(57)【要約】【課題】  人手や電源を必要とせず、機械的機構のみで作動し、水田の何処にでも設置が可能で、かつ水田水位を一定範囲で調整可能で、間欠的に水田に水流を発生させることが可能な水田水位の調節装置を提供する。【解決の手段】  例えば水田側に設置され、浮力を任意に制御可能なフロートの浮力が、用水側に設置され前記水田に用水を導入する用水導入孔の上部を開閉する弁に負荷される水圧より高まると前記弁が開き、用水を通水する。  例えば水田側に設置され、浮力を任意に制御可能なフロートの浮力が、用水側に設置され前記水田に用水を導入する用水導入孔の上部を開閉する弁に負荷される水圧より低まると前記弁が閉じ、用水を止水する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水田側に設置され浮力を任意に制御可能なフロート、用水側に設置され前記水田に用水を導入する用水導入孔の上部を開閉する弁を有する水田水位調節装置において、前記フロート及び前記弁は、それぞれが鉛直方向に可動なシャフトの下端に取り付けられ、前記シャフトのそれぞれの上端は、中間に支点を有する棒状部材の両端に取り付けられ、前記水田の水位の下降に従って起こる前記棒状部材のフロート側の端部に負荷される重力の増加が、前記弁が前記用水導入孔を閉塞した状態で、前記弁に加わる水圧により前記棒状部材の弁側端部に負荷される力を超過した際に、前記弁が上昇することにより、前記用水導入孔が開放され、前記に水田に前記用水が導入される機構を有することを特徴とする水田水位調節装置。
【請求項２】
前記棒状部材における支点と前記フロート側シャフト取付位置の距離と前記支点と前記弁側シャフト取付位置の距離の比率の調整により、前記棒状部材の両端に負荷される力を調整し得ることを特徴とする、請求項１に記載の水田水位調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水稲生育の水田水位管理に関るもので、特に電気的駆動力を使用せず、装置の機械的動作のみで、水田水位を調節し得る水田水位調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  水稲経営は、従事人口の減少・高齢化、米価下落、美味しい米へのニーズ等、多くの問題を抱え、省力化・コスト削減が求められている。【０００３】  水稲は、その生育期において生育状態に合わせた細やかな管理が必要で、特に水田水位の調節による温度管理が収量に影響する。このため従来は、この水田水位管理を、水稲育成従事者が毎日、水田を点検しながら行っていた。【０００４】  しかし、上記稲作経営の実態より、省力化、コスト削減が求められ、人手に頼らない自動装置による水田水位の調節が必要となっていて、これに対応した装置が望まれている。【０００５】  このような要望に対処する技術として、例えば特許文献１には、電磁弁の動作により、水田などの潅漑用水を自動的に供給する装置が開示されている。しかしながら、個々に開示されている装置は構造が複雑で製造コスト低減が困難な他、多くの場合、広い圃場では電源の確保が困難である。【０００６】  また、特許文献２にはフロートと一体化された弁を用いることにより、水田水位により給水管の開口面積を変化させることで、電力を用いることなく自動的に水田に用水を導入する機構が開示されている。【０００７】  これによれば、常に水田水位を一定に維持すること可能となるが、水田水位は、単に一定に維持すれば良いのではなく、水稲の生育を促すため、水位を意識的に変化させて活発な水流により水、土壌中に十分な空気を取り込む必要がある。また、水田に間欠的な水流を発生することにより、土壌を撹拌し、土壌中に存在する雑草の種子を浮き上がらせ、発芽を阻害する、つまり除草効果も期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】  特開２００５−３４８６９５号公報
【特許文献２】  特開２００９−１１２２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  従って、本発明の課題は、人手や電源を必要とせず、機械的機構のみで作動し、水田の何処にでも設置が可能で、かつ水田水位を一定範囲で調整可能で、間欠的に水田に水流を発生させることが可能な水田水位の調節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明は、水田側に設置したフロートの水位変化に伴う浮力の変化と、用水側に設置した弁に負荷される水圧のバランスを利用して、上記の課題を解決することを検討した結果、なされたものである。【００１１】  即ち、本発明は、水田側に設置され浮力を任意に制御可能なフロート、用水側に設置され前記水田に用水を導入する用水導入孔の上部を開閉する弁を有する水田水位調節装置において、前記フロート及び前記弁は、それぞれが鉛直方向に可動なシャフトの下端に取り付けられ、前記シャフトのそれぞれの上端は、中間に支点を有する棒状部材の両端に取り付けられ、前記水田の水位の下降に従って起こる前記棒状部材のフロート側の端部に負荷される重力の増加が、前記弁が前記用水導入孔を閉塞した状態で、前記弁に加わる水圧により前記棒状部材の弁側端部に負荷される力を超過した際に、前記弁が上昇することにより、前記用水導入孔が開放され、前記に水田に前記用水が導入される機構を有することを特徴とする水田水位調節装置である。【００１２】  また、本発明は、前記棒状部材における支点と前記フロート側シャフト取付位置の距離と前記支点と前記弁側シャフト取付位置の距離の比率の調整により、前記棒状部材の両端に負荷される力を調整し得ることを特徴とする、前記の水田水位調節装置である。
【発明の効果】
【００１３】  本発明の水田水位調節装置は、前記のようにフロートの浮力と弁に負荷される水圧のバランスを利用して、水田の水位が一定以下に降下した際に、自動的に用水を水田に導入できるので、水田と用水路を隔てる畦などに設置すれば、電力や人手を要せずに、水田の水位を一定範囲内で任意に設定することが可能となる。水田水位の設定手段としては、フロートの浮力をフロート自体の容積や重量調整、弁の重量調整の他、フロート及び弁の取付位置と支点との距離の比率を調整することも挙げられる。つまり、後者は、テコの原理の応用である。【００１４】  また、前記の機構により、水田水位を常時ほぼ一定に維持することも可能である他、間欠的に用水を水田に導入し、水田に水流を発生することも可能なので、用水や土壌に空気を溶け込ませたり、土壌自体を攪拌したりすることにより、除草効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  本発明の水田水位調節装置の一例の動作の概略を示す図
【図２】  本発明の水田水位調節装置の一例の外観の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】  次に、本発明の実施の形態について、具体的な例を示す図を用いて説明する。図１は本発明に係る水田水位調節装置の一例の動作の概略を示す図である。また、図２は本発明に係る水田水位調節装置の一例の外観を示す模式図である。
【００１７】  図１を用いて、本発明の水田水位調節装置の基本的な動作を説明する。
【００１８】  ここに示したフロートは、フロート外装体１ａ、フロート浮揚体１ｂ、浮力調整器１ｃ、フロート下部蓋１ｄから構成される。フロート外装体１ａとしては軽量のプラスチック成形体を用いることができる。フロート浮揚体１ｂには発泡スチロールなどの、プラスチック発泡成形体を用いることができる。また、浮力調整器１ｃにはシンチュウなどの加工の容易な金属を用いることができる。このフロートの全体形状は円柱であるが、球体などの他の形状とすることも可能であることは勿論である。
【００１９】  このフロートは上部に、フロート浮力伝達シャフト２ａが取り付けられていて、フロート浮力伝達シャフト保持部材４ａ、４ｂで保持され、ほぼ鉛直方向にスライド可能な構成になっている。フロート浮力伝達シャフト２ａは、支点３ｄを中心に回動可能な棒状部材の一端に取り付けられるが、フロート浮力伝達シャフト２ａが鉛直方向にのみ稼動なのに対し、棒状部材３ｂは、動作に伴い水平方向の長さが変化するので、遊びを付与するために、第一のリンク部材３ａを介して、棒状部材３ｂに接合されている。
【００２０】  用水側に設置される弁は、開閉弁シール板６ｂ、開閉弁シールＯリング６ｃ、開閉弁シールゴム６ｄからなり、上部に鉛直方向にのみスライド可能な開閉弁シャフト６ａに取り付けられ、フロート側と同様に、第二のリンク部材３ｃを介して、棒状部材３ｂに接合されている。
【００２１】  図１には、弁が用水導入孔１０から離れた上体が示されているが、水田側の水位が上昇すると、フロートの上昇に従って、弁が下降し、用水導入孔１０を閉塞する。弁が用水導入孔１０を閉塞した状態では、弁の上側から、開閉弁外装体７ａを満たす用水による圧力が負荷されるので、水田側の水位が一定以下に下降し、フロートの重力が一定以上に増加するまでは、用水導入孔１０が開放されることはない。つまり、用水は間欠的に水田側に導入されることになる。
【００２２】  そして、弁が上昇するのに必要な負荷は、フロート及び弁自体の重量や、弁に負荷される用水の圧力の他にテコの原理により、棒状部材３ｂにおける支点３ｄの位置によっても調整可能であることは前記の通りである。
【００２３】  以上に説明したように、本発明によれば、低コストで製作、運用が可能な水田水位調節器を提供することができ、稲作の省力化、ひいては稲作のコスト低減に寄与するところは、極めて大きいと言える。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは論を俟たない。
【符号の説明】
【００２４】１ａ        フロート外装体
１ｂ        フロート浮揚体
１ｃ        フロート浮力調整器
１ｄ        フロート下部蓋
２ａ        フロート浮力伝達シャフト
２ｂ        フロート浮力伝達部品
３ａ        第一のリンク部材
３ｂ        棒状部材
３ｃ        第二のリンク部材
３ｄ        支点
４ａ，４ｂ  フロート浮力伝達シャフト保持部材
５          部品取付け板
６ａ        開閉シャフト
６ｂ        開閉弁シール板
６ｃ        開閉弁シールＯリング
６ｄ        開閉弁シールゴム
７ａ        開閉弁外装体
７ｂ        開閉弁上部蓋
７ｃ        開閉弁上部蓋部品
８ａ        フロート浮力伝達シャフト、第一のリンク部材の移動方向を示す矢印
８ｂ        棒状部材、第二のリンク部材の作動方向を示す矢印
８ｃ        開閉弁シャフトの移動方向を示す矢印
９ａ        用水の入る方向を示す矢印（注水口）
９ｂ        用水の出る方向を示す矢印（出水口）
１０        用水導入孔
１０ａ      用水の通過経路を示す矢印
１１        フロート
１２        水田の水
１３        出水口
１４        装置本体
１５        導水管
１６        用水路構造物
１７        取水口
１８        用水路の用水
１９        用水の入る方向を示す矢印
２０        用水の出る方向を示す矢印
【図１】
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【図２】
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