JP2006102658A - 噴水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 噴水装置の噴水方向可変レンジを広げる。
【解決手段】 床上に第1軸管２０２が水平配置され、第1軸管２０２の一端は給水管１０４に接続され、他端は第１サーボ電動機３０４に結合される。第1軸管２０２に、これと垂直に第２軸管２０７が結合される。第２軸管２０７の前端に、これと垂直にノズル２１０が結合され、第２軸管２０７の後端に第２サーボ電動機２２４が結合される。第２サーボ電動機２２４は、第1軸管２０２の後方側面に固定される。第１サーボ電動機３０４が第1軸管２０２を中心軸２０２A回りに回動させ、第２サーボ電動機２２４が第２軸管２０７を中心軸２０７A回りに回転させ、ノズル２１０の方向が立体的に変化する。サーボ電動機３０４、２２４は防水カバー３０２、２２２でカバーされ、圧縮空気が防水カバー３０２、２２２内に送り込まれ、シールの隙間から外へ噴出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として、ダム湖の曝気用や観賞用やその他の用途に利用される噴水装置に関し、特に、噴水方向を変化させるための機構の改良及び電気部品などの防水のための機構の改良に関する。

噴水方向を変化させることができる噴水装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この噴水装置は、２枚の半円形の湾曲帯板を有し、それらは立体十字に交差した形で、それぞれの両端にて、取付板に回動可能に取り付けられており、それぞれ、サーボモータにより回動操作されるようになっている。２枚の湾曲帯板には、それぞれ、中心線に沿って長孔が形成されている。また、細長いノズルが、その基端部にて、球面関節継手を介して、取付板の中央部に立体回動可能に取り付けられている。このノズルは、その全長の中央部にて、上記湾曲帯板の長孔の交差箇所に挿通されている。そして、２枚の湾曲帯板がサーボモータにより回動操作されることにより、両者の交差箇所が上下左右に移動するので、そこに挿通されたノズルの仰角が変化する。

特開平８−１０６６８号公報

上述した従来の噴水装置においては、長孔をもつ十字交差した２枚の半円形の湾曲帯板を回動させることで、両者の交差箇所に挿通したノズルの仰角を変化させるという構造上、ノズルの仰角の可変レンジは、あまり広くはない。例えば、同公報に記載されているように真上方向を中心して±４５度程度である。

また、この従来の噴水装置においては、サーボモータや付属の電気回路は防水カバーでカバーされている。空中高く噴出された後猛烈な勢いで落下してくる大量の水から内部機器を保護するために、防水カバーは強固な密閉容器である必要がある。しかし、密閉された防水カバーの内部では、サーボモータの発熱等により温度が大きく変動し空気の圧力が大きく変化するため、モータシャフトや電線などを通す通し孔のシール箇所等において、水漏れや破壊が生じる虞がある。

従って、本発明の一つの目的は、噴水装置において、噴水方向の可変レンジを広くすることにある。

別の目的は、サーボモータなどの水に弱い機器を確実に防水することにある。

本発明に従う噴水装置は、水を噴出又は放出し且つ噴水又は放水の方向を変化させるノズル回転装置と、ノズル回転装置に水を供給する給水管とを備える。ノズル回転装置は、(A)給水管に連通するよう給水管に結合され、第１軸に沿って配置され、第１軸回りに回動可能に支持される第１軸管と、(B)第１軸管を第１軸回りに回動させる第１軸駆動装置と、(C)第１軸から相対的に異なる方向を向いた第２軸に沿って配置され、第１軸管に連通し且つ第１軸管と一緒に回動するよう第１軸管に結合される第２軸管と、(D)第２軸管に連通するよう第２軸管に結合されるノズルとを有する。

この噴水装置によると、第１軸駆動装置により第１軸管を回動させることで、第１軸管に結合された第２軸管及びノズルが、第１軸回りに回動する。第１軸管の回動レンジ内で回動するノズルが床やその他の機材に衝突しないような位置に第１軸管及び／又はノズルを配置することで、第１軸管の回動レンジは自由に広くすることができる。このように、第１軸管とノズルの配置を適切に選ぶことで、ノズル方向の可変レンジを所望通りに広く設定できる。

好適な実施形態では、第２軸管が第１軸管上で第２軸回りに回動可能に支持され、ノズルが第２軸管とは相対的に異なる方向を向いて配置され、さらに、第２軸管を第２軸回りに回動させる第２軸駆動装置がさらに設けられる。

この実施形態では、第２軸駆動装置により第２軸管を回動させることで、第２軸管に結合されたノズルが、第１軸管に対して相対的に第２軸回りに回動する。第１軸回りと第２軸回りの２方向の回動が組み合わさり、ノズルの方向は立体的に変化する。第２軸管の回動レンジ内で回動するノズルが床やその他の機材に衝突しないような位置にノズル及び／又は２軸管を配置することで、第２軸管の回動レンジは自由に広くすることができる。第１、２軸管及び／又はノズルの配置を適切に選ぶことで、ノズル方向の立体的な可変レンジを所望通りに広く設定できる。

好適な実施形態では、第２軸駆動装置が第１軸管の一側に配置され、ノズルが第１軸管の他側に配置される。このように第２軸駆動装置とノズルが第１軸管の両側に配置されるから、第１軸を中心にした第２軸駆動装置とノズルのそれぞれの重量による回転モーメントは打ち消しあう。そのため、第１軸管の回動は、どの回動角度位置においても小さい回転パワーで容易に行なうことができる。よって、駆動装置の回転パワーの観点からみても、ノズル方向の可変レンジを広くとることが容易である。

好適な実施形態では、第１及び第２軸駆動装置が、第１及び第２軸管をそれぞれ回動駆動するためのサーボ電動機と、サーボ電動機をカバーする防水カバーとを有する。さらに、防水カバーの内部に外気圧より高い圧力の空気を送り込むことで、防水カバーの内部の気圧を外気圧より高い所定の圧力範囲に維持する空気システムが備えられる。防水カバーに隙間があっても、内部の高圧空気がその隙間から外へ噴出して水の浸入を防ぐ。サーボ電動機が発熱しても、防水カバー内の圧力を一定範囲に保つことができる。内部の高圧空気により防水カバーに常に内側から外側へ向かう一方向の応力がかかるので、防水カバーの強度を小さくすることができ、ひいては、防水カバーの小型、軽量化につながり、それにより、ノズル方向の可変レンジを広くとることが一層容易になる。

好適な実施形態では、前記防水カバーの壁には、サーボ電動機の出力パワーを第１又は第２軸管に伝達するための出力シャフトが通される通し孔が設けられ、その通し穴から防水カバー内への水の浸入を防止するためのシールが出力シャフトの外周囲に設けられる。そして、シールと出力シャフトとの間に隙間が存在するとき、防水カバー内の圧縮空気がその隙間を通って前記防水カバー外へ噴出するようになっている。出力シャフトは回転するので、これにシール材を強固に押し付けて防水することが難しいが、両者間の隙間から圧縮空気が外へ噴出するようにすることで、シール材を出力シャフトに強固に押し付けることなく高い防水効果が得られるとともに、両者間の摩擦力が低減して出力シャフトの回転が容易になり、更に、摩擦などによるシール材の劣化も抑制されその寿命が延びる。

好適な実施形態では、第1軸管上に複数本の第２軸管が配列される。第1軸管の回動に伴って、複数本の第２軸管が一斉に回動する。この噴水装置は、複数本の噴水流を一斉に同じ方向へ向ける用途において有用である。この構成において、複数本の第２軸管が個別に回動するようにしてもよく、その場合には、複数本の噴水流が、第１軸回りでは一斉に同じ方向へ向くと共に、第２軸回りではそれぞれ異なる方向へ自由に向くことができる。

好適な実施形態は、上述した構成のノズル回転装置を複数基備え、それら複数のノズル回転装置のノズル方向が個別に制御される。この噴水装置は、複数本の噴水流を個別に異なる方向へ自由に向けたい用途において有用である。

本発明の別の観点に従えば、上述した構成をもつノズル回転装置が提供される。

本発明のまた別の観点に従えば、噴水、放水又は降水などから機器を保護するために、上述した防水カバーと空気システムを備えた防水装置が提供される。

本発明の更にまた別の観点に従がう噴水装置は、水を噴出又は放出し且つ噴水又は放水の方向を変化させるノズル回転装置と、ノズル回転装置に水を供給する給水管とを備え、ノズル回転装置は、(A)給水管に連通するよう給水管に結合され、第１軸に沿って配置される第１軸管と、(B)第１軸から相対的に異なる方向を向いた第２軸に沿って配置され、第１軸管に連通するよう第１軸管に結合され、第１軸管上で第２軸回りに回動可能に支持される第２軸管と、(C)第２軸管とは相対的に異なる方向を向いて配置され、第２軸管に連通し且つ第２軸管と一緒に回動するよう第２軸管に結合されるノズルとを有する。

本発明に従うノズル回転装置又はそれを備えた噴水装置によれば、噴水方向の可変レンジが広くとれる。

本発明に従う防水装置又はそれを備えた噴水装置によれば、サーボモータなどの要防水部品を噴水、放水又は降水などから良好に防護することができる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる噴水装置における噴水方向を可変するための部分（以下、ノズル回転装置という）の正面図である。図２は、同ノズル回転装置の平面図であり、図３は、同側面図である。

図１〜３に示すように、給水管１０４が、床１０２から垂直に立ち上がるようにして、床１０２に固定される。給水管１０４の末端部にはL形継手１０６が結合され、L形継手１０６の末端部は水平方向を向く。床１０２上のL形継手１０６の延長上にベース架台１１０が固定され、このベース架台１１０上に、本発明の原理に従うノズル回転装置１００が設置される。ノズル回転装置１００は、水を噴出するためのノズル２１０を含むヘッダ２００と、ヘッダ２００の全体を回動駆動するための第１軸駆動装置３００とを有する。

ヘッダ２００は、第１軸管２０２と、第１軸管２０２とは９０度異なった方向に配置された第２軸管２０７と、第２軸管２０７とは９０度異なった方向に配置されたノズル２１０とを有する。第１軸管２０２と第２軸管２０７とノズル２１０は、この順序で直列に連通する。

第１軸管２０２は、一端部にて開口し他端部にて閉じた直線管であり、その両肩部にて、ベース架台１１０上に立設された２基の軸受け２１２、２１４に水平に支持され、そして、その中心軸（以下、第１軸という）２０２A回りに回転可能である。第１軸管２０２の開口端部は、前述した給水管１０４の末端のL形継手１０６に対して、スイベル継手１０８を介して、回転可能に結合される。スイベル継手１０８及び軸受け２１２、２１４は、水圧による第１軸管２０２の軸方向の伸びや位置ずれを吸収できるとともにヘッダ２００全体の重量を支える。第１軸管２０２の閉端部は、上述した第１軸駆動装置３００に結合される。第１軸駆動装置３００は、ベース架台１１０に固定され、サーボ電動機３０４を有し、第１軸管２０２を第１軸２０２A回りに両回動方向へ回動させることができる。

図２及び図３に分かりやすく示されているように、第１軸管２０２の軸受け２１２、２１４に支えられた両肩の間の所定箇所に、第１軸管２０２から垂直に伸び出るように、短い枝管２０４が結合される。この枝管２０４の末端部に、ロータリ継手２０６を介して、第２軸管２０７が結合される。第２軸管２０７は、一端部にて開口し他端部にて閉じた直線管である。第２軸管２０７は、第１軸管２０２から外側へ立体的にずれた位置に、第１軸管２０２に対して垂直な向きで配置される。第２軸管２０７は、その中央部にてロータリ継手２０６に挿通され、その中心軸（以下、第２軸という）２０７A回りに回転可能である。第２軸管２０７は、ロータリ継手２０６内で枝管２０４と連通し、よって、枝管２０４を介して、第１軸管２０２と連通する。第２軸管２０７は、第２軸管２０７の開口端部はロータリ継手２０６から第２軸２０７Aに沿って前方へ突出し、第２軸管２０７の閉端部はロータリ継手２０６から後方へ突出する。つまり、第２軸管２０７は、第１軸管２０２を直角に横切ってその前方と後方の両側へ突出する。

第２軸管２０７の第１軸管２０２より前方へ突出した開口端部に、L形継手２０８を介して、ノズル２１０が固定される。ノズル２１０は、両端部にて開口し、開度調節可能な絞りを備えた直線状の管であり、第２軸管２０７に対して垂直な向きに配置される。図２に分かり易く示されているように、ノズル２１０は、第２軸２０７Aの方向において、第１軸管２０２や軸受け２１２、２１４よりも前方へ突出した位置に配置される。

第２軸管２０７の第１軸管２０２より後方へ突出した閉端部に、第２軸駆動装置２２０が結合される。第２軸駆動装置２２０は、ヘッダ２００とりわけ第１軸管２０２に固定され、そして第１軸管２０２の後方側に配置される。よって、第２軸駆動装置２２０は、第１軸駆動装置３００により第１軸管２０２が回動すると、第１軸管２０２と一緒に回動する。第２軸駆動装置２２０は、サーボ電動機２２４を有し、第２軸管２０７を第２軸２０７A回りに両回動方向へ回動させることができる。

上述した第１軸駆動装置３００と第２軸駆動装置２２０は、本発明の原理に従う特別の構造を持つ防水カバー３０２と２２２で、それぞれカバーされる。第１軸駆動装置３００の防水カバー３０２は、ベース架台１１０に固定される。この防水カバー３０２の内部に、ベース架台１１０に固定されたサーボ電動機３０４と、このサーボ電動機３０４の出力シャフトに結合されたウォームギア装置３０６とが収容される。ウォームギア装置３０６の出力シャフト３０７は、防水カバー３０２から外へ出て、第１軸管２０２の閉端部に結合される。

また、第２軸駆動装置２２０の防水カバー２２２は、第１軸管２０２の後方側面に固定される。この防水カバー２２２の内部に、同じく第１軸管２０２の後方側面に固定されたサーボ電動機２２４と、このサーボ電動機２２４の出力シャフトに結合されたウォームギア装置２２６とが収容される。ウォームギア装置２２６の出力シャフトは、ロータリ継手２０６から後方へ突出する第２軸管２０７の閉端部に結合される。

以上のように構成されたノズル回転装置１００の機能と動作は以下のとおりである。

加圧された水が、給水管１０４から第１軸管２０２に入り、枝管２０４及び第２軸管２０７を順に通って、ノズル２１０へ流入し、そして、ノズル２１０の先端から空中へ噴射される。ノズル２１０は初期姿勢として例えば図示のように真上を向いており、このとき、噴水は真上に飛ぶ。

第１軸駆動装置３００が作動すると、サーボ電動機３０４から出力される回転パワーが、ウォームギア装置３０６を通じて第１軸管２０２の閉端部に加わり、第１軸管２０２を、第１軸管２０２Aを回転中心にして両回転方向へ回動させる。それにより、ヘッダ２００全体（すなわち、第１軸管２０２、第２軸管２０７、ノズル２１０及び第２軸駆動装置２２０など）が、第１軸２０２Aを中心にしてその前後方向に回動する。よって、図３に矢印Θで示すように、ノズル２１０が、第１軸２０２Aを回転中心にしてヘッダ２００の前後方向（図３での左右方向）に回動する。また、第２軸駆動装置２２０が作動すると、サーボ電動機２２４から出力される回転パワーが、ウォームギア装置２２６を通じて第２軸管２０７の閉端部に加わり、第２軸管２０７を、第２軸２０７Aを回転中心にして左右回転方向へ回動させる。よって、図１に矢印Φで示すように、第２軸管２０７の前端部に固定されたノズル２１０が、第２軸２０７Aを中心にしてヘッダ２００の左右方向に回動する。上述したノズル２１０の前後方向の回動と、左右方向の回動とを組み合わせることで、ノズル２１０の向きを立体的に様々に変化させることができる。

図３に良く示されているように、ヘッダ２００において、ノズル２１０と第２軸管２０７と第２軸駆動装置２２０との連結体が、第１軸管２０２に跨るように取り付けられる。すなわち、第２軸管２０７がその両端部を第１軸管２０２の両側に突出させて第１軸管２０２に結合され、第２軸管２０７の前方端部に結合されたノズル２１０は第１軸管２０２の前方側に配置され、第２軸管２０７の後方端部に結合された第２軸駆動装置２２０は第１軸管２０２の後方側に配置される。この配置関係は、体操用の鉄棒に人が腹部を掛けて乗った状態における鉄棒と人との配置関係に例えることができる。この姿勢で人は小さな回転力だけで鉄棒回りに回転運動することができるが、それと同様にヘッダ２００は小さな回転力で第１軸２０２A回りに容易に回動できる。すなわち、上記の跨り配置により、第１軸２０２Aを回転中心としたノズル２１０の重量による回転モーメントと、第２軸駆動装置２２０の重量による回転モーメントとが打ち消し合う。その結果、第１軸駆動装置３００の出力パワーがそれ程大きくなくても、大重量のヘッダ２００を第１軸２０２A回りに大きい角度レンジにわたって容易に回動させることができる。図３では、矢印Θで示した回動角度の可変レンジは１５０度程度であるが、これは単なる例示にすぎず、原理的には、例えば、ノズル２１０が前方水平を向く角度位置から後方水平を向く角度位置までの１８０度のレンジ、或いは、ノズル２１０が水平よりも下方へ向くような角度範囲を含む一層広いレンジにわたって、ヘッダ２００を前後に回動させることができる。極端な例を挙げれば、ノズル２１０及び第２軸駆動装置２２０がベース架台１１０に全く衝突しない程にベース架台１１０から高い位置に第1軸管２０２を配置したならば、ヘッダ２００を３６０度回転させることができる。

図２に良く示されているように、ノズル２１０は、それが左右方向にいくら大きく回動しても軸受け２１２、２１４などの他の部品に接触することがないよう、十分大きい距離だけ第１軸管２０２から前方に突出した位置に配置されている。そのため、ノズル２１０の左右方向の回動角度の可変レンジも大きい。図１では、矢印Φで示した回動角度の可変レンジは１５０度程度であるが、これは単なる例示にすぎず、原理的には、例えば、ノズル２１０が左方水平を向く位置から右方水平を向く位置までの１８０度のレンジ、或いは、ノズル２１０が水平よりも下方へ向くような角度範囲を含む一層広いレンジにわたって、ノズル２１０を左右に回動させることができる。極端な例を挙げれば、ノズル２１０がベース架台１１０に全く衝突しない程にベース架台１１０から高い位置に第２軸管２０７を配置したならば、ノズル２１０を３６０度回転させることができる。

従って、上述したヘッダ２００の構造においては、実際に必要となる回動角度の可変レンジがどのように広くても、それを実現する設計が容易に可能である。

既に説明したように、第１、第２軸駆動装置３００、２２０の防水カバー３０２、２２２は、特別の構造を有する。

図４は、防水カバー３０２、２２２に適用される特別の構造の一実施形態を示す。

図４に示すように、防水カバー５００内には、サーボ電動機やその付属電気回路やウォームギア装置などの内部機器５０２が設置される。内部機器５０２は、防水カバー５００の壁に空けられた通し孔を貫通する部分（例えば、ウォームギア装置の出力シャフト５０４、サーボ電動機やその付属電気回路と外部装置とを電気的につなぐ電気ケーブル５０６、或いは、図３に示した第２起動装置の防水カバー２２２の壁を貫通するロータリジョイント２０６や第1軸管２０２など）を有する。これらの部品が防水カバー５００の壁の通し穴を貫通する箇所には、その通し孔を通じて外の水が防水カバー５００内に浸入することを防ぐための、それぞれの部品の形状や構造に合った構造のシール５１０、５１２が適用される。これらのシール５１０、５１２の具体的構造は後に説明する。また、図示してないが、防水カバー５００を開閉する蓋又は扉の隙間や、防水カバー５００をベース架台に取り付ける箇所の隙間などにも、例えば板状パッキン或いはOリングなどの適切なシールが適用される。

これに加えて、防水カバー５００の壁の所定箇所には、圧縮空気を防水カバー５００の内部に送り込むための送気プラグ５２０が取り付けられる。送気プラグ５２０が貫通する防水カバー５００の壁の通し孔にも、図示してないが、適切なシールが施される。送気プラグ５２０には、防水カバー５００の外部に置かれた圧縮空気源（例えば、空気ポンプ（コンプレッサ）５２１と、そこから吐出される高圧の圧縮空気を貯める空気タンク５２２とのセット）から減圧弁５２３及び流量調整弁５２４を経由して伸びる圧縮空気管が接続される。減圧弁５２３は、圧縮空気源からの空気圧を減圧して、外気圧より十分に高い所定の一定圧力にレギュレートする。流量調整弁５２４は、圧縮空気の流量を所定の一定流量以下にレギュレートする。よって、外気圧より十分に高い所定圧力の圧縮空気が防水カバー５００内に送り込まれる。さらに、防水カバー５００の壁の別の所定箇所には、逃がし弁５２６が取り付けられる。防水カバー５００の壁の逃がし弁５２６を取り付けた箇所にも、図示してないが、適切なシールが施される。逃がし弁５２６は、防水カバー５００内部の空気圧が外気圧より十分高い所定の圧力範囲に維持されるよう、防水カバー５００内の余剰空気を外部へ逃がす。

以上のように構成された防水カバー５００においては、内部機器５０２の発熱や外部環境などにより防水カバー５００内部の温度が変化して内部の空気の密度が変化したとしても、防水カバー５００の内部の気圧は、常に、外気圧より十分に高い所定の圧力範囲内に維持される。防水カバー５００に加わる応力が一方向になるため、防水カバー５００の強度を小さくすることができ、ひいては防水カバー５００を軽量化できる。防水カバー５００の軽量化は、ヘッダの回動を容易にし、ノズルの方向の可変レンジの拡大や方向変化速度の高速化などに寄与する。また、防水カバー５００の壁や上述した各種部品取付け箇所のシールなどに小さな隙間が存在していたとしても、その隙間を通じて防水カバー５００の内から外へと空気が常に噴出するから、外部からの浸水が良好に阻止される。なお、浸水の阻止能力は、減圧弁５２３、流量調整弁５２４又は逃がし弁５２６の操作で防水カバー５００内の気圧を調節することで、可変できる。さらに、防水カバー５００内では常に空気流が流れるから、内部機器５０２の空冷効果も期待できる。これに伴い、防水カバー５００の各部に適用されたシール材の熱による劣化も抑制でき、長寿命化が期待できる。

図５は、図４に示した出力シャフト５０４に適用されるシール５１０の構造の一例を示す断面図である。

図５に示すように、防水カバーの壁５００Wに開けられた通し孔５３０を通って出力シャフト５０４が防水カバーの外へ出る。その出力シャフト５０４が、通し穴の開いたシール座板５３２と、円環状のシールリング５３４と、通し穴の開いたシール押さえ板５３６とを重ね合わせたものに通される。押さえボルト５４０、５４４が、シール押さえ板５３６と防水カバー壁５００Wに開けられたボルト穴に通され、そこに押さえナット５４２、５４６が締結される。これにより、シール押さえ板５３６が防水カバー壁５００Wへ向かって押し付けられ、シールリング５３４をシール座板５３２に押し付ける。シールリング５３４は、ゴムなどの弾性シール材製の断面がV字形の所謂Vパッキンと呼ばれるもので、シール座板５３２とシール押さえ板５３６とにより両側から押圧されて、それらの内面に密着するとともに、内側へ膨出するよう変形して出力シャフト５０４の外周面に全周にわたり当接して、出力シャフト５０４の周囲をシールする。シールリング５３４は、出力シャフト５０４に対する摩擦係数が低い材料で形成され、出力シャフト５０４の回転運動をあまり阻害しない。シールリング５３４の出力シャフト５０４に対する接触力つまりシール強度は、押さえボルト５４０、５４４と押さえナット５４２、５４６との締結強度により調整できる。

シールリング５３４の出力シャフト５０４に対する接触力つまりシール強度は、あまり強くする必要はない。出力シャフト５０４の回転運動を実質的に阻害しない程度の弱さ、或いは、接触するかしないかという程度でよい。そのようにすると、防水カバー５００内の高圧の空気が、出力シャフト５０４とシールリング５３４との間に押し入って僅かな隙間をこじ開け、その隙間を通って外へ噴出する。この噴出空気流により、外部の水の浸入が良好に阻止されるとともに、出力シャフト５０４とシールリング５３４との間の摩擦を低減し又は無くして、出力シャフト５０４が一層障害なく自由に回転できるようにする。また、シールリング５３４や出力シャフト５０４の摩擦による劣化も減り、寿命が延びる。

図６は、図４に示した電気ケーブル５０６に適用されるシール５１２の構造の一例を示す断面図である。

図６に示すように、防水カバーの壁５００Wに開けられた通し孔５３２に、筒状のプラグ本体５５０の先端側の雄ねじ部が外側から挿通される。その雄ねじ部には、リング状のパッキン５６２が外嵌され、その上から固定ナット５５２が締結されて、プラグ本体５５０を防水カバーの壁５００Wに固定する。パッキン５６２が固定ナット５５２と防水カバーの壁５００Wに密着して、プラグ本体５５０と防水カバーの壁５００Wとの間をシールする。電気ケーブル５０６が、プラグ本体５５０内を通って、防水カバーの外へ出る。ワッシャ５５６と円筒状のシーリングパッキン５５４とワッシャ５５８を重ねたものが、外へ出た電気ケーブル５０６に外嵌されて、プラグ本体５５０の内側の雌ネジ部に嵌め込まれる。さらに、外周面に雄ねじを有する筒状の押さえグランド５６０が、外へ出た電気ケーブル５０６に外嵌されて、プラグ本体５５０の内側の雌ネジ部に締結されて、上述したワッシャ５５６とシーリングパッキン５５４とワッシャ５５８との重なり体をプラグ本体５５０の内側の雌ネジ部の最奥部の段差に押し付ける。シーリングパッキン５５４は、ゴムなどの弾性シール材料製であり、押さえグランド５６０からの押し付け力により内方と外方に膨らんで電気ケーブル５０６の外周面とプラグ本体５５０の内周面とに密着し、それにより、電気ケーブル５０６とプラグ本体５５０との間を良好にシールする。

このシール５１２においても、いずれかの箇所に隙間が仮に出来ても、防水カバー５００内部の高圧空気がその隙間を通り外部へ噴出して、水の浸入を阻止する。

以上、本発明の一実施形態にかかるノズル回転装置１００の構造について説明した。以下では、このノズル回転装置１００を搭載した噴水装置について説明する。

図７は、本発明の一実施形態にかかる噴水装置の平面図である。図８は、図７のA-A線に沿った同噴水装置の断面図であり、特に配管の構造を分かり易く示すため、配管に直接関係しない構造物の図示は省略してある。

図７と図８に示された噴水装置６００は、例えば、ダム湖の曝気用や観賞用に適したものであり、図８に示すように、水面６２０上に浮くようになっている。すなわち、噴水装置６００全体を浮かすのに十分な浮力を発生する環状のフロータ６０２があり、フロータ６０２の上部に、このフロータ６０２の内側空間を覆うようにデッキ床６０４が固定される。図７に示すように、デッキ床６０４上には、複数（例えば、8基）のノズル回転装置１００A〜１００Hが、それぞれの正面をフロータ６０２の中心に向けて、環状に並んで配置される（つまり、８本の噴水を放射状に放出できるように環状に配列される）。ノズル回転装置１００A〜１００Hの各々の構造は、図１〜６を参照して既に説明したものと同じである。ノズル回転装置１００A〜１００Hには、デッキ床６０４から立ち上がった給水管１０４A〜１０４Hが接続される。また、デッキ床６０４上のノズル回転装置１００A〜１００Hの正面付近に、８個の投光器６０６A〜６０６Hが環状に並んで配置される。これらの投光器６０６A〜６０６Hは、主に夜間、ノズル回転装置１００A〜１００Hからの噴水に照明を与えるためのものである。

さらに、デッキ床６０４上には、投光器６０６A〜６０６Hを駆動し制御する照明制御装置６０８と、ノズル回転装置１００A〜１００Hのサーボ電動機を駆動し制御するサーボ制御装置６１０が搭載される。サーボ制御装置６１０は、コンピュータを内蔵し、そのコンピュータに予めインストール又はロードされたプログラムに従って、８基のノズル回転装置１００A〜１００Hのノズルの方向を個別に制御することができる。従って、サーボ制御プログラムの内容次第で、８本のノズルの方向は自由に変化させることができる。

図示してないが、デッキ床６０４上に存在する多数の防水カバーに供給されるべき圧縮空気を発生するための空気システムは、デッキ床６０４上の適当場所に設置されてもよいし、或いは、湖岸側に配置されてフレキシブル管を介して噴水装置６００に接続されてもよい。

図８に示すように、デッキ床６０４の下方には、例えば２基の水中ポンプ６１２A、６１２Bが取り付けられる。水中ポンプ６１２A、６１２Bの吐出口は、U字形の根管６１４A、６１４Bを介して、デッキ床６０４の下方に配置された環状の幹管６１６に結合される。そして、ノズル回転装置１００A〜１００Hに対応する８本の給水管１０４A〜１０４Hが、環状の幹管６１６に枝として結合される。水中ポンプ６１２A、６１２Bは、水中から水をくみ上げ、これを高水圧で吐出する。水中ポンプ６１２A、６１２Bから吐出された高水圧流は、根管６１４A、６１４Bから環状幹管６１６に入り、そして枝としての給水管１０４A〜１０４Hを通ってノズル回転装置１００A〜１００Hに供給され、ノズル回転装置１００A〜１００Hのノズルから噴射される。ノズル回転装置１００A〜１００Hのノズルの方向を様々に変化させることにより、８本の噴水の方向と到達距離が様々に変化する。それにより、この噴水装置６００の場所を中心にした広い範囲に対して噴水を振りまいて曝気することができるとともに、観賞用の噴水としても多種多様の噴水流の形態や動きを演出することができる（例えば、８本のノズルを隣接するノズル間の時間をずらして円周方向にスウィングさせることで、渦巻きに似せた噴水流を形成する、など）。また、夜間、照明をストロボのように間欠的に繰り返し瞬時点燈させつつ、ノズルの方向を変化させて噴水流を動かすことにより、あたかも噴水流が実際の動きとは異なる動きをしているように人に見せることもできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。

例えば、図１〜図３に示したノズル回転装置１００では、第１軸２０２と第２軸管２０７は、その方向が９０度異なっているが、必ずしも９０度である必要は無く、別の角度で異なっていても良い。また、第２軸管２０７とノズル２１０も、その方向が９０度異なっているが、必ずしも９０度である必要は無く、別の角度で異なっていても良い。

また、図１〜図３に示したノズル回転装置１００は、一つのノズル２１０を有するが、ノズル２１０を複数有する構造を採用することもできる。例えば、一本の第１軸管２０２に対して、複数本の第２軸管２０７が並列に結合され、それら複数の第２軸管２０７に複数のノズル２１０がそれぞれ取り付けられるタンデム構造を採用することもできる。このタンデム構造では、複数のノズル２１０は、第１軸２０２の回動により一斉に同じ角度だけ前後に回動するが、第２軸管２０７の個別の回動により左右へは個別に回動することができる。

また、図１〜図３に示したノズル回転装置１００は、第１軸管２０２と第２軸管２０７の双方が回動したが、第１軸管２０２のみ、又は第２軸管２０７のみが回動するようになっていてもよい。

本発明の噴水装置は、上述した曝気や鑑賞などの用途とは異なる用途にも適用可能である。例えば、消防車両や警備車両や建築物などに搭載される消防用や警備用や散水用などの放水装置にも、本発明は適用可能である。このような放水装置に本発明を適用した場合、放水方向の可変レンジが広いという本発明の利点は、放水可能な対象物の範囲が広くなることになり非常に有用である。

本発明の防水装置は、上述したような噴水装置だけでなく、自然的又は人工的な降水や噴水や放水などから機器を保護ずる目的に広く適用できる。

本発明の一実施形態にかかる噴水装置における噴水方向を可変するための部分（ノズル回転装置という）の正面図。 同ノズル回転装置の平面図。 同ノズル回転装置の側面図。 防水カバー３０２、２２２に適用される特別の構造の一実施形態を示す。 図４に示した出力シャフト５０４に適用されるシール５１０の構造の一例を示す断面図。 図４に示した電気ケーブル５０６に適用されるシール５１２の構造の一例を示す断面図。 本発明の一実施形態にかかる噴水装置の平面図。 図７のA-A線に沿った同噴水装置の断面図（特に配管の構造を分かり易く示すため、配管に直接関係しない構造物の図示は省略してある）。

符号の説明

１００ ノズル回転装置
１０４ 給水管
１０８ スイベル継手
２００ ヘッダ
２０２ 第1軸管
２０２A 第1軸
２０６ ロータリ継手
２０７ 第２軸管
２０７A 第２軸
２１０ ノズル
２１２、２１４ 軸受け
２２０ 第２軸駆動装置
２２２ 防水カバー
２２４ サーボ電動機
２２６ ウォームギア装置
３００ 第１軸駆動装置
３０２ 防水カバー
３０４ サーボ電動機
３０６ ウォームギア装置
３０７ 出力シャフト
５００ 防水カバー
５００W 防水カバーの壁
５０２ 内部機器
５０４ 出力シャフト
５１０、５１２ シール
５２０ 送気プラグ
５２１ 空気ポンプ（コンプレッサ）
５２２ 空気タンク
５２３ 減圧弁
５２４ 流量調整弁
５２６ 逃がし弁
５３４ シールリング（Vパッキン）
１００A〜１００H ノズル回転装置

Claims (11)

1. 水を噴出又は放出し且つ噴水又は放水の方向を変化させるノズル回転装置と、前記ノズル回転装置に水を供給する給水管とを備え、前記ノズル回転装置が、
   前記給水管に連通するよう前記給水管に結合され、第１軸に沿って配置され、前記第１軸回りに回動可能に支持される第１軸管と、
   前記第１軸管を前記第１軸回りに回動させる第１軸駆動装置と、
   前記第１軸から相対的に異なる方向を向いた第２軸に沿って配置され、前記第１軸管に連通し且つ前記第１軸管と一緒に回動するよう前記第１軸管に結合される第２軸管と、
   前記第２軸管に連通するよう前記第２軸管に結合されるノズルと
   を有する噴水装置。
2. 前記第２軸管が前記第１軸管上で前記第２軸回りに回動可能に支持され、前記ノズルが前記第２軸管とは相対的に異なる方向を向いて配置され、
   前記第２軸管を前記第２軸回りに回動させる第２軸駆動装置をさらに有する請求項１記載の噴水装置。
3. 第２軸駆動装置が前記第１軸管の前記一側に配置され、前記ノズルが前記第１軸管の前記他側に配置される請求項１又は２記載の噴水装置。
4. 前記第１又は第２軸駆動装置が、
   前記第１又は第２軸管をそれぞれ回動駆動するためのサーボ電動機と、
   前記サーボ電動機をカバーする防水カバーと
   を有し、
   前記防水カバーの内部に外気圧より高い圧力の空気を送り込むことで、前記防水カバーの内部の気圧を外気圧より高い所定の圧力範囲に維持する空気システムをさらに備えた請求項１又は２記載の噴水装置。
5. 前記防水カバーの壁には、前記サーボ電動機の出力パワーを前記第１又は第２軸管に伝達するための出力シャフトが通される通し孔が設けられ、
   前記通し穴から前記防水カバー内への水の浸入を防止するためのシールが前記出力シャフトの外周囲に設けられ、
   前記シールと前記出力シャフトとの間に隙間が存在するとき、前記防水カバー内の圧縮空気が前記隙間を通って前記防水カバー外へ噴出するようになっている請求項４記載の噴水装置。
6. 前記第1軸管上に配列された複数本の前記第２軸管を有する請求項１記載の噴水装置。
7. 前記ノズル回転装置を複数基備え、さらに、
   複数の前記ノズル回転装置の前記ノズルの方向を個別に制御する制御装置を備えた請求項１記載の噴水装置。
8. 水を噴出又は放出し且つ噴水又は放水の方向を変化させるノズル回転装置において、
   給水管に連通するよう前記給水管に結合され、第１軸に沿って配置され、前記第１軸回りに回動可能に支持される第１軸管と、
   前記第１軸管を前記第１軸回りに回動させる第１軸駆動装置と、
   前記第１軸から相対的に異なる方向を向いた第２軸に沿って配置され、前記第１軸管に連通し且つ前記第１軸管と一緒に回動するよう前記第１軸管に結合される第２軸管と、
   前記第２軸管に連通するよう前記第２軸管に結合されるノズルと
   を有する噴水装置。
9. 水を噴出又は放出し且つ噴水又は放水の方向を変化させるノズル回転装置と、前記ノズル回転装置に水を供給する給水管とを備え、前記ノズル回転装置が、
   前記給水管に連通するよう前記給水管に結合され、第１軸に沿って配置される第１軸管と、
   前記第１軸から相対的に異なる方向を向いた第２軸に沿って配置され、前記第１軸管に連通するよう前記第１軸管に結合され、前記第１軸管上で前記第２軸回りに回動可能に支持される第２軸管と、
   前記第２軸管とは相対的に異なる方向を向いて配置され、前記第２軸管に連通し且つ前記第２軸管と一緒に回動するよう前記第２軸管に結合されるノズルと
   を有する噴水装置。
10. 噴水、放水又は降水から機器を保護するための防水装置において、
    前記機器をカバーする防水カバーと
    前記防水カバーの内部に外気圧より高い圧力の空気を送り込むことで、前記防水カバーの内部の気圧が外気圧より高い所定の圧力範囲に維持する空気システムと
    を備えた防水装置。
11. 前記防水カバーの壁には、前記内部機器と結合されて回転又は往復運動をするシャフトが通される通し孔が設けられ、
    前記通し穴から前記防水カバー内への水の浸入を防止するためのシールが前記シャフトの外周囲に設けられ、
    前記シールと前記シャフトとの間に隙間が存在するとき、前記防水カバー内の圧縮空気が前記隙間を通って前記防水カバー外へ噴出するようになっている請求項１０記載の噴水装置。

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