JPH0353896B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動散水制御装置に関するものであ
る。

その目的は芝生、苔、その他農作物などにその
地表の乾燥を感知して散水を行なうという非常に
便利な自動散水制御装置を提供することにある。

本発明の概要は、地表の乾燥状態を湿度の増減
により伸縮するリボンを用いた水分センサーによ
つて感知させ、乾燥時にそのリボンの収縮力でマ
イクロスイツチを印加させセンサー回路に瞬時だ
け電流を生ぜしめ、ラツチングリレーを介してマ
イクロバルブに装備したソレノイドに通電してマ
イクロバルブを開放し、このマイクロバルブの開
放がメインバルブの開放を行ない、かつ同時にこ
のマイクロスイツチの印加によりタイマー回路を
作動させてマイクロスイツチが切れた後も所要時
間前記開放を保持させてスプリンクラー等の散水
器による散水を行わせるというものである。

従来、芝生、苔などは水分が不足すると枯れて
しまいやすく特に夏期においては一日に何回も散
水してやる必要があり非常に面倒で、家族旅行な
どで留守にすることもできず不都合なものであつ
た。

これを解決する手段として、近年例えば、24時
間タイマー付きの電磁バルブ式散水装置などが市
販される様になつて来た。これは散水時間を15分
単位で自由にセツトでき一応便利なものである
が、地面の水分に関係なく雨が降つても散水する
など乾燥状態とは無関係に時間だけで作動すると
いう欠点があり、さらにこの散水装置の電源が交
流であるため屋外で使用しにくく、また散水を交
流電源で作動させるので安全上も問題がある、な
どの難点を有するものであつた。

本発明者はこれらの点を解決すべき鋭意研究を
重ね、地表の乾燥状態を感知して散水が行われ、
しかも電磁バルブや交流電源を使用せず安全であ
り、かつ消費電力が非常に少なく電池寿命も長く
長期に渡つて自動散水を維持できるという本発明
に達したのである。

すなわち、パイロツトチユーブに水流が生じる
ことによりメインバルブが自動的に開放してメイ
ンホースから散水器へと水が流れて所要時間散水
を行なう装置であつて、湿度の増減や水濡れ・乾
燥により伸縮するリボンを用いた水分センサーに
よつて乾燥時に該リボンの収縮力でマイクロスイ
ツチを印加させ前記パイロツトチユーブに通じる
マイクロバルブを開放する手段と、前記マイクロ
スイツチの印加と同時にタイマー回路を作動させ
所要時間前記マイクロバルブの開放を保持させて
前記散水器の散水を行わせる手段、を備えてなる
ことを特徴とする自動散水制御装置を発明するに
至つたのである。

本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明装置の概要を示した説明略図で
ある。

この図の様に蛇口ａにメインバルブｂを取付
け、このメインバルブｂにメインホースｃとパイ
ロツトチユーブｄが連結されており、メインホー
スｃの先端に散水器として例えばスプリンクラー
ｅが取付けられていて、一方パイロツトチユーブ
ｄの先端にはコントローラーｆが連結されてい
る。

このスプリンクラーｅ及びコントローラーｆは
共に散水を必要とする例えば芝生などの地面イに
置かれている。

このコントローラーｆの底面から水分センサー
ｇの箱体が突出していてその下端が地面イに接し
ているか、又は埋設されているのである。

この水分センサーｇ近傍の湿度が地面イの乾燥
で低下して来るとその水分センサーｇに用いられ
たリボンが乾燥収縮してマイクロスイツチを印加
させ後述する如き作用によつてパイロツトチユー
ブｄに水流が生じメインバルブｂが開放してメイ
ンホースｃに水を流がしスプリンクラーｅによつ
て散水が行われるのである。

この散水時間はコントローラーｆにタイマー回
路が装備されていてこれによつて自由にセツトで
きる様になつている。つまり所要の時間だけパイ
ロツトチユーブｄに水が流れる様になつているの
である。

なお、同時に散水頻度も後述する如く水分セン
サーの感度調整によつて可変し得るものである。

このパイロツトチユーブｄにおける水流の有無
がメインバルブｂを開閉する機構は例えば次の如
きものが使用できる。

第２図は本発明装置におけるメインバルブの１
実施例の詳細を示した断面図である。

この図の様に蛇口ａに取付けられたメインバル
ブｂは、取付口１とこれに連通する入口室２があ
つて、この入口室２は出口室３とダイヤフラム弁
４によつて仕切られている。つまり弁座５にダイ
ヤフラム弁４が離接することによつて弁の開閉が
行なわれるのである。

そしてこのダイヤフラム弁４の背面側、つまり
ダイヤフラム弁４の有する小孔６に連通する位置
に背面室７が設けられていて、この背面室７から
支管接続口８が出ているのである。この支管接続
口８にパイロツトチユーブｄが連結されるのであ
る。一方出口室３からは主管接続口９が突出して
いてここにメインホースｃが連結されるのであ
る。

パイロツトチユーブｄに水流が生じると背面室
７の水圧が下がりダイヤフラム弁４は入口室２か
らの流圧で弁座５から離れて水は出口室３へと流
れてメインバルブｂは開放され、一方パイロツト
チユーブｄの水流が止まると背面室７の水圧は上
がり入口室２と背面室７とは小孔６があるため同
一水圧となるが出口室３の水圧が下がりダイヤフ
ラム弁４が背面室７からの押圧力で弁座５に接圧
してメインバルブｂを閉塞するのである。

この様にしてパイロツトチユーブｄの水流の有
無がメインバルブｂの開閉を行ない散水器ｅの散
水が操作されるのである。

次に本発明においてパイロツトチユーブｄの水
流の有無が乾燥状態によつて自動的に制御される
手段について説明する。

第３図は本発明における水分センサーｇの１実
施例の構造を示した側面拡大断面略図である。

この図の様に水分センサーｇは、通気孔１０を
備えた箱体１１が地面イに接する様にして設けら
れたものであり、この箱体１１の中に例えばナイ
ロンリボン１２が、その一端を箱体１１の上部に
固定し中央部を下方に設けられたロール１３によ
つて地面イ近くに案内しその他端をマイクロスイ
ツチ１４の板バネ１５に連結して、セツトされて
いるのである。

なお、第３図の破線で示した如く、給水孔２９
を設けた先端埋設部３０を突設してこの中に吸水
体３１を収納して地面の水分を吸収させナイロン
リボン１２に地中の水分を伝えやすい様にしてお
くと一層好ましい結果が得られるものである。

この様にすることによつて、地面イが乾燥して
地表への水分及び水蒸気供給が止まり箱体１１内
の湿度が低下して来るとナイロンリボン１２は乾
燥して収縮しマイクロスイツチ１４の板バネ１５
を引下げマイクロスイツチ１４を印加するのであ
る。つまりナイロンリボン１２を地面近くに接近
させて設置することにより空気中の湿度だけでは
なく地中からの水分及び水蒸気の増減をも感知し
地面の水分が不足すると乾燥して上記作動を行な
うのである。

このマイクロスイツチ１４が印加されると瞬時
だけセンサー回路に電流が生じこれが後述する如
くマイクロバルブを開放させるのである。

なお、図の１６は感度調整ツマミであり、これ
によつてナイロンリボン１２のテンシヨンを調整
して所望の湿度に達したときにマイクロスイツチ
１４が印加される様に調節できるのである。つま
り散水頻度が任意に可変し得るのである。

本発明において水分センサーｇはマイクロスイ
ツチ１４を印加するときのみ作用し、瞬時だけセ
ンサー回路に電流が通じてマイクロバルブが開放
され、散水が始まるとタイマー回路により所要時
間散水状態つまりバルブ開放が保持されるのであ
る。

したがつてこの散水によりナイロンリボン１２
が濡れて伸長してマイクロスイツチ１４の印加が
切れてもその作動はタイマー回路に移行している
ので所要時間内に散水が停止されることはないの
である。

このナイロンリボン１２が散水によつて濡れな
いと次回の乾燥感知が早くなり過ぎる危険性があ
り、したがつて第３図の如く箱体１１の前方に小
型スプレーノズル１７を設けておくと非常に好適
なものとなる。

つまりこの小型スプレーノズル１７はマイクロ
バルブより放出する水を小型スプレーとしてナイ
ロンリボン１２に向つてかけるものであり、マイ
クロスイツチ印加後直ちにナイロンリボン１２が
濡れて伸長し約５〜10秒で必ず元の状態に戻り、
スプリンクラーａが散水している間この小型スプ
レーノズル１７も水をかけ続けているので次回の
散水が早く行われ過ぎるのを防止できるのであ
る。

また、この小型スプレーによつてナイロンリボ
ン１２の清浄化が常時保たれるという効果も得ら
れるし、さらに水分センサーｇ近辺の地表の湿潤
状態とスプリンクラーｅによる散水によつて得ら
れる地表の湿潤状態を一致させる様に調節するこ
とが容易になるのである。

この水分センサーｇに用いられるリボンは湿度
の増減により伸縮するリボンであればよく、本発
明者の実験ではナイロンリボンが最も良好な結果
を得るものと判定されたが、これに限定されるも
のではないことは勿論である。

第４図は本発明におけるマイクロバルブ装置の
１実施例を示した拡大断面略図である。

この図の様にマイクロバルブ装置ｈは、マイク
ロバルブ１８とラツチングソレノイド１９とを組
合せたもので、第１図のコントローラーｆに内蔵
されるものである。

第１図のパイロツトチユーブｄからの水流はマ
イクロバルブ１８の入口孔２０から出口孔２１へ
と流れる様になつている。この入口孔２０と出口
孔２１との中間水路２２にプランジヤー２３が設
けられていて、このプランジヤー２３はＯリング
２４及びＵパツキン２５内を移動する様になつて
おり、これによつてマイクロバルブ１８を開閉す
るのである。

このプランジヤー２３はスプリング２６の押圧
によつて常時Ｏリング２４から外れて脱出しよう
としているが、このプランジヤー２３と前記ソレ
ノイド１９とを連結している作動杆２７がこのソ
レノイド１９に吸着されているときはこのスプリ
ング２６は圧縮されたままでマイクロバルブ１８
は閉塞状態となつている。

前述した水分センサーｇの水分不足感知によつ
てセンサー回路に生じた電流が後述する如くラツ
チングリレーを介してラツチングソレノイド１９
に通電すると、このソレノイド９の有する永久磁
石２８の磁力を瞬間的に打消す逆の電磁力が生
じ、前記作動杆２７を引張つていた磁力が瞬間的
に極少になつてスプリング２６の抗力が上まわつ
てプランジヤー２３がＯリング２４から外れてマ
イクロバルブ１８が開放されるのである。

なお、この開放により出口孔２１から出た水を
前述の小型スプレーノズル１７に連通して前述し
た様に水分センサーｇのリボンを濡らしてやれば
よいのである。

また、水分センサーｇのリボンが濡れてマイク
ロスイツチ１４の印加が切れても、最初の通電に
よりタイマー回路へとその作動が完全に移行して
いるので所要時間のバルブ開放が保持され散水が
行われるのである。

つまり、この所要時間中はラツチングソレノイ
ド１９の磁石吸引部は永久磁石２８から離れてい
るのでスプリング２６の力に抗してまで引き戻さ
れることはないのである。そして所要時間後にタ
イマー回路が働いて前記ソレノイド１９に逆通電
し開放時とは逆方向の電磁力を発生させて作動杆
２７をスプリング２６に抗して引張りプランジヤ
ー２３をＯリング２４に押込んでマイクロバルブ
１８の閉塞が行われるのである。

このマイクロバルブ装置ｈの開閉に要する電力
は、瞬間的にラツチングソレノイド１９に通電さ
せるだけであり、散水の所要時間中ソレノイド１
９に通電するものではないので、非常に少なくき
わめて省エネルギー性に富むものであり、その電
源として乾電池や太陽電池が使用でき、電池交替
なども６〜12ケ月に１回で済むことになり、本発
明の大きな特徴の一つとなつている。

第５図は本発明装置の電子回路をブロツク図で
示したものである。

この図の様に水分センサーｇのリボン１２によ
つてマイクロスイツチ１４が印加されると、セン
サー回路Ｓに水分不足であることが瞬間的に伝達
され、この電流がラツチングリレーｒを作動させ
るとラツチングソレノイド１９が駆動し、前述し
た如くマイクロバルブ１８が開放し散水が行われ
る。同時にタイマー回路ｔに通電して設定された
時間（５〜20分間）バルブ開放状態が続くのであ
る。

そして設定された時間後、ラツチングソレノイ
ド１９にタイマー回路ｔから前記とは逆方向の電
流が通じてこのソレノイド１９に作動杆２７を引
込む電磁力を瞬間的に発生させてマイクロバルブ
１８のプランジヤー２３とＯリング２４とによつ
てバルブ閉塞を行なうのである。

この場合、タイマー回路ｔがラツチングリレー
ｒを作動させてバルブ閉塞が行われたことをリミ
ツトスイツチｕが確認してセンサー回路Ｓが再び
機能する様になつている。

この本発明の電子回路の電源としては、例えば
DC1.5ボルトの乾電池を４本直列に使用してもよ
いし、太陽電池を用いることも可能でこれによつ
てニツカド電池に充電しつつ使用するのである。

本発明における電子回路では実験の結果、例え
ば負荷電流は最小数10μA〜最大5A（瞬時）であ
つた。この実験における散水装置の性能として
は、散水時間は５〜20分の間で連続可変でき、芝
生にセツトしたところ晴天時（20℃微風）１日５
回の散水が行われた。

また、電池寿命は高性能マンガン電池を使用し
た場合１日５回作動したとして約６ケ月となり、
雨水、曇天などを考慮すれば８〜12ケ月の寿命を
保つものである。

なお、水分センサーｇの感度調整ツマミ１６及
びタイマー調節ツマミ（図示せず）によつて、使
用場所の環境（土質、温湿度、植物種など）によ
る散水条件に応じて適切な頻度・時間の散水が行
われる様に調整できることは勿論である。

以上、詳細に説明した様に本発明は、地表の乾
燥状態に応じて自動的に散水する制御装置であ
り、マイクロバルブの開閉がメインバルブの開閉
を行ない、このマイクロバルブが水分センサーと
センサー回路及びタイマー回路よりなる電子回路
によつて任意に設定された所要時間だけの開放を
行なつて散水を操作するものであり、水分の不足
時のみ散水するので非常に効率的であり、散水頻
度も調節でき消費電力も少なく長期に渡つて電池
交換などをする必要がなく、しかも安全でありか
つ小型スプレーによる水分センサーの洗浄効果に
よつて常に正常な作動が達成されるなど、芝生、
苔、農作物などの散水にきわめてすぐれた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概要を示した説明略図で
ある。第２図は本発明装置におけるメインバルブ
の１実施例を詳細に示した断面図である。第３図
は本発明における水分センサーの１実施例の構造
を示した側面拡大断面略図である。第４図は本発
明におけるマイクロバルブ装置の１実施例を示し
た拡大断面略図である。第５図は本発明装置の電
子回路をブロツク図で示したものである。 ａ……蛇口、ｂ……メインバルブ、ｃ……メイ
ンホース、ｄ……パイロツトチユーブ、ｅ……ス
プリンクラー、ｆ……コントローラー、ｇ……水
分センサー、ｈ……マイクロバルブ装置、１……
取付口、２……入口室、３……出口室、４……ダ
イヤフラム弁、５……弁座、６……小孔、７……
背面室、８……支管接続口、９……主管接続口、
１０……通気孔、１１……箱体、１２……ナイロ
ンリボン、１３……ロール、１４……マイクロス
イツチ、１５……板バネ、１６……感度調整ツマ
ミ、１７……小型スプレーノズル、１８……マイ
クロバルブ、１９……ラツチングソレノイド、２
０……入口孔、２１……出口孔、２２……中間水
路、２３……プランジヤー、２４……Ｏリング、
２５……Ｕパツキン、２６……スプリング、２７
……作動杆、２８……永久磁石、２９……吸水
孔、３０……先端埋設部、３１……吸水体、Ｓ…
…センサー回路、ｒ……ラツチングリレー、ｔ…
…タイマー回路、ｕ……リミツトスイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パイロツトチユーブに水流が生じることによ
   りメインバルブが自動的に開放してメインホース
   から散水器への水が流れて所要時間散水を行なう
   装置であつて、湿度の増加や水濡れにより伸長し
   かつ湿度の減少や乾燥によつて収縮するリボンを
   用いた水分センサーによつて乾燥時に該リボンの
   収縮力でマイクロスイツチを印加させ前記パイロ
   ツトチユーブに通じるマイクロバルブを開放する
   手段と、前記マイクロスイツチの印加と同時にタ
   イマー回路を作動させ所要時間前記マイクロバル
   ブの開放を保持させて前記散水器の散水を行わせ
   る手段、を備えてなることを特徴とする自動散水
   制御装置。 ２ 水分センサーが、ナイロンリボンを使用した
   ものであり、該ナイロンリボンは地面に接する箱
   体内に設置されていて空気中の湿度のみではなく
   地中からの水蒸気の増減をも感知する様になつて
   いる特許請求の範囲第１項記載の自動散水制御装
   置。 ３ マイクロバルブより放出する水を小型スプレ
   ーとして水分センサーのリボンにかけて、水濡れ
   によつて該リボンを伸長させる様にした特許請求
   の範囲第１項記載の自動散水制御装置。 ４ マイクロバルブが、その開閉手段としてラツ
   チングソレノイドとスプリングを備えており、乾
   燥時水分センサーによつて印加されたマイクロス
   イツチよりセンサー回路に瞬時電流を通じラツチ
   ングリレーを介して前記ラツチングソレノイドに
   通電し前記スプリングの作用でバルブ開放を行な
   わせ、この開放後は前記センサー回路を介して作
   動したタイマー回路の作用で所要時間開放を続け
   てのち前記ラツチングソレノイドに逆通電させる
   ことによりバルブ閉塞を行わせるものである特許
   請求の範囲第１項記載の自動散水制御装置。