JP4647897B2 - 空気砲発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気溜りを形成する密閉されたケース内の気体を圧縮して気体放出口より空気砲として一定に向けて放出させる空気砲発生装置に関する。

最近、例えば室内遊戯場やミニシアターにおいては、演出効果を高めたり、よりリアルにその状況を実感させたりする目的で、映像内容に併せて気体に匂い、煙、霧を含有させた空気を放出させる装置の導入が検討されている。

従来の気体放出方式としては、ファンにより取り込んだ外気を圧縮装置で圧縮し、利用時に圧縮空気を放出させてその勢いで匂い含有液を噴霧させるようにしたもの（例えば、特許文献１）や、ファンにより一定方向に向けて気流を発生させ、この気流を香り発生物質の周囲又は内部を通過させることにより、香りを含んだ気流として放出させるようにしたものがある（例えば、特許文献２）。
特開２００２−８５５４２号公報 特開２００１−２５５０３号公報

しかし、前者の気体放出方式では、外気を圧縮して閉じ込めるための圧縮装置が必要なため、その設備が大掛かりなものとなるばかりでなく、圧縮空気の放出時の勢いで匂い含有液を噴霧させるだけでは、空間に匂いを漂わせることはできるが、匂いを必要としない箇所まで拡散してしまうという問題があり、また後者の気体放出方式では、気体をファンによって連続的に発生元から演出先に向かって面状又は線状に放出するため、上記同様に香りを必要としない場所においてもその効果が広がってしまい、周りにその効果の影響を与えてしまうという問題があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、演出を必要とする場所に空気溜部内に存する気体を振動により圧縮して空気砲として有効に放出させることができる構成簡単且つ小型な空気砲発生装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により空気砲発生装置を構成する。

請求項１に対応する発明は、空気溜りを形成する密閉されたケースと、このケースの空気溜り形成面の予定の複数箇所を開口してその開口部にそれぞれ取付けられた振動部材と、これらの振動部材とは異なる箇所の前記ケースの空気溜り形成面に設けられた空気放出口と、前記ケース内に設けられ断続的に電圧が印加されると押引力を発生するソレノイドとこのソレノイドより発生する押引力により移動して前記振動部材を押引するロッドとから構成された駆動手段とを備え、前記ケース内にて回動可能に支持される滑車支持軸と、前記滑車支持軸に上下２段にしてそれぞれ取り付けられる一対の滑車とをさらに備え、前記上下２段の滑車の一方に第１のワイヤを掛けてその一端を前記ロッドに取り付け、前記第１のワイヤの他端を一方の振動部材に結合し、また他方の滑車に第２のワイヤを掛けてその一端を前記ロッドに取り付け、前記第２のワイヤの他端を他方の振動部材に結合する構成を有し、一個のソレノイドで複数の振動部材を同時に振動させて圧縮した前記ケース内の空気を前記空気放出口より空気砲として一定方向に放出させる。

請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の空気砲発生装置において、前記振動部材は、前記ケースの開口部に弾性部材を介して取付けられる。

請求項３に対応する発明は、請求項１又は請求項２に対応する発明の空気砲発生装置において、前記ケース内に芳香装置及び発煙装置の少なくとも一方を設置し、前記空気砲を発生させるに際して、ケース内の空気に香料及び煙の少なくとも一方を含ませる。

本発明によれば、演出を必要とする場所に空気溜部内に存する気体を振動により圧縮して空気砲として有効に放出させることができるとともに、小型化及び省スペース化を図り得る。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明による空気砲発生装置の第１の実施形態を模式的に示す構成図である。

図１において、１は一対の対向する面、本例では上面及び下面が開口された直方体からなるケースで、このケース１の上面及び下面の開口面には、振動部材２ａ，２ｂがそれぞれ設けられ、その各辺部をゴム等の弾性体３によりケース１の前後面板及び両側面板に取付けて密閉された空気溜りが形成される。また、ケース１の前後面板の一方、ここでは前面板の中央部に適宜大きさの空気放出口４が設けられる。

このようなケース１内に両振動部材２ａ，２ｂに対応させて金属からなるロッド５ａ，５ｂを設けるとともに、その一端部を振動部材２ａ，２ｂの略中央部にそれぞれ取付け固定する。また、ケース１内に電磁力の作用によりロッド５ａ，５ｂを直線運動させて振動部材２ａ，２ｂを押引するソレノイド６ａ，６ｂを図示しない支持部材に支持させて設ける。

ここで、ロッド５ａ，５ｂ及びソレノイド６ａ，６ｂは、振動部材２ａ，２ｂを押引して振動を発生させる駆動手段を構成している。

また、ケース１内にはソレノイド６ａ，６ｂを励磁する電源７が設けられるとともに、芳香装置８及び発煙装置９がそれぞれ設置され、その芳香及び煙放出口に制御弁１０，１１を介して接続されたノズル１２より芳香又は煙が噴出可能になっている。

一方、１３はケース１の外部に設置される制御装置で、この制御装置１３は芳香装置制御部１４、発煙装置制御部１５、ソレノイド制御部１６及びタイマ１７を備え、これら各制御部１４〜１６からの制御データ及びタイマ１７からの時間データは、スイッチ１８からの指令によりＣＰＵ１９に取り込まれ、インターフェース２０を通してソレノイド６ａ，６ｂを励磁する電源８を制御するとともに、芳香装置９及び発煙装置１０の制御弁１１，１２を制御するものである。

このような構成の空気砲発生装置において、スイッチ１８からの指令によりＣＰＵ１９が動作すると、まず、例えば芳香装置制御部１４より制御データが取り込まれ、芳香装置８の制御弁１０が開制御される。この時、タイマ１７から時間データも取り込まれ、各制御対象の制御タイミングに用いられる。

従って、芳香装置８からノズル１２を通して匂い成分となる香料がケース１内に散布される。

この状態でＣＰＵ１９よりソレノイド制御部１６からの制御データがインターフェース２０を通してソレノイド６ａ，６ｂの電源７に与えられると、ソレノイド６ａ，６ｂが一定の周期で励磁又は消磁される。すると、ロッド５ａ，５ｂが電磁力の作用により直線運動し、振動板５が繰返して押引されることで、振動板２ａ，２ｂに衝撃が与えられる。この振動板２ａ，２ｂの衝撃によりケース１内の空気が瞬時に圧縮され、空気放出口４より匂い成分の含んだ圧縮空気が図２（ａ）に示すように空気砲２１となって一定方向に放出される。

この空気放出口４より放出される空気砲２１は、速度が速く遠くへ行くほど速度は遅くなる。このため、遅くなった空気は速くなった流体に巻き込まれて渦を発生する。これは空気放出口４を設けた前面板（閉塞面）の表面が滑らかな平面になっているために遅くなった流体がこの滑らかな平面に沿って巻き込まれ、速い空気の流れに乗って渦が形成されるためと考えられる。

これに対して、図２（ｂ）に示すように閉塞面がなく筒状部材２２を通して圧縮空気を放出した場合には、圧縮空気は直線的若しくは発散してしまい、渦の形成に至らず、リング状の空気砲とはならない。

従って、圧縮空気の放出側に閉塞面を設けることにより、図２（ａ）に示すような渦を形成させてリング状の空気砲を発生させることが可能となる。この空気砲は、渦状の形態を保持し、渦外に拡散しないという性質を持っており、匂い成分をこの渦内に閉じ込めた状態で目的の箇所に到達させ得る。

このようにして、ある時間匂い成分の含んだ空気砲２１を目的箇所に放出した後は、ソレノイド６ａ，６ｂの電源７がオフになるともに、芳香装置８の制御弁１０が閉じる。

以上は芳香装置８より香料を散布してケース１内の空気に匂い成分を含ませる場合について述べたが、発煙装置９より煙を放出してケース１内の空気に煙を含ませる場合も前述同様の制御により煙を含んだ空気砲２１を目的箇所に放出させることができる。さらに、匂いと煙とを含ませることも可能である。

このように第１の実施形態では、ケース１の一対の対向する開口面に振動部材２ａ，２ｂがそれぞれ設けられ、その各辺部をゴム等の弾性体３によりケース１の各板面に取付けて密閉された空気溜りと、ケース１の前面板の中央部に設けられた適宜大きさの空気放出口４と、ケース１内に両振動部材２ａ，２ｂに対応させて設けられ、その一端部が振動部材２ａ，２ｂの略中央部にそれぞれ取付け固定された金属からなるロッド５ａ，５ｂと、ケース１内に設けられ、電磁力の作用によりロッド５ａ，５ｂを直線運動させて振動部材２ａ，２ｂを押引するソレノイド６ａ，６ｂと、ケース１内に設けられソレノイド６ａ，６ｂを励磁する電源７とを備え、ソレノイド６ａ，６ｂを一定の周期で励磁又は消磁してロッド５ａ，５ｂを電磁力の作用により直線運動させ、振動部材２ａ，２ｂを繰返して押引することで衝撃を与え、この衝撃によりケース１内の空気を瞬時に圧縮して、前面板の空気放出口４より圧縮空気を空気砲として一定方向に放出可能としたので、例えば匂い成分を圧縮空気に含ませることにより、匂いを目的箇所に拡散することなく到達させることができる。

従って、振動部材２ａ，２ｂに衝撃力を与えるだけで、匂いや煙を含む空気砲を目的箇所に到達させることができるので、従来のように演出を必要としない箇所に匂いや煙の影響を与えたり、逆に演出を必要とする箇所に十分に効果が与えられなかったりするようなことがなく、実用的に優れたものとなる。

また、本実施形態では、振動部材２ａ，２ｂに衝撃を与えるソレノイド６ａ，６ｂ、ロッド５ａ，５ｂ、ソレノイド６ａ，６ｂを励磁する電源７及び芳香装置８や発煙装置９をケース１内に設ける構成としているので、容量の大きな設備機器を設置する必要がなく、全体を小型化できるとともに、小スペース化を図ることができる。

図３は本発明による空気砲発生装置の第２の実施形態を一部を破断して模式的に示す斜視図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。

第２の実施形態では、図３に示すように一対の対向する面、本例では両側面が開口された直方体からなるケース１の両開口面に振動部材２ａ，２ｂをそれぞれ設けて密閉された空気溜りが形成され、またケース１の前面板の中央部に適宜大きさの空気放出口４が設けられる。

このようなケース１内の後面板にソレノイド６の軸方向一端面側を取付け、このソレノイド６の他端面側から中空部にロッド５が電磁力の作用により直進移動可能に挿入される。

一方、ケース１内のロッド５の前方位置に滑車支持軸２３がケース１の上面板及び下面板に回動自在に支持させて垂直に設けられ、この滑車支持軸２３に一対の滑車２４が上下２段にしてそれぞれ取付けられている。

この上下２段の滑車２４の一方にワイヤ２５ａを掛けてその一端をロッド５の先端に取付け、このワイヤ２５ａの他端を一方の振動部材２ａの略中央部に結合し、また他方の滑車２４にワイヤ２５ｂを掛けてその一端をロッド５の先端に取付け、このワイヤ２５ｂの他端を他方の振動部材２ｂの略中央部に結合する構成とする。

従って、ソレノイド６の電磁作用によりロッド５が直進移動すると上下２段の滑車２４に掛けられたワイヤ２５ａ，２５ｂが滑車支持軸２３を回動させながら同時に引張又は引離される方向に移動し、振動部材２ａ，２ｂに対して押引力を与えることが可能となる。

なお、図示していないが他の構成要素については図１と同様である。

このような構成の空気砲発生装置において、ソレノイド７が一定の周期で励磁又は消磁されると、ロッド５が電磁力の作用により直線運動し、この直線運動に連動してワイヤ２５ａ，２５ｂが滑車２４を介して引張又は引離し方向に移動することで、振動部材２ａ，２ｂが繰返して押引され、振動部材２ａ，２ｂに振動が発生する。この振動部材２ａ，２ｂの振動によりケース１内の空気が瞬時に圧縮され、前述同様に空気放出口４より匂い成分や煙の含んだ圧縮空気を空気砲として一定方向に放出させることができる。

このように第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加えて、１個のソレノイド７をケース１内に設けるだけで、ケース１の左右両側面に設けられた一対の振動部材２ａ，２ｂを同時に押引してケース１内の空気を圧縮できるので、装置全体の軽量化及び省スペース化を図ることができる。

図４は本発明による空気砲発生装置の第３の実施形態を模式的に示す平面図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。

第３の実施形態では、図４に示すように両側面が開口された直方体からなるケース１の両開口面に振動部材２ａ，２ｂをそれぞれ設けて、その各辺部をゴム等の弾性体３によりケース１の前後面板及び両側面板に取付けて密閉された空気溜りが形成され、またケース１の前面板の中央部に適宜大きさの空気放出口４が設けられる。

このようなケース１内に両振動部材２ａ，２ｂに対応させてソレノイド６ａ，６ｂを図示しない支持部材に支持させて設け、これらソレノイド６ａ，６ｂの中空部に先端部にネジ溝が形成された金属からなるロッド５ａ，５ｂが直進移動可能に挿入され、このロッド５ａ，５ｂの先端部にレバー２６ａ，２６ｂの一端部をナット締めにより固定し、このレバー２６ａ，２６ｂの他端部と振動部材２ａ，２ｂとをボルト及びナット等の締結具２７ａ，２７ｂにより連結する構成とする。

なお、図示していないが他の構成要素については図１と同様である。

このような構成としても、ソレノイド６ａ，６ｂの電磁力の作用によりロッド５ａ，５ｂの直線運動をレバー２６ａ，２６ｂを介して振動部材２ａ，２ｂに伝達し、該振動部材２ａ，２ｂに押引力を与えることができるので、前述した第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加え、ロッド５ａ，５ｂと振動部材２ａ，２ｂとを直接結合していないので、ケース１内のデッドスペースを利用した配置が可能となる。

図５は本発明による空気砲発生装置の第４の実施形態を模式的に示す構成図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。

第４の実施形態では、図５に示すように直方体の一つの面が開口され、この開口面と対向する閉塞面に空気放出口４を設けた空気溜となるケース１の開口端部に柔軟性のある蛇腹２８の一端部を接続し、この蛇腹２８の他端部に振動部材２を接合し、この振動部材２の略中央部に金属からなるロッド５の一端部を取付けるとともに、このロッド５を電磁力の作用により直線運動させて振動部材２を押引するソレノイド６を図示しない支持部材に支持させて設けるものである。

なお、図示していないが他の構成要素については図１と同様である。

このような構成の空気砲発生装置において、ソレノイド６が一定の周期で励磁又は消磁されると、ロッド５が電磁力の作用により直線運動し、この直線運動に連動して振動部材２が繰返して押引されることで、振動部材２は蛇腹２８の伸縮作用により可動幅の大きな振動が発生する。この振動部材２の振動によりケース１内の空気が瞬時に圧縮され、前述同様に前面板の空気放出口４より匂い成分や煙の含んだ圧縮空気を空気砲として一定方向に放出させることができる。

このように第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加えて、可動幅の大きな振動を発生させることができるので、振動板２とその取付け部分の材質が異なっていても振動部材２を確実に振動させることができる。即ち、振動部材２をケース１に取付ける際、材質の違いにより接合部を強固にしてしまうと、材質の弾性率によって振動部材２が振動しなくなることがあるが、接合部に柔軟性のある蛇腹２７を介在させることにより、動きの自由度が高く、しかも密閉性があるので、振動を確保することが可能となり、衝撃波を発生し易くなる。

なお、上記各実施形態では、振動部材に振動を発生させる駆動手段として、ソレノイドの励磁作用によりロッド直進移動させるようにしたが、このソレノイドに代えて電磁コイル方式及び電圧を付加することにより変形、可動するピエゾ、超音波素子、磁歪素子、圧電素子等を使用してもよい。

また、上記各実施形態では、ケース１として直方体のものを使用したが、密閉された空気溜りを形成できるものであれば、その形状は特に限定されるものではない。

本発明による空気砲発生装置の第１の実施形態を模式的に示す構成図。 同実施形態の作用を説明するための図。 本発明による空気砲発生装置の第２の実施形態を一部破断して模式的に示す斜視図。 本発明による空気砲発生装置の第３の実施形態を模式的に示す平面図。 本発明による空気砲発生装置の第４の実施形態を模式的に示す構成図。

符号の説明

１…ケース、２，２ａ，２ｂ…振動部材、３…弾性体、４…空気放出口、５，５ａ，５ｂ…ロッド、６，６ａ，６ｂ…ソレノイド、７…電源、８…芳香装置、９…発煙装置、１０，１１…制御弁、１２…ノズル、１３…制御装置、１４…香装置制御部、１５…発煙装置制御部、１６…ソレノイド制御部、１７…タイマ、１８…スイッチ、１９…ＣＰＵ、２０…インターフェース、２１…空気砲、２２…筒状部材、２３…滑車支持軸、２４…滑車、２５ａ，２５ｂ…ワイヤ、２６ａ，２６ｂ…レバー、２７ａ，２７ｂ…締結具、２８…蛇腹。

Claims (3)

1. 空気溜りを形成する密閉されたケースと、このケースの空気溜り形成面の予定の複数箇所を開口してその開口部にそれぞれ取付けられた振動部材と、これらの振動部材とは異なる箇所の前記ケースの空気溜り形成面に設けられた空気放出口と、前記ケース内に設けられ断続的に電圧が印加されると押引力を発生するソレノイドとこのソレノイドより発生する押引力により移動して前記振動部材を押引するロッドとから構成された駆動手段とを備え、
   前記ケース内にて回動可能に支持される滑車支持軸と、前記滑車支持軸に上下２段にしてそれぞれ取り付けられる一対の滑車とをさらに備え、前記上下２段の滑車の一方に第１のワイヤを掛けてその一端を前記ロッドに取り付け、前記第１のワイヤの他端を一方の振動部材に結合し、また他方の滑車に第２のワイヤを掛けてその一端を前記ロッドに取り付け、前記第２のワイヤの他端を他方の振動部材に結合する構成を有し、一個のソレノイドで複数の振動部材を同時に振動させて圧縮した前記ケース内の空気を前記空気放出口より空気砲として一定方向に放出させるようにしたことを特徴とする空気砲発生装置。
2. 請求項１記載の空気砲発生装置において、前記振動部材は、前記ケースの開口部に弾性部材を介して取付けられたことを特徴とする空気砲発生装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の空気砲発生装置において、前記ケース内に芳香装置及び発煙装置の少なくとも一方を設置し、前記空気砲を発生させるに際して、ケース内の空気に香料及び煙の少なくとも一方を含ませることを特徴とする空気砲発生装置。

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