JPH10300559A - 水位センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動的に且つ安定して水位を検知することがで
きると共に、保守点検もほとんど不要とすることができ
る水位センサーを提供する。 【解決手段】筒状の保護ケース５と、保護ケース５内に
収容されると共に潅水装置１０に通じるリード線４に接
続された制御スイッチ３と、保護ケース５内に上下動自
在に保持された制御スイッチ３を作動させる操作杆６
と、操作杆６の上端と回動自在に連結されると共に保護
ケース５に上下の傾動自在に支持された傾動アーム７と
からなるセンサー本体１Ａ、並びに傾動アーム７の一端
に回動自在に軸支されたフロートガイド１９及びフロー
トガイド１９に係合するフロート３１とからなる水位設
定部１Ｂにより構成し、フロート３１の上下動で水位を
検知して制御スイッチ３を作動させ、検知した水位に応
じて潅水装置１０を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として水田等の
水位を検知して、潅水装置を作動させるために使用され
る水位センサーに関するものである。さらに詳しくは、
フロートの上下動によって上限水位や下限水位等の設定
水位を検出して制御スイッチを作動（ＯＮ−ＯＦＦ）さ
せ、検知した水位の状況に応じて潅水装置の制御回路の
開閉を行い（制御回路に信号を発信する）潅水装置を制
御する水位センサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より水田等の水位を検知して自動的
に潅水を行う潅水装置は種々開発されており、そのため
の水位センサーも種々開発されている。その中の１つ
に、水の導電性を利用し、電極間に流れる電流を検知し
てスイッチを作動させるようにしたものがある（例え
ば、特開昭５７−５１３１９号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に開示されて
いる水位センサーは、水位検出部として電極板を備える
ものであるが、水位センサーは農地内に設置されるた
め、電極が汚れたり、電極間が水分を含んだ塵芥等で短
絡された状態になるなど、誤動作するおそれがあり、そ
のため保守点検を頻繁に行う必要があると考えられる。
また、電極で検出する微弱な信号では直接潅水装置を制
御することは不可能であり、制御可能なレベルにまで信
号を増幅したり、制御可能な信号に変換するための信号
処理手段が別途必要になり、結果としてコストが嵩んで
しまうおそれがあると考えられる。本発明は、従来技術
の上記問題点に鑑み、自動的に且つ安定して水位を検知
することができると共に、保守点検もほとんど不要と
し、結果として低コストで実施することができる水位セ
ンサーを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため本発明では、水
位センサーを、筒状ケースと、該筒状ケース内に収容さ
れると共に潅水装置に通じるリード線に接続された制御
スイッチと、前記筒状ケース内に上下動自在に保持され
た該制御スイッチを作動させる操作杆と、該操作杆の上
端と回動自在に連結されると共に前記筒状ケースに上下
動自在に支持されたアームとからなるセンサー本体、並
びに前記アームの一端に回動自在に軸支されたフロート
ガイド及び該フロートガイドに係合するフロートとから
なる水位設定部を有することより構成し、フロートの上
下動で水位を検知して制御スイッチを作動させ、検知し
た水位に応じて潅水装置を制御することを第１の特徴と
する。

【０００５】また、制御スイッチ及び該制御スイッチと
リード線との接続部が筒状ケース内に密閉されているこ
とを第２の特徴とするもので、前記制御スイッチが押し
ボタン式スイッチで構成され、操作杆の下端に弾性体を
装着したことを第３、第４の特徴とするものであり、さ
らに、フロートガイドに倣って上下移動可能且つ該フロ
ートガイドに固定可能な上部ストッパー及び下部ストッ
パーを設け、フロートが前記フロートガイド又は前記下
部ストッパーの少なくとも一方に遊嵌されると共に、前
記上部ストッパーの下端部に設けた上限水位を位置決め
する鍔と前記下部ストッパーの下端部に設けた下限水位
を位置決めする鍔との間に配されていることを第５の特
徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基づい
て本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る
水位センサーの一実施例を示す要部縦断面図、図２は水
位設定部の斜視図、図３は水位センサーが下限水位を検
知した状態を示す要部縦断面図、図４は水位センサーが
上限水位を検知した状態を示す要部縦断面図、図５は制
御スイッチの各端子と内部回路の関係を示す説明図、図
６は潅水装置が止水状態のときの潅水装置と水位センサ
ーの制御関係を示す回路図、図７は潅水装置が給水状態
のときの潅水装置と水位センサーの制御関係を示す回路
図である。

【０００７】

【実施例】図１において、１Ａはセンサー本体であり、
水田に基準面を合わせて設置されたドーム型の保護容器
２内に固定アーム（図示せず）を用いて固定されてい
る。センサー本体１Ａは上下に２分割された筒状の保護
ケース５内に収容された制御スイッチ３及びこれと接続
される潅水装置１０に通じるリード線４と、同じく保護
ケース５内に上下動自在に保持されると共に、制御スイ
ッチ３に接離してＯＮ−ＯＦＦ操作を行う操作杆６及び
この操作杆６の上端を回動自在に連結すると共に、保護
ケース５の上端部に上下に傾動自在に取付けられた傾動
アーム７とから構成されている。以下センサー本体１Ａ
を詳細に説明する。

【０００８】図中、３は保護ケース５の下側の筒状部５
ｂの上端に固定されている制御スイッチであり、本実施
例では内部に２つの回路（図５参照）が設けられた押し
ボタン式スイッチが使用されている。ここで、制御スイ
ッチ３の仕様は、潅水装置１０の制御回路の構成や電気
容量等を考慮し、潅水装置１０を制御するのに足り得る
定格のものを用いればよい。例えば潅水装置１０が半自
動のものであれば内部回路が１回路のものでも構わない
し、制御回路に流れる電流が１００ｍＡ程度であれば低
容量タイプのものでも構わない。４は制御スイッチ３の
下端とカップリング９にて着脱可能に接続された潅水装
置１０に通じるリード線である。リード線４の制御スイ
ッチ３への接続はカップリング方式のみならず、直に接
続しても構わない。リード線４は、保護ケース５の下側
筒状部５ｂの下端にガスケット１１ａを介して固着され
た保持板１２の中央部に設けられたネジ穴１２ａに、同
じくガスケット１１ｂを介して螺着されたケーブル用継
手１３の内部をパッキング８を介して挿通されている。
従って、制御スイッチ３とリード線４の接続部は保護ケ
ース５内に密閉されることとなる。

【０００９】操作杆６は、保護ケース５の下側筒状部５
ｂの上にガスケット１４を介して係合された上蓋部５ａ
内にＯ−リング１５を介して上下動自在に保持されてい
る。操作杆６の上端は同じ上蓋部５ａ上部に長手横向き
に配置された傾動アーム７に軸ピン１６を介して回動自
在に支承されており、下端には制御スイッチ３の接点部
３ａの損傷を防止するための弾性体であるゴム球１７が
取付けられている。したがって、この操作杆６及び制御
スイッチ３の接点部３ａも上蓋部５ａの中空部内に密閉
されることとなる。

【００１０】傾動アーム７は、保護ケース５の上蓋部５
ａ上部に長手横向きに配置されており、その略中点を軸
ピン１８を介して上蓋部５ａに上下に傾動自在に支承さ
れている。この軸支位置は操作杆６が支承されている軸
ピン１６の位置とは隔てられた別の位置になっている。
傾動アーム７の先端部はフロートガイド１９の上部に設
けられている凸部２０に軸ピン２１を介して回動自在に
連結されている。２２はフロートガイド１９にフリップ
フロップ形式の上下動作をさせるためのスプリングであ
って、その一端は軸ピン２１に、他端は保護ケース５の
上蓋部５ａに突設された固定ピン２３に各々係止されて
いる。

【００１１】図２は、水位設定部１Ｂの斜視図である。
水位設定部１Ｂは長尺のフロートガイド１９にこのフロ
ートガイド１９に倣って上下移動可能にされた一対のス
トッパー２８及び３２を係合させると共に、これら一対
のストッパーの一方２８の下端部並びに他方３２の下端
部に各々フロート３１を係止する鍔部３０及び３４を設
け、フロート３１がこれら２つの鍔３０及び３４の間を
移動可能に係合されている。フロートガイド１９の表面
には水位設定用の目盛りと数字が刻設されると共に、両
面の両側部には２つのストッパー２８及び３２を嵌合す
るための溝条２４，２５及び２６，２７が設けられてい
る。

【００１２】２８は、フロートガイド１９の溝条２４，
２５にスライド自在に嵌合される上部ストッパーであっ
て、その上端部にはフロートガイド１９への固定用のネ
ジ２９、下端部に鍔３０が設けられている。尚、本実施
例の鍔３０は矩形に形成されているが、この形状に限定
されるものではなく、上昇するフロート３１を係止でき
る形状であれば良い。

【００１３】３２は、フロートガイド１９の溝条２６，
２７にスライド自在に嵌合される下部ストッパーであっ
て、上端部に固定用のネジ３３、下端部に鍔３４が設け
られている。尚、本実施例の鍔３４は矩形に形成されて
いるが、この形状に限定されるものではなく、下降する
フロート３１を係止できる形状であれば良い。

【００１４】３１は、合成樹脂の発泡材のような軽量物
からなる円盤状のフロートであり、本実施例ではフロー
トの材質として発泡ポリプロピレンが使用されている。
ここで、フロート３１は水に完全に浮いてしまっては、
下部ストッパー３２の鍔３４を押し下げることができな
くなるため、その材質としては水に対してやや軽めの比
重のものを使用するのが良い。このため本実施例のフロ
ート３１には低発泡倍率のポリプロピレンを使用してい
る。すなわち、図３及び図４に示されているごとく、フ
ロート３１の下部は水面下にあり、上部は水面より上に
出ている状態になる。フロート３１の略中央部には矩形
の貫通孔３５が設けられ、フロートガイド１９及び下部
ストッパー３２が挿通される。この貫通孔３５は、フロ
ートガイド１９等に接触しフロート３１の上下動を妨げ
ることのないよう十分に開口しておくことが必要であ
る。またその形状は限定されるものではなく、フロート
３１がフロートガイド１９等に遊嵌されるような形状で
あればいずれでも良い。フロート３１の材質は、発泡ポ
リプロピレンの他、制御対象となる液体に対して適当な
浮力を発生するもの選択して使用することができる。

【００１５】尚、本実施例では、前記フロート３１はフ
ロートガイド１９と下部ストッパー３２の両方に遊嵌さ
れているが、下部ストッパー３２のみに遊嵌されていて
も良く、その動作は両者に遊嵌されている場合と全く同
じである。

【００１６】上記の構成からなる本実施例の水位センサ
ーの動作は次のとおりである。図３は、水位が下限水位
Ｂに達した状態が示されている。この状態から給水が続
けられ、水位が設定された上限水位Ａへと上昇するとフ
ロート３１もそれに伴って上昇し、上部ストッパー２８
の鍔３０に当接する。フロート３１はさらにその浮力に
よって、上部ストッパー２８と共にフロートガイド１９
を上方へ押し上げるので、これに連動する傾動アーム７
は軸１８を中心に左回りで傾動し、図４に示した位置に
達する。一方、操作杆６は傾動アーム７の動きにともな
って下方に移動し、操作杆６の下端に装着されたゴム球
１７が制御スイッチ３を押圧する。すなわち、制御スイ
ッチ３が起動（ＯＮ）されることになる。

【００１７】逆に、水位が下降し設定された下限水位Ｂ
に達すると、フロート３１もそれに追従して下降し、下
部ストッパー３２の鍔３４に当接する。フロートガイド
１９は、その自重及びフロート３１の荷重によって下方
へ移動するので、これに連動する傾動アーム７は軸ピン
１８を中心に右回りで傾動し、図３に示した位置に達す
る。操作杆６はこの動作にともなって上方に移動する。
これにより操作杆６の下端に装着されたゴム球１７は上
方に移動し、当接していた制御スイッチ３から離反す
る。すなわち、制御スイッチ３が復帰（ＯＦＦ）される
ことになる。

【００１８】次に、本発明における水位センサーを潅水
装置１０の水位検出器として用いた制御方法の一例を説
明する。図５は、水位センサーの制御スイッチ３の各端
子と内部回路の関係を示したものである。内部には２回
路が内蔵されており、起動（ＯＮ）時には接点Ｄ−Ｅ
間、Ｇ−Ｈ間を短絡し、復帰（ＯＦＦ）時には接点Ｄ−
Ｆ間、Ｇ−Ｉ間を短絡するような構成となっている。

【００１９】図６、図７は潅水装置１０と水位センサー
との制御関係を示した制御回路図である。水田の水位が
設定された上限に達すると（図４の状態）、前述のごと
く制御スイッチ３が起動（ＯＮ）されて、接点Ｄ−Ｅ
間、Ｇ−Ｈ間を短絡し、ＤＥＪＫＮＯＰＨＧという閉回
路（図６）を構成する。この状態では電流は矢印の方向
に流れ、潅水装置１０内のモーター３６は回転して潅水
装置１０を止水状態にする。逆に、水位が設定された下
限に達すると（図３の状態）、前述のごとく制御スイッ
チ３が復帰（ＯＦＦ）されて、接点Ｄ−Ｆ間、Ｇ−Ｉ間
を短絡し、ＤＦＨＰＯＮＭＬＩＧという閉回路（図７）
を構成する。この状態では電流は矢印の方向（図６とは
逆方向）に流れ、モーター３６は図６の場合とは逆方向
に回転して潅水装置１０を給水状態にする。

【００２０】従って、本制御における水位センサー内の
制御スイッチ３は、水位の状況に応じて潅水装置１０内
のモーター３６の回転方向を切り替える役割をしてい
る。以上のように、本発明による水位センサーを用いる
と、上限水位や下限水位を検出し制御スイッチ３を作動
させ、潅水装置１０を制御させることにより、常に設定
された水田等の水位を保持することができる。

【００２１】次に、上限水位または下限水位の設定値を
変更する場合について説明する。上限水位を変更する場
合には、図２において上部ストッパー２８の固定ネジ２
９を緩めることにより、上部ストッパー２８をフロート
ガイド１９上に刻印された目盛りに沿って所望する設定
位置にまで移動させ、固定ネジ２９を締めることによっ
てその位置に固定する。一方、下限水位を変更する場合
には、下部ストッパー３２の固定ネジ３３を緩めること
によって、下部ストッパー３２を該目盛りに沿って所望
する設定位置にまで移動させ、固定ネジ３３を締めるこ
とによってその位置に固定する。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、以
下の優れた効果がある。 （１）．フロートの上下動によって水位を検知する方式
を採用したので、電極を利用した方式のものと比較して
塵芥等による誤動作が少なく、自動的にかつ安定して水
位を監視することができると共に、保守点検もほとんど
不要になる。 （２）．保護ケース内に制御スイッチと、制御スイッチ
とリード線との接続部を密閉することにより防水したの
で、制御スイッチ自体に別途防水構造を施す必要がな
く、市販されている制御スイッチの標準仕様（スタンダ
ード品）のものがそのまま使用でき、低コストで製造で
きる。 （３）．潅水装置の制御回路構成や電気容量等の仕様に
適合する押しボタン式スイッチを選択することにより、
制御スイッチに流れる電流で直接潅水装置を制御できる
ので、制御スイッチが電極方式の水位センサーの場合の
ように、制御スイッチの出力を潅水装置が制御可能なレ
ベルまで処理する信号処理回路を別途設ける必要がな
い。 （４）．押しボタン式スイッチは多種多様の既製品が市
販されているので、潅水装置の仕様が変更された場合で
も、これに適合するものに容易に交換できる。従って、
水位センサーの基本構成を変えることなく種々の潅水装
置に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水位センサーの一実施例を示す要
部縦断面図である。

【図２】水位設定部の斜視図である。

【図３】水位センサーが下限水位を検知した状態を示す
要部縦断面図である。

【図４】水位センサーが上限水位を検知した状態を示す
要部縦断面図である。

【図５】制御スイッチの各端子と内部回路の関係を示す
説明図である。

【図６】潅水装置が止水状態のときの潅水装置と水位セ
ンサーの制御関係を示す回路図である。

【図７】潅水装置が給水状態のときの潅水装置と水位セ
ンサーの制御関係を示す回路図である。

【符号の説明】

１Ａ センサー本体 １Ｂ 水位設定部 ２ 保護容器 ３ 制御スイッチ ３ａ 接点部 ４ リード線 ５ 保護ケース ５ａ 上蓋部 ５ｂ 筒状部 ６ 操作杆 ７ 傾動アーム ８ パッキング ９ カップリング １０ 潅水装置 １１ａ ガスケット １１ｂ ガスケット １２ 保持板 １２ａ ネジ穴 １３ ケーブル用継手 １４ ガスケット １５ Ｏ−リング １６ 軸ピン １７ ゴム球（弾性体） １８ 軸ピン １９ フロートガイド ２０ 凸部 ２１ 軸ピン ２２ スプリング ２３ 固定ピン ２４ ストッパー嵌合用溝条 ２５ ストッパー嵌合用溝条 ２６ ストッパー嵌合用溝条 ２７ ストッパー嵌合用溝条 ２８ 上部ストッパー ２９ 固定ネジ ３０ 鍔 ３１ フロート ３２ 下部ストッパー ３３ 固定ネジ ３４ 鍔 ３５ 貫通孔 ３６ モーター

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保護ケースと、該保護ケース内に収容され
   ると共に潅水装置に通じるリード線に接続された制御ス
   イッチと、前記保護ケース内に上下動自在に保持された
   該制御スイッチを作動させる操作杆と、該操作杆の上端
   と回動自在に連結されると共に前記保護ケースに上下動
   自在に支持されたアームとからなるセンサー本体、並び
   に前記アームの一端に回動自在に軸支されたフロートガ
   イド及び該フロートガイドに係合するフロートとからな
   る水位設定部を有し、フロートの上下動で水位を検知し
   て制御スイッチを作動させ、検知した水位に応じて潅水
   装置を制御することを特徴とする水位センサー。
2. 【請求項２】制御スイッチ及び該制御スイッチとリード
   線との接続部が保護ケース内に密閉されていることを特
   徴とする請求項１記載の水位センサー。
3. 【請求項３】制御スイッチが押しボタン式スイッチであ
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の水位セ
   ンサー。
4. 【請求項４】操作杆の下端に弾性体を装着したことを特
   徴とする請求項１乃至請求項３記載の水位センサー。
5. 【請求項５】フロートガイドに倣って上下移動可能且つ
   該フロートガイドに固定可能な上部ストッパー及び下部
   ストッパーを設け、フロートが前記フロートガイド又は
   前記下部ストッパーの少なくとも一方に遊嵌されると共
   に、前記上部ストッパーの下端部に設けた上限水位を位
   置決めする鍔と前記下部ストッパーの下端部に設けた下
   限水位を位置決めする鍔との間に配されていることを特
   徴とする請求項１乃至請求項４記載の水位センサー。