(57)【要約】【課題】農業用水路から水田等への水の補給で止水時確実に漏水しない構造と、そして無人で通水止水が出来る自動灌水装置を提供する。【解決手段】夕刻に通水そして早朝に止水操作を行なわせるため、装置に光センサーを取り付けし天空の照度が予め決められた照度範囲外になった時、流路の弁体を上下動させ通水止水する事で無人化を可能にしている。又、漏水の防止についてはモーター軸の鉛直線上の主軸中程約三分の一部分に雄ネジを切り、その雄ネジの範囲内でのみ相対する雌ネジ部分が移動となる機構に於いて、この雌ネジ部分に弁体を取り付ける事で通水止水が可能になるが、本装置は漏水防止を確実にするため雌ネジ部分と弁体との間に弾性体を挟む構造にしている、この事で止水した時その弾性体の反発力を利用し弁体を常に下方へ押し続けるので漏水を発生しにくくしている。又、雌ネジは三分の一を過ぎるとネジ山より外れるのでモーターの過負荷防止に役立っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
農業用水路から水田等へ水を補給する際、流路となる本体枠内に流路を遮断する堰板を設け、その堰板（以下弁体と云う）を電動モーターで上下動させることにより通水止水させる装置に於いて、装置の漏水を防止するため以下の記述を特徴とする自動灌水装置。モーター軸鉛直線上に接続された主軸の中程約３分の１部分に、弁体が通水止水するため開いた時から閉じた時までの移動距離分のみ雄ネジを切り、他の部分にはネジ山が無い状態にする。この事で相対する雌ネジは、その主軸の雄ネジ山の範囲内でのみ移動可能となる。その雌ネジ部分と弁体との間に弾性体を取り付け、雌ネジ部分が移動した時弁体もその弾性体を通じ追従移動する機構とする。このような構造にする事で主軸が回転し続け弁体が下部に到達してもネジの噛み合わせより外れるのでそれ以上は下降しなくなる、又その外れた位置で間に入れた弾性体を縮んだ状態にする事で、弁体は弾性体の反発力により常時下方に押し続けられるので、漏水防止に効果を発揮する。
【請求項２】
前記、請求項１による弁体を上下動させる機構に於いて、装置に光センサーを取り付け天空の照度があらかじめ決められた照度以下になった時流路の弁体を上げ通水し、逆に照度が一定値以上に上昇した時に流路の弁体を下げ止水する、光センサーを取り入れた制御部を有する自動灌水装置。
【請求項３】
前記、請求項２に於いて、光センサーで天空の照度の明暗を検出後、タイマーを動作させ任意の設定時間後に弁体を開閉する自動灌水装置。
【請求項４】
前記、請求項１による弁体を上下動させる機構に於いて、電動モーター駆動及びその制御用の電源としてソーラー発電装置による電力を充電式電池に貯え動力源にする事を特徴とする、前記請求項１、２、３の自動灌水装置。
【請求項５】
前記、請求項１による弁体を上下動させる機構に於いて、制御装置に暦機能を持たせ任意の期間、弁体を不動作にする事が出来る機能を持たせた事を特徴とする、前記請求項１、２、３、４の自動灌水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は農業用水路から水田等へ水を供給する際、灌漑用水を無人で取り入れる自動灌水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来水田での水管理は、夕刻取り入れ口である水口の弁体を手動で引き上げ通水し、翌朝、田面が必要水位量溜まった所で弁体を手動で下げ止水する、その水量は個々の水田の地面への浸透具合や外気温等より判断し、弁体の高さをそれぞれ変え必要の水量を取水している。昔からこの方法で灌水するのが基本であり現在でも広く一般的に受け継がれている。【０００３】図７はその弁体を上下して取水する旧来の水口を図示したもので、つまりコンクリート製用水路１０１の途中に取水口１０２を設け、弁体ガイド用溝１０３に沿って弁体１０４を上下して必要量の水を取水する、この場合その水量は弁体１０４を上げる高さで調整し、弁体ガイド用溝１０３と弁体１０４の間に楔１０５を差し込み弁体が落ちないようにしている。弁体の材質は手軽に手に入る木片が多用されている。【０００４】又、電動モーターを駆動し弁体を上下させる方式については種々発表されているが、構造が複雑である場合や止水を主目的にしている等、又通水止水の両方兼ね備えていても水路を流れてくるゴミや浮遊物等で止水が不完全になる可能性があるなど、未だ改善の余地があると思われる。【０００５】
【登録実用新案文献１】
登録実用新案  第３０４５２４６号
【特許文献１】特許公開  平０８−１０５０３４号
【特許文献２】特許公開  平０８−３７９５０号
【特許文献３】特許公開  平０９−２４８０７７号
【特許文献４】特許公開  平１０−３０４７８２号
【特許文献５】特許公開  ２０００−０３２８５８号
【特許文献６】特許公開  ２００５−０１３２０２号
【特許文献７】特許公開  ２００８−１１８９５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】水稲の作付けに於いて、田植え後から出穂の登熟期までは毎日の水管理が最重要である。すなわち移植後苗の成長を促進するため、日中は水田の地温上昇に努め止水し、夜間は必要水量確保のため通水している。しかし近年は職業や生活様式が多様化し勤務時間も朝晩の定刻出退勤とは限らない勤め人も数多く存在している、この人達は水の補給のため暗い夜中に水田一枚一枚を見回るのと早朝再度止水に歩くのは非常に困難になっている。農業試験場のデータでは昼夜の温度差を大きくすることで根の成長が旺盛になることが判明しており、農家に対しては水温を出来るだけ日中と夜間との寒暖の差をつけるよう指導している。しかし職業の多様化によりそのような水管理ができない数多くの兼業農家が存在している現実がある。又、日中地温上昇に努めるため止水操作をするが、水口より漏水があるとつまり冷水が入るとその付近の稲の生長が遅くなり寒冷地では特にいもち病の発生源や、未登塾米の混入で品質の低下要因にもなっている、従って給水する装置は漏水しないことが必要不可欠な要素にもなっている。上記の要因により毎日無人で自動的に灌漑用水を取り入れる事ができる装置と装置自身が漏水しない事を特徴とする低コストの装置が水稲に携わる人たちより切望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明は、夕刻に通水そして早朝に止水操作を行なわせるため装置に光センサーを取り付け、天空の照度があらかじめ決められた照度以下になった時流路の弁体を上げ通水し、翌朝やはり天空の照度が一定値以上に上昇した時流路の弁体を下げ止水するという制御機構を持った装置にする事で可能となる。【０００８】又、本装置の弁体を上下動させる制御機構にタイマーを付加する事で寒暖の差を更に助長する事が可能となる、つまり河川等より取り入れている用水路の水温は日照により日中高くなり早朝には最低になるが、稲の生長する夏至時期は日の出が早くその後に来る最低水温とには時間差が生じる事になる、しかし装置にタイマーを付加し止水操作を遅らせる事で解決可能になる。【０００９】漏水の防止については、電動モーター軸の鉛直線上の主軸中程約三分の一部分に雄ネジを切り、その雄ネジの回転により相対する雌ネジ部分が移動となる機構に於いて、この移動部分に弁体を取り付ける事で通水止水が可能になるが、本発明の特徴は雌ネジ部分と弁体との間に弾性体を挟む構造としているので、止水時その弾性体の反発力を利用し弁体を常に下方へ押し続けるので漏水が発生しにくくしている。【００１０】本装置を動作させるには動力源が必要であるが、朝夕の弁体を上下動させる時のみ必要でその他は常に待機状態となる事から、その消費電力は極少量で済む、従って日中ソーラー発電で発電した電力を電池に蓄えて置く事で可能になる。【００１１】又、灌水の自動化を更に助長する為弁体の制御に暦機能を付加する事で、幼穂形成期前の中干しやその後の開花期以降の間断灌水が無人で出来る事が可能になる。
【発明の効果】
【００１２】今日の農業経営は、消費量の減少や価格の低下等が続き厳しい局面に置かれている、そのため規模拡大化や認定法人化等を図り低コスト農業を目指しているが更なる努力が必要とされている。このような中で朝夕毎日水田１枚１枚の水管理から解放される事は、大幅な時間の節約となり結果生産性が向上しコスト削減の一助に繋がると思われる。又、このような灌水方法を取り入れる事で、来る農業の集団化や法人化等にも対応し人件費等の経費削減に貢献できるものと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、本例は農業用水路から水田に水を補給する場合の自動灌水装置についてである。【００１４】図１から７は本発明に関する図面で、図１は本装置全体を表し農業用水路に取り付けた状態の斜視図で、図２は装置を側面から見た図である。【００１５】図３は本装置内で水の通水及び止水を司る弁体（堰板）のみを拡大図示したもので、弁体を水田側から見た図で、図４はその弁体を横から見た図である。【００１６】図５は本装置内の弁体部分を上下動させた時の断面図で、底面まで下げ止水した状態の図である。図６は弁体部分を上昇させ１００パーセント開いて通水した状態の図で、図７は従来から利用されている農業用水路の水口を示す斜視図である。【００１７】本装置は図２に示すように、装置本体部３の上部に制御部収納箱４を取り付け、その制御部収納箱４の外部には、天空の照度を感知させる光センサー２とソーラー発電装置１が取り付けられている。内部には発電された電力を蓄えて置く充電式電池５、低速電動モーター６及びその制御回路が収められている。【００１８】次に通水止水する動作を機構的に説明する。図２より低速電動モーター６の軸はカップリング７により主軸８に接続されている、そして主軸８には上部の途中から下部の途中まで雄ネジが切られており（図３参照）、このネジ山の範囲内で弁体１０が上下動することになるが、その前に固定片１０ａ、可動片９、各弾性体１１ａ、１１ｂ、１４関係の構造を図３、図４により説明する。【００１９】最初に弁体が下降する仕組みを説明する。弁体１０には固定片１０ａが一体となるように強固に取り付けられていて（一体化すると更に強固になる）、固定片１０ａの中心位置には主軸８の径より若干大きい穴が開けられている、又同穴より離れた両側にも長ネジ１２ａ、１２ｂの径より若干大きい穴がそれぞれ開けられている、この事により固定片１０ａは、主軸８のネジ山と噛み合う事なく上下動でき、又長ネジ１２ａ、１２ｂに対しても上下動できる事になる。一方可動片９は弁体１０と一体でなく、その中心位置には固定片１０ａ同様穴が開いている、しかし今度は主軸８のネジ山と噛み合うように穴には雌ネジが切られている、この為主軸８の回転方向によっては上下動の動きが可能となる。固定片１０ａと可動片９は上記の状態にあり、その両者は長ネジ１２ａ、１２ｂにより弾性体１１ａ、１１ｂを挟んで可動片９に止められている。この結果主軸８が上から見て例えば左回転した場合、雄ネジが切られた主軸８は同位置で回転するのみであるが、雌ネジの切られた可動片９は下がって行く事になる、可動片９が下がると固定片１０ａも間に挟まれている弾性体１１ａ、１１ｂの反発力を超え押されるので弁体１０も下がる事になる（図５参照）。この下がる距離は、装置本体部３の弁体を全開にした時から全閉にした時の値と、主軸８と可動片９の噛み合わせが上下で外れる位置と同じにする。そこで本装置の特徴は、主軸８と可動片９の噛み合わせが外れても弾性体１１ａ、１１ｂにより弁体１０は更に下方に押されるので、装置本体部３の底部と密着が計られ隙間からの漏水を防ぐ事が可能となる。そしてこの噛み合わせから外す事で低速電動モーターは空回りとなり過電流による焼損防止にも役立っている。【００２０】次に弁体が上昇する仕組みを説明する。弁体１０は主軸８と可動片９の噛み合わせが外れた状態で、弾性体１１ａ、１１ｂにより下方へ押されたままになっている（図５参照）。この状態で主軸８を前回とは逆回転にすると、可動片９は弾性体１１ａ、１１ｂの反発力で上方へも押されているので主軸８との噛み合わせが容易になり、そして噛み合わせが始まると弾性体１１ａ、１１ｂが収縮から開放されその後可動片９に止められている長ネジ１２ａ、１２ｂも一緒に上がるので、その長ネジの頭に入れられた平ワッシャー１３ａ、１３ｂにより固定片１０ａの両サイドに開けられた穴に潜ることなく強制的に引き上げられて行く（図６参照）。つまり弁体１０も上昇することになる。引き続き上昇させ１００パーセント開にした場合を考えると、可動片９は主軸８の上方の噛み合わせが終了するまで上昇するが、その前にその上部に主軸８の径より大きい円形の弾性体１４が主軸８の外周に沿って置かれているので、弾性体１４が先に制御部収納箱４の底面に当たり収縮する、その後可動片９は噛み合わせが終り空回り状態となり終了する。弾性体１４の働きは次回可動片９が下がる時主軸８との噛み合わせを容易にする為である。【００２１】弁体１０の上げる高さは低速電動モーター６の動作時間を変える事で可能となるが、弁体１０を下げる時は、上げる時より時間を余分に取っている。なぜなら、この動作がないと長い間使用している内に弁体上下動用左右ガイド１５ａ、１５ｂの摩擦抵抗等で徐々に噛み合わせのずれが生じて下がりきらない可能性も考えられる。しかし全開より全閉時の時間を多く取る事で全閉を確実にすると共に、弁体１０の上昇するスタート位置も常に同一に出来るので水量を任意の一定量にすることが可能となる。図５、図６は装置本体部３と弁体１０、弾性体１１ａ、１１ｂ、１４との関係を図示したもので、図５は全閉にした時、図６は１００パーセント開いた時の状態図である。【００２２】これらの動作は装置本体部３の内部で上下動させているが、止水した時用水路の水圧に負けないよう内壁には弁体１０の上下動用ガイド１５ａ、１５ｂが左右に設けられている。又、上下動用ガイド１５ａ、１５ｂの溝は、流れて来る泥等の異物が挟まっても弁体１０が上下動する事により自然にクリーニング出来るよう弁体１０の円形最大直径より下部部分はカットしている。又、弁体１０周りと主軸の雄、雌ネジ関係は水を扱うので腐食に強い材質を考慮しなければならないのは当然であると共に、装置本体３も図１に示すように給排水用塩化ビニール製のＴ型ジョイント状の物を利用するので低コスト化や腐食防止にも繋がっている。【００２３】本装置を図７の農業用水路１０１に設置し易くするため、装置取り付けアダプター１６を用いる事により可能としている。その場合装置取り付けアダプター１６の流入口には、用水路を流れて来る粗ごみが侵入しないよう浮遊物侵入防止用網１７を付加し、機能障害を起こさないよう考慮している。又、装置取り付けアダプター１６部分のみ交換可能とする事で本装置はそのままで、種々の水口形態に対応できる事が可能になる。
【実施例】
【産業上の利用可能性】
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用した装置を、農業用水路に取り付けた状態の斜視図である。
【図２】本装置を、側面から見た図である。
【図３】本装置の弁体部分を拡大した図である。
【図４】弁体部分を側面から見た図である。
【図５】本装置内の弁体部分を底面まで下げ止水した状態の図である。
【図６】図６は弁体部分を上昇させ１００パーセント通水した状態の図
【図７】従来から利用されている農業用水路の水口を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】  １  ソーラー発電装置
２  光センサー
３  装置本体部
４  制御部収納箱
５  充電式電池
６  低速電動モーター
７  カップリング
８  主軸
９  可動片
１０  弁体（堰板）
１０ａ  固定片
１１ａ、１１ｂ  弾性体
１２ａ、１２ｂ  長ネジ
１３ａ、１３ｂ  平ワッシャー
１４  弾性体
１５ａ、１５ｂ  弁体上下動用ガイド
１６  装置取り付けアダプター
１７  浮遊物侵入防止用網
１０１  用水路
１０２  取水口
１０３  ガイド用溝
１０４  弁体
１０５  楔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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