JP2018169037A

JP2018169037A - 給水栓及び自動給水栓

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Publication number: JP2018169037A
Application number: JP2017069195A
Authority: JP
Inventors: 豊正松村; Toyomasa Matsumura; 直小林; Sunao Kobayashi; 道浩清水; Michihiro Shimizu
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-11-01
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: JP6921583B2

Abstract

【課題】弁本体内にゴミが詰まることへの対策を施した給水栓を提供する。【解決手段】給水栓２は、軸線Ｃが上下方向に沿う筒状に形成された弁本体１１と、弁本体の軸線周りに複数配設され、弁本体の内周面から軸線に向かって突出し、かつ上下方向に沿って延びる第１突出部２１と、第１突出部における下端部の軸線に対向する縁部から、軸線に向かって突出するように配設され、第１突出部の下端と軸線との距離Ｄ２よりも軸線との距離が近くなるように形成された第２突出部２３と、弁本体の上方に取付けられ、弁本体の開口を覆い、かつ弁本体の内部空間１１ａに連通する貫通孔３６ａが形成された蓋部３６と、弁本体内において複数の第１突出部に囲まれるように配設され、複数の第１突出部に対して上下方向に移動可能な弁体４６と、を備え、第１突出部の上端と軸線との距離Ｄ１は、第１突出部の下端と軸線との距離よりも長い。【選択図】図３

Description

本発明は、給水栓及び自動給水栓に関する。

従来、田畑に農業用水（水）を供給するための給水栓が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の給水栓は、弁本体と、弁本体の内周面に複数配設された第１突出部及び第２突出部と、複数の第１突出部の間に配設された浮子ボール（弁体）と、弁本体の上方を覆う蓋部と、を備えている。浮子ボールが浮力により、蓋部に配設されたバルブシートに密着することで、吐出口が閉塞され、給水栓が閉じる。
第２突出部は、浮子ボールの下方の移動範囲を規定している。

一方で、蓋体を貫通するスピンドルを引き下げて、浮子ボールの浮力に抗して押し下げると、バルブシートと浮子ボールの外面とが離れる。このため、バルブシートと浮子ボールとのスロート部分を水が通り、水が蓋体の出口より外部に噴出され、給水栓が開く。
給水栓が開閉することで、田畑に供給する水の流量を調節することができる。

実公昭６１−０２８９４４号公報

しかしながら、水は溜池等から供給されるため、水には枯れた草等のゴミが含まれている。このゴミが弁本体内に詰まると、給水栓が開閉しにくくなる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、弁本体内にゴミが詰まることへの対策を施した給水栓、及びこの給水栓が開くように弁体を駆動可能な自動給水栓を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の給水栓は、軸線が上下方向に沿う筒状に形成された弁本体と、前記弁本体の軸線周りに複数配設され、前記弁本体の内周面から前記軸線に向かって突出し、かつ上下方向に沿って延びる第１突出部と、前記第１突出部における下端部の前記軸線に対向する縁部から、前記軸線に向かって突出するように配設され、前記第１突出部の下端と前記軸線との距離よりも前記軸線との距離が近くなるように形成された第２突出部と、前記弁本体の上方に取付けられ、前記弁本体の開口を覆い、かつ前記弁本体の内部空間に連通する貫通孔が形成された蓋部と、前記弁本体内において前記複数の第１突出部に囲まれるように配設され、前記複数の第１突出部に対して上下方向に移動可能な弁体と、を備え、前記弁体は、前記複数の第１突出部に対して上方に移動して前記蓋部に接触したときに前記貫通孔を封止し、前記複数の第１突出部に対して下方に移動したときに前記複数の第２突出部に係止され、前記第１突出部の上端と前記軸線との距離は、前記第１突出部の下端と前記軸線との距離よりも長いことを特徴としている。

この発明によれば、弁本体内を水が流れないときには、弁体が自重により下方に移動して複数の第２突出部により支持される。このとき、蓋部の貫通孔は弁体により塞がれていなく、貫通孔を通して空気等が流れる。
弁本体内を下方から上方に向けて水が流れると、弁体は、複数の第１突出部により案内されつつ、作用する浮力により下方から上方に向けて移動する。弁体が貫通孔を塞ぐと、給水栓が閉じる。農業用水である水の中には、枯れ草等のゴミが含まれている場合がある。第１突出部の上端と軸線との距離は、第１突出部の下端と軸線との距離よりも長いため、第１突出部の上端と軸線との間に充分な空間が確保され、弁本体内にゴミが詰まることを抑制することができる。

また、上記の給水栓において、前記第２突出部の前記軸線に対向する縁部は、上方に向かうに従い、前記軸線に近づくように傾斜していてもよい。
この発明によれば、第２突出部の軸線に対向する縁部における上端に、弁体が係止しやすくすることができる。

また、上記の給水栓において、前記弁本体の外周面から突出するように設けられ、前記弁本体の内部空間に連通し、かつ外部に開口する分岐空間が形成された分岐管と、前記弁本体の前記分岐管よりも上方の外周面に配設された連結片と、を備え、前記連結片における上方を向く外面には、凹部が形成されていてもよい。
この発明によれば、例えば、弁本体を射出成形等により形成する場合に、連結片に凹部が形成されていることで、凹部の周囲に引けが生じにくくなり、弁本体における連結片の周辺の寸法精度が向上する。例えば、連結片が弁本体の上端部に形成されている場合には、弁本体の上端部と蓋部との間をＯリング等のシール部材で封止するときに、弁本体と蓋部とをシール部材で確実に封止することができる。
一般的に、射出成形時には、凹部を形成した金型を、凹部が形成された外面が向く側に移動させることで、凹部から取外す。凹部は、連結片における上方を向く外面に形成されているため、凹部を形成した金型は上方に移動させることで凹部から取外される。分岐管は連結片よりも下方に配設されているため、移動する金型が分岐管に干渉するのを抑え、射出成形により凹部を形成させやすくすることができる。

また、本発明の他の給水栓は、軸線が上下方向に沿う筒状に形成された弁本体と、前記弁本体の外周面から突出するように設けられ、前記弁本体の内部空間に連通し、かつ外部に開口する分岐空間が形成された分岐管と、前記弁本体の軸線周りに複数配設され、前記弁本体の内周面から前記軸線に向かって突出し、かつ上下方向に沿って延びる第１突出部と、前記第１突出部における下端部の前記軸線に対向する縁部から、前記軸線に向かって突出するように配設され、前記第１突出部の下端と前記軸線との距離よりも前記軸線との距離が近くなるように形成された第２突出部と、前記弁本体の上方に取付けられ、前記弁本体の開口を覆い、かつ前記弁本体の内部空間に連通する貫通孔が形成された蓋部と、前記弁本体内において前記複数の第１突出部に囲まれるように配設され、前記複数の第１突出部に対して上下方向に移動可能な弁体と、を備え、前記弁体は、前記複数の第１突出部に対して上方に移動して前記蓋部に接触したときに前記貫通孔を封止し、前記複数の第１突出部に対して下方に移動したときに前記複数の第２突出部に係止され、前記第１突出部の下端は、前記分岐空間の上端に対して、上下方向に同等の位置か、下方に配設されていることを特徴としている。

この発明によれば、弁本体における下方から挿入された給水管は、第１突出部の下端に係止される。第１突出部の下端は、分岐空間の下端に対して、上下方向に同等の位置か、下方に配設されている。このため、給水管が分岐管の分岐空間を塞ぐことがなく、弁本体内に詰まったゴミを、分岐管の分岐空間を通して外部から容易に取り除くことができる。

また、本発明の自動給水栓は、上記のいずれかに記載の給水栓と、電力により動作し、前記蓋部の前記貫通孔を封止する前記弁体を前記蓋部の前記貫通孔から離間させるための給水栓駆動機構と、前記給水栓駆動機構を制御する制御部と、前記給水栓駆動機構及び前記制御部に前記電力を供給する太陽電池と、を備えることを特徴としている。
この発明によれば、給水栓は、弁体に作用する浮力により閉じ、弁体の浮力に抗して弁体を蓋部の貫通孔から離間させることで開く。このため、電力により制御部を動作させるとともに給水栓駆動機構を駆動して自動的に給水栓を閉開させる場合でも、電力を主に消費するのは給水栓を開くときである。したがって、太陽電池という、発生する電力が比較的少ない電池を用いても、給水栓を給水栓駆動機構により確実に閉開させることができる。

本発明の給水栓及び自動給水栓によれば、弁本体内にゴミが詰まることへの対策を施すことができる。

本発明の一実施形態の自動給水栓における太陽電池パネル筐体を除く縦断面図である。同自動給水栓の図１とは異なる向きでの縦断面図である。図１中の要部拡大図である。同自動給水栓の弁本体等の平面図である。図４中のＶ−Ｖ線に相当する断面図である。本発明の変形例の実施形態における自動給水栓の要部の縦断面図である。

以下、本発明に係る自動給水栓の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、本自動給水栓１は、給水管Ｐ１に接続して用いられる。
図１、図３、及び図４に示すように、自動給水栓１は、本実施形態の給水栓２と、給水栓２の後述する弁体４６を移動させるための給水栓駆動機構５１と、給水栓駆動機構５１を制御する制御部７６と、給水栓駆動機構５１及び制御部７６に電力を供給する太陽電池パネル（太陽電池）６１と、を備えている。
以下では、まず、給水栓２について説明する。

給水栓２は、軸線Ｃが上下方向に沿う円筒状に形成された弁本体１１と、弁本体１１の軸線Ｃ周りに複数配設された第１突出部２１と、各第１突出部２１における軸線Ｃ方向の下端部に配設された第２突出部２３と、弁本体１１の外周面に配設された分岐管２６、複数の第１連結片（連結片）３１と、弁本体１１の開口を覆う蓋部３６と、弁本体１１内において複数の第１突出部２１に囲まれるように配設された弁体４６と、を有している。

ここで、蓋部３６は有頂筒状に形成され、弁体４６は球状に形成されている。蓋部３６及び弁体４６それぞれの中心軸は、弁本体１１の軸線Ｃと同軸に配設されている。以下では、軸線Ｃ方向を上下方向という。上下方向のうち、弁本体１１側を下方といい、太陽電池パネル６１側を上方という。自動給水栓１を上下方向から見て、軸線Ｃに直交する方向を径方向といい、軸線Ｃ周りに周回する方向を周方向という。軸線Ｃに向かう方向は、径方向内側という。

図３及び図４に示すように、弁本体１１は、軸線Ｃと同軸に配設された大径筒部１２と、大径筒部１２の下端部から下方に向かうに従い漸次、縮径した縮径筒部１３と、縮径筒部１３の下端部から下方に向かって延びる小径筒部１４と、を有している。
図５に示すように、大径筒部１２の上端開口縁には、全周にわたり溝部１２ａが形成されている。溝部１２ａ内には、Ｏリング等の第１シール部材１６が配設されている。
図３に示すように、小径筒部１４の外径は、大径筒部１２の外径よりも小さい。小径筒部１４の内径は、給水管Ｐ１の外径と同等である。
なお、弁本体１１は円筒状であるとしたが、弁本体１１の軸線Ｃに直交する断面形状は円形に限られない。例えば、弁本体のこの断面形状は、楕円形でもよいし、多角形でもよい。

図３及び図４に示すように、本実施形態では、給水栓２は、ガイドである３つの第１突出部２１、及び３つの第２突出部２３を備えている。なお、給水栓２が備える第１突出部２１及び第２突出部２３は複数であれば特に限定されず、それぞれが２つでもよいし、４つ以上でもよい。給水栓２が２つの第１突出部２１を備える場合には、弁体４６は２つの第１突出部２１の間に配設されるともいえる状態になるが、この場合においても、弁体４６は２つの第１突出部２１に囲まれるように配設されていると表現している。
例えば、３つの第１突出部２１は、周方向に等角度ごとに配置されている。なお、図３においては、分岐管２６寄りの本来は第１突出部２１及び第２突出部２３が存在しない位置に、第１突出部２１及び第２突出部２３の形状を二点鎖線で示している。

第１突出部２１は、弁本体１１の内周面から径方向内側に向かって突出するとともに上下方向に沿って延びている。第１突出部２１の上面及び下面は、上下方向にほぼ直交する平坦面である。第１突出部２１において、第２突出部２３よりも上方に配置された軸線Ｃに対向する縁部は、径方向にほぼ直交する平坦面である。第１突出部２１の上端と軸線Ｃとの距離Ｄ_１は、第１突出部２１の下端と軸線Ｃとの距離Ｄ_２よりも長い。言い換えれば、軸線Ｃへの張り出し高さ（軸線Ｃに近づく程度）は、第１突出部２１の上端は第１突出部２１の下端よりも低い。
第１突出部２１の上端は、大径筒部１２の上端部まで延び、第１突出部２１の下端は、小径筒部１４の上端部まで延びている。第１突出部２１の下端の径方向の長さは、給水管Ｐ１の管壁の厚さと同等であることが好ましい。

第２突出部２３は、側面視（縦断面視）で三角形状を呈している。第２突出部２３は、第１突出部２１における下端部の軸線Ｃに対向する縁部から、径方向内側に向かって突出するように形成されている。第２突出部２３の軸線Ｃに対向する縁部２３ａは、上方に向かうに従い、軸線Ｃに近づくように傾斜している。言い換えれば、縁部２３ａの下端の軸線Ｃへの張り出し高さは、縁部２３ａの上端の軸線Ｃへの張り出し高さよりも低い。縁部２３ａの上端は、距離Ｄ_２よりも軸線Ｃとの距離が近くなるように配置されている。すなわち、縁部２３ａの上端と軸線Ｃとの距離Ｄ_３は、距離Ｄ_２よりも短い。
第２突出部２３の上方の縁部は、径方向内側に向かうに従い漸次、下方に向かうように傾斜している。第２突出部２３の上端は、大径筒部１２の下端部まで延び、第２突出部２３の下端は、第１突出部２１の下端に連なっている。

分岐管２６は、円筒状に形成され、大径筒部１２の下端部、縮径筒部１３、及び小径筒部１４の上端部の外周面から突出するように設けられている。分岐管２６内に形成された分岐空間２６ａは、弁本体１１の内部空間１１ａに連通する。分岐空間２６ａは、分岐管２６の筒孔であり、内部空間１１ａは弁本体１１の筒孔である。分岐空間２６ａは、弁本体１１とは反対側の第１端部において、外部に開口する。分岐空間２６ａの第１端部の開口は、散水栓２７により封止されている。例えば、散水栓２７は、分岐管２６に図示しないネジ嵌合により着脱可能に取付けられている。
第１突出部２１の下端は、分岐空間２６ａの下端に対して、上下方向に同等の位置に配設されている。なお、第１突出部２１の下端は、分岐空間２６ａの下端よりも下方に配設されていてもよい。
分岐管２６の内周面には、Ｏリング等の第２シール部材を取付けるための溝部２６ｂが形成されていてもよい。

給水栓２が備える第１突出部２１の数が２つだと、周方向に隣り合う第１突出部２１の間から弁体４６が径方向外側に移動することが考えられ、複数の第１突出部２１が弁体４６を上下方向に案内しにくくなる。このため、本実施形態において給水栓２が備える第１突出部２１の数である３は、比較的少ない数である。
一方で、分岐管２６は、弁本体１１の内周面において複数の第１突出部２１が形成されていない部分、より詳しくは、弁本体１１の内周面における周方向に隣り合う第１突出部２１の間の部分、に開口している。給水栓２が備える第１突出部２１の数が少ないほど、弁本体１１の内周面における周方向に隣り合う第１突出部２１の間の部分の面積が広くなる。このため、給水栓２が備える第１突出部２１の数が少ないほど、弁本体１１の内周面に開口する分岐管２６の内径を大きくすることができる。

図４及び図５に示すように、第１連結片３１は、弁本体１１の大径筒部１２における上端部の外周面に配設されている。第１連結片３１は、分岐管２６よりも上方に配設されている。第１連結片３１は、上下方向が厚さ方向となる板状に形成されている。
図５に示すように、第１連結片３１の上面は、上下方向にほぼ直交する平坦面である。第１連結片３１の上面は、大径筒部１２の上面と面一である。第１連結片３１の下面は、径方向外側に向かうに従い漸次、上方に向かうように傾斜している。
図４に示す平面視において、第１連結片３１の径方向外側の縁部は、径方向外側に向かって突出するように湾曲している。第１連結片３１の径方向外側の縁部において、周方向の中央部は大径筒部１２から最も離間していて、周方向の両端部は大径筒部１２に連なっている。

図４及び図５に示すように、第１連結片３１の周方向の中央部には、第１連結片３１を上下方向に貫通するボルト孔３１ａが形成されている。第１連結片３１の上面には、ボルト孔３１ａを周方向に挟むように一対の凹部３１ｂが形成されている。第１連結片３１の上面は、第１連結片３１における上方を向く外面である。凹部３１ｂは、第１連結片３１において分岐管２６とは反対側の外面に形成されている。
本実施形態では、弁本体１１に４つの第１連結片３１が配設されている。例えば、４つの第１連結片３１は、周方向に等角度ごとに配置されている。図４に示す平面視において、第１連結片３１は、分岐管２６にできるだけ重ならないように配設されている。
なお、本実施形態では、弁本体１１に４つの第１連結片３１が配設されているとした。しかし、弁本体１１に配設される第１連結片３１の数に制限はなく、１つから３つでもよいし、５つ以上でもよい。第１連結片３１に２つの凹部３１ｂが形成されているとした。しかし、第１連結片３１に形成される凹部３１ｂの数に制限はなく、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

例えば、これら弁本体１１、第１突出部２１、第２突出部２３、分岐管２６、及び第１連結片３１（以下、弁本体１１等と言う）は、樹脂を用いて射出成形等により一体に形成されている。射出成形に用いられる樹脂としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられる。
弁本体１１等を形成する金型のうち凹部３１ｂを形成する部分は、弁本体１１等を成形した後で、弁本体１１等から金型を取外すために移動させる。この移動させる方向は、凹部３１ｂが形成された外面が向く、図３に示す方向Ｆ１である。例えば、第１連結片３１の下面に凹部が形成されていると、弁本体等を形成する金型のうちこの凹部を形成する部分は、弁本体等を成形した後で、方向Ｆ２に移動させる。この場合、金型が分岐管２６に干渉する恐れがある。

蓋部３６は、弁本体１１の上方に着脱可能に取付けられている。蓋部３６は、有頂筒状に形成された蓋部本体３７と、蓋部本体３７の下面に取付けられた第３シール部材３８と、を有している。
蓋部本体３７の天壁部４０には、天壁部４０を上下方向に貫く連通孔４０ａが形成されている。連通孔４０ａは、軸線Ｃと同軸に形成されている。連通孔４０ａの内周面には、不図示の雌ねじが形成されている。天壁部４０における連通孔４０ａを囲む位置には、吐出孔４０ｂが複数形成されている。
蓋部本体３７の周壁部４１の下面には、上方に向かって凹んだ係合部４１ａが形成されている。周壁部４１の下端部の外周面には、弁本体１１の複数の第１連結片３１に上下方向で対応する位置に、図示しない第２連結片が複数配設されている。各第２連結片には、第１連結片３１のボルト孔３１ａに上下方向で対応する位置に、ボルト孔が形成されている。
周壁部４１の上面には、周方向に間隔を空けてスペーサ４１ｂが形成されている。

例えば、これら蓋部本体３７及び第２連結片は、前述のように、樹脂を用いて射出成形等により一体に形成されている。
第２連結片のボルト孔及び第１連結片３１のボルト孔３１ａに挿入したボルトをナットで固定することで、弁本体１１に蓋部３６が着脱可能に取付けられている。

第３シール部材３８は、リング状に形成され、軸線Ｃと同軸に配設されている。第３シール部材３８には、軸線Ｃと同軸に開口３８ａが形成されている。第３シール部材３８の開口３８ａ、蓋部３６内の空間、及び吐出孔４０ｂで、弁本体１１の内部空間１１ａに連通する貫通孔３６ａが構成される。
リング状の第３シール部材３８の上面には、上方に向かって突出した被係合部３８ｂが形成されている。被係合部３８ｂは、第３シール部材３８の全周にわたって形成されている。第３シール部材３８の下面３８ｃは、径方向内側に向かうに従い漸次、上方に向かうように傾斜している。
第３シール部材３８の被係合部３８ｂが周壁部４１の係合部４１ａに嵌め込まれることで、蓋部本体３７に第３シール部材３８が取付けられている。

蓋部３６の上方は、カバー４３で覆われている。カバー４３は、有頂筒状に形成されている。カバー４３の周壁部は、下方に向かうに従い漸次、拡径している。カバー４３は、全体として傘形状をなしている。
カバー４３の天壁部の下面は、蓋部３６のスペーサ４１ｂの上面に接触している。カバー４３の周壁部は、蓋部本体３７から径方向外側に離間している。

弁体４６は、球状に形成されている。例えば、弁体４６全体としての密度は水の密度よりも小さく、弁体４６は水に浮く。
図４に示すように、複数の第１突出部２１に接触する内接円Ｃ６を規定すると、弁体４６の外径は、内接円Ｃ６の外径以下である。弁体４６は、複数の第１突出部２１に囲われている。弁体４６は、複数の第１突出部２１に対して上下方向に移動可能である。
図３に示すように、弁体４６が自重等により複数の第１突出部２１に対して下方に移動したときに、弁体４６は、第２突出部２３の縁部２３ａの上端に支持（係止）される。第２突出部２３は、弁体４６の移動範囲の下端を規定している。
一方で、弁体４６が浮力等により複数の第１突出部２１に対して上方に移動し、弁体４６が図３中に二点鎖線で示す位置に配置されると、弁体４６は、第３シール部材３８の下面３８ｃに接触する。弁体４６が第３シール部材３８に接触したときに、弁体４６が第３シール部材３８の開口３８ａ（貫通孔３６ａ）を封止する。開口３８ａを通して水が流れなくなり、給水栓２が閉じる。
第３シール部材３８は、弁体４６の移動範囲の上端を規定している。

次に、自動給水栓１における給水栓２以外の構成について説明する。
図１及び図２に示すように、給水栓駆動機構５１は、スピンドル５２と、スピンドル５２の上端部に設けられた角柱部５３と、角柱部５３を軸線Ｃ周りに回転させる駆動モータ５４と、を有している。
スピンドル５２は、上下方向に沿って延びる棒状に形成されている。スピンドル５２の外周面には、蓋部本体３７の雌ねじと嵌め合う、不図示の雄ねじが形成されている。したがって、スピンドル５２は、蓋部本体３７との係合状態を保持しつつ、上下方向に沿って移動可能である。
スピンドル５２の下面は、弁体４６の上面に接触している。

角柱部５３は、軸線Ｃに直交する断面形状が、四角形である。角柱部５３内には、スピンドル５２が挿入されていて、角柱部５３に対してスピンドル５２が上下方向に沿って自由に移動することができる。
駆動モータ５４は、電力により動作する。駆動モータ５４は、モータ本体５４ａ内に配置された図示しないコイルに電力（電流）を供給することで、回転軸５４ｂが上下方向に沿う所定の軸線周りに回転する。コイルに供給する電力の向きを変えることで、回転軸５４ｂが軸線周りに回転する向きが変化する。
駆動モータ５４は、ステンレス鋼で形成されていることが好ましい。駆動モータ５４の回転軸５４ｂは、図示しない歯車機構及び連結軸を介して、角柱部５３に回転力を伝達する。

例えば、駆動モータ５４が、スピンドル５２を軸線Ｃ周りの順方向Ｅ１に回転させる。すると、蓋部３６に対してスピンドル５２が上方に移動する。スピンドル５２が上方に移動すると、水の浮力を受けた弁体４６が上方に移動し、弁体４６が第３シール部材３８の開口３８ａを封止する。
一方で、駆動モータ５４が、スピンドル５２を軸線Ｃ周りの逆方向Ｅ２に回転させる。すると、蓋部３６に対してスピンドル５２が下方に移動する。弁体４６が受ける浮力に抗してスピンドル５２が弁体４６を下方に移動させることで、第３シール部材３８の開口３８ａを封止する弁体４６を開口３８ａから離間させる（下方に移動させる）。

太陽電池パネル６１は、例えばシリコン型太陽電池や色素増感型太陽電池等を用いて構成されている。太陽電池パネル６１は、太陽光を受光する受光面６１ａを有している。
太陽電池パネル６１は、太陽電池パネル筐体８６に収容された状態で、収容ケース６６に着脱可能に設けられている。
以下では、まず収容ケース６６について説明する。

収容ケース６６は、給水栓駆動機構５１を収容するための筐体である。収容ケース６６は、カバー４３よりも上方に配設された架台６７と、架台６７よりも上方に配設され、開閉扉７２を有する箱体７１と、を備えている。
架台６７の天面には、角柱部５３を貫通させるための貫通孔６７ａが形成されている。駆動モータ５４のモータ本体５４ａは、後述するモータマウント７４を介して架台６７に固定されている。
例えば、架台６７は、ステンレス鋼で形成されている。

開閉扉７２は、箱体７１の１つの側面に配設されている。通常は閉じた状態の開閉扉７２を開くことで、使用者は箱体７１内で作業することができる。箱体７１の上部には、太陽電池パネル筐体８６の後述する係合爪９０が嵌め合う受け部７３が形成されている。
箱体７１の内部には、駆動モータ５４に加えて、駆動モータ５４を載置するモータマウント７４と、蓄電池７５と、制御部７６と、が収容されている。
駆動モータ５４のモータ本体５４ａはモータマウント７４に固定されている。
例えば、蓄電池７５は鉛電池等である。蓄電池７５は、太陽電池パネル６１で得られた電力を蓄積するとともに、蓄積した電力を給水栓駆動機構５１の駆動モータ５４に供給する。蓄電池７５は比較的重いため、蓄電池７５は、箱体７１の底部に安定した状態で設置されていることが好ましい。図示のように、蓄電池７５は、モータマウント７４の横に配設されている。

図示はしないが、制御部７６は、主制御部、複数のダイヤル、ランプ、及びスイッチ等を有している。
主制御部は、制御回路及びメモリ等を備えている。制御回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えている。メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。メモリには、制御回路を動作させるための制御プログラム等が記憶されている。主制御部の制御回路は、給水栓駆動機構５１の駆動モータ５４を制御する。
例えば、複数のダイヤルのうちの１つは、スピンドル５２を上方に移動させるタイミングを設定するために用いられる。複数のダイヤルのうちの他の１つは、上方に移動させたスピンドル５２を保持する時間（すなわち、給水時間）を設定するために用いられる。ランプは、給水中であるか否かを知らせるためのものである。スイッチは、各種設定を行うためのものである。
制御部７６は、弁本体１１内を水が流れているか否かを検出する流量センサ等を有していてもよい。

太陽電池パネル筐体８６は、太陽電池パネル６１の上方に配設されたガラス板８７と、太陽電池パネル６１及びガラス板８７を上下方向から挟み込んで保持する上ケース８８及び下ケース８９と、を備えている。下ケース８９の下面には、係合爪９０が配設されている。この係合爪９０が箱体７１の受け部７３に嵌め合うことで、収容ケース６６に太陽電池パネル筐体８６が取付けられている。
一方で、係合爪９０と受け部７３との嵌め合いを解除することで、収容ケース６６から太陽電池パネル筐体８６が取外される。

次に、以上のように構成された自動給水栓１の動作について説明する。予め、駆動モータ５４によりスピンドル５２を下方に移動させて、第３シール部材３８の開口３８ａが弁体４６に塞がれず、給水栓２が開いた状態にしておく。
使用者は、自動給水栓１の弁本体１１の下方から給水管Ｐ１を挿入する。給水管Ｐ１の上端部が、各第１突出部２１の下端に下方から係止する。第１突出部２１の下端は、給水管Ｐ１のストッパとして機能する。
収容ケース６６の開閉扉７２を開けて、制御部７６のスイッチを押すと、蓄電池７５に蓄積された電力が制御部７６に供給され、制御部７６の主制御部が起動する。太陽電池パネル６１は、受光面６１ａで太陽光を受光することで発電を行う。太陽電池パネル６１で生じた電力は、蓄電池７５に蓄積される。

給水管Ｐ１を通して水が供給されると、この水は弁本体１１の内部空間１１ａ、第３シール部材３８の開口３８ａ、蓋部３６の吐出孔４０ｂを通して蓋部３６の上方に噴出する。蓋部３６から噴出した水は、蓋部３６とカバー４３との間を径方向外側に流れ、カバー４３よりも下方にある水田等に供給される。
流量センサが弁本体１１内を流れる水を検出すると、主制御部はランプを点灯させるとともに、タイマーにより弁本体１１内を水が流れている時間を測定する。

農業用水である水の中に含まれている枯れた草等のゴミは、給水管Ｐ１内から弁本体１１の内部空間１１ａ内に流れ込む。給水管Ｐ１の内周面と第１突出部２１の下端との間に径方向に段差がほとんどないため、ゴミが第１突出部２１の下端部に引っ掛かりにくく、ゴミが第１突出部２１に溜まりにくい。
第１突出部２１の上端と軸線Ｃとの距離Ｄ_１は、第１突出部２１の下端と軸線Ｃとの距離Ｄ_２よりも長い。このため、第１突出部２１の上端と軸線Ｃとの間に充分な空間が確保され、この空間も含めて弁本体１１内にゴミＧを溜めることができる。

ダイヤルで設定した一定の給水時間が経過したことをタイマーにより検出すると、主制御部は、蓄電池７５に蓄積された電力を駆動モータ５４に供給することで駆動モータ５４を駆動させ、スピンドル５２が上方に移動させる。弁体４６は、複数の第１突出部２１により案内されつつ水の浮力により上方に移動し、第３シール部材３８の開口３８ａを封止する。これにより、給水栓２が閉じ、主制御部はランプを消灯させる。
主制御部は、必要に応じて駆動モータ５４を駆動させ、弁体４６を下方に移動せることで給水栓２を開ける。

なお、弁本体１１内にゴミＧが詰まったときには、給水栓２が閉じた状態で、分岐管２６から散水栓２７を取外す。分岐管２６内に適切な工具を挿入して弁本体１１内からゴミＧを取出す。このとき、給水管Ｐ１の上面は分岐空間２６ａの下端に対して、上下方向に同等の位置に配設されている。したがって、分岐空間２６ａを通して弁本体１１内を目視確認したり、工具を挿入したりするとき等に、給水管Ｐ１が支障とはなりにくい。

以上説明したように、本実施形態の給水栓２によれば、弁本体１１内を水が流れないときには、弁体４６が自重により下方に移動して複数の第２突出部２３により支持される。このとき、蓋部３６の貫通孔３６ａは弁体４６により塞がれていなく、貫通孔３６ａを通して空気等が流れる。
弁本体１１内を下方から上方に向けて水が流れると、弁体４６は、複数の第１突出部２１により案内されつつ、作用する浮力により下方から上方に向けて移動する。弁体４６が貫通孔３６ａを塞ぐと、給水栓２が閉じる。
第１突出部２１の上端と軸線Ｃとの距離Ｄ_１は、第１突出部２１の下端と軸線Ｃとの距離Ｄ_２よりも長い。このため、第１突出部２１の上端と軸線Ｃとの間に充分な空間が確保され、弁本体１１内にゴミＧが詰まることを抑制することができる。

第２突出部２３の縁部２３ａは、上方に向かうに従い、軸線Ｃに近づくように傾斜している。これにより、第２突出部２３の縁部２３ａにおける上端が径方向内側に張り出すため、第２突出部２３に弁体４６が係止しやすくすることができる。

第１連結片３１は分岐管２６よりも上方に配設され、第１連結片３１の上面に凹部３１ｂが形成されている。弁本体１１等を射出成形等により形成する場合に、第１連結片３１に凹部３１ｂが形成されていることで、第１連結片３１の周囲に引けが生じにくくなり、弁本体１１における第１連結片３１の周辺の寸法精度が向上する。第１連結片３１が弁本体１１の上端部に形成されているため、弁本体１１の上端部と蓋部３６との間を第１シール部材１６で封止するときに、弁本体１１と蓋部３６とを第１シール部材１６で確実に封止することができる。
一般的に、射出成形時には、凹部を形成した金型を、凹部が形成された外面が向く側に移動させることで、凹部から取外す。本実施形態では、凹部３１ｂは、第１連結片３１における上方を向く外面に形成されているため、凹部３１ｂを形成した金型は上方に移動させることで凹部３１ｂから取外される。分岐管２６は第１連結片３１よりも下方に配設されているため、移動する金型が分岐管２６に干渉するのを抑え、射出成形により凹部３１ｂを形成させやすくすることができる。

弁本体１１の下方から挿入された給水管Ｐ１は、第１突出部２１の下端に係止される。第１突出部２１の下端は、分岐空間２６ａの下端に対して、上下方向に同等の位置に配設されている。このため、給水管Ｐ１が分岐管２６の分岐空間２６ａを塞ぐことがなく、弁本体１１内に詰まったゴミＧを、分岐管２６の分岐空間２６ａを通して外部から容易に取り除くことができる。
なお、第１突出部２１の下端が分岐空間２６ａの下端よりも下方に配設されている場合にも、同様の効果を奏することができる。

また、本実施形態の自動給水栓１は、給水栓駆動機構５１、制御部７６、及び太陽電池パネル６１を備える。給水栓２は、弁体４６に作用する浮力により閉じ、弁体４６の浮力に抗して弁体４６を蓋部３６の貫通孔３６ａから離間させることで開く。このため、電力により制御部７６の主制御部を動作させるとともに給水栓駆動機構５１を駆動して自動的に給水栓２を閉開させる場合でも、電力を主に消費するのは給水栓２を開くときである。
具体的には、給水栓２を開くときにおいて、第３シール部材３８の開口３８ａを封止している弁体４６をスピンドル５２で下方に移動させるときには、駆動モータ５４には比較的大きなトルクが必要であり、駆動モータ５４は比較的大きな電力を消費する。第３シール部材３８から弁体４６が少し下方に離間し、開口３８ａを通して水が上方に流れ始めると、弁体４６に作用する浮力が小さくなる。したがって、スピンドル５２で弁体４６を下方に移動させるのに必要なトルクが小さくなり、駆動モータ５４が消費する電力が小さくなる。

一方で、給水栓２を閉じるときにおいて消費する電力は、スピンドル５２を上方に移動させるためのものだけなので、小さい。
弁体４６が開口３８ａを封止していて給水栓２が閉じているときには、駆動モータ５４に必要とされるトルクがないので、自動給水栓１は電力を消費しない（電力をほとんど消費しないも含む）。
以上のように、給水栓２を開くとき、及び給水栓２を閉じるときのいずれにおいても電力を消費するが、電力を主に消費するのは、スピンドル５２で弁体４６を下方に移動させる給水栓２を開くときである。
したがって、太陽電池パネル６１という、発生する電力が比較的少ない電池を用いても、給水栓２を給水栓駆動機構５１により確実に閉開させることができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、図６に示す給水栓３のように、第２突出部２３に代えて、側面視で台形状を呈する第２突出部９６を備えてもよい。第２突出部９６の軸線Ｃに対向する縁部は、上下方向に沿って延びている。第２突出部９６の下方の縁部は、径方向内側に向かうに従い、下方に向かうように傾斜している。第２突出部９６の上方の縁部は、径方向内側に向かうに従い、上方に向かうように傾斜している。

給水栓２は、分岐管２６を備えなくてもよい。給水栓２が第１突出部２１及び第２突出部２３を備えていれば、第１突出部２１の上端と軸線Ｃとの間に充分な空間が確保されることで、弁本体１１内にゴミＧが詰まることを抑制することができるからである。
給水栓２は、第１突出部２１及び第２突出部２３を備えなくてもよい。給水栓２が分岐管２６を備えていれば、弁本体１１内に詰まったゴミＧを、分岐管２６の分岐空間２６ａを通して外部から容易に取り除くことができるからである。

また、前記実施形態では、第１連結片３１の上下方向の厚さが薄い場合等、第１連結片３１の周囲の引けが問題にならない場合等には、第１連結片３１に凹部３１ｂは形成されなくてもよい。
自動給水栓１が蓄電池７５を備えず、太陽電池パネル６１で生じた電力が制御部７６および駆動モータ５４に直接供給されてもよい。
自動給水栓１は、駆動モータ５４及び太陽電池パネル６１を備えず、スピンドル５２の上端部にハンドル等を備えてもよい。この場合、手動によりハンドルを軸線Ｃ周りの方向Ｅ１，Ｅ２に回転させることで、弁体４６を上方及び下方に移動させる。
太陽電池は太陽電池パネル６１であるとしたが、太陽電池の形状はパネル状に限定されず、ブロック状等でもよい。

１自動給水栓
２，３給水栓
１１弁本体
１１ａ内部空間
２１第１突出部
２３，９６第２突出部
２３ａ縁部
２６分岐管
２６ａ分岐空間
３１第１連結片（連結片）
３１ｂ凹部
３６蓋部
３６ａ貫通孔
４６弁体
５１給水栓駆動機構
６１太陽電池パネル（太陽電池）
７６制御部
Ｃ軸線
Ｄ_１，Ｄ_２距離

Claims

軸線が上下方向に沿う筒状に形成された弁本体と、
前記弁本体の軸線周りに複数配設され、前記弁本体の内周面から前記軸線に向かって突出し、かつ上下方向に沿って延びる第１突出部と、
前記第１突出部における下端部の前記軸線に対向する縁部から、前記軸線に向かって突出するように配設され、前記第１突出部の下端と前記軸線との距離よりも前記軸線との距離が近くなるように形成された第２突出部と、
前記弁本体の上方に取付けられ、前記弁本体の開口を覆い、かつ前記弁本体の内部空間に連通する貫通孔が形成された蓋部と、
前記弁本体内において前記複数の第１突出部に囲まれるように配設され、前記複数の第１突出部に対して上下方向に移動可能な弁体と、
を備え、
前記弁体は、前記複数の第１突出部に対して上方に移動して前記蓋部に接触したときに前記貫通孔を封止し、前記複数の第１突出部に対して下方に移動したときに前記複数の第２突出部に係止され、
前記第１突出部の上端と前記軸線との距離は、前記第１突出部の下端と前記軸線との距離よりも長い
給水栓。
前記第２突出部の前記軸線に対向する縁部は、上方に向かうに従い、前記軸線に近づくように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の給水栓。
前記弁本体の外周面から突出するように設けられ、前記弁本体の内部空間に連通し、かつ外部に開口する分岐空間が形成された分岐管と、
前記弁本体の前記分岐管よりも上方の外周面に配設された連結片と、
を備え、
前記連結片における上方を向く外面には、凹部が形成されている請求項１又は２に記載の給水栓。
軸線が上下方向に沿う筒状に形成された弁本体と、
前記弁本体の外周面から突出するように設けられ、前記弁本体の内部空間に連通し、かつ外部に開口する分岐空間が形成された分岐管と、
前記弁本体の軸線周りに複数配設され、前記弁本体の内周面から前記軸線に向かって突出し、かつ上下方向に沿って延びる第１突出部と、
前記第１突出部における下端部の前記軸線に対向する縁部から、前記軸線に向かって突出するように配設され、前記第１突出部の下端と前記軸線との距離よりも前記軸線との距離が近くなるように形成された第２突出部と、
前記弁本体の上方に取付けられ、前記弁本体の開口を覆い、かつ前記弁本体の内部空間に連通する貫通孔が形成された蓋部と、
前記弁本体内において前記複数の第１突出部に囲まれるように配設され、前記複数の第１突出部に対して上下方向に移動可能な弁体と、
を備え、
前記弁体は、前記複数の第１突出部に対して上方に移動して前記蓋部に接触したときに前記貫通孔を封止し、前記複数の第１突出部に対して下方に移動したときに前記複数の第２突出部に係止され、
前記第１突出部の下端は、前記分岐空間の上端に対して、上下方向に同等の位置か、下方に配設されている
給水栓。
請求項１から４のいずれか一項に記載の給水栓と、
電力により動作し、前記蓋部の前記貫通孔を封止する前記弁体を前記蓋部の前記貫通孔から離間させるための給水栓駆動機構と、
前記給水栓駆動機構を制御する制御部と、
前記給水栓駆動機構及び前記制御部に前記電力を供給する太陽電池と、
を備える
自動給水栓。