JPH09164275A - 光源を内蔵したビルディング要素 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で電力消費量の少ない構造的なビ
ルディングセット用のビルディング要素を提供する。 【解決手段】 ビルディング要素１０は、ハウジング部
分１１、１２から成るハウジングと、ハウジングの中に
設けられた光源１５とを備えている。光源１５は、回転
部材１４に設けられていて、回転部材の回転軸線１３か
ら隔置されている。ハウジング部分１２は、複数の光線
出射開口１６を有する壁部を備えている。光源１５が、
回転部材１４の回転によって、光線出射開口１６の１つ
に整合された時に、光源１５からの光線が、そのような
１つの光線出射開口を通って、ハウジングから出ること
ができる。回転部材１４は、外部駆動装置２０と連結す
るための連結手段１９を有ると共に、ハウジングによっ
て包囲される。回転部材１４は、その回転軸線１３の周
囲で、ハウジングに対して相対的に自由に回転すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の導入部
に記載されたタイプのビルディング要素に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造的なビルディングセットの分野にお
いては、１又はそれ以上のファイバ又は同等のものに光
パルスを供給し、これにより、エネルギが放出される１
又はそれ以上の別個の箇所にエネルギを搬送しているよ
うに見せるか、あるいは、ファイバを漏洩を生ずる光フ
ァイバとして作用させて、そのようなファイバが、例え
ば、エンジンに燃料を供給するための回路として見せる
ことができる、光源が必要とされる。

【０００３】ＧＢ２０１４３４３Ａは、光ファイバ用の
照射ユニットを開示しており、そのようなユニットにお
いては、光源は、回転可能なディスクに取り付けられて
いる。上記回転可能なディスクがモータによって回転さ
れると、上記光源は、上記ファイバの端部が取り付けら
れている一連の開口に周期的に整合される。これによ
り、光パルスが順次上記ファイバの中に放出される。上
記ＧＢ２０１４３４３Ａは、請求項１の導入部に記載さ
れた当該技術の基本的な部分を構成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、構造
的なビルディングセットに用いることができ、また、複
雑な電子制御装置を用いることなく、少ない電力消費量
で、構造的なビルディングセットが組み込まれた構造体
の運動に対応する周波数を有する光パルスを供給するこ
とのできる、上記「発明の分野」の項に述べたタイプの
ビルディング要素を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、請求項１
の導入部に記載された特徴を有し、更に、請求項１の特
徴部に記載された進歩性のある構成上の特徴を有する、
ビルディング要素において達成される。本発明のビルデ
ィング要素は、対向する２つの壁部を備えており、これ
ら壁部に形成される整合された孔が、回転可能な部材
（回転部材）を担持し且つ上記孔を貫通するシャフト部
分に対する、軸受リングの役割を果たすことができる。
従って、構造的なビルディングセットの一部を構成する
に十分な強度を有すると同時に軽量である、軸受構造を
形成することが可能となるので、効果的である。スペー
ス上の理由から、上記回転部材は、上記シャフト部分と
一体の回転可能なディスクとして形成するのが効果的で
ある。

【０００６】発光ダイオードの形態の発光体を光源とす
るのが効果的であり、上記発光ダイオードは、絶縁材料
から成るディスク形状のリングの一側部である要素側に
取り付けられる。金属パス（金属の通路）が、上記リン
グの他側部に設けられ、そのような金属パスは、ハウジ
ングの電気的な入力端子に接続された弾性的なコレクタ
ーシューと協働する。従って、上記光源と適宜な電力供
給源との間を電気的に簡単に接続することが可能とな
る。

【０００７】上記リングは、上記シャフト部分の幾何的
なロック作用によって、上記ディスクに対して平行に且
つ該ディスクに関して保持され、これにより、上記発光
ダイオードは、上記回転可能なディスクの凹所を通し
て、前記少なくとも１つの光線出射開口に向けて光線を
放出する。これにより、上記要素リングと上記回転可能
なディスクとの間に設けられていて、上記ダイオードに
適正な電圧を供給するための、電気的な要素が、保護さ
れる。上記光線出射開口は、上記回転部材が回転した時
に、上記発光体すなわち光源が移動する距離に相当する
円弧に沿って、設けられるのが効果的である。これによ
り、上記光源は、光パルスの形態の光線を幾つかの光線
出射開口に供給することができる。

【０００８】上記回転部材の連結手段が、シャフト部分
の十字形の貫通孔を含んでいて、該貫通孔の中に、これ
に対応する十字形の駆動軸を摩擦嵌めによって取り外し
可能に収容することができる場合には、ビルディング要
素は、ＬＥＧＯ ＴＥＣＨＮＩＣの名前で販売されてい
る既存のビルディング要素と共に使用することができ
る。

【０００９】請求項８に記載したように、上記ディスク
形状のリングの金属パスは、複数の光線出射開口に対応
する複数の円形部分として形成することができ、これに
より、上記電圧供給源に対する接触は、時間的に断続し
て、すなわち、上記光源が上記光線出射開口に整合され
た時にだけ、閉成される。この構成は、通常は、バッテ
リが構造的なビルディングセットの電圧源を構成するの
で、バッテリを節約する。光ファイバ要素が、構造的な
ビルディングセットに光エネルギを搬送するために使用
される場合には、光源からファイバへのエネルギの伝達
を最適にするために、上記光線出射開口に関連させて、
対応するハウジングにブッシングを設け、また、これら
ブッシングに内側の肩部を形成し、これにより、上記フ
ァイバが、その時々に正確に位置決めされるようにする
のが、便利である。

【００１０】最後に、本発明は、構造的なビルディング
セットに関し、該ビルディングセットは、光源が組み込
まれたビルディング要素と、当該ビルディングセットの
中に光線を分配するための複数のファイバ要素とを備え
る。ビルディング要素は、上記光源がその中に収容され
ている、ハウジングを有している。上記光源は、回転可
能に取り付けられた回転部材の軸線から隔置された関係
で、上記回転部材に取り付けられている。上記ハウジン
グは、少なくとも１つの光線出射開口を有する壁部を有
しており、上記発光体が、回転部材の回転によって、上
記少なくとも１つの光線出射開口に整合された時に、上
記発光体からの光線が、上記光線出射開口を通って、上
記ハウジングから出ることができる。回転部材は、外部
駆動装置と連結するための、連結手段を有している。回
転部材は、上記ハウジングによって包囲されていて、回
転部材の回転軸線の周囲で、上記ハウジングに対して相
対的に自由に回転することができる。上記光線出射開口
は、ブッシング部分を有しており、該ブッシング部分
は、ファイバ要素が、ブッシング部分との摩擦的な接続
により、ブッシング部分の中に収容され且つこれにより
保持されるようにする、断面形状を有している。そのよ
うな部品又は部分の組み合わせは、ファイバがこれらフ
ァイバの側部を通して光線を漏洩する場合に、ビルディ
ングセットを組み込んだ構造体に流れ回路を形成するこ
とができる。また、ファイバが、例えば、全方向射出レ
ンズ面で終端となっている場合には、上記組み合わせを
用いて、散乱光を供給することもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
好ましい実施例に関して、本発明を十分に説明する。構
造的なビルディングセット用のビルディング要素の好ま
しい実施例が、図１に分解図で示されている。

【００１２】上記ビルディング要素は、ハウジング１０
を備えており、該ハウジングは、プラスチック射出成形
によって形成された２つのハウジング部分１１、１２か
ら構成されている。ハウジング１０は、組み立てられた
時に、回転可能に取り付けられた部材（以下において、
回転部材と称する）１４を包囲する。回転部材１４に
は、光源１５が取り付けられており、該光源１５は、回
転部材の回転軸線１３から隔置されている。

【００１３】ハウジング１０は、複数の（この好ましい
実施例においては、８つ）光線出射開口１６を有してい
る。光源１５からの光線は、光源１５が回転部材１４の
回転によって光線出射開口の１つと整合された時に、ハ
ウジング１０から出ることができる。

【００１４】回転部材１４は、外部駆動装置と接続する
ための接続手段を有している。該接続手段は、この好ま
しい実施例においては、回転部材１４に設けられるシャ
フト部分１７に関連して設けられている。シャフト部分
１７の両端部１９は、ハウジング部分１１、１２にそれ
ぞれ設けられた２つの軸受孔１８の中にそれぞれ設けら
れている。従って、シャフト部分の上記両端部１９に
は、外側からアクセス可能である。この好ましい実施例
においては、シャフト部分１７は、対応する駆動軸２０
と協働するための非円形状の断面を有する貫通孔を備え
るブッシングとして構成されている。上記駆動軸２０
は、シャフト部分１７の貫通孔の中に収容することがで
きる。上記貫通孔は、十字形であり、従って、本件出願
人が既に販売している十字形のシャフトを駆動軸として
用いることができることが理解されよう。

【００１５】回転部材１４は、上記ハウジングによって
包囲されていて、その回転軸線の周囲で、ハウジングに
対して相対的に自由に回転することができる。従って、
回転部材は、複雑な電子制御装置を必要とすることな
く、外部駆動軸の回転、及び、回転速度の変動に追従す
ることができる。この好ましい実施例においては、ビル
ディング要素１０は、ＬＥＧＯ（登録商標）の商標で販
売されている構造的なビルディングセットの標準寸法に
従って構成されていて、標準寸法の２倍の高さを有する
４×２の塩基性レンガに対応する基本的な形状を有して
いる。ハウジングの中に回転部材用のスペースを形成す
るために、中央の４つの接続スタッドの領域の頂部及び
底部を共に、標準高さの３分の１だけ拡張することによ
り、上記基本的な形状が増大されている。

【００１６】ハウジング部分１２は、空所２５を有して
おり、該空所の中に他方のハウジング部分１１を収容す
ることができる。ハウジング部分１２は、その両側に各
々設けられる２つの穴２１を有しており、これら穴２１
の中に、傾斜したガイド面を有するハウジング部分１１
の係止ボス２４を収容して、不可逆的な（逆動を防止す
る）スナップロックを行わせることができる。すなわ
ち、上記両ハウジング部分は、一旦組み立てられた後に
は、一方のハウジング部分に損傷を与えることなく分離
させることはできない。上記穴２１を貫通孔として形成
し、これにより、上記係止ボス２４を、適宜な工具によ
って、凹所２６を通して内方に押し込むようにすること
ができる。係止ボス２４は、ハウジング部分１１の弾性
を有する両側部にそれぞれ設けられている。

【００１７】ハウジング部分１２は、２つの内部ガイド
レール２２を有しており、取り付けを行う間には、これ
らガイドレールの上で、第１のハウジング部分１１の側
部２３の底縁部が摺動する。また、図１から、上記底縁
部は、その軸受孔１８とは反対側の側部において、面取
りされていて、これにより、取り付けを行う際には、ハ
ウジング部分１１が適所に案内されるようになっている
ことが分かる。更に、レールと底部との間の係合によ
り、両方のハウジング部分は、取り付けを行った後に
は、互いに関して回転することはできない。ビルディン
グ要素１０は、各々の側部に設けられる２つの凹所２６
を有している。そのような凹所２６は、ビルディング要
素を十字形の断面を有するシャフトと接続することを可
能にする。

【００１８】図１は、光線出射開口１６を示しており、
これら光線出射開口の１つが、図３に断面で示されてい
る。図示のように、光線出射開口１６は、実質的に円筒
形のブッシングであり、これらブッシングの光ファイバ
３１（図４参照）を挿入するための端部２７には、内側
が面取りされた縁部が形成されており、これにより、上
記端部２７は、光ファイバを挿入する際に、ホッパ（受
け口）の役割を果たす。ブッシングは、該ブッシングの
全長の一部に沿って伸長する２つのスロット２８を有し
ている。図示の実施例においては、スロット２８は、ハ
ウジング部分の端部壁まで伸長し、且つ、ブッシングの
肉厚に相当する深さまで続いている。ブッシングの両方
のスロット２８は、回転部材の回転軸線１３を含む平面
に位置している。

【００１９】ブッシングは、対向し且つ互いに若干ずれ
ている２つの内側突出部２９を有しており、これら内側
突出部は、ブッシングの可撓性によって、ブッシングの
中に収容された光ファイバ３１に、これを締め付けるよ
うに嵌合する。最後に、ブッシング１６の内側には、環
状のリング３０が設けられる。このリングは、挿入され
たファイバ３１のための底部ストップの役割を果たす。
従って、ファイバの端面は、ビルディング要素のハウジ
ングに関して、常に同じ状態で位置決めされることにな
る。

【００２０】図１に示すように、回転部材１４は、シャ
フト部分１７を有しており、このシャフト部分１７は、
貫通孔１９を有している。この貫通孔の中に、十字形の
シャフト又はシャフト部分を収容し、摩擦によって保持
することができる。シャフト部分１７は、その両端部
に、２つの縮径部３７を有しており、これら縮径部３７
は、２つのハウジング部分１１、１２の穴すなわち軸受
孔１８と協働する際に、軸受部として作用する。上記軸
受孔１８は、軸受カップの役割を果たす。これにより、
回転部材１４は、ハウジングに対して良好な回転を行う
ことができ、回転部材１４は、その軸方向において保持
されると共に、互いに隔置された２つの軸受の周囲で回
転することができる。

【００２１】実際の光源１５は、別個のディスク３８に
取り付けられている。このディスクは、要素取り付けデ
ィスクと呼ぶことができる。電圧供給回路が、光源１５
とは反対側のディスクの一側部に取り付けられている。
上記光源は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）とする
ことができる。上記電圧供給回路は、整流ブリッジによ
って、適正な極性の電圧を供給する。半導体を基準とし
た増幅器部品が、上記光源に適正な電圧レベルを与え
る。通常のプリント回路板で形成することのできるディ
スク３８の他側部には、導電パス（導電性の通路）３９
が設けられており、これら導電パスは、後に説明する一
対のコレクターシューと協働する。

【００２２】シャフト部分１７のディスク形状の部分
は、３つのスペーサピン３３を有しており、これらスペ
ーサピンは、光線出射開口１６、従って、これら開口の
中に設けられるファイバ３１をディスク３８上の光源１
５から適正な距離だけ確実に離している。また、シャフ
ト部分１７は、ガイド梁３４を有しており、このガイド
梁は、ディスク３８のガイド凹所３６と協働し、これに
より、回転部材を形成する部品同士が、相対的に回転で
きないようにしている。従って、光源１５から出た光線
は、ファイバの端部に到達する前に、凹所３２を通過す
ることになる。シャフト部分１７は、弾性を有する２つ
のアーム３５を有しており、これらアームは、ディスク
３８をスペーサピン３３に接した状態に保持する。ディ
スク３８は、アーム３５を内方に押圧することにより、
解放することができ、そのような操作は、シャフトの貫
通孔の中に十字形のシャフトが存在しない場合に行うこ
とができる。

【００２３】ディスク３８は、図２にも示されている。
図２から、ディスク３８は、回転軸線１３と同軸状の同
一の円の一部に沿って伸長する２つの細い導電パス４２
を有しており、また、各々のパス４２に対して４つ設け
られる導電面が、上記２つの導電パス４２から伸長して
いることが分かる。金属の導電体が充填された２つのパ
ス３９は、孔４３を介して、ディスクの他側部に接続さ
れており、そのようなパスは、上記他側部において、整
流ブリッジに対する入力端子を形成している。

【００２４】図１から、ハウジング部分１１の上側部に
ある接続スタッド４９が、機械的な接触に加えて、電気
的な接触をもたらしており、そのようなスタッド４９
は、部分的に開放された側部５０を有しており、これら
側部５０を介して、金属の導電体４８に対する接触を行
うことができることが分かる。この構造は、本件出願人
のデンマーク特許第１５５，２０６号に記載されてい
る。接触ノブ４８は、幾何的な係止によって、接続スタ
ッドの中に保持されており、また、接触部品４７によっ
て、対として接続されている。上記接触部品４７は各
々、下方に伸長するフラップを有しており、該フラップ
には、ガイド部品４６を介して、導電レッグ４５が取り
付けられている。上記レッグ４５は、固有の弾性を有し
ており、そのような弾性は、コレクターシュー４４をデ
ィスク３８に接するように押圧し、これにより、２つの
コレクターシュー４４は、円４１に沿って面３９の上を
掃引し、２つの点４０で面３９に係合する。従って、電
圧供給端子が接続スタッド４９の上に位置し、また、コ
レクターシュー４４が面３９に接触した時に、光源に電
圧が供給されることになる。

【００２５】ファイバ要素３１は、省略することもでき
るし、また、ビーム（ｂｅａｍ）の如き、他の形態の光
伝導体を設けることもできる。図４は、構造的なビルデ
ィングセットの一部を構成するビルディング要素１０
を、上記ビルディングセットの中に光線を分配するため
の複数の光ファイバ要素３１との関係において、断面図
で示している。ビルディングセットの各部分又は部品
は、図１と同じ参照符号で示されている。光源１５は、
外部光源で置き換えることができ、そのような外部光源
から、光伝導体を介して、回転部材１４に光線が供給さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光源を内蔵する本発明のビルディング要素の好
ましい実施例の概略的な分解図である。

【図２】図１に示す要素取り付けリングの後方側を示す
図である。

【図３】本発明の要素の光線出射開口を図１の線ＩＩＩ
−ＩＩＩに沿って示す断面図である。

【図４】図１に示すビルディング要素の断面図である。

【符号の説明】

１０ ビルディング要素 １１、１２ ハウジング部分 １３ 回転軸線 １４ 回転部材 １５ 発光体 １６ 光線出射開口 １７ シャフト部分 １８ 穴（軸受孔） １９ 連結手段 ２０ 外部駆動装置 ３０ 内側肩部 ３１ 光ファイバ（ファイバ要素） ３２ 凹所 ３８ ディスク（ディスク形状のリング） ３９、４２ 導電パス ４３ 孔（ノード） ４４ コレクターシュー ５０ 入力端子

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光体（１５）が設けられているハウジ
   ング（１１、１２）を備え、 前記発光体（１５）は、回転可能に設けられた回転部材
   （１４）の回転軸線（１３）から隔置されて、前記回転
   部材（１４）に取り付けられており、 前記ハウジング（１１、１２）は、少なくとも１つの光
   線出射開口（１６）を有する壁部を備えており、前記発
   光体（１５）が、前記回転部材（１４）の回転によっ
   て、前記少なくとも１つの光線出射開口（１６）に整合
   された時に、前記発光体（１５）からの光線が、前記ハ
   ウジング（１１、１２）から出ることができ、 前記回転部材は、外部駆動装置（２０）と連結されるた
   めの連結手段（１９）を有している、構造的なビルディ
   ングセット用のビルディング要素（１０）であって、 前記発光体（１５）は、前記少なくとも１つの光線出射
   開口（１６）にほぼ整合された時にだけ、光線を放出す
   るようになされていることを特徴とする、ビルディング
   要素。
2. 【請求項２】 請求項１のビルディング要素において、
   前記ハウジング（１１、１２）は、実質的に平行な２つ
   の対向する壁部を有しており、これら壁部には、前記回
   転部材（１４）を担持し且つ前記壁部を貫通するシャフ
   ト部分（１７）のための軸受リングの役割を果たす、整
   合された２つの孔（１８）が形成されていることを特徴
   とする、ビルディング要素。
3. 【請求項３】 請求項２のビルディング要素において、
   前記回転部材（１４）は、前記シャフト部分（１７）と
   一体の回転可能なディスクの形態を有していることを特
   徴とする、ビルディング要素。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかのビルディン
   グ要素において、前記発光体（１５）は、絶縁材料から
   成るディスク形状のリング（３８）の一側部である要素
   側に取り付けられた、発光ダイオードであり、前記リン
   グ（３８）の他側部には、金属パス（３９）が設けられ
   ており、これら金属パスは、前記ハウジング（１１、１
   ２）の電気的な入力端子（５０）に接続された、弾性を
   有するコレクターシュー（４４）と協働することを特徴
   とする、ビルディング要素。
5. 【請求項５】 請求項４のビルディング要素において、
   前記リング（３８）は、前記シャフト部分（１７）の幾
   何的なロック作用によって、前記回転可能なディスクに
   対して平行な関係で、該ディスクに対して保持されてお
   り、これにより、前記発光ダイオードは、前記回転可能
   なディスクの凹所（３２）を通して、前記少なくとも１
   つの光線出射開口（１６）に向かって光線を放出するこ
   とを特徴とする、ビルディング要素。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかのビルディン
   グ要素において、複数の光線出射開口（１６）を備えて
   おり、これら光線出射開口は、前記回転部材（１４）の
   回転によって前記発光体（１５）が移動する距離に対応
   する円弧に沿って、前記ハウジング（１１、１２）の前
   記平行な壁部の一方に形成されていることを特徴とす
   る、ビルディング要素。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかのビルディン
   グ要素において、前記回転部材（１４）の連結手段（１
   ９）は、前記シャフト部分（１７）の十字形の貫通孔を
   含み、対応する十字形の駆動軸の形態の外部駆動装置
   （２０）を、摩擦嵌めによって、前記貫通孔の中に取り
   外し可能に収容することができることを特徴とする、ビ
   ルディング要素。
8. 【請求項８】 請求項４のビルディング要素において、
   前記ディスク形状のリングの前記金属パス（３９、４
   ２）は、複数の光線出射開口（１６）に対応する円の複
   数の部分として形成されており、これら円の複数の部分
   の中の第１の部分は、前記リングの前記要素側にある第
   １のノード（４３）に電気的に接続されており、また、
   前記円の複数の部分の中の第２の部分は、前記リングの
   前記要素側にある第２のノード（４３）に電気的に接続
   されていることを特徴とする、ビルディング要素。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかのビルディン
   グ要素において、前記光線出射開口（１６）に関連する
   ブッシングが、関連するハウジングの壁部に設けられて
   おり、前記ブッシングには、内側の肩部（３０）が形成
   されていることを特徴とする、ビルディング要素。
10. 【請求項１０】 ビルディング要素（１０）を備える構
    造的なビルディングセットであって、光源（１５）と、
    当該ビルディングセットの中で光線を分配するための複
    数の光ファイバ要素（３１）とを備え、 前記ビルディング要素（１０）は、前記光源（１５）が
    組み込まれているハウジング（１１、１２）を有してお
    り、 前記光源（１５）は、前記回転部材（１４）の回転軸線
    （１３）から隔置されて前記回転部材（１４）に設けら
    れており、 前記ハウジング（１１、１２）は、少なくとも１つの光
    線出射開口（１６）を有する壁部を有しており、前記光
    源が、前記回転部材（１４）の回転によって、前記少な
    くとも１つの光線出射開口（１６）に整合した時に、前
    記光源（１５）からの光線が、前記光線出射開口を通っ
    て、前記ハウジング（１１、１２）から出ることがで
    き、 前記回転部材（１４）は、外部駆動装置（２０）に連結
    するための連結手段（１９）を有しており、 前記回転部材（１４）は、前記ハウジング（１１、１
    ２）によって包囲されていると共に、該回転部材の回転
    軸線（１３）の周囲で、前記ハウジング（１１、１２）
    に関して自由に回転可能であり、 前記光線出射開口（１６）は、ブッシング部分を有して
    おり、該ブッシング部分は、前記ファイバ要素（３１）
    を収容し、該ブッシング部分との間の摩擦による連結に
    よって前記ファイバ要素を取り外し可能に保持すること
    のできる、断面を有していることを特徴とする、構造的
    なビルディングセット。