特開 2024-19004 農業用給水弁および農業用給水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024019004

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】農業用給水弁および農業用給水装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 25/00 20060101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

A01G25/00 501C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023109196

(22)【出願日】2023-07-03

(31)【優先権主張番号】P 2022121089

(32)【優先日】2022-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】505142964

【氏名又は名称】株式会社クボタケミックス

(74)【代理人】

【識別番号】100090181

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 義人

(72)【発明者】

【氏名】平尾 和弘

(72)【発明者】

【氏名】井内 友昭

(72)【発明者】

【氏名】四元 友治

(57)【要約】      （修正有）

【課題】弁体の作動トルクを低減できる農業用給水弁を提供する。
【解決手段】農業用給水弁１０は、側壁２０ａに吐出口２０ｄを有する有頂縦筒状の弁箱２０、内周面に雌ねじ２２ａが形成された雌ねじ部材（軸受２２）、外周面に形成された雄ねじ２４ａを有し、雌ねじ部材に螺合される弁軸２４、弁箱に対して上下方向にスライド可能に外嵌めまたは内嵌めされて、弁軸の回転に伴って上下動することで吐出口を開閉する縦筒状の弁体２６、および吐出口の上側および下側の位置のそれぞれにおいて、弁箱と弁体との隙間を封止する２つの環状パッキン２８,３０を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圃場に用水を供給するための農業用給水弁であって、
有頂縦筒状に形成され、側壁に吐出口を有する弁箱、
前記弁箱の上方に設けられ、内周面に雌ねじが形成された雌ねじ部材、
外周面に形成された雄ねじを有し、前記雌ねじ部材に対して螺合される弁軸、
縦筒状に形成され、前記弁箱に対して上下方向にスライド可能に外嵌めまたは内嵌めされて、前記弁軸の回転に伴って上下動することで前記吐出口を開閉する弁体、および
前記弁体が全閉位置にあるときに、前記吐出口の上側および下側の位置のそれぞれにおいて、前記弁箱と前記弁体との隙間を封止する２つの環状パッキンを備える、農業用給水弁。

【請求項2】

前記２つの環状パッキンの圧縮状態の圧縮率は、前記弁体が全閉位置にあるときよりも、前記弁体が全開位置から全閉手前位置までにあるときの方が小さい、請求項１記載の農業用給水弁。

【請求項3】

前記弁体は、前記弁箱に外嵌めされ、
前記弁体の閉時移動方向における後側の前記環状パッキンは、前側の前記環状パッキンよりも前記弁箱の軸心から近い位置において圧縮される、請求項２記載の農業用給水弁。

【請求項4】

前記弁体の内周面には、前記２つの環状パッキンと対応する位置に、前記弁体の閉時移動方向における前側に向かって拡径するテーパ面が形成され、
前記２つの環状パッキンのそれぞれは、前記弁体が全閉位置にあるときに前記テーパ面または当該テーパ面の前記弁体の閉時移動方向における後側に形成されたストレート面によって横方向に圧縮される、請求項３記載の農業用給水弁。

【請求項5】

前記弁体は、前記弁箱に外嵌めされ、
前記弁体の内周面には、前記２つの環状パッキンと対応する位置に、前記弁体の閉時移動方向における前側に向かって拡径するテーパ面が形成され、
前記２つの環状パッキンのそれぞれは、前記弁体が全閉位置にあるときに前記テーパ面または当該テーパ面の前記弁体の閉時移動方向における後側に形成されたストレート面によって横方向に圧縮され、
前記弁箱の軸心からの距離は、前記テーパ面よりも、前記テーパ面の間の前記弁体の内周面の方が大きい、請求項２記載の農業用給水弁。

【請求項6】

前記弁体の閉時移動方向における前側の前記環状パッキンは、上下方向に圧縮され、
前記弁体の閉時移動方向における後側の前記環状パッキンは、横方向に圧縮される、請求項２記載の農業用給水弁。

【請求項7】

圃場に用水を供給するための農業用給水装置であって、
給水弁と電動アクチュエータとを備え、
前記給水弁は、
有頂縦筒状に形成され、側壁に吐出口を有する弁箱、
前記弁箱の上方に設けられ、内周面に雌ねじが形成された雌ねじ部材、
外周面に形成された雄ねじを有し、前記雌ねじ部材に対して螺合される弁軸、
縦筒状に形成され、前記弁箱に対して上下方向にスライド可能に外嵌めまたは内嵌めされて、前記弁軸の回転に伴って上下動することで前記吐出口を開閉する弁体、および
前記弁体が全閉位置にあるときに、前記吐出口の上側および下側の位置のそれぞれにおいて、前記弁箱と前記弁体との隙間を封止する２つの環状パッキンを備え、
前記電動アクチュエータは、前記弁軸に対して回転力を与える駆動機構を備え、前記給水弁の上に取り付けられる、農業用給水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は農業用給水弁および農業用給水装置に関し、特にたとえば、圃場に用水を供給する、農業用給水弁および農業用給水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のこの種の農業用給水装置の一例が特許文献１に開示される。特許文献１の技術では、給水弁（給水バルブ）の上にこれを駆動する電動アクチュエータを取り付けることで、圃場の用水管理を遠隔操作または自動制御で行うことを可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１９３９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、給水弁として一般的に広く普及しているアルファルファ型の弁が用いられる。しかしながら、アルファルファ型およびアングル型などの止め弁構造の弁（弁棒によって弁体を弁座と直角方向に作動させる弁）では、止水するときに用水の流れに逆らって弁体を移動させる必要がある。このため、用水圧が高くなると、それに伴って弁体の作動トルク（止水トルク）も高くなってしまう。電動アクチュエータを用いて給水弁を駆動する場合には、高出力のモータが必要となり、消費電力も増してしまう。

【0005】

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、農業用給水弁および農業用給水装置を提供することである。

【0006】

この発明の他の目的は、弁体の作動トルクを低減できる、農業用給水弁および農業用給水装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の発明は、圃場に用水を供給するための農業用給水弁であって、有頂縦筒状に形成され、側壁に吐出口を有する弁箱、弁箱の上方に設けられ、内周面に雌ねじが形成された雌ねじ部材、外周面に形成された雄ねじを有し、雌ねじ部材に対して螺合される弁軸、縦筒状に形成され、弁箱に対して上下方向にスライド可能に外嵌めまたは内嵌めされて、弁軸の回転に伴って上下動することで吐出口を開閉する弁体、および弁体が全閉位置にあるときに、吐出口の上側および下側の位置のそれぞれにおいて、弁箱と弁体との隙間を封止する２つの環状パッキンを備える、農業用給水弁である。

【0008】

第１の発明では、農業用給水弁は、有頂縦筒状に形成された弁箱を備える。弁箱の側壁には、吐出口が形成される。弁箱の上方には、内周面に雌ねじが形成された雌ねじ部材が設けられる。この雌ねじ部材には、外周面に雄ねじが形成された弁軸が螺合される。弁体は、縦筒状に形成され、弁箱に対して上下方向にスライド可能に外嵌めまたは内嵌めされる。この弁体は、弁軸の回転に伴って上下動することで吐出口を開閉する。つまり、用水は吐出口から横方向に排出されるのに対して、弁体の移動方向は上下方向であり、弁体が上下動する際には弁体の内側面に用水圧が作用する。また、農業用給水弁は、弁体が全閉位置にあるときに、吐出口の上側および下側の位置のそれぞれにおいて、弁箱と弁体との隙間を封止する２つの環状パッキンを備える。これら２つの環状パッキンによって、弁体が全閉位置にあるときの吐出口からの水漏れが防止される。

【0009】

第１の発明によれば、弁体が用水圧を受ける方向に対して直交する方向に移動するので、弁体の作動トルクを低減できる。これにより、電動アクチュエータを用いて農業用給水弁を駆動する場合には、小型のモータで駆動可能となる上、消費電力が少なくなるので蓄電池も小型化でき、延いては電動アクチュエータの小型化および低価格化を実現できる。

【0010】

第２の発明は、第１の発明に従属し、２つの環状パッキンの圧縮状態の圧縮率は、弁体が全閉位置にあるときよりも、弁体が全開位置から全閉手前位置までにあるときの方が小さい。

【0011】

第２の発明によれば、弁体をより低トルクで上下動させることができると共に、環状パッキンの摩耗を低減できる。

【0012】

第３の発明は、第２の発明に従属し、弁体は、弁箱に外嵌めされ、弁体の閉時移動方向における後側の環状パッキンは、前側の環状パッキンよりも弁箱の軸心から近い位置において圧縮される。

【0013】

第４の発明は、第３の発明に従属し、弁体の内周面には、２つの環状パッキンと対応する位置に、弁体の閉時移動方向における前側に向かって拡径するテーパ面が形成される。そして、２つの環状パッキンのそれぞれは、弁体が全閉位置にあるときに、テーパ面または当該テーパ面の弁体の閉時移動方向における後側に形成されたストレート面によって横方向に圧縮される。

【0014】

第５の発明は、第２の発明に従属し、弁体は、弁箱に外嵌めされ、弁体の内周面には、２つの環状パッキンと対応する位置に、弁体の閉時移動方向における前側に向かって拡径するテーパ面が形成される。そして、２つの環状パッキンのそれぞれは、弁体が全閉位置にあるときに、テーパ面または当該テーパ面の弁体の閉時移動方向における後側に形成されたストレート面によって横方向に圧縮される。また、弁箱の軸心からの距離は、テーパ面よりも、テーパ面の間の弁体の内周面の方が大きい。

【0015】

第６の発明は、第２の発明に従属し、弁体の閉時移動方向における前側の環状パッキンは、上下方向に圧縮され、弁体の閉時移動方向における後側の環状パッキンは、横方向に圧縮される。

【0016】

第７の発明は、圃場に用水を供給するための農業用給水装置であって、給水弁と電動アクチュエータとを備え、給水弁は、有頂縦筒状に形成され、側壁に吐出口を有する弁箱、弁箱の上方に設けられ、内周面に雌ねじが形成された雌ねじ部材、外周面に形成された雄ねじを有し、雌ねじ部材に対して螺合される弁軸、縦筒状に形成され、弁箱に対して上下方向にスライド可能に外嵌めまたは内嵌めされて、弁軸の回転に伴って上下動することで吐出口を開閉する弁体、および弁体が全閉位置にあるときに、吐出口の上側および下側の位置のそれぞれにおいて、弁箱と弁体との隙間を封止する２つの環状パッキンを備え、電動アクチュエータは、弁軸に対して回転力を与える駆動機構を備え、給水弁の上に取り付けられる、農業用給水装置である。

【0017】

第７の発明では、農業用給水装置は、給水弁と給水弁の上に取り付けられる電動アクチュエータとを備える。給水弁は、有頂縦筒状に形成された弁箱を備える。弁箱の側壁には、吐出口が形成される。弁箱の上方には、内周面に雌ねじが形成された雌ねじ部材が設けられる。この雌ねじ部材には、外周面に雄ねじが形成された弁軸が螺合される。弁体は、縦筒状に形成され、弁箱に対して上下方向にスライド可能に外嵌めまたは内嵌めされる。この弁体は、弁軸の回転に伴って上下動することで吐出口を開閉する。つまり、用水は吐出口から横方向に排出されるのに対して、弁体の移動方向は上下方向であり、弁体が上下動する際には弁体の内側面に用水圧が作用する。また、給水弁は、弁体が全閉位置にあるときに、吐出口の上側および下側の位置のそれぞれにおいて、弁箱と弁体との隙間を封止する２つの環状パッキンを備える。これら２つの環状パッキンによって、弁体が全閉位置にあるときの吐出口からの水漏れが防止される。一方、電動アクチュエータは、給水弁の弁軸に対して回転力を与えるモータおよびメインギア等の駆動機構を備える。

【0018】

第７の発明によれば、第１の発明と同様の作用効果を奏し、弁体が用水圧を受ける方向に対して直交する方向に移動するので、弁体の作動トルクを低減できる。したがって、小型のモータで駆動可能となる上、消費電力が少なくなるので蓄電池も小型化でき、電動アクチュエータの小型化および低価格化を実現できる。

【発明の効果】

【0019】

この発明によれば、弁体が用水圧を受ける方向に対して直交する方向に移動するので、弁体の作動トルクを低減できる。これにより、電動アクチュエータを用いて農業用給水弁を駆動する場合には、小型のモータで駆動可能となる上、消費電力が少なくなるので蓄電池も小型化でき、延いては電動アクチュエータの小型化および低価格化を実現できる。

【0020】

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】この発明の一実施例である農業用給水弁を備える農業用給水装置を圃場に設置した様子を示す図である。

【図2】全開状態の農業用給水弁を示す正面図である。

【図3】全開状態の農業用給水弁を示す側面図である。

【図4】図３のIV-IV線における全開状態の農業用給水弁の断面を示す断面図である。

【図5】全閉状態の農業用給水弁を示す断面図である。

【図6】農業用給水弁の弁体周辺部分を拡大して示す断面図であり、（ａ）は半開状態の弁体周辺部分を示し、（ｂ）は全閉状態の弁体周辺部分を示す。

【図7】農業用給水装置を示す断面図である。

【図8】農業用給水装置が備える電動アクチュエータを示す断面図である。

【図9】この発明の他の実施例の農業用給水弁の弁体周辺部分を拡大して示す断面図であり、（ａ）は半開状態の弁体周辺部分を示し、（ｂ）は全閉状態の弁体周辺部分を示す。

【図10】この発明のさらに他の実施例の全開状態の農業用給水弁を示す正面図である。

【図11】全開状態の農業用給水弁を示す断面図である。

【図12】全閉状態の農業用給水弁を示す断面図である。

【図13】この発明のさらに他の実施例の農業用給水弁の弁体周辺部分を示す断面図であり、（ａ）は全開状態の弁体周辺部分を示し、（ｂ）は全閉状態の弁体周辺部分を示す。

【図14】この発明のさらに他の実施例の農業用給水弁の弁体周辺部分を示す断面図であり、（ａ）は全開状態の弁体周辺部分を示し、（ｂ）は全閉状態の弁体周辺部分を示す。

【図15】この発明のさらに他の実施例の農業用給水弁の弁体周辺部分を示す断面図であり、（ａ）は全開状態の弁体周辺部分を示し、（ｂ）は全閉状態の弁体周辺部分を示す。

【図16】この発明のさらに他の実施例の農業用給水弁の弁体周辺部分を示す断面図であり、（ａ）は全開状態の弁体周辺部分を示し、（ｂ）は全閉状態の弁体周辺部分を示す。

【図17】この発明のさらに他の実施例の全開状態の農業用給水弁を示す断面図である。

【図18】全閉状態の農業用給水弁を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１を参照して、この発明の一実施例である農業用給水弁１０（以下、単に「給水弁１０」と言う。）は、圃場に用水を供給するための装置である。給水弁１０は、たとえば、畦畔１０２に設けられた給水桝１０４内に配置され、畦畔１０２の下に敷設される用水パイプライン１０６から分岐して圃場１００内まで延びる分岐管１０８の下流側端部（立上り管の上端部）に取り付けられる。

【0023】

詳細は後述するように、給水弁１０の上には、給水弁１０の変位機構（弁軸２４および弁体２６）を駆動するための電動アクチュエータ１２が取り付けられ、これら給水弁１０と電動アクチュエータ１２とで圃場用給水装置１４（以下、単に「給水装置１４」と言う。）が構成される。電動アクチュエータ１２が取り付けられた給水弁１０、つまり給水装置１４は、圃場１００の水管理を遠隔操作または予め記憶されたプログラムに基づく自動制御などによって行う圃場水管理システムに用いられる。圃場水管理システムについては、この出願人等による特開２０１７－１９３９１４号公報および特開２０２０－１０３０９９号公報などに記載されているので、それを参照されたい。

【0024】

図２～図５に示すように、給水弁１０は、弁箱２０、軸受２２（雌ねじ部材の一例）、弁軸２４、弁体２６および２つの環状パッキン２８,３０（第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０）等を備える。

【0025】

弁箱２０は、円筒状の側壁２０ａと側壁２０ａの上端開口を封止する円板状の天壁２０ｂとを有する有頂縦筒状に形成される。弁箱２０は、硬質ポリ塩化ビニル等の合成樹脂によって形成され、その呼び径は、たとえば１００ｍｍであり、その高さ（軸方向長さ）は、たとえば３００ｍｍである。なお、天壁２０ｂは、給水弁１０内部のメンテンナンス等のため、側壁２０ａに対して着脱可能な構成にしておくことが好ましい。弁箱２０の側壁２０ａの下端部には、受口形状の接続部２０ｃが下向きに開口するように形成される。この接続部２０ｃは、分岐管１０８の下流側端部と接着接合などによって接続され、用水パイプライン１０６からの用水は、側壁２０ａの下端開口から弁箱２０内に流入する。また、弁箱２０の側壁２０ａの上部には、矩形状の１または複数（この実施例では２つ）の吐出口２０ｄが周方向に並ぶように形成される。つまり、側壁２０ａの下端開口から弁箱２０内に流入した用水は、弁箱２０内を上向きに流れた後、吐出口２０ｄから横向きに排出される。

【0026】

弁箱２０の上方には、内周面に雌ねじ２２ａが形成された円環板状の軸受２２が水平方向に拡がるように設けられる。なお、雌ねじ２２ａは、軸受２２に直接ねじ溝を切ることで形成してもよいし、軸受２２に金属製のナットを固着することで形成してもよい。この軸受２２は、下端部が弁箱２０の側壁２０ａに接着または融着などで固定された長板状の２つの支柱３２によって、弁箱２０の天壁２０ｂと所定間隔（弁体２６の移動代）をあけた状態で支持される。支柱３２は、吐出口２０ｄからずれた周方向位置、つまり吐出口２０ｄ間の側壁２０ａと対向する周方向位置に設けられる。

【0027】

軸受２２には、外周面に雄ねじ２４ａが形成された弁軸２４が上下動可能に螺合される。また、軸受２２の周縁部には、弁箱２０の側壁２０ａの上端部周囲（つまり吐出口２０ｄの周囲）を覆うように、下方に延びる円筒状の飛散防止カバー３４が取り付けられる。飛散防止カバー３４は、ステンレス円筒や透明シート等を用いて形成するとよい。さらに、軸受２２の上面には、電動アクチュエータ１２の底壁（取付台６０）をねじ止めするための複数のねじ穴（図示せず）が周方向に所定間隔で並ぶように形成される。

【0028】

弁軸２４の下端部には、連結部材３６を介して弁体２６が連結される。弁体２６は、硬質ポリ塩化ビニル等の合成樹脂によって、弁箱２０の側壁２０ａの外径よりも少し大きい内径を有する円筒状（縦筒状）に形成される。そして、弁体２６は、弁箱２０の側壁２０ａに対して上下方向にスライド可能に外嵌めされる。つまり、弁箱２０の側壁２０ａの外側面と弁体２６の内側面との間には、弁体２６が上下動できるように隙間が形成される。一方、連結部材３６は、弁軸２４の下端部に回転可能に取り付けられる長板状の横片３６ａと、横片３６ａの両端部から下方に延びる長板状の縦片３６ｂとを有するブリッジ状に形成される。縦片３６ｂは、支柱３２と対向する位置、つまり吐出口２０ｄからずれた周方向位置に設けられる。この連結部材３６の縦片３６ｂの下端部に、弁体２６の上端部が接着または融着などによって固定される。また、連結部材３６の横片３６ａの両端面には、溝状のガイド部３６ｃが形成されており、このガイド部３６ｃには、支柱３２がスライド可能に嵌め入れられる。

【0029】

そして、弁軸２４に対して軸線回りの回転力が加えられると、送りねじ機構によって弁軸２４が上下動し、これに伴い連結部材３６および弁体２６も上下動する。この弁体２６の上下動により、弁箱２０の吐出口２０ｄが開閉される。すなわち、弁体２６は、弁軸２４の回転に伴って上下動することで吐出口２０ｄを開閉する。この際、連結部材３６および弁体２６は、ガイド部３６ｃによって、弁軸２４と共に回転することが防止される（回り止めされる）と共に、支柱３２に沿って真っ直ぐに上下動するように案内される。この実施例では、弁体２６が下限位置である全開位置にあるときに、吐出口２０ｄの全体が露出する全開状態となる。一方、弁体２６が上限位置である全閉位置にあるときに、吐出口２０ｄの全体が弁体２６によって覆われる全閉状態となって止水される。つまり、この実施例では、吐出口２０ｄを閉めるときの弁体２６の移動方向（閉時移動方向）は上方向であり、吐出口２０ｄを開くときの弁体２６の移動方向（開時移動方向）は下方向である。

【0030】

また、弁箱２０の側壁２０ａの外側面には、吐出口２０ｄの上側において周方向に延びる第１環状溝２０ｅが形成されると共に、吐出口２０ｄの下側において周方向に延びる第２環状溝２０ｆが形成される。第１環状溝２０ｅおよび第２環状溝２０ｆには、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０がそれぞれ装着される。この実施例では、環状パッキン２８,３０として、断面円形のゴム製のОリングが用いられる。これら２つの環状パッキン２８,３０は、弁体２６が全閉位置にあるときに、弁箱２０の側壁２０ａの外側面（環状溝２０ｅ,２０ｆの底面）と弁体２６の内側面とによって横方向に圧縮されて圧縮状態となることで、弁箱２０と弁体２６との隙間を封止する。これら２つの環状パッキン２８,３０によって、弁体２６が全閉位置にあるときの吐出口２０ｄからの水漏れが適切に防止される。

【0031】

ここで、図６からよく分かるように、環状パッキン２８,３０の圧縮率は、弁体２６が全閉位置にあるとき（図６(ｂ)の状態）よりも、弁体２６が全開位置から全閉手前位置までにあるとき（図６(ａ)の状態）の方が小さいように設定される。つまり、最終止水状態では、環状パッキン２８,３０は所定の圧縮率で圧縮されるが、一部開状態を含む開状態では、環状パッキン２８,３０は圧縮が緩いか弁体２６の内周面から離れている。具体的には、この実施例では、弁体２６の閉時移動方向における後側（この実施例では下側）に配置される第２環状パッキン３０は、前側（この実施例では上側）の第１環状パッキン２８よりも弁箱２０の軸心から近い位置において圧縮される。つまり、第２環状パッキン３０の径は、第１環状パッキン２８の径よりも小さい。また、弁体２６の内周面には、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０と対応する位置に、弁体２６の閉時移動方向における前側に向かって拡径する第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂが形成される。また、第２テーパ面２６ｂは、第１テーパ面２６ａよりも弁箱２０の軸心から近い位置に形成される。そして、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０のそれぞれは、弁体２６が全閉位置にあるときに、第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂによって横方向（厳密には斜め横方向）に所定の圧縮率で圧縮される。このように、弁体２６が全開位置から全閉手前位置までにあるときの環状パッキン２８,３０の圧縮率を全閉位置にあるときの圧縮率よりも小さくすることで、弁体２６をより低トルクで上下動させることができると共に、環状パッキン２８,３０の摩耗を低減できる。

【0032】

図７に示すように、このような給水弁１０には、弁軸２４を電動で回転させるための電動アクチュエータ１２が取り付けられ、電動アクチュエータ１２によって給水弁１０の変位機構（弁軸２４および弁体２６）が作動される。電動アクチュエータ１２としては、公知のものを適宜利用可能であるが、一例として、この出願人等による特開２０１７－１９３９１４号公報および特開２０２０－１０３０９９号公報に記載のものを用いることができる。以下、図７および図８を参照して、この実施例で用いる電動アクチュエータ１２の構成について簡単に説明する。

【0033】

図７および図８に示すように、電動アクチュエータ１２は、円筒状の筐体４０を備える。筐体４０の上には、保持体４４を介して太陽電池パネル４２が着脱可能に取り付けられる。また、筐体４０の内部には、電子基板４６と、蓄電池４８と、モータ５０およびメインギア５２等を含む駆動機構とが収容される。

【0034】

電子基板４６には、ＣＰＵおよびメモリ等を含む制御部、および無線通信モジュール等を含む無線通信部などが配設される。蓄電池４８は、太陽電池パネル４２によって発電された電力を蓄電する。モータ５０は、蓄電池４８に蓄えられた電力によって駆動される。このモータ５０の出力軸５０ａの先端部には、小ギア５４が設けられており、メインギア５２は、この小ギア５４と連結されることで、モータ５０からの駆動力を受けて軸線回りに回転する。

【0035】

メインギア５２は、両ボス型のギアであり、メインギア５２の軸部には、略円柱状の回転軸５６が挿通される。この回転軸５６の下端部には、給水弁１０の弁軸２４の上端部と連結されるカップリング部５６ａが形成される。また、メインギア５２の軸部の内周面には、軸方向に沿って延びるキー溝５２ａが形成され、回転軸５６の外周面には、キー溝５２ａと嵌合される滑りキー５６ｂが軸方向に沿って延びるように形成される。これによって、回転軸５６は、メインギア５２が回転すると共に回転し、かつメインギア５２の軸部に対して軸方向に摺動可能となる。

【0036】

また、筐体４０の外側面には、使用者による操作指示を受け付けるための操作パネル５８が設けられる。さらに、筐体４０の下部には、回転軸５６などの動作確認および清掃などの維持管理作業を行うための点検口４０ａが形成される。また、筐体４０の底壁は、給水弁１０に対して電動アクチュエータ１２を取り付けるための取付台６０として用いられる。この取付台６０の中央部には、給水弁１０の弁軸２４が挿通される通孔６０ａが形成され、この通孔６０ａの周囲には、複数の取付孔６０ｂが周方向に所定間隔で並ぶように形成される。

【0037】

給水弁１０に電動アクチュエータ１２を取り付ける際には、給水弁１０の軸受２２上に電動アクチュエータ１２を載置した状態で、軸受２２に対して取付台６０をねじ止めする。また、給水弁１０の弁軸２４の上端部と電動アクチュエータ１２の回転軸５６のカップリング部５６ａとを回転不可に連結する。

【0038】

電動アクチュエータ１２を取り付けた給水弁１０、つまり給水装置１４においては、たとえば、ユーザが遠隔操作端末を用いて管理サーバにアクセスし、給水弁１０を全閉、全開または任意の開度とするため等の操作指示（制御信号）を送信すると、この操作指示に応じた制御信号が管理サーバから中継機を介して電動アクチュエータ１２に対して送信される。電動アクチュエータ１２の制御部は、受信した制御信号に応じてモータ５０を駆動させる。このモータ５０の駆動力は、メインギア５２に伝達されて、メインギア５２と共に回転軸５６が回転する。これにより、回転軸５６に固定的に連結された給水弁１０の弁軸２４に対して、回転力が付与される。回転力が加えられた弁軸２４は、送りねじ機構によって上下動され、これに伴い弁体２６が上下動して全開位置および全閉位置などに移動される。

【0039】

ここで、弁箱２０内に流入した用水は吐出口２０ｄから横方向に排出されるのに対して、弁体２６の移動方向は上下方向であり、弁体２６が上下動する際には、円筒状の弁体２６の内側面に用水の圧力が作用する。つまり、用水圧は、弁体２６の内側面に対して弁軸２４と垂直な方向に作用し、弁体２６の移動方向である上下方向には作用しないので、用水圧が高い場合でも弁体２６の作動トルクは高くならない。また、弁体２６が全開位置から全閉手前位置までにあるときの環状パッキン２８,３０の圧縮率を全閉位置にあるときの圧縮率よりも小さくしているので、弁体２６をより低トルクで上下動させることができると共に、環状パッキン２８,３０の摩耗を低減できる。さらに、弁体２６の開時移動方向が下方向であるので、吐出口２０ｄを開くときに弁箱２０の上部に空気溜まりが生じず、エアハンマによる弁体２６等の破損が防止される。さらにまた、環状パッキン２８,３０を弁箱２０の外側面に取り付けているので、環状パッキン２８,３０の消耗状況を容易に目視でき、その交換も容易となる。

【0040】

以上のように、この実施例によれば、弁体２６が用水圧を受ける方向に対して直交する方向に移動するので、弁体２６の作動トルクを低減できる。これにより、電動アクチュエータ１２を用いて給水弁１０を駆動する場合には、小型のモータ５０で駆動可能となる上、消費電力が少なくなるので蓄電池４８も小型化でき、電動アクチュエータ１２（延いては給水装置１４）の小型化および低価格化を実現できる。

【0041】

なお、上述した給水弁１０の構成は単なる一例であり、給水弁１０の具体的な構成（弁体２６の位置、形状および移動方向、ならびに２つの環状パッキン２８,３０の種類、圧縮方向および取付位置などの具体的態様）は、この発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。

【0042】

たとえば、上述の実施例では、弁体２６の内周面に第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂを形成し、第１テーパ面２６ａと第２テーパ面２６ｂとの間の内周面をストレート面（垂直面）にしているが、これに限定されない。図示は省略するが、このテーパ面２６ａ,２６ｂ間の弁体２６の内周面は、第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂよりも弁体２６の軸線に対する傾斜角度が小さいテーパ面とすることもできるし、弁体２６の内周面を一定の傾斜角度で延びる１つのテーパ面にして、その１つのテーパ面の上端部を第１テーパ面２６ａとし、下端部を第２テーパ面２６ｂとすることもできる。また、第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂは必ずしも形成する必要はなく、弁体２６の止水位置周辺部または内周面全体をストレート面としても構わない。

【0043】

さらに、上述の実施例では、第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂによって２つの環状パッキン２８,３０を横方向に圧縮しているが、これに限定されない。たとえば、第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂの少なくとも一方については、その軸方向長さを小さくしておき、テーパ面２６ａ,２６ｂの弁体２６の閉時移動方向における後側に形成されたストレート面によって環状パッキン２８,３０を圧縮することもできる。すなわち、テーパ面２６ａ,２６ｂによって環状パッキン２８,３０を止水可能な寸法まで圧縮した後、弁体２６が全閉位置にきたときには、その圧縮状態をテーパ面２６ａ,２６ｂの後側に形成したストレート面で維持することで、止水するようにしてもよい。このことは、後述する図９に示す実施例においても同様である。

【0044】

また、上述の実施例では、弁体２６の第２テーパ面２６ｂを第１テーパ面２６ａよりも弁箱２０の軸心から近い位置に形成し、第２環状パッキン３０を第１環状パッキン２８よりも弁箱２０の軸心から近い位置において圧縮するようにした。これに対して、図９に示す実施例では、弁体２６に形成する第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂの弁箱２０の軸心からの距離は同じであり、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０の弁箱２０の軸心からの距離も同じである。一方で、第１テーパ面２６ａと第２テーパ面２６ｂとの間の弁体２６の内周面２６ｃ（ストレート面）の弁箱２０の軸心からの距離は、第１テーパ面２６ａおよび第２テーパ面２６ｂの弁箱２０の軸心からの距離よりも大きい。

【0045】

これによって、図９に示す実施例でも、２つの環状パッキン２８,３０の圧縮率は、弁体２６が全閉位置にあるとき（図９(ｂ)の状態）よりも、弁体２６が全開位置から全閉手前位置までにあるとき（図９(ａ)の状態）の方が小さくなる。したがって、図９に示す実施例においても、弁体２６をより低トルクで上下動させることができると共に、環状パッキン２８,３０の摩耗を低減できる。

【0046】

また、上述の実施例では、弁箱２０に対して弁体２６を外嵌めするようにしたが、図１０～図１２に示す実施例のように、弁箱２０に対して弁体２６を内嵌めすることもできる。図１０～図１２を参照して簡単に説明すると、この実施例では、弁体２６は、弁箱２０の側壁２０ａの内径よりも少し小さい外径を有する円筒状（縦筒状）に形成され、弁箱２０の側壁２０ａに対して上下方向にスライド可能に内嵌めされる。また、連結部材３６は、横片３６ａおよび縦片３６ｂに加えて、各縦片３６ｂの下端部から内方に突出し、吐出口２０ｄを通って弁箱２０内まで延びる第２横片３６ｄを有する。そして、この連結部材３６の第２横片３６ｄの先端部に、弁体２６の上端部が固定される。

【0047】

さらに、弁箱２０の側壁２０ａの内側面には、吐出口２０ｄの上側において周方向に延びる第１環状溝２０ｅが形成されると共に、吐出口２０ｄの下側において周方向に延びる第２環状溝２０ｆが形成される。第１環状溝２０ｅおよび第２環状溝２０ｆには、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０がそれぞれ装着される。環状パッキン２８,３０は、図１２に示すように、弁体２６が全閉位置にあるときに、弁箱２０の側壁２０ａの内側面と弁体２６の外側面とによって横方向に圧縮されることで、弁箱２０と弁体２６との隙間を封止する。

【0048】

図１０～図１２に示す実施例においても、弁体２６が用水圧を受ける方向に対して直交する方向（上下方向）に移動するので、弁体２６の作動トルクを低減できる。ただし、弁箱２０に対して弁体２６を内嵌め（内側摺動）にすると、連結部材３６等の構造が少し複雑になるので、弁体２６は、弁箱２０に対して外嵌め（外側摺動）にする方が好ましい。

【0049】

また、上述の実施例では、弁箱２０側に環状パッキン２８,３０を取り付けるようにしたが、図１３に示す実施例のように、弁体２６側に環状パッキン２８,３０を取り付けることもできる。また、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０の一方を弁箱２０側に取り付け、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０の他方を弁体２６側に取り付けることもできる。

【0050】

図１３に示す実施例では、弁体２６の内側面には、弁体２６が全閉位置にあるときに吐出口２０ｄの上側および下側となる位置に、第１環状溝２６ｄおよび第２環状溝２６ｅが形成される。そして、第１環状溝２６ｄおよび第２環状溝２６ｅには、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０がそれぞれ装着される。なお、弁箱２０に対して弁体２６を内嵌めする場合には、弁体２６の外側面に第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０を取り付けるとよい。

【0051】

さらに、上述の実施例では、弁箱２０と弁体２６とによって環状パッキン２８,３０を横方向に圧縮したが、図１４または図１５に示す実施例のように、環状パッキン２８,３０を上下方向に圧縮することもできる。

【0052】

図１４に示す実施例では、弁箱２０の側壁２０ａの外側面には、吐出口２０ｄの上側において周方向に延びる鍔状の第１環状突起２０ｇが形成されると共に、吐出口２０ｄの下側において周方向に延びる鍔状の第２環状突起２０ｈが形成される。第１環状突起２０ｇおよび第２環状突起２０ｈの下面には、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０がそれぞれ貼り付けられる。この実施例では、環状パッキン２８,３０として、断面Ｔ字形のＴリングが用いられる。また、第２環状突起２０ｈおよび第２環状パッキン３０は、第１環状突起２０ｇおよび第１環状パッキン２８よりも弁箱２０の軸心から近い位置に配置される。一方、弁体２６の内径は、弁箱２０に形成される第２環状突起２０ｈの外径と略同じ大きさに形成され、弁体２６の下端部には、内方に突出する第３環状突起２６ｆが形成される。

【0053】

図１４に示す実施例においては、弁体２６が全閉位置にあるときに、第１環状パッキン２８が第１環状突起２０ｇの下面と弁体２６の上端面とによって上下方向に圧縮されると共に、第２環状パッキン３０が第２環状突起２０ｈの下面と第３環状突起２６ｆの上面とによって上下方向に圧縮されることで、弁箱２０と弁体２６との隙間が封止される。この際、第２環状パッキン３０は、第１環状パッキン２８よりも弁箱２０の軸心から近い位置において圧縮され、環状パッキン２８,３０の圧縮率は、弁体２６が全閉位置にあるとき（図１４(ｂ)の状態）よりも、弁体２６が全開位置から全閉手前位置までにあるとき（図１４(ａ)の状態）の方が小さいように設定される。したがって、図１４に示す実施例においても、弁体２６をより低トルクで上下動させることができると共に、環状パッキン２８,３０の摩耗を低減できる。

【0054】

また、図１５に示す実施例は、図１４に示す実施例とほぼ同じであるが、環状パッキン２８,が弁体２６側に取り付けられる。すなわち、図１５に示す実施例では、第１環状パッキン２８が弁体２６の上端面に貼り付けられると共に、第２環状パッキン３０が第３環状突起２６ｆの上面に貼り付けられる。図１５に示す実施例においても、弁体２６をより低トルクで上下動させることができると共に、環状パッキン２８,３０の摩耗を低減できる。

【0055】

さらにまた、上述の実施例では、弁体２６の閉時移動方向を上方向とし、弁体２６の開時移動方向を下方向としたが、図１６に示す実施例のように、弁体２６の閉時移動方向を下方向とし、弁体２６の開時移動方向を上方向とすることもできる。また、第１環状パッキン２８および第２環状パッキン３０は、必ずしも同じ方向に圧縮される必要はなく、図１６に示す実施例のように、第１環状パッキン２８と第２環状パッキン３０とで圧縮方向を異ならせることもできる。

【0056】

簡単に説明すると、図１６に示す実施例では、弁箱２０の側壁２０ａの外側面には、吐出口２０ｄの上側において周方向に延びる第１環状溝２０ｅが形成されると共に、吐出口２０ｄの下側において周方向に延びる鍔状の第２環状突起２０ｈが形成される。この第１環状溝２０ｅには、第１環状パッキン２８が装着され、第２環状突起２０ｈの上面には、第２環状パッキン３０が貼り付けられる。また、弁体２６の閉時移動方向における後側（この実施例では上側）の第１環状パッキン２８は、前側（この実施例では下側）の第２環状パッキン３０よりも弁箱２０の軸心から近い位置において配置される。図１６に示す実施例においては、弁体２６が全閉位置にあるときに、第１環状パッキン２８が弁箱２０の側壁２０ａの外側面と弁体２６の内側面とによって横方向に圧縮されると共に、第２環状パッキン３０が第２環状突起２０ｈの上面と弁体２６の下端面とによって上下方向に圧縮されることで、弁箱２０と弁体２６との隙間が封止される。

【0057】

また、上述の実施例では、雌ねじ部材として軸受２２を用い、弁体２６と共に弁軸２４が上下動するようにしたが、これに限定されない。図１７および図１８に示す実施例のように、弁軸２４が上下動することなく回転することで、弁体２６を上下動させることもできる。言い換えると、弁体２６を上下動させるための送りねじ機構は、軸受２２側ではなく、連結部材３６側に設けることもできる。

【0058】

図１７および図１８に示す実施例では、弁箱２０の上方に設けられる連結部材３６の横片３６ａの上面中央部には、内周面に雌ねじ７０ａが形成された雌ねじ部材７０が固着される。雌ねじ部材７０としては、フランジ付きナット等が用いられる。この雌ねじ部材７０には、外周面に雄ねじ２４ａが形成された弁軸２４が螺合される。また、この実施例の軸受２２は、弁軸２４の上端部を回転可能に支持する支持部材７２を有している。すなわち、軸受２２の中央部の孔は、ねじ溝を有さない貫通孔２２ｂとされ、軸受２２の中央上部には、玉軸受ユニット等の支持部材７２が固着される。さらに、軸受２２の上面には、中央部に孔７４ａを有する円環板状の嵩上げ部７４が、支持部材７２の周囲を覆うように設けられる。つまり、支持部材７２は、嵩上げ部７４の孔７４ａ内に配置され、嵩上げ部７４よりも上方に出っ張らないようにされる。なお、嵩上げ部７４は、軸受２２の上面に円環板状の部材を固着することで設けてもよいし、軸受２２の中央上部に窪み部を形成することで設けてもよい。また、嵩上げ部７４は、必ずしも設けられる必要はなく、省略することもできる。

【0059】

このような給水弁１０では、図１７および図１８に示すように、弁軸２４に対して軸線回りの回転力が加えられると、弁軸２４の雄ねじ２４ａと雌ねじ部材７０の雌ねじ７０ａとの送りねじ機構によって、弁軸２４が上下動することなく、連結部材３６および弁体２６が上下動する。

【0060】

図１７および図１８に示す実施例によれば、弁軸２４を上下動させることなく、弁体２６を上下動させることができるので、電動アクチュエータ１２の回転軸５６に上下動機能（または伸縮機能）を持たせる必要がなくなり、回転軸５６の上下動を吸収するためのスペースも不要となる。したがって、この給水弁１０を用いることで、電動アクチュエータ１２（延いては給水装置１４）を簡略化でき、より小型化および低価格化できる。

【0061】

また、上述の実施例では、環状パッキン２８,３０として、ОリングおよびＴリングなどのスクイーズ型のパッキンを用いたが、スクイーズ型のパッキンよりも摺動（摩擦）抵抗の小さいリップ型のパッキンを用いることもできる。また、環状パッキン２８,３０の表面および弁体２６の内側面（内嵌めの場合は外側面）の少なくとも一方にテフロン（登録商標）等の低摩擦材料をコーティングしたり、弁体２６自体を低摩擦材料によって形成したりする等して、弁体２６が上下動する際の摩擦抵抗を低減することもできる。

【0062】

さらに、上述の実施例では、弁箱２０に２つの吐出口２０ｄを形成しているが、吐出口２０ｄの数および形状などは、適宜変更可能である。また、上述の実施例では、弁箱２０の接続部２０ｃは、受口形状を有しているが、弁箱２０と用水パイプライン１０６の分岐管１０８との接続は、フランジ接続やねじ接続であってもよい。また、接続部２０ｃ（弁箱２０の下端開口）は、横向きに開口していてもよい。さらに、弁箱２０の側壁２０ａおよび弁体２６は、必ずしも円筒状に形成される必要はなく、角筒状（箱状）に形成することもできる。

【0063】

さらに、上述の実施例では、給水弁１０に電動アクチュエータ１２を取り付けるようにしたが、給水弁１０は必ずしも電動アクチュエータ１２によって駆動される必要はなく、給水弁１０は、手作業（人力手動）によって開閉されても構わない。手作業で給水弁１０を開閉する場合には、弁軸２４の上端部に、弁軸２４を手動で回転させるためのハンドルを取り付けたり、レンチ等の工具を用いて弁軸２４を回転させるためのナット等の嵌合部を設けたりするとよい。

【0064】

さらにまた、上述した弁箱２０、弁体２６および２つの環状パッキン２８,３０を含む給水弁１０の基本構造は、産業用の給水弁または排水弁に適用することもできる。この際、弁箱２０内の水の流れ方向は、上向き以外でもよく、弁体２６の移動方向も上下方向以外でもよい。

【0065】

なお、上で挙げた寸法などの具体的数値および具体的形状などは、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0066】

１０ …農業用給水弁
１２ …電動アクチュエータ
１４ …農業用給水装置
２０ …弁箱
２２ …軸受（雌ねじ部材）
２４ …弁軸
２６ …弁体
２６ａ …第１テーパ面
２６ｂ …第２テーパ面
２８ …第１環状パッキン
３０ …第２環状パッキン
７０ …雌ねじ部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】