JP7284889B1

JP7284889B1 - バブルリング発生玩具

Info

Publication number: JP7284889B1
Application number: JP2023002037A
Authority: JP
Inventors: 浩奥本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-01-11
Filing date: 2023-01-11
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2043-01-11
Also published as: JP2024098515A

Abstract

【課題】子供がプールや風呂に入浴しながら安全に遊ぶことのできる水中でバブルリングを発生させる玩具を提供する。【解決手段】前端に噴出口円管３と、前記噴出口円管３に結合され、前記噴出口円管３の内径よりも大きな内径を有する拡大円管４と、前記拡大円管４に結合され、前記拡大円管４の内径よりも小さな内径を有し、上方へ傾斜した縮小円管５とを内部構造に有し、前記噴出口円管３と、前記拡大円管４と、前記縮小円管５とを覆うように、前部に外観形状を備えた外形本体１と、後部に空気を溜める外観形状を備えた柔らかい外形容器２とを設けた構造から成り、本体Ａを水中に沈め、空気を溜めた柔らかい外形容器２を押し込み、圧縮した空気の復元力によって、噴出口円管３から水を噴出させ、噴出口円管３近傍に形成した渦に空気が取り込まれ、水平方向に移動するバブルリングを発生させる。【選択図】図１

Description

本発明は、水中で水平方向に移動するバブルリング（リング状の泡）を発生させる玩具に関するものである。

バブルリングを鉛直上方向に発生させる提案としては、「リング気泡発生装置」（特許文献１参照）、「発泡装飾水槽」（特許文献２参照）、及び「液体中で気体の渦輪を発生させる装置」（特許文献３参照）などが提案され、公知技術となっている。

また、バブルリングを水平方向に発生させる提案では、「バブルリング発生装置」（特許文献４参照）があり、公知技術となっている。

「しまね海洋館アクアス」、「名古屋港水族館」、「横浜・八景島シーパラダイス」、「鴨川シーワールド」では、シロイルカのショーが人気を集め、バブルリングが注目を浴びている。

特開平６－１４１７３３号公報特開２００３－３９８９６号公報特開２００５－１０３４５６号公報特開２０１１－２３４６３８号公報

しかしながら、観賞用の水槽で発生させるバブルリングは、従来から提案されているが、動力を使わずに簡易的に水平方向へ移動するバブルリングを発生させる玩具は提案されていないことに着目し、水族館で人気を集めるシロイルカに模したバブルリング発生玩具を提供することにある。

本発明の請求項１記載のバブルリングを発生させる玩具は、前端に噴出口円管３と、前記噴出口円管３に結合され、前記噴出口円管３の内径よりも大きな内径を有する拡大円管４と、前記拡大円管４に結合され、前記拡大円管４の内径よりも小さな内径を有し、上方へ傾斜した縮小円管５とを内部構造に有し、前記噴出口円管３と、前記拡大円管４と、前記縮小円管５とを覆うように、前部に外観形状を備えた外形本体１と、後部に空気を溜める外観形状を備えた柔らかい外形容器２とを設けた構造から成り、本体Ａを水中に沈め、空気を溜めた柔らかい外形容器２を押し込み、圧縮した空気の復元力によって、噴出口円管３から水を噴出させ、噴出口円管３近傍に形成した渦に空気が取り込まれ、水平方向に移動するバブルリングを発生させる。

本発明のバブルリングを発生させる玩具は、プールや風呂の入浴のとき、子供自らがバブルリングを発生させることができ、楽しく遊べる効果がある。

容器に加える力、円管内の空気量、などの諸条件が毎回異なるため、発生するバブルリングの速度、気泡の大きさは毎回異なり、カオス的なふるまいが、飽きさせない効果を生む。

また本発明のバブルリングを発生させる玩具は、構造が極めて簡単であり製造コストが低廉といった効果がある。

本発明におけるバブルリングを発生させる玩具を示す縦断面図である。本発明におけるバブルリングを発生させる玩具の全体を示す模式的斜視図である。本発明におけるバブルリングを発生させる玩具の円管を示す縦断面図である。本発明におけるバブルリングを発生させる玩具の円管にテーパーをつけた場合の縦断面図である。本発明におけるバブルリングを発生させる玩具の円管を異径円管に変えた場合の縦断面図である。本発明におけるバブルリングを発生させる玩具の噴出口を複数に増やした場合の円管の斜視図である。

以下、本発明に係る水平方向にバブルリングを発生させる玩具の第一の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

尚、以下に示す実施例は、あくまでも例示であり、本発明に係る水平方向に移動するバブルリングを発生させる玩具の寸法、形状、材質、などは、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で変更することができるものとする。

図１に示す実施例は、バブルリングを発生させる玩具Ａをシロイルカの形状に適用したものである。バブルリングを発生させる玩具Ａは、シロイルカ上半身の外観形状をした本体１と、シロイルカ下半身の外観形状をした柔らかい容器２と、噴出口円管３と、拡大円管４と、上方へ傾斜した縮小円管５を備えている。

図２はバブルリングを発生させる玩具の全体を示す模式的斜視図である。
外観形状をした本体１は、例えば汎用プラスチックを用いてシロイルカを模した形状に成形され、上面側半割部材１１と下面側半割部材１２を突き合わせて構成している。本体１内部は、例えば汎用プラスチックを用いて噴出口円管３と拡大円管４が結合した円管Ｂの後端を拡大円管４と縮小円管５が結合した円管Ｃの前端に挿入し、縮小円管５の前端を円管Ｃの後端に挿入し、前記円管先端を本体１に挿入して固定する。外観形状を備えた柔らかい容器２は、例えば柔軟性のあるポリプロピレン樹脂を用いて成形され、容器２の前端を円管Ｃ後端に挿入して固定し、気密状態を作る。

このようにして成るバブルリングを発生させる玩具Ａは、プールやお風呂の入浴時に水中に沈められる。水中で、空気を溜めた容器２を瞬間的に五指で上下から押し込むと、容器２内部の空気７は縮小円管５を通過する間に圧縮される。圧縮された空気７は、拡大円管４内で圧力から解放され、復元する力によって水６を押し出し、噴出口円管３の先端から水６を噴出することで、噴出口円管３先端の流水域と噴出口近傍の止水域との境界に生じた速度差によって、渦が形成し、形成された渦に噴出口円管３から流出した空気７が取り込まれ、水平方向に移動するバブルリングを発生させる。
容器２を挟んだ五指の力を開放し、容器２の形状が復元する時、容器２内部に負圧が生じ、拡大円管４内に押し出された空気７は縮小円管５によって吸引され、容器２に回収され、繰り返しバブルリングを発生させることができる。また、容器２に吸引されずに拡大円管４上部に溜まった空気７は、次に噴出口円管３から水６を噴出する時に、噴出口円管３先端から流出し、渦の内部へ取り込まれ、バブルリングを形成する。

次に、本発明に係るバブルリングを発生させる玩具の寸法条件を、以下例示する。図３は寸法条件を変更する円管の縦断面図である。縮小円管内径Ｄをφ１０ｍｍ、縮小円管長さＥを１５０ｍｍ、噴出口円管長さＧを１０ｍｍと固定した条件で、噴出口円管内径Ｆはφ１０ｍｍ・φ１５ｍｍ・φ２０ｍｍの３種類、拡大円管内径Ｈはφ２０ｍｍ・φ２５ｍｍ・φ３０ｍｍの３種類、拡大円管長さＪは４０ｍｍ・６０ｍｍ・８０ｍｍの３種類、について行った。外径容器２の内径は、φ４８ｍｍ、容積は１２０立方センチメートルのポリプロピレン樹脂容器を活用した。また、外径容器２から排出される流量は、容器を1回押し込み流出する流量にほぼ等しいと仮定すると、おおよそ１５から３０立方センチメートル毎秒の流量が瞬間的に流出していると考える。

実験では、容器の空気をすべて使い切るまで繰り返しバブルリングの形状を視認確認して行った。なお、表の中の○・×の記号は、視認確認により視覚的に評価したものであり、バブルリングの形状について、○は良好といえるバブルリングができるもの、×は途中で崩れ十分とはいえないものである。

表１は、噴出口円管内径Ｆをφ１０ｍｍに固定し、拡大円管内径Ｈと拡大円管長さＪとをそれぞれ変化させた場合のバブルリングの形成状態結果である。噴出口円管内径Ｆがφ１０ｍｍの場合、拡大円管内径Ｈと拡大円管長さＪを変化させても、バブルリングが形成されないことがわかる。

表２は、噴出口円管内径Ｆをφ１５ｍｍに固定し、拡大円管内径Ｈと拡大円管長さＪとをそれぞれ変化させた場合のバブルリングの形成状態結果である。噴出口円管内径Ｆがφ１５ｍｍの場合、拡大円管内径Ｈがφ２０ｍｍからφ２５ｍｍの間で、拡大円管長さＪが６０ｍｍから８０ｍｍの場合に、バブルリングが形成されることがわかる。拡大円管内径Ｈがφ２０ｍｍではバブルリングの空気量は少なく、気泡が分割する傾向にあり、φ２５ｍｍではφ２０ｍｍよりバブルリングの空気量が多く、輪が明瞭に認識できる傾向にある。

表３は、噴出口円管内径Ｆをφ２０ｍｍに固定し、拡大円管内径Ｈと拡大円管長さＪとをそれぞれ変化させた場合のバブルリングの形成状態結果である。噴出口円管内径Ｆがφ２０ｍｍの場合、拡大円管内径Ｈがφ２５ｍｍで、拡大円管長さＪが６０ｍｍから８０ｍｍの場合に、バブルリングが形成されることがわかる。拡大円管内径Ｈがφ２５ｍｍで、噴出口円管内径Ｆがφ１５ｍｍとφ２０ｍｍとの場合を比較すると、φ２０ｍｍはバブルリングの空気量が過多の傾向にあり、φ１５ｍｍの方がバブルリングの形状は良い。

次に、バブルリング形成状態が良好であった噴出口円管内径Ｆをφ１５ｍｍ、噴出口円管長さＧを１０ｍｍ、拡大円管内径Ｈをφ２５ｍｍ、拡大円管長さＪを６０ｍｍ、縮小円管長さＥを１５０ｍｍに固定し、縮小円管内径Ｄはφ８ｍｍ・φ１０ｍｍ・φ１２ｍｍの３種類について行った。

表４は、縮小円管の内径Ｄを、それぞれ変化させた場合のバブルリングの形成状態結果である。縮小円管の内径Ｄを変化させても、バブルリングが良好に形成されることがわかる。縮小円管の内径Ｄがφ１２ｍｍよりφ８ｍｍの方が、空気を圧縮する力が高まり、バブルリングの形状はさらに良好になる。しかし、噴出口より大量に空気が流出するため、容器の空気を全て使い切るまでの繰り返し回数は減少する。

次に、バブルリング形成状態が良好であった噴出口円管内径Ｆをφ１５ｍｍ、噴出口円管長さＧを１０ｍｍ、拡大円管内径Ｈをφ２５ｍｍ、拡大円管長さＪを６０ｍｍ、縮小円管内径Ｄをφ１０ｍｍに固定し、縮小円管長さＥは１２０ｍｍ・１５０ｍｍ・１８０ｍｍの３種類について行った。

表５は、縮小円管長さＥを、それぞれ変化させた場合のバブルリングの形成状態結果である。縮小円管長さＥが１２０ｍｍから１８０ｍｍの間ではバブルリングの形状に大きな変化は見当たらないことがわかる。

上記の実験で、バブルリング形成状態が良好であった縮小円管内径Ｄをφ１０ｍｍ、縮小円管長さＥを１５０ｍｍ、噴出口円管内径Ｆをφ１５ｍｍ、噴出口円管長さＧを１０ｍｍ、拡大円管内径Ｈをφ２５ｍｍ、拡大円管長さＪを６０ｍｍ、とした寸法を代表寸法とし、代表寸法の縮尺比を７０％に変更して、バブルリングの形成状態を評価する。

表６は、上記の代表寸法を１００％としたとき、縮尺比を７０％に変更した場合のバブルリングの形成状態結果である。縮尺比が変更されても同様にバブルリングは良好に形成されることが分かる。縮尺比を小さくするとバブルリングの大きさも同様に縮小する。

上記実験より、実施例１の２４パターンにおける良好なバブルリングの形成条件は、縮小円管内径Ｄをφ１０ｍｍ、縮小円管長さＥを１５０ｍｍ、噴出口円管長さＧを１０ｍｍにおいて、噴出口円管内径Ｆがφ１５ｍｍの場合、拡大円管内径Ｈはφ２０ｍｍからφ２５ｍｍの間と、拡大円管長さＪは６０ｍｍから８０ｍｍの間の範囲内と、噴出口円管内径Ｆがφ２０ｍｍの場合、拡大円管内径Ｈはφ２５ｍｍ、拡大円管長さＪは６０ｍｍから８０ｍｍの範囲内となるようにすればよい。また、縮小円管内径Ｄを小さくすることで、空気を圧縮する力が高まり、バブルリングの形状をさらに良好にする効果がある。加えて、バブルリングの大きさを変更するには、上記寸法の縮尺比を変更すればよい。

次に、本発明に係る第二の実施形態を説明する。
請求項２に係るバブルリングを発生させる玩具では、噴出口円管と、拡大円管と、縮小円管の形状を滑らかな異径円管の形状に変更して、さらに良好なバブルリングを発生させる。

具体的には、図４に示す拡大円管部にテーパーをつけた形状や、図５に示す滑らかな曲線形状に成形し、拡大部直後の剥離渦及び縮小部直前の剥離渦を発生させ難い形状を用い、圧力抵抗を減少させる。

次に、本発明に係る第三の実施形態を説明する。
請求項３に係るバブルリングを発生させる玩具では、図６に示す縮小円管を複数に分岐させ、その先に拡大円管と噴出口円管を持つ構造とし、複数のバブルリングを同時に発生させる。

縮小円管が1本から複数に分岐する時、分岐前後の円管断面積を考慮して、噴出口円管と拡大円管の縮尺比を変更する。

本発明の玩具は、プールや風呂へ入浴する時に子供の楽しみとなり、その需要が期待される。

１外形本体
２外形容器
３噴出口円管
４拡大円管
５縮小円管
６水
７空気

Claims

前端に噴出口円管（３）と、前記噴出口円管（３）に結合され、前記噴出口円管（３）の内径よりも大きな内径を有する拡大円管（４）と、前記拡大円管（４）に結合され、前記拡大円管（４）の内径よりも小さな内径を有し、上方へ傾斜した縮小円管（５）とを内部構造に有し、前記噴出口円管（３）と、前記拡大円管（４）と、前記縮小円管（５）とを覆うように、前部に外観形状を備えた外形本体（１）と、後部に空気を溜める外観形状を備えた柔らかい外形容器（２）とを設けた構造から成る、水平方向に移動するバブルリングを発生させる玩具。
前記噴出口円管（３）と、前記拡大円管（４）と、前記縮小円管（５）が、滑らかな異径円管から成る請求項１記載のバブルリングを発生させる玩具。
前記縮小円管（５）が複数に分岐し、前記噴出口円管（３）と前記拡大円管（４）が複数から成る請求項１記載のバブルリングを発生させる玩具。