JPH0979413A - 自動弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体の開閉を水位センサによらず外部からの
信号によって行うようにした自動弁を提供する。 【解決手段】 本発明の自動弁は、入口流路３と出口流
路４が直角方向に形成された弁本体１と、入口流路の開
口部６に対向位置しダイヤフラム１３に保持された弁体
１２と、ダイヤフラムを保持しダイヤフラムの上部に一
次圧室１９を形成するボンネット１５と、開口部６より
上流側に位置する入口流路３に一端を開口し他端を一次
圧室１９に開口する導通管２３，２４とを具備し、導通
管の途中には自動三方切換弁２０が設けられている。自
動三方切換弁２０は、弁開時には導通管２４と導通管２
３及び入口流路３との連通を遮断し一次圧室１９の流体
を大気中に解放し弁閉時には導通管２４と導通管２３及
び入口流路３に連通させ前記流体の大気中への解放を遮
断するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に田畑等の潅漑
用として利用される自動弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、水田等への自動潅水には、自動給
水装置が使用されている。本出願人は先に、従来にない
優れた機能を有する自動給水装置を発明し出願した（特
開平６−２８０２４３号）。該装置はフロートにより作
動する水位センサを用い、配管内の水圧を利用して自動
的に弁の開閉を可能とするものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記自動給水装置は、
水田等の水位のみを検知することにより、自動で給水管
理を行うものであったため、主に必要な時に給水できる
といった時間による給水管理が不可能であった。また、
フロートを使用した自力式の水位センサによる給水管理
となっているため、付着物等による誤作動が発生しやす
いという問題点があった。本発明は、以上のような従来
技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とすると
ころは、水位センサによる弁体の開閉ではなく外部から
の信号によって弁体の開閉が行われるようにした自動弁
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する自動
弁における発明の構成は、入口流路と出口流路が直角方
向に形成された弁本体、該入口流路の開口部に対向位置
しダイヤフラムに保持された弁体、該ダイヤフラムを保
持すると共に該ダイヤフラムの上部に一次圧室を形成す
るボンネット、及び、前記開口部よりも上流側に位置す
る入口流路に一端を開口し他端を前記一次圧室に開口す
る導通管を具備し、該導通管の途中には自動三方切換弁
が設けられ、該自動三方切換弁は、弁開時には前記導通
管と前記入口流路との連通を遮断するとともに前記一次
圧室の流体を大気中に解放し、弁閉時には前記導通管を
前記入口流路に連通させるとともに前記流体の大気中へ
の解放を遮断するよう構成されていることを特徴として
いる。

【０００５】本発明においては、入口流路に達した流体
の一部は導通管を流れ、自動三方切換弁の作用により一
次圧室に導入されると、流体圧力の作用で弁体が弁本体
開口部を閉じ、弁は閉状態になる。一方、自動三方切換
弁の作用により、一次圧室内の流体が大気中へ解放され
ると、弁本体入口流路に達した流体の圧力作用で弁体が
上方に押し上げられ弁本体開口部を開き、弁は開状態と
なる。

【０００６】なお、本発明における流体は水が主体であ
るが、他の流体でもよく、水に限定されるものではな
い。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施例を示す図
面に基づいて説明するが、本発明が本実施例に限定され
ないことはいうまでもない。

【０００８】図１及び図２は本発明の一実施例を示す田
畑用としての自動弁の平面図及び縦断面図である。

【０００９】図において、１はアングル型の弁本体であ
り、内部に設けられた隔壁２により区画された入口流路
３と出口流路４とを有し、かつ前記両流路の間に位置し
該入口流路３と連通するように配された弁室５を有して
いる。また、隔壁２には入口流路３と弁室５とを連通す
る開口部６が設けられると共に、弁室５側の開口部６周
りの隔壁２には上方に向かって突き出した円錐台状の弁
座７が設けられている。さらに、出口流路４にはＬ字形
継手８がストッパー９を介して、出口流路４周りに設け
られた雄ねじ部１０に袋ナット１１を螺着させることに
よって、回転自在に装着されている。

【００１０】なお、本実施例では、出口流路４にＬ字形
継手８が装着され一端が開放されることにより、給水ラ
イン末端で使用されるよう形成されているが、前記開放
を無くし、出口流路４に直接または継手を介してパイプ
を接続することにより、給水ライン途中の使用が可能な
構成にしてもよい。

【００１１】１２は弁体であり、開口部６に対向位置
し、上部をダイヤフラム１３に保持された弁軸１４の下
端部にナット等によって固定され、前記弁室５内を上下
動可能に配されている。

【００１２】１５はボンネットであり、弁室５の上部に
位置し弁軸１４を保持しているサポート１６を介してダ
イヤフラム１３を弁本体１上部のフランジ部１７に挟持
固定しており、中央部には前記弁軸１４を摺動自在に保
持しストローク調節ツマミ２７により調節されるストロ
ークリミッター１８が貫通して螺着され、また前記ダイ
ヤフラム１３との間に一次圧室１９を形成している。

【００１３】２３は後記３ポート電磁弁２０の上流側に
設けられた導通管であり、一端は入口流路３に設けられ
た連通孔３１に連結され、他端は３ポート電磁弁２０に
連結されている。また、２４は３ポート電磁弁２０の下
流側に設けられた導通管であり、一端は一次圧室１９に
設けられた連通孔２６に連結され、他端は３ポート電磁
弁２０に連結されている。

【００１４】２０は、自動三方切換弁の一種である３ポ
ート電磁弁（以下に電磁弁と称す）であり、ボンネット
１５に導通管２４を介して固定され、２２ａ，２２ｂ，
２２ｃの３つのポートを有し、ポート２２ａには前記導
通管２３が連結されている。また、ポート２２ｃには前
記導通管２４が連結されている。一方、ポート２２ｂに
は大気中に開口する排水管２５が連結されている。２１
は電磁弁２０に接続するリード線である。

【００１５】なお、本実施例では自動三方切換弁として
電磁弁を使用したが、電動式及びエアー式等の自動三方
切換弁を使用してもよく、電磁弁に限定されるものでは
ない。

【００１６】上記の構成からなる本実施例自動弁の作動
は次のとおりである。リード線２１に通電していない時
の電磁弁２０は、ポート２２ａとポート２２ｃが連通さ
れており、したがって、入口流路３に達した水の一部
は、導通管２３及び２４を通り、一次圧室１９に導入さ
れる。圧力Ｐ₁ は直接一次圧室１９に作用するので、一
次圧室１９内圧力Ｐ₁ ′＝Ｐ₁ となり、ダイヤフラム１
３の有効受圧面積は、弁体１２の受圧面積よりも遥かに
大きいので、ダイヤフラム１３は下方に押し下げられ、
したがって弁体１２も下方に移動し弁座７に押圧され、
弁は閉状態となる（図中点線部）。

【００１７】一方、リード線２１に通電している時の電
磁弁２０は、ポート２２ａが遮断され、ポート２２ｃと
ポート２２ｂが連通される。したがって、一次圧室１９
内の水が導通管２４、排水管２５を通り大気へ解放され
るので、一次圧室１９内の圧力Ｐ₁ ′は極端に減少す
る。当然に弁体１２は、圧力Ｐ₁ の作用によって上方へ
と押し上げられ、弁は開状態となる（図中実線部）。な
お、本実施例において、通電していない時と通電時の弁
の開閉状態が上記と逆になっても構わない。

【００１８】このようにして弁の開閉は行われるが、給
水量を増減したい場合には、ストローク調節ツマミ２７
を回しストロークリミッター１８を上方または下方に回
動固定させることにより、弁体１２の全開位置を上下に
変化させることで行われる。また、弁本体１の出口流路
４に取り付けられたＬ字形継手８は回転自在であるため
給水条件に応じてどの方向にも給水可能である。また先
端に種々のアダプター等を取り付けられ、さまざまな用
途に応じた給水や散水が可能である。

【００１９】図３及び図４は本発明の他の実施例を示す
平面図及び縦断面図である。本実施例は前記実施例の構
成に、フィルターエレメント３０、ピストン型逆洗装置
４０、手動切換弁５０、及びエアー抜き弁６４が付加さ
れたものである。

【００２０】３０は前記開口部６よりも上流側の入口流
路３に設けられたフィルターエレメントであり、内部に
導通管３６と入口流路３とを連通する連通孔３１を有し
たアダプター３２、該アダプター３２に嵌挿固定された
コイル間の間隙を通して水の濾過を行うスプリング３３
及び該スプリング３３の上流側開放部を閉塞するキャッ
プ３４からなり、該アダプター３２を介してキャップナ
ット３５により弁本体１に固定されている。

【００２１】導通管３６の一端は前記アダプター３２に
設けられた連通孔３１に連結されて入口流路３に開口
し、他端は後記ピストン型逆洗装置４０に連結されてい
る。

【００２２】４０はピストン型逆洗装置であり、ボンネ
ット１５の上面に一体的に形成されたシリンダー４１内
に、ピストン４２が摺動自在に嵌挿され、該ピストン４
２は外部からの動力により上下動が可能なように、一端
にハンドル４３が装着されたピストン軸４４に連結さ
れ、該ピストン軸４４はシリンダー４１上部に螺着され
たキャップ４５によって保持されている構造からなって
いる。さらに、シリンダー内空間４６は、連通孔４７ａ
により導通管３６に連結されフィルターエレメント３０
を介して入口流路３に開口される。また、シリンダー４
１上部にはシリンダー内空間４６に空気だまりが生じな
いようにエアー抜き弁４８が設けられている。

【００２３】なお、このピストン型逆洗装置４０は、導
通管３６の入口流路３側開口部より逆流水を流出させる
ことができる位置であればどこに設けてもよく、本実施
例の位置に限定されるものではない。

【００２４】５０は手動切換弁であり、図５ないし図８
に基づいて詳しく説明する。手動切換弁５０は弁本体５
１と、その内部に位置し回転自在に装着された弁体５
２、及び弁体５２の上部に設けられた切換ハンドル５３
からなり、切換ハンドル５３を回転させることにより、
『自動』、『開』、『閉』の各状態に切換られる。

【００２５】手動切換弁５０の弁本体５１は、５４ａ，
５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅの５つのポートを有し
ている。手動切換弁５０は、入口流路３から電磁弁２０
への流路と、電磁弁２０から一次圧室１９への流路の２
つの流路の途中に位置する為、ポート５４ａはピストン
型逆洗装置４０の連通孔４７ａに導通している連通孔４
７ｂと導通管６０により連結されている。ポート５４ｂ
は電磁弁２０のポート２２ａと導通管６１により連結さ
れている。ポート５４ｃは電磁弁２０のポート２２ｃと
導通管６２により連結されている。ポート５４ｄは一次
圧室１９へ開口する連通孔２６に導通管６３により連通
される。また、ポート５４ｅは大気に開放するものであ
る。

【００２６】次に弁体５２の構造について説明する。図
６は、切換ハンドル５３を『自動』にした際の手動切換
弁５０（図５の状態）の模式図である。弁体５２には、
第一流路５５と第二流路５６の二つの流路が形成され、
第一流路５５は二つの連通孔５５ａ，５５ｂが直角方向
に形成された流路である。一方、第二流路５６は三つの
連通孔５６ａ，５６ｂ，５６ｃを有し、連通孔５６ａと
５６ｂは直角方向に形成され、連通孔５６ｃは連通孔５
６ａから１３５°方向で、かつ連通孔５６ｂから４５°
方向に形成されている。この『自動』の状態の場合は、
連通孔５５ａは弁本体５１のポート５４ａと連結され、
連通孔５５ｂは弁本体５１のポート５４ｂと連結され
る。第二流路５６の連通孔５６ａは弁本体５１のポート
５４ｃと連結され、連通孔５６ｂは弁本体５１のポート
５４ｄと連結される。また連通孔５６ｃは弁本体５１の
ポート５４ａと５４ｄの間に位置し、弁本体５１の内壁
により遮断されている。なお、弁本体５１のポート５４
ｅは、弁体５２の外壁により遮断されている。

【００２７】図７は、切換ハンドル５３を『開』にした
際の手動切換弁５０（図５点線表示の状態）の模式図で
あり、この状態は切換ハンドル５３及び弁体５２を『自
動』状態から４５°左回りさせた状態である。したがっ
て、第一流路５５の連通孔５５ａ，５５ｂと第二流路５
６の連通５６ａは弁本体５１の内壁により遮断される。
また、第二流路５６の連通孔５６ｂは、弁本体５１のポ
ート５４ｅと連結され、連通孔５６ｃは弁本体５１のポ
ート５４ｄと連結されている。なお、弁本体５１のポー
ト５４ａ，５４ｂ，５４ｃは弁体５２の外壁により遮断
されている。図８は、切換ハンドル５３を『閉』にした
際の手動切換弁５０（図５点線表示の状態）の模式図で
あり、この状態は切換ハンドル５３及び弁体５２を
『開』状態から、さらに４５°左回りさせた状態であ
る。したがって、第一流路５５の連通孔５５ａは弁本体
５１のポート５４ｄと、連通孔５５ｂはポート５４ａと
連結されている。一方、第二流路５６の連通孔５６ａ，
５６ｂ，５６ｃは、それぞれ弁本体５１のポート５４
ｂ，５４ｃ，５４ｅと連結されている。

【００２８】以上は切換ハンドル５３を左回りさせた状
態について説明したが、図８の状態から右回りさせても
よく、各々における状態は上記説明と同じであることは
いうまでもない。

【００２９】上記の構成からなる本実施例自動弁の作動
は次のとおりである。まず、フィルターエレメント３０
及びピストン型逆洗装置４０の作用を説明する。

【００３０】前記したとおり、フィルターエレメント３
０のスプリング３３はコイル間の微小な間隙に水を通過
させることによって、水中のごみ・異物等を除去する作
用をする。

【００３１】しかしながら、微細な汚泥等はこの間隙を
通過して各導通管内に侵入し蓄積される。長期間に及ぶ
自動給水装置の休転や閉止状態等が続くと、この蓄積し
た汚泥等が固化し、前記導通管等の水の円滑なる供給を
阻止することになる。さらに、比較的大きな異物等は前
記スプリング３３の外周面に付着するので、長期にわた
る異物等の蓄積により濾過面積が減少し、前記した導通
管３６等への水の供給が阻止される。このように、水の
供給が阻止されれば、弁は作動不良状態となる。

【００３２】これを防ぐために、定期的にピストン型逆
洗装置４０のハンドル４３を人力等により上下に作動さ
せることで、シリンダー内空間４６の水を強制的に入口
流路３へと逆流させることで前記した導通管３６等内の
汚泥等を確実に除去することができる。さらに、フィル
ターエレメント３０のスプリング３３の外周部に付着し
た異物等も、この逆流水によって同時に取り除くことが
可能である。

【００３３】なお、この作用を効果的にするために、シ
リンダー内空間４６にはエアーだまり等がない方が良い
ことはいうまでもない。したがって、運転開始時及び定
期的にエアー抜き弁４８を緩めることによって内部のエ
アーを抜き取った方がよい。

【００３４】次に手動切換弁５０を使用した場合の弁の
開閉作動について説明する。電磁弁２０により弁の開閉
を行う場合は、手動切換弁５０の切換ハンドル５３を
『自動』に設定する。そうすると前記実施例と同じ流路
系が形成され、同一作用が得られる（図９参照）。

【００３５】一方、電磁弁２０を使用せずに手動により
弁を開状態にする場合は、手動切換弁５０の切換ハンド
ル５３を『開』に設定する。そうすると手動切換弁５０
のポート５４ａは遮断され、ポート５４ｄとポート５４
ｅが連通される。したがって、一次圧室１９内の水が導
通管６３を通り、ポート５４ｅから大気へ解放されるの
で、一次圧室１９内の圧力Ｐ₁ ′は極端に減少する。当
然に弁体１２は、圧力Ｐ₁ の作用によって上方へと押し
上げられ、弁は開状態となる。

【００３６】次に、同様に手動により弁を閉状態にする
場合は、手動切換弁５０の切換ハンドル５３を『閉』に
設定する。そうすると手動切換弁５０のポート５４ａと
ポート５４ｄが連通され、入口流路３に達した水の一部
は、導通管３６，６０、及び６３を通り、一次圧室１９
に導入される。圧力Ｐ₁ は直接一次圧室１９に作用する
ので、一次圧室１９内圧力Ｐ₁ ′＝Ｐ₁ となり、ダイヤ
フラム１３の有効受圧面積は、弁体１２の受圧面積より
も遥かに大きいので、ダイヤフラム１３は下方に押し下
げられ、したがって弁体１２も下方に移動し弁座７に押
圧され、弁は閉状態となる。

【００３７】上記説明の各状態への切換は、自在に行え
ることはいうまでもない。なお、自動弁の開閉作動を効
果的にする為には、一次圧室１９内にはエアーだまりが
ない方が良いことはいうまでもない。したがって、運転
開始時または必要時にボンネット上部に設けられたエア
ー抜き弁６４を使用して、内部のエアーを抜き取ればよ
い。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明は外部からの信号
によって弁体の開閉が行われ、また、弁本体がアングル
の形状を有することから、以下のような効果が得られ
る。 （１）タイマー等を用いた制御装置に接続することによ
り、希望とする時間に給水またはその停止を確実に行う
ことができる。したがって、時間による数多くのプログ
ラム潅水が可能となる。 （２）水位センサーや日射センサー、水分センサー等の
環境センサーを用いた制御装置と接続することにより、
作物に最適な給水が可能となる。 （３）田畑等の潅漑用として給水ライン末端で使用され
る場合、アングルの形状を有しているため、弁出口に種
々の継手やアダプター等を取り付けることにより、さま
ざまな用途に応じた給水や散水等が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自動弁の平面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す自動弁の縦断面図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例を示す自動弁の平面図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例を示す自動弁の縦断面図で
ある。

【図５】手動切換弁の平面図である。

【図６】切換ハンドルを『自動』にした際の手動切換弁
の模式図である。

【図７】切換ハンドルを『開』にした際の手動切換弁の
模式図である。

【図８】切換ハンドルを『閉』にした際の手動切換弁の
模式図である。

【図９】図４、図５における自動弁の電磁弁を使用し
た、「自動」状態の模式図である。

【符号の説明】

１…弁本体 ２…隔壁 ３…入口流路 ４…出口流路 ５…弁室 ６…開口部 ７…弁座 ８…Ｌ字形継手 ９…ストッパー １０…雄ねじ部 １１…袋ナット １２…弁体 １３…ダイヤフラム １４…弁軸 １５…ボンネット １６…サポート １７…フランジ部 １８…ストロークリミッター １９…一次圧室 ２０…３ポート電磁弁 ２１…リード線 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…ポート ２３，２４…導通管 ２５…排水管 ２６…連通孔 ２７…ストローク調節ツマミ ３０…フィルターエレメント ３１…連通孔 ３２…アダプター ３３…スプリング ３４…キャップ ３５…キャップナット ３６…導通管 ４０…ピストン型逆洗装置 ４１…シリンダー ４２…ピストン ４３…ハンドル ４４…ピストン軸 ４５…キャップ ４６…シリンダー内空間 ４７ａ，４７ｂ…連通孔 ４８…エアー抜き弁 ５０…手動切換弁 ５１…弁本体 ５２…弁体 ５３…切換ハンドル ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ…ポート ５５…第一流路 ５５ａ，５５ｂ…連通孔 ５６…第二流路 ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ…連通孔 ６０，６１，６２，６３…導通管 ６４…エアー抜き弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口流路と出口流路が直角方向に形成さ
   れた弁本体、該入口流路の開口部に対向位置しダイヤフ
   ラムに保持された弁体、該ダイヤフラムを保持すると共
   に該ダイヤフラムの上部に一次圧室を形成するボンネッ
   ト、及び、前記開口部よりも上流側に位置する入口流路
   に一端を開口し他端を前記一次圧室に開口する導通管を
   具備し、該導通管の途中には自動三方切換弁が設けら
   れ、該自動三方切換弁は、弁開時には前記導通管と前記
   入口流路との連通を遮断するとともに前記一次圧室の流
   体を大気中に解放し、弁閉時には前記導通管を前記入口
   流路に連通させるとともに前記流体の大気中への解放を
   遮断するよう構成されていることを特徴とする自動弁。
2. 【請求項２】 出口流路端部に継手が回転自在に装着さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の自動弁。
3. 【請求項３】 導通管の入口流路側開口部より逆流流体
   を流出させることができる位置にピストン型逆洗装置が
   設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自
   動弁。
4. 【請求項４】 導通管の入口流路側開口部に、コイル間
   の間隙を通して流体の濾過を行うスプリングと該スプリ
   ングの上流側開放部を閉塞するキャップとからなるフィ
   ルターエレメントが装着されていることを特徴とする請
   求項１ないし３のうちの１項に記載の自動弁。
5. 【請求項５】 手動による弁開時には自動三方切換弁の
   上流側導通管が遮断され、一次圧室内の流体が大気中に
   解放されるようにし、また手動による弁閉時には自動三
   方切換弁の上流側導通管と下流側導通管とを該自動三方
   切換弁を介することなく連通させるようにした手動切換
   弁が設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のう
   ちの１項に記載の自動弁。