JP2016106600A - 開水路用給水栓 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートと給水栓本体の構造を単純にし、確実な作動と低コスト化を実現できる開水路用給水栓を提供する。【解決手段】フロート２０の上昇および下降のうち前記フロートの上昇のみに応じて、予め設定された水位を検知して弁本体部の弁体が弁座に当接することにより給水を停止させる給水停止手段を備えた開水路用給水栓１であって、前記給水停止手段は、水位の上昇に伴い前記フロートが上昇する動力を、回転運動に変換することを利用して、給水を停止させる。【選択図】図９

Description

本発明は、開水路から圃場に給水を行う給水栓に関し、特に、圃場の水位を一定にする機能を有する給水栓に関するものである。

開水路用給水栓としては、従来、給水栓本体とフロートを用いた水位調節機能を有する給水栓が用いられている（特許文献１、特許文献２参照。）。

特開２０１３−１２３４３４号公報 特開２０１１−１６７１７３号公報

上記の特許文献１、および、特許文献２に記載された発明は、フロート（センサー部）と給水本体の弁体とが、リンク機構により連結されており、構造が複雑でありコスト面に問題があった。
そこで、本発明は、フロートと給水栓本体の構造を単純にし、確実な作動と低コスト化を実現し、受益者の利便性を向上させることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の開水路用給水栓は、フロートの上昇および下降のうち前記フロートの上昇のみに応じて、予め設定された水位を検知して弁本体部の弁体が弁座に当接することにより給水を停止させる給水停止手段を備え、該給水停止手段は、水位の上昇に伴い前記フロートが上昇する動力を、回転運動に変換することを利用して、給水を停止させることを第１の特徴とする。

また、本発明の開水路用給水栓は、前記第１の特徴において、給水栓本体部と、 該給水栓本体部に設けられ、給水状態を維持する給水維持手段と、前記フロートと前記給水栓本体部とに連結され、水位の上昇に伴って前記フロートが上昇する動力を回転運動に変換する動力変換手段とを備え、該動力変換手段には、前記回転運動を行って前記給水維持手段の給水維持状態を解除する給水解除手段が設けられ、前記給水維持手段を作動させて給水を開始し、該給水が維持されることにより被給水場所の水位が上昇して前記フロートが浮力により上昇することに連動して、前記給水解除手段が回転し、前記予め設定された水位を検知すると前記給水維持手段の給水維持を解除し、給水を停止することを第２の特徴とする。

また、本発明の開水路用給水栓は、前記第２の特徴において、前記給水維持手段が、ロック部材を係止可能なロック部材受け部を有し、給水開始後、前記弁本体部に連結されたシャフトを回転することにより前記ロック部材を前記ロック部材受け部に係止してロックさせることで、前記給水状態を維持することを第３の特徴とする。

また、本発明の開水路用給水栓は、前記第３の特徴において、前記動力変換手段は、前記給水解除手段としてロック解除部材を有し、該ロック解除部材は、前記フロートに水位調整部材を介して連結された動力伝達部材と断面Ｌ字形状に一体連結されて構成され、 前記ロック解除部材が該Ｌ字の屈曲部を中心に回転して、前記ロック解除部材が回転して、前記ロック部材のロックを解除することで、前記給水が停止されることを第４の特徴とする。

また、本発明の開水路用給水栓は、前記第４の特徴において、前記Ｌ字型に一体連結されたロック解除部材と前記動力伝達部材は、連結部が、回転軸によって前記給水本体部に回転可能に支持されていることを第５の特徴とする。

また、本発明の開水路用給水栓は、前記第４又は第５の特徴において、前記ロック部材は、前記給水栓本体部内を上昇および下降して給水の開始および停止を行う弁体に接続された前記シャフトに連結されていることを第６の特徴とする。

また、本発明の開水路用給水栓の給水停止方法は、フロートの上昇および下降のうち前記フロートの上昇のみに応じて、予め設定された水位を検知して弁本体部の弁体が弁座に当接することにより給水を停止させる開水路用給水栓の給水停止方法であって、水位の上昇に伴い前記フロートが上昇する動力を、回転運動に変換することを利用して、給水を停止させることを第７の特徴とする。

本発明によれば、圃場への手動給水作業、水位調整作業が容易となり、構造も単純であることから容易に自動止水行うことができる開水路用給水栓を提供することが可能となる。

本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の正面図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の背面図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の左側面図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の右側面図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の平面図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の底面図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の右斜め前側からみた斜視図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の施工断面図である。 本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の操作方法および作動状態を示す説明図である。 本発明の第二の実施の形態における開水路用給水栓の正面図である 本発明の第二の実施の形態における開水路用給水栓の右側面断面図である。

以下、好適な実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、下記の実施の形態は本発明を具現化した例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

［第一の実施の形態の開水路用給水栓の外観構造］
まず、本発明の第一の実施の形態における給水栓の外観構造に着目して、図１〜図７を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の正面図である。図２は、本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の背面図である。図３は、本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の左側面図である。図４は、本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の右側面図である。図５は、本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の平面図である。図６は、本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の底面図である。図７は、本発明の第一の実施の形態における開水路用給水栓の右斜め前側からみた斜視図である。

図１〜図７に示すように、第一の実施の形態の開水路用給水栓１は、給水栓本体部２とセンサー部３から構成されている。給水栓本体部２は、ハンドル４と、シャフト５と、ロック部材６と、上部ケーシング７と、ソケット８と、下部ケーシング９と、入出部１０から構成され、さらに、入出部１０は、流入部１１と吐出部１２を備えており、流入部１１には、流入口１３が開孔され、吐出部１２には吐出口１４が開孔されている。
センサー部３は、ロック解除部材１５と、エルボ部材１６と、回転軸１７と、動力伝達部材１８と、水位調整部材１９と、フロート２０から構成されている。
図１〜図６は、操作者が、ハンドル４を、ロック部材受け部２１の位置に到達するまで、引き上げたときの状態を示しており、図７は、ロックが解除され、ハンドル４が下降した状態を示す。

なお、上記した開水路用給水栓１を構成する部品は、殆ど全てが、ＪＩＳ規格で定められた汎用の「塩化ビニル樹脂」または「ポリ塩化ビニル」（以下、両者を総称して「塩ビ」という。）製のパイプを、そのまま用いるか、あるいは、長さ・形状等を調整するために加工することで、極めて容易に形成することができる。例えば、上部ケーシング７はＶＵパイプで形成することができ、シャフト５、下部ケーシング９、ロック解除部材１５、動力伝達部材１８は、ＶＰパイプで形成することができ、円筒形のソケット８はＴＳソケットで形成することができ、流入部１１はＤＶ継手で形成することができ、ハンドル４はＴ字形のＴＳチーズで形成することができ、エルボ部材１６はＬ字状を有したＴＳエルボで形成することができる。第一の実施の形態において、ロック部材６および回転軸１７は、塩ビ製の棒状の部材で形成されているが、上記のような汎用のパイプで構成してもよい。
さらに、材質については汎用のパイプや継手の入手できる素材であればポリプロピレン、ポリエチレンやABSなどの樹脂でも良い。また、塩ビの中でも環境などによって耐衝撃性や耐熱性のものを用いても良い。

給水栓本体部２について説明する。Ｔ字形のハンドル４は、下端部の開口部には、鉛直方向に設けられているシャフト５の上端部が嵌入されている。シャフト５の下端部には、給水栓本体部２の内部において、弁本体部２５（図１〜図７では、不図示。図８参照。）が取付けられている。

円筒形のシャフト５の側面の所定位置には、水平方向に棒状のロック部材６が挿着されている。このロック部材６は、シャフト５を介してハンドル４と連動しており、操作者がハンドル４を掴んで引き上げることにより、ロック部材６が、円筒形の上部ケーシング７の側面に形成されたロック部材ガイド溝２２に沿って上昇し、さらに、ハンドル４を水平方向に回転させることで、上部ケーシング７の上端部に、正面視で逆Ｌ字形に切欠いて形成されたロック部材受け部２１に、ロック部材６係止することができる。この状態がロック状態であり、開水路用給水栓１は開弁状態にロックされる。
ロック部材受け部２１の受けの部分は水平であるが流水が多い時など振動して容易にロック状態が解除されないようなロック部材ガイド溝２２の方が高くなるような傾斜を設けたり、円弧状、逆三角形や台形状に切り欠いても良い。
なお、シャフト５が上昇および下降する際に、ロック部材ガイド溝２２にロック部材６が摺動するように形成されていてもよい。

円筒形のソケット８には、上方から上部ケーシング７が挿着され、下方から円筒形の下部ケーシング９が挿着され、また、下部ケーシング９は、下方に設けられた流入部１１に挿着されている。

入出部１０は、円筒形の上部が下部ケーシング９の下部に外嵌され、下部に吐出口１４が開孔された円筒形の吐出部１２を有し、背面方向に流入口１３が開孔された円筒形の流入部１１を有している。開弁状態では、用水路等の用水が流入口１３から流入され、吐出口１４から圃場に吐出される。

センサー部３について説明する。センサー部３には、鉛直方向に設けられた円筒形のロック解除部材１５と、水平方向に設けられた円筒形の動力伝達部材１８とが、エルボ部材１６によって、断面Ｌ字状に連結されている。エルボ部材１６の屈曲部には、棒状の回転軸１７が挿通され、この回転軸１７は、下部ケーシング９にも挿通され、回転軸１７を支点として、ロック解除部材１５とエルボ部材１６と動力伝達部材１８とが一体的に回転自在である。ロック解除部材１５とエルボ部材１６と動力伝達部材１８とからなる断面Ｌ字状の構成を、以下、Ｌ型回転式アームという。

動力伝達部材１８のエルボ部材１６側と反対側の先端部には、上下方向に水位調整部材１９が挿通されている。水位調節部材１９の下端部には、球形のフロート２０が取り付けられている。ここで、水位調整部材１９へのフロート２０の取付けは、フロート２０が水位調整部材１９の鉛直方向から僅かに給水栓本体部２から離隔する位置なるように取付けられる。これは、圃場の水位が上昇した際に、フロート２０が、給水栓本体部２に近づく方向に上昇せず、給水栓本体部２から離隔する方向に上昇するようにするためである。また、ロック解除部材１５が時計回りの回転をするのを防止するために、上部ケーシングの右側面に、板状の回転防止板を取付けてもよい。

フロート２０の形状は、球形に限定されず、立方体形や円柱形でもよい。また、フロート２０の材質は、本実施形態では発砲ポリプロピレンを使用しているが、圃場に流入された用水に対して所定の浮力を発生するものであれば、どのような材質であってもよい。また、材質に関係なくフロート２０自体を中空にすることで浮力を発生させてもよい。水位調整部材１９は、後述する圃場の希望水位を、選択的に設定可能にするために、例えば、一部あるいは全部にねじ山が設けられた螺棒で形成され、動力伝達部材１８に螺挿されていてもよい。また、螺棒で形成された水位調整部材１９の動力伝達部材１８との螺合上下部にナットを螺着し、ナットの螺着位置で希望水位を設定するようにしてもよい。

詳細は後述するが、図８も参照して簡単に説明すると、圃場３４の水位が上昇してフロート２０を下方から押圧すると、フロート２０は浮力により直線的に上昇しようとする。この浮力により上昇する動力は、水位調整部材１９を介して動力伝達部材１８に伝達される。動力伝達部材１８は回転軸１７を支点として反時計回りに回転し、同時にエルボ部材１６によって動力伝達部材１８と一体連結されたロック解除部材１５も連動して反時計回りに回転する。つまり、フロート２０の直線運動を、Ｌ型回転式アームを用いて回転運動に変換する。そうすると、ロック解除部材１５の上端部が、ロック部材受け部２１に係止されたロック部材６を付勢し、ロック部材６がロック部材受け部２１から外れてロックが解除される。そして、シャフト５の下端に取付けられた弁本体部２５および弁本体部２５に連結された部材等（ハンドル４、シャフト５、シャフトガイド５ａ、ロック部材６等）の自重により、シャフト５が下降し、ロック部材６は、ロック部材ガイド溝２２に沿って下降する。そして、シャフト５の下端に取付けられた弁本体部２５が吐出部１２に設けられた弁座３０に到達したときに、同時に、シャフト５およびロック部材６の下降が停止する。このとき、弁本体部２５の弁体２６は弁座３０に当接することで密着するので、吐出口１４は閉止される。この状態がロック解除状態であり、開水路用給水栓１は閉弁状態を維持する。

［第一の実施の形態の開水路用給水栓の内部構造］
次に、第一の実施の形態の開水路用給水栓１の内部構造に着目して説明する。
図８に、開水路用給水栓１を開水路に連結した際の施工断面図を示す。第一の実施の形態では、開水路として、灌漑用の用水路３２を用いて説明する。なお、図１〜図７の説明と重複する説明は、適宜省略する。
図８（ａ）は、開弁状態を示し、図８（ｂ）は閉弁状態を示す。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、上部ケーシング７の上端部は開口され、下端部には鍔状の第１のフランジ２４が挿着され、この第１のフランジ２４の外周部がソケット８の中間の外周部に設けられたストッパー部８ａに当接されている。第１のフランジ２４は、中央部が開口されており、この開口部に円筒形のスリーブ２３が挿通されている。シャフト５の側面の所定位置には、円筒形のシャフトガイド５ａが外嵌されており、このシャフトガイド５ａは、シャフト５の上昇および下降に連動してスリーブ２３内壁面を摺動して上昇および下降するように形成されている。シャフトガイド５ａを設けることで、シャフトガイド５ａの上昇および下降に連動して、シャフト５の下端部に設けられた弁体２６が上昇および下降する際に、入出部１０の上部および下部に設けられたストッパー部１０ｕおよび１０ｂに、弁体２６が衝突しないようにガイドすることができる。シャフトガイド５ａのスリーブ２３に対する摺動抵抗は、シャフトガイド５ａに連動するシャフト５がスムーズに上昇および下降が行われる程度に設定されている。

下部ケーシング９の上端外周部は、ソケット８のストッパー部８ａに当接され、下部ケーシング９の下端外周部は、入出部１０上部のストッパー部１０ｕに当接されている。
また、図８（ａ）、図８（ｂ）において、下部ケーシング９の右側壁および左側壁には、それぞれ貫通孔１７Ｒ，１７Ｌが形成され、回転軸１７は、それぞれの貫通孔１７Ｒ，１７Ｌに挿通されて回転自在に支持されている。

シャフト５の下端部には弁本体部２５が設けられており、シャフト５の上端部が嵌入されたハンドル４を操作者が上昇させることで、シャフト５に連結された弁本体部２５も連動して上昇する。また、ロック部材６のロックが外れたときは、弁本体部２５等の自重により、弁本体部２５が給水栓本体部２内を下降し、連結されたシャフト５等の部材も連動して下降する。図８（ａ）は、ロック部材６をロック部材受け部２１にロックさせた状態（開弁状態）を示し、弁本体部２５は、流入口１３よりも上方に位置することで、用水３３が、連結部材３１で連結された用水路３２から流入して、連通する吐出口１４から圃場３４に吐出される。図８（ｂ）は、ロック部材６がロック部材受け部２１から外れてロック解除された状態（閉弁状態）を示し、弁本体部２５が吐出口１４を閉止することで、用水３３の圃場３４への吐出が停止される。

弁本体部２５は、弁体２６を有し、弁体２６にはＯリング２７と第２のフランジ２８とボルト２９とを備えている。鍔状の弁体２６の下面の外周部には凹溝が形成され、この凹溝にＯリング２７嵌入されている。第２のフランジ２８は、平面視が鍔状であり、正面視が略凸状を示し、中央部には、円筒状のシャフト嵌入部２８ａが設けられ、このシャフト嵌入部２８ａにシャフト５の下端部が嵌入されている。また、シャフト嵌入部２８ａの周辺には、ねじ孔が形成され、弁体２６には、このねじ孔に対応する位置に同形のねじ孔が設けられており、これらのねじ孔にボルト２９を螺挿することで、第２のフランジ２８と弁体２６とが螺設される。
また、軽い材質の弁本体部２５を使用すること、弁座３０の弁座面に溝を形成することやＯリング２７を省くことなどにより少量のリークを発生させることで希望水位に達した後の水田の水面からの蒸発分を補うこともできる。

吐出部１２には、鍔状の弁座３０が、入出部１０の下部のストッパー部１０ｂに当接するように挿着されている。図８（ｂ）に示すように、閉弁状態では、弁体２６が弁座３０の開口部を密着して塞ぐことで、吐出口１４からの用水３３の吐出が閉止される。

図８（ａ）に示すように、開水路用給水栓１の流入部１１は、連結部材３１を介して用水路３２に接続され、用水路３２と連結部材３１と流入部１１が連通して、用水路３２から用水３３が給水される。連結部材３１は、汎用の塩ビ製のパイプ（パイプ継ぎ手を含む。）であってもよいし、施工する場所や環境に合わせて専用に製作されたものであってもよい。

図８（ａ）および図（ｂ）で説明した内部構造を構成する各部品も、殆ど全てが、ＪＩＳ規格で定められた汎用の塩ビ製のパイプを、そのまま用いるか、あるいは、長さ・形状等を調整するために加工することで、極めて容易に形成することができる。例えば、スリーブ２３は、ＴＳソケットで形成することができ、シャフトガイド５ａは、ＶＰパイプで形成することができ、第１のフランジ２４、第２のフランジ２８、弁座３０は、フランジを加工することで形成することができる。
Ｏリング２７、ボルト２９も当業者には極めて周知のもので形成することができる。ゴム、合成樹脂、シリコン等の弾性体で形成されたＯリング２７を第２のフランジ２８の下面に設けることで、閉弁状態の弁体２６と弁座３０との密着性を高めている。

次に、図９（ａ１）〜図９（ｄ２）を用いて、第一の実施の形態の開水路用給水栓１の操作方法と作動状態を説明する。なお、必要に応じて、図１〜図８を参照のこと。
図９（ａ１）は、閉弁状態において、フロート２０を、圃場の実際の水位Ａよりも上方の希望水位Ｓに設定した状態の、開水路用給水栓１の正面図である。 図９（ａ２）は、その平面図である。
図９（ａ１）および図９（ａ２）に示すように、この状態では、ロック部材６が、ロック部材ガイド溝２２の下端近傍に下降しており、ハンドル４が、上部ケーシング７の上端の開口部近傍まで下降している。また、ロック解除部材１５、水位調整部材１９は、上下方向になっており、動力伝達部材１８は、略水平方向になっている。給水栓本体部２内部の弁体２６は、弁座３０の位置に下降して、吐出口１４を閉止しているので、用水路３２から圃場３４への給水は停止されている。

図９（ｂ１）は、上記閉弁状態から、操作者がハンドル４を上方に引き上げ、ロック部材６がロック部材受け部２１の位置に上昇したところで、ハンドル４を回転させ、ロック部材６をロック部材受け部２１に係止させた状態、つまり、ロック状態を示す開水路用給水栓１の正面図である。図９（ｂ２）は、その平面図である。
ハンドル４の上昇に連動して、弁体２６も上昇するので、弁体２６が弁座３０から離隔し、用水路３２からの用水３３が吐出口１４から圃場３４に吐出される。ロック部材６がロック部材受け部２１に係止されている開弁状態が維持されているので、用水３３は、圃場３４へ供給され続け、圃場３４の水位Ａが上昇し始める。

図９（ｃ１）は、圃場３４の水位Ａが上昇し、フロート２０の浮力により、ロック解除部材１５がロック部材６に当接された状態を示す開水路用給水栓１の正面図である。図９（ｂ２）は、その平面図である。
圃場３４の水位Ａが上昇するに伴い、フロート２０が自身の浮力により直線的に上昇しようとする。ここで、段落「００２６」で説明したように、フロート２０の直線運動は、Ｌ型回転式アームによって、反時計回りの回転運動に変換される（つまり、水位Ａの上昇に伴い、フロート２０は反時計回りに上昇する。）。そうすると、Ｌ型回転式アームのロック解除部材１５が該Ｌ字の屈曲部を中心に回転して、ロック部材６に当接する。圃場３４の水位Ａが上昇を続けると、Ｌ型回転式アームはさらに反時計回りの回転を続けるので、ロック解除部材１５は、ロック部材６を押し続け、ロック部材６は、ロック部材受け部２１に係止された状態を維持しながら、ロック部材ガイド溝２２の方向へ移動していく。この時点では、まだ、ロック部材６は、ロック部材受け部２１から外れない。

図９（ｄ１）は、圃場３４の水位Ａがさらに上昇し、ロック部材６がロック部材受け部２１から外れた状態、つまり、ロック解除状態を示す開水路用給水栓１の正面図である。図９（ｄ２）は、その平面図である。
圃場３４の水位Ａが図（ｃ１）の状態からさらに上昇し、フロート２０が設定した希望水位Ｓに達すると、Ｌ型回転式アームのロック解除部材１５から押圧を受けていたロック部材６は、ロック部材受け部２１から外れる。そうすると、連結して形成されたハンドル４、シャフト５、ロック部材６、弁本体部２５等は、自重により下降する。そして、下降した弁本体の２５の弁体２６が弁座３０に当接して弁座３０の開口部を塞ぐので、吐出口１４からの用水３３の吐出が停止される。この状態では、弁体２６は、用水３３の水圧と弁体２６等の自重で弁座３０に押しつけられており、開弁することはないので、圃場３４の水位Ａは設定された希望水位Ｓに維持される。

以上、説明したように、本発明の第一の実施の形態の開水路用給水栓１は、操作者が、圃場３４の水位Ａを希望水位Ｓに設定し、一旦、ロック部材６をロック部材受け部２１に係止させてロックしておけば、圃場３４への用水３３の給水が維持され、そして、圃場３４の水位Ａが希望水位Ｓに達すると、自動的に給水が停止する。前述した特許文献１および特許文献２が、圃場の水位をフロートの上昇・下降に応じて自動的に調整するのに対し、本発明の開水路用給水栓１では、給水開始の開弁操作を手動で行うために、操作者が圃場へ行く必要があるが、操作者である稲作農家が稲の生育状態や生育環境状態等の確認のため毎朝圃場へ行くことは一般的であり、その際に、圃場の水位が希望水位より下がっていれば、開水路用給水栓の開弁操作を行うことで、その後は、操作者が圃場にいなくても自動的に圃場の水位が希望水位に調整されて給水が停止されるので、特段、不都合はない。

また、上記したように、本発明の第一の実施の形態の開水路用給水栓１は、構造が単純であるから容易に製作可能であり、かつ、製作費用も安価である。また、故障したときの修理も容易である。したがって、特に、小規模な圃場を有する稲作農家にとっては、高額な費用をかけて複雑な構造を有する全自動の給水栓を設けるよりは、本発明の半自動の開水路給水栓を設置した方が、低コスト化が図れる。

［第二の実施の形態の開水路用給水栓の外観構造］
以下、本発明の第二の実施の形態における開水路用給水栓の外観構造に着目して、図１０を参照しながら説明する。なお、前述の第一の実施の形態の開水路給水栓１の説明と重複する説明は、適宜省略する。

図１０は、第二の実施の形態における開水路用給水栓１００の正面図である。
図１０に示すように、第二の実施の形態の開水路用給水栓１００は、給水栓本体部１０２とセンサー部１０３を備えている。給水栓本体部１０２は、ハンドル１０４と、上部シャフト１０５ａと、スリーブ１２３と、キャップ１０８と、ロック部材１０６と、ＴＳチーズ１０６ａと、下部シャフト１０５ｂと、ケーシング１０９と、入出部１１０を備え、さらに、入出部１１０は、流入部１１１と吐出部１１２を備えており、流入部１１１には、流入口１１３が開孔され、吐出部１１２には吐出口１１４が開孔されている。
センサー部１０３は、ロック解除部材１１５と、エルボ部材１１６と、回転軸１１７と、動力伝達部材１１８と、水位調整部材１１９と、フロート１２０を備えている。
図１０は、操作者が、ハンドル１０４を、ロック部材受け部１２１の位置に到達するまで、引き上げたときの状態を示している。

なお、上記した開水路用給水栓１００を構成する部品の形成については、前述した第一の実施形態の開水路用給水栓１と同様（段落「００１８」参照。）であるので、説明を省略する。

給水栓本体部１０２について説明する。Ｔ字形のハンドル１０４は、下端部の開口部には、鉛直方向に設けられている上部シャフト１０５ａの上端部が嵌入されている。略ドーム形状のキャップ１０８の上部中央の開口部には円筒状のスリーブ１２３が挿通されており、上部シャフト１０５ａは、このスリーブ１２３に摺動可能に挿通されている。
このキャップ１０８を設けたことにより、第一の実施の形態の開水路用給水栓１に比べて、部品の接着工数が削減され、かつ、ゴミの進入を防止することができる。

上部シャフト１０５ａの下部は、給水栓本体部１０２内部で、ＴＳチーズ１０６ａの上部開口部に嵌挿され、上部シャフト１０５ａの鉛直方向に設けられた下部シャフト１０５ｂの上部が、ＴＳチーズ１０６ａの下部開口部に嵌挿され、さらに、円筒状のロック部材１０６の端部がＴＳチーズ１０６ａの横開口部に嵌挿されている。このＴＳチーズ１０６ａにより、上部シャフト１０５ａと下部シャフト１０５ｂとロック部材１０６とが、一体的に連結されている。

円筒形のパイプで形成されたロック部材１０６は、上部シャフト１０５ａを介してハンドル１０４と連動しており、操作者がハンドル１０４を掴んで引き上げることにより、ロック部材１０６が、円筒形のケーシング１０９の側面の上下方向に形成されたロック部材ガイド溝１２２を摺動して上昇し、さらに、ハンドル１０４を水平方向に回転させることで、ケーシング１０９の上部側面の所定位置に逆Ｌ字形に切欠いて形成されたロック部材受け部１２１に、ロック部材１０６係止することができる。この状態がロック状態であり、開水路用給水栓１００は開弁状態にロックされる。
ロック部材受け部１２１の受け部分は、本実施形態では水平であるが、流水が多いときなど振動して容易にロック状態が解除されないように、ロック部材ガイド溝１２２の方が高くなるような傾斜を設けたり、円弧状、逆三角形、あるいは、台形状に切り欠いてもよい。

ケーシング１０９の下部には、入出部１１０の上部が外嵌されている。この入出部１１０は、外観構造および内部構造ともに、本発明の第一の実施の形態の開水路用給水栓１に設けられた入出部１０に対して、弁座の構造が異なるだけである。詳細は後述する。

入出部１１０は、円筒形の上部がケーシング１０９に挿通され、下部に吐出口１１４が開孔された円筒形の吐出部１１２を有し、背面方向に流入口１１３が開孔された円筒形の流入部１１１を有している。開弁状態では、用水路等の用水が流入口１１３から流入され、吐出口１１４から圃場に吐出される。

センサー部１０３について説明する。センサー部１０３には、鉛直方向に設けられた円筒形のパイプで形成されたロック解除部材１１５と水平方向に設けられた円筒形の動力伝達部材１１８とが、Ｌ字型のエルボ部材１１６によって、断面Ｌ字状に連結されている。エルボ部材１１６の屈曲部には、円筒状の回転軸１１７が挿通され、この回転軸１１７は、ケーシング１０９にも挿通され、回転軸１１７を支点として、ロック解除部材１１５とエルボ部材１１６と動力伝達部材１１８とが一体的に回転自在である。ロック解除部材１１５とエルボ部材１１６と動力伝達部材１１８とからなる断面Ｌ字状の構成を、以下、Ｌ型回転式アームという。なお、回転軸１１７は、エルボ部材１１６に座金を介して蝶ボルト１１７ａで回転可能に螺着されている。

動力伝達部材１１８のエルボ部材１１６側と反対側の先端部には、ソケット部材１１８ｂが嵌挿され、ソケット部材１１８ｂには、蝶ボルト１１８ａが座金を介して螺挿されている。動力伝達部材１１８には、第一の実施の形態と同様に、動力伝達部材１１８の上下方向に水位調整部材１１９が挿通されているが、第二の実施の形態では、この水位調整部材１１９が、蝶ボルト１１８ａによって、動力伝達部材１１８への固定位置を任意に調節できるように構成されている。水位調整部材１１９の上端部には、略球形状のつまみが装着されている。

水位調整部材１１９の下端部には、略円筒形状のフロート１２０が、水位調整部材１１９に螺着された上下のナット対で挟持されて固定されている。ケーシング１０９の右側面には、圃場１３４の水位の上昇に追随してフロート１２０が上昇する際にロック解除部材１１５が時計回りに回転をするのを防止するために、板状の回転防止板１０９ａが設けられている。もし、ロック解除部材１１５が時計回りに回転しようとしても、回転防止板１０９ａに当接して回転が防止される。
フロート１２０の形状は、略円筒形状に限定されず、立方体形や球形でもよい。また、フロート１２０の材質は、本実施形態では発砲ポリプロピレンを使用しているが、圃場１３４に流入された用水に対して所定の浮力を発生するものであれば、どのような材質であってもよい。また、材質に関係なくフロート１２０自体を中空にすることで浮力を発生させてもよい。

図１０、図１１を参照して説明するが、本発明の第二の実施の形態においても、第一の実施の形態と同様に、圃場１３４の水位が上昇してフロート１２０を下方から押圧すると、フロート１２０は浮力により直線的に上昇しようとする。この浮力により上昇する動力は、水位調整部材１１９を介して動力伝達部材１１８に伝達される。動力伝達部材１１８は回転軸１１７を支点として反時計回りに回転し、同時にエルボ部材１１６によって動力伝達部材１１８と一体連結されたロック解除部材１１５も連動して反時計回りに回転する。つまり、フロート１２０の直線運動を、Ｌ型回転式アームを用いて回転運動に変換する。そうすると、ロック解除部材１１５の上端部が、ロック部材受け部１２１に係止されたロック部材１０６を付勢し、ロック部材１０６がロック部材受け部１２１から外れてロックが解除される。そして、下部シャフト１０５ｂの下端に取付けられた弁本体部１２５に連結された部材等（ハンドル１０４、上・下部シャフト１０５ａ・１０５ｂ、ロック部材１０６等）の自重により、上・下部シャフト１０５ａ・１０５ｂが下降し、ロック部材１０６は、ロック部材ガイド溝１２２に沿って下降する。そして、下部シャフト１０５ｂの下端に取付けられた弁本体部１２５が吐出部１１２に設けられた弁座１３０に到達したときに、同時に、上・下部シャフト１０５ａ・１０５ｂおよびロック部材１０６の下降が停止する。このとき、弁体１２６は弁座１３０に当接するので、吐出口１１４は閉止される。この状態がロック解除状態であり、開水路用給水栓１００は閉弁状態を維持する。
このように、第二の実施の形態の開水路用給水栓１００においても、第一の実施の形態の開水路用給水栓１と同様に、操作者が手動によりハンドルを持ち上げる操作をおこない、ロック状態（開弁状態）にすることで、圃場への給水が維持され、フロートの上昇・下降に応じて自動的に調整する従来技術とは異なり、圃場の水位が上昇しフロートが上昇することによってのみ、ロックが解除（閉弁）され、圃場への給水が停止される。

［第二の実施の形態の給水栓の内部構造］
次に、上記本発明の第二の実施の形態の開水路用給水栓１００について、内部構造に着目して説明する。
図１１に、第二の実施の形態における開水路用給水栓１００を右側面から見た断面図を示す。なお、前述の第一の実施の形態の開水路用給水栓１の説明と重複する説明は、適宜省略する。
図１１は、開弁状態を示す。図１１に示すように、ケーシング１０９の上端部は開孔され、略ドーム状のキャップ１０８が外嵌されている。キャップ１０８上部中央部の開口部には、スリーブ１２３が挿通され、スリーブ１２３には、上部シャフト１０５ａがスリーブ１２３の内壁を摺動可能に挿通されている。

ケーシング１０９の下端外周部は、入出部１１０上部に嵌入され、ストッパー部１１０ｕに当接されている。また、図１１において、ケーシング１０９右側壁および左側壁には、それぞれ貫通孔１１７Ｒ，１１７Ｌが形成され、回転軸１１７は、それぞれの貫通孔１１７Ｒ，１１７Ｌに挿通されて回転自在に支持されている。上部シャフト１０５ａと下部シャフト１０５ｂとＴＳチーズ１０６ａとの連結は、上述したとおりである。

下部シャフト１０５ｂの下端部には弁本体部１２５が設けられており、操作者がハンドル１０４を上昇させることで、下部シャフト１０５ｂに連結された弁本体部１２５も連動して上昇する。また、ロック部材１０６のロックが外れたときは、弁本体部１２５等の自重により、弁本体部１２５が給水栓本体部１０２内を下降し、連結された下部シャフト１０５ｂ等の部材も連動して下降する。図１１は、ロック部材１０６をロック部材受け部１２１の位置まで上昇させた状態（開弁状態）を示し、弁体１２６は、流入口１１３よりも上方に位置することで、用水が、連結部材で連結された用水路から流入して、連通する吐出口１１４から圃場１３４に吐出される。ロック部材１０６がロック部材受け部１２１から外れてロック解除された状態（閉弁状態）では、弁体１２６が吐出口１１４を閉止することで、用水の圃場１３４への吐出が停止される。

第二の実施の形態の弁本体部１２５は、第一の実施の形態の弁本体部２５とは異なり、弁体１２６、とフランジ１２８が一体の加工品で形成されている。弁本体部１２５は、概略鍔状をなしているが、中央上部のフランジ１２８には円形に開孔されたシャフト嵌入部１２８ａが形成され、このシャフト嵌入部１２８ａに下部シャフト１０５ｂの下端部が嵌入されている。フランジ１２８の下部に形成された弁体１２６の外周は、中央部から底部に向かって、逆円錐台をなすようにテーパ部１２６ｂが形成されている。弁体１２６の底部外周に凹溝が形成され、この凹溝にはＯリング１２７が嵌入されている。

ハンドル１０４と上部シャフト１０５ａとＴＳチーズ１０６ａとロック部材１０６と下部シャフト１０５ｂと弁本体部１２５は、一体的に連動して、上昇および下降する。上部シャフト１０５ａがスリーブ１２３内壁を摺動して上昇および下降するように形成され、ロック部材１０６がロック部材ガイド溝１２２を摺動して上昇および下降するように形成されていることで、弁本体部１２５が上昇および下降する際に、入出部１１０の上部および下部に設けられたストッパー部１１０ｕおよび１１０ｂに、弁体１２６が衝突しないようにガイドすることができる。上部シャフト１０５ａのスリーブ１２３に対する摺動抵抗は、上部シャフト１０５ａがスムーズに上昇および下降が行われる程度に設定され、ロック部材１０６のロック部材ガイド溝１２２に対する摺動抵抗は、ロック部材１０６がスムーズに上昇および下降が行われる程度に設定されている。
なお、弁本体部１２５がストッパー部１１０ｕおよび１１０ｂに衝突することなくスムーズに上昇あるいは下降することができるのであれば、上部シャフト１０５ａがスリーブ１２３に常に接触していなくてもよく、同様に、ロック部材１０６がロック部材ガイド溝１２２に常に接触していなくてもよい。

吐出部１１２には、鍔状の弁座１３０が、入出部１１０の下部のストッパー部１１０ｂに当接するように挿着されている。弁座１３０の開口部には、閉弁状態で、弁体１２６のテーパ部１２６ｂに合致するような形状にテーパ加工されたテーパ部１３０ａが形成されている。閉弁状態では、弁本体部１２５の弁体１２６のテーパ部１２６ｂが弁座１３０のテーパ部１３０ａを当接することで密着して塞ぐことで、吐出口１１４からの用水の吐出が閉止される。
また、軽い材質の弁体１２６を使用すること、弁座１３０の弁座面に溝を形成することやＯリング１２７を省くことなどにより少量のリークを発生させることで希望水位に達した後の水田の水面からの蒸発分を補うこともできる。

第二の実施の形態には示していないが、第一の実施の形態と同様に、開水路用給水栓１００の流入部１１１は、連結部材を介して用水路に接続され、用水路と連結部材と流入部１１１が連通して、用水路から用水が給水される。連結部材は、汎用の塩ビ製のパイプ（パイプ継ぎ手を含む。）であってもよいし、施工する場所や環境に合わせて専用に製作されたものであってもよい。

図１０および図１１で説明した第二の実施の形態の開水路用給水栓１００を構成する各部品も、第一の実施の形態の開水路用給水栓１と同様に、殆ど全てが、ＪＩＳ規格で定められた汎用の塩ビ製のパイプを、そのまま用いるか、あるいは、長さ・形状等を調整するために加工することで、極めて容易に形成することができる。第二の実施の形態の開水路用給水栓１００も、第一の実施の形態の開水路用給水栓１と同様の作用・効果を奏する。
さらに、材質については汎用のパイプや継手の入手できる素材であればポリプロピレン、ポリエチレンやABSなどの樹脂でも良い。また、塩ビの中でも環境などによって耐衝撃性や耐熱性のものを用いても良い。

１，１００ 開水路用給水栓、 ２，１０２ 給水栓本体部、
３，１０３ センサー部、 ４，１０４ ハンドル、
５ シャフト、 ５ａ シャフトガイド、
１０５ａ 上部シャフト １０５ｂ 下部シャフト
６，１０６ ロック部材、 １０６ａ ＴＳチーズ
７ 上部ケーシング、 ８ ソケット、
８ａ ストッパー部、 ９ 下部ケーシング、
１０９ ケーシング、 １０９ａ 回転防止板
１０，１１０ 入出部、 １０ｕ，１１０ｕ ストッパー部
１０ｂ，１１０ｂ ストッパー部、 １１，１１１ 流入部、
１２，１１２ 吐出部、 １３、１１３ 流入口、
１４，１１４ 吐出口、 １５、１１５ ロック解除部材、
１６，１１６ エルボ部材、 １７、１１７ 回転軸、
１１７ａ，１１８ａ 蝶ボルト １７Ｒ，１１７Ｒ 貫通孔、
１７Ｌ，１１７Ｌ 貫通孔、 １８，１１８ 動力伝達部材、
１１８ｂ ソケット部材 １９、１１９ 水位調整部材、
１１９ａ つまみ、 ２０，１２０ フロート、
２１，１２１ ロック部材受け部、
２２，１２２ ロック部材ガイド溝、
２３，１２３ スリーブ、 ２４ 第１のフランジ、
２５，１２５ 弁本体部、 ２６、１２６ 弁体、
１２６ｂ，１３０ａ テーパ部、 ２７，１２７ Ｏリング、
２８ 第２のフランジ、 １２８ フランジ、
２８ａ，１２８ａ シャフト嵌入部、 ２９ ボルト、
３０，１３０ 弁座、 ３１ 連結部材、
３２ 用水路、 ３３ 用水、
３４、１３４ 圃場

Claims (7)

1. フロートの上昇および下降のうち前記フロートの上昇のみに応じて、予め設定された水位を検知して弁本体部の弁体が弁座に当接することにより給水を停止させる給水停止手段を備えた開水路用給水栓であって、
   前記給水停止手段は、水位の上昇に伴い前記フロートが上昇する動力を、回転運動に変換することを利用して、給水を停止させること
   を特徴とする開水路用給水栓。
2. 前記開水路用給水栓は、
   給水栓本体部と、
   該給水栓本体部に設けられ、給水状態を維持する給水維持手段と、
   前記フロートと前記給水栓本体部とに連結され、水位の上昇に伴って前記フロートが上昇する動力を回転運動に変換する動力変換手段とを備え、
   該動力変換手段には、前記回転運動を行って前記給水維持手段の給水維持状態を解除する給水解除手段が設けられ、
   前記給水維持手段を作動させて給水を開始し、該給水が維持されることにより被給水場所の水位が上昇して前記フロートが浮力により上昇することに連動して、前記給水解除手段が回転し、前記予め設定された水位を検知すると前記給水維持手段の給水維持を解除し、給水を停止すること
   を特徴とする請求項１に記載の開水路用給水栓。
3. 前記給水維持手段は、ロック部材を係止可能なロック部材受け部を有し、
   給水開始後、前記弁本体部に連結されたシャフトを回転することにより前記ロック部材を前記ロック部材受け部に係止してロックさせることで、前記給水状態を維持すること
   を特徴とする請求項２に記載の開水路用給水栓。
4. 前記動力変換手段は、前記給水解除手段としてロック解除部材を有し、
   該ロック解除部材は、前記フロートに水位調整部材を介して連結された動力伝達部材と断面Ｌ字状に一体連結されて構成され、
   前記ロック解除部材が該Ｌ字の屈曲部を中心に回転して、前記ロック部材のロックを解除することで、前記給水が停止されること
   を特徴とする請求項２に記載の開水路用給水栓。
5. 前記Ｌ字型に一体連結されたロック解除部材と前記動力伝達部材は、連結部が、回転軸によって前記給水本体部に回転可能に支持されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の開水路用給水栓。
6. 前記ロック部材は、前記給水栓本体部内を上昇および下降して給水の開始および停止を行う弁体に接続された前記シャフトに連結されていること
   ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の開水路用給水栓。
7. フロートの上昇および下降のうち前記フロートの上昇のみに応じて、予め設定された水位を検知して弁本体部の弁体が弁座に当接することにより給水を停止させる開水路用給水栓の給水停止方法であって、
   水位の上昇に伴い前記フロートが上昇する動力を、回転運動に変換することを利用して、給水を停止させることを特徴とする開水路用給水栓の給水停止方法。
   

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