特許第6444124号(P6444124)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6444124
(24)【登録日】2018年12月7日
(45)【発行日】2018年12月26日
(54)【発明の名称】エミッタおよび点滴灌漑用チューブ
(51)【国際特許分類】
   A01G 25/02 20060101AFI20181217BHJP
   B05B 1/30 20060101ALI20181217BHJP
   B05B 1/14 20060101ALI20181217BHJP
【FI】
   A01G25/02 601K
   A01G25/02 601F
   B05B1/30
   B05B1/14 Z
【請求項の数】12
【全頁数】29
(21)【出願番号】特願2014-206483(P2014-206483)
(22)【出願日】2014年10月7日
(65)【公開番号】特開2016-73236(P2016-73236A)
(43)【公開日】2016年5月12日
【審査請求日】2017年9月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】000208765
【氏名又は名称】株式会社エンプラス
(74)【代理人】
【識別番号】100105050
【弁理士】
【氏名又は名称】鷲田 公一
(72)【発明者】
【氏名】木立 昌宏
【審査官】 田辺 義拓
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許第06302338(US,B1)
【文献】 米国特許出願公開第2010/0155508(US,A1)
【文献】 米国特許第05820029(US,A)
【文献】 米国特許第04687143(US,A)
【文献】 特開平05−276842(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A01G 25/02−25/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面の、前記チューブ内外を連通する吐出口に対応する位置に接合され、前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に吐出するためのエミッタであって、
前記チューブ内の前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、
前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体の流量を調整するための取水量調整部と、
前記取水量調整部から供給された前記灌漑用液体を減圧させながら流すための減圧流路と、
前記減圧流路から供給された前記灌漑用液体の流量を、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、
前記吐出量調整部で流量が制御された前記灌漑用液体が供給される、前記吐出口に面するべき吐出部と、を有し、
前記取水量調整部は、前記エミッタ内における前記灌漑用液体の流路内の固定端から突出し、上流側の前記灌漑用液体の圧力を受けて下流側に開く弁体を含み、
前記弁体は、前記固定端から突出する、可撓性を有する薄肉部と、前記薄肉部から延出する厚肉部とを有し、
前記取水量調整部よりも上流側の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記薄肉部が撓み、前記弁体が下流側に開く、
エミッタ。
【請求項2】
前記厚肉部と前記薄肉部の境界の平面形状は、直線形状であり、
前記厚肉部は、前記弁体の下流側に肉厚な部分である、
請求項1に記載のエミッタ。
【請求項3】
前記取水量調整部は、平面視したときに、前記弁体に隣接する位置に配置されている固定部をさらに有し、
前記弁体および前記固定部の平面形状は、いずれも扇形であり、
前記弁体および前記固定部は、平面視したときに周方向に交互に配置されている、
請求項1または2に記載のエミッタ。
【請求項4】
前記吐出量調整部は、
前記減圧流路よりも下流側の流路と前記チューブ内部との連通を遮断するように配置されている、可撓性を有するフィルムと、
前記減圧流路よりも下流側の流路に、前記フィルムに面して非接触に配置され、前記フィルムが密着可能な、前記フィルムに対して窪んでいる弁座部と、
前記弁座部に開口する、前記吐出部に繋がる孔と、
前記弁座部に形成され、前記弁座部よりも外側の前記流路と前記孔とを連通する溝と、
を有し、
前記フィルムは、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記弁座部に密着する、
請求項1〜のいずれか一項に記載のエミッタ。
【請求項5】
前記エミッタは、可撓性を有する一種類の材料で成形されており、
前記フィルムは、前記エミッタの一部として一体的に成形されている、
請求項4に記載のエミッタ。
【請求項6】
灌漑用液体を流通させるチューブ内に前記チューブの外側から挿入されるべき、前記チューブ内の前記灌漑用液体を取り入れるための筒状の取水部と、
前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体の流量を調整するための取水量調整部と、
前記取水量調整部から供給された前記灌漑用液体を減圧させながら流すための減圧流路と、
前記減圧流路から供給された前記灌漑用液体の流量を、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、
前記吐出量調整部で流量が制御された前記灌漑用液体を前記チューブ外に吐出するための吐出部と、を有し、
前記取水部の前記チューブに挿入される側の一端を先端、他端を基端としたときに、前記取水部の基端にフランジ部が配置され、
前記フランジ部は、前記取水部の基端に配置されている第1円盤部と前記吐出部が配置される第2円盤部との合体によって構成され、かつ少なくとも前記減圧流路および前記吐出量調整部を含み、
前記取水量調整部は、前記エミッタ内における前記灌漑用液体の流路内の固定端から突出し、前記取水量調整部よりも上流側の前記灌漑用液体の圧力を受けて下流側に開く弁体を含み、
前記弁体は、前記固定端から突出する、可撓性を有する薄肉部と、前記薄肉部から延出する厚肉部とを有し、
前記取水量調整部よりも上流側の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記薄肉部が撓み、前記弁体が下流側に開く、
エミッタ。
【請求項7】
前記厚肉部と前記薄肉部の境界の平面形状は、直線形状であり、
前記厚肉部は、前記弁体の下流側に肉厚な部分である、
請求項6に記載のエミッタ。
【請求項8】
前記取水量調整部は、平面視したときに、前記弁体に隣接する位置に配置されている固定部をさらに有し、
前記弁体および前記固定部の平面形状は、いずれも扇形であり、
前記弁体および前記固定部は、平面視したときに周方向に交互に配置されている、
請求項6または7に記載のエミッタ。
【請求項9】
前記吐出量調整部は、
前記減圧流路よりも下流側の流路に面して配置される、可撓性を有するフィルムと、
前記フィルムの背面に前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力を伝達するための圧力伝達部と、
前記減圧流路よりも下流側の流路に前記フィルムに面して非接触に配置され、前記フィルムが密着可能な、前記フィルムに対して窪んでいる弁座部と、
前記弁座部に開口する、前記吐出部に繋がる孔と、
前記弁座部に形成され、前記弁座部よりも外側の前記流路と前記孔とを連通する溝と、
を有し、
前記フィルムは、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記弁座部に密着する、
請求項6〜8のいずれか一項に記載のエミッタ。
【請求項10】
前記第1円盤部は、前記減圧流路、前記圧力伝達部および前記フィルムを含み、前記第2円盤部は、前記弁座部、前記孔、前記溝を含む、請求項9に記載のエミッタ。
【請求項11】
前記第1円盤部および前記第2円盤部は、同じ材料で一体的に構成されている、請求項6〜10のいずれか一項に記載のエミッタ。
【請求項12】
チューブと、前記チューブに配置された請求項1〜11のいずれか一項に記載のエミッタとを有する、点滴灌漑用チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エミッタおよび当該エミッタを有する点滴灌漑用チューブに関する。
【背景技術】
【0002】
植物の栽培方法の一つに、点滴灌漑法が知られている。点滴灌漑法は、例えば、植物が植えられている土壌上に点滴灌漑用チューブを配置し、当該点滴灌漑用チューブから当該土壌へ、水や液体肥料などの灌漑用液体をゆっくりと供給する方法である。点滴灌漑法は、当該灌漑用液体の消費量を最少にすることが可能であり、近年、特に注目されている。
【0003】
上記点滴灌漑用チューブは、通常、チューブおよびエミッタ(「ドリッパ」とも言われる)を有する。エミッタは、通常、灌漑用液体が土壌に滴下される程度の設定された速度で、上記チューブ内の空間の灌漑用液体を土壌に供給する。エミッタには、チューブに外側から突き刺して使用されるエミッタと、チューブの内壁面に接合されているエミッタとが知られている。
【0004】
後者のエミッタは、例えば、チューブ内の空間からエミッタに流入した液体をチューブの貫通孔に向けて減圧させながら流すための減圧流路を含む流路と、当該流路の、減圧された灌漑用液体が流れる部分の容積を上記空間の液体の圧力に応じて変えるダイヤフラム部とを有する。当該エミッタは、上記チューブの内壁面に接合される部品と、その上に配置される部品と、両部品の間に配置されるダイヤフラム部と、の三部品によって構成される。当該ダイヤフラム部は、シリコーンゴム膜のような、弾性を有する膜で構成される(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
上記エミッタは、チューブ内の空間の液体の圧力の変動に関わらず、灌漑用液体の吐出量のばらつきを抑えることができる。よって、上記エミッタは、複数の植物を均一に成長させる観点から有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2010−46094号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記エミッタは、三部品を組み立てることによって構成される。このため、上記エミッタでは、組み立ての誤差が生じることがある。特に、ダイヤフラム部に係る組み立ての誤差は、ダイヤフラム部の作動のばらつきを生じることがあり、灌漑用液体の吐出量のばらつきを生じることがある。
【0008】
また、上記エミッタは、通常、ポリエチレンやポリプロピレンなどの安価な樹脂の成形品であるが、上記ダイヤフラム部には、シリコーンゴム膜などの、弾性を有する別のより高価な材料の部品が用いられる。このような別材料の部品の使用は、材料コストを抑える観点から検討の余地が残されている。
【0009】
さらに、点滴灌漑用チューブでは、一本のチューブに数百個程度のエミッタが配置されることがある。長い点滴灌漑用チューブでは、当該チューブへの液体の供給圧力を高くする必要が生じる。しかしながら、チューブ内の液体の圧力が十分に高まる前に、エミッタから液体が流出すると、チューブ内の液体の圧力が上昇しにくく、またエミッタにおける液体の吐出量が安定しないことがある。したがって、チューブ内の液体の圧力に応じた、エミッタにおける液体の吐出量の制御が求められている。
【0010】
さらには、エミッタの材料コストおよび製造コストを抑える観点から、単一の安価な材料で、また、より少ない部品数で製造可能なエミッタが求められている。
【0011】
本発明は、灌漑用液体の吐出量を安定化することが可能であり、さらに、製造に係るコストのさらなる削減が可能なエミッタを提供することを第1の課題とする。
また、本発明は、当該エミッタを有する点滴灌漑用チューブを提供することを第2の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面の、前記チューブ内外を連通する吐出口に対応する位置に接合され、前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に吐出するためのエミッタであって、前記チューブ内の前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体の流量を調整するための取水量調整部と、前記取水量調整部から供給された前記灌漑用液体を減圧させながら流すための減圧流路と、前記減圧流路から供給された前記灌漑用液体の流量を、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、前記吐出量調整部で流量が制御された前記灌漑用液体が供給される、前記吐出口に面するべき吐出部と、を有し、前記取水量調整部は、前記エミッタ内における前記灌漑用液体の流路内の固定端から突出し、上流側の前記灌漑用液体の圧力を受けて下流側に開く弁体を含み、前記弁体は、前記固定端から突出する、可撓性を有する薄肉部と、前記薄肉部から延出する厚肉部とを有し、前記取水量調整部よりも上流側の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記薄肉部が撓み、前記弁体が下流側に開く、エミッタ、を提供する。
【0013】
また、本発明は、灌漑用液体を流通させるチューブ内に前記チューブの外側から挿入されるべき、前記チューブ内の前記灌漑用液体を取り入れるための筒状の取水部と、前記取水部から取り入れられた前記灌漑用液体の流量を調整するための取水量調整部と、前記取水量調整部から供給された前記灌漑用液体を減圧させながら流すための減圧流路と、前記減圧流路から供給された前記灌漑用液体の流量を、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、前記吐出量調整部で流量が制御された前記灌漑用液体を前記チューブ外に吐出するための吐出部と、を有し、前記取水部の前記チューブに挿入される側の一端を先端、他端を基端としたときに、前記取水部の基端にフランジ部が配置され、前記フランジ部は、前記取水部の基端に配置されている第1円盤部と前記吐出部が配置される第2円盤部との合体によって構成され、かつ少なくとも前記減圧流路および前記吐出量調整部を含み、前記取水量調整部は、前記エミッタ内における前記灌漑用液体の流路内の固定端から突出し、前記取水量調整部よりも上流側の前記灌漑用液体の圧力を受けて下流側に開く弁体を含み、前記弁体は、前記固定端から突出する、可撓性を有する薄肉部と、前記薄肉部から延出する厚肉部とを有し、前記取水量調整部よりも上流側の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記薄肉部が撓み、前記弁体が下流側に開く、エミッタ、を提供する。
【0014】
さらに、本発明は、チューブと前記チューブに配置された前記のエミッタとを有する点滴灌漑用チューブ、を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係るエミッタは、点滴灌漑用チューブ内の灌漑用液体の圧力に応じて、エミッタへの灌漑用液体の流入量を制御することから、エミッタにおける灌漑用液体の吐出量を安定化することができる。また、本発明に係るエミッタは、樹脂材料の射出成形による一部品または二部品で構成することが可能であるので、従来の三部品のエミッタに比べて、製造に係るコストをさらに削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1図1Aは、本発明の実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブの模式的な縦断面図であり、図1Bは、当該点滴灌漑用チューブの模式的な横断面図である。
図2図2Aは、実施の形態1に係るエミッタの平面、正面および側面を示す図であり、図2Bは、当該エミッタの底面、正面および側面を示す図である。
図3図3Aは、実施の形態1に係るエミッタの平面図であり、図3Bは、当該エミッタの正面図であり、図3Cは、当該エミッタの側面図である。
図4】また、図4Aは、実施の形態1に係るエミッタの底面図であり、図4Bは、当該エミッタの、図3A中のB−B線に沿っての断面図である。
図5図5Aは、実施の形態1におけるエミッタ本体にフィルムが接合される前の成形品の平面、正面および側面を示す図であり、図5Bは、当該成形品の底面、正面および側面を示す図である。
図6図6Aは、実施の形態1におけるエミッタ本体にフィルムが接合される前の成形品の平面図であり、図6Bは、当該成形品の底面図である。
図7図7Aは、実施の形態1に係る、チューブ内の灌漑用液体の圧力が設定値未満であるときのエミッタの、図6A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図であり、図7Bは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときの当該エミッタの、図6A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図である。
図8図8Aは、実施の形態1に係る、チューブ内の灌漑用液体の圧力が第1の設定値以上であるときのエミッタの、図4B中のA部を拡大して示す図であり、図8Bは、チューブ内の上記圧力が第1の設定値以上第2の設定値未満であるときの当該エミッタの上記A部を拡大して示す図であり、図8Cは、チューブ内の上記圧力が第2の設定値以上であるときの上記エミッタの上記A部を拡大して示す図である。
図9】本発明の実施の形態2に係る点滴灌漑用チューブの模式的な断面図である。
図10図10Aは、実施の形態2に係るエミッタの平面図であり、図10Bは、当該エミッタの正面図であり、図10Cは、当該エミッタの底面図であり、図10Dは、当該エミッタの側面図である。
図11図11Aは、実施の形態2に係るエミッタの、図10A中のA−A線に沿っての断面図であり、図11Bは、当該エミッタの、図10A中のB−B線に沿っての断面図である。
図12図12Aは、実施の形態2における第1部品の平面図であり、図12Bは、当該第1部品の正面図であり、図12Cは、当該第1部品の底面図であり、図12Dは、当該第1部品の側面図である。
図13図13Aは、実施の形態2における第1部品の、図12A中のA−A線に沿っての断面図であり、図13Bは、当該第1部品の、図12A中のB−B線に沿っての断面図である。
図14図14Aは、実施の形態2における第2部品の平面図であり、図14Bは、当該第2部品の正面図であり、図14Cは、当該第2部品の底面図であり、図14Dは、当該第2部品の側面図であり、図14Eは、当該第2部品の、図14A中のA−A線に沿っての断面図である。
図15図15Aは、実施の形態2に係る、チューブ内の灌漑用液体の圧力が設定値未満であるときのエミッタの、図10A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図であり、図15Bは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときの当該エミッタの、図10A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図である。
図16図16Aは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が第1の設定値以上であるときの図12A中のA部の状態を模式的に示す図であり、図16Bは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が第1の設定値以上第2の設定値未満であるときの図11A中のA部の状態を模式的に示す図であり、図16Cは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が第2の設定値以上であるときの図11A中のA部の状態を模式的に示す図である。
図17図17Aは、実施の形態2に係るエミッタの吐出部の第1変形例を模式的に示す図であり、図17Bは、当該吐出部の第2変形例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
[実施の形態1]
図1Aは、本発明の実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブの模式的な縦断面図であり、図1Bは、当該点滴灌漑用チューブの模式的な横断面図である。点滴灌漑用チューブ100は、チューブ110と、エミッタ120とによって構成されている。チューブ110は、例えばポリエチレン製である。
【0019】
エミッタ120は、チューブ110の軸方向に所定の間隔(例えば200〜500mm)で配置されている。それぞれのエミッタ120は、チューブ110の内壁面に接合されている。エミッタ120は、チューブ110に密着しやすい形状に形成されている。たとえば、エミッタ120のXZ面で切断された断面における、チューブ110の内壁面に接合する面(後述する第2の表面)の形状は、送水時のチューブ110の内壁面に沿うように、チューブ110の内壁面に向けて突き出た略円弧形状となっている。エミッタ120は、チューブ110の吐出口130を覆う位置に配置されている。なお、X方向は、チューブ110の軸方向またはエミッタ120の長手方向を示し、Y方向は、エミッタ120の短手(幅)方向を示し、Z方向は、エミッタ120の高さ方向を示している。
【0020】
吐出口130は、チューブ110の管壁を貫通する孔である。吐出口130の孔径は、例えば1.5mmである。なお、矢印Fは、チューブ110内における灌漑用液体が流れる方向を示している。
【0021】
図2Aは、エミッタ120の平面、正面および側面を示す図であり、図2Bは、エミッタ120の底面、正面および側面を示す図である。また、図3Aは、エミッタ120の平面図であり、図3Bは、エミッタ120の正面図であり、図3Cは、エミッタ120の側面図である。また、図4Aは、エミッタ120の底面図であり、図4Bは、エミッタ120の、図3A中のB−B線に沿っての断面図である。
【0022】
エミッタ120は、図2A図2Bに示されるように、筐体様の外形を有する。エミッタ120の平面形状(Z方向に沿って見た形状)は、各角が丸く面取りされてなる略矩形であり、エミッタ120の側面形状(X方向に沿って見た形状)は、前述したように、半円とそれに連なる矩形とからなる形状(ベル型)である。たとえば、エミッタ120のX方向の長さは26mmであり、Y方向の長さは10mmであり、Z方向の長さは2.5mmである。
【0023】
エミッタ120は、チューブ110の内壁面に接合されるエミッタ本体200と、エミッタ本体200に接合されたフィルム300とを有する。先に、フィルム300について説明する。
【0024】
フィルム300は、スリット301、ダイヤフラム部302および位置決め孔303を有する。スリット301は、X方向に沿う細長の開口である。フィルム300における後述する突条213に重なる位置に、三本のスリット301が並列に配置されている。フィルム300の厚さは、例えば0.5mmである。
【0025】
ダイヤフラム部302は、フィルム300における、後述する凹部231および凸部232に重なるべき部分である。ダイヤフラム部302の厚さは、フィルム300の他の部分と同じであり、その平面形状は円形である。なお、ダイヤフラム部302の厚さは、後述する圧力に対する変形量に基づいて、例えばコンピュータシミュレーションや試作品による実験などによって決めることができる。
【0026】
位置決め孔303は、フィルム300を貫通する、平面形状が円形の2つの孔であり、例えばフィルム300の一対角線上の、一対の向かい合う角のそれぞれに対応する位置に配置されている。
【0027】
次いで、エミッタ本体200について説明する。図5Aは、エミッタ本体200にフィルム300が接合される前の成形品の平面、正面および側面を示す図であり、図5Bは、当該成形品の底面、正面および側面を示す図である。また、図6Aは、上記成形品の平面図であり、図6Bは、当該成形品の底面図である。
【0028】
エミッタ本体200は、図5A図5Bに示されるように、第1の表面201および第2の表面202を有する。第1の表面201は、フィルム300と接合する、Z方向における一方の面である。第2の表面202は、チューブ110の内壁面と接合する、Z方向における他方の面である。第1の表面201は、平面であり、第2の表面202は、略半円筒形状の非平面である。
【0029】
エミッタ本体200は、図5A図6A図6Bに示されるように、ヒンジ部304を介してフィルム300と一体的に配置されている。ヒンジ部304は、エミッタ本体200の、Y方向における第1の表面201側の一側縁に配置されている。ヒンジ部304は、例えば、フィルム300と同じ厚さを有し、エミッタ本体200およびフィルム300と一体的に成形された、幅0.5mmの部分である。
【0030】
エミッタ本体200は、図5Aおよび図5Bに示されるように、凹部211と、凹部211内に配置されている突条213と、凹部211の底面に形成された弁体214および固定部215と、第2の表面202から弁体214および固定部215に至る凹部216と、を有する。なお、スリット301、凹部211および突条213は、取水部を構成する。弁体214および固定部215は、取水量調整部を構成する。
【0031】
凹部211の平面形状は、矩形とその一辺に連なる半円形とからなるベル形であり、第1の表面201からの凹部211の深さは、例えば0.5mmである。当該ベル形の半円形部の直径は、例えば6mmである。
【0032】
突条213は、凹部211の平面形状における矩形部に配置されている、その長手方向をY方向とする細長の並列する三本の凸部である。突条213の凹部211の底面から突条213の突端面までの高さは、例えば0.5mmである。X方向における突条213間または突条213と凹部211の壁面との間には隙間があり、また、Y方向における突条213の端部と凹部211の壁面との間にも隙間がある。突条213は、XZ面で切断された断面の形状が、図4Bに示されるように、突端部よりも基端部の方が幅狭となるように形成されている。すなわち、X方向における突条213間または突条213と凹部211の壁面との間の隙間は、凹部211の深さ方向に漸次大きくなっている。凹部211の底面に対して突条213の壁面がなす角度は、例えば80〜84°である。このように、突条213は、凹部211内においていわゆるウェッジワイヤー構造を構築している。
【0033】
弁体214および固定部215は、いずれもその平面形状が円形を四分割にしてなる扇形であり、円周方向に沿って交互に配置されている。固定部215の形態は、平板であり、その一方の面は、凹部211の底面と同一平面を構成している。弁体214は、その円弧部が固定端、半径が自由端となっており、凹部211の底面から固定部215の厚さ分だけ窪んだ位置に配置されている。すなわち、弁体214の上流側の自由端縁は、固定部215の下流側の自由端縁に接している。弁体214および固定部215は、いずれの上記自由端もが平面視したときにX方向またはY方向に対して45°で交差する位置に配置されている。
【0034】
弁体214は、図6Bに示されるように、上記固定端から延出する、可撓性を有する薄肉部2141と、薄肉部2141から延出する厚肉部2142とによって構成されている。薄肉部2141は、固定端となる円弧から均一な、固定部215に比べて十分に薄い厚さを有している。
【0035】
厚肉部2142は、弁体214の下流側に肉厚な部分である。厚肉部2142は、例えば凹部216に向けて突出する略三角錐形状を有している。厚肉部2142の底面形状は、弁体214における上記扇形の中心を一頂点とする直角二等辺三角形であり、上記自由端から下流側に起立する二壁面と、上記直角三角形の斜辺から下流側へ斜めに延びる斜面とを有する。薄肉部2141と厚肉部2142との平面形状における境界は、一直線となっている。厚肉部2142の頂部は、例えば、エミッタ120がチューブ110に接合されたときのチューブ110の内壁面から厚肉部2142までの距離が0.5mm程度となるように、わずかに切り欠かれている。
【0036】
凹部216は、図5Bに示されるように、その平面形状は凹部211の上記ベル形における半円形と同じ直径の円形であり、その底部が弁体214および固定部215で構成されている。
【0037】
また、エミッタ本体200は、図5B図6Bに示されるように、凹部221を有する。凹部221は、第2の表面202に、X方向に沿って延出する溝である。凹部221は、その一端で凹部216に連通し、その平面形状は略矩形である。第2の表面202からの凹部221の深さは、例えば0.5mmである。凹部221は、減圧流路部222および孔223を含む。
【0038】
減圧流路部222は、その平面形状がジグザグ形状の溝に形成されている部分である。当該ジグザグ形状は、凹部221の側面から突出する略三角柱形状の凸部が凹部221の長手方向(X方向)に沿って交互に配置されてなる。当該凸部は、平面視したときに、当該凸部の突端が凹部221の中心軸を超えないように配置されている。減圧流路部222の深さは、例えば0.5mmであり、減圧流路部222の流路の幅(図4A中のW)は、例えば0.5mmである。
【0039】
孔223は、凹部221の他端部に開口し、エミッタ本体200を貫通している。
【0040】
また、エミッタ本体200は、図5A図6Aに示されるように、凹部231、凸部232、端面233、孔234および溝235を含む。ダイヤフラム部302、凸部232、端面233、孔234および溝235は、吐出量調整部を構成する。
【0041】
凹部231は、第1の表面201に開口する有底の凹部である。凹部231の平面形状は円形であり、凹部231の底には孔234が開口している。当該円形の直径は、例えば6mmであり、第1の表面201からの凹部231の深さは、例えば2mmである。
【0042】
凸部232は、凹部231の底の中央部から起立している厚肉の略円筒体である。凸部232の高さは、凹部231の深さよりも小さい。たとえば、第1の表面201から凸部232までのZ方向における距離は、0.25mmである。
【0043】
端面233は、凸部232の突端面である。端面233の平面形状は、円形であり、その直径は、例えば3mmである。端面233は、XY平面に平行な外環部2331と、外環部2331の内周縁から端面233の中心部に向けて第2の表面202側に傾斜する傾斜面2332とを含む(図8A)。
【0044】
傾斜面2332は、第1の表面201側に対してわずかに窪んだ曲面である。傾斜面2332は、凹部231のその中心軸を含む断面における凹部231の開口端縁に接する仮想の曲線と重なるように形成されている。当該仮想の曲線とは、チューブ110内の灌漑用液体が設定値以上の圧力を受けたときにダイヤフラム部302が上記断面において描く曲線を含む(図8A図8C)。当該曲線は、例えば、曲率半径Rが12mmの曲線である。このように、傾斜面2332は、ダイヤフラム部302が着座可能な弁座部となっている。
【0045】
孔234は、端面233の中心に開口し、エミッタ本体200を貫通している。孔234は、Z方向に沿って、端面233側から凹部241側に向けて径が漸増するテーパ状の孔である。孔234の端面233側の開口は、凹部241側の開口よりも小さく、孔234の端面233側の孔径は、例えば1mmである。
【0046】
溝235は、端面233に形成されており、端面233の外周縁から孔234に至る。すなわち、溝235は、凹部231と孔234とを連通する。溝235の数は、一本でもそれ以上でもよい。たとえば、溝235の幅は2mmであり、溝235の深さは0.05mmである。
【0047】
また、エミッタ本体200は、図5B図6Bに示されるように、凹部241および突条242を有する。凹部241は、吐出口130に面すべき吐出部となっている。
【0048】
凹部241の平面形状は、略矩形である。より詳しくは、凹部241の平面形状は、X方向における凹部221側の第1の部分2411と、より深い第2の部分2412と、第1の部分2411と第2の部分2412とを繋げる傾斜部2413と、第1の部分2411の凹部221側の端縁に開口している孔234と、が合体した形状となっている。このように、凹部241の平面形状は、矩形の一辺に孔234による半円が接続した形状になっている。第1の部分2411および第2の部分2412のいずれの平面形状も略矩形である。傾斜部2413の、第2の部分2412の底面に対する傾斜角は、例えば60°である。
【0049】
突条242は、第1の部分2411に、傾斜部2413との境界に沿って配置されている。また、突条242の高さは、第1の部分2411の深さと同じである。X方向において、突条242は、孔234とは離れている。また、Y方向において、突条242の長さは、第1の部分2411の長さよりも短く、突条242の両端は、いずれも第1の部分2411の内壁面から離れている。このように、突条242は、X方向に沿って第2の部分2412側から見たときに、孔234に完全に重なるように配置されている。
【0050】
また、エミッタ本体200は、図5A図6Aに示されるように、第1の表面201から突出する凸部251と、図5B図6Bに示されるように、第2の表面202に開口する凹部252とを有する。
【0051】
凸部251の平面形状は円形であり、フィルム300の位置決め孔303に嵌合する大きさを有する。凸部251は、位置決め孔303に対応する位置にそれぞれ配置されている。
【0052】
凹部252は、X方向における凹部216と凹部241との間であって、Y方向における凹部221とエミッタ本体200の側縁との間の位置に、それぞれ配置されている。
【0053】
エミッタ本体200およびフィルム300は、いずれも、可撓性を有する一種類の材料、例えばポリプロピレン、で成形されている。当該材料の例には、樹脂およびゴムが含まれ、当該樹脂の例には、ポリエチレンおよびシリコーンが含まれる。エミッタ本体200およびフィルム300の可撓性は、弾性を有する樹脂材料の使用によって調整することが可能であり、例えば、弾性を有する樹脂の種類や、硬質の樹脂材料に対する、弾性を有する樹脂材料の混合比、などによって調整することが可能である。エミッタ本体200およびフィルム300の一体成形品は、例えば、射出成形によって製造することが可能である。
【0054】
エミッタ120は、フィルム300を、ヒンジ部304を軸に回動させ、エミッタ本体200の第1の表面201に接合することにより構成される。たとえば、フィルム300は、エミッタ本体200またはフィルム300を構成する樹脂材料の溶着や、接着剤による接着、エミッタ本体200へのフィルム300の圧着などによってエミッタ本体200に接合される。フィルム300を第1の表面201に接合することにより、凹部231はダイヤフラム部302によって水密に塞がれ、エミッタ120中の灌漑用液体の流路の一部となる。こうして、凹部211から凹部241に至る一連の上記流路が形成される。なお、ヒンジ部304は、そのまま残されていてもよいし、切断により取り除かれてもよい。
【0055】
点滴灌漑用チューブ100は、エミッタ120をその第2の表面202でチューブ110の内壁面に接合することによって構成される。エミッタ120も、例えば、エミッタ本体200またはチューブ110を構成する樹脂材料の溶着や、接着剤による接着、エミッタ本体200のチューブ110への圧着などによってチューブ110の内壁面に接合される。吐出口130は、エミッタ120における第2の部分2412に開口するように形成される。吐出口130は、通常は、チューブ110へのエミッタ120の接合後に形成されるが、接合前に形成されてもよい。
【0056】
次に、エミッタ120における灌漑用液体の流れを説明する。まず、チューブ110内に灌漑用液体として、例えば水が供給される。なお、当該灌漑用液体の例には、水、液体肥料、農薬およびこれらの混合液が含まれる。点滴灌漑用チューブ100への水の供給は、チューブ100およびエミッタ120の破損を防止するため、水圧が0.1MPaを超えない範囲で行われる。チューブ110内の水は、フィルム300のスリット301を通り、凹部211と突条213との隙間を通る。
【0057】
スリット301の長手方向と突条213の長手方向は、互いに交差していることから、凹部211のチューブ110に対する開口部が点在するとともに各開口の面積が小さい。よって、チューブ110内の水中の浮遊物の凹部211への侵入が抑制される。また、突条213は、いわゆるウェッジワイヤー構造を構築していることから、凹部211内に流入した水の圧力損失が抑制される。
【0058】
凹部211内の水は、凹部211内の弁体214および固定部215の位置に到達する。図7Aは、チューブ110内の水の圧力が設定値未満であるときのエミッタ120の、図6A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図であり、図7Bは、チューブ110内の水の圧力が設定値以上であるときのエミッタ120の、図6A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図である。図7A、7B中の矢印は、水の流れを表している。
【0059】
凹部211内の水は、弁体214および固定部215を、凹部211側から凹部216側にむけて押圧する。凹部211内の水圧が設定値(例えば0.005MPa)未満であると、図7Aに示されるように、弁体214および固定部215は、いずれも凹部216側には撓まず、水の流路は、弁体214および固定部215によって閉じられる。
【0060】
凹部211内の水圧が設定値以上になると、図7Bに示されるように、薄肉部2141が固定部215よりも薄いことから、固定部215は撓まないが薄肉部2141のみが撓み、固定部215は凹部216側には開かないが弁体214のみが凹部216側に開く。こうして、弁体214および固定部215の間に隙間が形成され、凹部211内の水は、当該隙間を通って、凹部216に供給される。
【0061】
凹部216内の水は、凹部221を通って減圧流路部222に供給される。減圧流路部222を流れる水は、減圧流路部222の平面形状(ジグザグ形状)によってもたらされる圧力損失によって減圧される。また、当該水中の浮遊物は、減圧流路部222の上記凸部間に発生する乱流に巻き込まれ、減圧流路部222に滞留する。このように減圧流路部222によって、上記水から浮遊物がさらに除去される。
【0062】
減圧流路部222を通り、減圧され、上記浮遊物が除去された水は、孔223を通って凹部241内に供給される。
【0063】
ここで、図8Aは、チューブ110内の水圧が第1の設定値以上であるときの図4B中のA部を拡大して示す図であり、図8Bは、チューブ110内の水圧が第1の設定値以上第2の設定値未満であるときの上記A部を拡大して示す図であり、図8Cは、チューブ110内の水圧が第2の設定値以上であるときの上記A部を拡大して示す図である。
【0064】
水は、凹部241内に満ちると、図8Aに示されるように、フィルム300および端面233の隙間を通って孔234に供給される。チューブ110内の水圧が第1の設定値(例えば0.02MPa)以上であれば、チューブ110内の水圧の上昇に応じて、上記取水部における水の流量も増加し、凹部231に供給される水の量も増える。
【0065】
一方で、チューブ110内の水圧が第1の設定値以上になると、図8Bに示されるように、チューブ110内の水圧によってダイヤフラム部302が押されて凹部231側に撓む。このため、ダイヤフラム部302と端面233との間隔が狭くなる。たとえば、端面233からダイヤフラム部302までの距離は0.15mmになる。よって、端面233とダイヤフラム部302との隙間を流れる水の量が減少する。
【0066】
チューブ110内の灌漑用液体の圧力が第2の設定値(例えば0.05MPa)以上になると、図8Cに示されるように、ダイヤフラム部302は、凹部231側により押されてさらに撓み、傾斜面2332に密着する。孔234は、ダイヤフラム部302によって塞がれるが、その一方で、端面233は溝235を含むことから、溝235は、凹部231と孔234とを連通する。このため、凹部231内の水は、溝235を通って凹部231から孔234に供給される。このため、高水圧時には、孔234における水の流量は、溝235を通過可能な一定の流量に規制される。
【0067】
孔234を通った水は、凹部241に供給される。すなわち、孔234を通った水は、まず第1の部分2411に供給され、凹部241の内壁面と突条242との隙間を通って第2の部分2412に供給される。第2の部分2412に供給された水は、第2の部分2412に開口する吐出口130を通って、チューブ110外に流出する。
【0068】
なお、点滴灌漑用チューブ100を使用していると、植物の根が水を求めて吐出口130から凹部241内に侵入することが考えられる。このような異物の侵入は、突条242によって遮られる。よって、当該異物により孔234が塞がれることが防止される。
【0069】
上記の説明から明らかなように、エミッタ120は、チューブ110の内壁面の吐出口130に対応する位置に接合され、チューブ110内の灌漑用液体(水)を吐出口130から定量的に吐出するためのエミッタであって、チューブ100内の水を取り入れるための取水部と、当該取水部から取り入れられた水の流量を調整するための上記取水量調整部と、当該取水量調整部から供給された水を減圧させながら流すための減圧流路部222と、減圧流路部222から供給された水の流量を、チューブ110内の水圧に応じて制御するための吐出量調整部と、当該吐出量調整部で流量が制御された水が供給される、吐出口130に面するべき吐出部とを有し、上記取水量調整部は、エミッタ120内の流路内の固定端から突出し、上流側の水の圧力を受けて下流側に開く弁体214を含み、弁体214は、上記固定端から突出する、可撓性を有する薄肉部2141と、薄肉部2141から延出する厚肉部2142とを有する。そして、上記取水量調整部よりも上流側の水圧が設定値以上であるときに、薄肉部2141が撓み、弁体214が下流側に開く。
【0070】
このように、エミッタ120は、弁体214を有することから、チューブ110内の水圧が低いときに、エミッタ120内への水の流入を止めることができるので、吐出口130からの水の流出を止めることが可能である。よって、チューブ110内の圧力が十分にかつ速やかに高く維持され、チューブ110内の水の吐出量を安定化することができる。
【0071】
また、エミッタ本体200におけるエミッタ120の前述の構成要素は、エミッタ本体200に形成された凹部および貫通孔によって形成されていることから、これらの構成要素を備えるエミッタ本体200は、射出成形で一体的に作製することが可能である。よって、三部品からなる従来のエミッタに比べて、エミッタ120の製造に係るコストをさらに削減することができる。
【0072】
また、厚肉部2142と薄肉部2141の境界の平面形状が直線形状であり、厚肉部2142が弁体214の下流側に肉厚な部分であることは、弁体214を下流側に開きやすくし、弁体214を開閉させるための上記設定値をより小さく設定し、またはより精密に弁体214を開閉させる観点から、より一層効果的である。
【0073】
また、上記取水量調整部が、平面視したときに弁体214に隣接する位置に配置されている固定部215をさらに有し、弁体214および固定部215の平面形状がいずれも扇形であり、弁体214および固定部215が平面視したときに周方向に交互に配置されていることは、射出成形によるエミッタ本体200の生産性を高める観点から、より一層効果的である。
【0074】
また、エミッタ120が可撓性を有する一種類の材料で成形されており、フィルム300がエミッタ120の一部として一体的に成形されていることは、エミッタ本体200およびフィルム300の両方を射出成形で一部品として成形することを可能であるので、フィルム300の接合位置による製造誤差の防止、および、製造に係るコストのさらなる削減、の観点からより一層効果的である。
【0075】
また、上記吐出量調整部が、減圧流路部222よりも下流側の流路とチューブ110内部との連通を遮断する、可撓性を有するフィルム300と、減圧流路部222よりも下流側の流路に、フィルム300に面して非接触に配置され、フィルム300が密着可能な、フィルム300に対して窪んでいる端面233と、端面233に開口する、上記吐出部に繋がる孔234と、端面233に形成され、端面233よりも外側の流路と孔234とを連通する溝235とを有し、フィルム300が、チューブ110内の水圧が設定値以上であるときに端面233に密着することは、チューブ110内の水圧が高いときのエミッタ120から過剰に水が流出することを防止し、チューブ110内の水圧に依らずにエミッタ120から所期の量で安定して水を吐出させる観点からより一層効果的である。
【0076】
また、端面233が、チューブ110内の水圧によって変形したダイヤフラム部302が密着可能な傾斜面2332を含むことは、エミッタ120から所期の量で安定して水を吐出させる観点からさらに一層効果的である。
【0077】
また、エミッタ120が、チューブ110内に対して開口する、スリット301と、スリット301に連通するとともにスリット301の長手方向に対して交差する方向に延出する、突条213間および突条213と凹部211の壁面との間の隙間である凹部と、によって構成されるスクリーン部を含むことは、チューブ110内からエミッタ120に取り入れられる水中の浮遊物を捕集し、エミッタ120中の水の、当該浮遊物に起因する流量の変動を防止する観点からより一層効果的である。
【0078】
また、エミッタ本体200の第2の表面202におけるYZ平面での断面形状が略円弧状であることは、チューブ110の内壁面へのエミッタ120の接合強度を高める観点からより効果的である。
【0079】
また、エミッタ本体200が凸部251を有することは、フィルム300を所期の位置に簡易かつ正確に接合し、生産性を高め、また製造誤差による品質のばらつきを抑制する観点から、より一層効果的である。
【0080】
また、エミッタ本体200が凹部252(肉抜き穴)を有することは、エミッタ本体200の成形精度を高め、生産性を高め、また所期の品質を確保する観点から、より一層効果的である。
【0081】
また、弁体214および固定部215がいずれも扇型からなり、互いに隣り合い、かつ弁体214の上流側の自由端縁が固定部215の下流側の自由端縁に接するように弁体214および固定部215が配置されていることは、弁体214と固定部215との切断加工を要さないので射出成形のみによって弁体214および固定部215の両方を一度に成形する観点からより一層効果的である。
【0082】
また、凹部241が、より上流側のより浅い第1の部分2411と、より下流側のより深い第2の部分2412とから構成されていることは、植物の根が吐出口130からさらに上流側へ侵入することを防止する観点から効果的であり、突条242が第1の部分2411にさらに配置されることは、上記の観点からより一層効果的である。
【0083】
また、フィルム300が、平面視したときに凹部211内の突条213と交差するスリット301を有することは、エミッタ120内の流路の入口を小さな面積で簡易に多数形成するのに有効であり、また、チューブ110中の水の浮遊物のエミッタ120への侵入を防止する観点からより効果的である。
【0084】
なお、前述の効果を奏する範囲において、点滴灌漑用チューブ100またはエミッタ120の前述の構成要件の一部が変更されていてもよいし、また、点滴灌漑用チューブ100またはエミッタ120が他の構成要件をさらに有していてもよい。
【0085】
たとえば、チューブ110は、シームレスチューブであってもよいし、細長いシートを長手方向に沿って接合してなるチューブであってもよい。
【0086】
また、吐出口130は、上記シートの接合部に、チューブ110の内外を連通するように形成された隙間や、当該接合部で上記シートに挟まれた管などであってもよい。さらに、吐出口の軸方向における形状は、一直線状でなくてもよい。当該吐出口を有するチューブの例には、上記シートの表面に流路となる所期の形状の窪みが形成されており、上記シートの接合によって上記接合部に当該流路である上記吐出口が構成されるチューブ、が含まれる。
【0087】
また、エミッタ120は、チューブ110における水の流れ方向の上流側に上記取水部が位置するように配置されているが、上記取水部が下流側に位置するように配置されてもよい。また、一本のチューブ110中の複数のエミッタの向きは、同じであっても異なっていてもよい。
【0088】
また、エミッタ本体200の樹脂材料とフィルム300の樹脂材料は、同じであっても異なっていてもよい。
【0089】
また、エミッタ本体200は、樹脂の射出成形によって一体的に成形されるが、エミッタ本体200を、第1の表面201側の部品と第2の表面202側の部品の二部品で構成してもよい。この場合、第1の表面201側の部品には、フィルム300が一体的に成形される。エミッタ本体200を上記のような二部品で構成することにより、上記減圧流路などの流路をエミッタ本体200の内部に配置することが可能となる。なお、当該二部品を、ヒンジ部を介して一体的に成形してもよい。
【0090】
また、上記スクリーン部は、並列する複数のスリット301と、スリット301の長手方向に交差する方向に延出する、並列する複数の上記凹部とによって構成されているが、スリット301および上記凹部の数は、いずれも一つであってもよい。また、上記スクリーン部は、ウェッジワイヤー構造を含んでいるが、当該構造を含んでいなくてもよい。たとえば、突条213は、凹部211の底から垂直に起立していてもよい。
【0091】
また、上記取水量調整部は、弁体214と固定部215とによって構成されているが、弁体214と固定部215とが平面方向(周方向)において交互に配置されていなくてもよいし、あるいは、固定部215を含まず、弁体214のみから構成されていてもよい。また、弁体214は、設定された水圧以上で適度に開く弁体であればよく、たとえば均一な厚さの切片であってもよい。
【0092】
また、減圧流路部222は、上記吐出量調整部に供給されるべき水の圧力を適度に下げることが可能であればよく、たとえば、その平面形状が直線状の流路であってもよいし、あるいは、チューブ110内の水圧に応じて流路面積が変わる流路であってもよい。また、上記のような減圧流路は、エミッタ本体200における、フィルム300によって覆われる第1の表面201上の溝であってもよい。
【0093】
また、上記弁座部は、本実施の形態は、ダイヤフラム部302に密着可能な凹面部を形成している傾斜面2332であるが、孔234の周囲でダイヤフラム部302と密着可能な範囲において、他の適当な形態であってよく、例えば平面部であってもよい。
【0094】
また、上記吐出量調整部は、ダイヤフラム部302がエミッタ120中の流路(孔234)を直接開閉するが、エミッタ120中の流路を開閉自在に配置された蓋を、ダイヤフラム部302が当該蓋に接近、離間することによって開閉する構成であってもよい。このような吐出量調整部によっても、チューブ110中の水圧に応じた吐出量の適切な調整が可能である。
【0095】
また、上記侵入防止部は、吐出口130から孔234への根などの侵入を遮ることが可能であれば、上記整流部材でなくてもよい。たとえば、上記侵入防止部は、上記整流部材と同じ位置に配置された格子やスクリーンなどであってもよいし、侵入した根を吐出口130から孔234とは反対側に誘導するように配置された邪魔板などであってもよい。
【0096】
なお、第2の表面202は、平面であってもよい。
【0097】
[実施の形態2]
本発明に係る第2の実施の形態を説明する。
【0098】
図9は、本発明の実施の形態2に係る点滴灌漑用チューブ500の模式的な断面図である。点滴灌漑用チューブ500は、チューブ110およびエミッタ620によって構成されている。チューブ110は、前述した実施の形態1と同様に構成されている。
【0099】
図10Aは、エミッタ620の平面図であり、図10Bは、エミッタ620の正面図であり、図10Cは、エミッタ620の底面図であり、図10Dは、エミッタ620の側面図である。また、図11Aは、エミッタ620の、図10A中のA−A線に沿っての断面図であり、図11Bは、エミッタ620の、図10A中のB−B線に沿っての断面図である。
【0100】
エミッタ620は、図10Bおよび図10Cに示されるように、取水部720、圧力伝達管725、フランジ部730および吐出部740を有する。ここで、Z方向は、取水部720の軸に沿う方向であり、エミッタ620がチューブ110に挿入される方向を含む。X方向は、Z方向に直交する一方向であり、Y方向は、Z方向およびX方向の両方に直交する方向である。
【0101】
フランジ部730のZ方向に沿ってみた形状(平面形状)は、円形である。フランジ部730の外径は、例えば16mmである。取水部720は、図10Aおよび図10Bに示されるように、フランジ部730の平面形状の中央に配置されており、圧力伝達管725および吐出部740は、図10B図10Cおよび図10Dに示されるように、フランジ部730の平面形状の中央からX方向にずれた位置に配置されている。
【0102】
フランジ部730は、取水部720および圧力伝達管725側の第1円盤部731と吐出部740側の第2円盤部732との合体によって構成されている。取水部720および圧力伝達管725は、第1円盤部731と一体的に成形されており、吐出部740は、第2円盤部732と一体的に成形されている。以後、取水部720、圧力伝達管725および第1円盤部731の一体成形物を「第1部品」とも言い、吐出部740と第2円盤部732との一体成形物を「第2部品」とも言う。
【0103】
取水部720は、図11Aおよび図11Bに示されるように、第1円盤部731の第1の表面7311から起立している筒状体である。取水部720の先端部には、返し721が形成されている。返し721は、取水部720の外周面からXY平面に沿って広がる径大部7211と、径大部7211から取水部720の先端に向けて外径が漸次減少するテーパ面7212とによって構成されている。たとえば、径大部7211の外径は3.2mmであり、テーパ面7212の先端の外径は2.6mmである。
【0104】
圧力伝達管725も、取水部720と同様に、図11Aおよび図11Bに示されるように、第1円盤部731の第1の表面7311から起立している筒状体である。圧力伝達管725の先端部にも、返し726が形成されている。返し726は、圧力伝達管725の外周面からXY平面に沿って広がる径大部7261と、径大部7261から圧力伝達管725の先端に向けて外径が漸次減少するテーパ面7262とによって構成されている。たとえば、径大部7261の外径は4mmであり、テーパ面7262の先端の外径は3.3mmである。
【0105】
図12Aは、上記第1部品の平面図であり、図12Bは、当該第1部品の正面図であり、図12Cは、当該第1部品の底面図であり、図12Dは、当該第1部品の側面図である。また、図13Aは、上記第1部品の、図12A中のA−A線に沿っての断面図であり、図13Bは、当該第1部品の、図12A中のB−B線に沿っての断面図である。
【0106】
第1円盤部731は、図12Aおよび図12Cに示されるように、第1の表面7311側に凹部7313を有し、Z方向において第1の表面7311とは反対側の第2の表面7312側に、突条7314、第1の凹部7315、減圧流路750、連絡流路760、第2の凹部7316および流量調節弁780を含む。流路調整弁780は、上記取水量調整部に相当する。
【0107】
凹部7313は、図13Aに示されるように、第1の表面7311に形成された凹部である。凹部7313の平面形状は、図12Aに示されるように、円形である。凹部7313の底は、後述するフィルム770となっている。凹部7313の直径は、例えば3mmであり、第1の表面7311からの凹部7313の深さは、例えば0.65mmである。圧力伝達管725は、凹部7313に連通している。
【0108】
突条7314は、図12Cに示されるように、第2の表面7312の周縁部に配置されており、図13Aおよび図13Bに示されるように、第2の表面7312から突出している。第2の表面7312からの突条7314の高さは、例えば1mmである。
【0109】
第1の凹部7315は、図12Cに示されるように、第2の表面7312の中央に形成されている。第1の凹部7315の平面形状は、円形である。第1の凹部7315は、取水部720の内部と連通しており、第1の凹部7315の径は、取水部720の内径よりもやや大きい。第2の表面7312からの第1の凹部7315の深さは、例えば0.5mmである。
【0110】
減圧流路750は、図13Bに示されるように、第2の表面7312に、溝として形成されている部分である。減圧流路750は、図12Cに示されるように、凹部7315と接続されており、第2の表面7312の径方向に沿って、第2の表面7312の周縁部に向けて延出している。減圧流路750の平面形状は、前述した減圧流路部222のそれと同様のジグザグ形状であり、減圧流路750の幅(図12C中のW)は、例えば0.45mmである。
【0111】
連絡流路760は、図13Aおよび図13Bに示されるように、第2の表面7312に、溝として形成されている。図12Cに示されるように、連絡流路760の基端は、第2の表面7312の周縁部において、減圧流路750に接続されており、連絡流路760は、減圧流路750の延出方向に沿って延出している。連絡流路760の先端は、第1の凹部7315の近傍に至っているが、連絡流路760の先端部と第1の凹部7315とは連通していない。
【0112】
第2の凹部7316は、図13Aに示されているように、第2の表面7312に形成された凹部である。第2の凹部7316は、図12Cに示されているように、連絡流路760の先端部に隣接しており、第2の凹部7316の平面形状は、矩形である。第2の凹部7316は、Z方向において、第1の表面7311側の凹部7313と重なっており、この重複部が薄肉のフィルム770となっている。したがって、フィルム770の平面形状は円形である。第2の表面7312からの第2の凹部7316の深さは、例えば0.2mmであり、フィルム770の厚さは、例えば0.15mmである。フィルム770の厚さは、後述する圧力に対する変形量に基づいて、例えばコンピュータシミュレーションや試作品による実験などによって決められる。
【0113】
流量調節弁780は、エミッタ120と同様に弁体および固定部によって構成されている。弁体781および固定部782は、いずれもその平面形状は円形を四分割にしてなる扇形であり、円周方向に沿って交互に配置されている。弁体781および固定部782は、いずれの上記自由端もが平面視したときにX方向またはY方向に対して45°で交差する位置に配置されている(図12C)。固定部782の形態は平板である。弁体781は、その円弧部が固定端、半径が自由端となっている。
【0114】
弁体781および固定部782は、弁体781の上流側の自由端縁が固定部782の下流側の自由端縁に接するように配置されている。弁体781は、上記固定端から延出する、可撓性を有する薄肉部7811と、薄肉部7811から延出する厚肉部7812とによって構成されている。薄肉部7811は、固定端となる円弧から均一な、固定部782に比べて十分に薄い厚さを有している(図15A、15B参照)。
【0115】
厚肉部7812は、取水部の下流側に突出する肉厚の部分である。厚肉部7812は、例えば第1の凹部7315に向けて突出する略三角錐形状を有している。厚肉部7812の底面形状は、弁体781における上記扇形の中心を一頂点とする直角二等辺三角形であり(図13C)、上記自由端から垂直に起立する二壁面と、上記直角三角形の斜辺から斜めに延びる斜面とを有する(図15A、15B)。このように、薄肉部7811と厚肉部7812との平面形状における境界は、一直線となっている。厚肉部7812の頂部は、例えば、第2円盤部732の第2の表面7322から厚肉部7812までの距離が0.5mm程度となるように、わずかに切り欠かれている。
【0116】
吐出部740は、図11Aに示されるように、第2円盤部732の第1の表面7321から起立している筒状体である。吐出部740の先端部にも、取水部720と同様に、返し741が形成されている。返し741は、吐出部740の外周面からXY平面に沿って広がる径大部7411と、径大部7411から吐出部740の先端に向けて外径が漸次減少するテーパ面7412とによって構成されている。たとえば、径大部7411の外径は5mmであり、テーパ面7412の先端の外径は4mmである。
【0117】
図14Aは、上記第2部品の平面図であり、図14Bは、当該第2部品の正面図であり、図14Cは、当該第2部品の底面図であり、図14Dは、当該第2部品の側面図であり、図14Eは、当該第2部品の、図14A中のA−A線に沿っての断面図である。第2円盤部732は、凹条7324、弁座部810、孔820および溝830を含む。フィルム770、弁座部810、孔820および溝830は、上記吐出量調整部を構成する。
【0118】
凹条7324は、図14Aに示されるように、Z方向において第1の表面7321とは反対側の第2の表面7322の周縁部に配置されており、図14Bおよび図14Dに示されるように、第2の表面7322から窪んでいる。第2の表面7322からの凹条7324の深さは、例えば1mmである。
【0119】
弁座部810は、図11Aに示されるように、第2の表面7322の、フィルム770に対向する位置に形成された凹部である。弁座部810の平面形状は、図14Aに示されるように、円形である。弁座部810の径は、例えば1.8mmである。弁座部810は、第2の表面7322からわずかに窪んだ曲面で形成されており、フィルム770が圧力伝達管725内の灌漑用液体の設定値以上の圧力を受けて撓んだときに、弁座部810の少なくとも孔820を囲む部分にフィルム770が密着するように形成されている。
【0120】
孔820は、図14Aに示されるように、弁座部810の中央部に開口している。孔820の弁座部810側の開口形状は、円形である。孔820は、図14Eに示されるように、第2円盤部732をZ方向に沿って貫通し、吐出部740の内部に繋がっている。孔820の弁座部810側の孔径は、例えば1mmであり、吐出部740側の開口よりも小さい。すなわち、孔820は、Z方向に沿って、弁座部810側から吐出部740側に向けて径が漸増するテーパ状の孔である。
【0121】
溝830は、図14Eに示されるように、弁座部810を含む第2の表面7322に、弁座部810をその径方向に沿って横断するように形成されている。エミッタ620では、溝830は、図11Aに示されるように、連絡流路760と孔820とを連通する。溝830の幅は、例えば0.2mmであり、第2の表面7322からの溝830の深さは、例えば0.05mmである(図16A〜16C参照)。
【0122】
上記第1部品および第2部品、いずれも、前述の実施の形態1におけるエミッタ本体200と同様に、可撓性を有する一種類の樹脂材料(例えばポリプロピレン)で射出成形により一体的に成形されている。なお、上記第1部品および第2部品の材料の例には、樹脂およびゴムが含まれ、当該樹脂の例には、ポリエチレンおよびシリコーンが含まれる。当該材料の可撓性は、フィルム770に要する可撓性に応じて、樹脂材料の種類や二種以上の樹脂材料の混合などによって、適宜に調整される。
【0123】
エミッタ620は、第1円盤部731の突条7314を、第2円盤部732の凹条7324に嵌合させて、第1円盤部731の第2の表面7312と第2円盤部732の第2の表面7322とを密着させることにより構成される(図11A、11B)。7312、7322は、樹脂材料の溶着や接着剤による接着、一方の他方への圧着などによってさらに接合されてもよい。
【0124】
エミッタ620は、取水部720および圧力伝達管725をチューブ110の管壁に挿入することによって、チューブ110に取り付けられる(図9)。エミッタ620の取り付けは、取水部720および圧力伝達管725によってチューブ110の管壁を貫通して行ってもよいし、チューブ110の管壁に予め形成されていた挿入用の開口部に取水部720および圧力伝達管725を挿入して行ってもよい。前者は、エミッタ620を任意の配置でチューブ110に取り付けるのに好適であり、後者は、チューブ110からの灌漑用液体の漏れを防止するのに好適である。取水部720および圧力伝達管725がいずれも先端部に返しを有することから、チューブ110からのエミッタ620の抜け落ちが防止される。
【0125】
次に、エミッタ620における灌漑用液体(例えば水)の流れを説明する。
【0126】
点滴灌漑用チューブ500への水の供給は、チューブ110およびエミッタ620の破損を防止するため、水圧が0.1MPaを超えない範囲で行われる。チューブ110内に水が供給されると、水は、取水部720を通って流量調節弁780に到達し、また、圧力伝達管725内に充満する。
【0127】
図15Aは、取水部720内の水の圧力が設定値未満であるときのエミッタ620の、図10A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図であり、図15Bは、取水部720内の水の圧力が設定値以上であるときのエミッタ620の、図10A中のD−D線に沿っての断面を拡大して示す図である。図15A、15B中の矢印は、水の流れを表している。
【0128】
取水部720内の水は、弁体781および固定部782を、取水部720側から第1の凹部7315側にむけて押圧する。取水部720内の水圧が設定値(例えば0.005MPa)未満であると、図15Aに示されるように、弁体781および固定部782は、いずれも第1の凹部7315側には撓まず、水の流路は、弁体781および固定部782によって閉じられる。
【0129】
取水部720内の水圧が設定値以上になると、図15Bに示されるように、薄肉部7811が固定部782よりも薄いことから、固定部782は撓まないが薄肉部7811のみが撓み、よって、固定部782は第1の凹部7315側には開かないが弁体781のみが第1の凹部7315側に開く。こうして、弁体781および固定部782の間に隙間が形成され、取水部720内の水は、当該隙間を通って、第1の凹部7315に供給される。
【0130】
このように、流量調節弁780は、水の圧力が上記設定値未満のときに水のエミッタ620内での流通を抑制する。このため、チューブ110への水の高圧での供給を迅速かつ安定に行うことが可能となるので、エミッタ620が流量調節弁780を有することは、例えば、より長い点滴灌漑用チューブ500を構成するのに好適である。
【0131】
第1の凹部7315中の水は、減圧流路750に供給される。減圧流路750を流れる水は、減圧流路750の平面形状(ジグザグ形状)によってもたらされる圧力損失によって減圧される。また、水中の浮遊物は、減圧流路750の上記凸部間に発生する乱流に巻き込まれ、減圧流路750に滞留する。このように減圧流路750によって、水から浮遊物がさらに除去される。
【0132】
減圧流路750を通り、減圧され、上記浮遊物が除去された水は、連絡流路760を通って、第2の凹部7316(フィルム770および弁座部810に挟まれた空間)に供給され、孔820を通過する。
【0133】
図16Aは、チューブ110内の水の圧力が第1の設定値以上であるときの図11A中のA部の状態を模式的に示す図であり、図16Bは、チューブ110内の水の圧力が第1の設定値以上第2の設定値未満であるときの図11A中のA部の状態を模式的に示す図であり、図16Cは、チューブ110内の水の圧力が第2の設定値以上であるときの図11A中のA部の状態を模式的に示す図である。
【0134】
チューブ110内の水の圧力が第1の設定値(例えば0.02MPa)以上であると、チューブ110内の水の圧力の上昇に応じて、取水部720からエミッタ620内に取り入れられる水の流量も増加し、第2の凹部7316に供給される水の量も増える。
【0135】
一方で、チューブ110内の水の圧力が第1の設定値以上第2の設定値未満では、図16Bに示されるように、フィルム770が圧力伝達管725内の水によって押されて撓む。圧力伝達管725の内部には、特段の圧力損失を生じさせる構造がないことから、圧力伝達管725内の水は、チューブ110内の水と実質的に同じ圧力を有する。このように、圧力伝達管725は、チューブ110内の水の圧力を、フィルム770の背面に伝達している。このため、フィルム770は、チューブ内の水の圧力で圧力伝達管725側から押され、フィルム770と弁座部810との間隔が狭くなる。たとえば、当該間隔は、0.25mmから0.15mmになる。よって、フィルム770と弁座部810との間を通過する水の量が減少し、吐出部740からの水の吐出量の増加が抑制される。
【0136】
チューブ110内の水の圧力が第2の設定値(例えば0.05MPa)以上になると、図16Cに示されるように、フィルム770がチューブ110内の水に押されてさらに撓み、弁座部810に密着する。このように、フィルム770は、水の流通を規制する弁体として機能し、弁座部810は、弁座として機能する。しかしながら、フィルム770が弁座部810に密着しても、溝830は塞がれないことから、連絡流路760を通過した水は、溝830を通って孔820に供給される。よって、孔820を通過する水の量は、溝830を通過可能な流量に規制され、吐出部740からの水の吐出量は、実質的に一定となる。
【0137】
こうして、エミッタ620は、チューブ110内の水を定量的に吐出する。
【0138】
上記の説明から明らかなように、エミッタ620は、水を流通させるチューブ110内にチューブ110の外側から挿入される、チューブ110内の水を取り入れるための筒状の取水部720と、取水部720から取り入れられた水の流量を調整するための流量調節弁780と、流量調節弁780から供給された水を減圧させながら流すための減圧流路750と、減圧流路750から供給される水の流量を、チューブ110内の水の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、当該吐出量調整部で流量が制御された水をチューブ110外に吐出するための吐出部740と、を有する。そして、取水部720のチューブ110に挿入される側の一端を先端、他端を基端としたときに、取水部720の基端にフランジ部730が配置される。フランジ部730は、取水部720の基端に配置されている第1円盤部731と吐出部740が配置される第2円盤部732との合体によって構成され、かつ少なくとも減圧流路750および上記吐出量調整部を含む。また、流量調整弁780は、エミッタ620内の流路内の固定端から突出し、流量調整弁780よりも上流側の水の圧力を受けて下流側に開く弁体781を含み、弁体781は、上記固定端から突出する、可撓性を有する薄肉部7811と、薄肉部7811から延出する厚肉部7812とを有する。そして、取水部720がチューブ110に挿入されることにより、エミッタ620がチューブ110に配置され、点滴灌漑用チューブ500が構成される。流量調整弁780では、取水部720内の水圧が設定値以上であるときに薄肉部7811が撓み、弁体781が下流側に開く。このため、エミッタ620は、チューブ110内の水圧が低いときにはエミッタ620内に水を流さず、設定値以上の圧力のときにエミッタ620内に水を流すので、エミッタ620からの水の吐出量を安定化することができる。
【0139】
さらに、エミッタ620の前述の構成要素は、上記第1部品および第2部品における第1の表面および第2の表面に形成された溝、凹部および貫通孔によって形成されていることから、上記第1部品および第2部品のそれぞれを射出成形で一体的に作製することが可能である。よって、三部品からなる従来のエミッタに比べて、エミッタ620は、製造に係るコストのさらなる削減が可能である。
【0140】
また、厚肉部7812と薄肉部7811の境界の平面形状が直線形状であり、厚肉部7812はその下流側が肉厚に形成されている部分であることは、弁体781を下流側に開きやすくし、弁体781を開閉させるための上記設定値をより小さく設定し、より精密に弁体781を開閉させる観点から、より一層効果的である。
【0141】
また、圧力調整弁780が、平面視したときに弁体781に隣接する位置に配置されている固定部782をさらに有し、弁体781および固定部782の平面形状がいずれも扇形であり、弁体781および固定部782が平面視したときに周方向に交互に配置されていることは、射出成形による上記第1部品の生産性を高める観点から、より一層効果的である。
【0142】
また、第1円盤部731が減圧流路750、圧力伝達管725およびフィルム770を含み、第2円盤部732が弁座部810、孔820および溝830を含むことは、より簡素な構造で上記第1部品および第2部品のそれぞれを構築することが可能であり、製造に係るコストのさらなる削減の観点からより一層効果的である。
【0143】
さらに、第1円盤部731および第2円盤部732が同じ材料で一体的に構成されていることは、エミッタ620を一部品で作製することを可能とすることから、製造に係るコストのさらなる削減の観点からさらに一層効果的である。
【0144】
また、上記吐出量調整部が減圧流路750よりも下流側の流路に面して配置される、可撓性を有するフィルム770と、フィルム770の背面にチューブ110内の水の圧力を伝達するための圧力伝達部725と、減圧流路750よりも下流側の流路にフィルム770に面して非接触に配置され、フィルム770が密着可能な、フィルム770に対して窪んでいる弁座部810と、弁座部810に開口する、吐出部740に繋がる孔820と、弁座部810に形成され、弁座部820よりも外側の流路と孔820とを連通する溝830とを有し、フィルム770がチューブ110内の水の圧力が設定値以上であるときに弁座部810に密着することによって、チューブ110内の水圧が高いときのエミッタ620の水の吐出量を所期の量に抑え、チューブ110内の水圧の上昇に関わらずエミッタ620による水の吐出量を一定に保つことができ、エミッタ620の水の吐出量を安定化させる観点からより一層効果的である。
【0145】
また、弁座部810が、チューブ110内の水圧によって変形したフィルム770が密着可能に形成されていることは、エミッタ620から所期の量で安定して水を吐出させる観点からさらに一層効果的である。
【0146】
前述の効果を奏する範囲において、点滴灌漑用チューブ500またはエミッタ620の前述の構成要件の一部が変更されていてもよいし、また、点滴灌漑用チューブ500またはエミッタ620が他の構成要件をさらに有していてもよい。
【0147】
たとえば、吐出部740は、図17Aに示されるように、返し741を有していなくてもよいし、図17Bに示されるように、第2円盤部732の第1の表面7321に開口する開口部であってもよい。
【0148】
また、チューブ110は、シームレスチューブであってもよいし、細長いシートを長手方向に沿って接合してなるチューブであってもよいし、上記シートの接合部に、チューブ110の内外を連通するように形成された隙間や、当該接合部で上記シートに挟まれた管などを有するチューブであってもよい。
【0149】
また、上記第1部品と第2部品を、これらと一体的に形成されるヒンジ部を介して回動可能かつ一体的に構成してもよい。この場合、エミッタ620の部品数をさらに少なくすることが、すなわちエミッタ620を一部品から作製することが可能となる。
【0150】
また、上記取水量調整部は、弁体781と固定部782とによって構成されているが、弁体781と固定部782とが平面方向(周方向)において交互に配置されていなくてもよいし、あるいは、固定部782を含まず、弁体781のみから構成されていてもよい。また、弁体781は、設定された水圧以上で適度に開く弁体であればよく、たとえば均一な厚さの切片であってもよい。
【0151】
また、減圧流路750は、上記吐出量調整部に供給されるべき水の圧力を適度に下げることが可能であればよく、たとえば、その平面形状が直線状の流路であってもよいし、あるいは、チューブ110内の水圧に応じて流路面積が変わる流路であってもよい。
【0152】
また、弁座部810は、孔820の周囲でフィルム770と密着可能な範囲において他の適当な形態であってよく、例えば平面部であってもよい。
【0153】
また、本実施の形態では、フィルム770がエミッタ620中の流路(孔820)を直接開閉するが、上記吐出量調整部は、エミッタ620中の流路を開閉自在に配置された蓋を、フィルム770が当該蓋に接近、離間することによって開閉する構成であってもよい。このような吐出量調整部によっても、チューブ110中の水圧に応じた吐出量の適切な調整が可能である。
【0154】
また、エミッタ620は、圧力伝達管725に代えて、チューブ110内の水の圧力に応じたフィルム770の撓み量をフィルム770に伝達する他の手段、または、チューブ内の水の圧力を直接または間接的にフィルム770の背面に伝達可能な他の構成、を含んでいてもよい。
【0155】
また、流量調節弁780は、取水部720内に配置されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0156】
本発明によれば、滴下すべき液体の圧力によって適切な速度での当該液体の滴下が可能なエミッタを簡易に提供することが可能である。したがって、点滴灌漑や耐久試験などの、長期の滴下を要する技術分野への上記エミッタの普及および当該技術分野のさらなる発展が期待される。
【符号の説明】
【0157】
100、500 点滴灌漑用チューブ
110 チューブ
120、620 エミッタ
130 吐出口
200 エミッタ本体
201、7311、7321 第1の表面
202、7312、7322 第2の表面
211、216、221、231、241、252、7313 凹部
213、242、7314 突条
214、781 弁体
215、782 固定部
222 減圧流路部
223、234、820 孔
232、251 凸部
233 端面
235、830 溝
300、770 フィルム
301 スリット
302 ダイヤフラム部
303 位置決め孔
720 取水部
721、726、741 返し
725 圧力伝達管
730 フランジ部
731 第1円盤部
732 第2円盤部
740 吐出部
750 減圧流路
760 連絡流路
780 流量調節弁
810 弁座部
2141、7811 薄肉部
2142、7812 厚肉部
2331 外環部
2332 傾斜面
2411 第1の部分
2412 第2の部分
2413 傾斜部
7211、7411、7261 径大部
7212、7412、7262 テーパ面
7315 第1の凹部
7316 第2の凹部
7324 凹条
図1
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