(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水田の水位の変動により自動給水する水田自動給水装置において、前記水田の水位の変動により上下動するフロートと、このフロートの降下により開閉作動体の上側係止位置側に移動して該係止を解除する係止解除手段と、前記開閉作動体が前記上側係止位置から下側係止解除位置に落下移動することにより給水弁を開成すると共に、前記上側係止位置で前記給水弁を閉成する給水弁開閉手段と、前記水田の水位の上昇により前記開閉作動体を前記上側係止位置に移動する開閉作動体係止手段とを備えることを特徴とする水田自動給水装置。
【請求項２】
前記水田の水位の変動により上下動するフロートと、このフロートの上下動により回転する歯車とを備え、この歯車の回転により前記係止解除手段が進退し、前記給水弁は、副弁とこの副弁の開閉により開閉する主弁とを備え、前記給水弁開閉手段が前記副弁の開閉操作部に連結され前記開閉操作部を操作する開閉操作アームであり、前記開閉作動体係止手段は、前記開閉操作アームの先端に設けられ前記水田の水位の変動により上下動する弁開閉用フロートと、前記開閉作動体と前記開閉操作アームの係合部とを備えることを特徴とする請求項１記載の水田自動給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水田自動給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のものとして、水位を検出する水位センサを水田内に設け、この水位センサの水位検出情報を無線伝送装置により制御用パソコンに入力し、予め制御用パソコンに水田内の水位を所定の水位にコントロールするために作成された制御用プログラムを入力し、この制御用プログラムの水位情報と制御用パソコンに入力された水位検出情報とを比較し、水位検出情報の値が制御用プログラムの水位情報による所定の値より少ない場合には、水田の給水口に設けた給水制御弁を開いて水田の水位が制御用プログラムの水位情報による所定の値に達するまで給水する水田水位自動制御システム（例えば特許文献１）や、水田内に設置した水位検出部と用水路の取水口に設置した給水制御がケーブルでつながった構成で、夕方及び早朝の水位の増減を水位検出部が検知し信号を給水制御部に送り、モーターにより給水ゲートを開閉し、水田への給水及び止水を自動で行うもの（例えば特許文献２）などがある。
【特許文献１】特開平１１−２２０９６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４３４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１では、水位センサや給水制御弁の駆動手段を用い、上記特許文献２では水位検出部やモーターなどを用いており、給水を自動化するためにはそれらを駆動する電源などの駆動源が必要となり、水田などでの使用に不向きであり、また、メンテナンス性に劣る面がある。
【０００４】
そこで、本発明は、電源を不要とし、安定的に給水を行うことができる水田自動給水装置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】
【０００５】
請求項１の発明は、水田の水位の変動により自動給水する水田自動給水装置において、前記水田の水位の変動により上下動するフロートと、このフロートの降下により開閉作動体の上側係止位置側に移動して該係止を解除する係止解除手段と、前記開閉作動体が前記上側係止位置から下側係止解除位置に落下移動することにより給水弁を開成すると共に、前記上側係止位置で前記給水弁を閉成する給水弁開閉手段と、前記水田の水位の上昇により前記開閉作動体を前記上側係止位置に移動する開閉作動体係止手段とを備えるものである。
【０００６】
また、請求項２の発明は、前記水田の水位の変動により上下動するフロートと、このフロートの上下動により回転する歯車とを備え、この歯車の回転により前記係止解除手段が進退し、前記給水弁は、副弁とこの副弁の開閉により開閉する主弁とを備え、前記給水弁開閉手段が前記副弁の開閉操作部に連結され前記開閉操作部を操作する開閉操作アームであり、前記開閉作動体係止手段は、前記開閉操作アームの先端に設けられ前記水田の水位の変動により上下動する弁開閉用フロートと、前記開閉作動体と前記開閉操作アームの係合部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の構成によれば、水田が所定の水位以上の場合、開閉動作体が上側係止位置にあり、この状態で、水田の水位が下がり、フロートが降下すると、係止解除手段が開閉作動体の上側係止位置側に移動して開閉作動体の係止を解除し、係止を解除された開閉作動体が下側係止解除位置に落下移動すると、給水弁開閉手段が給水弁を開成して自動給水が行われる。この給水により水田の水位が上昇すると、開閉作動体係止手段が前記開閉作動体を前記上側係止位置に移動して係止し、給水弁が閉成する。
【０００８】
また、請求項２の構成によれば、水田が所定の水位以上の場合、開閉動作体が上側係止位置にあり、この状態で、水田の水位が下がり、フロートが降下すると、歯車が一方向に回転し、この歯車の回転により係止解除手段が開閉作動体の上側係止位置に進んでその係止を解除する。一方、フロートが上昇すると、歯車が他方向に回転し、係止解除手段が後退する。
【０００９】
また、弁開閉用フロートの上下動により開閉操作アームが回動して、副弁を開閉し、この副弁の開閉により該副弁より大きな主弁が開閉することにより、大量の水を効率よく給水することができる。
【００１０】
また、弁開閉用フロートの上昇による開閉操作アームの上方回動により、この開閉操作アームに係合する開閉作動体が上側係止位置に移動して係止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる水田自動給水装置を採用することにより、従来にない水田自動給水装置が得られ、その水田自動給水装置を夫々記述する。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の水田自動給水装置の実施例１について図１〜図５を参照して説明する。同図に示すように、水田自動給水装置１は、水田101の水位Ｗの変動により自動的に給水を制御するものであり、水田101の水位の変動により上下動するフロート２と、このフロート２の降下により開閉作動体３の上側係止位置４側に移動して該係止を解除する係止解除手段たる従動ラック体５と、開閉作動体３が上側係止位置４から下側係止解除位置９に落下移動することにより給水弁６を開成すると共に、上側係止位置４で給水弁６を閉成する給水弁開閉手段たる開閉操作アーム７と、水田101の水位Ｗの上昇により開閉作動体３を上側係止位置４に移動する開閉作動体係止手段８とを備える。
【００１３】
前記フロート２は回動アーム11の先端に設けられ、この回動アーム11の基端側が固定位置の枢着部12に回動可能に連結されている。前記回動アーム11の中央側には、リンク片13により昇降ラック体14が連結され、この昇降ラック体14は、図示しない案内部材により上下方向移動可能に設けられており、前記フロート２の昇降により昇降する。また、前記昇降ラック体14はラック14Ａを有する。尚、前記回動アーム11は、枢着部12に連結した基端側を上側、フロート２側の先端を下側にして斜めに配置されている。
【００１４】
機本体15は水田101に固定状態で設置され、その機本体15はほぼ水平方向の基準面16を有し、この基準面16の一側で前記昇降ラック体14が垂直方向に配置され、そのラック14Ａに噛合する歯車17が機本体15に回転可能に設けられている。また、前記基準面16に沿って前記従動ラック体５が横移動可能に設けられ、この従動ラック体５は図示しない案内部材に案内されて横移動可能に設けられている。また、前記従動ラック体５の基端側上部には前記歯車17に噛合するラック５Ａが形成されている。前記従動ラック体５の先端側で前記基準面16には、前記上側係止位置４があり、この上側係止位置４は角部４Ａになっている。尚、角部４Ａは基準面16と略垂直な垂直面18との間に形成される。また、この垂直面18の高さ寸法は、前記開閉作動体３の本体21の長さ寸法より短く、係止部22が上側係止位置４に係止した状態で、前記ウエート23は、前記垂直面18の下方内側に位置する。前記開閉作動体３は、正面略コ字形をなし、上下方向の本体21の上部に、前記上側係止位置４の角部４Ａに係止する横方向の係止部22を設けると共に、下部に前記係止部22と同一方向に突出するウエート23を設けている。尚、係止部22の先端22Ａは抵抗を減らすために円弧状に形成されている。また、前記本体21の略中央には、後述する開閉操作アームの係合部である貫通孔24が穿設されており、この貫通孔24は、必要に応じて本体21の長さ方向に長く形成される。そして、前記上側係止位置４に前記係止部22が係止した状態で、前記垂直面18の下端が前記貫通孔24位置より上方にある。尚、前記貫通孔24を中心として、前記開閉作動体３は、ウエート23を設けた下側が、係止部22を設けた上側より重く形成され、さらに、前記開閉作動体３が略縦方向の場合、前記ウエート23は、前記係止部22が前記角部４Ａの上側係止位置４に係止する方向に前記開閉作動体３を回転するように作用する。
【００１５】
したがって、前記開閉作動体３の係止部22が前記上側係止位置４に係止して該開閉作動体３が前記角部４Ａに釣り下がった状態で、水田101の水位Ｗが下がると、フロート２が降下し、枢着部12を中心として回動アーム11が下方に回動し、フロート２より枢着部12に近い位置にリンク片13により連結された昇降ラック体14が、梃子の原理により大きな力で下げられ、昇降ラック体14の降下により歯車17が回転し、この歯車17に噛合する従動ラック体５が上側係止位置４に向って移動し、係止部22に当たってこれを押し、係止部22が角部４Ａから外れることにより、開閉作動体３が自重等で落下し、下側係止解除位置９まで落下する。                                                                               
【００１６】
前記給水弁６は、ボールタップなどからなる副弁25と、この副弁25の開閉により開閉する主弁26とからなり、前記副弁25の開閉操作部25に、前記開閉操作アーム７が連結され、この開閉操作アーム７の途中を、前記開閉作動体３の貫通孔24に遊挿し、前記開閉操作アーム７の先端に弁開閉用フロート27を設ける。そして、前記開閉操作アーム７、前記貫通孔24及び前記弁開閉用フロート27により、前記開閉操作体係止手段８を構成している。
【００１７】
図３の側面図に示すように、前記開閉操作アーム７は、前記従動ラック体５の進退方向と平面交差方向をなし、基端側を上側、弁開閉用フロート27側の先端を下側にして斜めに配置されている。また、前記開閉作動体３は、前記開閉操作アーム７の先端を中心とした円弧状をなし、この円弧状の開閉作動体３を前後から挟む円弧状の案内部材28，28が設けられ、これら案内部材28，28には、前記開閉操作アーム７の上下動を許容する挿通孔29，29がぞれぞれ略縦方向に開設され、これら挿通孔29，29に案内されて前記開閉操作アーム７が上下方向に回動する。尚、案内部材28は、前記機本体15に固定されている。そして、前記上側係止位置４に前記開閉作動体３の係止部22が係止した状態で、前記開閉操作アーム７は、前記副弁25を閉成する位置にあり、また、弁開閉用フロート27は空中（最高水位ＷＨより上）にある。水田の水位Ｗが、最高水位ＷＨから給水を必要とする最低水位ＷＬまで下がると、フロート２が降下し、フロート２の降下により昇降ラック体14が降下し、歯車17により、従動ラック体５が上側係止位置４に向って移動し、前記係止部22を押すことにより、開閉作動体３がその自重及び前記弁開閉用フロート27の重さにより自由落下し、弁開閉用フロート27が最低水位ＷＬの水面に浮いた位置で開閉作動体３が停止し、この位置が前記下側係止解除位置９であり、ウエート23による開閉作動体３のバランスにより、前記係止部22の先端部22Ａが前記垂直面18に当接している。前記開閉作動体３が上側係止位置４から落下し、開閉操作アーム７が下方回動することにより、開閉操作部25Ａを操作し、給水弁６を開成し、ポンプにより圧送されてきた水が、最低水位ＷＬの水田101に給水される。この給水により水田101の水位が上昇すると、フロート２及び弁開閉用フロート27が上昇する。水位上昇によりフロート２が上昇し、フロート２の上昇により昇降ラック体14が上昇し、歯車17により、従動ラック体５が上側係止位置４から離れる方向に向って移動し、上側係止位置４に前記係止部22が係止可能となる。同時に、水位上昇により弁開閉用フロート27が上昇すると、開閉操作アーム７が上方に回動し、開閉操作アーム７が開閉作動体３を持ち上げ、開閉操作体３は案内部材28，28内に沿って上昇し、この際、ウエート23により図３中反時計回り方向に付勢されるため、先端部22Ａが垂直面18に摺動しながら上昇し、角部４Ａを超えると、係止部22が上側係止位置４に係止し、この位置まで前記開閉操作アーム７が回動すると、該開閉操作アーム７が前記副弁25を操作して給水弁６による給水が停止し、このときの水位が最高水位ＷＨである。
【００１８】
次に、前記給水弁６について説明すると、前記主弁26は、弁箱本体31を備え、この弁箱本体31には、水が流入する側の流入室32と、水が流出する側の流出室33とが形成され、これら流入室32と流出室33とは弁口34を介して連通し、その弁口34には流入室32側から弁体35が着座する。前記弁箱本体31の流入室32側の上部開口に上蓋36を取り付けており、この上蓋32と前記弁箱本体31とを仕切る中蓋37を設け、この中蓋37は浅皿状をなし、前記上蓋36と中蓋37との間に受圧体収容室38が形成される。前記中蓋37の中央には、前記弁体35の弁軸39が摺動自在に貫通して前記受圧体収容室38内に挿入され、その弁軸39の先端には円板状の受圧体40が取付られ、この受圧体40は受圧体収容室38に内周面に摺動自在に嵌合すると共に、Ｏリング40Ａにより液密を確保している。そして、前記受圧体40により前記受圧体収容室38が、上蓋36側の一方の室38Ａと中蓋37側の他方の室38Ｂとに区画されている。前記中蓋37には逆止弁作用をなす弁41を設け、この弁41は流入室32から他方の室38Ｂへ向う流れは自由に許容し、反対方向の流れはオリフイス42を流れその流量を制限するように構成されている。また、前記受圧体40には、両室38Ａ，38Ｂを連通するオリフイス43が穿設されている。さらに、前記上蓋36には放圧孔45が設けられ、この放圧孔45と前記副弁25が閉管路46により連結されている。また、前記流入室32には外部管路（図示せず）が接続され、ポンプ47などにより圧送水が供給される。
【００１９】
そして、副弁25が閉まった状態では、流入室32の水は弁41を通って他方の室38Ｂに流入し、さらに、受圧体40のオリフイス43を通って一方の室38Ａに流入し、両室38Ａ，38Ｂの圧力が等しくなって平衡状態となり、弁体35は流入室32の圧力によって弁口34に着座し、主弁26が閉成する。一方、副弁25を開くと、一方の室38Ａの水が流出し、他方の室38Ｂから一方の室38Ａにオリフイス43を介して水が流入し、このとき水がオリフイス43を通過する際に圧力降下が生じ、一方の室38Ａの圧力が低くなり、この圧力差によって受圧体40が上蓋36側に移動し、弁体35が弁口34から離れて、主弁26が開く。
【００２０】
また、前記水田自動給水装置１には、自動給水を手動で停止するための動作解除手段51が設けられ、この動作解除手段51は前記昇降ラック体14の降下を停止するため、前記回転アーム11の下方回動を規制するものであり、図１の実線に示す位置では、回動アーム11を下方から支持して下方回動を規制し、その動作解除手段51を回動して鎖線に示す位置では、回転アーム11が下方回動可能となり、昇降ラック体14が再び降下可能となる。
【００２１】
また、図５に示すように、水田101には所定範囲で他より深い凹部52を形成し、この凹部52の水面に前記装置１のフロート２，27を配置する。
【００２２】
このように本実施例では、請求項１に対応して、水田101の水位Ｗの変動により自動給水する水田自動給水装置において、水田101の水位Ｗの変動により上下動するフロート２と、このフロート２の降下により開閉作動体３の上側係止位置４側に移動して該係止を解除する係止解除手段たる従動ラック体５と、開閉作動体３が上側係止位置４から下側係止解除位置９に落下移動することにより給水弁６を開成すると共に、上側係止位置４で給水弁６を閉成する給水弁開閉手段たる開閉操作アーム７と、水田101の水位Ｗの上昇により開閉作動体３を上側係止位置４に移動する開閉作動体係止手段８とを備えるから、水田101が所定の水位以上である場合、開閉動作体３が上側係止位置４にあり、この状態で、水田101の水位が最低水位ＷＬまで下がり、フロート２が降下すると、従動ラック体５が開閉作動体３の上側係止位置４側に移動して開閉作動体３の係止を解除し、係止を解除された開閉作動体３が下側係止解除位置９に落下移動すると、開閉操作アーム７が給水弁６を開成して自動給水が行われる。この給水による水田101の水位Ｗが最高水位ＷＨまで上昇すると、開閉操作アーム７が開閉作動体３を上側係止位置４に移動して係止し、給水弁６が閉成する。このように水位Ｗの変化により浮力を用いて自動給水を行う装置１であるから、別個に動力源を必要とせず、メンテナンス性にも優れたものとなる。
【００２３】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、水田101の水位Ｗの変動により上下動するフロート２と、このフロート２の上下動により回転する歯車17とを備え、この歯車17の回転により係止解除手段たる従動ラック体５が進退し、給水弁６は、副弁25とこの副弁25の開閉により開閉する主弁26とを備え、給水弁開閉手段が副弁25の開閉操作部25Ａに連結され開閉操作部25Ａを操作する開閉操作アーム７であり、開閉作動体係止手段８は、開閉操作アーム７の先端に設けられ水田101の水位Ｗの変動により上下動する弁開閉用フロート27と、開閉作動体３と開閉操作アーム７の係合部たる貫通孔24とを備えるから、水田101が所定の水位Ｗ以上の場合、開閉動作体３が上側係止位置４にあり、この状態で、水田101の水位Ｗが最低水位ＷＬまで下がり、フロート２が降下すると、歯車17が一方向に回転し、その歯車17に噛合する従動ラック体５が開閉作動体３の上側係止位置４に進んでその係止を解除する。一方、フロート２が上昇すると、歯車17が他方向に回転し、従動ラック体５が後退する。
【００２４】
また、弁開閉用フロート27の上下動により開閉操作アーム７が回動して、副弁25を開閉し、この副弁25の開閉により該副弁25より大きな主弁26が開閉することにより、大量の水を効率よく給水することができる。特に、副弁25を開いて水を流すことによる受圧体収容室38内のおける圧力差により弁体35を移動して開閉するものであるから、小さな力で大きな主弁26を開閉できると共に、確実な開閉状態が得られる。
【００２５】
また、弁開閉用フロート27の上昇による開閉操作アーム７の上方回動により、この開閉操作アーム７に係合する開閉作動体３が上側係止位置４に移動して係止することができる。
【００２６】
また、実施例上の効果として、給水弁６は、副弁25を開いて水を流すことによる受圧体収容室38内のおける圧力差により弁体35を移動して開閉するものであるから、小さな力で大きな主弁26を開閉できると共に、確実な開閉状態が得られる。また、開閉作動体３には、係止部22を係止する方向に、貫通孔24を中心に該開閉作動体３を回動するウエート23を設けたから、係止を確実に行うことができる。さらに、案内部材28には上下方向の挿通孔29，29を設け、これら挿通孔29，29と係合部たる貫通孔24に開閉操作アーム７を挿通したから、挿通孔29，29に案内されて開閉作動体３がスムーズに上下動し、前記挿通孔29，29は開閉作動体３の上下動を案内する案内手段となる。
【実施例２】
【００２７】
図６は本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記受圧体40にはオリフイス43を設けておらず、流入室32と一方の室38Ａとを動圧通路61により接続し、この動圧通路61の途中に圧力降下用のオリフイス62を設けている。したがって、副弁25が開くと、動圧通路61を通って流入室32と一方の室38Ａに水が流れ、一方の室38Ａが他方の室38Ｂより低圧になり、弁体35が弁口34から離れ、主弁26が開く。
【００２８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１を示す最高水位における一部切欠き正面図である。
【図２】同上、最低水位における一部切欠き正面図である。
【図３】同上、最低水位における側面図である。
【図４】同上、給水弁の断面図である。
【図５】同上、水田の断面図である。
【図６】本発明の実施例２を示す給水弁の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  水田自動給水装置
２  フロート
３  開閉作動体
４  上側係止位置
４Ａ  角部
５  従動ラック体（係止解除手段）
６  給水弁
７  開閉操作アーム（給水弁開閉手段）
８  開閉操作体係止手段
９  下側係止解除位置
11  回動アーム
12  枢着部
14  昇降ラック体
17  歯車
22  係止部
25  副弁
25Ａ  開閉操作部
26  主弁
27  弁開閉用フロート
101  水田
Ｗ  水位
ＷＨ  最高水位
ＷＬ  最低水位
【図１】
0004403110.tif 000002
【図２】
0004403110.tif 000003
【図３】
0004403110.tif 000004
【図４】
0004403110.tif 000005
【図５】
0004403110.tif 000006
【図６】
0004403110.tif 000007