JP5316989B2 - 水力回転装置 - Google Patents

Description

この発明は、回転筒体が固定筒体内で水力を利用して回転駆動する構成とした水力回転装置に関し、具体的には、回転広告装置、回転装飾品などとして有効な回転装置に係わる。

回転広告装置としては様々な構成のものがあるが、その一例を図１０に示す。
図１０に示した回転広告装置は、回転軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃからなる多重軸を有し、回転軸１１ａには最上段の回転体１２ａ、回転軸１１ｂには中段の回転体１２ｂ、回転軸１１ｃには最下段の回転体１２ｃが各々取り付けられている。

上記した多重軸は、箱状の基体１３より垂直に延設されており、基体１３内に位置する回転軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃの基端部には、回転駆動板１４ａ、１４ｂ、１４ｃが水平状態に固着されている。
これら回転駆動板１４ａ、１４ｂ、１４ｃは円形板で、その周囲面には連動車１５に設けられた弾性駆動片部１６が接触可能になっている。

すなわち、基体１３内には縦に長い円柱状の連動車１５が回転自在に軸着されており、各回転駆動板１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対向する前記連動車１５の周囲には、適宜の間隔をおいて多数の弾性駆動片部１６が突出形成され、これら弾性駆動片部１６が回転駆動板に接触可能となっている。

連動車１５は、基体１３内に配設されたモーター１７に連動されて回転する。
したがって、連動車１５の回転によって弾性駆動片部１６が回転駆動板に接触する度に、回転駆動板を回転駆動することから、回転駆動板１４ａ、１４ｂ、１４ｃの回転によって回転軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃが回転され、したがって、回転体１２ａ、１２ｂ、１２ｃが回転軸を中心に旋回する。
回転体１２ａ、１２ｂ、１２ｃの外周面には、文字や図形などの広告表記が設けられており、これら回転体が回転することで広告機能を果たす。

なお、上記の回転広告装置は、タイマー付きリレー１８やソレノイド１９などの動作に応じて押し出され、回転駆動板の突出片部２０の旋回域に進出し、回転駆動板の回転を停止させるストッパー２１を備えている。
すなわち、ストッパー２１を進出させ、回転駆動板、多重軸、回転体の回転を停止させ、回転体の広告表記をタイマー時間にしたがって静止させることが可能になっている。

特開２００１−１３４２２２号公報

上記した回転広告装置は、連動軸１５の回転により弾性駆動片部１６が回転駆動板１４ａ、１４ｂ、１４ｃに接触する度に、その接触（突き当たり）音が生じる他に、モーター１７の運転音や多重軸、回転体の摺動音などが発生するために騒音の問題がある。

多重軸は経年使用による摩耗によって機械的なガタが生じるために、多重軸の軸間摩擦が大きくなるために、モーター負荷が増加したり、さらには、広告表記が回転体の外表面に直接に設けられているため、図形や文字などの広告表記が傷付き、また、汚れるなど問題がある。

上記した課題を解決するため、本発明では第１の発明として、円筒体の筒軸を縦向きとした固定筒体と、当該固定筒体に対し小径とした円筒体からなる回転筒体とを設け、前記固定筒体内には、前記回転筒体を回転可能に内装すると共に、少なくとも前記回転筒体が没入する容量の水様液を収納し、前記回転筒体には、前記固定筒体内の水様液を前記回転筒体内に取り入れ、かつ、水様液を筒軸回りとなる前記回転筒体の一部から前記回転筒体外に所定の圧力で放射する電動ポンプを備え、さらに、前記固定筒体には給電コイルを、前記回転筒体には受電コイルを各々設け、これらコイルの電磁誘導作用によって前記固定筒体と回転筒体との間を非接続とした給電系回路を備え、前記給電系回路によって回転筒体内の前記電動ポンプとその駆動回路などの電気設備を給電する構成としたことを特徴とする水力回転装置を提案する。

第２の発明としては、上記した第１の発明の水力回転装置において、前記固定筒体を樹脂材で形成すると共に、その底板の中央部にはポットコアを有する給電コイルを設け、前記回転筒体を樹脂材で形成すると共に、その底板の中央部にはポットコアを有する受電コイルを設け、前記給電コイルと受電コイルとを対向配置したことを特徴とする水力回転装置を提案する。

第３の発明としては、上記した第１又は第２の発明の水力回転装置において、前記固定筒体を透明材または半透明材で形成し、前記回転筒体の表面には文字や図形、模様などを表記し、固定筒体の外方から回転筒体の前記表記が視覚を通して認識できる構成としたことを特徴とする水力回転装置を提案する。

第４の発明としては、上記した第１〜第３の発明の水力回転装置において、前記回転筒体に備える電気設備には、前記電動ポンプの運転、停止、パワーなどを制御する制御手段と、リモートコントロール信号を受信して前記制御手段を動作させる受信手段とを備えたことを特徴とする水力回転装置を提案する。

第１の発明の水力回転装置は、電源に接続することにより、給電コイルと受電コイルの電磁誘導作用によって給電系回路が通電し、回転筒体内の電気設備が給電され、この結果、電動ポンプが給電されて始動する。

これより、水様液が回転筒体の一部から回転筒体外に放射される。
すなわち、水様液が筒軸回りとなる前記回転筒体の一部から前記回転筒体外に所定の圧力で放射されて固定筒体内の水様液に突き当たるため、回転筒体が放射される水様液の圧力にしたがい固定筒体内の水様液中で回転する。

上記のように回転筒体の水中で回転することから、この回転筒体と共に受電コイルも回転するが、給電コイルと受電コイルは第２の発明の通り、これらコイルが共にポットコアを有し、かつ、受電コイルが給電コイルに対向して回転するものであるので、回転筒体の回転にかかわらず、回転筒体内の電気設備には給電系回路によって継続的に給電される。

したがって、上記した水力回転装置は、固定筒体を透明材または半透明材で形成すれば、回転筒体の回転が装置外より視覚を通して認識することができるから、
第３の発明のように、文字や図形、模様などを回転筒体の周面に表記することにより、回転筒体の回転にしたがってこれらの表記を認識することができる。
したがって、回転広告装置や回転装飾品などとして有効に利用することができる。

また、第４の発明の水力回転装置は、給電ポンプの運転、停止、パワー設定などの制御手段を遠隔操作するために、リモートコントロール信号を受信する受信手段を備えた構成としてあり、装置外から送信機より送られる無線信号（リモートコントロール信号）にしたがって、給電ポンプの動作を制御し、回転筒体の回転、回転停止、回転速度などを装置外から制御することができる。

一実施形態として示した回転広告装置の縦断面図である。 上記の回転広告装置に備えた給電コイルを示す斜視図である。 上記回転広告装置に備える回転筒体の底面図である。 上記回転筒体に設けた水の放射口を示した図３上のＡ―Ａ線拡大部分断面図である。 上記した回転広告装置に備えた電気回路を簡略的に示したブロック図である。 上記した回転広告装置の動作状態を示した図１同様の縦断面図である。 上記回転筒体に設けた放射口の第２の実施形態を示した図４同様の拡大部分断面図である。 上記回転筒体に設けた放射口の第３の実施形態を示した図４同様の拡大部分断面図である。 上記回転筒体に設けた放射口の第４の実施形態を示した図４同様の拡大部分断面図である 従来例として示した回転広告装置の縦断面図である。

次に、本発明を回転広告装置として実施した一実施形態について図面に沿って説明する。
図１は、回転広告装置の縦断面図である。
図示する如く、この回転広告装置は、固定筒体３１、回転筒体３２、基体３３から構成されている。

固定筒体３１は、透明な樹脂材で円筒状に形成し、その下面には底板３４が固着してある。
そして、その底板３４に水平に一体形成したフランジ３４ａを基体３３の上面に固定することによって、固定筒体３１の筒軸が垂直になるように構成されている。
また、固定筒体３１に設けた樹脂材の底板３４の中央部には、図示する如く、給電コイル６０が埋設してある。
この給電コイル６０は、図２に示す如く、ポットコア（フイライトコア）６１の中央脚６１ａにコイル体６２を備えた構成のものとなっている。

回転筒体３２は、上記固定筒体３１に比べ幾分小径に形成した樹脂材からなる円筒体で、この回転筒体３２が固定筒体３１と同じ筒軸方向として固定筒体３１内に内装してある。
この回転筒体３２は、下面に樹脂材の底板３６を、上面に樹脂材の蓋板３７を各々設ける他に、中段には中仕切板３８を設け上室３９と下室４０とが形成してある。

そして、回転筒体３２の中仕切板３８には、その上面に回路部品を設けた回路基板などの電気部品を配設して上室３９内に電気設備４１を備えるようにし、また、中仕切板３８の下面には、電動ポンプ４２を配設して下室４０内に電動ポンプ４２を備える構成としてある。

電動ポンプ４２は、中仕切板３８を貫通させたコード４３により上記の電気設備４１に電気接続してあり、また、この電動ポンプ４２には、給水管４４と放水パイプ４５が設けてあり、放水パイプ４５の先端部が放射口４６となっている。
なお、具体的には、放水パイプ４５は３枝に分割し、分割した放水パイプ先端部を回転筒体３２の筒軸回りとなる底板３６の３等分位置に配置して放射口としてある。

さらに、上記した回転筒体３２内には、細長い水道管４７を縦長として蓋板３７と中仕切板３８とを貫通するようにして固着してあり、この水道管４７の上方部が蓋板３７の上方に突出し、その下方部が下室４０内に突出している。
また、回転筒体３２の底板３６の中央部には、上記した給電コイル６０に対向させるように配設した受電コイル６４が設けてある。

受電コイル６４は、図２に示す給電コイル６０と同様の構成であり、ポットコアと、このポットコアの中央脚に備えたコイル体より構成してある。
この受電コイル６４が底板３６と中仕切板３８とを貫通させたコード４９によって電気設備４１に電気接続してある。

上記したコード４３、４９を通すために中仕切板３８には防水性の貫通部材３８ａを設け、上室３９への水の侵入を防止してある。
また、上記の回転筒体３２の底板３６には、適当な重さのバランサー６３が設けてある。

このバランサー６３は、回転筒体３２の浮き上がりを抑制すると共に、回転筒体３２を筒軸回りに安定して回転させる作用をする。
このような回転筒体３２の浮き上がりや筒軸回転の傾きは、上室３９の容積などによって大きく影響するから、このバランサー６３については必要に応じて備える。

その他、回転筒体３２の外周面には、文字、図形、模様などで作成した広告表記が付設してあり、回転筒体３２が回転することで、これらの表記が固定筒体３１の外方から視覚を通して認識できるようになっている。
なお、回転筒体３２を透明材または半透明材で形成すれば、回転筒体３２の内面に広告表記を付設することができる。
また、広告表記は、カラーまたは白黒に作成する。

上記した基体３３は、樹脂材から形成した台形断面状のもので、その内部には、コード５０によって上記給電コイル６０を高周波給電する高周波変換コンバータ５１が配設してある。
なお、高周波変換コンバータ５１にはコード５２を設け、その先端に接続したコネクタ５３をＡＣ電源（商用電源）に接続する構成としてある。

一方、上記した回転広告装置は、固定筒体３１内に水５４が収容してある。
この水５４は、回転筒体３２が没入するように、その水面５４ａが回転筒体３２の上方となる容量にまで収容してある。
したがって、水５４が水道管４７を通って回転筒体３２の下室４０内にも入り込んでいる。

また、水５４としては、透明な水液であればよく、純水以外の水様液を使用することができる。
なお、固定筒体３１には、水５４の蒸発や漏れを防ぐために、空気流通孔６５を設けた蓋体６６を被蓋することが好ましい。

図３は上記した放射口４６を示した回転筒体３２の底面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線切断面として上記放射口４６を示した拡大部分断面図である。
これらの図面に示す如く、上記した放射口４６は、回転筒体３２の底板３６に形成してあり、底板３６の下面の中心周囲の三等分位置に設けてある。

そして、これら各放射口４６は、図４に示すように、底板３６に挿着した放水パイプ４５の先端部４５ａを所定の角度で折り曲げた形状としてある。
すなわち、回転筒体３２の底板３６の中心周囲部より、所定の角度でその周囲方向に折り曲げると共にやや下向きに折り曲げた構造としてある。
このように構成した各放射口４６は、水５４を底板３６の中心周囲方向に射出するに伴い底板３６の下方に放水して回転筒体３２を筒軸回りに回転駆動する。

また、上記した回転広告装置は、図５に簡略的に示したところの電気回路を備えている。
すなわち、基体３３には既に述べたように、高周波変換コンバータ５１を設け、コネクタ５３を介して入力するＡＣ電源からの交流電力をこのコンバータ５１によって高周波電力を変換し、給電コイル６０を高周波電力で給電する。

給電コイル６０に励磁電流が流れると、電磁誘導によって受電コイル６４に起電力が発生するので、高周波電力が直流変換コンバータ５５に送られて直流電力に変換される。
したがって、所定の直流電圧によって電気設備４１が給電され、これより電動ポンプ４２が給電され、電動ポンプ４２が放水駆動する。

また、この回転広告装置の電気設備４１はリモコン信号受信部５６を備え、別途に備えたリモコン信号の発信機５７からのリモコン信号を受信し、そのリモコン信号にしたがって出力電圧設定部５８を設定制御する構成としてある。
出力電圧設定部５８は、リモコン信号にしたがって直流変換コンバータ５５の出力電圧を制御し、電動ポンプ４２を運転、停止、パワー制御する。

上記したように、本実施形態の回転広告装置は、コネクタ５３をＡＣ電源に接続することによって、高周波変換コンバータ５１、給電コイル３５、受電コイル４８などを含む電気設備４１からなる電気回路系を介して電動ポンプ４２が給電され、電動ポンプ４２が放水駆動する。

したがって、この電気回路系が、固定筒体３１側から回転筒体３２側に電力供給する被接触の電気回路系となっている。
上記の構成によって、放射口４６から所定の水圧の水５４が固定筒体３１内の水中に放射されるため、回転筒体３２が放射水による回転駆動力を受け筒軸回り方向に水中で回転する。

この結果、回転筒体３２の周囲全体に設けた広告表記が、透明な固定筒体３１と水５４を通して固定筒体３１の外方より視覚を通して認識することができる。
なお、上記のように回転筒体３２が回転する場合、図６に示すように、回転筒体３２が放射口４６から照射する水圧で多少浮上する。
また、既に述べたように、回転筒体３２の回転は、送信機５７を操作してリモートコントロールすることができる。

図７は、回転筒体３２の底板３６に設けた放射口４６の第２の実施形態を示した図４同様の拡大部分断面図である。
本実施形態は、放水パイプ４５を回転筒体３２の底板３６に挿通し、その先端部４５ａを前記底板３６の中心周囲方向に向け、かつ、前記底板３６の下面に沿って折り曲げて構成した放射口４６ａとなっている。

図８は、回転筒体３２の底板３６に設けた放射口４６の第３の実施形態を示した図４同様の拡大部分断面図である。
本実施形態は、回転筒体３２の底板３６の上面に一体に形成した短管部３６ａと、その底板３６を貫通させた前記短管部３６ａに連通させた放水孔３６ｂとを設け、短管部３６ａに放水パイプ４５の一端部を連結させて構成した放射口４６ｂとなっている。
なお、前記した放水孔３６ｂは、垂直孔部３６ｂ１と、底板３６の中心周囲方向に沿い、かつ、下向き傾斜とした傾斜孔３６ｂ２とから形成してある。

図９は、回転筒体３２の底板３６に設けた放射口４６の第４の実施形態を示した図４同様の拡大部分断面図である。
本実施形態は、底板３６にＬ字形の放水孔３６ｃを形成すると共に、放水孔３６ｃの上端部には放水パイプ４５を繋ぐ連結具６７をネジ止めし、さらに、底板３６には、先端を射出口４６ｃとした射出パイプ６８を放水孔３６ｃの下方に当たる横孔３６ｃ１に固定するための固定板６８が接着固定してある。

上記した放射口４６ａ、４６ｂ、４６ｃにおいても図３に示すように底板３６の三方向位置に設けることができ、図３、図４に示した放射口４６と同様に回転筒体３２の回転駆動力を得ることができる。
なお、４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃなどの放射口は必ずしも３等分位置に配置しなくともよく、また、必ずしも３個設けずに任意の個数に定めることができる。

上記では、回転広告装置として実施した本発明の一実施形態について説明したが、その他に、回転装飾品などとしても実施することができる。
回転装飾品として実施する場合は、鑑賞用の図形、模様、文字などを回転筒体３２の周囲に表記する。
また、回転装飾品は、見る者の美的感覚を満足させることが好ましいから、固定筒体３１に収容した水５４を有色性の水溶液に変えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、回転筒体３２に内装する電気設備４１は、電動ポンプ４２を制御する回路部品の他に、回転筒体３２の広告表記を光学的に照明するランプや装飾用の有色ランプなどを備えることができ、さらには、静止画や動画を表示する液晶装置などを備え、固定筒体３１の外方からそれらの画像を視認できるようにすることができる。

また、本発明の実施に際しては、固定筒体３１にも文字、図形、模様などの表記を設けることによって、回転する回転筒体３２の文字、図形、模様などの表記との組み合わせ表記を作ることができ、これによって特殊な表示状態を表示させる構成とすることができる。

回転広告装置や回転する装飾品などに適用することができる。

３１ 固定筒体
３２ 回転筒体
３３ 基体
３６ 底板
３７ 蓋板
３８ 中仕切板
４１ 電気部品
４２ 電動ポンプ
４４ 給水管
４５ 放水パイプ
４６ 放射口
４７ 水道管
６０ 給電コイル
６４ 受電コイル

Claims (4)

1. 円筒体の筒軸を縦向きとした固定筒体と、当該固定筒体に対し小径とした円筒体からなる回転筒体とを設け、
   前記固定筒体内には、前記回転筒体を回転可能に内装すると共に、少なくとも前記回転筒体が没入する容量の水様液を収納し、
   前記回転筒体には、前記固定筒体内の水様液を前記回転筒体内に取り入れ、かつ、水様液を筒軸回りとなる前記回転筒体の一部から前記回転筒体外に所定の圧力で放射する電動ポンプを備え、
   さらに、前記固定筒体には給電コイルを、前記回転筒体には受電コイルを各々設け、これらコイルの電磁誘導作用によって前記固定筒体と回転筒体との間を非接続とした給電系回路を備え、
   前記給電系回路によって前記電動ポンプとその駆動回路などの電気設備を給電する構成としたことを特徴とする水力回転装置。
2. 請求項１に記載した水力回転装置において、
   前記固定筒体を樹脂材で形成すると共に、その底板の中央部にはポットコアを有する給電コイルを設け、
   前記回転筒体を樹脂材で形成すると共に、その底板の中央部にはポットコアを有する受電コイルを設け
   前記給電コイルと受電コイルとを対向配置したことを特徴とする水力回転装置。
3. 請求項１または２に記載した水力回転装置において、
   前記固定筒体を透明材または半透明材で形成し、前記回転筒体の表面には文字や図形、模様などを表記し、固定筒体の外方から回転筒体の前記表記が視覚を通して認識できる構成としたことを特徴とする水力回転装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載した水力回転装置において、
   前記回転筒体に備える電気設備には、前記電動ポンプの運転、停止、パワーなど制御する制御手段と、リモートコントロール信号を受信して前記制御手段を動作させる受信手段とを備えたことを特徴とする水力回転装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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