| 【発明の名称】 |
自動水やり装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】湯浅岩雄
|
| 【要約】 |
【課題】省エネで手間いらずの水やり装置の提供を可能とする。
【解決手段】てこを使って、所望のセンサーの土壌の水分の増減を増幅して、てことのロックを解除し、動作を開始し、放水パイプを傾けたり、開閉蓋を開けて放水させる。一部の放水量をセンサーにかけ、センサー、てこを復旧させ、放水が終わったら、その水量の差で起きあがり、または蓋を閉め、てことロックされ、起動前の状態に戻る。センサーが所望の水分量になったら以上のことを繰り返す。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌の水分の重さで、保持機構を開放して水を含んだ筒の傾倒を起動させて放水を開始させ、筒内の水量の減少で筒を起きあがらせ、保持機能を動作させて給水を停止するを特徴とする自動水やり装置。
【請求項２】
１回分の水やり水量と、放水量より少量の補給水量を持ち、請求項１の筒に給水するタンク。
【請求項３】
請求項２のタンクの複数回分の水量を一つまたは複数の外部から受け、貯め、複数の場合はその外部からの補給水弁を使用優先順序から高いものほどタンクの上位置に取り付け、請求項２のタンクに給水するタンクを持った自動水やり装置。
【請求項４】
土壌の水分の重さで、保持機構を開放して水を含んだ筒の開放口の開閉蓋の開放を起動させて放水を開始し、筒内の水量の減少で蓋を閉じ、保持機能を動作させて、給水を停止するを特徴とする自動水やり装置。
【請求項５】
鹿脅しの機能を持った請求項１の自動水やり装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、草木など植物に水を与える装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許２６５７７６５号
【非特許文献１】福井工業高等専門学校主催の第７回マグネットコンテスト入 賞（アイデア賞）作品の自動水やり装置のセンサー
【０００３】
水やりは重労働で、面倒なので、自動水やり装置、タイマー、降雨を感知する雨センサーなど給水用電磁弁を開閉させて水をやる装置は市販され、知られているているが長期間で安定的に動作させるには電源がいるという欠点があった。
【０００４】
一般用途において、この欠点は日常の維持操作性に関して大きな障害である。具体的には、電源の無いところ、停電では使えない。高価、感電の危険性、接点の劣化など故障の多発、エネルギーの無駄使い、などの問題があった。
【０００５】
この改善策として、機械式機構の使用がある。しかしながら機械式は満足のいくものが少ない、の問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、エネルギーの無駄、危険性大で高価で維持管理の煩わしさの点である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機械式のてこを使い、土壌の湿分の感知から動作をやる、補給水は雨水も利用出来る、を最も主要な特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
機械式で、土壌の湿分の感知から動作をやるという目的と雨水の利用または併用を安価で最小の部品点数で実現した。
【０００９】
【実施例】
図１は、本発明装置の１実施例の全体を表した構成図であって、水の放水、貯蔵を可動筒７で行うものである。
地上または半地下、地中に置かれた土壌の湿分の重量を感知するセンサー１の重量が起動用てこのアームの力点２に掛かる。センサー１を地下に格納する場合は土砂が崩れないように、または透水性の容器に収納したほうがよい。そのアームの、自在に回転する支点３の対称側にバランス用重し４を載せる。水が入っている可動筒７を倒れないよう支える保持機構の一つとして、作用点に適度の磁力を持つ永久磁石５を固定し、根本が可とう性であり、放水する可動筒７、パイプ７の対面点に吸引力が働くように永久磁石６を設置、固定する。磁石がくっつく材質のものならその材質ですむ。センサー１の湿分の重量の増減で支点３の両側のモーメントのバランスを崩すようにすれば、湿分が蒸発、減少してくると力点の力は減少し支点３の左側のトルクに負け上昇し作用点も上向きの力を受ける。筒７はストッパー２５−１でおえられているので磁石５，６の吸引力にうち勝つよう、さらに上昇すれば磁石５，６は離れ、保持機構は解除され、アームはストッパー２５−２の位置で止まる。センサー１の蒸発量が多いほど磁石５には大きい力が働き、確実に動作する。センサー１の動作点は支点３の左右のモーメント比で調整出来る。図ではセンサー１が力点２を引っ張っているが、載せて押してもよい。
【００１０】
筒７は自在に回転する支点９の対称側に重し８を持つ。筒７内の水の増減により支点９の右側のモーメントと支点９の左側のモーメントのバランスを崩すようにすれば、筒７は保持機構の解除により磁石５，６の吸引力が無いので、傾倒しながら先端の開放口から放水し、ストッパー２５−３の位置で止まり放水し続ける。
以上の条件を満たせば筒７は図以外に鉛直に設置してもよい。保持機構の動作を復旧させるため、筒内の水を、センサー１を筒先の近辺に設置して全部を受けさせて、または筒の中間の周囲一部に貫通穴、放水口２６を開けて一部を受けるようにすれば、センサー１は水分を受け、重量を増して下がり、アームはストッパー２５−４の位置で止まり、磁石５だけが元の位置に戻る。その流れ出た水を草木等の目的物にやる。筒７の補給水源であるタンクまたは容器１３はパイプまたはホース１１でつながれ、１回分しか入っていないのでやがて重力落下式で流れ込んだ水は減少または絶たれる。パイプ１１と筒７は蛇腹１０でつながっているが、曲がり易く、断面が変形しにくいものならなんでもよい。筒７内の水量が減少すれば支点９の右側のモーメントは左側より小さくなるよう設定されているので筒７は起きあがり、復旧し、元に戻り、磁石５にくっつき保持される。ストッパーはストッパー２５−４のように衝撃を与えないようにするため周囲に緩衝材を巻いたものでもよい。筒７は傾けて放水、立てて貯水するので構造が簡単で大口径の筒でも容易に製作、対応でき、しかも漏れがない。
蛇腹１０など反復運動するものは疲労し易いのでバンド１２などで簡単に着脱可能にし交換し易くしてもよい。筒７の断面、外観形状はどんなものでもよい。重し４，８はモーメントを調節出来るよう左右に移動出来るようにしてもよい。降雨でセンサー１を濡らすようにすれば装置は動作せず無駄が無い。一回分の放水量を増減調整するためタンク１３内に固形物を出し入れしてタンク内容積を増減してもよい。
【００１１】
複数回使用の場合は複数回分の保有水量を持つタンクまたは容器１７を設置し、その下部よりタンク１３上部に設置された機械式自動給水弁の一つであるボールタップ１４に重力落下式で給水する。筒７からの放水量よりボールタップ１４からの補給、給水量を大幅に、または適宜少なくすれば筒７への給水量は大幅に減り、筒７は起きあがれ、磁石５とくっつき保持される。筒内に水が貯まる。以上の動作を複数回繰り返せる。またボールタップは水位２７−１が下がれば直ぐに給水を始めるので、筒７への給水量をより確実に減らすためにタンク１３の内部を一部、部屋１６−１に仕切り、その部屋にボールタップ１４からの給水を受けるようにし、その部屋下部に上下に一方向のみに開く弁、ふた１６とその弁１６に浮き球１５を設置してもよい。タンク内の水位が設定位置２７−２以下なら浮き球１５の重さで弁１６を押さえるようにすれば、ボールタップ１４からの給水は部屋に貯まり筒７に流出しない。ぞの間に筒７は戻ればよい。さらに貯まれば上部よりあふれ、タンク内に貯まり、設定した水位２７−２以上になれば浮き球１５は水没し、浮力を受け弁１６を開く。筒７が傾けば部屋の水も一緒に流出する。またパイプ、ホース１１の一部または全部をタンク１７の水位の変化による水圧の大小で、断面が変形するようにして、水圧がある値以下、低い時つぶれ断水させ、ある値以上、高い時復元して通水させて、筒７への水の流れをより確実に断続させてもよい。
【００１２】
タンク１７への水の補給の手段として雨水のような不定量、給水栓の故障の対策として、収納量以上のものを逃すオーバーフロー管１９を設けてもよい。屋根の雨水を雨樋で収集し、パイプ１８を通して流入させてもよい。また異物を除くフィルター２０を設けてもよい。雨水のような天候に左右されるものだけではタンク１７内の水量は無くなってしまう恐れがあるので確実な給水源例えば水道水を使用してもよい。雨水などを優先して使う場合はタンク１７の下部、タンク１７の水位２７−３より低位置２７−４に水道用ボールタップ２１などの自動給水栓を通して補給する。ボールタップが水没している時は補給されない。水量が水位２７−４以下になればボールタップ２１が開き、水道水が初めて給水され始める。複数の給水源をもつ場合は優先順序の高いものほどタンクの上位置に給水源を設置する。同程度の場合は水平に並べればよい。また衛生上、ボールタップ２１が故障し、逆流する恐れがある場合はタンク２２を設け、タンク１７の水位置２７−３より上位置２７−５に自動給水栓２３を設置、通して給水する。また各タンクには衛生、安全上、蓋２４設けてもよい。また確実に給排水出来るよう通気口の設置が望ましい。筒７はタンク１３とつながり連通して、水位２７−６はタンク１３の水位２７−１と同じなので筒７から溢れないよう筒７の長さを設定する。また筒７の先端の開放口には外部から異物が入らないよう、水圧で開く開閉蓋を設置してもよい。
【００１３】
図２は図１の磁石５，６の代わりに引っかけ金具２９，３０を使用するものであり、また動作確認、風情のため、鹿脅しのように打撃を受けて音のでるベル３１、または筒７の周囲に音を発する鳴動材３２例えば金属を機械的打撃を受ける部位に設定したものである。
【００１４】
図３は筒７とパイプ１１とのフレキシブルな接続装置の一つで、パイプ１１の円形の端部３４と筒７の円形の端部３５の接触部３３から漏水しないよう、密着、滑らせて接続し、筒７とパイプ１１との角度を変えるものである。内部からスプリングでひっぱて密着してもよいし、端部３５の中心にあるスプリング受け３６に圧縮スプリングで力を加え密着してもよい。
【００１５】
図４は引っかけ金具２９，３０の動作と筒７の多種の配置の一つを説明したものである。アームの作用点に突き出した支持台、板３７を設け、その中間に開閉蓋３０の支点を設け一方向のみ開くようにし、筒７に設定されたもう一方の金具２９が上がって来たとき、ストッパー２５−１に届く前にその左側にある蓋３０を押し開き、自重で蓋３０を金具２９の右側に移動させる。開閉蓋３０は筒７内が水で充満されて傾こうとしても支持板３７の先端に当たって動けず、その蓋３０に引っかかっている金具２９も動けず、筒７は傾けない。センサー１が働けば蓋３０は上昇し金具２９から外れ、筒７は傾倒する。より確実に蓋３０を動作させるようバネ３０−１で蓋３０を支持板３７に押さえつけてもよい。
筒７は支点９をずらして実線のように鉛直９０度、点線のように９０度以上にも配置してもよい。
【００１６】
図５は装置が重し４，８以外でスムーズに動作するようにバランスをとるものを設置したものである。当然共用してもよい。支点３、９に取り付けた渦巻きバネ３８−１，３８−２、支点３の左側アーム上部のバネ３９−１、下部の４０−１、右側下部の３９−２、上部の４０−２、重し４１−１、支点９の左側上部のバネ３９−４，下部４０−４、右側上部の４０−３，下部の３９−３、重し４１−２。このうちバネはセンサー１の軽重により引っ張りまたは圧縮バネを選ぶ。また渦巻きバネの渦巻き方向左、右を選択する。
【００１７】
図６は水の放出を図１の筒を傾けるのではなく、固定筒４８の先端の開放口に開閉蓋４２を設置して開閉するものであり、固定筒の大口径化に容易に対応できる。
図１以外の方法の一つで、支点３の位置のアーム部分に歯車４３を固定し、作用点に磁石５を回転するための歯車４５を設置し、歯車間をチェーン４４で繋ぎ、あるいは歯車同士を噛み合わせて、センサー１によるアームの動きで磁石を１８０度、半回転させるものである。蓋４２に設置された磁石４６との間の力は半回転させることにより吸引力から反発力に変わり確実に蓋は離れる。固定筒４８内に水が充満していればその水圧で蓋４２は開き、放水を開始し、継続する。少量または断水すれば蓋は閉まり、磁石４５，４６でロックされる。またより確実に蓋を開くため蓋の断面をＵ字型にし下部を閉止、上部を開放にしてもよい。水の圧力を受け続け、蓋は開放し続ける。固定筒４８と開閉蓋４２をより密着させるため防水性を有する弾性材４７を固定筒４８、蓋４２の一方、または両方に設置してもよい。また固定筒４８とタンク１３をつなぐパイプ、ホース１１の一部または全部をタンク１７の水位の変化による水圧の大小で、断面が変形するようにして、水圧がある値以下、低い時つぶれ断水させ、ある値以上、高い時復元して通水させて、筒７への水の流れをより確実に断続させてもよい。
【００１８】
図７は４個の自由に回転する節点５０で平行四辺形を作り、そのうちの一辺に蓋４９を設定し、固定筒４８の出口に設置し、水圧を受けて開放するものであり、これも大口径に容易に対応できる。またより確実に蓋を開放保持のため蓋と同じ辺でもよいが、隣の辺５０に断面がＵ字型で左部を閉止、右部を開放にして放水を受ける受け皿５１を設けてもよい。水の圧力を受け続け、蓋は開放し続ける。また支点９にある節点の位置は蓋４９より下げることにより、蓋はより大きく開放される。固定筒１１と開閉蓋４９をより密着させるため防水性を有する弾性材を一方、または両方に設置してもよい。また固定筒４８とタンク１３をつなぐパイプ、ホース１１の一部または全部をタンク１７の水位の変化による水圧の大小で、断面が変形するようにして、水圧がある値以下、低い時つぶれ断水させ、ある値以上、高い時復元して通水させて、筒７への水の流れをより確実に断続させてもよい。
【００１９】
図８は土壌の水分を保持、発散、蒸発させるセンサー１の容器の一例である。網目のもの５２，貫通穴を持つもの５３，通気、透水性の布５４を単独に、または組み合わせて容器の一部または全部に使用する。容器の中には土壌、適度に保水性を有する物質、例えばスポンジなどを入れる。空気との接触面積を調整するため容器の表面積は任意に設定すればよい。実際の土壌の蒸発に合わせたのが望ましい。また重量を増減するため複数の容器を並べてもよい。また容器の表面は曲面でもよい。容器の形状は渦巻き状、同心円状、折れ曲がった波形でもよい。保水性を有し、強度を持った有形状のものなら直に吊してもよい。
【００２０】
図９は水やり装置とセンサー１を離したものである。センサー１への給水は筒７からの放水をホース、パイプなどで導水して行う。アウターワイヤー５５を設置し、その中にインナーワイヤー５６を入れ、センサー１の重量をそのインナーワイヤーに伝え、力点２に伝えるものである。またセンサー１の重量を伝えるワイヤー５７を滑車５８で方向を変えて使用してもよい。またワイヤーに伝える力を調節出来るよう、支点６０を持つ穴の空いたてこ５９を使用し、その穴にワイヤー、センサー１を引っかけて力点、作用点を変えてもよい。
【００２１】
図１０は、本装置は機械的可動部分があるので外部からの異物の進入があると動作しにくい。また手などの挿入の危険性、強風による誤動作の恐れがあるので、装置をカバー６１で一部または全部を覆ったものである。カバー６１は貫通穴のないもの、またはあっても指が入らないものが望ましい。センサー１には、台６８を付けて浮かしたり、貫通穴の空いたカバーで適度な通風力があるのが望ましい。筒７からの放水は上部が開放された大きめの受け皿６２に注がれ、一部は貫通穴６７からセンサー１に給水され、上半分が開放された側溝または全部覆われたパイプ６３に入り、草木などに導水される。そのパイプの周囲一部に放水口６４を設けてもよい。装置の上面を覆った場合雨水を感知しにくいので、漏斗６５を外部に設け雨水を受け、パイプ６６でセンサー１に導水してもよい。またカバーは点検、保守のため着脱可能にしたものが望ましい。寒冷地では凍らないように必要な箇所、部位に保温材を設置してもよい。
【００２２】
以上に使われる材質は水を扱うので腐食しにくい、堅牢なもの、例えばプラスチック、ステンレスなどが望ましい。また動き擦れる部分は長期間摩耗、摩擦が少なく劣化しにくいものが望ましい。擦れる部位にはグリースなど油脂類を塗布してもよい。
一部電気を使用してもよいなら、電気的に土壌の水分を抵抗値として検出または重さの変化として検出し、その設定された値で、図１の永久磁石５の代わりに設置された電磁石のスイッチを図１の手順で、ＯＦＦ、ＯＮの操作をして筒７を開放、保持してもよい。機械式自動開閉弁の代わりに電気式水位開閉器を使用した弁を使用してもよい。
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、構造がシンプルで電気エネルギーを使わないので、長期間使用出来、経済的。また水道水以外に雨水なども使用出来、経済的。しかも水道水など複数の水と一緒に使用した場合、使用の優先順位がつけられる。雨降りの時は動作しないので無駄がない。鹿脅しの音響を発生出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置を組み合わせた構成図
【図２】可動筒の説明図
【図３】フレキシブル接続装置
【図４】可動扉の動作説明図
【図５】バランサーの取り付け図
【図６】固定筒を使用した説明図
【図７】固定筒を使用した説明図
【図８】センサーの構成図
【図９】センサーの遠隔操作を説明した図
【図１０】カバーを付けた装置の説明図
【符号の説明】
１ センサー
２ 力点
３ 支点
４ 重し
５ 磁石
６ 磁石
７ 可動筒
８ 重し
９ 支点
１０ 蛇腹
１１ パイプまたはホース
１２ バンド
１３ タンクまたは容器
１４ ボールタップ
１５ ボールタップ
１６ 扉
１７ 容器
１８ パイプ
１９ 溢水管
２０ フィルター
２１ ボールタップ
２２ 容器、タンク
２３ ボールタップ
２４ 蓋
２５−１〜２５−４ ストッパー
２６ 貫通穴
２７−１〜２７−５ 水位
２８ 草木
２９ 引っかけ金具
３０ 引っかけ金具
３０−１ バネ
３１ ベル
３２ 鳴動材
３３ 滑り面
３４ 接続部
３５ 接続部
３６ 突起
３７ 支持板
３８−１〜３８−２ 渦巻きバネ
３９−１〜３９−４ バネ
４０−１〜４０−４ バネ
４１−１〜４１−２ 重し
４２ 受け皿
４３ 歯車
４４ チェーン
４５ 歯車
４６ 磁石
４７ 弾性材
４８ 固定筒
４９ 開閉蓋
５０ 辺
５１ 受け皿
５２ 網
５３ 貫通穴
５４ 布
５５ アウターワイヤー
５６ インナーワイヤー
５７ ワイヤー
５８ 滑車
５９ てこのアーム
６０ 支点
６１ カバー材
６２ 受け皿
６３ 導水路
６４ 貫通穴
６５ 漏斗
６６ 導水パイプ
６７ 貫通穴
６８ 台
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２３２４１
【氏名又は名称】湯浅 岩雄
|
| 【出願日】 |
平成１４年９月１７日（２００２．９．１７） |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開２００４−１０５０４４（Ｐ２００４−１０５０４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１６年４月８日（２００４．４．８） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−２７０２０７（Ｐ２００２−２７０２０７） |
|