JP2020028297A - 給水栓自動開閉装置及び給水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池パネルを任意の向きに設置することができ且つ太陽電池の排水性を向上させた給水栓自動開閉装置を提供する。【解決手段】スピンドルの給水栓駆動機構を駆動させる電気エネルギーを発電する太陽電池パネル５と、受光面５ｐを水平にして太陽電池パネル５を収容する太陽電池パネル筐体２１を含み、太陽電池パネル筐体２１は、太陽電池パネル５を下方から止水可能に保持する内部枠２５及び内部枠２５の外側に設けられる外部枠２７を有し、内部枠２５と外部枠２７との間に通水溝２９が形成された下ケース２３と、太陽電池の外周縁を上方から押さえ、下ケース２３の外部枠２７に装着される上ケース４１とを備え、上ケース４１と太陽電池の外周縁との間には、通水溝２９に連通させる通水路４５が形成され、通水溝２９には、下ケース２３の外方に連通する排水口３１が形成されている給水栓自動開閉装置。【選択図】図５

Description

本発明は、給水栓自動開閉装置及び給水装置に関する。

一般に、水田等の耕作区には、稲等の作物に用水を供給するための給水装置が設置されている。給水装置は、通水管に接続されており、通水管を介して貯水施設からポンプや水頭圧等により加圧された水を導入する。このような給水装置としては、通水管から分岐して耕作区の所定の位置に導かれ、地面に対して鉛直方向に立ち上げられた給水管と、立ち上げられた給水管の通水路に設けられた給水栓と、を備えた装置が挙げられる。

農家等では、人手不足等の理由により、作物の種類や生育状況に合わせて所望のタイミングで上記給水装置の給水栓を開閉する給水栓自動開閉装置の導入が進められている。
例えば、特許文献１には、太陽電池と、前記太陽電池により発電された電気エネルギーを蓄えるための蓄電池と、前記電気エネルギーにより駆動されるモータと、前記モータの出力軸と給水栓の駆動軸とを連結し前記モータの駆動力を前記駆動軸に伝達する駆動力伝達機構と、前記モータの起動及び停止、回転方向及び駆動時間を制御するためのプログラムを内蔵した制御装置とを具備する給水栓自動開閉装置が開示されている。この給水栓自動開閉装置を給水栓に装着し、手動でモータを制御して前記給水栓の開閉量を調整し、前記モータの制御データを記憶させれば、以後の使用時は記憶された制御データに基づいて自動的に給水が行われる。

特許第２８１８１２３号公報

一般に、太陽電池は設置場所の緯度に応じて南西側に向けて仰角となるように設置されることが通例であり、日本では、通年の平均として、地面に対して３０°前後傾けて設置されることが好ましいといわれている。このような好適な設置条件をふまえ、上記特許文献１に記載の給水栓自動開閉装置では、太陽電池が、蓄電池やモータ等を収容するための筐体の上部に傾斜して取り付けられている。
しかしながら、太陽の位置に合わせて、太陽電池が筐体の上部に傾斜して取付けられていると、筐体の向きが制限されることから、筐体内に収容された給水栓自動開閉装置の制御部や操作パネルが耕作区側に向く場合があり、足場が悪く、制御部や操作パネルを操作し難くなる。

筐体の設置方向を自在に変更可能にするために、太陽電池を自動開閉装置の筐体の上面に、地面に対して水平になるように設置することが考えられる。ところが、そのように設置した場合、雨等からの防水を目的とした太陽電池の従来の封止方法では、太陽電池を覆うガラス板に雨水が溜まり、効率良く排水できず、発電効率の低下及び太陽電池の動作不良につながる虞があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、太陽電池パネル（所謂、平板状の太陽電池）を水平に配置することで任意の向きに設置することができ、且つ水平姿勢に配置される太陽電池の排水性を向上させることができる太陽電池パネル筐体及び給水栓自動開閉装置を提供する。

本発明の太陽電池パネル筐体は、太陽電池パネルを下方から止水可能に保持する内部枠及び該内部枠の外側に間隔をあけて設けられる外部枠を有すると共に、前記内部枠と前記外部枠との間に通水溝が形成された下ケースと、前記下ケースに保持された前記太陽電池パネルの外周縁を上方から押さえ、前記下ケースの外部枠に装着される上ケースと、を備え、前記上ケースと前記太陽電池パネルの外周縁との間には、前記受光面と前記通水溝とを連通する通水路が形成され、前記通水溝には、前記下ケースの外方に連通する排水口が形成されている。

上記構成では、太陽電池パネル筐体によって、太陽電池パネルの受光面が上に向けられ、略水平に配置された場合において、設置方向によらず略一定の発電効率が得られ、給水栓自動開閉装置を任意の向きに設置することができるようになる。従って、上記給水栓自動開閉装置と同様に、給水栓自動開閉装置の操作性を向上させることができる。
また、太陽電池パネルの受光面側に供給された水は、ガラス板上で留まることなく、太陽電池の外周縁に到達するとともに、通水路から通水溝に流入し、排水口を通り、円滑に（且つ、積極的に）、下ケースの外方、即ち、太陽電池パネル筐体の外方へと排出される。従って、水平姿勢に配置される太陽電池の排水性が高まる。

本発明の太陽電池パネル筐体では、前記通水路は上面視で前記上ケースの内側から外側に向かうに従い漸次狭くなるように貫通していることが好ましい。
上記構成においては、太陽電池の受光面側に供給された水がより円滑に通水溝に集められる。

さらに、本発明の給水栓自動開閉装置は、上記の太陽電池パネル筐体を備えた給水栓自動開閉装置であって、給水装置の給水栓を駆動する給水栓駆動機構と、前記給水栓駆動機構を収容する収容ケースと、をさらに備え、前記太陽電池パネルは前記給水栓駆動機構を駆動させるための電気エネルギーを発電し、前記太陽電池パネル筐体は前記収容ケースに装着可能とされ、装着時に前記太陽電池パネルを該太陽電池パネルの受光面を上に向けて収容する。

上記構成によれば、太陽電池パネルの受光面を水平に配置した場合において、給水栓自動開閉装置の向きによらず略一定の発電効率が得られ、給水栓自動開閉装置を任意の向きに設置することができる。これにより、収容ケース（所謂、筐体）の開閉や収容ケース内の給水栓駆動機構及び該給水栓駆動機構の制御部等の操作をし易い向きに給水栓自動開閉装置を設置することで、給水栓自動開閉装置の操作性を向上させることができる。
また、降雨時等に太陽電池パネルの受光面を覆うガラス板の上面に水が供給されても、その水がガラス板表面の撥水性等によって自然と太陽電池パネルの外周部に流れ、上ケースと太陽電池パネルの外周縁との間に形成された通水路から内部枠と外部枠との間の通水溝に流下する。通水溝に流入した水は、そのまま排水口から下ケースの外方に排出される。このように、太陽電池パネルの受光面を覆うガラス板の上面に供給された水は、ガラス板上で留まることなく、太陽電池パネルの外周縁に到達するとともに、正確に下ケースの通水溝を通り、円滑に、且つ、積極的に下ケースの外方、即ち、太陽電池パネル筐体の外方へと排出される。従って、水平姿勢に配置された際の太陽電池パネルの排水性が高まり、降雨後であっても太陽電池パネルの発電効率の低下を抑えることができる。さらに、前記の水は下ケースの通水溝のみに流入し、内部枠の内側には流入せず、下ケースの内部枠で囲まれた空間内は止水空間となるので、この空間を利用して太陽電池パネルの配線等を行うことができる。

本発明の給水栓自動開閉装置では、前記太陽電池パネル筐体は、前記収容ケースに着脱可能に設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、収容ケースのみの従前のものに対して、太陽パネル筐体を装着することで、給水栓駆動機構に太陽電池で発電した電気を容易に供給することができる。また、太陽電池の点検及び交換を行う場合、上ケース及び下ケースの清掃を行う場合等に、太陽電池パネル筐体を収容ケースから一旦外し、作業を行った後に、再び収容ケースに装着することができる。即ち、太陽電池パネル及び太陽電池パネル筐体のメンテナンスを容易に行うことができる。

本発明によれば、太陽電池パネルを水平に配置することで任意の向きに設置することができ、且つ水平姿勢に配置される太陽電池の排水性を向上させることができる太陽電池パネル筐体及び給水栓自動開閉装置が提供される。

本発明を適用した一実施形態である給水栓自動開閉装置の正面図及び該給水栓自動開閉装置を前方から見た断面図である。 本発明を適用した一実施形態である給水栓自動開閉装置の側面図及び該給水栓自動開閉装置を側方から見た断面図である。 本発明を適用した一実施形態である太陽電池パネル及び太陽電池パネル筐体の構成要素を分解して示した斜視図である。 本発明を適用した一実施形態である太陽電池パネル及び太陽電池パネル筐体を備えた太陽電池パネル構造を示す図であり、図３に示す各構成要素を組み立てて完成する太陽電池パネル構造の斜視図である。 本発明を適用した一実施形態である太陽電池パネル及び太陽電池パネル筐体を備えた太陽電池パネル構造を示す図であり、図４に示すＸ−Ｘ線で矢視した断面図である。 本発明を適用した一実施形態である太陽電池パネル筐体の上ケースを裏面側から見た平面図である。 本発明を適用した一実施形態である太陽電池パネル及び太陽電池パネル筐体を備えた太陽電池パネル構造の変形例を示す図であり、図４に示すＹ−Ｙ線で矢視した断面図である。

以下、本発明を適用した一実施形態である給水栓自動開閉装置（以下、本実施形態の給水栓自動開閉装置とする）、及び該給水栓自動開閉装置に設けられる太陽電池パネル筐体について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。

図１は、本実施形態の給水栓自動開閉装置１の正面図及び断面図である。図２は、給水栓自動開閉装置１の側面図及び断面図である。図１及び図２に示すように、給水栓自動開閉装置１は、給水装置６１の上部に取り付けられ、給水栓駆動機構３と、太陽電池パネル５と、収容ケース７と、太陽電池パネル筐体２１と、を備えている。

給水装置６１は、例えば、稲等の作物に対して所望のタイミング及び量で用水を供給するために、耕作区に設置されている。
図１及び図２には、給水装置６１として、浮上式の止水栓ボールを用いた開閉弁を例示する。給水装置６１は、給水管６３と、弁開口７５を有する吐出管６４と、吐出管６４の上方を覆うカバー６５と、給水管６３内で上下に移動自在に収容された止水栓ボール６７と、吐出管６４に対して上下方向に連通されたスピンドル６９と、を備えている。

給水管６３は、不図示の通水管から分岐して耕作区の所定の位置に導かれた管材であり、地面に対して略垂直に立ち上げられている。給水管６３において地面から立ち上げられた上端部及びその中空部は拡径されている。

吐出管６４は、有頂筒状をなし、給水管６３の上端部に取り付けられ、吐出管６４と給水管６３のそれぞれの中空部同士が連通している。弁開口７５の第二中空部は、給水管６３の第一中空部より縮径されている。弁開口７５は、吐出管６４の側壁の下端内縁部に全周にわたって設けられ、止水栓ボール６７の外周面が液密に当接可能な座面を形成している。吐出管６４の天面の中心には、該天面から下方に向けて突出し、貫通孔７３が形成されたスピンドル挿通部が設けられている。貫通孔７３の内周面には、不図示の雌ねじが形成されている。また、吐出管６４の天面には、第二中空部と外部とを連通する吐出孔７６が複数設けられている。弁開口７５が開いたときに、給水管６３の水が吐出管６４内に流入すると共に、吐出孔７６を通して給水装置６１の外部に吐出される。

カバー６５は、給水装置６１の給水管６３の上部を覆う有頂無底の部材である。具体的には、吐出管６４の上端部（即ち、下流側端部）にカバー６５の天面の内側が当接し、該天面から側壁にかけて傘形状をなすように拡径している。

止水栓ボール６７は、弁開口７５より上流側で、給水管６３の第一中空部内において給水管６３内の水圧により浮上可能、且つ上下に移動可能に配置されている球状の部材である。給水管６３の内周面には、第一中空部の周方向に沿って間隔をあけて複数配置され、且つ第一中空部の径方向中心に向かって突出するガイド部７７が設けられている。複数のガイド部７７の突出先端に沿う案内部７７ａは、止水栓ボール６７を上下方向に沿って略同軸に移動させるように形成されている。従って、止水栓ボール６７は、複数のガイド部７７の案内部７７ａに沿って、ぶれることなく、上下方向に移動する。

止水栓ボール６７の直径は、弁開口７５の内径より大きく、且つ、給水管６３の第一中空部の内径より小さい。また、止水栓ボール６７は水に対して浮力を有する素材で形成されている。止水栓ボール６７の浮力は特に限定されず、例えば０．４程度とされている。
なお、止水栓ボール６７は、上側に弁開口７５の直径より大きな直径を有する球面が配置されるように形成されていれば、必ずしも球状に形成されていなくてもよい。例えば、止水栓ボール６７の下側に向けて先細りした脚部が設けられていてもよく、その他に公知の構成を備えていてもよい。

スピンドル６９は、所謂給水栓本体であり、吐出管６４の第二中空部から貫通孔７３に挿通し、カバー６５を貫通して上方に延びて給水栓駆動機構３に連結された部材である。スピンドル６９の外周面には貫通孔７３の雌ねじに螺合可能な雄ねじ（図示略）が形成されている。従って、スピンドル６９は雄ねじ（図示略）を貫通孔７３の雌ねじに螺合させ、貫通孔７３及び吐出管６４との係合状態を保持しつつ、上下方向（即ち、給水管６３及び吐出管６４の延在方向）に沿って移動可能とされている。

スピンドル６９の軸の上部には、断面が四角形の角柱部７０が上下方向フリーとなるように上方から挿入され、給水栓駆動機構３より角柱部７０に直接、回転力が伝達されている。
スピンドル６９及び角柱部７０は、給水栓駆動機構３に対して回転方向に若干の遊びが設けられていることが好ましい。これにより、不慮の要因によってスピンドル６９に所定以上の圧力が加わる事態や、スピンドル６９の軸線方向の傾斜が許容されずにスピンドル６９と角柱部７０との双方に負荷がかかることによる破損、スピンドル６９の過剰な引き下げ等の発生が防止される。また、スピンドル６９の過剰な引き下げの発生を防止する点から、カバー６５から上方に突出しているスピンドル６９に不図示のストッパが設けられていてもよい。

給水装置６１の閉栓時には、即ち給水装置６１から給水を行わない場合には、図１及び図２に二点鎖線で示すように、スピンドル６９は引き上げられているので、止水栓ボール６７は浮力によって吐出管６４の弁開口７５に密接し、弁開口７５と止水栓ボール６７との間を閉塞している。止水栓ボール６７が浮力によって各管の中空部を上昇する際には、該中空部内の空気が弁開口７５及び吐出管６４の吐出孔７６を通って給水装置６１の外方に吐出されるので、エアーハンマー現象が防止される。

給水装置６１の開栓時には、即ち給水装置６１から給水を行う場合には、図１及び図２に実線で示すように、スピンドル６９が引き下げられ、止水栓ボール６７は浮力に抗し、スピンドル６９によって弁開口７５の位置から押し下げられる。これにより、止水栓ボール６７と弁開口７５との密接状態が解除される。水は、止水栓ボール６７と弁開口７５との間の隙間（所謂、スロート部分）を通過し、弁開口７５及び吐出管６４の中空部を通って吐出管６４の吐出孔７６から噴出され、カバー６５の内面に沿って又は該内面に衝突しながら地面に向けて放出される。

給水管６３及び吐出管６４を構成する素材としては、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。
カバー６５、スピンドル６９及び角柱部７０を構成する素材としては、例えばステンレス（ＳＵＳ）等が挙げられる。

給水栓駆動機構３は、角柱部７０を介してスピンドル６９を駆動し、スピンドル６９の引き上げ、及び、引き下げを直接行う機構である。
本実施形態では、給水栓駆動機構３はＳＵＳ等からなるモータであり、軸線方向を中心として角柱部７０及びスピンドル６９を矢印θ１の順方向又は逆方向に回転させる。スピンドル６９に加わった回転は、スピンドル６９の雄ねじ及び貫通孔７３の雌ねじの螺合に従い、スピンドル６９の矢印Ｄ１の順方向又は逆方向の移動に変換される。このようにして、給水栓駆動機構３からスピンドル６９に加わる回転により、スピンドル６９が上下方向（即ち、給水管６３及び吐出管６４の延在方向）に沿って引き上げ、又は引き下げられる。

例えば、給水栓駆動機構３のモーターシャフトと角柱部７０との間に、これらをつなぐはめ込み式伝達シャフトが設けられていてもよい。このはめ込み式伝達シャフトの接続部において、角柱部７０の外寸に対し、はめ込み式伝達シャフト内寸を縦方向及び横方向で０．２ｍｍ程度大きくとることで、スピンドル６９の傾きによるシャフトセンターのズレを許容することができる。

太陽電池パネル５は、給水栓駆動機構３を駆動させるための電気エネルギーを発電する機構である。太陽電池パネル５は、太陽光を受光する受光面５ｐを有している。太陽電池パネル５は、受光面５ｐが略水平ではあるが、受光面５ｐと水平面とのなす角度が例えば５度以内となるように僅かに傾斜し（以下、受光面５ｐのこのような配置状態を単に「略水平である」という場合がある）、収容ケース７の上面に配置されている。
太陽電池パネル５の構成及び素材は、例えばシリコン型太陽電池や色素増感型太陽電池等の公知の構成及び素材が適用される。

収容ケース７は、少なくとも給水栓駆動機構３を収容するための筐体であり、カバー６５の上部に設けられた架台９と、架台９の上に設けられ、開閉扉８１を有する箱体８と、を備えている。

架台９は、水平に配置された底面と、該底面と間隔をあけて水平に配置された天面と、底面及び天面とを接続するように直立する側壁と、を備えている。側壁の一部には開口窓９ａが設けられ、架台９の内部は外方から視認可能になり、外方から架台９の内部で種々の作業を実施することができる構成になっている。

架台９の天面には、スピンドル６９の上端部、即ち角柱部７０を貫通させるための貫通孔９ｂが形成されている。給水栓駆動機構３は、架台９に固定されている。例えば、四隅の固定フランジを架台９にボルト留めしたモータマウントに、箱体８の肉厚分の段差を取ったフランジを設け、該フランジと架台９との間に箱体８の底面を挟み込んで固定することができる。これにより、角柱部７０が箱体８に対して強固に固定されると共に、給水装置６１の開閉動作による箱体８への応力の発生を低減することができる。
架台９を構成する素材としては、例えばＳＵＳ等が挙げられる。

箱体８の内部には、給水栓駆動機構３に加えて、給水栓駆動機構３を載置するモータマウントと、蓄電池１３と、制御部１５が収容されている。
給水栓駆動機構３はモータマウントに固定され、不図示の歯車機構や連結軸を介して、接続された角柱部７０を介してモータのトルクをスピンドル６９に伝達可能になっている。
蓄電池１３は、太陽電池パネル５で発電された電気エネルギーを蓄積するとともに、蓄積した電気エネルギーを給水栓駆動機構３に供給するための構成であり、例えば鉛電池等である。
蓄電池１３は、比較的重量があるため、箱体８の底部に安定して設置されている。図示のように、蓄電池１３はモータマウントの横に設置されている。

制御部１５には、給水装置６１のスピンドル６９を任意のタイミング及び時間で開栓するために、例えばスピンドル６９を引き上げるタイミングを設定するダイヤル、引き上げたスピンドル６９を保持する時間（即ち、給水時間）を設定するダイヤル、給水中であるか否かを知らせるランプ、給水栓自動開閉装置１の異常の有無を知らせるランプ、その他の各種設定を行うためのスイッチ等が設けられている。

また、収容ケース７には、図示略の受信部が設けられていてもよい。この受信部は、制御部１５に接続されており、給水栓自動開閉装置１の設置箇所付近に設けられている通信網からの信号を受信可能とされている。従って、スマートフォンやタブレット端末等の通信機から通信網を介してスピンドル６９を開栓するタイミング及び開栓状態の保持時間を受信部に送ることで、管理者は遠隔操作により所望のタイミングでスピンドル６９を開栓し、所望の時間で給水を行うことができる。
上記のように遠隔操作で収容ケース７の内部に対して通信可能とする観点から、収容ケース７を構成する素材としては、例えばプラスチック等の絶縁性素材が好適であり、ＡＡＳ樹脂や、ＡＥＳ樹脂等の耐候性が高いものが特に好ましい。

図３は、太陽電池パネル５と、太陽電池パネル筐体２１の構成要素を分解して示した斜視図である。図４は、図３に示す各構成要素を組み立てて完成する太陽電池パネル構造の斜視図である。そして、図５は、太陽電池パネル５及び太陽電池パネル筐体２１を備えた太陽電池パネル構造を示す図であり、図４に示すＸ−Ｘ線で矢視した断面図である。

太陽電池パネル筐体２１は、太陽電池パネル５をガラス板６で挟み込んで保持する下ケース２３及び上ケース４１を備え、さらに合成ゴム等の弾性素材からなるパッキン５１と、を備えている。
図３に示すように、太陽電池パネル５及び太陽電池パネル筐体２１を備えた太陽電池パネル構造は、矢印Ｄ２で示す上方向又は矢印Ｄ３で示す下方向に沿って、上ケース４１、太陽電池パネル５の受光面５ｐを保護するための強化ガラス等のガラス板６、太陽電池パネル５、パッキン５１及び下ケース２３を組み立てることで、図４に示すように構成されている。

太陽電池パネル筐体２１は、太陽電池パネル５を下方から止水可能に保持する内部枠２５及び内部枠２５の外側に間隔をあけて設けられる外部枠２７を有すると共に、内部枠２５と外部枠２７との間に通水溝２９が形成された下ケース２３と、下ケース２３に保持された太陽電池パネル５の外周縁を上方から押さえ、下ケース２３の外部枠２７に装着される上ケース４１と、を備え、上ケース４１と太陽電池パネル５の外周縁との間に通水溝２９に連通する通水路４５が形成され、通水溝２９には、下ケース２３の外方に連通する排水口３１、３１Ｒ_２が形成されている。

ここで、図３等に示すように、内部枠２５が下方から太陽電池パネル５を保持する方向を上方Ｄ２とし、上ケース４１が上方から太陽電池パネル５の外周縁５ａを、ガラス板６を介して押さえる方向を下方Ｄ３とし、上方Ｄ２及び下方Ｄ３に直交し、且つ太陽電池パネル５の板面に平行する一方向を水平方向Ｄ４とする。

内部枠２５は、上述のように太陽電池パネル構造を組み立てた際に、底板２６において太陽電池パネル５の外周縁が配置される位置に設けられている。内部枠２５の上面には、パッキン５１の下部を嵌め込まれる溝が形成されている。内部枠２５の底板２６からの高さ寸法は、例えば５ｍｍから９ｍｍ程度とすることができる。これにより、太陽電池パネル５の外周縁５ａへの水の侵入を防ぐことができる。
例えば、ガラス板６により０．８ｍｍ圧縮することで太陽電池パネル５と接する程度の空隙を設け、上ケース４１と下ケース２３をねじ止めする力により圧縮することで太陽電池パネル５の固定位置への雨水等の水の侵入を防止することができる。
内部枠２５の内部の底板２６には、上述のように太陽電池パネル構造を組み立てた際に、太陽電池パネル５の配線Ｌを下方Ｄ３に下ケース２３の外方へ挿通させるための貫通孔３５が形成されている。貫通孔３５の形成位置及び大きさは、配線Ｌを貫通させることができれば、特に制限されない。
なお、貫通孔３５を形成することで、太陽電池パネル５の固定後においても内部枠２５の内部の通気性を確保し、内部結露の発生も防止することができる。また、収容ケース７の箱体８の上面に、貫通孔３５を通じて箱体８の内部に通気を可能とする通気口（図示略）を形成すれば、箱体８の内部における通気性も確保し、内部結露の発生を防止することができる。

外部枠２７の上面及び側面は、上ケース４１に対する被係合部３７を構成している。また、外部枠２７の上面は水平方向Ｄ４に平行している。

図３及び図５に示すように、内部枠２５と外部枠２７との間、即ち、内部枠２５の外側の側壁と、底板２６と、外部枠２７の内側の側壁とによって囲まれた空間には、通水溝２９が形成されている。

通水溝２９の底面、即ち底板２６は、水平方向Ｄ４に略平行している。このように通水溝２９の底面が傾斜している場合、下方に位置する外部枠２７が切り欠かれていることが好ましい。即ち、外部枠２７には、水平方向Ｄ４前端に切欠部３３が形成されている。

排水口３１の形成位置及び大きさは、通水溝２９に流入した水を下ケース２３の外方に排出可能であれば、特に制限されない。
排水口３１よりも内側、且つ収容ケース７に接続可能な位置には、カバー部３８が設けられている。具体的には、カバー部３８が収容ケース７の上部に設けられた受け部に挿抜自在とされ、カバー部３８に設けられた支持用爪部３８Ｓが収容ケース７の受け部内に係合することで、カバー部３８が該受け部に挿入された際には、太陽電池パネル構造が収容ケース７に安定して支持される。このような構成により、太陽電池パネル筐体２１は収容ケース７に着脱可能に設けられている。なお、太陽電池パネル筐体２１が収容ケース７に着脱可能であれば、カバー部３８の構成、及び、収容ケース７の受け部の構成は、上記説明した構成に限定されない。

図６は、上ケース４１を裏面側から、即ち上方Ｄ２に見た平面図である。
上ケース４１は、図５及び図６に示すように、上ケース４１は、上枠４６と、上枠４６の内端部から下方Ｄ３に向けて突設された押圧部４３と、上枠４６の外端部から下方Ｄ３に向けて突設された側壁４９と、を備えている。

上枠４６の内側開口には、太陽電池パネル構造を組み立てた際に、太陽電池パネル５の受光面５ｐが受光できるように形成されている。即ち、上枠４６は窓部Ｗを有する。

押圧部４３は、内部枠２５及びパッキン５１との間で太陽電池パネル５及びガラス板６を支持し、太陽電池パネル構造を組み立てた際に、上枠４６において太陽電池パネル５の外周縁５ａ及び内部枠２５に対向配置される位置に設けられている。このような構成によって、太陽電池パネル５の外周縁５ａは止水したうえでガラス板６を介して上方から押さえられている。

押圧部４３は、周方向において部分的に切り欠かれ、通水路４５を有する。通水路４５は、上面視で上ケース４１の内側から外側に向かいに従い漸次狭くなるように貫通していることが好ましい。このように通水路４５が中心から外周に向かって縮小することによって、水がより円滑に通水溝２９に集められる。例えば、図６に示すように、押圧部４３の四辺に、頂角の角度θ４９が１４０°、底辺の幅寸法ｄ４５が５０ｍｍ以内の平面視二等辺三角形の通水路４５を少なくとも各辺二個以上形成することが好ましい。
また、通水路４５の厚み寸法を例えば１ｍｍとすることで、雨水等の水はスムーズに排出され、草木等の大きなごみやその他の不純物等の通水溝２９等への侵入を防ぐことができる。
また、下ケース２３の排水口３１の開口面積は、通水路４５の開口面積より１．２倍から１．５倍大きいことが好ましい。これにより、例えば大量の雨水が通水路４５から通水溝２９に侵入しても、架台９の下に雨水が円滑に抜ける。

側壁４９は、押圧部４３の外側、即ち上枠４６の外周縁に、押圧部４３に対して間隔をあけて設けられ、下ケース２３に対して外嵌する係合部４７を有している。
上ケース４１や下ケース２３の外周にフランジ構造が設けられ、箱体８に該フランジ構造を箱体８の内側からロック可能な構造（例えば、図４等に示す盗難防止用爪部３８Ｆ）が設けられていることで、太陽電池パネル構造の盗難を防止することができる。

上記説明した下ケース２３や上ケース４１を構成する素材としてはプラスチックや金属材料を用いることができ、例えばプラスチックとしては、ＡＡＳ樹脂や、ＡＥＳ樹脂等の耐候性が高いものが好ましく、金属材料としてはステンレス等の錆びにくい材料が好ましい。

以上説明した本実施形態の給水栓自動開閉装置１によれば、太陽電池パネル５の受光面５ｐが略水平に配置されるので、給水栓自動開閉装置１の向きによらず略一定の発電効率が得られ、給水栓自動開閉装置１を任意の向きに設置することができる。例えば、収容ケース７の箱体８の扉を耕作区に設けられたあぜ道に向けることもできる。また、収容ケース７に受信機が設けられていれば、収容ケース７を受信効率が最も高くなる方向に向けて設置することもできる。このように収容ケース７の開閉や収容ケース７に収容された給水栓駆動機構３及び制御部１５等の操作をし易くなる向きに給水栓自動開閉装置１を設置することで、給水栓自動開閉装置１の操作性を向上させることができる。

また、降雨後等に太陽電池パネル５を覆うガラス板６の上面に水が供給された場合には、その水がガラス板６表面の撥水性等によって自然と太陽電池パネル５の外周部に流れる。さらに、太陽電池パネル５の外周縁５ａに流れた水は、図７において矢印Ｒ１で示すように、通水路４５から通水溝２９に流下する。通水溝２９に流入した水は、図７において矢印Ｒ２で示すように、排水口３１から下ケース２３の外方に排出される。この際、水を収容ケース７の上端部を外側面から覆うカバー部３８の外側に排出することで、排出した水が収容ケース７の内部に流入する事態を防ぐことができる。このように、ガラス板６の上面に供給された水を、ガラス板６上に溜めることなく、太陽電池パネル５の外周縁に到達させるとともに、通水溝２９を通して円滑に、且つ積極的に、太陽電池パネル筐体２１の外方へと排出することができる。従って、水平姿勢に配置される太陽電池パネル５の排水性を向上させることができる。さらに、ガラス板６の上面に水が供給された水は下ケース２３の通水溝２９のみに流入し、内部枠２５の内側には流入せず、下ケース２３の内部枠２５及び底板２６、パッキン５１、太陽電池パネル５で囲まれた空間内は止水空間となるので、この空間において太陽電池の配線等を行うことができる。

また、本実施形態の給水栓自動開閉装置１によれば、排水口３１の開口面積が上ケース４１の通水路４５の開口面積よりも大きいので、太陽電池パネル筐体２１の内部に水がたまることを防止できる。従って、水をより速やかに太陽電池パネル筐体２１の外方へと排出し、太陽電池パネル５の排水性をさらに向上させることができる。

また、本実施形態の給水栓自動開閉装置１によれば、太陽電池パネル筐体２１は、収容ケース７に着脱可能に設けられているため、太陽電池パネル５の点検及び交換等を行う場合、或いは上ケース４１及び下ケース２３の清掃を行う場合等に、太陽電池パネル筐体２１を収容ケース７から一旦外し、作業を行った後に、再び収容ケース７に装着することができる。即ち、太陽電池パネル５及び太陽電池パネル筐体２１のメンテナンスを容易に行うことができる。

さらに、本実施形態の太陽電池パネル筐体２１によれば、上述のように太陽電池パネル５の受光面５ｐが水平に配置されるので、給水栓自動開閉装置１の設置方向によらず略一定の発電効率が得られる。従って、給水栓自動開閉装置１を任意の向きに設置することができる。そのため、給水栓自動開閉装置１の操作性を向上させることができる。
また、太陽電池パネル５の受光面５ｐ上に供給された水を上ケース４１の窓部Ｗに溜めることなく、太陽電池パネル５の外周縁５ａに到達させると共に、通水路４５から通水溝２９に流入させ、排水口３１を通し、円滑且つ迅速に太陽電池パネル筐体２１の外方へと排出することができる。従って、水平姿勢に配置される太陽電池パネル５の排水性を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、排水口３１の開口面積が通水路４５の開口面積に近い場合や給水装置６１の傾きが殆どない場合等であれば、図７に示すように、下ケース２３の底板２６が水平方向Ｄ４に対して傾斜し、下方に位置する外部枠２７が切り欠かれていてもよい。このような場合には、通水溝２９に流入した水が傾斜に沿って上方から下方に流下し、排水口３１から下ケース２３の外方に排出されるとともに、流下した下流端において外部枠２７の切欠部３３からも下ケース２３の外方に排出される。従って、通水溝２９に流入した水をより速やかに太陽電池パネル筐体２１の外方へと排出し、太陽電池パネル５の排水性を高めることができる。

また、例えば、収容ケース７に収容されている制御部１５には、各種センサーが電気的又は物理的に接続されていてもよい。制御部１５に、耕作区内に設置された水位センサーを電気的に接続すれば、給水栓自動開閉装置１による給水量及び給水のタイミングをより正確に制御することができる。また、制御部１５に、肥料や農薬等の供給装置を接続すれば、給水栓自動開閉装置１による給水と同時又は給水の前後に、これらの肥料や農薬等を耕作区に対して確実に供給することもできる。

また、例えば、上記実施形態では、給水栓自動開閉装置１を取り付ける対象として浮上式の止水栓ボール６７を用いた給水装置６１を例示して説明したが、給水装置６１は浮上式のものに限定されず、例えば板状部材の昇降によって用水路の開閉を行うゲート式の給水装置であってもよく、その他の構成を備えた給水装置であってもよい。給水栓自動開閉装置１の給水栓駆動機構３の形状は、給水装置６１の給水栓（ゲート式の給水装置であれば、板状部材）の形状に合わせて、適宜変更すればよい。
そして、本発明を適用した給水栓自動開閉装置１は、太陽電池パネル５で発電される電気エネルギー及び該電気エネルギーをある程度蓄積した電気エネルギーによって駆動させることができる装置であれば、給水装置に限らず、装着することができ、装着対象の装置を自動的に駆動及び制御することができる。また、下ケース２３の排水口３１に防虫ネットを設けてもよい。

１…給水栓自動開閉装置、３…給水栓駆動機構、５…太陽電池パネル、７…収容ケース、２１…太陽電池パネル筐体、２３…下ケース、２５…内部枠、２７…外部枠、２９…通水溝、３１…排水口、４１…上ケース、４３…開口、４５…通水路、６１…給水装置、６９…スピンドル（給水栓）

Claims (5)

1. 太陽電池パネルを備えた給水栓自動開閉装置であって、
   給水装置の給水栓を駆動する給水栓駆動機構と、
   前記給水栓駆動機構を収容し、前記太陽電池パネルが上面に設置され、箱体を備えた収容ケースと、
   前記箱体の側壁に沿う側面に各種設定を行うためのスイッチを備えた制御部と、
   を備え、
   前記太陽電池パネルの受光面と水平面とのなす角度は５度以内である、
   給水栓自動開閉装置。
2. 前記箱体は開閉扉を有し、
   前記制御部は前記箱体の内部に収容され、
   前記側面は前記前記開閉扉に向き合っている、
   請求項１に記載の給水栓自動開閉装置。
3. 前記収容ケースはプラスチックで構成され、
   前記収容ケースには、通信網からの信号を受信可能な受信部が設けられている、
   請求項１又は２に記載の給水栓自動開閉装置。
4. 前記収容ケースはＡＡＳ樹脂又はＡＥＳ樹脂で形成されている、
   請求項３に記載の給水栓自動開閉装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の給水栓自動開閉装置と、
   前記給水栓としての板状部材と、
   を備え、
   前記板状部材の昇降によって用水路の開閉を行う、
   給水装置。

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