JP6591869B2 - Fountain equipment - Google Patents
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Description
本発明は、噴水技術に関する。 The present invention relates to fountain technology.
噴水装置として、水を吐き出すノズルの動作方向を、一軸の回転で制御する一軸駆動型の装置や、二軸の回転で制御する二軸駆動型の装置が挙げられる。 Examples of the fountain device include a uniaxial drive type device that controls the operation direction of a nozzle that discharges water by uniaxial rotation, and a biaxial drive type device that controls the operation direction by biaxial rotation.
二軸駆動型の噴水装置に関する先行技術例として、特許第4420781号公報(特許文献1)が挙げられる。特許文献1には、噴水装置として、以下の旨が記載されている。第1方向に第1軸が配置され、第1軸に直交する第2方向に第2軸が立体交差するように配置されている。第2軸にはノズルが接続されている。第1軸には、第1軸の周りに回転動作させる第1駆動部を有する。第2軸には、第2軸の周りに回転動作させる第2駆動部を有する。第1軸の回転に伴って第2軸が第1軸の周りに回転するように動く。
Patent No. 4420781 (patent document 1) is mentioned as a prior art example regarding a biaxial drive type fountain device.
特許文献1のような、従来の二軸駆動型の噴水装置は、例えば第1軸と第2軸との直交点に対し、第2軸上で一方端に第2駆動部が配置されている。この構成では、第1軸の回転に伴って第2軸が動く際に、第2駆動部、第2駆動部に接続されている配線、第2軸に接続されている配管、等の部分も動くことになる。そのため、この構成では、それらの部分を所定範囲内で動かすためのスペースや機構が必要である。即ち、この構成では、直交点を含む領域として比較的大きなスペースを占有する。よって、噴水装置が大型になってしまう。また、配線には、噴水の動作により繰り返し負荷がかかることになり、断線してしまう恐れもある。
In a conventional biaxially driven fountain device such as
また、第1駆動部は、第1軸の回転駆動と共に、第2軸の第2駆動部を含めて回転させるように駆動する必要があるため、比較的大きな駆動力及び駆動電力等を必要とする。 In addition, since the first driving unit needs to be driven to rotate including the second driving unit of the second axis together with the rotation driving of the first axis, a relatively large driving force and driving power are required. To do.
また、特許文献1のような、従来の二軸駆動型の噴水装置は、第1軸と第2軸との直交点から第2軸上で離れた位置、例えば第2駆動部とは反対側の位置に、ノズルが接続されている。そのため、二軸回転制御によるノズル及び噴水の方向は、鑑賞者の視線方向から見た場合に、その視線方向に応じて異なるものとなる。また、そのノズルの方向及び回転角度の範囲は、鉛直方向の軸に対して対称的な形状にはならない。複数台の噴水装置が設置される場合を含め、噴水の方向や形状を揃えることが難しい。即ち、従来技術は、噴水の演出能力の点でも不利である。
Moreover, the conventional biaxial drive type fountain device like
本発明の目的は、二軸駆動型の噴水装置に関して、二軸の直交点及びノズルの付近の領域における占有スペースを小さくでき、駆動部からの配線の断線のリスクを低減させながら、噴水装置を小型にすることができる技術を提供することである。本発明の他の目的は、二軸の駆動力等を比較的小さくすることができる技術を提供することである。本発明の他の目的は、ノズルの方向及び回転角度の範囲を広く確保でき、鑑賞者の視線方向から見た場合の噴水の演出能力を高くすることができる技術を提供することである。 An object of the present invention relates to a biaxial drive type fountain device, which can reduce the occupied space in the region near the orthogonal point of the biaxial axis and the nozzle and reduce the risk of disconnection of the wiring from the drive unit, It is to provide a technology that can be miniaturized. Another object of the present invention is to provide a technique capable of relatively reducing the biaxial driving force and the like. Another object of the present invention is to provide a technique capable of ensuring a wide range of nozzle directions and rotation angles and enhancing the performance performance of the fountain when viewed from the viewer's line of sight.
本発明のうち代表的な実施の形態は、噴水装置であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。 A typical embodiment of the present invention is a fountain device and has the following configuration.
一実施の形態の噴水装置は、二軸の回転駆動により水を吐き出すノズルの方向が可変である噴水装置であって、第1方向に延在する第1軸に沿って配置されている第1軸部と、前記第1方向と交差する第2方向に延在する第2軸に沿って配置されている第2軸部と、前記ノズルを前記第2軸に対し回転可能に支持するノズル保持部と、前記ノズル保持部を前記第1軸に対し回転可能に支持するフレームと、前記第1軸を回転駆動するための第1軸駆動部と、前記第2軸を回転駆動するための第2軸駆動部と、を備え、前記第1軸駆動部及び前記第2軸駆動部は、前記フレームに対して固定され、前記第1軸駆動部は、前記ノズル保持部を回転駆動させ、前記第2軸駆動部は、交差軸動力伝達機構を介して前記ノズルを回転駆動させる。 A fountain device according to an embodiment is a fountain device in which the direction of a nozzle that discharges water by biaxial rotational drive is variable, and is arranged along a first axis extending in a first direction. A shaft portion, a second shaft portion disposed along a second axis extending in a second direction intersecting the first direction, and a nozzle holder that supports the nozzle rotatably with respect to the second shaft A frame, a frame that rotatably supports the nozzle holding portion with respect to the first shaft, a first shaft drive portion for rotationally driving the first shaft, and a first shaft for rotationally driving the second shaft. A two-axis drive unit, wherein the first axis drive unit and the second axis drive unit are fixed with respect to the frame, the first axis drive unit rotationally drives the nozzle holding unit, and The second shaft drive unit rotationally drives the nozzle via a cross shaft power transmission mechanism.
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、二軸駆動型の噴水装置に関して、二軸の直交点及びノズルの付近の領域における占有スペースを小さくでき、駆動部からの配線の断線のリスクを低減させながら、噴水装置を小型にすることができる。本発明のうち代表的な実施の形態によれば、二軸の駆動電力等を比較的小さくすることができる。本発明のうち代表的な実施の形態によれば、ノズルの方向及び回転角度の範囲を広く確保でき、鑑賞者の視線方向から見た場合の噴水の演出能力を高くすることができる。 According to a typical embodiment of the present invention, with respect to a biaxial drive type fountain device, the occupied space in the area near the orthogonal point of the biaxial axis and the nozzle can be reduced, and the risk of disconnection of the wiring from the drive unit The fountain device can be reduced in size while reducing the above. According to a typical embodiment of the present invention, biaxial driving power and the like can be made relatively small. According to a typical embodiment of the present invention, a wide range of nozzle directions and rotation angles can be ensured, and the fountain rendering ability when viewed from the viewer's line of sight can be enhanced.
図1〜図13を用いて、本発明の実施の形態の噴水装置について詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 A fountain device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
[噴水装置(1)]
図1は、実施の形態の噴水装置の全体の構成を示す、正面から見た斜視図である。実施の形態の噴水装置は、二軸駆動型であり、制御部100を含む。図1では、噴水装置に接続される要素を含めた噴水システムの構成例も示している。噴水システムは、噴水装置、ポンプ90、上位システム110を含む。制御部100及びポンプ90は、上位システム110と接続されている。第1軸駆動部11及び第2軸駆動部21は、配線を通じて、制御部100と接続されている。送水口17は、図示しない送水管を通じて、ポンプ90と接続されている。
[Fountain device (1)]
噴水装置は、構成要素として、大別すると、台50、第1軸部10、第2軸部20、吐出しノズル部30、第1軸駆動部11、第2軸駆動部21、箱部(ノズル保持部)40、接続配管部60、第1動力伝達機構部70、第2動力伝達機構部80、等を有する。
The fountain device is roughly divided into components as a
説明上の方向として、(X,Y,Z)を示す。X方向及びY方向は水平面を構成する方向であり、Z方向は鉛直方向である。X方向は、噴水装置を正面から見た場合の左右の方向とし、Y方向は、噴水装置を正面から見た場合の奥行き方向とする。 As directions for explanation, (X, Y, Z) is shown. The X direction and the Y direction are directions constituting a horizontal plane, and the Z direction is a vertical direction. The X direction is the left and right direction when the fountain device is viewed from the front, and the Y direction is the depth direction when the fountain device is viewed from the front.
軸として、第1軸A1、第2軸A2、第3軸A3、第4軸A4を有する。第1軸A1は、X方向に延在し、Z方向では第1の高さの位置にあり、Y方向では装置中心位置にある。第2軸A2は、Y方向に延在し、Z方向では第1の高さの位置にあり、X方向では装置中心位置にある。第3軸A3は、Z方向に延在し、X方向及びY方向で装置中心位置にある。第4軸A4は、X方向に延在し、第1軸A1に対してZ方向で下方の第2の高さの位置にある。 The axes include a first axis A1, a second axis A2, a third axis A3, and a fourth axis A4. The first axis A1 extends in the X direction, is in a first height position in the Z direction, and is in the apparatus center position in the Y direction. The second axis A2 extends in the Y direction, is at a first height position in the Z direction, and is at the center position of the apparatus in the X direction. The third axis A3 extends in the Z direction and is at the center position of the apparatus in the X direction and the Y direction. The fourth axis A4 extends in the X direction and is at a second height position below the first axis A1 in the Z direction.
第1軸A1、第2軸A2、及び第3軸A3は直交している。それら三軸の直交点を、直交点C0とする。第1軸A1は第1の回転軸、第2軸A2は第2の回転軸である。図1ではそれら二軸の回転角度が基準位置にある状態を示す。第1軸A1と第2軸A2は直交軸である。第1軸A1と第4軸A4は平行軸である。第4軸A4も回転軸であり、第1軸A1に対する副軸である。 The first axis A1, the second axis A2, and the third axis A3 are orthogonal. These three axis orthogonal points are defined as an orthogonal point C0. The first axis A1 is a first rotation axis, and the second axis A2 is a second rotation axis. FIG. 1 shows a state in which the rotation angles of these two axes are at the reference position. The first axis A1 and the second axis A2 are orthogonal axes. The first axis A1 and the fourth axis A4 are parallel axes. The fourth axis A4 is also a rotation axis and is a secondary axis with respect to the first axis A1.
第1軸A1に沿って第1軸部10が配置されている。第2軸A2に沿って第2軸部20が配置されている。第3軸A3に沿って直交点C0から上に吐出しノズル部30が配置されている。第4軸A4に沿って第1軸駆動部11や第1歯車71が配置されている。
The
台50は、第1フレーム51、第2フレーム52、第3フレーム53の組合せで構成されている。台50は、水面下の設置面に設置される。ノズル31を除く殆どの部分は、水面下に配置される。第1フレーム51及び第2フレーム52は、第1軸部10をX方向の二箇所の位置で支持する。第3フレーム53は、第1フレーム51及び第2フレーム52を固定している。台50や箱部40や一部の部品には、水面下での水圧を下げるために穴等が設けられている。
The
第1フレーム51は、第4軸A4の位置で第1軸駆動部11を固定しており、第1軸駆動部11の出力軸を支持している。第1フレーム51は、第1軸A1の位置で第1軸部10の主軸管41を支持しており、給水部18及び端部19を固定している。第2フレーム52は、第1軸A1の位置で第2軸駆動部21を固定しており、第2軸駆動部21の出力軸を支持している。
The
第1軸部10は、X方向に沿って、右から順に、端部19、給水部18、第1フレーム51の一部、第1動力伝達機構部70の第2歯車72、第1ロータリージョイント61の配管61c、箱部40、第2駆動軸、第2フレーム52の一部、第2軸駆動部20、等が配置されている。
The
第1軸A1の主軸管41は、端部19内から、給水部18、第1フレーム51の穴、第2歯車72を経由して、配管61cまで延在している。主軸管41は、第1ロータリージョイント61の配管61cと連通している。主軸管41内は、給水部18から配管61cまでの部分が送水管となっている。
The
第2軸部20は、Y方向に沿って、背面から前面へ順に、第2ロータリージョイント62のホルダー28、第2軸A2の主軸管42、端部29、等が配置されている。
In the
第2軸A2の主軸管42は、ホルダー28内から、箱部40の側面の軸受け、ノズル31の端部、第1歯車81を経由して、箱部40の側面の軸受けの端部29まで延在している。主軸管42は、第2ロータリージョイント62のホルダー28内の配管と連通している。主軸管42内は、ホルダー28内からノズル31の端部までの部分が送水管となっており、ノズル31内の空洞と連通している。
The
吐出しノズル部30は、ノズル31により構成されている。ノズル31は第3軸A3に沿って延在している。ノズル31内は空洞である。直交点C0の位置で、ノズル31は、Z方向の下方の端部が、第2軸A2の主軸管42に固定されて、主軸管42内の送水管と連通している。ノズル31は、Z方向の上方の端部が開口部33となっており、開口部33から第3軸A3の方向へ水が吐き出される。ノズル31は、図1の基準位置の状態では鉛直方向に直立している。
The
箱部40は、中空の構造の直交点収容部であり、第1フレーム51と第2フレーム52との間で、直交点C0を含む領域に設けられている。箱部40は、カバー40aを含む。箱部40は、第1ロータリージョイント61の配管61c、第2軸部20の主軸管42、ノズル31の端部、第2動力伝達機構部80、第2軸駆動部21からの第2駆動軸、等が収容されている。カバー40a内には、第1ロータリージョイント61の配管61cが収容されている。箱部40内で、Y方向に延在する主軸管42における、直交点C0と端部29との間の位置に、第2動力伝達機構部80の第1歯車81の回転中心軸が固定されている。
The
箱部(ノズル保持部)40は、X方向の右側で、カバー40aが、第1軸部10の主軸管41に対して固定されており、第1軸A1の回転に伴って一体的に回転する。箱部40は、X方向の左側の側面に開口穴を有し、その開口穴で、第2軸駆動部21からの出力軸である第2駆動軸を貫通させている。その第2駆動軸は第2動力伝達機構部80と接続されている。
The box part (nozzle holding part) 40 has a
箱部40は、Y方向で、第2軸部20の主軸管42を、側面の軸受けで回転可能に支持しており、第2軸A2の回転の際には回転しない。箱部40は、背面側の側面で、第2ロータリージョイント62のホルダー28を固定しており、背面側の側面の軸受けで主軸管42を貫通させている。箱部40の前面側の側面の軸受けでは、主軸管42の端部29を回転可能に支持している。カバー40aやホルダー28は取り外し可能になっている。箱部40のZ方向の上下の面は開口している。箱部40の上面からはノズル31の殆どの部分が出ている。箱部40の上下の面からは、第1歯車81が部分的に出ている。
The
なお、箱部40は上下方向に開口した箱形状とするが、上記ノズル保持部としての機能を有していれば、必ずしも箱形状である必要は無い。箱部40は、一部が曲面で構成されてもよいし、ノズル31や第2動力伝達機構部80に干渉しない範囲で、上下方向が蓋で覆われてもよい。
The
接続配管部60は、第1ロータリージョイント61、第2ロータリージョイント62、配管63を有する。接続配管部60は、第1軸A1の主軸管41内の送水管と、第2軸A2の主軸管42内の送水管との間を接続している部分である。第1ロータリージョイント61と第2ロータリージョイント62との間が配管63で接続されている。配管63は、直線配管を主として、その両端が90°で折れ曲がる形状を持つ。
The
第1ロータリージョイント61は、配管61cを含み、固定部と可動部とから構成される。固定部は、給水部18及び第1フレーム51の一部が相当する。可動部は、配管61cと、配管61cに連通している主軸管41の一部とを含む。固定部内に可動部である主軸管41の一部が挿入されて支持されている。固定部に対して可動部が第1軸A1で回転可能なように接続されている。配管61cは、90°折れ曲がる形状を持ち、X方向右向きの一方端が主軸管41に固定されており、Z方向下向きの他方端が配管63の一方端に固定されている。
The first rotary joint 61 includes a
第2ロータリージョイント62は、配管62cを含み、固定部と可動部とから構成される。固定部は、配管62c、ホルダー28及び箱部40の一部が相当する。可動部は、配管62cに連通している主軸管42が相当する。固定部内に可動部である主軸管42の一部が挿入されて支持されている。固定部に対して可動部が第2軸A2で回転可能なように接続されている。ホルダー28内に配管62cが収容され固定されている。配管62cは、90°折れ曲がる形状を持ち、Y方向前面向きの一方端が主軸管42に固定されており、Z方向下向きの他方端が配管63の他方端に固定されている。
The second rotary joint 62 includes a
給水部18は、送水口17が設けられており、主軸管41内の送水管に給水する部分である。給水部18は、第1ロータリージョイント61のホルダーでもある。送水口17は、第1軸A1に対して斜め下向きに設けられている。給水部18の内部には、主軸管41が貫通しており、送水口17と主軸管41内の送水管とを給水可能なように接続している。給水部18は、主軸管41を第1軸A1の回転が可能なように支持している。給水部18は、主軸管41の回転に対して送水口17を回転させずに位置を保持しつつ、送水口17からの高圧水を主軸管41内の送水管に流入させる。
The
ポンプ90は、高圧水吐出しポンプである。ポンプ90は、制御部100からの駆動制御に基づいて、高圧水を、送水管を通じて、給水部18の送水口17に送り込む。これにより、その高圧水が、送水口17から主軸管41内の送水管に流入する。その高圧水は、主軸管41内の送水管から、接続配管部60を経由して、第2軸A2の主軸管42内の送水管に流入する。その高圧水は、主軸管42内の送水管からノズル31内に流入し、開口部33から吐き出されて噴水となる。
The
第1軸駆動部11は、第4軸A4に沿って、第1軸部10の端部19のZ方向の下方、第1フレーム51の右側に配置されている。第2軸駆動部21は、第1軸A1に沿って、第2フレーム52の左側に配置されている。第2軸駆動部21は、第1軸A1の同軸上、X方向で端部19及び第1軸駆動部11とは反対側の位置、図1では左端に配置されている。第1軸駆動部11及び第2軸駆動部21は、所定位置に固定されており、出力軸以外は回転動作を行わない。
The first
第1軸部10において、第1軸A1から所定半径距離範囲内の位置に第4軸A4があり、その第4軸A4に第1軸駆動部11が配置されている。これにより、第1軸A1から所定半径距離の領域内に、第1軸駆動部11や第1歯車71を含む構成要素が収まっている。また、第1軸A1から所定半径距離の領域内に、第2軸駆動部21や箱部40を含む構成要素が収まっている。また、第1軸A1から所定半径距離の領域内に、第2軸部20、接続配管部60を含む構成要素が収まっている。
In the
第1軸駆動部11は、構成要素として、第1駆動モータ12、カバー13、浸水センサ14、配線管15、軸受け部16等を有する。
The first
カバー13は、第1駆動モータ12の保護のための防水カバーであり、カバー13内の浸水防止のためにシールされている。カバー13内には、第1駆動モータ12が収容されている。カバー13内の底面には、浸水センサ14が配置されている。カバー13のX方向の右端部にはZ方向で下向きの配線管15が設けられている。配線管15は、防水のためにシールされている。第1駆動モータ12の配線及び浸水センサ14の配線は、配線管15を通じて、制御部100と接続されている。カバー13は、例えば防錆性を有する金属や他の物質で構成される。カバー13の防水シール機能は、Oリングやパッキン等で実現されてもよい。保守の際にはカバー13が取り外し可能であり、その状態で第1駆動モータ12や軸受け部16等も取り外し可能である。
The
浸水センサ14は、カバー13内に浸水した場合に、その浸水を検知し、浸水検知情報を制御部100へ出力する。制御部100は、浸水センサ14からの浸水検知情報を受けた場合、第1駆動モータ12の動作を安全停止させる。
When the
第1駆動モータ12は、第1軸A1を回転駆動するためのモータであり、実施の形態では、第4軸A4で出力軸を回転駆動するモータである。第1駆動モータ12は、出力軸の回転角度を検出する機能等を持つサーボモータで構成されている。この機能は例えばエンコーダで実現される。この機能は、第4軸A4の回転角度の検出を通じて第1軸A1の回転角度を検出する機能である。実施の形態では、第1動力伝達機構部70を介して第4軸A4から第1軸A1に回転力を伝達する。
The
第1駆動モータ12の出力軸は、軸受け部16と接続されている。軸受け部16は、第1フレーム51に固定されている。第1駆動モータ12の出力軸は、第1駆動軸として、軸受け部16、第1フレーム51を介して、第1歯車71まで延在している。
The output shaft of the
制御部100からの駆動制御に基づいて、第1駆動モータ12は、第4軸A4にある出力軸である第1駆動軸の回転駆動を所定の回転角度範囲内で行う。第1駆動軸の回転運動は、第1動力伝達機構部70を通じて、第1軸A1の回転運動へ変換され、第1軸A1の主軸管41が回転する。主軸管41の第1軸A1の回転に伴い、第1軸部10の箱部40、接続配管部60、第2軸部20等の部位が一体的に回転するように動く。これにより、第2軸A2の主軸管42に固定されているノズル31も、第1軸A1の周りに回転するように動く。即ち、第1軸駆動部11により、ノズル31を第1軸A1の所定の回転角度範囲内の任意の角度の位置へ回転させるように動かすことができる。
Based on the drive control from the
第1フレーム51の左横の位置に、第1動力伝達機構部70を有する。第1動力伝達機構部70は、第4軸A4の第1駆動軸の回転運動を第1軸A1の主軸管41の回転運動に変換して伝達する機構部である。第1動力伝達機構部70は、第1歯車71、第2歯車72を有する。第1歯車71の回転中心軸は、第4軸A4の第1駆動軸に固定されている。第2歯車72の回転中心軸は、第1軸A1の主軸管41に固定されている。第1駆動モータ12による第1駆動軸の回転力は、第1歯車71から第2歯車72を通じてトルク変換を伴って第1軸A1の主軸管41の回転力として伝達される。
A first
実施の形態では、第1動力伝達機構部70は、平歯車等で構成されている。第1歯車71は、第1の径を持つ円板の外周に歯が形成されている。第2歯車72は、第1の径よりも大きい第2の径を持つ円板の外周に歯が形成されている。第1歯車71の外周の歯と、第2歯車72の外周の歯とが嵌合している。第1動力伝達機構部70は、このような機構に限らず適用可能である。
In the embodiment, the first power
第2軸駆動部21は、構成要素として、第2駆動モータ22、カバー23、浸水センサ24、配線管25、軸受け部26等を有する。基本的には第1軸駆動部11と第2軸駆動部21は同様の構成である。
The second
カバー23は、浸水防止のためにシールされている。カバー23内に第2駆動モータ22や浸水センサ24が収容されている。カバー23のX方向の左端部には配線管25が設けられている。第2駆動モータ22の配線及び浸水センサ24の配線は、配線管25を通じて、制御部100と接続されている。浸水センサ24は、カバー23内に浸水した場合に、その浸水を検知し、浸水検知情報を制御部100へ出力する。制御部100は、浸水センサ24からの浸水検知情報を受けた場合、第2駆動モータ22の動作を安全停止させる。
The
第2駆動モータ22は、第2軸A2を回転駆動するためのモータであり、実施の形態では、第1軸A1にある第2駆動軸を回転駆動するモータである。第1軸A1と第2駆動軸との回転方向は同じである。第2駆動モータ22は、出力軸の回転角度を検出する機能等を持つサーボモータで構成されている。この機能は、第2軸A2の回転角度を検出する機能である。実施の形態では、第2動力伝達機構部80を介して、第2駆動軸から第2軸A2の主軸管42に回転力を伝達する。
The
第2駆動モータ22の出力軸は、軸受け部26と接続されている。軸受け部26は、第2フレーム52に固定されている。第2駆動モータ22の出力軸は、第2駆動軸として、軸受け部26、第2フレーム52を介して、箱部40内まで延在している。
The output shaft of the
制御部100からの駆動制御に基づいて、第2駆動モータ22は、第1軸A1にある第2駆動軸の回転駆動を所定の回転角度範囲内で行う。第2駆動軸の回転運動は、第2動力伝達機構部80を通じて、第2軸A2の主軸管42の回転運動へ変換される。第2動力伝達機構部80は、第2駆動軸の回転運動を第2軸A2の回転運動に変換して伝達する機構部である。これにより、第2軸A2の主軸管42が回転する。主軸管42の第2軸A2の回転に伴い、主軸管42に固定されているノズル31が第2軸A2の周りに回転するように動く。即ち、第2軸駆動部21により、ノズル31を第2軸A2の所定の回転角度範囲内の任意の角度の位置へ回転させるように動かすことができる。
Based on the drive control from the
[噴水装置(2)]
図2は、図1の噴水装置を背面から見た斜視図である。第1ロータリージョイント61、第1フレーム51の穴を通じて、第1軸A1の主軸管41が回転可能に支持されている。主軸管41には、第2歯車72を介して、配管61c及びカバー40aが固定されている。第1歯車71は、安全上、カバーで覆われている。
[Fountain device (2)]
FIG. 2 is a perspective view of the fountain device of FIG. 1 viewed from the back. Through the holes of the first rotary joint 61 and the
第2歯車72は、所定の回転角度範囲に対応させて、Z方向の上側にある円周部が取り除かれた形状を有する。第1軸A1の回転駆動の際、第2歯車72は、第1軸A1の主軸管41を中心に所定角度範囲内で回転する。その際、第2歯車72は、他の部位に接触せずに可動し、ノズル31が基準位置から傾いた状態であっても接触しない。
The
第2軸部20で、第2ロータリージョイント62の配管62cは、ホルダー28の下面を貫通してホルダー28内に挿入されている。第2軸A2の主軸管42の直交点C0に対してノズル31の下端部32が固定されている。
In the
第2駆動モータ22の出力軸は、第2駆動軸として、X方向で、第2フレーム52の穴、及び箱部40の側面の開口穴を介して、箱部40内に延在している。第2駆動軸の先端に第2歯車82が固定されている。X方向の第2歯車82の延長上の位置に直交点C0がある。第2駆動軸と主軸管42とは距離を置き非接触である。
The output shaft of the
第2動力伝達機構部80は、第1歯車81、第2歯車82を有する。第1歯車81の回転中心軸は、主軸管42に固定されている。第2歯車82の回転中心軸は、第2駆動軸に固定されている。第2駆動モータ22による出力軸の回転運動は、第2駆動軸、第2歯車82から第1歯車81を通じてトルク変換を伴って第2軸A2の主軸管42の回転運動として伝達される。
The second power
実施の形態では、第2動力伝達機構部80は、交差軸動力伝達機構として、かさ歯車(ベベルギヤ)等で構成されている。第2歯車82は、外周が円錐面になっており、その円錐面に歯が形成されている。第1歯車81は、第2軸A2の所定の回転角度範囲に対応させて、扇状の円板の円周部における直交点C0に向く方の側面が傾斜面となっており、その傾斜面に歯が形成されている。それら第1歯車81の歯と第2歯車82の歯とが嵌合している。第2動力伝達機構部80は、このような機構に限らず適用可能であり、例えば、斜歯歯車(ヘリカルギヤ)、ウォームギヤ等も適用可能である。
In the embodiment, the second power
第2軸A2の回転駆動の際、第1歯車81は、箱部40から一部が出た状態で、第2軸A2の周りに回転するように動く。その際、第1歯車81は、他の部位に接触せずに可動する。
When the second shaft A2 is rotationally driven, the
[噴水装置(3)]
図3は、図1の噴水装置を右側面から見たYZ平面図を示す。Y方向の第2軸A2における前面側(図3では左側)に端部29が配置されており、背面側(図3では右側)に第2ロータリージョイント62が配置されている。
[Fountain device (3)]
FIG. 3 shows a YZ plan view of the fountain device of FIG. 1 viewed from the right side. An
第1軸A1の回転角度、振り角を、回転角度φで示す。回転角度φの範囲を、φmin≦φ≦φmaxで示す。回転角度φの基準を、鉛直方向の第3軸A3に対応させて、φ=0°とし、最小値をφmin、最大値をφmaxとする。実施の形態では、φmin=−70°、φmax=+70°である。なお、Y方向で背面側に傾く方を、回転角度φの正方向、最大値φmaxとしている。即ち、ノズル31は、第1軸A1の周りに約140°の範囲で可動である。
The rotation angle and swing angle of the first axis A1 are indicated by a rotation angle φ. The range of the rotation angle φ is indicated by φmin ≦ φ ≦ φmax. The reference for the rotation angle φ corresponds to the third axis A3 in the vertical direction, φ = 0 °, the minimum value is φmin, and the maximum value is φmax. In the embodiment, φmin = −70 ° and φmax = + 70 °. The direction inclined in the Y direction toward the back side is defined as the positive direction of the rotation angle φ and the maximum value φmax. That is, the
第1駆動モータ12の駆動に基づいて、第1軸A1は、回転角度φの範囲内で回転可能である。これにより、ノズル31は、回転角度φの範囲内で先端が傾くように動く。ノズル31は、回転角度φの範囲内で、任意の位置に静止可能であり、所定の角速度での回転や往復運動等が可能である。ノズル31は、回転角度φの状態に対応した方向に水を吐き出す。
Based on the drive of the
なお、変形例として、回転角度φの範囲は、正の振り角の最大値φmaxと負の振り角の最小値φminとの絶対値が異なっていてもよい(|φmin|≠|φmin|)。例えば、φmin=−60°、φmax=+80°、等でもよい。 As a modification, in the range of the rotation angle φ, the absolute value of the maximum value φmax of the positive swing angle and the minimum value φmin of the negative swing angle may be different (| φmin | ≠ | φmin |). For example, φmin = −60 °, φmax = + 80 °, etc.
第2ロータリージョイント62は、詳しくは、固定部62a、可動部62bを有する。可動部62bは、第2軸A2の主軸管42を含む部分が相当する。固定部62aは、ホルダー28、及び配管62cを含む部分が相当する。配管62cは、90°で折れ曲がる形状を持つ。固定部62a内に可動部62bが収容されている。可動部62bは、固定部62aに対する第2軸A2の回転が可能なように接続されている。配管62cの一方端は、Y方向前面向きで、主軸管42に固定されている。配管62cの他方端は、ホルダー28の外で、Z方向下向きで、配管63の他方端に固定されている。
Specifically, the second rotary joint 62 includes a fixed
[噴水装置(4)]
図4は、図1の噴水装置を正面から見たXZ平面図を示す。X方向で、第1軸A1の右側に端部19や第1軸駆動部11が配置されており、左側に第2軸駆動部21が配置されている。Z方向で、一番下の線は設置面301を示し、上の線は水面302を示す。噴水装置は、水面302より上にノズル31の先端が出て、水面302より下に殆どの部分が収まるように設置されている。
[Fountain device (4)]
FIG. 4 shows an XZ plan view of the fountain device of FIG. 1 as viewed from the front. In the X direction, the
第2軸A2の回転角度、振り角を、回転角度θで示す。回転角度θの範囲を、θmin≦θ≦θmaxで示す。回転角度θの基準を、鉛直方向の第3軸A3に対応させて、θ=0°とし、最小値をθmin、最大値をθmaxとする。実施の形態では、θmin=−70°、θmax=+70°である。なお、X方向で右側に傾く方を、回転角度θの正方向、最大値θmaxとしている。即ち、ノズル31は、第2軸A2の周りに約140°の範囲で可動である。
The rotation angle and swing angle of the second axis A2 are indicated by a rotation angle θ. The range of the rotation angle θ is indicated by θmin ≦ θ ≦ θmax. The reference of the rotation angle θ is made to correspond to the third axis A3 in the vertical direction, θ = 0 °, the minimum value is θmin, and the maximum value is θmax. In the embodiment, θmin = −70 ° and θmax = + 70 °. The direction inclined to the right in the X direction is defined as the positive direction of the rotation angle θ and the maximum value θmax. That is, the
第2駆動モータ22の駆動に基づいて、第2軸A2は、回転角度θの範囲内で回転可能である。これにより、ノズル31は、回転角度θの範囲内で先端が傾くように動く。ノズル31は、回転角度θの範囲内で動作可能である。
Based on the driving of the
なお、変形例として、回転角度θの範囲は、基準位置のθ=0°に対して、正の振り角の最大値θmaxと負の振り角の最小値θminとの絶対値が異なっていてもよい(|θmin|≠|θmin|)。例えば、θmin=−60°、θmax=+80°、等でもよい。 As a modification, the range of the rotation angle θ is different even if the maximum value θmax of the positive swing angle and the minimum value θmin of the negative swing angle are different from the reference position θ = 0 °. Good (| θmin | ≠ | θmin |). For example, θmin = −60 °, θmax = + 80 °, etc. may be used.
[噴水装置(5)]
図5は、図1の噴水装置を上面から見たXY平面図を示す。接続配管部60において、第1軸A1の第1ロータリージョイント61と、第2軸A2の第2ロータリージョイント62との間は、図5で斜め上方向に延在する配管63によって接続されており、送水管として連通している。
[Fountain device (5)]
FIG. 5 shows an XY plan view of the fountain device of FIG. 1 as viewed from above. In the
第2軸駆動部21では、第1軸駆動部11の軸受け部16と同様に、軸受け部26等を有する。第2駆動モータ22の出力軸501は、軸受け部26の軸受け502に挿入されている。出力軸501は、第2フレーム52の穴を貫通し、第2駆動軸503として、箱部40内の第2歯車82まで延在している。
The second
[詳細(1)]
図6は、噴水装置の第1軸駆動部11等の詳細構成を示す、正面から見たXZ平面図である。図6では、第1フレーム51の付近における、第1軸駆動部11、第1動力伝達機構部70、給水部18、第1ロータリージョイント61等の拡大構成を示している。
[Detail (1)]
FIG. 6 is an XZ plan view showing the detailed configuration of the first
第4軸A4において、第1軸駆動部11の第1駆動モータ12は、プレート605を介して軸受け部16に対して固定されている。プレート605は、カバー13を固定している。保守の際にはプレート605におけるネジ止め等を解除することによりカバー13や第1駆動モータ12や軸受け部16が取り外し可能である。
In the fourth axis A <b> 4, the
軸受け部16は、軸受け602を含み、外周は防水のためにシールされている。第1駆動モータ12の出力軸601は、第1駆動軸として、軸受け部16の軸受け602に挿入されている。軸受け部16は、第1フレーム51の穴に固定されている。出力軸601である第1駆動軸は、第1フレーム51の穴及び軸受け602を貫通し、第1フレーム51の左側に出て、その第1駆動軸に第1歯車71が固定されている。出力軸601の回転は、軸受け602を通じて第1歯車71へ伝達される。
The bearing
第1軸A1の主軸管41内に送水管603がある。主軸管41の右端は、第1フレーム51の穴を介して、ホルダーである給水部18内に挿入されて、第1軸A1の回転が可能なように支持されている。主軸管41の左端は、第2歯車72を介して、配管61cに固定されている。
A
第1ロータリージョイント61は、詳しくは、固定部61a、可動部61bを有する。固定部61aは、第1フレーム51の一部、及び給水部18を含む部分が相当する。可動部61bは、主軸管41の一部、及び配管61cを含む部分が相当する。固定部61a内に可動部61bの一部が収容されている。可動部61bは、固定部61aに対して第1軸A1の回転が可能になっている。
Specifically, the first rotary joint 61 includes a fixed
[詳細(2)]
図7は、噴水装置の第2軸部20等の詳細構成を示す、上面から見たXY平面図である。図7では、箱部40、第2動力伝達機構部80、第2軸部20、ノズル31、第2ロータリージョイント62等の付近の拡大構成を示す。
[Detail (2)]
FIG. 7 is an XY plan view showing a detailed configuration of the
第2ロータリージョイント62の固定部62aは、ホルダー28や配管62cを含み、箱部40の背面側の側面に固定されている。第2ロータリージョイント62の可動部62bは、主軸管42を含み、ホルダー28内に収容されて、第2軸A2の回転が可能なように接続されている。主軸管42は、箱部40の背面側の側面の軸受けを貫通し、箱部40の前面側の側面の軸受けで端部29が回転可能に支持されている。配管62cは、主軸管42内の送水管701と連通しており、更に送水管701はノズル31の端部と連通している。
The fixing
第1軸A1における第2駆動軸503の先端に第2歯車82が設けられている。第2歯車82の外周の歯と、第1歯車81の内側の円周部の歯とが嵌合している。第2歯車82の回転に伴い、第1歯車81は、第2軸A2の周りに回転するように動く。第1歯車81の回転に伴い、可動部62bである主軸管42が第2軸A2で回転する。主軸管42の回転に伴い、ノズル31が第2軸A2の周りに回転するように動く。
A
[噴水装置_構成点]
実施の形態の噴水装置は、以下のような構成点を有する。
[Fountain equipment_component]
The fountain device of the embodiment has the following configuration points.
(1) 噴水装置は、回転軸である第1軸A1及び第2軸A2と、ノズル31が延在する第3軸A3と、を有し、第1軸A1、第2軸A2、及び第3軸A3は直交して配置されており、それらの直交点C0にノズル31が接続されている。第1軸駆動部11は、第1軸A1の付近の所定半径距離範囲内にある第4軸A4に配置されており、第2軸駆動部21は、第1軸A1の同軸上に配置されている。噴水装置は、第1軸駆動部11及び第2軸駆動部21の両方が、第1軸A1の同軸上で所定半径距離範囲内に配置されており、第2軸A2の同軸上の位置には配置されていない。噴水装置は、第1軸A1の同軸上、所定半径距離範囲内に、殆どの構成要素が配置されている。
(1) The fountain apparatus has a first axis A1 and a second axis A2 that are rotation axes, and a third axis A3 from which the
第1軸駆動部11及び第2軸駆動部21に接続されている配線は、第1軸A1の両端から出るように配置されており、直交点C0の付近には配置されていない。また、第1軸A1の主軸管41と第2軸A2の主軸管42とを接続する接続配管部60を有する。接続配管部60は、直交点C0から離れた位置に配置されている。接続配管部60は、第1軸A1の回転に伴って第1軸A1の周りに回転するように動く。
The wiring connected to the first
二軸及びノズル31の直交点C0の付近を含む領域に有する箱部40では、駆動モータ、配線、配管等が配置されておらず、直交点C0の付近に配置されている物体が少ない。二軸の回転動作に伴って物体が動く際の軌跡の領域も小さい。よって、直交点C0の付近における占有スペースが小さい。また、駆動モータの配線が断線することも無い。
In the
(2) 第2軸駆動部21は、第2軸A2ではなく第1軸A1の同軸上の位置に設けられている。第1軸駆動部11は、第1軸A1の回転と共に、第1軸A1に固定されている第2軸部20等を一体的に動かす。第1軸駆動部11は、第1軸A1の回転駆動の際に、第2軸駆動部21を動かす必要が無いので、駆動力及び駆動電力等が小さくて済む。
(2) The second
(3) 噴水装置は、二軸の直交点C0の位置にノズル31が接続されるように配置されている。噴水装置では、所定の回転角度の範囲内で二軸を独立に回転駆動可能であり、所定範囲内でノズル31を所望の方向に可変できる。この二軸回転駆動により、ノズル31の先端位置を所望の軌跡で動かすことができる。
(3) The fountain apparatus is arranged so that the
これにより、直交点C0から離れた位置にノズル31が接続されている従来の構成と比べて、占有スペースが小さい。また、それと共に、ノズル31の方向及び回転角度の範囲、噴水形状等を、鑑賞者の視線方向から見た場合に、視線方向に応じて同じにすることができ、鉛直方向の軸に対して対称的な形状にすることができる。この噴水装置は、ノズル31の方向及び回転角度の範囲を広く確保できる。また、複数台の噴水装置が設置される場合にも、各噴水の方向等を揃えることも容易であり、設置の自由度が高い。この噴水装置は、設置の向きに依らずにノズル31及び噴水の方向を自在に制御できる。この噴水装置では、噴水の方向や形状の自由度が高く、噴水の演出能力が高い。
Thereby, compared with the conventional structure in which the
[接続配管部]
接続配管部60について補足する。ロータリージョイントは、固定部の送水管と可動部の送水管とを回転可能に接続し、両者間で送水するための機構部である。固定部と可動部との間はベアリングや回転用シール等で接続されている。
[Connection piping section]
It supplements about the
図8及び図9を用いて、第1軸A1及び第2軸A2の回転に伴う接続配管部60の動き、状態について補足する。
8 and 9 will be used to supplement the movement and state of the connecting
図8は、噴水装置の第1軸A1の+45°回転状態の概略配置を示す、右側面から見たYZ平面図である。図8では、第1軸駆動部11により、図3の基準状態(φ=0°)から、第1軸A1を例えば+45°回転させた場合(φ=+45°)の接続配管部60やノズル31等の状態を示す。第2軸A2では回転しておらず、基準位置(θ=0°)の状態である。ノズル31、第2軸部20、箱部40、及び接続配管部60等は、図3の状態から全体的に+45°で傾いた配置となっている。第1ロータリージョイント61の可動部、配管63、及び第2ロータリージョイント62等も+45°で傾いた配置となっている。第1軸駆動部11、第2軸駆動部21、第1ロータリージョイント61の固定部、送水口17、等の位置及び向きは変わっていない。
FIG. 8 is a YZ plan view seen from the right side, showing a schematic arrangement of the fountain device in the + 45 ° rotation state of the first axis A1. In FIG. 8, the connecting
図9は、噴水装置の第2軸A2の+45°回転状態の概略配置を示す、正面から見たXZ平面図である。図9では、第2軸駆動部21により、図4の基準状態(θ=0°)から、第2軸A2を例えば+45°で回転させた場合(θ=+45°)の接続配管部60やノズル31等の状態を示す。第1軸A1では回転しておらず、基準位置(φ=0°)の状態である。
FIG. 9 is an XZ plan view seen from the front showing a schematic arrangement of the fountain device in a + 45 ° rotation state of the second axis A2. In FIG. 9, the
第2駆動軸及び第2歯車82は、第1軸A1の周りに+45°で回転している。第1歯車81、及び第2ロータリージョイント62の可動部である主軸管42は、図4の状態から、第2軸A2の周りに+45°で回転している。第2軸A2の+45°回転により、ノズル31は、第2軸A2の周りに+45°で傾いた配置となっている。この際、接続配管部60における第1ロータリージョイント61、配管63、第2ロータリージョイント62の固定部、等の位置及び向きは図4の状態から変わっていない。
The second drive shaft and the
上記のように、第1軸A1の回転や第2軸A2の回転の際、接続配管部60等を含め、各部が衝突せずに動作し、所定の角度範囲内での回転が実現される。
As described above, when the first axis A1 and the second axis A2 are rotated, each part including the connecting
[二軸回転駆動_補正制御]
噴水装置は、制御部100から第1軸駆動部11及び第2軸駆動部21を駆動制御することにより、第1軸A1及び第2軸A2の二軸で独立の回転駆動を実現する。これにより、ノズル31の向き及び先端位置を所定の範囲内で自在に制御でき、所望の噴水演出を実現できる。前述のように、第1軸A1と第2軸A2は、第2動力伝達機構部80を通じて接続されている。第1軸A1の回転の際には、第1軸駆動部11から第1動力伝達機構部70を通じて第1軸A1の主軸管41を回転させる。これにより、箱部40、第2軸部20等も回転し、ノズル31が第1軸A1の周りに回転するように動く。
[Biaxial rotation drive_correction control]
The fountain apparatus controls the first
ここで、前述のように、第2動力伝達機構部80を介して第1軸A1の第2駆動軸と第2軸A2の主軸管42とが接続されている。このことから、第1軸A1の回転に伴い、第2動力伝達機構部80を介して第2軸A2の主軸管42にも回転力が伝達され、第2軸A2の主軸管42を回転させる作用が働く。これにより、ノズル31が第2軸A2の周りにも回転するように動くことになる。
Here, as described above, the second drive shaft of the first shaft A1 and the
一方、第2軸A2の回転駆動の際には、第2軸駆動部21から第2動力伝達機構部80を通じて第2軸A2の主軸管42を回転させる。この際には、第1軸A1は第2軸A2に伴って回転することはない。
On the other hand, when the second shaft A2 is rotationally driven, the
そのため、実施の形態の噴水装置では、第1軸A1のみを回転させる場合には、第1軸A1の回転に伴って第2軸A2が回転せずに回転角度状態を保持するように、制御部100からの駆動制御で補正をかける。第2軸A2のみを回転させる場合には、そのような補正は不要である。
Therefore, in the fountain device of the embodiment, when only the first axis A1 is rotated, the control is performed so that the rotation angle state is maintained without rotating the second axis A2 with the rotation of the first axis A1. Correction is performed by drive control from the
[制御部]
図10は、図1の噴水装置における制御部100の機能ブロック構成を示す。図10を用いて、上記補正制御を含む、制御部100の第1軸A1及び第2軸A2の回転駆動制御について説明する。制御部100は、スイング噴水制御システムに相当する。
[Control unit]
FIG. 10 shows a functional block configuration of the
上位システム110は、制御部100等に上位の動作指令を与えるシステムである。上位システム110は、例えばPLC(Programmable Logic Controller)を含む構成を有する。上位システム110は、ユーザインタフェースを備え、ユーザによる入出力操作が可能である。ユーザは、上位システム110を操作して、噴水演出に関する情報入力等を行う。上位システム110は、その情報に基づいて、制御部100やポンプ90へ上位の動作指令を与える。制御部100への上位の動作指令として、第1軸A1への動作指令である第1軸動作指令信号201と、第2軸A2への動作指令である第2軸動作指令信号202とを含む。
The
なお、上位システム110からポンプ90への動作指令の例としては、高圧水の送水のオン/オフ、流量制御指令等がある。これにより、送水口17から給水される高圧水の流量及び圧力が調整可能となっている。また、噴水システムとして照明装置が接続されている形態も可能であり、その場合、上位システム110から照明装置の照明のオン/オフや明るさ等が制御可能である。
Note that examples of operation commands from the
制御部100は、回路基板等で実現され、CPU等によるソフトウェアプログラム処理、あるいはASIC等のハードウェア回路による処理等を実行する。制御部100は、ユーザ設定可能であるプログラムや関数に基づいて、二軸の回転駆動の制御を行う。制御部100は、二軸独立の回転駆動の実現のために、上記補正制御として、二軸の回転角度の補正を行う機能を有する。制御部100は、第1駆動モータ12及び第2駆動モータ22を駆動制御することにより、第1軸A1の回転角度φ及び第2軸A2の回転角度θを独立に制御し、これによりノズル31を所望の方向、先端位置及び動作軌跡等に制御する。
The
制御部100は、上記機能に関する処理部として、第1変換部101、第2変換部102、補正変換部103を有する。
The
制御部100は、上位システム110からの動作指令に基づいて、第1軸A1の回転角度φから変換により第2軸A2の回転角度θの補正値を得るように補正制御を行う。制御部100は、第1軸A1の回転に伴い第2軸A2を回転させずに回転角度θを保持させる場合には、第2軸A2の駆動に補正をかける。
Based on the operation command from the
第1変換部101は、上位システム110からの第1軸動作指令信号201を入力し、その第1軸動作指令信号201を入力値として所定の関数に当てはめ、その関数の出力値として、第1軸A1の指令角度に変換する。第1軸A1の指令角度は、第1軸A1の回転角度φの指令値である。第1変換部101は、その第1軸A1の指令角度に基づいて、第1駆動モータ動作指令値203を生成する。第1変換部101は、第1駆動モータ動作指令値203を出力する。
The first conversion unit 101 receives the first axis
第2変換部102は、上位システム110からの第2軸動作指令信号202を入力し、その第2軸動作指令信号202を入力値として所定の関数に当てはめ、その関数の出力値として、第2軸A2の指令角度に変換する。第2軸A2の指令角度は、第2軸A2の回転角度θの指令値である。第2変換部102は、その第2軸A2の指令角度に基づいて、第2駆動モータ上位動作指令角度204を生成する。第2駆動モータ上位動作指令角度204は、第2駆動モータ22に関する上位動作指令角度であり、第2軸動作指令信号202のみで考えた場合の、第2軸A2の回転角度θの位置を示す。第2変換部102は、第2駆動モータ上位動作指令角度204を出力する。
The second conversion unit 102 receives the second axis
補正変換部103は、第1駆動モータ動作指令値203を入力し、また、第2駆動モータ上位動作指令角度204を上位動作指令角度更新として入力する。補正変換部103は、それらの入力値を用いて、動作指令の補正値を生成する変換を行う。補正変換部103は、第2軸A2の上位動作指令角度に、所定の補正演算を行って、第2軸A2の動作指令角度を決定する。
The
具体的には、補正変換部103は、第2駆動モータ上位動作指令角度204から、第1駆動モータ動作指令値203によって第2軸A2が第2動力伝達機構部80の第1歯車81で動かされる角度量を減算する。後者の角度量をK1とする。即ち、[第2駆動モータ上位動作指令角度204]−[角度量K1]。これにより、補正変換部103は、第2駆動モータ22に関する動作指令値の補正値を得て、第2駆動モータ動作指令値205として出力する。
Specifically, the
制御部100は、第2駆動モータ上位動作指令角度204について、同一タイミングで、第1軸動作指令信号201に変化が無い場合には、補正が不要であるため、その第2駆動モータ上位動作指令角度204をそのまま第2駆動モータ動作指令値205として出力する。制御部100は、同一タイミングで、第1軸動作指令信号201に変化が有る場合には、補正が必要なので、上記補正変換部103からの補正値を、第2駆動モータ動作指令値205として出力する。
The
第1駆動モータ動作指令値203は、第1軸A1への動作指令である第1軸駆動制御信号206として出力されて、第1軸駆動部11の第1駆動モータ12に入力される。第1駆動モータ12により、第4軸A4の回転駆動が行われ、第1動力伝達機構部70を通じて、第1軸A1の回転動作が行われ、指令された回転角度φの状態にされる。
The first drive motor
第2駆動モータ動作指令値205は、第2軸A2への動作指令である第2軸駆動制御信号207として出力されて、第2軸駆動部21の第2駆動モータ22に入力される。第2駆動モータ22により、第2駆動軸の回転駆動が行われ、第2動力伝達機構部80を通じて、第2軸A2の回転動作が行われ、指令された回転角度θの状態にされる。
The second drive motor
噴水演出に合わせて、上記二軸独立の回転駆動制御が行われる。これにより、ノズル31の先端は、所定領域内において所定軌跡で動き、ノズル31の先端から吐き出される水により噴水演出が実現される。なお、第1軸A1及び第2軸A2の両方を同時に回転させる場合には、上記補正制御の応用で実現できるので、説明を省略する。
In accordance with the fountain effect, the two-axis independent rotation drive control is performed. Thereby, the tip of the
[噴水演出能力]
図11及び図12を用いて、噴水装置を用いた噴水演出能力等について説明する。
[Fountain production ability]
The fountain performance capability using the fountain apparatus will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
図11は、比較例の二軸駆動型の噴水装置における、複数台の噴水装置の設置状態や回転角度範囲の例を示す図である。図11では、鑑賞者の視線方向から噴水装置及び噴水を見た場合の概略的な構成を示す。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an installation state and a rotation angle range of a plurality of fountain devices in the biaxially driven fountain device of the comparative example. FIG. 11 shows a schematic configuration when the fountain device and the fountain are viewed from the viewer's line of sight.
比較例の噴水装置では、第1軸及び第2軸が直交し、それらの直交点E0、もしくは、その直交点から第2軸上で離れた位置に、更に直交する向きでノズルが接続されている。 In the fountain device of the comparative example, the first axis and the second axis are orthogonal to each other, and the nozzle is connected in an orthogonal direction at the orthogonal point E0 or a position away from the orthogonal point on the second axis. Yes.
図11の(A)は、比較例の同じ構成を持つ2台の噴水装置が、異なる向きで配置されている状態を示すXY平面図である。噴水装置の筐体を概略的に矩形で示す。左側の第1の噴水装置は、第1軸が第1の向きであるY方向に延在するように配置されている。第2軸は、第1軸に直交してX方向で配置されている。第1軸と第2軸との直交点E0、もしくは第2軸上で直交点E0から離れた位置の点E1に、ノズルがZ方向の向きで接続されている。右側の第2の噴水装置は、第1の噴水装置の向きに対して45°傾いた向きで配置されている。 (A) of FIG. 11 is an XY plan view showing a state in which two fountain devices having the same configuration of the comparative example are arranged in different directions. The housing of the fountain device is schematically shown as a rectangle. The first fountain device on the left side is arranged so that the first axis extends in the Y direction, which is the first direction. The second axis is disposed in the X direction perpendicular to the first axis. The nozzle is connected in the direction of the Z direction to an orthogonal point E0 between the first axis and the second axis, or a point E1 at a position away from the orthogonal point E0 on the second axis. The second fountain device on the right side is arranged in a direction inclined by 45 ° with respect to the direction of the first fountain device.
鑑賞者の視線方向をY方向とする。2台の噴水装置を同じように動作させる、即ち同じ動作指令を与えるとする。例えば、第1軸を所定角度範囲内で回転させるとする。ノズルが直交点E0から離れた位置の点E1にある構成の場合、視線方向から見た第1軸の最大仰角範囲は、鉛直方向の軸に対して左右対称形状にはならない。また、2台の噴水装置を視線方向から見た場合、ノズル先端の動作範囲及び軌跡は、2台の噴水装置で異なるものになる。 The viewing direction of the viewer is assumed to be the Y direction. It is assumed that the two fountain devices are operated in the same manner, that is, the same operation command is given. For example, assume that the first axis is rotated within a predetermined angle range. In the case of the configuration in which the nozzle is located at the point E1 at a position away from the orthogonal point E0, the maximum elevation angle range of the first axis viewed from the line-of-sight direction is not symmetrical with respect to the vertical axis. In addition, when the two fountain devices are viewed from the line-of-sight direction, the operation range and locus of the nozzle tip are different between the two fountain devices.
図11の(B)は、図11の(A)の2台の噴水装置を視線方向から見たXZ平面を示す。左側の噴水装置の第1軸の回転角度の範囲は、直交点E0の場合には、範囲1101であり、直交点E0から離れた位置の点E1の場合には、範囲1102である。範囲1102では、Z方向の軸に対して左右非対称形状になっている。また、右側の噴水装置の回転角度の範囲は、直交点E0の場合には、範囲1103であり、直交点E0から離れた位置の点E1の場合には、範囲1104である。範囲1104では、Z方向の軸に対して左右非対称形状になっている。範囲1101に対して範囲1103は狭まって見える。範囲1102に対し範囲1104は狭まって見える。第2軸の回転動作についても同様であり、鑑賞者の視線方向から見ると、2台の噴水装置で回転角度及びノズル先端の動作範囲は、異なるものになる。
FIG. 11B shows an XZ plane when the two fountain devices of FIG. 11A are viewed from the viewing direction. The range of the rotation angle of the first axis of the left fountain device is the
複数台の噴水装置を有する噴水システムで、噴水装置の配置の向きが異なる場合において、ある鑑賞者の視線方向から噴水を見た場合に、複数の噴水の位置や軌跡が異なる。即ち、そのままでは、複数の噴水の位置や軌跡を揃える噴水演出を実現することはできない。それらを揃える噴水演出を実現したい場合には、例えば上位システムから各々の噴水装置に対して個別に異なる駆動制御を行うように複雑な指令が必要となる。 In a fountain system having a plurality of fountain devices, when the fountain devices are arranged in different directions, the positions and trajectories of the fountains differ when the fountain is viewed from the direction of the line of sight of a viewer. That is, the fountain effect that aligns the positions and trajectories of a plurality of fountains cannot be realized as it is. In order to realize a fountain effect that aligns them, for example, a complicated command is required so as to perform different drive control individually for each fountain device from the host system.
一方、図12は、実施の形態の噴水装置における、複数台の噴水装置の設置状態や回転角度範囲の例を示す。 On the other hand, FIG. 12 shows an example of the installation state and rotation angle range of a plurality of fountain devices in the fountain device of the embodiment.
図12の(A)は、実施の形態の噴水装置を上面から見た概略を示すXZ平面図である。2台の同じ噴水装置を配置した例を示す。噴水装置の外形を概略的に矩形で示す。左側の噴水装置は、第1軸A1がY方向となる向きで配置されている。右側の噴水装置は、第1軸A1が左側の噴水装置の第1軸A1のY方向に対して45°傾いた向きで配置されている。 FIG. 12A is an XZ plan view schematically showing the fountain device according to the embodiment as viewed from above. An example in which two identical fountain devices are arranged is shown. The outline of the fountain device is schematically shown as a rectangle. The fountain device on the left side is arranged with the first axis A1 in the Y direction. The right fountain device is arranged such that the first axis A1 is inclined by 45 ° with respect to the Y direction of the first axis A1 of the left fountain device.
実施の形態の噴水装置は、第1軸と第2軸との直交点C0にノズル31が接続されている。よって、いずれの鑑賞者の視線方向から噴水装置の噴水を見た場合にも、第1軸A1の回転角度φの最大仰角範囲を、左右対称形状にすることができる。
In the fountain device of the embodiment, a
範囲1201は、左側の噴水装置の上面における、第1軸A1の回転角度φの可動の範囲、及び第2軸A2の回転角度θの可動の範囲を合わせた、ノズル31の先端の可動の範囲である円を示す。同様に、範囲1202は、右側の噴水装置の上面における、ノズル31の先端の可動の範囲である円を示す。
A
図12の(B)は、図12の(A)の2台の噴水装置を視線方向であるY方向から見たXZ平面図を示す。いずれの噴水装置でも、ノズル31の先端の動作範囲は、Z方向の軸に対して左右対称形状となっている。左側の第1の噴水装置における視線方向から見た第1軸A1の回転角度φの範囲を範囲1211で示す。右側の第2の噴水装置における視線方向から見た第1軸A1の回転角度φの範囲を範囲1212で示す。範囲1211に対して範囲1212は狭まっている。
FIG. 12B is an XZ plan view of the two fountain devices of FIG. 12A viewed from the Y direction, which is the viewing direction. In any fountain device, the operation range at the tip of the
また、範囲1213は、第2の噴水装置で、制御部100から第1軸A1及び第2軸A2の二軸を適切に制御することにより、視線方向から見た場合にとり得る回転角度φの範囲を示す。この範囲1213は、範囲1212よりも広く、範囲1211と同じ見え方にすることができる。
A
実施の形態の噴水装置は、二軸独立の回転駆動制御により、複数台の噴水装置が異なる向きで配置されている場合にも、鑑賞者の視線方向から見て複数台の噴水装置で回転角度範囲等を同じにすること、対称形状にすることが容易である。鑑賞者の視線方向から噴水を見た場合に、複数の噴水の位置や軌跡を揃えた噴水演出を実現することも容易である。即ち、実施の形態によれば、噴水演出力が高い噴水装置を提供できる。 The fountain device according to the embodiment is rotated by two or more fountain devices when viewed from the viewer's line of sight even when the plurality of fountain devices are arranged in different directions by two-axis independent rotational drive control. It is easy to make the range and the like the same and make it symmetrical. When the fountain is viewed from the direction of the viewer's line of sight, it is also easy to realize a fountain effect that aligns the positions and trajectories of a plurality of fountains. That is, according to the embodiment, a fountain device with high fountain performance can be provided.
[実施の形態の効果等]
以上説明したように、実施の形態の二軸駆動型の噴水装置によれば、二軸の直交点C0及びノズル31の付近の領域における占有スペースを小さくでき、噴水装置を小型にすることができる。直交点C0の付近における従来の駆動部、配線、配管等を削減することができる。第2軸駆動部21が第2フレーム52に対して固定されており、第2軸駆動部21における配線が動くことが無く、断線のリスクも低減される。また、実施の形態によれば、二軸の駆動力等を比較的小さくすることができる。また、実施の形態によれば、ノズル31の方向及び回転角度の範囲を広く確保でき、鑑賞者の視線方向から見た場合の噴水の演出能力を高くすることができる。
[Effects of the embodiment, etc.]
As described above, according to the biaxially driven fountain device of the embodiment, the occupied space in the region near the biaxial orthogonal point C0 and the
実施の形態の噴水装置では、第1軸駆動部11及び第2軸駆動部21を、第1軸A1の同軸上の所定半径距離範囲内に配置している。即ち、駆動部を含む噴水装置の主な構成要素を第1軸A1に沿って配置しており、第2軸A2の延在方向に配置される構成要素を少なくしている。これにより、第2軸A2の延在方向における噴水装置の幅を従来よりも狭くし、噴水装置を小型にすることができ、噴水装置の設置スペースを小さくすることができる。複数台の噴水装置を並べて配置する場合にも、より小さいスペースで配置することができる。
In the fountain device of the embodiment, the first
また、実施の形態では、第2軸A2の同軸上には第2軸駆動部21が配置されておらず、第1軸駆動部11及び第2軸駆動部21は位置が固定されており、第1軸A1の回転に伴う回転は行われない。比較例では、第2軸の同軸上に第2軸駆動部が配置されており、第1軸の回転に伴う回転が行われる。第2軸部20の重量は、比較例に対して軽くなっている。そのため、第1軸駆動部11からの第1軸A1の回転駆動の際には、第1軸部10と共に第2軸部20を回転させるために必要な駆動力を小さくすることができ、比較例よりも安定した駆動が可能であり、駆動電力等も低減できる。
In the embodiment, the second
実施の形態では、直交点C0の付近には軸駆動部の配線等が配置されていないので、第1軸A1や第2軸A2の回転に伴って直交点C0の付近で配線等が動くことも無く、安定した回転駆動が可能である。 In the embodiment, since the wiring or the like of the shaft driving unit is not arranged near the orthogonal point C0, the wiring or the like moves near the orthogonal point C0 as the first axis A1 or the second axis A2 rotates. In addition, stable rotation drive is possible.
実施の形態では、直交点C0の周りにおける回転動作する部位の数が少なく体積が小さいので、より低い水位、即ち設置面と水面との距離が短い場合にも、設置が容易である。 In the embodiment, since the number of rotationally moving parts around the orthogonal point C0 is small and the volume is small, the installation is easy even when the water level is lower, that is, when the distance between the installation surface and the water surface is short.
実施の形態では、制御部100のプログラム及び関数に基づいて、二軸を独立で自在に回転制御でき、ノズル31を所定範囲内で自在に動かすことができる。これにより、ノズル31の先端を、円、楕円、八の字等の軌跡で変則的に動かすことも可能であり、多様な噴水演出が可能である。
In the embodiment, based on the program and function of the
[他の実施の形態]
図13は、他の実施の形態の噴水装置の構成として、正面から見たXZ平面図を示す。他の実施の形態の噴水装置における基本的な構成は上述の実施の形態(図4)に示す構成と同様であるので、図4と異なる部分について説明する。
[Other embodiments]
FIG. 13: shows the XZ top view seen from the front as a structure of the fountain apparatus of other embodiment. Since the basic structure in the fountain apparatus of other embodiment is the same as that of the above-mentioned embodiment (FIG. 4), a different part from FIG. 4 is demonstrated.
この噴水装置は、複数本のノズル31bを有する。図13の構成では、ノズル31bを、第2軸A2の主軸管42の直交点C0に対して120°の間隔で三本備えている。それぞれのノズル31bが第2軸A2に対して回転可能とするために、ノズル31bの長さに対して箱部40b(ノズル保持部)のX軸方向の寸法を、図4の箱部40に比べて大きくなるようにしている。箱部40bと同様に、接続配管部60bの配管63bや第3フレーム53bについても、図4の接続配管部60の配管63や第3フレーム53に比べてX軸方向の寸法が大きい。
This fountain apparatus has a plurality of
第2動力伝達機構部80における第1歯車81bは、図4の第1歯車81とは異なり、円状のかさ歯車としており、回転角度の制限無く360°の無限回転を可能としている。このような構造とすることにより、ノズル31bは箱部40bの内側において制限無く回転することができる。この噴水装置では、上述の実施の形態と同様に、軸駆動部の駆動モータがフレームの外側に配置されており駆動モータ自体が回転することは無いので、3本のノズル31bは、第2軸A2の周りを360°の無限回転することが可能となる。
Unlike the
また、水面がノズル31bの先端と直交点C0との中間位置よりも上方となるようにすれば、ノズル31bが複数本同時に水面から出ることは無く、演出上の利点となる。
Further, if the water surface is above the intermediate position between the tip of the
なお、この実施の形態ではノズル31bを3本としたが、90°間隔で4本設けてもよいし、他の本数としてもよい。
In this embodiment, the number of
[変形例]
実施の形態の噴水装置の変形例として、以下が挙げられる。
[Modification]
The following is mentioned as a modification of the fountain apparatus of embodiment.
(1) 前述の実施の形態では、第1軸駆動部11を第4軸A4に設ける形態としたが、これに限らず可能である。前述の実施の形態では、第4軸A4に第1軸駆動部11を配置することにより、噴水装置のX方向の幅を小さくすることができる。また、保守の際には、第1フレーム51から第1軸駆動部11を取り外し可能であり、例えばカバー13内に浸水した場合等にも、第1駆動モータ12や軸受け部16を保守可能である。それに対し、変形例として、第1軸A1の長さを延長し、第1軸A1の同軸上の位置、例えば端部19やその延長上の位置に、第1軸駆動部11を配置してもよい。この変形例の場合、噴水装置のX方向の幅はより大きくなるが、第4軸A4が不要で、Z方向の高さを小さくすることができる。また、第1動力伝達機構部70等が削減できる。第1軸部10を支持するフレームの数については3以上に増やされてもよい。
(1) In the above-described embodiment, the first
(2) 前述の実施の形態では、第1軸駆動部11が配置される第4軸A4の位置を、第1軸A1の端部19のZ方向の下方の位置としたが、これに限らず、第1軸A1の付近の所定半径距離範囲内の位置であれば可能である。例えば、第1軸A1に対してY方向の前面側や背面側の位置としてもよい。この変形例では、その第4軸A4の位置に沿って、第1軸駆動部11、第1フレーム51の穴、第1歯車71等が配置される。この場合、噴水装置のY方向の幅が大きくなる代わりに、Z方向の高さを小さくすることができる。
(2) In the above-described embodiment, the position of the fourth axis A4 where the first
(3) 前述の実施の形態では、箱部40において、直交点C0に対してY方向で前面側の位置に、第2動力伝達機構部80の構成要素である第1歯車81が配置されている。これに限らず、変形例として、直交点C0に対してY方向で背面側の位置に、第1歯車81等が配置されてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
10…第1軸部、11…第1軸駆動部、12…第1駆動モータ、13,23…カバー、14,24…浸水センサ、15,25…配線管、16,26…軸受け部、17…送水口、18…給水部、19…端部、20…第2軸部、21…第2軸駆動部、22…第2駆動モータ、28…ホルダー、29…端部、30…吐出しノズル部、31,31b…ノズル、40,40b…箱部、41…主軸管、42…主軸管、50…台、51…第1フレーム、52…第2フレーム、53,53b…第3フレーム、60,60b…接続配管部、61…第1ロータリージョイント、62…第2ロータリージョイント、63,63b…配管、70…第1動力伝達機構部、71…第1歯車、72…第2歯車、80…第2動力伝達機構部、81,81b…第1歯車、82…第2歯車、90…ポンプ、100…制御部、110…上位システム。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
水平方向のうちの第1方向に延在する第1軸に沿って配置されている第1軸部と、
前記第1方向と交差する水平方向のうちの第2方向に延在する第2軸に沿って配置されている第2軸部と、
前記ノズルを前記第2軸に対し回転可能に支持するノズル保持部と、
前記ノズル保持部を前記第1軸に対し回転可能に支持するフレームと、
前記第1軸を回転駆動するための第1軸駆動部と、
前記第2軸を回転駆動するための第2軸駆動部と、
を備え、
前記第1軸駆動部及び前記第2軸駆動部は、前記フレームに対して固定され、前記第1軸駆動部は、前記ノズル保持部を回転駆動させ、前記第2軸駆動部は、交差軸動力伝達機構を介して前記ノズルを回転駆動させる、
噴水装置。 A fountain device in which the direction of a nozzle that discharges water by biaxial rotation drive is variable,
A first shaft portion disposed along a first axis extending in a first direction of the horizontal direction ;
A second shaft portion disposed along a second axis extending in a second direction of the horizontal direction intersecting the first direction;
A nozzle holding portion that rotatably supports the nozzle with respect to the second axis;
A frame that rotatably supports the nozzle holding portion with respect to the first shaft;
A first shaft drive unit for rotationally driving the first shaft;
A second shaft drive unit for rotationally driving the second shaft;
With
The first axis driving unit and the second axis driving unit are fixed to the frame, the first axis driving unit rotationally drives the nozzle holding unit, and the second axis driving unit is an intersecting axis. Rotating the nozzle through a power transmission mechanism;
Fountain equipment.
前記第1軸駆動部と前記第2軸駆動部は、前記ノズル保持部を挟む位置に対向するように配置されており、前記第2軸駆動部における回転軸は、前記第2軸とは異なる方向の回転軸である、
噴水装置。 The fountain device according to claim 1.
The first axis driving unit and the second axis driving unit are arranged to face each other with a position sandwiching the nozzle holding unit, and a rotation axis in the second axis driving unit is different from the second axis. Direction of rotation axis,
Fountain equipment.
前記ノズル保持部は、内側に前記第2軸部の主軸管及び前記ノズルを保持する中空の構造であり、前記第2軸部の主軸管には、前記第2軸駆動部からの動力の回転軸を変換する前記交差軸動力伝達機構が設けられている、
噴水装置。 The fountain device according to claim 1.
The nozzle holding portion has a hollow structure that holds the main shaft tube of the second shaft portion and the nozzle inside, and the main shaft tube of the second shaft portion rotates power from the second shaft driving portion. The cross axis power transmission mechanism for converting the axis is provided;
Fountain equipment.
前記ノズルは、前記第1軸と前記第2軸の交点に接続されるように配置されており、前記ノズルに水を供給する配管は、回転可能なロータリージョイントによって前記ノズル保持部に接続されている、
噴水装置。 The fountain device according to claim 1.
The nozzle is arranged to be connected to an intersection of the first axis and the second axis, and a pipe for supplying water to the nozzle is connected to the nozzle holding part by a rotatable rotary joint. Yes,
Fountain equipment.
前記フレームは、前記ノズル保持部を前記第1軸に対して回転可能となるように前記ノズル保持部を両端の方向から支持している、
噴水装置。 The fountain device according to claim 1.
The frame supports the nozzle holding portion from both directions so that the nozzle holding portion can rotate with respect to the first axis.
Fountain equipment.
前記第2軸駆動部は、前記ノズル保持部を保持する前記フレームの外側に配置されている、
噴水装置。 The fountain device according to claim 5,
The second shaft driving unit is disposed outside the frame that holds the nozzle holding unit,
Fountain equipment.
前記第1軸駆動部及び前記第2軸駆動部を駆動制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第1軸の回転に伴い生じる前記第2軸の回転を補正するように、前記第2軸駆動部における前記第2軸の回転角度を制御する、
噴水装置。 The fountain device according to claim 1.
A control unit that drives and controls the first axis driving unit and the second axis driving unit;
The control unit controls a rotation angle of the second axis in the second axis driving unit so as to correct the rotation of the second axis caused by the rotation of the first axis.
Fountain equipment.
前記ノズル保持部は、前記ノズルとして、前記第2軸の周りに角度が異なる複数本のノズルを保持しており、前記ノズルは、前記第2軸の周りに360°の無限回転が可能である、
噴水装置。 The fountain device according to claim 1.
The nozzle holding unit holds a plurality of nozzles having different angles around the second axis as the nozzle, and the nozzle is capable of infinite rotation of 360 ° around the second axis. ,
Fountain equipment.
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