
ているので、発光する。これはデモンストレーション装
置およびおもちゃとして有効である。

（発明の効果）以上説明したように本発明の管内走行装置は、管内に設
けられた場合、管路の内壁と接触し、管内における一方
向の移動に対しては移動抵抗が低く、その方向と反対方
向の移動に対しては移動抵抗が高い導電性抵抗体と、該
導電性抵抗体を振動させる圧電体と該圧電体を振動させ
る駆動源と、複数の電極を内側にはっである管路とを有
することにより、従来、有線であったものを無線で走行
できるようにした。

このため、走行体に余分な負荷がかからず、走行速度が
増加する。また、従来、有線であったため実現できなか
った管路が、円形や８の字形のように空間的に閉じてい
る場合でも走行できる。さらに、この装置は実施例で詳
しく述べたようなデモンストレーション用、表示用デイ
スプレー装置、またはレーシングカー装置などのおもち
イ・の構成要素として用いることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管内走行装置の一実施例の斜０視図、第２図は本発明の管内走行装置の一実施例の側面図、第３図は圧電バイモルフの振動の様子を示す図、第４図
（ａ）、　（ｂ）は実際に試作した管内走行装置の平面
図および側面図、第５図は周波数一定常速度特性を示す図、第６図は周波
数−牽引力特性を示す図、第７図はデモンストレーショ
ン用のデイスプレー装置の一例を示す図、第８図はレーシングカー装置とした応用例を示す図、第９図は音感型管内走行装置を示す図、第１０図は発光
ダイオード付き管内走行装置を示す図である。Ａ、Ｂ・・・管路内の面　　１・・・導電性抵抗体２・
・・圧電バイモルフ　　３・・・支持体４・・・交流電
圧発生器５・・・透明なプラスチック管路６・・・リード線　　　　　７，８・・・電極９・・・
リード線　　　　　１０・・・銅板電極１１・・・リー
ド線　　　　　１２・・周波数変換装置１３・・・マイ
ク１４・・・カセットテープレコーダ１５・・・発光ダイオード１６・・・周波数ランダム変換器内蔵型増幅器１７・・
・周波数可変器１８・・・複数の管路により形成した軌道１９・・・走
行体　　　　　　２０・・・穴２１・・・管路　　　　
　　　２２・・・圧電ノ＼イモルフ２３・・・弾性板　
　　　　　２４・・・リード線２５・・・表面電極

Claims

【特許請求の範囲】

１、管内を走行する管内走行装置であって、管内に設け
られた場合、管路の内壁と接触し、管内における一方向
の移動に対しては移動抵抗が低く、その方向と反対方向
の移動に対しては移動抵抗が高い導電性抵抗体と、該導
電性抵抗体と電気的に導通している電極を有する該導電
性抵抗体を振動させる圧電体と、該圧電体を振動させる
駆動源と、複数の電極を内側にはってある管路とを具備
したことを特徴とする管内走行装置。