説明

科学玩具

【課題】Sコップ、貯水容器、ポンプ、ノズル、コップ式天秤、野鳥模型、ボイスプレイヤーを備え、子ども向けの理科実験用や癒し系の科学面白玩具を提供する。
【解決手段】コップへの注水量が所定水位に達する毎に該コップ排水口から大半のコップ貯水が、排水されるサイフォン原理のSコップを片側に備えてコップ式天秤を構成し、貯水容器に埋設した水中ポンプから導いた噴出水によりSコップへの注水が継続して行わる構成とし、コップ式天秤の天秤バーには野鳥模型などを支軸載置してボイスプレイヤーを連動させ、Sコップへの注水⇔排水と連動してコップ式天秤が下降⇔上昇の動作を所定周期毎に繰返すシーソー動作とともに、野鳥が囀りを発して水飲み仕草を繰返し行うように構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はサイフォン原理のSコップ、コップ式天秤、電動ポンプ、貯水容器、ノズル、ボイスプレイヤーを備えた科学玩具であって、理科実験教材具及び癒し系の科学面白グッズに係る科学玩具である。
【背景技術】
【0002】
本願に基づく提案の科学玩具は、老若男女が楽しめて学べる科学玩具の提供を目的とするが、類似の公知技術や背景技術は本出願人の調査結果では発見されなかった。そこで、サイフォンコップや該コップ式天秤の要素技術としては、例えば、本出願人と同一人による特許文献1の特開2009−69719号公報が開示されており、該特許文献1にはサイフォン原理に基づくサイフォンコップの発明構造や該サイフォンコップ(以下の説明では、サイフォンコップのことを単にSコップまたはSCと称して説明することもある)を用いて形成したコップ式天秤の構成内容が開示されている。
【0003】
さらに、特許文献2の特許昭62−258769号公報には自動噴水設備のことが記載されており、特許文献2の特許平2−280084号公報には、揚水ポンプ、サイフォン、定量管として鹿威しなどが記載されている点。
【0004】
一方、非特許文献1には古代ギリシャ(B.C.1世紀ころ)時代に、へロンが考案したとされるサイフォン原理の基本形と思われる「戒めの盃」と称する装置が掲載紹介されている。「戒めの盃」は、前記特許文献1にも図解入りで詳細に引用転記されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−69719号公報
【特許文献2】特開昭62−258769号公報
【特許文献2】特開平2−280084号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】図解 古代・中世の超技術38 小峯龍男 講談社ブルーバックス「戒めの盃」古代ギリシャ B.C.1世紀頃(46〜53頁)及び「自動噴水盃」(54〜57頁)のことが記載されている。
【0007】
本願科学玩具では、特許文献1の特開2009−69719号公報に開示されているSコップ(同文献中の図1)とコップ式天秤(同文献中の図7)に新規改良を加えて付加価値を高め、本願科学玩具の構成要素技術に応用して活用を図ったものである。そこで、前記特許文献1から前記Sコップとコップ式天秤1の両構成部品を引用して図1に示し、前記特許文献1に開示されているSコップやコップ式天秤に関して改良点を含めて関連的に説明することにする。
【0008】
前記特許文献1では、従来公知技術として広く知られている逆J字型サイフォンを改良して、全ての構成部品を筒状にした結果としてSコップの金型成形による製造を可能にした構造的特徴などが記載されている。そして、コップ式天秤は上記Sコップを応用したコップ式天秤である。
特に、特許文献1に開示されているSコップを応用したコップ式天秤は、本願発明として以下に詳細説明する新しい要素技術を付加したことで、子ども向けの科学実験教材具や老若男女が見て楽しめる癒し系科学玩具などの要素技術として、適材適所的な応用が期待できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献1の特開2009−69719号公報に開示されているSコップ(同文献中の図1)及びコップ式天秤(同文献中の図7)は、図1とともに概説したように改良されたSコップと該Sコップを用いたコップ式天秤の構成技術が同文献の図7に実施例4として開示されている。
特に特許文献1に開示された前記Sコップ及びコップ式天秤におけるSコップ、及び、従来のサイフォン茶碗(教訓茶碗として市販されている)の全ては、該開口部から都度、一挙にまたは徐々に注水を行い、注水量が所定値に達した時点で容器底部から一挙に排水されるサイフォン原理の不思議さや面白さを楽しみ、さらには、そのような手動操作で科学実験教具に供するようにしたものであった。
【0010】
一方、前記特許文献1に示されているコップ式天秤1は同文献中の図7のように台座固定支柱にT字型に形成保持した天秤バーに対し、懸吊したSコップに徐々に注水を行って、天秤式Sコップへの注水⇔排水と関連して、水重量に伴う天秤の平衡、不平衡の天秤原理を学べるようにした理科実験教材具が開示されている。しかし、スポイトや水差しを用いての単純手動実験による注水・排水を繰返す行為は煩わしく、じっくり観察ができない点から興味が薄れて飽きられてしまう課題があった。
そこで、本願発明では特に前記特許文献1に開示されているSコップを用いたコップ式天秤に対して、改良を図るために下記列記点を課題とする。即ち
(1)少なくともコップ式天秤のSコップ側に、継続注水を行いつつ排水が繰返されるように構成する。(2)天秤バーに野鳥模型を可動支軸し、コップ式天秤のシーソー動作に伴って該野鳥模型が水飲み仕草をするように構成する。(3)野鳥の囀りのボイスプレイヤーを該野鳥模型の水飲み仕草に連動させる構成とする。以上の改良による相乗効果でサイフォン現象が飽きることなく、コップ式天秤のシーソー動作に連動させて野鳥の囀りを恒久的に繰返す構成とすることで老若男女が視聴覚で楽しめる構成として、教育的教材効果とともに癒し効果が発揮される科学玩具の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するため、本発明に係る科学玩具は次の第1〜第5発明のように構成する。
第1発明の科学玩具は主構成要素が下記のように形式される。即ち、・コップへの注水に伴い、該コップの注水量が所定水位に達する毎に該コップ排水口から大半のコップ貯水が排水されるように形成したサイフォンコップ(以下サイフォンコップのことを単にSコップと称して説明することもある)と、・少なくとも前記Sコップを片側に支持して天秤動作するようにしたコップ式天秤と、・前記Sコップからの排水を受け入れるようにした貯水容器と、
以上を具備してなり、少なくとも前記Sコップへの注水が「Sコップへの注水量<Sコップからの排水量」の条件に基づいて継続して行われ、前記Sコップへの注水に伴って前記コップ式天秤がシーソー動作を恒久的に繰返すように構成したことを特徴とする科学玩具(図2の実施例1及び図6の実施例5)である。
【0012】
第2発明の科学玩具は前記第1発明において、主構成要素が下記のように形式される。即ち、
・水などの液体を噴出するようにした電動ポンプと、・前記ポンプからの噴出水を導いた注水と、以上を具備してなり、少なくとも前記Sコップへの注水が「Sコップへの注水量<Sコップからの排水量」の条件に基づいて継続して行われ、前記Sコップへの注水に伴って前記コップ式天秤がシーソー動作を恒久的に繰返すように構成したことを特徴とする科学玩具(図3の実施例2)である。
【0013】
第3発明の科学玩具は前記第2発明において、科学玩具の主構成要素が下記のように形式される。即ち、・前記コップ式天秤に連動する野鳥模型(鳥、魚、動物模型など)を備えたこと、・前記野鳥模型などの口先部が、前記Sコップ開口部に入出される態様として前記天秤バーに可動支軸したこと、以上を具備してなり、前記コップ式天秤のシーソー動作とともに天秤バーに可動支軸した前記野鳥模型などが前後方向に連動動作を繰返すように構成したことを特徴とする科学玩具(図4の実施例3)である。
【0014】
第4発明の科学玩具は、科学玩具の主構成要素が下記のように形式される。即ち、・前記野鳥模型などの囀りを再生するボイスプレイヤーを備えたこと、・前記コップ式天秤のシーソー動作に連動して前記ボイスプレイヤーの再生態様がON、OFFされるように構成したこと、以上を具備してなり、前記コップ式天秤のシーソー動作とともに天秤バーに可動支軸した前記野鳥模型などが前後方向への連動動作とともに、前記ボイスプレイヤーが前記野鳥模型などの囀りを繰返し再生するように構成したことを特徴とする科学玩具(図5の実施例4)である。
【0015】
第5発明の科学玩具は、科学玩具の主構成要素が下記のように形式される。即ち、・胴体の一部に注水口、端部に排水口を備えた胴体部を支軸構成されてなり、前記注水口への注水に伴い、該前記胴体部への注水量が所定水位に達する毎に前記胴体部貯水が前記排水口から排水され、シーソー動作を繰返すようにした鹿威しを用いたこと、・前記排水を受け入れる貯水容器と、・前記鹿威し胴体の一部に可動支軸された動物模型(鳥、魚、動物など)と、・前記動物模型などの鳴き声を再生するボイスプレイヤーを備えたこと、・前記鹿威しの前記シーソー動作に連動して前記ボイスプレイヤーの再生状態がON、OFFされるように構成したこと、以上を具備してなり、鹿威しへの注水⇔排水のシーソー動作に伴って、該胴体部に可動支軸された前記動物模型が前後方向に連動され、前記ボイスプレイヤーから前記動物模型などの鳴き声再生を繰返すように構成したことを特徴とする科学玩具(図6の実施例5)である。
【発明の効果】
【0016】
前記したように、本願発明の科学玩具には下記に列記するような多くの特徴と効果がある。
本願の科学玩具は・老若男女が見て楽しめる!マジックみたい!癒される!面白い!楽しめて学べる科学玩具!…などの表現に値する科学玩具の提供を目的とする。そこで、本願発明の科学玩具では本出願人による前記特許文献1に開示されているSコップ及びコップ式天秤の適材適所的活用によって相乗効果や付加価値を高めるようにした科学玩具である。
【0017】
即ち、本願発明の各実施例の構成要点と発明効果概要は以下に列記する通りである。
(1)Sコップを用いたコップ式天秤が、継続注水⇔排水を伴いつつ上昇及び下降のシーソー動作を恒久的に繰返すようにした基本構成である(図2の実施例1)。
(2)前記コップ式天秤1の天秤バー上に、野鳥模型などを可動支軸して該天秤バーのシーソー動作と連動して野鳥模型が水飲み仕草などを恒久的に繰返すようにしたこと(図3の実施例2)。
(3)前記(2)と関連して野鳥などの囀りをメモリーしたボイスプレイヤーを合体し、前記天秤バーに可動支軸した野鳥模型の水飲み仕草と連動するように、単純なセンサー回路構成により、ボイスプレイヤーの自動再生(ON)が繰返される回路構成としこと(図4の実施例3)。
(4)前記(3)と関連してコップ式天秤の代わりに鹿脅しを用いてもよい。即ち、可動支軸した鹿脅しの胴体部に犬模型などを可動支軸し、犬の吠え声を再生するようにしたボイスプレイヤーが犬模型の動作に連動するようにしたセンサーの単純回路構成により、ボイスプレイヤーの自動再生(ON)を繰返す構成としこと(図5の実施例4)。
(5)各実施例1〜5において、科学玩具KOに電源、即ち連動ポンプPを一切用いることなく、吊るしたバケツ水や水道水を水源として終日、または、恒久的にエコ的運転が図れるようにしたこと(図6の実施例5)。
【0018】
青少年向け用としての科学教材具や実験装置としての特徴を列記すると、
・透明体に成形したSコップであって、周期的に繰返される不思議なサイフォン現象がじっくり観察でき、さらに図3のようにSコップを多段配置として、例えば、クリア、イエロー、オレンジ色で成形したコップを用いることと関連して、青色食紅で着色した貯水容器水を循環させて用いることで、前記各Sコップへの順次の水の流れに伴い、クリアコップ⇒水色がブルー色のままである。イエローコップ⇒水色がグリーン色に変化する。オレンジコップ⇒水色がブラック色に変化するので、水流の混色状況が刻々色変化現象は興味を喚起し、サイフォン・天秤の平衡⇔不平衡・野鳥仕草・該囀りが所定周期毎に連動式に自動再生さる仕組みは、飽きることなく、楽しみ乍ら学べ、安らぎの癒し効果も大である。
【0019】
・前記Sコップの排水・降下に連動して、野鳥模型は如何にもSコップの水を求めて嘴を勢いよく突っ込む仕草を連想させることになり、且つ、排水に伴うSコップ上昇は如何にも野鳥がSコップ水を飲み干した結果かと、錯覚されて見ている人の笑いを誘い、さらにボイスプレイヤーVPから野鳥の囀りを連動させてバージョンアップが図れる。
以上の改良点を加えた相乗効果により一層付加価値が高められ、サイフォン現象が見飽きることなく、コップ式天秤のシーソー動作に連動させて野鳥の囀りを恒久的に繰返す構成とすることで、青少年向けの理科学実験教材分野の視聴覚教育効果及び老若男女の楽しみや癒し目的効果も十分発揮される優れた科学玩具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】公知文献1におけるサイフォンコップ(Sコップ)とコップ式天秤及び該天秤バーに本発明科学玩具KOの野鳥模型が可動支軸された構成要素の実施例を示す。
【図2】実施例1、コップ式天秤、水中ポンプ、ノズル注水などの装置実施例を示す。
【図3】実施例2、天秤バー、野鳥模型、水中ポンプ、注水、水循環の実施例を示す。
【図4】実施例3、野鳥模型、ボイスプレイヤー、センサー電極の各実施例を示す。
【図5】実施例4、鹿威し、動物模型、ボイスプレイヤー、再生スイッチ実施例を示す。
【図6】実施例5、各構成要素部品を複数個縦配列して多段配置した実施例を示す。
【図7】実施例6、貯水タンク、エアーポンプ、水陸両用ポンプその他の実施例である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
最初に、本願発明は図1に示すように前記特許文献1に開示されているコップ式天秤1に適材適所的改良を加えて要素技術とし、段階的にバージョンアップを図った科学玩具KOである。前記背景技術、発明概要、効果の記載内容などを参照することで本願が狙いとする科学玩具は概略理解し得たものと思われる。本願書では構成要部の図面説明を分かり易く、且つ、理解の助けとするために各図面中の同様な作用をする部分には同様な符号や名称(用語)とともに、参考事項を各図中に注釈掲載して説明する。
図1の各図は前記特許文献1で開示されている前記Sコップや天秤バー2の構成内容を前記特許文献1から引用転記し、本願発明に基づく改良点を付加した新規要素技術とともに最初に図1(a)〜(p)の各図を参照しつつ関連的に説明する。
【0022】
さて、図1は本願科学玩具の実施例要素技術に関わる前記Sコップ担体や該Sコップを活用したコップ式天秤1、及び、該天秤バー2に野鳥模型3を可動支軸した作動態様を示しており、以下の具体的説明に伴って本発明の構成要点が理解されるものと思われる。
初めに、Sコップ(SC)について図1(a)、(b)を同時参照しつつ説明する。図1に示すSコップの発明内容に関しては、前記特許文献1に構造特徴や効果などが詳細記述されているので、ここでは、重複説明を省略して主に要素技術としての応用面から説明する。図1(a)は組立られたSコップ外観斜視図、図1(b)はA−A線断面図に関し、Sコップの実施例寸法を含めて図示している。図1(a)、(b)の両図に基づいてSコップ構造を簡単に説明すると、Sコップは開口部22と閉じた底面部23とを備えており、底面部23にはSコップ内部に排水管26が形成されるとともに底面外部に貫通する排水口24が形成され、上端部27が開口された形態で排水管26が立設形成されている。
【0023】
一方、図1(a)、(b)に示すように上端部が閉ざされるとともに開口下端に取水口Gの間隙が形成されるように加工した取水管28が、前記排水管26の外径より内径寸法が若干大径とされて前記排水管26への装着時に、数mm高くした寸法で別体加工されている。そして、取水管28を排水管26に装着した状態では図1(b)の断面図のように、取水管28が外側から排水管26に覆い被さる態様とされ、排水管26の底面部23に設けた補強リブ25(3支枝)の傾斜部と排水管26の内径が係合固着されて図示のように、取水口Gの間隙が形成される関係に加工してある。また、取水口Gは取水管28の下端部にスリット溝を形成して用いてもよい。
【0024】
Sコップには水位線29が赤線で刻印形成してあり、Sコップへの注水量が水位未満の場合は、Sコップを傾けたり振ったりしてもコップ貯水は一切排水されないが、該水位線29以上に注水した場合は、Sコップ貯水が前記排水口24から一挙に排水されてしまう不思議な現象を呈するのがSコップ構造上の特徴である。なお、Sコップの本体部は、ABS、PC素材などにより内部構造や水量が透けて見える透明体として一体成形加工されている。
因みに、Sコップ実施例では取水口G間隙寸法:20mm位と十分大きめの寸法で加工し、Sコップ作動水量:50cc、後述するノズルからの継続注水(噴水)⇔排水の作動周期が、略30秒の短周期間隔で繰返されるように設計実施している。
【0025】
次に、コップ式天秤1の構成と組立方法について図1(c)とともに説明する。図1(c)は天秤バー2担体の組立体斜視図である。天秤バー2はAL製角棒(10×10)を用いて、中間部に支軸孔32、33が加工してあり、AL角棒の両端部には加工性のよいAL製細棒(Φ3)を用いて図示のように半円弧状に折り曲げ加工してコップ吊金具34を加工し、天秤バー2の両端孔に圧入固着して組立した状態が図1(c)の天秤バー2組立体である。
そして、吊金具34の爪部を両側に若干開いた状態からSコップ及びダミーコップ(ダミーコップのことを以下の説明では、単にDCと称して説明することもある)に設けた吊下孔30に対して、SコップやDCを懸吊状に組立した状態が図1(e)である。
【0026】
天秤バー2の組立体は図1(e)が支柱41に対して、係止部材42で可動範囲が制限される態様として該支軸孔32に支軸ビス36で支持構成される。なお、前記特許文献1に開示されているコップ式天秤1の構成としては、図1(e)のようにコップ式天秤1が支柱41に保持された状態で、Sコップへの注水、排水とDCへの注水加減に関連して、所謂、サイフォン機能を備えつつ、コップ式天秤に基づく平衡⇔不平衡を学ばせるための学習用実験教具として形成したものであった。
以上の説明内容から、前記特許文献1に開示されているSコップやコップ式天秤の構成内容は一通り理解し得たものと思える。さらに、本願実施例では図1(d)以下の各図に示す如くコップ式天秤1に新たな改良の要素技術を加えたことで機能効果が高めるように改良したものである。
【0027】
本願発明に基づく科学玩具の要素技術とするためにバージョンアップしたコップ式天秤1の改良点について図1(d)〜(m)を参照しつつ説明を続ける。
図1(d)は、木製やプラスチック製で加工して色付けされた全長10cm位の野鳥模型3の斜視図である。該胴体脚部には図示形態で支軸用針金38が固着され、喉部39と尾部40には鐘具が埋設固着してある。図1(d)のように組立られた野鳥模型3は、天秤バー2に対して支軸用針金38で両側から挟み、野鳥模型3を前後方向に可動支軸してコップ式天秤1に組立した状態が図1(e)である。なお、天秤バー2に可動支軸する模型玩具は鳥、犬、魚、などで適宜選択組立することができる。図1(e)のように組立られたコップ式天秤1は、コップに垂直加重を加えることで野鳥模型3が天秤バー2のシーソー動作と連動式に作動される状況は明らかである。さらに、図1(f)はDCに対して所定量の水位線44まで注水43を行い、予め設定された所定水量46が注水された状態を示している。
【0028】
そして、図1(g)はSコップへの注水6を受けてコップ式天秤1が、正に、図1(f)の不平衡状態から平衡状態になった瞬間の途中経過状況を示している。図1(h)は、前記図1(g)の状態からさらに注水6されてSコップへの注水水量が水位線に達したことに伴ってSコップ底から一挙に排水7が始まり、その排水のタイミングと前後してSコップ重量がDC重量を越え、Sコップの下降が始まると略同時的に野鳥模型3がSコップに嘴を突っ込んで水飲み仕草が同時進行して連動的に行われる。
コップ式天秤1は図1(h)のように一旦不平衡状態になる。また、Sコップ底からの排水と下降のタイミングがマッチするようにDCへの注水量を適宜加減することで容易に設定が行える。その調整はスポイト等を用いて行うことで便利に天秤理科実験時の修得効果が如何なく発揮される。
図1(h)のように、天秤バー2に可動支軸された野鳥模型3がSコップの水を求めるように勢い良く嘴を突っ込む面白い仕草と同時に、野鳥模型3の喉下の鐘具39がAL製天秤バー端部を勢い良く叩き、節度良くカチャン音を発するようにした構成である。
【0029】
図1(k)は、前記図(h)におけるコップ式天秤1の前記一連の動作終了に伴い、Sコップ側には継続して注水6が行われつつ、排水による軽量化でSコップが持ち上がることに連動して野鳥模型3が起き上がり、今度は野鳥模型3の尾部40に埋設した鐘40がAL製天秤バー2を勢い良く叩いて再度カチャン音を発し、コップ式天秤1は図(k)のように不平衡状態になる。Sコップには残留水35に加えて引続き継続注水6が行われる。
そして、Sコップの水位がどんどん増水して、再び、前記図1(g)⇒図(h)⇒図(k)⇒図(g)…と前記天秤のシーソー動作が繰返し行われる。本構成では一連の作動周期を図2以下に示すノズル5のサイズで水量を加減することで、適宜10数秒〜分周期の所望周期設定が可能である。
【0030】
図1(m)は、本科学玩具を輸送時や移動時にコップ式天秤1のコップ水を水抜47する方法を示したものである。図示のように両方のSコップを下向きに回動することで簡単に両コップの水抜きが行える。
ところで、図1(n)に外観、図1(p)に動作態様を示すSコップは、所謂、逆J字型48として広く知られているサイフォン原理に基づく周知のサイフォンコップ構造(教訓茶碗とも呼ばれている)である。然るに、前記した各Sコップの代わりに、図1(n)の逆J字型構造のSコップを用いた場合も本発明科学玩具の目的が果たせることは明らかである。
さて、図1の前記詳細説明によって本発明に基づく科学玩具KOの構成概要、発明要点などが理解できたものと思われる。科学玩具は、特にコップ式天秤1の片側にSコップを懸吊した状態から後述する条件下で継続注水が行われて、注水⇔排水を伴いつつ、コップ式天秤1のSコップが上昇及び下降のシーソー動作を恒久的に繰返し行い得るようしたことを基本構成としたものである。
【0031】
なお、本願発明に基づく科学玩具KOのSコップや該Sコップを片側に用いたコップ式天秤1のSコップに対して、継続注水しつつ恒久安定確実にサイフォンに基づいた動作を実行させるためには、以下の条件が不可欠的に必要とされる。即ち、「Sコップへの注水量<Sコップからの排水量」の条件を満足するように構成することで目的が果せる。
即ち、上記条件が満されぬままでSコップに対して、例えば、Sコップの排水量と同じ水量の注水量でSコップに継続注水したり、前記排水量を超えた水量を継続注水した場合には、所謂、コップ排水口24から垂れ流しの状態となるか、溢れ出してしまい、サイフォン機能が全く果されない結果に終始してしまうことになるのは明らかである。
以下、各具体的実施例について図面とともに説明する。なお、要素技術であるSコップ及びコップ式天秤の動作につては前記図1の詳細説明を参照することで十分理解されたものと思われるので、当該部分の重複説明は省略して、以下、各実施例について各図面とともに説明する。
【実施例1】
【0032】
さて、科学玩具KOとして前記コップ式天秤2を活用した具体的実施例1から説明する。
図2以下の本願各実施例図面では一見することで、構成要点や発明ポイントが一目瞭然に理解されるようにした図解斜視図とともに各実施例について説明する。
図2(a)は貯水容器4に所定水量が注水され、科学玩具KOを貯水容器4に載置した実施例1の科学玩具KO運転態様の正面図を示している。図示のように、図2(a)では筐体10に対して下部棚に水中ポンプPを取付けて噴水装置を形成し、さらに筐体10から支柱41を立設した端部に前記コップ式天秤1を可動支軸した実施例1であるが、図面表示の便宜上から図示のように貯水容器4と筐体10下部を断面表示として図示している。
コップ式天秤1のSコップ開口部22に対して実施例1では、ノズル5噴水が継続注水6されるようにした運転態様を示している。そして、本願におけるSコップ(SC)は、サイフォン作動時の水流や内部構造が透けて見えるようにABSやPC素材を用いて透明体で成形し、本実施例では配管パイプ類の多くも透明アクリル、ABS、PCパイプなど用いて実施することが望ましい。
【0033】
実施例1について、図2(a)〜図2(f)の各図を参照しつつ説明を続ける。図2(a)では図示のように形成した筐体10棚へポンプPを取付けるとともに、吸入口19を備えたポンプPの吐出口20に接続管P1を接続して筐体10に固定保持し、他端部にノズル5を圧入固着する。さらに、該筐体10からは支柱41を立設形成して前記コップ式天秤1を可動支軸して図2(a)のように構成する。そこで、科学玩具KOの運転状態では図示のようにノズル5からの噴水を注水6として、前記コップ天秤1に懸吊されたSコップ開口部22へ導き継続注水6が行われるように構成した科学玩具KOの実施例1である。
なお、実施例1のポンプPは直流ポンプPを用いおり、ブロック図に示すようにポンプPはバッテリー12駆動の外、AC電源とする場合はACプラグから電源コード13でDCコンバーター14に導いてポンプPをDC駆動する。さらに、電源に太陽エネルギーを用いる場合は、図1(e)に示す構成としてソーラーパネル16電源装置17から直流電源を供給し、それら多種の電源を切換えスイッチ15に導いて切換える構成とすることで教材実験効果を一層高めることができる。
【0034】
図2の実施例1について説明を続けると、科学玩具KOにおけるコップ式天秤1の動作を示した図2(b)及び図2(c)のシーソー動作は、ノズル5からの注水6を適宜加減することでコップ式天秤1の繰返し周期を所望の時間周期に設定することができる。因みに、実施例ではサイクルマークで示すように分単位にマッチさせてり約30秒に設定実施している。
また、図1の実施例1では、接続管P1を経由してノズル5から噴水状に注水6される実施例を示したが、図1(d)に示すノズル5形状として注水6をSコップに直接落し込むように注水6してもよい。
さらに、科学実験用目的のコップ式天秤1としては、DCにスポイト11を用いて水量を適宜加減し、天秤バー2に対するSコップとDCの水量による平衡、不平衡実験が行えるようにする構成が教材目的用としては好ましい。しかし、必要によりDCの所定水量位置に横穴を設けて一定水位にしたり、水の重量と同等重量の固定錘をコップに入れっ放しにしてもよく、さらに、図1(f)に示すようにDCに置き換えて、前記定量水46の重量相当の例えば、吊風鈴50などを吊金具51で吊るしてDC代わりに用いてもよく、断面図で示すように内部に吊るした舌(ぜつ)54作用で天秤バー2のシーソーに連動して、心地よいリンリンの癒し音を発する構成としてもよい。
【実施例2】
【0035】
次に前記実施例1の天秤バーに野鳥模型3を可動支軸してバージョンアップを図った科学玩具KOの実施例2について図3とともに説明する。
図3(a)、図3(e)を同時参照しつつ実施例2の科学玩具KOについて説明する。先ず、図3(a)は貯水容器4に対して所要水量を注水し、ポンプPの科学玩具KOを運転態様とした状況を示しており、一方、図3(e)は科学玩具KO担体を立設した状態の外形寸法や支柱41の正面の中央付近に設けた花差(パイプ状)67に、造花68を差して飾り付した状態を示している。本実施例2では図3(e)に示すように支柱41のAL角パイプをL型アングル65でAL基板60に対してビスで固定し{図4(a)参照}、さらに基板60にはポンプPもビス止めして科学玩具KOが組立られている。図3(a)は貯水容器4に所定水量が注水された状態における科学玩具KOの運転状態斜視図である。
因みに、科学玩具KOに図3(a)のように組立られた外形寸法は、高さ:350mm、横幅:270mm、本体重量:1.2kgであり、AC用水中ポンプPの消費電力:4.5Wの小型水中ポンプPを用いている。
【0036】
さらに実施例2について記述すると、支柱41のAL角パイプは30×30mm(肉厚さ:2mm)の空洞管であり、上端部はゴム製蓋69を用いて支柱41上端で蓋状に被せた形態で背部でビス(ねじ)止めしてある{図4(a)参照}。そして、図3(a)、(e)に示すように支柱41下部には外径:8mmのチューブの通し孔62が加工されて図3(d)にゴム蓋部69の一部破断図で示ように当該部の組立時は、所定寸法に切断したチューブt1を支柱41のチューブ孔62から挿入し、支柱41上端に抜き取った状態としてゴム蓋69に固着したL字管に対してチューブt1の一端部を差し込み形成する。
そして、支柱41を基板60の前記L型アングルに2本のビスで固定し{図4(a)参照}、チューブt1が空洞管内部でラブ付き蛇行した部分を前記チューブ孔62から引っ張るように張設して他端部をポンプPの吹出口19に図3(a)、(e)のように差し込んだ状態とする。なお、ポンプ吸入口は図3(d)ではポンプPの背面側に隠れた位置にある。
【0037】
次に、実施例2の科学玩具KOで前記実施例1からバージョンアップを図った構成上の特徴点について説明する。
図3(a)、(e)に示すように実施例2では、図1で前記説明した二つのSコップを用いて科学玩具KOが形成されている。即ち、サイフォン機能を備えた2個のSコップを上下2段式に配置した実施例であり、先ず、1段目のSコップ:SC(1)は図示のようにL型アングル64を用いて支柱41に取付け、ノズル5からの注水6を直接Sコップ(1)の開口部に落下されるように形成する。一方、Sコップ(1)の排水口24{図1(b)参照}からの排水7は、支柱41を貫通した連結管65に導かれて反対側の円弧状に加工された排水管66に接続され、Sコップ(1)からの注水6が所定時間周期30秒毎に、約50ccの水量がコップ式天秤1のSコップ:SC(2)側に間欠注水6され、図3(b)、(c)のようなコップ式天秤1と野鳥模型3の水飲み仕草の連動動作が所定周期毎、恒久的に繰返されるようにしたのが科学玩具KOの実施例2である。
【0038】
さらに説明すると、図3(f)は前記図3(a)の実施例におけるノズル5からの注水6を噴水式で形成するとともに、図示のようにSコップの開口部にじょうご73を設けてノズル5からの噴水が外部に飛び出すことを防止し、噴水を収集してSコップ(1)へ導入するようにした構成例である。
なお、前記図2(a)や図3(f)のようにノズル5から噴水状にして継続注水6を形成し、ACポンプを用いて実施する際はAC電源の周波数(関東:50Hz、関西:60Hz)を考慮する必要がある。例えば、50Hz地域において図2(a)のようにSコップの開口中央22に注水6するように設定した状態から、60Hz地域で運転した際には噴水の勢いでコップ外部に飛び出してしまうことになる。従って、ノズル5の傾き具合や先端孔径で水量を加減する必要がある。そこで、図2(d)や図3(a)のようにノズル5から直接噴出落下させるように注水6を行う場合は、前記電源周波数問題を気にすることなく実施可能である。しかし、50Hzと60Hzでは前記シーソーの繰返し周期が2割程度異なる結果になる。なお、ノズル先端部直径は2mm位に細くして実施しているが、本発明における注水6はノズルで水量制限する代わりに、ポンプPの吐出口19側で水量制限してもよい。この場合、ノズル5からはポタポタ状の水滴注水になるが同様に目的が果せる。
【実施例3】
【0039】
次に前記実施例2における野鳥模型の水飲み仕草に連動し、さらに野鳥が囀りを発するようにバージョンアップを図った科学玩具KOの実施例3について図4とともに説明する。図4は前記実施例2の図3(a)を裏側からみた運転時の斜視図であり、支柱41裏面側には図4(b)に拡大図示するようなボイスプレイヤーVPが取付けてある。実施例3におけるボイスプレイヤーVP(または、ボイスレコーダーであってもよい)の具体的実施例について、図4(b)を参照しつつ説明する。ケース(サイズ:50×90mm)のボード01には、スピーカー02、不揮発性フラッシュメモリー03、電子部品、乾電池などが搭載され、さらにボード01には再生スイッチ51を設けた例が示されている。
本発明では以下に説明する自動連動式の再生システムを形成することで、ボイスプレイヤーVPのON、OFF再生操作が野鳥模型3の水飲み仕草と連動するように実施でき、単純構成にとして好適に自動再生が行える特徴がある。
【0040】
図4図(b)に示したボイスプレイヤーVPは、不揮発性フラッシュメモリー03に対して例えば、ウグイス、メジロなど、野鳥の囀りを20秒程度録音したメモリーを備え、携帯電話の着メロ式に繰返し再生するようにしたものである。前記天秤バー2のシーソー動作との連動構成として、前記ボイスプレイヤーVPの再生時のON、OFF態様を複雑化することなく、極めてシンプルなセンサー構成として課題解消を図ったものである。
即ち、前記図3の野鳥模型3の水飲み仕草と連動して前記ボイスプレイヤーVPが野鳥の囀りを間欠的に繰返し再生することで、科学玩具KOとしての付加価値効果を飛躍的に高めることが期待できるのであり、実施例3は掛かる機能構成を意図したものである。
【0041】
近年はボイスレコーダーやボイスプレイヤーとして、所謂、不揮発性フラッシュメモリーを用いた多種の製品が普及市販されている。記録再生時間が20秒程度の短時間の小容量メモリーでよく、且つ、再生を繰返すのみの専用用途でよいので低コスト実施ができる。それらのメモリー機器では、消費電力が25mmA程度と微弱なためスピーカー部の駆動入力インピーダンスが大きく、再生スイッチ端子に濡れた手で接触したり、端子部分をベロで舐めた程度で十分通電反応が得られることを予め実験検証し実用性に確信を深めたものである。
つまり、本出願人はボイスプレイヤーVPの合体に当たり、再生スイッチ端子から延長したコード線端を貯水容器4の水道水に接触させるのみで確実に通電(勿論、蒸留水や真水では通電されない訳だが)されることを確証し、極めて単純なセンサー電極の構成としてボイスプレイヤーVP再生のON、OFFを自動センサー式に実現したものである。
【0042】
ボイスプレイヤーVPを搭載した図4の実施例3の科学玩具KOは、前記図3を参照しつつ説明した実施例2に対して、ICメモリーに録音した野鳥囀り再生機能を有するボイスプレイヤーVPを取付けたものである。即ち、実施例3の動作は前記図3図(a)の実施例2に準じたものであるので重複説明を省略し、前記野鳥模型3の科学玩具KOの機能効果を高める構成として新たにボイスプレイヤーVPを合体したものである。
前記野鳥模型3の水飲み仕草と連動するようにしたボイスプレイヤーVPをドッキングし、野鳥3の囀りを自動再生するように考案した単純なON、OFFセンサー回路の代表構成方法について以下に図面とともに例示説明する。
【0043】
図4(a)、図4(b)を同時参照しつつ説明する。科学玩具KOの支柱41は(実施例では基板60も同様)前記したようにAL製の導電体である。従って、図4(b)のようにスイッチ端子STの一端側を支柱41アース端子05に接続形成した場合は、貯水容器4の容器水09全体が再生スイッチ端子STの一端側の電極となり、点線で示すような水を媒体とした通電路00が回路形成されることになる。
そこで、今、スイッチ他端子STから接続したコード線07を経由し端部に電極08を接続したコード線を天秤バー2に対して、図示のように所定長さに吊下げた電極08を容器水09に接触させた場合は、前記ループ状に形成された通電回路が閉路されることになり、ボイスプレイヤーVPの再生スイッチがON態様とされて野鳥3の囀り再生がスタートされる。
【0044】
前記したように、ボイスプレイヤーVPにはウグイスなどの野鳥囀りが20秒程度メモリーされており、この実施例では、野鳥3が図4(e…正面斜視図)のような態様で起き上がると同時に、図4(b)における天秤バー2のDC側が下降されて電極08が容器水09に接することで、前記野鳥の囀りが20秒間自動再生されることになる。前記したように科学玩具KOの繰返し周期を30秒間に設定した場合は、30秒周期毎に前記コップ式天秤1のシーソー動作と連動して前記野鳥の囀り再生が20秒間宛、恒久的に繰返し再生されることになる。
そして、上記態様からボイスプレイヤーVP再生機能をOFF態様としたい時は、図4(b)に一点鎖線で示すコード07とともに電極08を容器水09から引上げてDC内部に挿入するか、または天秤バー2に巻き揚げて電極08が容器水09に接触しないようにすればよいのである。
【0045】
ボイスプレイヤーVPのON、OFFセンサー電極08の他の幾つかの実施例について図面とともに簡単に説明する。
(1)図4(c)は、SC(1)に2極電極08を装着し、SC(1)の注水量が赤線水位近くまで達して、正に排水口から排水が始まろうとするタイミングで前記スイッチをON動作させるように形成したもので、この実施例の2極電極としては図4(g)に示すような、2芯線2極式電極ジャック08のものを用いるとともに、コード07を前記STスイッチ端子に接続すればよい。
(2)図4(d)は、図示のように野鳥模型3の嘴部に前記図4(g)と同様な2極電極08を仕掛け、野鳥模型3の水飲み仕草と連動してセンサーがON態様になるよう形成したものである。なお、図4(c)、(d)の実施例では前記スイッチ端子STからアース端子05への接続線は不要となる。
(3)図4(e)は、野鳥模型3の尾部に電極08を埋設してあり、野鳥3が起き上がると同時に該電極08が天秤バー2のアルミバーと接触する際に通電回路が形成されてON通電されるようにした実施例である。
【0046】
ところで、前記各実施例ではコップ式天秤1のシーソー動作の繰返し態様から、ボイスプレイヤーVPのみをOFFする操作スイッチ代わりに、電極08を容器水09から引上げて非接触状態にする実施例を示したが、図4(h)に示す回路形成として前記スイッチ端子STから前記スイッチ51と電極スイッチ08とを直列接続するようにしてもよく、この場合、前記電極スイッチには手を触れることなくボイスプレイヤーVPの動作、非動作の態様切換えをスイッチ51で行うことができる。
【実施例4】
【0047】
次に、実施例4について説明する。細い水流を筒状胴体に継続貯水し所定水量に達する毎に前記コップ式天秤1と同様な作動原理に基づいて継続注水⇔排水を繰返す仕組みのものに、所謂、鹿脅しがある。前記実施例3のコップ式天秤と併用実施した本発明に基づくボイスプレイヤーVPを用いた要素技術は、図5に示すような鹿脅し8で構成実施した場合にも、科学玩具KOとしての初期発明を果たせるのである。該鹿脅し8にボイスプレイヤーVPを連動させた実施例4について図5(a)、(b)の両図を同時参照しつつ説明する。
図5(a)の科学玩具KOは、図示のように鹿脅し8で構成した筒状胴体の一部に犬模型9を可動支軸し、鹿脅し8と連動式に犬の可愛い吠え声を20秒間位録音したボイスプレイヤーVPから犬の吠え声を繰返し間欠再生すように構成した実施例4である。
【0048】
図5(a)は鹿脅し8の停止時の態様を示し、図5(b)は継続注水動作時の態様を示している。胴体筒31はプラスチックや竹製素材の空洞体からなり、図面説明の便宜上から胴体内部が透けて見える透明体として図示してある。胴体31は内径:30mm、全長150mm位で一端側に注水口24、他方には密閉壁37が設けられて胴体31部は図示のように支柱41端にU字型加工された間隙部に、回動支点36が設けられて胴体31が所定角度宛てシーソー動作されるように回動支軸構成されている。
そして、胴体31他端部には吊金具51が取付けられ、該端部に金属製吊風鈴50が懸吊されて鹿脅し8の重量バランス及び動作時に風鈴を発するようにされている。また、胴体下部の密閉壁37近傍には注水用の連結管65が圧入固着されて注水口とし、支柱41に埋設した柔軟性チューブ56が接続されて継続注水が行われる。該前記胴体部への注水量が所定水位に達する毎に、胴体部貯水が一挙に移動されて前記排水口24から排水されることで、シーソー動作を繰返すようにした鹿威し8である。
【0049】
そこで、胴体31一部に可動支軸した犬模型9が鹿脅し8のシーソー動作に連動して図5(b)のように水を求める仕草をするが、犬の口部が排水に届かずにワンワン吠え声を発するようにした構成である。そこで、犬模型9の吠え声を録音したボイスプレイヤーVPを前記シーソー動作に連動させるセンサー電極の実施例について以下に説明する。鹿脅し8の胴体31側部には携帯ラジオの自在伸縮アンテナ式で形成された伸縮棒62が粘着部材06などで固着されており、伸縮棒62の下端端子はコード07でボイスプレイヤーVPのスイッチ端子STに接続されている。図5(b)のように鹿脅し8が排水状態になると同時にコード07に懸吊された電極08が容器水09に接触され、前記実施例3同様、この場合は犬模型9の吠え声がボイスプレイヤーVPから20秒間再生される。
【0050】
図5(c)は、鹿脅し8の側面に取付けた伸縮棒62の伸縮移動長さ:d、鹿脅し8胴体排水時の傾斜角:θ、変位高さ:hとした際の関係を、単純に三角関数的に図示したものである。この実施例では、伸縮棒62を前後方向に出し入れする操作でボイスプレイヤーVPを動作対応や、非動作の対応とすることができる。本実施例4では図5(b)、(c)に示した電極08の高さ:hが略10mm位で変位されるように実施している。
なお、以上に説明した実施例4におけるボイスプレイヤーVPのセンサー電極は、鹿脅し8の前部排水口側に配設構成した実施例であったが、図5(b)に示すように後方部にセンサー電極を配設してもよく、例えば、ボイスプレイヤーVPからのコード07を図示のように吊風鈴50に対して、電極08が所定高さ位置になるように結んで懸吊状に構成してもよく、この実施例とした場合は図5(b)のように犬模型9が起き上がる動作に連動して、吠え声を発することになる。
【実施例5】
【0051】
さて、図6の実施例5は以上の各実施に示した複数の構成要素を多段式に組み合わせて縦配列にした実施例に関し、特に、科学博物館、学校、イベント会場などの人が多く集まる場所に設置して、人寄せ科学玩具KO展示用として効果を発揮するようにしたものである。図示のように実施例5は、前記した鹿脅し8、Sコップ、コップ式天秤1、該天秤バー2に可動支軸された野鳥模型3、動物模型9、ボイスプレイヤーVPなどの複数セットを多段縦配置とした科学玩具KOを運転態様とした場合は、前記した各構成体が水流の流れとともに上下段で一斉にオーケストラ演奏的賑やかさで視聴者を魅了する賑やかなものとなる。
そこで、先ず図6(a)の縦配列にした構成要点や所要事項について以下に列記説明する。
【0052】
図6(a)の各構成要素は前記各実施例とともに既に説明した構成内容に基づいており、前記各実施例を参照することで作動状況は明らかなものと思われる。
・本実施例ではボイスプレイヤーVPの前記センサー回路を省略して図示してあるが、例えば、ボイスプレイヤーVPは各段の天秤バー2に支軸した野鳥模型3、動物模型8の種類と関連して夫々の仕草に連動するように該鳴き声を順次切換え対応する構成としてマイコンでプログラム制御すると一層効果的である。
・図6(a)のように初段に鹿脅し8を配列して該排水7をSコップに導く構成として実施する際には、鹿脅し8の胴体31に貯水されて一回毎に排水される該排水量がSコップ容量を超えない注水量で行われるよう設定構成すればよく、因みに、実施例では30秒間で50CC位の水量として実施している。
【0053】
・さらに図6(a)に関わる構成上の補足説明を続けると、実施例5で前記バケツと同じ容量ものを用いて図6(a)に一点鎖線で示すバケツ容器52を水受け貯水容器5とし、該開口部に桟などの横木を渡して基板60毎を貯水容器上部に載置し、例えば、10時間後に吊バケツ水52が給水終了した時点で、上下配置のバケツ52を交代するように実施する。
・一方、実施例5では多段式に積上げた装置が1メーター前後に高くなった場合のポンプPは、噴出力に勝る前記図2に示した直流ポンプPを適用して構成することが好ましい。
・なお、本出願人の具体的実施結果では、前記SコップをABSやアクリル素材で色付けした透明体で成形して用い、例えば、クリア、イエロー、オレンジ色などに着色して用いることと関連して、貯水容器水を例えば青色食紅でブルー着色水として用いることで、前記各Sコップへの順次の水の流れに伴って、クリアコップ⇒水色がブルー色のまま!イエローコップ⇒水色がグリーン色に変化!オレンジコップ⇒水色がブラック色に変化!のように、水流とともに混合色が色変化すことになり、一石二鳥的効果が発揮される。
【0054】
さて、以上を予備知識として前記各実施例に共通した科学玩具KOの水源関係について図6の第5実施例とともに説明する。前記した各実施例では、貯水容器4の容器水09をポンプPで循環式として継続注水6する実施例(水源1)を示して説明したが、図6の第5実施例では水源2にしてバケツ水52、さらには水源3として水道蛇口95水を水源とする構成である。即ち、実施例5では電動ポンプPを一切使用せずに高位置に吊るしたバケツ水52や水道蛇口水を水源として科学玩具KOが長時間、または、恒久的にエコ的運転を果たせるようにした構成方法について図6の5実施例5とともに説明する。
図6では図面サイズの都合からバケツ容器52が科学玩具KOと同等高さに表わされているが、バケツ水52を水源とする際はバケツ水52を科学玩具KOより十分高い位置に吊るして用いる。ここで、前記した各要素技術素子を組合せて図6(a)のように多段式に組上げた科学玩具KOの実施例に対して、図6(b)のバケツ水52を水源2、または図6(c)の水道蛇口95水を水源3として終日運転する際の実施方法について説明する。
【0055】
図6(b)は、例えば、60Lバケツ水を水源2として極細の給水チューブt3(内径3mm)で導き、10時間に亘り前記した各実施例の科学玩具KOを継続運転しようとする実施構成であり、細給水チューブt3で導いた水流で前記実施例1〜3のポンプPの循環水流同様、Sコップへの継続注水を無電源で終日運転する目的を適い得た第5実施例について図6とともに説明する。図6(b)において給水チューブt3は、バケツ52への埋設チューブt3端部に保持用錘54を取付け、バケツ容器52底部に安定保持した状態として他端に点滴用バルブ55を取り付けて水量が微細調整ができるよう形成する。そして、先ずサイフォン原理を応用することでバケツ容器52の底部水を給水チューブt3により、バケツ水52のバケツ縁越えに給水チューブt3で導いて、チューブ56先端部に点滴バルブ55を装着し、図示の太線矢印端を図6(a)の中継チューブt2の中継管P6に接続することで、鹿脅し8への注水準備ができ上がり科学玩具KOが運転態様とされる。
【0056】
因みに、実施例5について概略纏めるとSコップは略50CCの水量でサイフォン動作し、該Sコップを片側に支軸したコップ式天秤1を安定確実にシーソー動作させる周期は30秒程度が好適であることを勘案し、図6(a)の科学玩具KOの10時間運転時の実施例諸元について説明する。図6(b)は60Lバケツ52を満水にして、30秒間宛⇒略50CC、1時間宛⇒略6L、10時間⇒略60L水が排水されるように点滴バルブ55で水量設定し、給水チューブt3から中継チューブt2で鹿脅し8胴体部に接続して継続注水を行うように構成する。例えば、前記科学玩具KOを朝8:00〜18:00までの10時間に亘り、ポンプなしの継続注水によって前記科学玩具KOを継続運転することが可能となる。
一方、上記構成は図6(c)における水道蛇口95からの水流を水源3として、前記相当水量に蛇口95で十分細く絞った状態で給水チューブt3から、図6(a)の中継管P6を経由して中継チューブt2から、鹿脅し8に継続注水する構成とした場合も前記同様に目的が果たせることは明らかであり、必要により十分細く導いた水道水で恒久的運転を行ってもよい。ところで、図6(a)において中継チューブt2を中継管P6から引抜いて点線の他の中継管P6に接続した場合は、前記実施例同様にポンプPで科学玩具KOを運転することができる。
そして、図6(a)の実施例5においても継続注水を「Sコップへの注水量<Sコップからの排水量」の条件を満足するように構成実施する場合は、科学玩具KOの各構成要素を各n段宛に多段積上げ構成実施した場合にも上記条件下で実施した場合は、水流循環を円滑に行わせ得て、初期目的が良好に果たせる。
【0057】
ここで、科学玩具KOの産業上の他の応用分野への可能性について若干述べる。
前記各実施例では卓上載置用の小型玩具としての実施例について説明したが、例えば、Sコップを50L(リッター)位のバケツサイズで大型化を図って科学玩具KOを形成し、人が大勢集まる日比谷公園のような広場、美術館、学校、ホテル庭園、空港の噴水装置とドッキングして、アート的な癒し装置として、ボイスプレイヤーやマイクロコンピュータでシステム制御を行い、各種野鳥や動物鳴き声を巡回的に切換え再生するようにシステム形成して、上記広場展示用としての応用展開が図れる。
しかし、Sコップは容器をリッター容量に大型化した場合、従来の周知技術ではサイフォン機能が全く果せず、注水に伴って、所謂垂流しの状態になることが知られている。実は、本出願人は掛かるサイフォン原理に基づくSコップの大型化に伴う課題解消を図って営農用の潅水装置とするため(サイフォンタンク:100〜300L)の別件発明を行い、特願2011−004996(平成23年1月13日出願:名称「2段式潅水装置」)として、特許出願中である。従って、科学玩具KOの実施例5のような装置の大型化は、特許願書にも課題解消手段が「2段式潅水装置」として詳細内容が記載されている。大型Sコップは、前記図6(a)の実施例のように少なくとも1段目に鹿脅し8を配設し、Sコップは2段目以降に配設する構成とすることが不可欠な構成要件となるが、図6(a)のように鹿脅し8とSコップとの配置順番で実施構成することで、Sコップが50L位の貯水バケツで形成した場合もサイフォンは問題なく機能することが試作実験で既に検証済みである(該詳細内容は前記先願書参照)。
【実施例6】
【0058】
図7の各図は、以上に示した科学玩具KOの水流の構成内容や外観を変形したその他の代表的実施例を纏め、実施例6として掲載したものである。図7の各図実施例について概要のみを簡単に説明する。
図7(a)は、ポンプPにエアーポンプPを用いて図示のような間欠式の噴水を構成し、ノズル5からの継続注水6を行うように形成した実施例である。
図7(b)は、別体のタンクT1を用いて該内部に水中ポンプPを装着した実施例である。
図7(c)は、前記非特許文献1に自動噴水盃として掲載されている装置を改良して、ポンプPを組合せて継続噴水が行えるように改良を加えたもので、この実施例では水陸両用ポンプPを用いて外付けし、噴水装置としたものである。なお、図7(c)ではコップ式天秤1などを省略して示してある。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明の科学玩具KOの他への利用分野の可能性について記述する。
(利用分野1)前記実施例では、支柱41や基板60にAL製部品を用いて構成した実施例を示したが、本発明に基づく科学玩具KOを所謂、“動く置物”として高級な盆栽的外観意匠でデザイン実施すると一層望ましい。
例えば、支柱41部を盆栽的イメージに基づいて人工樹木により松木幹状に形成し、下端部を三股に広げて安定立設が可能なように基板兼用とする。そして、上部をY字型二股形状として分岐枝とともに適宜人工樹木式に枝葉を設けるとともに、上枝部にSコップを固着し、下枝部にコップ式天秤1をシーソー動作ができる構成に取付けする。一方、水路配管などを勘案して内部を空洞状に加工し、該筐体全体を人工樹木式に一体的に樹脂成形する。
【0060】
(利用分野2)本願発明に基づく科学玩具KOに関して前記各実施例では、卓上載置用の小型玩具として構成例について説明した。ところで、前記Sコップを例えば、規模を2桁拡大して50L容量のバケツサイズで形成し、実施例5に準じて科学玩具KOを構成する。該装置は、人が沢山集まる日比谷公園のような広場、美術館、学校、ホテル庭園、空港の噴水装置などとドッキングした構成により、アート的な癒し装置としてソーラーパネルからの自然エネルギー電源を用いてボイスプレイヤーとマイクロコンピュータでシステム制御を行い、各種野鳥や動物鳴き声を巡回的に切換え再生するようにシステム形成し、広場展示用とする場合は技術立国の科学技術や特許製品のアピール用としても最適である。
【0061】
しかし、SコップはL単位の大きさに拡大して大型(例えば、数L)を図った場合、従来の周知技術によるSコップ構造で実施した場合は、サイフォン機能が全く果せず、所謂、注水⇒排水に伴って、垂流しの状態になることが知られている。実は、本出願人は掛かるサイフォン原理に基づくSコップの大型化に伴う課題解消を図って営農用の潅水装置とするためのサイフォンタンク(100〜300L)発明を行い、先に、特願2011−004996(平成23年1月13日出願:名称「2段式潅水装置」)として、既に特許出願中である。前記、科学玩具KOの実施例5に基づいて大型化を図る構成手段は前記特許願書に記載されているように大型Sコップが、サイフォン機能を果たす構成とするためには前記図6(a)の実施例のように少なくとも1段目に鹿脅し8を配設し、Sコップは2段目以降に配設する構成とすることが不可欠的に必要とされる。
上記配置とした場合は、Sコップが50L位の貯水バケツで形成した場合もサイフォンは問題なく機能することが試作実験で既に検証済みである(前記先願書参照)。
【符号の説明】
【0062】
KO 科学玩具
Sコップ サイフォンコップ(SC)
DC ダミーコップ(DC)
P ポンプ(水中ポンプ、エアーポンプ、水陸両用ポンプ)
SP ソーラーパネル
VP ボイスプレイヤー
1 コップ式天秤
2 天秤バー
3 野鳥模型(鳥、魚、動物模型など)
4 貯水容器
5 ノズル
6 注水
7 排水
8 鹿威し
9 動物(犬)模型
41 支柱
60 基板
02 スピーカー
03 不活性フラッシュメモリー
08 電極(センサー)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
科学玩具の主構成要素が下記のように形式されてなる。即ち、
・コップへの注水に伴い、該コップの注水量が所定水位に達する毎に該コップ排水口から大半のコップ貯水が排水されるように形成したサイフォンコップ(以下サイフォンコップのことを単にSコップと称して説明することもある)と、
・少なくとも前記Sコップを片側に支持して天秤動作するようにしたコップ式天秤と、
・前記Sコップからの排水を受け入れるようにした貯水容器と、
以上を具備してなり、少なくとも前記Sコップへの注水が「Sコップへの注水量<Sコップからの排水量」の条件に基づいて継続して行われ、前記Sコップへの注水に伴って前記コップ式天秤がシーソー動作を恒久的に繰返すように構成したことを特徴とする科学玩具。
【請求項2】
科学玩具の主構成要素が下記のように形式されてなる。即ち、
・水などの液体を噴出するようにした電動ポンプと、
・前記ポンプからの噴出水を導いた注水と、
以上を具備してなり、少なくとも前記Sコップへの注水が「Sコップへの注水量<Sコップからの排水量」の条件に基づいて継続して行われ、前記Sコップへの注水に伴って前記コップ式天秤がシーソー動作を恒久的に繰返すように構成したことを特徴とする請求項1記載の科学玩具。
【請求項3】
科学玩具の主構成要素が下記のように形式されてなる。即ち、
・前記コップ式天秤に連動する野鳥模型(鳥、魚、動物模型など)を備えたこと、
・前記野鳥模型などの口先部が、前記Sコップ開口部に入出される態様として前記天秤バーに可動支軸したこと、
以上を具備してなり、前記コップ式天秤のシーソー動作とともに天秤バーに可動支軸した前記野鳥模型などが前後方向に連動動作を繰返すように構成したことを特徴とする請求項1記載の科学玩具。
【請求項4】
科学玩具の主構成要素が下記のように形式されてなる。即ち、
・前記野鳥模型などの囀りを再生するボイスプレイヤーを備えたこと、
・前記コップ式天秤のシーソー動作に連動して前記ボイスプレイヤーの再生態様がON、OFFされるように構成したこと、
以上を具備してなり、前記コップ式天秤のシーソー動作とともに天秤バーに可動支軸した前記野鳥模型などが前後方向への連動動作とともに、前記ボイスプレイヤーが前記野鳥模型などの囀りを繰返し再生するように構成したことを特徴とする請求項1記載の科学玩具。
【請求項5】
科学玩具の主構成要素が下記のように形式されてなる。即ち、
・胴体の一部に注水口、端部に排水口を備えた胴体部を支軸構成されてなり、前記注水口への注水に伴い、該前記胴体部への注水量が所定水位に達する毎に前記胴体部貯水が前記排水口から排水され、シーソー動作を繰返すようにした鹿威しを用いたこと、
・前記排水を受け入れる貯水容器と、
・前記鹿威し胴体の一部に可動支軸された動物模型(鳥、魚、動物など)と、
・前記動物模型などの鳴き声を再生するボイスプレイヤーを備えたこと、
・前記鹿威しの前記シーソー動作に連動して前記ボイスプレイヤーの再生状態がON、OFFされるように構成したこと、
以上を具備してなり、鹿威しへの注水⇔排水のシーソー動作に伴って、該胴体部に可動支軸された前記動物模型が前後方向に連動され、前記ボイスプレイヤーから前記動物模型などの鳴き声再生を繰返すように構成したことを特徴とする科学玩具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−223307(P2012−223307A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−92608(P2011−92608)
【出願日】平成23年4月19日(2011.4.19)
【特許番号】特許第4796210号(P4796210)
【特許公報発行日】平成23年10月19日(2011.10.19)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.着メロ
【出願人】(711004458)
【Fターム(参考)】