(57)【要約】【課題】  噴出孔より放出される液体の姿を積極的に変化させ、且つ無段階に放出形状を変更可能なノズル及びそのノズルを備える噴水システムを提供すること。【解決手段】噴出物を所定の放出形状で噴出し、無段階に放出形状を変化させる放出形状制御機構を有する。放出形状変形機構は、噴出物を３６０度全方位へ向けて放出する放出口を有する。さらに、放出形状変形機構は、放出口の開度を変化させることで放出形状を変化させる。【選択図】    図１
2017056453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴出物を所定の放出形状で噴出するノズルであって、
無段階に前記放出形状を変化させる放出形状制御機構を有するノズル。
【請求項２】
前記放出形状制御機構は、前記噴出物を３６０度全方位へ向けて放出する放出口を有する請求項１記載のノズル。
【請求項３】
前記放出形状変形機構は、前記放出口の開度を変化させることで放出形状を変化させる請求項１または２記載のノズル。
【請求項４】
噴出物を所定の放出形状で噴出するノズルと、無段階に前記放出形状を変化させる放出形状制御機構と、前記放出形状制御機構を駆動させる駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御部を備える噴水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル及びそのノズルを備える噴水システムに関する。さらに詳しくは、噴出物を所定の放出形状で噴出するノズル及びそのノズルを備える噴水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の噴水ノズルは、噴出孔より直線もしくは拡散し放出されるもので、形作られる水の姿が、総じて固定されたものであった。また、噴出孔より固定された形で放出された水の姿自身を無段階にかつ連続的に積極的に変化させるという概念そのものが存在していなかった。
【０００３】
また、従来、噴水装置として、例えば特許文献１に記載の如き物が知られている。この噴水装置は、仰角を変更可能であるノズルを備え、複雑な噴水形状を得ることができる。しかし、放水形状を変化させることは出来ず、直線状に放出するのみであった。また、構造が複雑で、制御も煩雑となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、噴出孔より放出される液体の姿を積極的に変化させ、且つ無段階に放出形状を変更可能なノズル及びそのノズルを備える噴水システムを提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るノズルの特徴は、噴出物を所定の放出形状で噴出し、無段階に前記放出形状を変化させる放出形状制御機構を有することにある。
【０００７】
上記構成によれば、無段階に放出形状を変更可能であるので、従来の噴水では不可能であった、無段階にかつ連続的に、噴出孔より放出される液体の放出形状の変化を可能とする。これによりその動きと美しさを楽しむことが可能となる。
【０００８】
前記噴出物を３６０度全方位へ向けて放出する放出口を有すると良い。これにより、１方向だけで無く、全方位へ向けて放出できるので、空間的に広がりを持つ表現を可能とする。
【０００９】
また、前記放出形状変形機構は、前記放出口を変形させることで放出形状を変化させると良い。これにより、空間的な放出形状の変化を可能とし、さらに前記噴出物の動きと美しさを楽しむことが可能となる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るノズルを備える噴水システムの特徴は、噴出物を所定の放出形状で噴出するノズルと、無段階に前記放出形状を変化させる放出形状制御機構と、前記放出形状制御機構を駆動させる駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御部を備えることにある。
【発明の効果】
【００１１】
上記本発明に係るノズル及びそのノズルを備える噴水システムの特徴によれば、噴出孔より放出される液体の姿を積極的に変化させ、且つ無段階に放出形状を変更可能なノズル及びそのノズルを備える噴水システムを可能とするに至った。
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】無段階に放出形状を変更可能な噴水システム概要図である。
【図２】放出形状の変化を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は側面図、（ｃ）、（ｄ）は平面図である。
【図３】ノズル部の詳細図であり、（ａ）はノズル１０の内部構造図である。（ｂ）は噴出孔２９の開度０％の時を示したものである。（ｃ）は噴出孔２９の開度５０％時の図を示したものである。（ｄ）は噴出孔２９の開度１００％の時を示したものである。
【図４】ノズル部の断面図である。（ａ）は図３断面Ａである。（ｂ）は図３断面Ｂである。（ｃ）は図３断面Ｃである。（ｄ）は図３断面Ｄである。（ｅ）は図３断面Ｅである。（ｆ）は図３断面Ｆである。
【図５】ノズル絞り弁とバルブ開閉体のすきまの広さにおける噴出方向を例示したものである。（ａ）はバルブ開閉体のすきま開度１００％の時の図である。（ｂ）はバルブ開閉体のすきま開度５０％の時の図である。（ｃ）はバルブ開閉体のすきま開度５％の時の図である。
【図６】噴出孔２９の開度を変化させた場合の所定時刻Ｔにおける、放出形状Ｓを説明する模式図である。（ａ）は噴出孔２９の開度を０％から１００％へと変化させた場合である。（ｂ）は噴出孔２９の開度を１００％から０％へと変化させた場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
図１の通り、無段階に放出形状変更可能な噴水システムは、水面１の上に設置されたノズル１０、ノズル駆動用モーター１１、ノズル１０から放出された液体Ｌ、送水管１３、制御システム１４、制御線１５、ポンプ１６により構成されている。
【００１４】
図２（ａ）は、放出口としての噴出孔２９の開度を０％（全閉）から１００％（全開）に連続的に変化させた場合の放出形状を側面から示している。放出形状１０１の時、噴出孔２９の開度は５％である。放出形状１０２の時、噴出孔２９の開度は２０％である。放出形状１０３の時、噴出孔２９の開度は４０％である。放出形状１０４の時、噴出孔２９の開度は６０％である。放出形状１０５の時、噴出孔２９の開度は８０％である。放出形状１０６の時、噴出孔２９の開度は１００％である。
【００１５】
図２（ｂ）は、噴出孔２９の開度を１００％から０％に連続的に変化させた場合の放出形状を側面から示している。放出形状２０１の時、噴出孔２９の開度は５％である。放出形状２０２の時、噴出孔２９の開度は２０％である。放出形状２０３の時、噴出孔２９の開度は４０％である。放出形状２０４の時、噴出孔２９の開度は６０％である。放出形状２０５の時、噴出孔２９の開度は８０％である。放出形状２０６の時、噴出孔２９の開度は１００％である。
【００１６】
図２（ｃ）は、噴出孔２９の開度を０％から１００％に連続的に変化させた場合の放出形状を上面から示している。また、噴出孔２９を中心とした同心円状かつ、３６０度全周にわたって、液体を放出する事を示している。放出形状１０１の時、噴出孔２９の開度は５％である。放出形状１０２の時、噴出孔２９の開度は２０％である。放出形状１０３の時、噴出孔２９の開度は４０％である。放出形状１０４の時、噴出孔２９の開度は６０％である。放出形状１０５の時、噴出孔２９の開度は８０％である。放出形状１０６の時、噴出孔２９の開度は１００％である。
【００１７】
図２（ｄ）は、噴出孔２９の開度を１００％から０％に連続的に変化させた場合の放出形状を上面から示している。また、噴出孔２９を中心とした同心円状かつ、３６０度全周にわたって、液体を放出する事を示している。放出形状２０１の時、噴出孔２９の開度は５％である。放出形状２０２の時、噴出孔２９の開度は２０％である。放出形状２０３の時、噴出孔２９の開度は４０％である。放出形状２０４の時、噴出孔２９の開度は６０％である。放出形状２０５の時、噴出孔２９の開度は８０％である。放出形状２０６の時、噴出孔２９の開度は１００％である。
【００１８】
図３（ａ）の通り、ノズル１０は、大略、ノズル駆動用モーター１１、ノズル絞り弁２０、バルブ開閉体２１、本体側ギア２２、モーター側ギア２３及び本体部分２４を備える。
【００１９】
本実施形態において、このノズル駆動用モーター１１が回転し、駆動用モーター１１の回転軸に設置されたモーター側ギア２３を回転させ、内ネジ加工されているバルブ開閉体２１に固定された本体側ギア２２に駆動力を伝達する。そして、バルブ開閉体２１がネジ接合部２５を介して、外ネジ加工されている本体部分２４に対して回転すると、本体部分２４を基準としてバルブ開閉体２１のみが上下する。よって、本体部分２４にノズル絞り弁支持部３０を介して固定されたノズル絞り弁２０とバルブ開閉体２１とのすきまを縮めたり広げたりさせることが可能となり、噴出孔２９の開度が変化する。本実施形態では、ノズル絞り弁２０，バルブ開閉体２１，本体部分２４，ノズル絞り弁支持部３０により、放出形状制御機構が構成される。これにより、噴水放出形状１０１から１０６へ無段階に連続的に変化させることができるノズルとして機能する。ただし、本体部分２４に固定されたノズル絞り弁２０とバルブ開閉体２１とのすきまがなくなった場合には水路は閉塞し噴水の放出は停止する。駆動モーター１１に使用されるモーターは上記の動作が保証されればサーボモーター、ステッピングモーター、ＤＣモーター、ＡＣサーボモーター、インダクションモーター等のどのような種類のモーターであればこれに限った事ではない。
【００２０】
図５（ａ）は、噴出孔２９の開度が１００％の時の吐出口水流方向２８を示している。図５（ｂ）は、噴出孔２９の開度が５０％の時の吐出口水流方向２８を示している。図５（ｃ）は、噴出孔２９の開度が５％の時の吐出口水流方向２８を示している。なおノズル絞り弁２０の底部にあるノズル絞り弁テーパー部３１は樹脂製で噴出孔２９が全閉の時に確実にバルブの閉塞ができる。
【００２１】
図６（ａ）、（ｂ）では、噴出孔２９の開度が一定である時の放出形状を点線で示している。つまり、例えば開度が１０％である時に放出された液体は、開度１０％の放出形状Ｓ１を形成する。同様に、開度がそれぞれ４０，７０，９０％時の放出形状は、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４となる。ここで、噴出孔２９の開度を経時的（連続的）に変化させた場合において、開度が１０，４０，７０，９０％となる時刻をそれぞれｔ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４とし、ある時刻ｔ＝Ｔにおける液体の放出形状Ｓを実線で示す。時刻ｔ１で放出された液体は、時刻ＴにおいてＳ１上の点Ｐ１に位置する。同様に各時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４で放出された液体は、時刻Ｔにおいて、各Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４上の各点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に位置する。時刻Ｔにおける放出形状Ｓはこういった点の集合で構成される。
【００２２】
図６（ａ）に示す如く、開度を０％から１００％へと変化させた場合、時刻ｔは、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜Ｔの関係となる。よって、ノズルから遠い位置の液体は、より速い（より過去の）時刻に放出された液体であるため、時刻ｔ１に放出された液体の位置する点Ｐ１は、ノズルから遠い位置にある。また、ノズルから近い位置の液体は、時刻Ｔに対してより近い時刻に放出された液体であるため、時刻ｔ４に放出された液体の位置する点Ｐ４は、ノズルの近くに位置する。
【００２３】
一方、図６（ｂ）に示す如く、開度を１００％から０％へと変化させた場合、時刻ｔは、ｔ４＜ｔ３＜ｔ２＜ｔ１＜Ｔの関係となる。よって（ａ）と同様に、ノズルから遠い位置の液体は、より速い時刻に放出された液体であるため、時刻ｔ４に放出された液体の位置する点Ｐ４は、ノズルから遠い位置にある。また、ノズルから近い位置の液体は、時刻Ｔに対してより近い時刻に放出された液体であるため、時刻ｔ１に放出された液体の位置する点Ｐ１は、ノズルの近くに位置する。
【００２４】
このように、所定時刻Ｔにおける放出形状Ｓは、噴出開始から任意の時刻Ｔまでの各時刻で放出された液体の集合体で形成される。よって、経時的に噴出孔２９の開度を変化させることで、噴水の放出形状を変化させることが可能となる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の改変は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、噴水システムとして利用することができる。また、遠隔操作できる散水装置としても利用できる。また、舞台演出装置としても利用できる。また、農業用装置としても利用できる。また、防犯装置としても利用できる。また、学習用教材としても利用できる。また、広告用展示としても利用できる。
【符号の説明】
【００２７】
１０：ノズル、
１１：ノズル駆動用モーター、
１２：モーター用ケーブル、
１３：送水管、
１４：制御システム（制御部）、
１５：制御線
１６：ポンプ
２０：ノズル絞り弁、
２１：バルブ開閉体、
２２：本体側ギア、
２３：モーター側ギア、
２４：本体部分、
２５：ネジ接合部、
２６：吐出口すきま、
２７：水流方向、
２８：吐出口水流方向、
２９：噴出孔（放出口）、
３０：ノズル絞り弁支持部、
３１：ノズル絞り弁テーパー部.
１０１：放出形状、
１０２：放出形状、
１０３：放出形状、
１０４：放出形状、
１０５：放出形状、
１０６：放出形状、
２０１：放出形状、
２０２：放出形状、
２０３：放出形状、
２０４：放出形状、
２０５：放出形状、
２０６：放出形状、
Ｗ：水路、
Ｌ：液体、
【図１】
2017056453.tif 000003
【図２】
2017056453.tif 000004
【図３】
2017056453.tif 000005
【図４】
2017056453.tif 000006
【図５】
2017056453.tif 000007
【図６】
2017056453.tif 000008