JP3639023B2 - 噴水装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は噴水装置に係り、更に詳しくは、ノズル先端より間欠的に噴出される水玉の直径を大きくするとともに、装飾的効果を顕在化させることができる簡易構成型の噴水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
貯水部或いは水道の蛇口を水源として通水管内に水を供給し、当該通水管の先端に連結されたノズルから水を噴出する際に、前記通水管の途中に配置された水中音発生装置と称する振動付与手段で振動を付与することによって、ノズルの先端から水玉を間欠的に噴出させることのできる方法及び構造が知られている（例えば、特開昭６０−４９７５号公報及び特開平４−１９１７８６号公報参照）。
【０００３】
前記方法は、通水管の途中に所定周波数の振動（水中音）付与手段を設け、当該振動付与手段を構成する振動板の上下振動で水中に振動（音）を発生させる手法が採用されている。この方法において、前記振動は水流中を伝播し、開口径が狭められたノズルの先端に達したときに、振動の密なる部分が水流に強く作用して水の分子運動を盛んにし、この分子運動の盛んな部分がノズル開口から噴出するときに水玉となって表れるものである。そして、この方法は、具体的に噴水装置に適用されている。この噴水装置は、例えば、特開平４−１４５２９７号公報に示されるように、通水管の一端側を貯水部に臨ませて配置する一方、他端側にノズルを連結するとともに、前記通水管の途中にポンプ、フィルタ、及び振動付与手段を介装し、噴水装置の上部側にマルチストロボを配置する構成となっている。そして、マルチストロボを点滅させた時に、人間の目の残像作用によって水玉が明瞭となり、且つ、マルチストロボの点滅数を増減調整することによって、水玉の静止、落下、上昇の各姿態を表現することができる。
【０００４】
ところで、前記振動付与手段は、前記特開平４−１９１７８６号公報に具体的に示されるように、給水管を接続した下部本体と、この下部本体の上に接続された上部本体とによって中空体を形成するとともに、この中空体の内部に振動膜が周縁にて固定されている。振動膜の下部中央部には振動コイルが垂下されており、この振動コイルは対設された永久磁石のコアを包囲する相対位置に配置されている。従って、所定の電源を投入して前記振動コイルに通電を行うことで振動コイルひいては振動板が上下に振動可能となり、これが水玉を発生させる一つの原理を構成するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の噴水装置におけるノズルの先端は、３mmを上限とした開口径である。ここで、噴出される水玉の大きさは、開口径の約二倍となって表れ、従って、ノズル先端から噴出される水玉の直径も精々６mmを限界とするものであった。そのため、水玉の噴出状態を近くで観賞するときは、当該水玉の存在を認識することが可能であるが、噴水装置から離れた場所では、水玉の噴出状態を明確に認識することが困難となって折角の装飾的効果が著しく減殺されるという不都合があった。この場合、理論的には前記ノズルの開口径を大きく設定すれば良いことになるが、同装置において、単に開口径を大きくしただけでは、水玉が崩れてしまうという致命的な問題を生ずる。これは、振動付与手段等との相関関係において、良好な水玉の形成を阻害する原因があるものと考えられる。
【０００６】
また、前述の振動付与手段にあっては、前記中空体内における水及び当該中空体から延出する通水管内の水の重さが振動板に加えられる構造であるため、振動板が下方へ膨出して振動コイルが永久磁石にくっつく傾向があり、当該振動板が上下に振動できなくなるという不都合があった。従って、従来構造では、振動付与手段から延出する通水管を短くして振動板への負荷重量を抑制しなければならず、通水管を長く延ばして様々なバリエーションを表出する噴水装置には適用できないという問題もある。
【０００７】
また、前記振動付与手段にあっては、用いる部品点数が多くなり、全体としての構造を複雑化させ、当該振動付与手段の製造コストを高騰させるという不都合も招来する。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は係る従来例の不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、噴出される水玉の径を大きくして装飾効果を顕在化させるとともに、振動付与手段における振動板を常に安定して大きく振動させることができ、且つ、振動付与手段からノズルまでの離間距離を長く設定できるようにして各種の使用態様も実現できる噴水装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、振動付与手段の構造を極めて簡易なものとしても同様に大きな水玉を発生させることができるようにし、製造若しくは設備コストの大幅な削減が図れる噴水装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、流水中に振動付与手段を介して振動を付与し、ノズルの先端から水玉を噴出可能に設けた噴水装置において、前記振動付与手段は、単一の部屋を形成するタンクと、このタンクの一部に配置された振動板と、この振動板に吊り下げ保持されるとともに、当該振動板に所定周波数の振動を付与するバイブレータとを備える、という構成を採っている。この構成によれば、振動板が振動することによって、周波数に対応してタンク内の水に振動の蜜なる部分を発生させる。そして、振動の蜜なる部分が流水中を伝播してノズル先端から出る時に、これが水玉となって間欠的に表れることとなる。この振動板はバイブレータによる直接的な振動となり、振動板に加えられる水の重さによっても振動することができ、安定した水玉の発生状態を継続させることが可能となる。また、バイブレータを非固定式とすることによって、バイブレータの振動を振動板に直接伝達することができる。
【００１１】
前記噴水装置における振動板は、板厚０．５mm〜５mmの樹脂、金属板若しくはゴム板により構成されるとともに、ノズルは３mmを越えて２０mm以下となる先端開口径を備えた構成が好ましくは採用されている。０．５mm〜５mmの振動板を採用することにより、水の重さが加えられても振動板が大きく変形することはない。従って、この点からも振動板を確実に振動させることができる。また、前記開口径に設定されたノズルによれば、少なくとも６mmを越える水玉を発生させることができ、遠くからでも明瞭に水玉を識別することが可能になる。
【００１２】
また、前記ノズルは複数本連結されるとともに、これらのノズルの基端側に水源に連通する分流部材を配置し、且つ、分流部材とノズルとの間に当該ノズルの数に対応したホースを介在させる、という構成を採っている。従って、水玉の噴出領域が拡大され、外観上には滝のような噴出形態を得ることが可能となる。
【００１３】
本発明におけるノズル開口径は、３mmを越えて２０mm以内に設定されるが、好ましくは４mm〜８mmである。３mm以下では最大６mm程度の水玉となり、装飾的効果を顕在化させるに足りる大きな水玉が得られなくなる。この一方、２０mmを越えると水玉が崩れ易くなって当該水玉を安定的に発生させることが困難になるためである。
【００１４】
前記ノズルと分流部材との間に設けられるホースは、可撓性を備えた樹脂、例えば、シリコーン製のホースが採用される。また、本発明は、分流部材を設けることなく前記ホースをタンクに直結するとともに、このホースの先端にノズルを連結する構成も含まれる。
【００１５】
前記バイブレータの周波数は、３０〜１００Ｈｚであり、好ましくは４０〜８０Ｈｚである。周波数が３０Ｈｚ未満では水玉を形成することができなくなる一方、１００Ｈｚを越えると水玉が相互にくっついて連続流となるためである。また、前記振動板は、プラスチック又は金属板によって形成される。この際、振動板の板厚は、０．５mm〜５mmの範囲で任意に設定することが好ましい。本発明におけるバイブレータは、前記周波数で振動できるもの一般を含み、その振動原理は特に問わない。例えば、モータ回転によって振動を生ずるタイプはもとより、スピーカの原理、コイル励振作用によって振動させるもの等を含む。バイブレータは、水玉を発生させる作用を生じさせる他、前記マルチストロボと同様に、その周波数を適宜調整することによって水玉を静止して見せたり、或いは落下、上昇して見せたりする各種の姿態が選択可能である。因みに、マルチストロボの点滅数が一定で、バイブレータの周波数が５０Ｈｚであるときに水玉が静止して見えると仮定した場合、５１Ｈｚ以上の周波数では水玉が落下する状態に見える一方、４９Ｈｚ以下では水玉が上昇して見えるようになる。
【００１６】
前記振動付与手段のタンク、及び前記分流部材は、円筒形、角筒形等種々の中空体が用いられ、その内径も大小様々のものを用いて良い。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明に係る噴水装置の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１には本実施例に係る噴水装置の概略構成が示され、図２には、その要部拡大断面図が示されている。これらの図において、噴水装置１０は、所定容量の水を常時保有する貯水部１１を備えて構成されている。この貯水部１１に隣設する位置に設けられたカバー１３内には、前記貯水部１１に一端が連通する通水管１５が配置されているとともに、この通水管１５の途中には、歯車ポンプなどからなるポンプ１６が配設されている。また、前記通水管１５の他端側は、カバー１３上に設けられた振動付与手段１８を介して上方に延出されている。通水管１５の先端側には分流部材としてのノズルタンク１９を経て複数のノズル２０が連結されている。ここで、通水管１５内を流れる水には、前記振動付与手段１８で所定周波数、例えば、５０Ｈｚの周波数で振動が付与され、この振動が流水中に伝達されることによって、ノズル２０から水玉Ｗを噴出させることが可能になっている。この水玉Ｗには、上方にアーム２２を介して支持されたマルチストロボ２１による光が照射され、空中に噴出した水玉Ｗの鮮明なる認識が可能となる。
【００１９】
前記振動付与手段１８は、図２に示されるように、通水管１５，１５間に配置されて単一の部屋を形成する円筒状のタンク３０と、このタンク３０の底部側に設けられた振動板３１と、この振動板３１に一端が連結されたアーム３３と、当該アーム３３の他端に連結されたバイブレータ３５とを備えて構成されている。タンク３０は、本実施例では、略２００mmの内径を有するものが採用されている一方、振動板３１は板厚２mmの塩化ビニル樹脂プレートが採用されている。この際、振動板３１は、タンク３０の周壁３０Ａの下端面にゴム系接着剤３６及びボルト３７を介して固定されている。
【００２０】
前記バイブレータ３５は、アーム３３に連結された状態で振動板３１に吊り下げ保持されている。すなわち、ベースとなるような部材に固定されることなくバイブレータ３５の振動が振動板３１にのみ伝達可能となっている。このバイブレータ３５は、ケーブル４０を介して先端にプラグ４１が連結されているとともに、このケーブル４０の途中には必要に応じて周波数変換器４３が設けられている。周波数変換器４３は、前記バイブレータ３５による周波数を適宜可変調整するものであり、これによって、水玉Ｗの噴出間隔を変化させることが可能となっている。従って、バイブレータ３５による振動周波数を５０Ｈｚとして水玉Ｗを発生させる場合を標準とした場合、例えば、前記周波数変換器４３の設定周波数を３０Ｈｚにした時は、水玉Ｗの噴出間隔が大きくなる一方、周波数を８０Ｈｚにした時は、前記噴出間隔が狭くなることになる。
【００２１】
前記バイブレータ３５は、商用電源からの電力で動作するタイプのものであり、従って、前記プラグ４１は、一般家庭におけるコンセントに直接差し込みでき、アダプタ等を用いて電圧を下げる場合に比べて大きな振動を発生させることができ、これにより、ノズル２０の開口径を大きくしても水玉Ｗを確実に形成することが可能になる。
【００２２】
前記タンク３０の上部より延出した通水管１５は、内径が略２０mmとされており、この通水管１５の上端には、内径が略２００mmとなる中空の円筒形状を備えた分流部材としてのノズルタンク５０が設けられている。つまり、ノズルタンク５０は、振動付与手段１８のタンク３０と略同一内径を備えて構成されている。また、ノズルタンク５０の上端には複数のノズル２０が装着されている。本実施例におけるノズル２０は、ノズルタンク５０の上端開口部５１に固定されたシリコーンゴム製のホース５２を介してそれぞれ装着されている。各ノズル２０は、ノズル固定板５５を通って支持されており、このノズル固定板５５は、図示しない固定側に固定されるようになっている。なお、図２においては、ホース５２が真っ直ぐに延びる円筒状に表されているが、実際には、ホース５２の上部は、ノズル２０の基端を嵌合させた領域で内径が若干拡大するようになっている。
【００２３】
前記ノズル２０はポリプロピレン等の合成樹脂によって構成されており、当該ノズル２０の先端開口径は８mmに設定されている。このノズル２０の開口径によって水玉Ｗを実際に噴出させると、各開口径の約二倍の大きさとなる１６mmの水玉Ｗを発生させることができる。従って、例えば、開口径が４mmとなるノズルを用いた場合の水玉Ｗの直径は略８mmになるとともに、開口径が２０mmとなるノズルを用いた場合には、水玉Ｗの直径は略４０mmとなる。
【００２４】
次に、本実施例における噴水装置１０の動作について説明する。
【００２５】
所定の電源を投入してポンプ１６を作動させることによって、貯水部１１の水が通水管１５内を通過してノズル２０から連続的に噴出される。ここで、前記バイブレータ３５をＯＮさせて振動板３１に振動を与えると、この振動に対応して振動の密なる部分が流水中に伝播し、これがノズル２０の開口部から噴出するときに水玉Ｗを発生させることとなる。
【００２６】
ここで、マルチストロボ２１より光を照射すると、人間の目の残像作用によって、水玉Ｗが点々と輝いて放物線上を落下する態様として明確に視認することができる。この際、水玉Ｗの大きさは、約１６mmの大きさとなり、より離れた位置においても水玉Ｗを識別可能となる。
【００２７】
従って、このような実施例によれば、振動板２１を大きく振幅させて流水中に振動を伝播させるようにするとともに、ノズル２０の開口径を大きく設定したから、噴出する水玉Ｗの直径を従来構造に比べて大きくできるという効果を得る。そのため、噴水装置１０から離れた位置で当該噴水装置１０の水玉Ｗを観賞する場合にあっても良好なる装飾的効果を得ることが可能となる。
【００２８】
また、振動付与手段１８は、単一の部屋を有するタンク３０の底部側に振動板３１を設け、この振動板３１はバイブレータ３５によって振動が付与される構成となっているため、構造が極めて簡単になるとともに、振動コイルと永久磁石とによって振動付与を行っていた従来構造による不都合を確実に解消することができる。すなわち、従来では、コイルと磁石とのくっつきによって水玉Ｗの発生を不可能にする不都合を生じていたが、本実施例では、このような不都合は全くない。また、タンク３０とノズルタンク５０との間に存在する通水管１５を長くしても、水の重さによって振動板３１が振動できなくなる問題も一掃できるため、ノズル２０をタンク３０から離れた位置に設定可能となり、噴出方向が任意に異なる各種のバリエーションを備えた噴水装置とすることができる。
【００２９】
更に、前記実施例では、バイブレータ３５が吊り下げ保持されており、これによって、バイブレータ３５の振動を振動板３１に確実に付与することができる。また、ノズル２０がホース５２によって支持される構成となっているため、ノズル２０の開口方向を適宜調整することができ、水玉Ｗの噴出方向の調整を容易に行うことができる。
【００３０】
なお、前記実施例におけるノズル２０は、例えば、図３に示される構成等を採用することができる。このノズル２０は、分流部材としてのノズルタンク５０の上端にノズルプレート７０を形成し、このノズルプレート７０に開口径が次第に絞られた孔７１を形成するとともに、図４に示されるように、孔７１内に樹脂製のノズル７５を嵌合して構成されている。これらの変形的構造によっても前述と同様の作用、効果を得ることができる他、ノズル全体を簡易な一体構造型とすることができる。
【００３１】
また、前記マルチストロボ２１の光は、同種若しくは複数種のカラーフィルムを透過させて照射する構成とし、水玉Ｗに対して多種多様な色彩を付与する構成等も採用できる。更に、マルチストロボ２１の使用に代えて、光ファイバ等を用いることも可能である。この場合、光ファイバの投光部を規則的に開閉可能とする構造を採用すれば、実質的にマルチストロボ２１と同様の作用を生じせしめることが可能となる。
【００３２】
また、本発明における噴水装置１０の各部寸法、或いはノズル２０の数等は任意とするものであり、噴水装置１０を用いる適用箇所等に応じた規模で可変となるものである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成され、且つ、作用するので、これによると、常に安定して確実に振動板を振動させることができ、振動付与手段からノズルまでの離間距離を長く設定できるようにして各種の使用態様が実現でき、且つ、従来構造に比べて振動付与手段の構造の簡易化を図りつつ確実なる振動付与が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 噴水装置の第１実施例を示す概略構成図。
【図２】 前記装置における要部拡大断面図。
【図３】 ノズルの変形例を示した断面図。
【図４】 図３の部分拡大図。
【符号の説明】
１０ 噴水装置
１８ 振動付与手段
２０ ノズル
３０ タンク
３１ 振動板
３５ バイブレータ
５０ 分流部材としてのノズルタンク

Claims (3)

1. 流水中に振動付与手段を介して振動を付与し、ノズルの先端から水玉を噴出可能に設けた噴水装置において、前記振動付与手段は、単一の部屋を形成するタンクと、このタンクの一部に配置された振動板と、この振動板に吊り下げ保持されるとともに、当該振動板に所定周波数の振動を付与するバイブレータとを備えて構成されていることを特徴とする噴水装置。
2. 前記振動板は、板厚０．５mm〜５mmの樹脂若しくは金属板により構成されている一方、前記ノズルは３mmを越えて２０mm以下の先端開口径を備えていることを特徴とする請求項１記載の噴水装置。
3. 前記ノズルは複数本連結されるとともに、これらのノズルの基端側に水源に連通する分流部材を配置し、且つ、分流部材とノズルとの間に当該ノズルの数に対応したホースを介在させたことを特徴とする請求項１又は２記載の噴水装置。

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