JPH10277273A - 電子音発生玩具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現代人のストレスを発声電子機器を用いるこ
とによって、解消する。 【解決手段】 投擲したり、たたきつけたりしてもその
衝撃に耐えられるように発声電子機器を弾性ある素材で
囲んだものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路による電
子音発生装置を備えた玩具に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ技術とセンサーの発達に伴い、多く
電子回路を利用した玩具が商品化されている。そのなか
でも最近は、光センサー、赤外線センサー、音センサー
を利用したものが多くなっている。

【０００３】赤外線センサーを利用した玩具としては
“電子番犬”がある。これは赤外線センサーを利用した
もので、人や動物が玩具の前を横切ると、赤外線センサ
ーが動物の体温（赤外線）を感知し、電子音発生装置に
よって犬の鳴き声が発生する仕組みになっている。

【０００４】光センサーを利用した玩具としては、障害
物を避けて走る自動車玩具がある。これは、自動車の前
から照射するレーザー光線が障害物にあたって跳ね返っ
てくるレーザー光を利用して障害物を感知し、障害物を
避けながら自動運転するものである。

【０００５】音センサーを利用した玩具としては、ダン
スする電子ヒマワリや人の言葉をオウム返しする電子九
官鳥などがある。前者は手を叩くとヒマワリが踊り出す
ものであり、後者は人がしゃべるとその言葉を即座にオ
ウム返しする、九官鳥の形をした玩具である。

【０００６】センサーには機械的な仕組み（メカニズ
ム）によるものと、電子的技術（エレクトロニクス）に
よるものとがある。

【０００７】前者（メカニズムセンサー）は物理的な力
が加わったことを感知して、スイッチングさせる仕組み
を利用している。狩猟で使われる罠の多くはこの仕組み
を利用している。メジロなどの小鳥を捕まえる落とし籠
は、竹の筒の上にメジロがとまる、竹の筒が回転し、蓋
を支えている棒が外れ、蓋が閉まるという仕組みになっ
ている。すなわち、竹の筒とふたの支え棒がセンサーの
働きをしている。

【０００８】また江戸時代からあるからくり人形『茶く
み人形』は、主人がお盆の上に茶の入った茶碗を載せる
と直進し、客が茶碗を取ると停止し、さらに客が茶碗を
お盆に戻すと１８０度回転して主人の方に戻ってくると
いうものである。お盆の上に品物が在る無しを感知して
動作をスイッチングしているから、これも機械的なセン
サーを使った玩具の一種である。当時は鯨の髭をぜんま
い（原動力）とし、木の歯車を利用して作られていた。
現在なら、ぜんまいの代わりに電池とモーターが使わ
れ、歯車は金属が使われるところである。いずれにし
ろ、電源のスイッチのオン／オフによって原動力が動作
し、一定の動作が繰り返されることになる。

【０００９】一方、後者（エレクトロニクスセンサー）
は、電気的あるいは電子的回路によってさまざまな環境
の変化を感知し、それを各種の動作に結び付ける仕組み
である。その多くは、周囲の環境によって物質の電気抵
抗や電圧などの電気特性の変化を検出し、それを電気信
号に変えてさまざまな動作を行うものである。

【００１０】『１００例にみるセンサ応用技術』（宇佐
美晶著・工業調査会出版）に載っている基本センサーの
項目だけでも、焦電型赤外線センサー、量子型赤外線検
出素子、半導体圧力センサー、静電容量式圧力センサ
ー、磁気センサー（磁気抵抗素子）、磁気センサー（接
合型素子）、超音波センサー、シリコン振動式圧力セン
サー等、２１種類ある。

【００１１】たとえば、静電容量式圧力センサーは圧力
によって静電容量が変化することを利用して、圧力変化
を感知しようというものである。図２は、静電容量式圧
力センサーの構造である。固定電極が取り付けられた部
屋の中央を感圧ダイヤフラムで仕切り、左右の圧力差Ｐ
（＝（Ｐ₁−Ｐ₂））を Ｐ＝Ａ×｛（Ｃ₁−Ｃ₂）／（Ｃ₁＋Ｃ₂）｝ の式で求めるものである。ここで、Ｃ₁、Ｃ₂は左右の静
電容量、Ａは実験的の求まる定数である。静電容量の変
化は電気的な変化として現れるから、その電気変化を読
み取れば、正確な圧力差として表示できる。

【００１２】玩具では光、熱（赤外線）、音を利用した
非接触型センサーがよく利用される。これは、非接触型
であるために利用しやすいとともに、ユーザーに不思議
感を与えるという利点があるからである。とくに最近で
は、最初の例に挙げた電子九官鳥ように音声発生装置と
結び付けたものが多くなっている。これも、電子合成音
などの電子音声発生技術が進歩してきていることと深く
結びついている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術でみてきたよ
うに、ＩＣなどの電子部品が安くなり、安価でしかも手
軽に利用できるようになった為に、電子回路を用いたセ
ンサーや音声発生装置（広くは音楽なども含む電子音発
生装置）を利用した玩具が増えている。

【００１４】非接触型センサーと電子回路を結び付けた
玩具の場合には、電子回路自体に強い衝撃を与えないた
めに、電子回路を傷つけないというメリットがある。し
かし、接触型センターまたはそれに似たセンサーと電子
回路を結び付けた玩具の場合には、とくに強い衝撃が加
わる玩具の場合には、電子回路が衝撃に耐えられなかっ
たり、玩具の寿命が短いなどの理由から、一般には機械
的な構造を利用した玩具が多く、電子回路を利用した玩
具は少ない。

【００１５】その一方で、現代人は老若男女を問わずス
トレスが鬱積しており、その為に病気を始め、様々な問
題が惹起されている。また、玩具においても家庭ではフ
ァミコンを用いたものが、流行しているが、これまた時
間的に制限されたゲームとなり、また閉鎖的な性質のた
めに、協調性や社交性を損なう原因の一つともなってい
る。大人の社会においても、リストラや業務のＯＡ化に
よって、ストレスは深まっており、これら心の問題は、
深刻である。

【００１６】そこで本発明が解決しようとする課題は、
現代人が日常抱える多くのストレスを発散させる為に、
壁や床に衝突させることによって音声（音楽や効果音も
含む）を発生させることのできる玩具を開発することで
あり、そのための構造的および電子的機構を提唱するこ
とにある。ただし、本発明の範疇はあくまでも玩具であ
り、電子回路やセンサーそのものの設計や開発を行うこ
とまでは意図していない。そのため、既存のセンサーや
電子回路はなるべくそのまま利用するものとする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、まず外部を弾力のある素材で包み、その
内部に衝撃感知センサー、電源、整形、音声発生装置、
アンプ、スピーカーなどを備えた電子回路を取り付け
る。センサーは電子回路内になくてもかまわない。衝撃
をどのような形態で捉えるかによってその種類も、また
取り付ける位置も変わってくる。

【００１８】図２は、本発明の音声（電子音）発生装置
付き玩具の外観図である。周辺部材１は、玩具の周囲は
弾力性に富んだ素材、例えば合成樹脂やゴムなどを使
い、衝突したときの衝撃を和らげると同時に、衝撃をセ
ンサー、例えば、圧力センサーや機械的なバネ式のセン
サーなどに伝える働きをもっている。周辺部材１の内輪
部には固定部材２（一般に金属を使用）を取り付け、そ
の内側に収納ケース４を設置する。

【００１９】収納ケース４は、電子回路を収納するため
のもので、固定部材２へ連結して例えば、衝撃吸収の
為、弾性部材の合成樹脂やゴム等で電子回路を包み込ん
だものである。図４で、電池交換の為のふた３の部分と
スイッチ５の部分を除いて、弾性部材が電子回路をラッ
プしてもよい（なお、落とした場合にスイッチ５が地面
に触れないように、周辺部材１の径より内側に引っ込ん
でいるのが好ましい）。

【００２０】本玩具の使用の仕方は、図３のように玩具
を握り、矢印の方向に投げ、壁や床にぶつけるだけであ
る。投げ方や玩具のぶつかり方によっては、うまく元の
位置に戻ってくることもあれば、まったく別の方向に跳
ね返ることもある。

【００２１】またセンサーの種類やセンサーの取り付け
位置によっては、発生する音（音声やメロディ等）が異
なったり、音が発生しなかったりすることもできる。そ
れも、ゲーム性の一つとして楽しめるようにすることが
できる。特にバネ式の方向性のある機械式センサーを数
箇所に設置した場合には、衝突部位によって発声した
り、またしなかったり、或いは発声を変える。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を構造面を中
心に説明する。図４は、本発明の玩具の上断面と側断面
を表した図である。周辺部材１は、弾力のある合成樹脂
やゴム鞠のような弾力に富んだ素材でできている。その
内部は空洞であってもよいし、またスポンジのような柔
らかい素材を詰めてもよい。

【００２３】図４の例は、センサー６として圧力センサ
ーを用いているので、周辺部材１の内部は空洞になって
おり、空気で膨らましてある。したがってセンサー６は
衝突したときの空気圧の変化を感知し、電子回路基板８
上に取り付けられた音声発生装置を作動させ、音声（広
くは音）を発生させる。

【００２４】図４のようにセンサー６を圧力センサーを
使用した場合には、気圧の変化を読み取って電子回路を
作動させるために、周辺部材１はある程度硬質な素材が
好ましい。なぜなら、ちょっと握った程度で周辺部材が
凹んでしまうと、すぐにセンサーが働いてしまうからで
ある。自転車の車輪に例えるなら、周辺部材としたは、
チューブよりはタイヤに近い素材がよい。

【００２５】図５は玩具が壁に衝突したときの様子を示
すもので、衝突によって内部圧力（気圧）が変化し、セ
ンサーがその圧力変化Ｐを感知する。したがってセンサ
ーとしては、従来技術で挙げた圧力センサー（図１参
照）が利用できる。

【００２６】センサーは、圧力センサーのほかに振動セ
ンサーや機械的スイッチングセンサーが使える。この点
は実施例で述べるが、このようなセンサーを使用すると
きは、センサーの取り付け位置は周辺部材の内部でなく
てもよく、設置場所は自由である。また周辺部材内部も
空洞である必要もなく、また素材の制約も少ない。ただ
し、弾力性のあるものという点は変わらない。その理由
は、ぶつかったときの、電子回路に与える衝撃を少なく
することと、人に当たっても人を傷つけないようにする
ためである。

【００２７】図６は、電子回路基板８の基本回路を示し
ている。その基本構成要素は、電源部１０、整形部１
１、タイマー部１２、音声発生部１３、アンプ部１４か
ら成っており、スイッチングの役目はセンサー６が行
い、音声（広くは音）の出力はスピーカー１５が受け持
つ。センサー６とスピーカー１５は電子回路基板８内に
含めてもよいが、システムに柔軟性をもたせるために通
常は配線７を通して、外部に設置すると便利である。

【００２８】外部からの衝撃が加わると、センサー６が
それを感知し、整形部１１で適当な電気信号に変えてタ
イマー部１２を作動させる。タイマー部１２のタイマー
はリレースイッチになっており、ある一定時間、音声発
生部１３の電気回路を作動状態にすることができる。音
声発生部１３はスイッチがオン（電気が流れた状態）に
なると、音声（広くは音）信号を発生させ、その音声信
号はアンプ部１４で増幅され、スピーカー１５から出力
される仕組みになっている。

【００２９】電源部１０のスイッチ５は、電子回路全体
を稼働させるための電源スイッチである。このスイッチ
を切っておけば、センサーは働かないし、また衝撃があ
っても音声が流れることはない。したがって、予期しな
いときに音が流れることもないし、また電源（通常は電
池）の消耗を防ぐことができる。スイッチ５は簡単にオ
ン／オフできなければならないから、通常、図２に示し
たようにケースの外部に取り付け、配線７で電子回路基
板と接続させる形態が好ましい。

【００３０】又、衝撃の度合いによって音声を変える仕
組みを作るには、マイコンを組み込み、衝撃の度合いを
判定することによって、出力する音声を変えるようにコ
ントロールすることが可能である。これによって、投げ
る力や投げ方などによって違った状態を引き出せるか
ら、よりゲーム性のある玩具とすることができる。

【００３１】

【実施例】本発明の実施例として、センサーと遊び方に
ついていくつかの例を挙げる。実施の形態ではセンサー
として圧力センサーを挙げたが、ここでは振動センサー
の例を挙げる。実施の形態で挙げた圧力センサーの場合
には、必ず周辺部材の内部に設置しなければならなかっ
たが、振動センサーの場合には、その設置場所は自由で
ある。

【００３２】振動センサーの場合には、電子技術を用い
なくても、単純な機械的なセンサーを作ることもでき
る。たとえば、図７はバネを利用した場合のスイッチン
グ機能をもつセンサーである。 （１）は鋼などの板バネを利用したセンサーの例であ
り、（２）は螺旋状のバネを利用してセンサーの例であ
る。バネ２１の先端には重り２０が付いていて、強い衝
撃（衝突時の撃力）が加わるとバネ２１が縮み、スイッ
チ（電極端子）２２が接触し、電源が流れるというもの
である。このセンサーの場合には、バネの動作方向が固
定されているために、衝突方向によってはセンサーが働
かない。したがって、当てる方向をコントロールするこ
とが必要となり、それ自体をゲーム性として楽しむこと
ができる。

【００３３】図７のような方向性をもったセンサーを全
方向に働かすためには、図８も（１）のように最低３方
向にセンサー２３を設置する必要がある。このとき、図
８の（２）のように各センサーの配線上に異なる抵抗器
２７を設置すれば、どのスイッチがオンになったかによ
って、流れる電流が異なるために、電子回路上でそれを
判定して発生させる音声を変えることができる。したが
って、本発明の玩具を壁にぶつけたときに、その当て方
によって得点を競うゲームも行える。

【００３４】図７のセンサーの変形で全方向性をもたせ
るには、図９のような形態のセンサーも可能である。図
９の（１）のように端子を二つ設置することにより、バ
ネ方向に衝突した場合には、（２）のような形でスイッ
チがオンになり、バネと垂直方向に接触した場合には、
（３）のようにどちらかのスイッチがオンとなる。した
がって、この場合にはどの方向に玩具が衝突してもセン
サーが働き、音声が発生する。

【００３５】いずれの場合も、この種の機械的スイッチ
ングセンサーを使用した場合には、スイッチがオンとな
ると電源が流れ、リレーによってタイマーが働き、一定
時間電子回路に電流が流れ続けるという仕組みになって
いる。従って、地べたや壁にぶつける事とうで、発生音
が、例えば、「がんばれ」とか「もっと力を入れて」、
「くじけるな」等の言語を入れておけば、効果的な健康
増進をもたらし、玩具としても趣向あるものとなる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の玩具は、玩具を投げて床や壁な
どにぶつけることにより、センサーと電子回路を内蔵し
た玩具自体から音声（広くは音）が発生するというもの
である。 従って、電子回路の外部を弾力性のある素材
で覆い、回路部分を衝突による衝撃から保護する構造に
している本発明の玩具は、地べたや壁等にぶつけて、音
声を発しさせて、ストレスの発散や打撃の練習等に健康
的な玩具として用いることができる。

【００３７】一方、実施の実態や実施例で述べたよう
に、センサーの種類や取り付け方によって、遊び方を変
えられるというメリットをもっている。たとえば、衝突
に対して方向性のあるセンサーを使用した場合には、投
げ方やぶつける方向によって、発生する音声を変えて発
生音を楽しんだり、発生音によって得点を決めておくこ
とによって得点取得ゲームなどの玩具として使うことも
できる。

【００３８】センサーも衝撃の度合いを判別できるもの
を使用すれば、衝撃の強さで発生させる音が変えられる
から、プレーヤーに異なる音を一つの玩具から聞けると
いう楽しみを与えることもできる。このように、工夫し
だいでさまざまな角度から違った遊び方ができる玩具と
して発展させることのできる特徴を、本発明の玩具は備
えている。

【００３９】本発明の玩具は完全な球形ではない。この
ため、ぶつけ方によって、元の位置に跳ね返らせること
は難しくなっている。したがって、電子音をオフの状態
にして電子音が鳴らない状態でも、壁にぶつけて元の位
置に跳ね返らせて遊ぶといった遊び方もできる。このよ
うに、本発明の玩具の外部形態からくるサブ的なゲーム
性をもっていることも、本発明の玩具の特色である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術における圧力センサーの例である。

【図２】発明の実施の形態において、本発明の玩具の外
観を説明するための図である。

【図３】発明の実施の形態において、本発明の玩具の握
りと投げ方を示す一例である。

【図４】発明の実施の形態において、本発明の玩具の内
部構造を説明するための上断面図と側断面図である。

【図５】発明の実施の形態において、本発明の玩具を壁
に衝突させたときの、玩具の変形の内部圧力の状態を説
明するための図である。

【図６】発明の実施の形態において、本発明の玩具の電
子回路の内部構造を説明するための図である。

【図７】実施例において、バネを利用して衝撃を感知す
る機械的な構造をしたセンサーの例である。

【図８】実施例におけて、方向性をもつセンサーを複数
設置する場合の仕方と、各センサーごとに発生する電流
を変える仕組みを説明するための図である。

【図９】実施例におけて、全方向性をもつバネ式センサ
ーの一例である。

【符号の説明】 １ 周辺部材 ２ 固定部材 ３ ふた ４ 収納ケース ５ スイッチ ６ センサー ７ 配線 ８ 電子回路基板 １０ 電源部 １１ 整形部 １２ タイマー部 １３ 音声発生部 １４ アンプ部 １５ スピーカー ２０ 重り ２１ バネ ２２ スイッチ（電極端子） ２３ センサー ２７ 抵抗器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部を弾力のある素材で包み、その内部
   に衝撃感知センサー、電源、整形、音声発生装置、アン
   プ、スピーカーを備えた電子回路を取り付けることを特
   徴とする電子音発生玩具。