JPS63254494A - 自動揚水式水鈴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野および目的１ 本発明は室内のインテリア小物に関する。

本発明は本出願と同一の出Ｍ〜が出願した特許出願６１
−１０２６８７Ｊ水鈴１（以下本明細書においては基本
発明として引用する。）の利用に係るものである。

従来インテリア装飾品としては視覚に訴えるものがほと
んどであるが、該基本発明はインテリアの要素として自
然のｌ’７％的な効果を取り入れることを趣旨とし、そ
の種の伝統的な器具である［風鈴１の風と４にんで自然
の情緒を現すものとして、滴ドする水滴が水面を打つ水
音に着１１シ、その風情を室、内に継続的に与えること
を目的とするものである。該基本発明はその実施の−・
形態として、常時室内において水を保持する花瓶、水盤
等を組み合わせの対象とし、これらの中あるいは近傍に
設置する装置をＬＡ示し、水ｒｆを発する花１１Ｋ、水
盤等を提供することによって、これらの持つ風情を強調
し室内に一層の趣を与えんとしたが、本発明は基本発明
がその一形態としたる該装置に灯して改良、進展および
一層の実用性の増大を計ったらのである。

［発明の構成１ 基本発明に係る装置の基本的な形態は、水面に水滴を継
続的に滴下することのできる滴下［］、これに水を供給
する水溜、これらを水滴が滴下する滴下水面より上ノｉ
に位置させるための支持体よりなる。本発明の構成は、
この王者に電動式の揚水装置即ち水ポンプ、及び該水ポ
ンプの制御装置を加えたものである。また本明細書にお
いては［特許請求の範囲］の欄において本発明を（１）
の項に記載し、後述する本発明の実施例の一つを独立し
た発明として（２）の項に記載する、以Ｆ本明細ｉ？に
おいて本発明と称するときは特にことわらない限り（１
）の項に記載したる発明を指すものとする。

滴下口は連続した水流ではなく、水滴を一滴ずつ分離し
て滴下させることのできるものでなければならない。−
滴の分喰が多い場合、水滴が落下時に尾を引いたり、尾
の後端が更に細かな水滴にｌＩｒ裂したりして、球状、
卵型状あるいは紡錘形状等の通常の水滴の形状とは異な
ることがあるが、各落下分−Ｉ」が明確に分離できる落
丁の状態であればここにいう水滴とみなす、、また滴ド
Ｌ−１は一つの装置に２以ヒ設けられてもよい。

基本発明は、その実施の一形態として通常室内において
常時水面を提供できるところの花瓶、水ｆｌ等の中ある
いは近傍に据え置き、これらの水面に水滴を継続的に滴
下させる装置を供する。滴下］−１に水を供給する水溜
を一度満水にすると、水音の発生が継続する期間は水溜
の容器によるが、さらに滴臼１よりの水滴の落下を継続
さするためには一定の期間をおいて水溜に水を供給しな
ければならない。外部から水を運び入れたのではそのう
ち花瓶や水盤があふれてしまうので、水溜より滴ドした
これら容器の底の水を再び水溜に揚水する必要がある。

本発明は、この揚水に電動式の水ポンプを用いてこれを
制御し、自動的に揚水を繰り返す装置を呈示するもので
ある。

次に、本発明の実施例の−っを表すｆｊＳ１図及び第２
図を用いて、発明の構成をより明確に説明する。第１図
は装置の見取図、第２図はこれを花）区の中において動
作させる時の様態、および装置の構造を模式的に示す縦
断面図である。支持柱１４と台座１２が、水溜、３−と
その底に取り付けられた滴下口−１−を支える支持体多
、を構成している。図では装置の多くの部分が円筒形を
基本とした形状になっているが、形状はこれに限定され
ない。支持柱１４の内部は給水口１１を経て水溜に水を
供給する揚水管２１となっており、その下部に電動式の
モーター２２とこれに連動された水羽根２３よりなる水
ポンプ±、が設置されている。この水ポンプ４を制御す
る目的で水面センサー２５、電池ボックス及び制御回路
１３が備え付けられている。図中これらを接続するリー
ド線は省略されている。

水面センサーは水溜内あるいは近傍でなければならない
が、電池ボックス及び制御回路１３の位置はこれに限定
されるものではない。また電池と制御回路を分離して設
置してもよい。制御方式によっては特別の制御回路を必
要としない構成もある。

水は花瓶の底の花瓶内水系２９より、制御された適当な
時期に水ポンプ−４−により吸水口２４を経て揚水され
、水溜に供給される。水は水溜の底の滴下口１−におい
て水滴を形成し、鉛直に落下して滴ｆ水面２７を打ち水
ｒｆを発生する。図中点線は水滴の落ド経路を示す。共
鳴筒２６は共鳴的支持腕２８によって支えられた中空の
円筒である。この共鳴筒は発生した水ｔｆを共鳴効果に
よってより大きく、深みのあるものにする磯１屯を有す
るが、本発明に係る装置に必須のものではない。ｆｊＳ
１図ではこの共鳴筒２６及び共鳴筒支持腕２２；は示さ
れていない。

本発明における水ポンプ鳴の制御力式は次の形態に分類
される。

（ｉ）　　水面センサーを用いる場合。

水溜３−に水面センサーを設け、水溜の水位がある−・
定の位置以下になったときに機能させて水ポンプ４を始
動し、水溜に揚水して常時−・定１１：、以１−の水を
保持させるものである。更に揚水の形態によって、（ａ
）比較的短い時間間隔で水ポンプの（）Ｎ　−ＯＦ　［
”の動作を繰り返し、水位をほぼ−・定に保つものと、
（ｂ）水溜がほぼ空になったときに水ポンプを始動させ
、はぼ満水になるか水溜よりあふれでるまで動作させて
、その後水ポンプを停止させ次の揚水時まで待機させる
ものに分けられる。

また、センサーによって直接水ポンプの電源のＯＮ　−
ＯＦＦを行うものと、センサーの信号を制御回路の人力
とし、制御回路によって水ポンプのＯＮ　−ＯＦＦを行
うものがある。前者の場合は制御回路を心安とせず、水
ポンプ、電源、センサーの王者を直列に接続するだけで
よい。いずれの場合もセンサーの種類は限定しない。

（ｉｉ）　　水面センサーを用いずタイマーによる場合
。

水ｆ！！；ｊの水位とは無関係に一定の時間的間隔で水
ポンプのＯＮ　−ＯＦ　ｌ”を繰り返すものである。

ｊ−め水溜の容量、滴下口１を経ての水の落下量、水ポ
ンプの揚水能力より、水ポンプの適切な作動間隔を見積
もり、水溜が空になるころを見計らって水ポンプを始動
させ、満水になるころに１トめ、次の始動時まで待８！
させる。この作用を繰り返させることにより常時水溜に
一定量以−Ｌの水量を保持させ、水γｆの発生を艮時間
持続させるしのである。水ポンプを制御する時間間隔は
厳密なしのである必要はなく、通算して多［１の水が水
溜に供給されるように設定してわく。過剰の水が水筒に
供給されても、水が水溜よりあふれ出るだけのことで、
あふれた水の落下する音が一時的に雑音となるかもしれ
ないが、装置本来の機能には全く支障がない。タイマー
は８！械式であろうが、電子・式であろうがその種類は
間ｔ）ない。通常タイマーを水ポンプに連動しＯＮ　−
ＯＦＦを行わせろための制御回路を要する。

以Ｆ本明細書ではこれらの制御８式を各項目の冒頭の記
号（ｉ）、（ｉｉ）、及び（１）においては（ａ）。

（ｂ）を以て引用する。

］発明の天施例１ （水ポンプ） 本発明に用いる電動式水ポンプの種類、方式は）５本的
には問わないが、本発明の出願時点において利用できる
小形の簡易な水ポンプとしては、家庭用の灯油のくみあ
げに用いる通称乾電池ポンプがあり、これを水に対して
駆動させる。市販されているものは定格３ｖで動作し、
約１５０　ｃａｒ３７秒程度の揚水能力がある。本明細
書では以下この乾電池ポンプ及びこれと同じ８！構で作
動するポンプの利用を想定して説明を進める。ｆｆ１２
図に示した水ポンプ４−の構成はこの乾電池ポンプのも
のである。直流で作動するモーター２２には水羽根２３
が取り付けられている。水羽根２３は通常回転軸に平行
な面を持つ平羽根で、水羽根の回転半径より小さな吸水
［１２４より水羽根の回転の中心部に水の供給を受け、
供給された水を回転の遠心力によって周辺部に押しやり
その勢いで揚水する。第２図ではモーター２２に隣接し
て水羽根２３が取り付けられているが、モーターと水羽
根を連結するシャフトを更に長くしモーターの位置を上
方に引き上げてもよい。水羽根２３の位置は、乾電池ボ
゛ンプの動作の原理上給水口２４の近傍でなければなら
ない。水溜３−の容量には特に限定はないが、通常は５
０〜３００ｃｍ’程度であるので、前述の揚水能力に基
づくと高々２〜３秒の作動で満水にすることができる。

電源は通常乾電池２個を直列にして用いるが、乾電池１
個１．５■で駆動させることらできる。電源フードをい
とわなければ、交流電源を整流して用いることも可能で
ある。

（形態及び構造に係る天施例） ｆｌｆｆ述した第１図及び第２図に示すものが最も基本
的な形態である。円筒形を基本として組み介わされた形
状であるが、これは製作−！―の便宜に加えて、花瓶内
に設置して使用する際の可否のｔｑ定を容易にする。即
ｈ１通常市販されている多くの花ｌｔＫの横断面は円形
であり、」ユ部の口の形状も円形である。装置を円柱を
基本とした構成にしておけば、花瓶の深さと口の直径を
知れば装置を花瓶内に入れることが可能か否かを容易に
判定できる。

第２図では装置がほぼ花瓶内の空間全域をしめているが
、花瓶の大きさにゆとりがあれば、装置を設置したまま
草花を生けることもｎ（能である。多少生けにくいが装
置の水溜各にｒ、ｉ：花を差し込むこともｆ可能ではな
い。あるいは水溜の形状を、滴Ｆ口１の近傍はそのまま
にして、残りの部分を深くし草花を差し込み易いものに
してもよい。

ｆｊＳｚ図に示す断面図は円筒形を基本とした構成を更
に進め、全体の外形がほぼ円柱の形状になるようにまと
めた例のものである。両端が解放している中空円筒を外
容器として、内部に第２図と同様の水ポンプ−失を組み
込んだ揚水？？２１を、中空円筒の外容器壁３３の内周
上の−ｈの側に接触させて設置し、中空円筒内の揚水管
で占められない残りの空間の一箇所に仕切りを設けて水
溜底５０とし、その上側を水溜＄−とする。水溜底５０
には滴下］コニ−が設けられており、ここから下方に向
けて水滴が落下する。外容器は支持体、水溜の側壁、共
鳴筒の機能を持つ。外容器壁３３の一箇所を空けて設け
た通気］コ３０は、外容器内の気圧の変化を押さえ、発
生した水音を外部にｔＬえるためである。ｉ’ｌ’！２
図の例と異なり、水面センサー２５は除かれ、乾電池３
１は制御回路３２と分離されて揚水管内の水中にモータ
ー２２と隣接して置かれ、前項１発明の構成１で述べた
水面センサーを用いない（ｉｉ）の制御方式が例示され
ている。これらの構成は装置全体の大きさを極力小さな
ものにすることに寄ｔ３−シている。電池とモーターが
防水されて〜・体となった構成としては、模型用の水中
モーターが市販されている。該水中モーターの羽根はい
わゆる推進用のスクリューで揚水装置としてそのまま用
いてら１・号な効果を得ることはできないが、羽根の形
状を変え、制御用のリード線を取り出せば前述の乾電池
モーターと基本的に同じ構成になる。

装置の大きさは発明の構成１−限定されるものではない
が、実際の製作に際しである程度制約がある。装置の形
状を円柱に見立てた場合、最も小形のものでも、円柱の
高さは水滴の落ド距離、水溜の深さ、水滴が打撃する滴
下水面を供する水系の深さ等を考慮すると、少なくとも
１５〜２０ｃｍは必要であり、直径は揚水管及び滴下［
」の径より３ＣＩｍ程度は必要とする。実用性を考慮し
た設計１−無理のない標準的な大きさは、高さ２０　”
　３０ｃｍ、直径５〜１０ｃｍである。従って花瓶の中
に本発明に係る装置を置いて使用する場合、花瓶の側に
っいては、これらの寸法のものを中に置けるだけの大き
さのものでないと、本発明の効果を現す「水ざを発する
花瓶１とすることはできない。

第４図、第５図の断面図に比較的大きな花瓶に対して使
用することのできる例を示す。花瓶が入きければ、水滴
の落下ｉＩｉ離を大きくし発生する水音を大きくするこ
とができる。第４図では滴下［ｌｌ−を伴う水溜？−が
、！Ｗｌ垂ｊ１．３５によって花瓶の口の端につり下げ
られており、懸垂只、３５が支持体の役割を担っている
。！！Ｍ＠％３Ｓは着脱可能であってもよい。花瓶の底
にある水ポンプ４−よりの揚水はフレキシブル揚水管３
４を通して行なわれ、花瓶の深さが多少異なってら回−
の装置を設置できる。共ｙＢＩ：ａは使用されていない
が、花瓶内の空間もある程度共鳴効果を呈する。第５図
は、共鳴筒２６に支持体の機能を持たせたもので、第４
図の例と同様７レキシプル揚水管３４を用いている。

共鳴筒２６を着脱可能にするが、あるいは着脱可１’Ｉ
Ｑな短いパイプをつなぎあわせて長い中空円筒にするよ
うな構成にすれば、必要に応じて装置の高さを変えるこ
とができる。共鳴筒２６による共鳴効果を特に必要とし
ない場合には、格Ｔ−あるいは編み目状の壁面を持つ中
空円筒で・もよい。この場合でも花瓶に草花を差し入れ
た場合に、その茎枝が水滴の滴下経路を妨げないように
する機能は残る、 以［−１花瓶内に装置を設置して使用する場合を例示し
たが、水盤等の中に置いて用いることもできる。この場
合装置の外観が問題になるが、趣をそがないようなデザ
インを考慮するが、周［川を草花で覆って外からは見え
ないようにする配慮が必要である。

（滴下口） 発生する水音は、落下する水滴の分量、形状、打撃水面
までの落下距離、打撃される水面の状態、共鳴筒に因る
。このうち特に水滴の０駿、形状によるＦ、５　Ｗが大
きい。滴下口はこの水滴を形成すべく設置される部位で
あるが、大力の傾向として、−回に滴下する水滴の０礒
が多ければ多いほど、音の響きがよく深みがある。しか
し、多い分１七の水滴を形成することに物理的な限界が
有ることに加えて、あまり分電が多すぎると水滴の落下
時に尾を引き、かえって音が小さくなる場合もある。

標準的な０覗は０．１〜（１、５ｃｐｓ３程度である。

落−ド距離が約１−５ＣＩ１１の場合、分電が０．２ｃ
ｍ’程度あれば、１］常の通常の広さの居１ｒ空間にお
いて、靜寂な環境下で部屋の隅々まで聞こえるほどの水
音を発する。（）、２・−〇　、：（ｃ＋＋＋’の水滴
は形成するトにおいても比較的簡単である。（）、４ｃ
Ｉ１１３以」二になると音の管きもよく聞き漏らすこと
はないが、滴−ドロの構造に後述するような特別の配慮
を必要とする。滴下口によっては１　ａｍ’に至る分電
の水滴を形成することができる場合があるが、００．５
　ｃｍ”を越えると落下時に尾を引くことが多い。しか
しながら、水音の他の要素を変化させることによってこ
の場合にも十分趣のある音を発生させることは可能であ
る。当然落下距離を増大させることは効果的ではあるが
、花瓶の大きさに制限がある。

池の方法としてたとえば、第２図の共鳴ｆｉ２６はその
下端が水面２７より」二にあるが、共鳴前の位置を更に
下方に下げ、筒の一部が水の中に浸かるようにすると、
共鳴前の共鳴条件だけではなく打撃される水面の状態ら
変わり、発生する水ｔ′ｆの大きさ、ｔｆ質も変わる。

尾を引く場合にもよい効果を与える。

水滴の形成は水の表面張力の性質に依存し、Ｊル本的に
は水の流１政を限定した比較的小さな出［１を構成すれ
ば自ずと形成される。最も簡り１な構造は水溜の底部に
微細！］を空けただけのものである。

０．２〜０　、３　ｃ＋ａ’程度までの分量の水滴であ
ればこれで十分形成可能である。第６図の例では水溜底
５（）に微細［１５１が空けられているが、その出［１
の周囲を多少くぼませ、形成される水滴が大きくなるよ
うにしている。滴ド［−１の位置は必ずしも水溜の底で
ある必要はなく、適゛−１な水路で導き他に設置しても
よいが、直接水筒の底に設けるほうがＶｃｒｔ！全体の
広がりを押さえる点からも好ましいので、以下水溜の底
に取り付けるものとして説明を進める。第７図では中空
円筒の中空細管６ｏが１ヒめネジ５６とナツト５４によ
って水溜底５０カ・ら！ｇ！垂されている構造になって
いる。水はネジ及びネジの穴を伝って中空細管６０の内
部に至りその先端が水滴形成部５２となっている。ワッ
シャ５５にはスプリングワッシャ、内向ワッシャのよう
なある程度隙間を残せるようなものを用いて水の流通を
保ち、水溜１／）５０と中空細管６０の間にはＯリング
５８あるいはバッキング等を用いて水の池への遺漏を防
ぐ。着脱が可能なことがら何種類かの中空細管を用意し
適宜交換することができることに加えて、１にめネジと
ナツトの締め具合によって水の流通量を調節し、最適の
水滴形成条件を求めたり水滴と水滴の落丁する時間的間
隔を変化させることができる。

水滴の形成は水の表面張力によるが、分量の大きな水滴
を形成させるためには、水滴の径を大きくし、更に水滴
が大きく成長するまで落Ｆせず滴ドロに保っておくだけ
の力が必要で、これは主として滴下口の材質の水に対す
る濡れ性による。その力を大きくするためには、形成さ
れつつある水滴と滴ｒ口を構成する材質との接触面積の
拡大を計る必要がある。微少な水の流れを中空円筒に導
くこと：こよりこの条件をある程度満たすことができ、
比較的大きな水滴を形成することができる。

このときに１蒙なこと１１、中空円筒内部の水が円筒の
出［］において円筒内壁の全周に及んだ状態で水滴を形
成することである。水の流れが偏り、内壁の−・部のみ
が水と接触している状態で落下する場合には大きな水滴
の形成は望めない。一般に、中空円筒の内直径が大きけ
れば形成される水滴も大きくなるが、ある程度以Ｅにな
ると水が円筒内壁の全周に及ばなくなる。大きな内向ｔ
￥を保ちつつ全周をぬらすことのできる状態をつくるこ
とが、この種の滴下口で大きな水滴を形成させるための
条件である。第７図の例では水の中空細管６０全周への
広がりを助ける［＋、的で多孔質物質５３が挿入されて
いる。ネジ山５７を設ける、：ともこの［１的に寄与す
ることが実験的に確認される。水道の蛇口に用いられる
波形の発泡金具の中空細管内への設置ら効果がある。多
孔質物質としてはウレタン７オーム等のいわゆるスポン
ジでよい。多孔質物質の■、形状も形成される水滴の大
きさ、形状に影響を与える、中空細管６０の材質として
は水に＋ｔする濡れ性のよい、ガラス、金属等が標準的
であるが、プラスチックを用いた場合でも多孔質物質や
ネジ山を設けた構造にすると十分な大きさの水滴を形成
することが可能である。通常利用できる中空ｍ管の内直
径は１．（）〜１．５ｃｕ＋程度であるが、１．０〜１
．２ｃｍ程度までなら単純な中空円筒の構造のまま全周
をぬらした状態で水滴形成が１１丁能であり、このとき
の水滴の分電は約０．２〜０．３ｃｍ１である。更に大
きな水滴を形成させるためには、内直径を大きくし多孔
質物質の使用、ネジ山を刻む等の措置を講する。

Ｆ　８図、第′、）図の例も第７図と同じく中空円筒を
基本形とするものであるが、第８図では中空細管６０の
先端の部分の径が細められており、水と滴下口の材質と
の接触面積を増大させるために、懸垂された円盤上の平
板である円盤端部６１が設けられている。またこの例で
は中空細管６０内部への水の導入は微細口５１によって
行なわれている。第５３図では中空細管６０の径が先端
に行くにしたがって広がっており、全体としてラッパ状
を、７．　している。円すい形やおわんを伏せたような
形状でも趣旨は同じである。水溜底５０と滴下１丁１側
の双方にネジ山５７が刻まれ、滴下［−１が着脱できる
ようになっている。水の導入はラッパ形の根元で多孔質
物質５３を経て行なわれる。ｔ５７図の例と異なり多孔
質物質が主として水の流量を制御するＵ的で用いられて
いる。ウレタン７オーム等の材質では目が荒く流水量が
多すぎる場合にはグラスウール等多少１１の細かい材質
を用いる。水はラッパ形の根元から管壁を伝って広が９
つ−〕降下し、先端でも中空細管６０の内壁全周に及ぶ
。　　−滴下［」の構造、大きさが同一でも、水滴形成
を始める初期状態によって形成される水滴の大き゛さ、
形状が異なる場合がある。特に滴下１］内部に空気が残
っているような場合は中空細管の内壁全周に水が行きわ
たらず、大きな水滴形成の妨げとなることが多い。水道
の蛇口などでも水の流量を絞れば水滴を滴下させるπが
できるが、水道の場合には一度栓を大きく開いて水を流
し蛇口のパイプ内の空気を除去する１工ができ、大きな
水滴形成の点からは有利である。本発明に係る滴下口の
場合も、水道と同じく栓などを設は一時的に多量の水を
流せる構造にするか、あるいは予め水に浸しておく等の
方法で内部の空気を除去しておく力がよい結果が得られ
る。この観点からは第７図に示す多孔質物質を使用する
構造が、空気が内部に残ることが少なく安定した水滴形
成を行う点で実用性が高し看。

水音の大きさ、ｆｆ色、７’ｆ質などは形成される水滴
の大きさ、形状に大きく依存するが、これは結果的に水
滴を形成する滴下口の大きさ、構造によるところが多く
、また変化の幅もかなり大きい２滴下口が着脱ｒＩＴ能
な設計であれば、水音の種類が選択できてよい。落下す
る各水滴と水滴の間の時間的間隔は、水滴の形成が表面
張力や水の濡れ性等の物理的作用を経て行なわれる結果
、滴下口の種類、状態によりほぼ一定しており、水ｔｆ
の発生は一定の周期をもってなされるので、聞き力によ
ってはｍ１で不自然な印象を受ける場合がある。このよ
うな時には装置に滴下１コを２個以」二を設けると、各
滴下口がそれぞれの周期で水滴を滴ドさせ水音を発する
ので、これらが入り２しって聞こえ１株調さが緩和され
る。またこの時間的間隔は水溜の水位によっても影響さ
れる。

（制御方式） 最初に水面センサーを用いる方式（ｉ）の例について述
べる。最も部用な構成はＯＮ−ＯＦＦ形のセンサースイ
ッチを水溜に取り付け、ある一定の水位まで下がったと
きに水ポンプが駆動され、水位を一定に保つ（ｉ）の（
ａ）のＪｊ式のものである。

Ｑｊ独で水ポンプの電源を制御できるものには、浮子・
（「１ｏａＬ）を用いたフロートスイッチがあり、適当
な制御回路と組み合わせて制御するものとしては電極を
用いたレベルセンサー、ピエゾ抵抗を利用した半導体圧
力センサー、発光ダイオードと受光素子からなる反射型
フォトインタラプタ等が利用できる。いずれも周知の制
御り式である。直接電源のＯＮ　−ＯＦ　Ｆを制御でき
るスイッチの場合には、特別な制御回路を必要とせず、
センサースイッチ、乾電池、水ポンプのモーターの王者
を直列に接続すればよいだけで、動作は確実、構成も簡
単で電池の消耗ら少ないが、装置全体の縮小化や製造コ
ストの低減を計る観点から後者の場合が有利なことらあ
る１、第１０図にフロートスイツチとして回転動作形マ
イクロスイッチと浮子を組み合わせた例を示す。マイク
ロスイッチ７０と連動した７−ム７２の先端に浮子７１
があって浮力をアームに伝え、回転中心７３に対して左
回りのトルクを？）える。マイクロスイッチには内蔵さ
れたバネが働いて常時右回りのトルクを？１え、アーム
に外力が働かない状態では右回りに振り切れるまで回転
した位置にあって、スイッチはＯＮの状態になっている
。水溜の水位が高（浮子７１による浮力が働いている状
態ではスイッチは（’）　ＩＦ’　Ｆになっており、水
位がある位置以下になるとスイッチがＯＮの導通状態に
なり水ボン・プが駆動される。水ポンプにより揚水がな
され水溜内水１５の水位が上昇するとスイッチが切れる
。ＯＮ−ＯＦＦ形のスイッチは、Ｆ？Ｌ密にある−・定
の位置でスイッチの切外えが行なわれるわけではなく、
−環スイッチが切替わると元に戻して再び次の功科えの
動作がｒｒ（能な状態に移るまでの切外位置にはずれが
あり、二のあそぴを通常不感帯と称する。この不感帯を
はさんでスイッチのＯＮ−ＯＦＦが繰り返され、比較的
短い時間間隔で水ポンプの動作、待機の状態が繰り返さ
れる。この結果水溜の水位は、不感帯に対応する変動幅
のみを残したほぼ一定の位置に保たれる。水？！ｉ？底
５０における水圧が一定であるので、滴下口に対する水
の供給条件が一定に保たれ、水滴と水滴の時間的間隔が
一定になるが、水ポンプの駆動時の音がせわしなく聞こ
え、また水溜に寒暖を与える意味が無くなる。市販され
ている回転動作形マイクロスイッチには、功科えの動作
に要するトルクが小さいもので約５ｇ）Ｔｊ・ｃｍのも
のからある。例えば］Ｏｇｌ・Ｃ糟で動作するものを用
い、アームの長さを２ｃｍ、浮子に発泡スチロールのよ
うなものを用いるとほとんど弔畝を無視できるので、′
浮子の体積は５ｃｍ’あればよい。

直径２ｃｍ、高さ２ｃｍの円柱形で十分であり、本発明
に係る装置の通常の大きさのものに十分組み込むことが
可能である。

一方、同じ＜　ＯＮ　−ＯＦ　Ｉ”形のスイッチを用い
て、水溜が空の状態に近付いたら水ポンプが始動され、
満水になったら停止されて待機状態になる（ｉ＞の（ｂ
）のｈ式がある。前述の構成で不感帯の大きなスイッチ
を用いるとＭ似の動作を行うが、より確実にこの方式の
動作を行わせる例として、センサースイッチに限時復号
形のタイマーを組み合わせたものがある。前述の各種セ
ンサースイッチが同様に利用できる。センサースイッチ
が一端導通するとタイマー回路および制御回路を経て水
ポンプが駆動され、センサースイッチが開放されてもな
お−・定の時間水ポンプが駆動され続けるものである。

水ポンプの揚水能力と水溜の容量から適当なタイマーの
時間幅を決定する。タイマーの時間幅はに＆密なもので
ある必要はない。ｆｌ！Ｉ単でかつ廉価にこのようなタ
イマー回路を構成できる例として、第１１図にタイマー
ＩＣとして知られているＮＩＥＳ　５５を利用した周知
の制御回路を示す。

Ｎ　ｒ−：　５５５を単安定マルチバイブレータ−とし
て使用するものである。周知のごと＜ＮＥ５５５は２個
のコンパレータ、Ｒ−３７リツプ７０フプ、およびディ
スチャージ用トランジスタからなり、６ピン・スレッシ
ュホールド電圧が電源電圧Ｖｓの２／；（以１−になる
と、７ピンと１ピンが内部のトランジスタを通して導通
し、３ビンの出力電圧ＶｏｕＬはゼロになる。２ビン−
トリ４人力の電圧Ｖ、が電源電源Ｖｓの１／３以ｒにな
ると、動作が反転して７ピンと１ピンは開放され、３ビ
ン出力電圧Ｖｏｕｔには電源電源Ｖｓとほぼ同じ電圧が
あられれる。図の位置にタイマー用の時定数制御室ｊＡ
８２と時定数制御抵抗８１を接続すると、時定数制御抵
抗８２の光放電によって３ビンの出ｊＪ電圧がゼロまた
はＶＳの値を取り、この出力電圧の状態によって水ポン
プのモーター２２を制御する。

第１１図においてセンサースイッチＪ３（）がＯＦＦの
状態で開放されているときには２ビンの電圧は電源電源
Ｖｓに等しく、７ピンと１ピンは導通しているので、時
定数制御容量８２にはほとんど電荷の蓄積はなく両端の
電圧ｔｌｃはほぼゼロであり、３ビンの出力電圧もゼロ
である。センサースイッチがＯＮの状態になり導通され
ると２ビンにかかる電圧は降ドして電源電圧Ｖｓの１．
／３以下になり、７ピンと１ピンは開放されて３ビンの
出力電圧はＶｓとなり、これによってモーター２２が始
動される。このときから時定数制御容量８２には時定数
制御抵抗８１を介しての充電が開始される。揚水によっ
てセンサースイッチは０ドＦとなり元の開放状態に戻る
が、出力電圧は、時定数制御容量８２の充電が進んで、
６ビンの入力電圧、即ちこの配線においては時定数制御
容量８２の両端電圧］・二ｃ、が電源電源＼／Ｓの２／
３を越えるまでＶｓの値のまま保たれ、モーターも継続
して駆動される。

Ｆ；ｃがこの値を越えると反転して７ピンと１ビンが導
通して３ビン出力電圧はゼロになる。モーター２２は動
作を停止し、時定数制御容量８２は直ちに放電されてＥ
ｃはゼロになり、センサースイッチが次にＯＮの状態に
なるまでこのままの状態が保たれる。第１２図は、以に
の動作に（’Ｉ’う回路の１ミ要な箇所の電圧の関係を
、ｆＩｌｔ軸に共通の時間軸をとって模式的に表したも
のである。時刻１．、でセンサースイッチがＯＮの導通
状態になり水ポンプが始動し、揚水が進んで水溜の水位
が幾分」二昇し、時刻ｔ２でセンサースイッチはＯＦＦ
になるが、水ポンプは依然継続して作動している。Ｅｃ
は時定数制御容量８２の両端電圧を表し、この値がゼロ
から電源電圧Ｖｓの２７３になるまでの時間Ｔが３ビン
出力電圧がＶｓの値にある時間で、またこれは水ポンプ
作動時間に等しい。　　３ビンの出力電圧はスイッチト
ランジスタ８４に導かれ、このトランジスタの動作によ
ってモーター２２が制御される構成になっている。市販
されている乾電池ポンプのモーターでは定格３ｖによる
駆動時にほば（１，３Ａの電流を流すので、スイッチト
ランジスタ８４にはこの程度の電流を十分に許容できる
程度のものを選Ｊζ。例えば２ＳＣ２６５５，２ＳＤ１
２０７等が利用できる。−力Ｎ　Ｅ　５５５は出力電流
が最入（１，２Ａまでとれるので、水ポンプに更に出力
の小さい適切なモーターを選べば、スイッチトランジス
タを経ずに直接モーターを３ビンに接続することによっ
ても駆動できる。

水ポンプ作動時間Ｔ（秒）は時定数制御容量８２の室壁
Ｃ（Ｆ）及び時定数制御抵抗８１の抵抗値Ｒ（Ω）を用
いて、 ′「＝　　〜　１　　、　１　１？　　Ｃ−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−（＋）と表せる。

第１３図に、制御回路を用いずに、前述の限時復掃形タ
イマーを併用した場合と同様の作用を行わせる構成を示
す。図にはセンサースイッチとして水ポンプの電源を直
接開閉できるフロートスイッチの一つが示されているが
、これに限らず制御回路を経て電源の開閉を行うもので
あってもＯＮ　−（’）　Ｆ　Ｆ形の水面センサーであ
れば、同様の構成で同じ作用をさせる一πができる。こ
の構成の特色は、水溜内に単純にフロートスイッチを設
置するのではなく、水溜内をフロート室仕切り壁４５で
仕切ってフロートスイッチのためのフロート室４０を設
け、この中にフロートスイッチを設置することにある。

図示されているフロートスイノチはリードスイッチと磁
性フロートを組み合わせたちのて゛、この主のらのは既
に製品として市販されている。

中心に棒状のリードスイッチ４２があり、円柱型の中心
に穴の空いたむしろドーナツ形のような磁性フロート４
１が、リードスイッチ４２を中心軸にしてトドする構造
になっている。磁性フロートがフロート位置下ｒａ４３
の近傍にあるときにはスイッチはＯＮ、浮いてその位置
から離れればＯＦ［パの状態になる。フロート室４０は
水溜内の仕切られたもう−・方の側の水溜本積４９と、
底にある小孔４４で連通している。水ポンプにより揚水
された水の供給を受けるのは、水溜本槽４９の側である
。滴下［」はいずれの側にあってもよい。小孔４４は水
溜本槽に通ずる小さな穴あるいはすき間であって、滴ド
「１により落下する水壁を多少１１１Ｔｉｌる程度のわ
ずかな流水量をもつ。穴の大きさを小さなものにする代
＃戸）に多孔質物質を充てんする等して流水量を制限し
てもよい。水溜内の水位が丁がるとフロート室内の水位
も下がり、磁性フロート４１がフロート位置ド端４３に
達するとスイッチが入って水ポンプが始動し、水溜本積
４９の水位が上昇し始める。ところがこの段階でのフロ
ート室４０への水の供給は小孔４４を経て行なわれるが
、小孔４４の流水徹は撞めて小さいのでフロート室内の
水位は／、Ｆ易にヒ外しない。第１３図に示す水位の状
態は、このときの水ポンプの作動時における状態を示す
ものである。フロートスイッチには不感帯に対応するあ
そびがあるので、磁性フロート４１の位置がわずかに１
−昇したくらいではスイッチは功科わらず、以前ＯＮの
状態のままであり水ポンプによる揚水は継続される。水
溜率ＷＩ４９の水位は次第に１−昇するが、フロート室
仕切り壁４５の上端は水溜壁−ヒ：Ｉ！ｌ１４８よりも
幾分低くなっており、その差がフロート室上部空ｒ４４
７となっているので、水溜本積４９の水は水溜壁ト端４
８を越えて水溜からあふれ出る前に、このフロート室［
ユ部空隙４７を通してフロート室内に流入する。その結
果磁性フロート４１の位置が上昇してスイッチはＯＦ　
Ｆの状態になり、水ポンプは停止する。以後時間の経過
に伴って更に水は小孔４４を通して徐／／にフロート室
４０内に移行し、滴下１」による水滴の落丁が進んで水
溜が再び空の状態に近付くころにはフロート室４０と水
溜本積・１９の水位は等しくなっており、水位が−・定
の位置までドがればまた同じことが繰り返される。

次に水面センサーを用いない（ｉｉ）のタイマー回路を
用いた方式について例示する。１γｆ述の限時復帰形の
タイマーの場合と同様時間的な正確さは強く要求されな
い。発振回路と２ｒ周器を用いるのが標準的なタイマー
の構成であるが、廉価で簡単な回路構成を【］的とする
観点から、限時復帰形の場合と同様タイマーＩ　Ｃを用
いた例を示す。第１４図に示すのは前述のＮＥ５５５と
回し動作特性をもつＩＣＭ７５５５を用いた周知の制御
回路である。ＩＣＭ７５５５の方が消費電力が小さく、
軒〕電池２個の３ｖの電源で動作させることができる。

これを無安定マルチバイプレークーとして動作させる。

３ビン出力電圧は、ゼロかまたは電源電源Ｖｓに等しい
値かのいずれかの状態をとるが、この間隔を適当に制御
することによって、これに対応する水ポンプの動作、待
機の制御を行う。時定数制御容破８２と２個の時定数制
御抵抗８１を図の位置に接続する。時定数制御容に８２
の光放電によって、６ビンと２ビンの入力電圧を変化さ
せて動作させる点はｆｆ１ｊ述の第１１図の例の場合と
同じである。ｆｊＳ１５図には動作の様子を示す目的で
、横軸に共通の時間軸をもつ、時定数制御容破８２の両
端電圧Ｅｃと３ビン出力電圧ＶｏｕＬの変化が併記され
ている。ＶｏｕＬがゼロのときは水ポンプは停止、〜’
ｏｕｔ、がＶｓの値をとるときは水ポンプは動作の状態
にある。第１５図は７ビンと１ビンが導通して時定数制
御抵抗８２が放電の状態にあるところから始まっている
。放電は２個の時定数制御抵抗８１のうち７ビンと２ビ
ンの間にある［く。を経て行なわれる。放電が進行して
）ζＣが電源電源Ｖｓの１７３より低くなると、反転し
て７ビンと１ビンの間は開放されて充電が開始される。

時定数制御抵抗、８１が充電の状態にあるとき、Ｖｏｕ
Ｌは電源電圧ＶＳの値をとる。充電時において、時定数
制御室１１ン８２は電源８３とン個の１１．シ５１′数
１．ｌｉ　［２’Ｊ　ｌｉｔ抗８１を経て接続されてい
るが、グイオート（Ｉ：（の存在のためにＲ１は短絡さ
れ、１＜、のみを介して充電されることになる。光’＋
ｔ＋、がｊｊ！ｆｌシト；ＣがＶＳの２１′３をこえれ
ば、反転して７ビンとｌビンが導通しＶｏｕＬはゼロに
なる、７ピ／の電位がト“がることによって時定数制御
’ｆ’ｒ’　：＋置；２は放電の状態に入り、以ド同じ
動作を繰り返す。放電時にはダイオード５３；（は逆方
向−二なるので導通せず、放電はＲ１，７ビン、１ビン
を経て行なわれる。３ビン出力電圧はスイッチ１ランク
スター８４に入力され、このトランジスターの動作によ
ってモーター制御リレー″、」・ｔを作動させ、水ポン
プのモーターンンを制御°ｒる。制御リレーには定格３
ｖまたは１．５ｖのものが利用できる。市販されている
定格コ（ｖのリレーではｌ（１（１ｍＡ稈度で動作する
ものが多いので、スイッチトランジスター８４にはこの
程度の電流を十分制御できる容；ｉ：、をらち、がつフ
レフタ電流による電圧降下が小さく、Ｃ［Ｊ　Ｔ−ＯＦ
　Ｆ時の遺漏電流の少ないものが望ましい。

例えば２　Ｓ　Ｃ７：’！　５．２ＳＣ１＋１５：（，
２８Ｃ１５）９６等がある。動作電流の小さい適切なマ
イクロリレーがあれば、スイッチトランシ゛スター３３
４を除去してモーター制御リレー５）４を偵接３ビンロ
こ接続した回路構成ら町１徂である。しかしながら、Ｎ
Ｅ５５５の場合と異なり出力電流はそれほど大きくとれ
ないので、モーター２２を直接３ビンに接続する回路構
成は困難である。

Ｖｏｕｌ、の値が電源電圧Ｖｓである時間に対応する水
ポンプ動作時開Ｔ、は、時定数制御容＃、８２の容量Ｃ
と時定数制御抵抗８１の−りであるＲ１の値を用いて Ｔ　、　＝　Ｒ、Ｃｌｎ２　＝〜０，６９３　Ｒ，Ｃ−
−−−−（２）水ポンプが停止している水ポンプ待機時
間′ｒ、は、時定数制御容量８２の放電時に対応し、Ｔ
＝＝Ｒ２Ｃｌｕ２＝　　〜　０　　、６　９３　　Ｒ，
Ｃ−−−−−■とそれぞれ表される。

とくに］゛２値は大きくなるので注意を要するが、正確
な時間制御は要求されないので、カーボン抵抗と電解コ
ンデンサーを用いて構成することができる。例えば”Ｉ
’　２＝　３＋１　（分）の場合には２００μｌ・゛の
コンデンサーに対して約１（）ＭΩの抵抗を用いればよ
い１、ダイオード９３には逆方向の抵抗値が数１−ＭΩ
から（ｉＭΩに相当するものを用：０−する。

これらの値を持つ回路素子を求めることは可能である。

Ｎ１・：５５５あるいはＩ　ＣＭ　７５５５を用いた標
べ（的な無安定マルチバイブレータ−の構成は周知のご
とくグイオーＦ　９３を除去した回路であるが、その場
合には′ｒ、に対応する光電時の時間の方が′「２に対
応する放電時の時間上り艮くなってしまい、本装置の水
ポンプの制御には適合しない。なおかつその標準的な回
路を用いる場合には、３ピン出力をインバーター回路を
とうして′ｒ１と１゛への長短の関係を逆転させる必要
がある５箇ｆｉｔなインバーター回路の構成として、同
じ＜　Ｎ　Ｆ：　５５５あるいはＩＣＭ７５５５を用い
たものが知られている。第１１図における回路において
、時定数制御容量８２を除去して６ビン、７ビンを梳地
し、２ピンを無安定マルチバイブレーク−の３ピンの出
力につなぎかえると、そのＩＣの３ピン出ツノに逆転し
た出力が現れるので、これをスイッチトランノスターに
人１１　Ｌ、リレーあるいは直接モーターを制御する。

結局２個のＮ　Ｅ　５５５あるいはＩＣＭ７５５５を用
いることになるので、これら２個号が一体となったＮ　
Ｕ：、５５　ＧあるいはＩ　ＣＭ　７５５６を使用すれ
ばよい。

以［−の諸例を通じてより安定した動作を期待できるの
は、水面センサーを用いる（ｉ）の１１式で、特に第１
３図に示したフロートスイツチとフロート室を用いた例
である。（ｉｉ７のタイマー回路を用いる方式は、装置
の使用が継続し電源の電池が消耗して起電力が低下して
くると揚水に蒙する時間が変化してくるので、適切な制
御時間を定めるのが難しい。水ポンプを動作させる時間
が艮すぎると多ζ：、の水が水溜よりあふれ、動作させ
る時間が知いと水溜が満水にならず、次の揚水時までに
水溜が空なってしまって・一時水音の発生がとだえる。

四六時中水音がしていると飽きるので、あえてそのよう
な状態をつくるのを目的とするのであればそれでもよい
。２個の時定数制御抵抗８１のうち１（、を可変抵抗に
して電池の消耗度に合わせて揚水１１．？間を調節力法
もある。

１発明の効果１ 本発明に係る装置は、花瓶あるいは水盤等と組み介ｔ）
せることによって、これらが水音を発するような感を与
え、これらのｒｆｉ具あるいはこれらに生けられたＪ７
．花の情緒を更に強調し、環境に潤いや趣をり・え生活
に豊かさを添えることに寄りする。

史に装置の動作を自動化することによって、水音の発生
の反則にわたる継続を可能にし、装置の取り扱い及び動
作の維持に要する手数を最小にすることができる。また
水ポンプの作動を断続的に行わせることによって、電源
として乾電池を用いた場合の電池の消耗を抑制、し、更
に反則の水音の発生の継続を可能にする。試作した標べ
晩酌な大きさ、水滴の滴下分ζ）：をもちｆｊＳ１３１
７１に示す制御１１式による装置では、電源としてｌ１
ｔ３電池２本を用いた場合に、−ｎ　’ｔ′−均して１
５時間程度で毎Ｆ１使用し、１箇月以−１−、Ｒ能させ
ることが可能であった。

４、　図面のｆ！！ｌｉ単な説明 ｉ１図は本発明に係る装置の実施例の一つの見収り図。

第２図は第１図と同一の装置の構造及び作用時の様態を
示す縦断面図。ｆ１ｒＪ３図は本発明に係る装置の実施
例の−・つの構造を示す縦断面図。

第・１図は本発明に係る装置の実施例の一つの構造及び
作用１．？の様態を示す縦断面図。第５図は本発明に係
る装置の実施例のｍ−）の構造及び作用時の様態を示す
縦断面図。ｆＰＪ６図〜第９図は本発明に係る装置の部
位の一つである滴下口の実施例の断面図を示すもので、
ｆ５（１図は水溜の底部に穴を空は出口をくぼませたも
の、ｆｊＳ７図は中空円筒の内部に多孔質物質を充てん
したもの、ｆｐＪ８図は中空円筒の先端を細めたもの、
ｆｊＳ９図は中空円筒の先端を広げラッパ状にしたらの
である。第１（）図は本発明に係る装置の制御方式の実
施例の一つの構成を示すもの。第１１図は本発明に係る
装置の制御回路の実施例の一つを示すもの。ｆｊＳ１２
図は第１１図に示す制御回路の動作の様態を模式的に示
すもの。ｆｊＳ１３図は本発明に係る装置の制御方式の
実施例の一つの構成を７１（すもの。第１・を図は本発
明に係る装置１の制御回路の実施例の一つを示すもの。

第１５図は第１４図に示す制御回路の動作の様態を模式
的に示すもの。

ｊ−−−−−一滴Ｆ［−１ ２−−−−一支持体 ３−−−−一水溜 ４−−−−一水ポンプ ＋　１−−−−一給水１．−１ ＋２−−−−一台座 １３−−−−一電池ボックス及び制御回路１４−−−−
一支持社 １５−−−−一水溜内水 ２　＜１−−−−一花眼壁面 ２１−−−−一揚水管 ２２−−−−−モーター ２３−−−−一水羽根 ２４−−−−一吸水し１ ２５−−−−一水面センサー ２６−−−−−共鳴簡 ２７−−−−一滴下水面 ２８−一一一一共鳴箭支持腕 ２つ３−＝−−−イヒ訊内水系 ：（０−−−−一通気［１ ：（１−−−−一乾電池 ３２−−−−一制御回路 ３３−−−−一外容器壁 ３１−−−−−７レキシブル揚水管 ３５−−一懸ｌ［只 ４ｏ−−−−−フロート室 ４１〜−一一一磁性フロート ４２−−−−−リードスイッチ 、１３−−−−−フロート位置下端 −＄　４−−−−一小孔 ４５−−−−−フロート室仕切り壁 ４６−−−−−リードスイツチ固定板 １７−−−−−フロート室り部空隙 ４＋、１−−−−−水Ｑｌｉ□−′ｌ−，端・１１ノ一
−−−−水溜本槽 ５　（、）　−−−−一水溜底 ５１−−−−一徽細１１ 、’）２−−−−一水滴形成部 ５３−−−−一多孔質物質 ５４−−−ナツト ５５−−−−−ワッシャ ５　Ｇ−−−−−ｄ−めネジ ５７−−−−−ネジ由 ５８−−−−−０リング ６１１−−−一中空細管 ６　Ｊ　−−−−一円盤端部 ６２−−−−一円盤端部支持棒 ７（１−−−−−マイクロスイッチ ？　　！　　−−−−一浮子・（ＮｏａＬ）？　２−−
−−−アーム ７３−−−−一回転中心 ７４−−−−−リード線 ７５−−−−一マイクロスイッチ端ｆ・８０−−−−−
センサースイッチ ８１−−−−一時定数制御抵抗 ８２−−−−一時定数制御容破 ３３−−−−一直流電源 Ｕ４−−−−−スイッチトランジスター８５−−−−一
電源電圧 ３６−−−センサースイツチ導通時刻 ８７−−−−−センサースイツチ解放時刻８８−−−−
一水ポンプ停止１―時刻 ｉ３９−−−−一水ボンブ作動時間 ９０−−−−−出ｊＪ電圧 ９１−−−−−２ビン・トリが人力型１１：９２−−−
−一時定数制Ｗ容破両端電圧９３−−−−−ダイオード ９４−−−−−モーター制御リレー ９５−−−−一水ボンプ待磯時間 特許出願入　栢島范敏 第７図 第２図 第３図 第１Ｏ図 第０図 第７３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溜より水の供給を受けることができる滴下口と
   これを滴下水面より上方に位置させるための支持体より
   なり、該滴下口より滴下する水滴による該滴下水面の打
   撃により継続的に音を発生させる装置に、該滴下水面を
   供する水系より該水溜へ断続的に揚水するべく制御され
   た電動式装置を具備したる装置。
2. （２）水溜本槽よりその上端が水溜壁上端より低い仕切
   り壁により仕切られ該水溜本槽と底部における小孔にて
   連通したるフロート室内に、該フロート室の水位によっ
   て作動するＯＮ−ＯＦＦ型のセンサースイッチを設置し
   、該センサースイッチの作動により水ポンプを制御した
   る（１）に係る装置。