JP6541220B2 - エミッタおよび点滴灌漑用チューブ - Google Patents

Description

本発明は、エミッタおよび当該エミッタを有する点滴灌漑用チューブに関する。

以前から、植物の栽培方法の一つとして点滴灌漑法が知られている。点滴灌漑法とは、植物が植えられている土壌上に点滴灌漑用チューブを配置し、点滴灌漑用チューブから土壌へ、水や液体肥料などの灌漑用液体を滴下する方法である。近年、点滴灌漑法は、灌漑用液体の消費量を最小限にすることが可能であるため、特に注目されている。

点滴灌漑用チューブは、通常、灌漑用液体が吐出される複数の貫通孔が形成されたチューブと、各貫通孔から灌漑用液体を吐出するための複数のエミッタ（「ドリッパ」ともいう）を有する。また、エミッタの種類としては、チューブの内壁面に接合して使用されるエミッタ（例えば、特許文献１参照）と、チューブに外側から突き刺して使用されるエミッタとが知られている。

特許文献１には、チューブの内壁面に接合されるエミッタが記載されている。特許文献１に記載のエミッタは、灌漑用液体を取り入れるための取水口を有する第１部材と、灌漑用液体を排出するための排出口を有する第２部材と、第１部材および第２部材の間に配置された膜部材とを有する。第１部材の内側には、取水口を取り囲むように配置された弁座部と、減圧流路の一部となる減圧溝とが形成されている。膜部材には、減圧溝の下流端に対応する位置に貫通孔が形成されている。

第１部材、膜部材および第２部材を積層することで、減圧流路が形成されるとともに、膜部材が弁座部に接触して取水口を閉塞する。また、取水口から排出口まで、灌漑用液体が流れる流路が形成される。

特許文献１に記載のエミッタでは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が所定の圧力以上となった場合に、取水口を閉塞している膜部材が灌漑用液体によって押し込まれて、灌漑用液体がエミッタ内に流入するようになっている。エミッタ内に流入した灌漑用液体は、減圧流路により減圧されて定量的に排出口から排出される。

特開２０１０−０４６０９４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のエミッタを使用した点滴灌漑用チューブでは、チューブ内の灌漑用液体の圧力が所定の圧力以上にならないと、灌漑用液体がエミッタ内に流入しない。このため、チューブ内における灌漑用液体の圧力が極めて低い場合に上記エミッタは機能しないことがある。よって、灌漑用液体をチューブに送るための送液ポンプ近傍のエミッタは適切に機能するが、送液ポンプから離れた位置に配置されたエミッタは適切に機能しないおそれがある。したがって、灌水する位置によって上記エミッタからの灌漑用液体の吐出量が変化し、灌水可能距離が制限されることがある。

また、特許文献１に記載のエミッタでは、灌漑用液体の圧力が上記の所定の圧力からさらに高まると灌漑用液体の吐出量も増加し、上記エミッタからの灌漑用液体の吐出量が所望の流量を超えることがある。このように、灌漑用液体の圧力が高まった場合の上記吐出量の制御の観点から、特許文献１に記載のエミッタには検討の余地が残されている。

本発明の目的は、低圧の灌漑用液体であっても灌漑用液体を定量的に吐出でき、かつ灌漑用液体の圧力が高まった場合の灌漑用液体の吐出量の変動を抑制可能なエミッタおよび点滴灌漑用チューブを提供することである。

本発明は、灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面における、前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されて前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、前記チューブ内の前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、前記取水部に取り入れられた前記灌漑用液体を減圧させながら流す減圧流路を形成するための減圧流路部と、前記減圧流路から供給された前記灌漑用液体の流量を、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、前記吐出量調整部から供給された前記灌漑用液体を収容するための、前記吐出口に面するべき吐出部と、を有し、前記吐出量調整部は、前記減圧流路と前記吐出部とを連通するための孔と、前記孔の開口部を囲む多重の突条と、前記多重の突条のそれぞれに前記突条を横切って形成されている溝と、前記突条に対して非接触に、かつ密着可能に配置されている、可撓性を有するフィルムと、を有し、前記フィルムは、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記多重の突条のそれぞれに順次密着し、前記多重の突条のそれぞれは、前記フィルムが前記多重の突条に順次密着していく高さを有し、前記溝は、前記突条一つ当たりの前記溝の総断面積が、前記突条の前記フィルムに密着する順により小さくなるように、前記突条のそれぞれに形成されているエミッタ、を提供する。

また、本発明は、灌漑用液体を吐出するための吐出口を有するチューブと、前記チューブの内壁面の前記吐出口に対応する位置に接合している上記のエミッタと、を有する点滴灌漑用チューブ、を提供する。

本発明によれば、低圧の灌漑用液体であっても灌漑用液体を定量的に吐出でき、かつ灌漑用液体の圧力が高まった場合の灌漑用液体の吐出量の変動を抑制可能なエミッタおよび点滴灌漑用チューブを提供することができる。

図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る点滴灌漑用チューブの軸に沿う方向の断面図であり、図１Ｂは、上記点滴灌漑用チューブの軸に垂直な方向の断面図である。 図２Ａは、上記第１の実施の形態に係るエミッタの平面図であり、図２Ｂは、当該エミッタの正面図であり、図２Ｃは、当該エミッタの右側面図である。 図３Ａは、上記第１の実施の形態に係るエミッタのフィルムが接合する前の平面図であり、図３Ｂは、当該エミッタのフィルムが接合する前の底面図である。 図４Ａは、上記第１の実施の形態におけるエミッタ本体の、図３ＡにおけるＡ−Ａ線に沿う断面を示す図であり、図４Ｂは、当該エミッタ本体の、図３ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示す図であり、図４Ｃは、当該エミッタ本体の、図３ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う断面を示す図である。 図５Ａは、上記第１の実施の形態におけるエミッタ本体の、図３ＡにおけるＤ−Ｄ線に沿う断面を示す図であり、図５Ｂは、当該エミッタ本体の、図３ＢにおけるＥ−Ｅ線に沿う断面を示す図である。 図６Ａは、上記第１の実施の形態に係る外液圧が十分に低い場合におけるエミッタの、図３ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を概略的に示す図であり、図６Ｂは、外液圧が第１の設定値以上の場合における上記エミッタの、図３ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を概略的に示す図である。 図７Ａは、上記第１の実施の形態に係る外液圧が第２の設定値以上の場合におけるエミッタの、図３ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を模式的に示す図であり、図７Ｂは、外液圧が第３の設定値以上の場合における上記エミッタの、図３ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を模式的に示す図である。 図８Ａは、本発明の第２の実施の形態に係るエミッタのフィルムが接合する前の平面図であり、図８Ｂは、当該エミッタのフィルムが接合する前の底面図である。 図９Ａは、本発明の第３の実施の形態におけるエミッタ本体の平面図であり、図９Ｂは、当該エミッタ本体の、図９ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示す図である。 図１０Ａは、本発明の第４の実施の形態におけるエミッタ本体の平面図であり、図１０Ｂは、当該エミッタ本体の、図１０ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示す図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る第１の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る点滴灌漑用チューブ１００の軸に沿う方向における断面図であり、図１Ｂは、点滴灌漑用チューブ１００の軸に垂直な方向における断面図である。点滴灌漑用チューブ１００は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、チューブ１１０およびエミッタ１２０を有する。

チューブ１１０は、灌漑用液体を流すための管である。チューブ１１０の材料は、特に限定されない。本実施の形態では、チューブ１１０の材料は、ポリエチレンである。チューブ１１０の軸方向に垂直な断面形状および断面積は、チューブ１１０の内部にエミッタ１２０を配置可能な範囲から適宜に決めることができる。チューブ１１０の管壁には、チューブ１１０の軸方向において所定の間隔（例えば、２００〜５００ｍｍ）で灌漑用液体を吐出するための複数の吐出口１１２が形成されている。吐出口１１２の開口部の直径は、灌漑用液体を所望の流量で吐出可能な範囲から適宜に決めることができ、例えば、１．５ｍｍである。チューブ１１０の内壁面の吐出口１１２に対応する位置には、エミッタ１２０がそれぞれ接合される。

エミッタ１２０は、エミッタ本体１３０の凸曲面でチューブ１１０の内壁面に接合している。チューブ１１０へのエミッタ１２０の接合方法には、例えば公知の方法が採用され、当該接合方法の例には、エミッタ１２０またはチューブ１１０を構成する樹脂材料の溶着、融着、および、接着剤による接着、が含まれる。なお、通常、吐出口１１２は、チューブ１１０とエミッタ１２０とを接合した後に形成されるが、接合前に形成されてもよい。

図２Ａは、エミッタ１２０の平面図であり、図２Ｂは、エミッタ１２０の正面図であり、図２Ｃは、エミッタ１２０の右側面図である。エミッタ１２０は、図２Ａから図２Ｃに示されるように、エミッタ本体１３０と、フィルム１４０とを有する。エミッタ本体１３０は、チューブ１１０の内壁面に沿う上記凸曲面（「底面」とも言う）と、その反対側に位置する平面（「上面」とも言う）と、これらの面に形成された凹部および貫通孔とによって構成されている。

エミッタ１２０の大きさおよび形状は、所期の機能を発現可能な範囲において適宜に決めることができる。たとえば、エミッタ１２０の平面形状は、四隅がＲ面取りされた略矩形であり、エミッタ１２０の長辺方向の長さは、２５ｍｍであり、エミッタ１２０の短辺方向の長さは８ｍｍであり、エミッタ１２０の高さは２．５ｍｍである。

図３Ａは、フィルム１４０が接合する前のエミッタ１２０の平面図であり、図３Ｂは、フィルム１４０が接合する前のエミッタ１２０の底面図である。また、図４Ａは、エミッタ本体１３０の、図３ＡのＡ−Ａ線に沿う断面を示す図であり、図４Ｂは、エミッタ本体１３０の、図３ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面を示す図であり、図４Ｃは、エミッタ本体１３０の、図３ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面を示す図である。さらに、図５Ａは、エミッタ本体１３０の、図３ＡのＤ−Ｄ線に沿う断面を示す図であり、図５Ｂは、エミッタ本体１３０の、図３ＢのＥ−Ｅ線に沿う断面を示す図である。

エミッタ１２０は、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、可撓性を呈する樹脂材料で一体的に成形されている。たとえば、フィルム１４０は、エミッタ本体１３０における一側縁に、ヒンジ部１４１を介してエミッタ本体１３０と一体的に配置されている。フィルム１４０は、ヒンジ部１４１を中心に回動させることによって、上記吐出量調整部および弁座部を覆う位置に配置される。フィルム１４０の厚さは、例えば０．３ｍｍである。

上記のエミッタ本体１３０およびフィルム１４０の一体成形品は、例えば射出成形によって作製される。当該樹脂材料は、エミッタ本体１３０およびフィルム１４０に成形したときに所期の可撓性を呈する樹脂材料であり、その例には、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびシリコーンが含まれる。また、上記樹脂材料は、ゴム弾性を有する工業用材料であってもよく、その例には、エラストマーおよびゴムが含まれる。

エミッタ本体１３０は、チューブ１１０内の灌漑用液体を取り入れるための取水部と、当該取水部に取り入れられた灌漑用液体を減圧させながら流す減圧流路を形成するための減圧流路部と、上記減圧流路から供給された灌漑用液体の流量を、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力（単に「外液圧」とも言う）に応じて制御するための吐出量調整部と、上記減圧流路部の下流側の一部を迂回して上記取水部と上記吐出量調整部の上流側とを連通するバイパス流路を形成するためのバイパス流路部と、上記吐出量調整部から供給された灌漑用液体を収容するための、吐出口１１２に面するべき吐出部と、を有する。

上記取水部は、スクリーン部と、当該スクリーン部を通過した灌漑用液体が供給されるスリット１５１と、スリット１５１を通過した灌漑用液体を収容する、エミッタ１２０内の灌漑用液体の流路の一部を形成するための凹部１５２と、を有する。

上記スクリーン部は、上記上面に形成された微細な凹凸であり、大まかには、エミッタ本体１３０の長手方向における上記上面の一端側の縁に沿う、その平面形状が略Ｕ字型の第１の外溝と、当該第１の外溝とエミッタ本体１３０の側方とを連通する第２の外溝と、エミッタ本体１３０の短手方向における中心部から当該短手方向に沿って第１の外溝まで延出する第３の外溝とによって構成されている。第２の外溝は、エミッタ本体１３０の上面の縁に沿う複数の凸部を形成し、第３の外溝は、エミッタ本体１３０の短手方向における中心部から第１の外溝まで延出し、長手方向に並列する細長な複数の凸部を形成している。上記凸部の平面形状における角部は、いずれも適宜に面取りされている。

スリット１５１は、複数の上記第２の外溝に跨がって上記長手方向に沿って形成されており、上記第２の外溝に開口している。凹部１５２は、エミッタ本体１３０の上記底面に形成されており、その平面形状は、上記長手方向に沿って細長の略矩形である。凹部１５２の底にはスリット１５１が開口している。すなわち、スリット１５１は、上記第２の外溝と凹部１５２とを連通している。

上記減圧流路部は、凹部１５２に連なる第１減圧流路部１６１と、エミッタ本体１３０の一端側に配置され、第１減圧流路部１６１に連なる、エミッタ１２０内の灌漑用液体の流路の一部を形成するための凹部１６２と、凹部１６２に連なる第２減圧流路部１６３と、を含む。

第１減圧流路部１６１は、上記底面の一側部に形成された、その平面形状がジグザグ形状の溝である。当該ジグザグ形状は、例えば、第１減圧流路部１６１の両側面から略三角柱形状の凸部が上記長手方向に沿って交互に配置された形状である。当該凸部は、平面視したときに、当該凸部の突端が上記両側面間の中心軸を超えないように配置されている。たとえば、第１減圧流路部１６１の長さは６．５ｍｍであり、第１減圧流路部１６１の深さは０．５ｍｍであり、第１減圧流路部１６１の流路の幅（対向する凸部における対向する側面間の距離）は０．５ｍｍである。

凹部１６２は、上記底面に形成された、その平面形状がエミッタ１２０の短手方向に細長の略矩形の凹部１６２である。凹部１６２の深さは、例えば０．５ｍｍであり、凹部１６２の幅は、例えば１．０ｍｍである。

第２減圧流路部１６３は、エミッタ本体１３０の長手方向に沿って、上記底面の中央部に配置されている。第２減圧流路部１６３は、第１減圧流路部１６１と同様に形成されている。第２減圧流路部１６３の長さは、例えば１３ｍｍである。第２減圧流路部１６３の先端には、孔１６４が開口している。

上記吐出量調整部は、上記上面に形成された円柱状の凹部１７１と、凹部１７１の底面から起立する円柱状の凸部１７２と、凸部１７２の中心に開口し、吐出部に面なる孔１７３と、孔１７３の開口部を囲む二重の第１突条１７４および第２突条１７５と、第１突条１７４を横切って形成されている第１溝１７７と、第２突条１７５を横切って形成されている第２溝１７８と、を有する。第１突条１７４は、第２突条１７５に対して離間して配置されており、その結果、第１突条１７４と第２突条１７５との間には、凹条１７６が形成されている。

また、上記吐出量調整部は、フィルム１４０を含む。フィルム１４０は、可撓性を有し、第１突条１７４および第２突条１７５のいずれに対しても非接触かつ密着可能に配置されている。凹部１７１の底には孔１６４が開口している。すなわち、孔１６４は、第２減圧流路部１６３と凹部１７１とを連通している。

第１突条１７４および第２突条１７５は、いずれも、凸部１７２の上面に配置されている、平面形状が環状の突条である。第１突条１７４は、より外側の突条であり、第２突条１７５は、より内側の突条である。第１突条１７４は、第２突条１７５よりも高く形成されている。たとえば、エミッタ本体１３０の上面（後述の第１ダイヤフラム部１４２の下面）から第１突条１７４の上面までの距離は０．３５ｍｍであり、エミッタ本体１３０の上面から第２突条１７５の上面までの距離は０．４５ｍｍである。また、第１突条１７４の幅は０．４ｍｍであり、第２突条１７５の幅は０．３ｍｍであり、第１突条１７４の幅方向における中心と第２突条１７５の幅方向における中心との距離は０．６５ｍｍである。このように、凹条１７６は、第１突条１７４と第２突条１７５との隙間によって形成されている。

第１溝１７７は、互いに等間隔に四つ形成されている。第２溝１７８は、一つ形成されている。第１溝１７７および第２溝１７８は、例えば、いずれも同じ大きさを有し、その深さはいずれも０．１ｍｍであり、その幅はいずれも０．３ｍｍである。第１突条１７４における第１溝１７７の総断面積は、第２突条１７５における第２溝１７８の総断面積の４倍である。このように、第１溝１７７および第２溝１７８は、第１突条１７４または第２突条１７５一つ当たりの溝の総断面積が、上記の突条のフィルム１４０に密着する順により小さくなるように、上記の突条のそれぞれに形成されている。

上記バイパス流路部は、エミッタ本体１３０の底面側には、凹部１６２に連なる第３減圧流路部１８１と、第３減圧流路部１８１に連なる、連絡流路を形成するための溝１８２と、を含む。第３減圧流路部１８１は、エミッタ本体１３０の他側部に、上記長手方向に沿って形成されている。第３減圧流路部１８１は、第１減圧流路部１６１と同様に形成されている。第３減圧流路部１８１の長さは、例えば１４．５ｍｍである。

溝１８２は、第３減圧流路部１８１の先端に連なっており、溝１８２の底から起立する複数の円柱状の突起１８３を含む。溝１８２の先端部には、孔１８４が開口している。

上記バイパス流路部は、エミッタ本体１３０の上面側には、当該上面から窪んで形成されている弁座部１８５と、案内溝１８６とを有する。弁座部１８５は、その平面形状が円形のすり鉢状の窪みである。弁座部１８５は、その外縁が凹部１７１と接している。弁座部１８５は、底面を有し、当該底面は、その平面形状が円形の平面である。このように、弁座部１８５は、エミッタ本体１３０の上記上面から上記底面までの深さを有し、弁座部１８５の当該深さは、エミッタ本体１３０の上記上面から第１突条１７４の頂部までの深さよりも浅い。上記底面には、孔１８４が開口している。すなわち、孔１８４は、溝１８２と弁座部１８５とを連通している。

案内溝１８６は、上記底面の外縁に連なり、弁座部１８５と凹部１７１とを連通している。案内溝１８６の幅は一定であり、例えば０．６ｍｍである。案内溝１８６のエミッタ本体１３０の上面からの深さは、一定であり、上記弁座部１８５の深さと同じである。

上記吐出部は、エミッタ本体１３０の底面に形成された凹部１９１と、凹部１９１の底面から起立する主突条１９２および副突条１９３と、を有する。凹部１９１の平面形状は略矩形である。凹部１９１の縁部における、エミッタ本体１３０の短手方向の中央部には、孔１７３が開口している。すなわち、孔１７３は凹部１７１と凹部１９１とを連通している。

主突条１９２および副突条１９３は、いずれも、エミッタ本体１３０の底面からの凹部１９１の深さと同じ高さを有する。主突条１９２は、凹部１９１の側面からエミッタ本体１３０の短手方向に沿って延出し、エミッタ本体１３０の長手方向に沿って見たとき孔１７３と重なる位置に配置されている。副突条１９３は、主突条１９２の先端と凹部１９１の側面との間であってそのいずれにも非接触の位置に配置されている。

なお、エミッタ本体１３０の上面には、肉抜き用の凹部１９９が形成されている。

エミッタ１２０は、ヒンジ部を軸にフィルム１４０を回動させ、エミッタ本体１３０の上記上面に接合させることにより構成される。エミッタ本体１３０へのフィルム１４０の接合方法には、公知の種々の方法を採用することができ、その例には、フィルム１４０の溶着、融着、および接着剤による接着が含まれる。エミッタ本体１３０へのフィルム１４０の接合により、上記吐出量調整部における凹部１７１および上記バイパス流路部における弁座部１８５は、それらの上端縁でそれぞれフィルム１４０によって塞がれ、灌漑用液体の流路となる空間を形成する。以後、フィルム１４０における凹部１７１を塞ぐ部分を第１ダイヤフラム部１４２（図２Ａ参照）とも言い、フィルム１４０における弁座部１８５を塞ぐ部分を第２ダイヤフラム部１４３（図２Ａ参照）とも言う。

なお、ヒンジ部１４１は、エミッタ本体１３０にフィルム１４０を接合させた後にエミッタ１２０から切り離してもよい。また、フィルム１４０は、エミッタ本体１３０とは別の部材であってもよく、このような別体のフィルム１４０をエミッタ本体１３０に接合させることによってエミッタ１２０を構成してもよい。

エミッタ１２０は、例えばチューブ１１０の成形時に所望の位置に融着させることによって、チューブ１１０の内壁面における所定の位置に配置することができる。こうして、点滴灌漑用チューブ１００が構成される。エミッタ１２０がチューブ１１０の内壁面に接合されることにより、エミッタ本体１３０の上記底面がチューブ１１０で塞がれる。その結果、上記取水部における凹部１５２は、スリット１５１を通過した灌漑用液体が収容される、エミッタ１２０内の灌漑用液体の流路の一部となる。

また、上記減圧流路部における第１減圧流路部１６１、凹部１６２および第２減圧流路部１６３は、上記取水部に取り入れられた灌漑用液体を減圧させながら上記吐出量調整部へ流すための減圧流路となる。また、上記バイパス流路部における第３減圧流路部１８１は、上記取水部に取り入れられた灌漑用液体を減圧させながら弁座部１８５に流すためのさらなる減圧流路となり、上記バイパス流路部における溝１８２は、当該さらなる減圧流路と弁座部１８５とを連通する連絡流路となり、こうして、上記バイパス流路部は、上記減圧流路部の下流側の一部を迂回して上記取水部と上記吐出量調整部の上流側とを連通するバイパス流路となる。

さらに、上記吐出部における凹部１９１は、上記吐出量調整部から供給された灌漑用液体を収容するための空間を形成し、主突条１９２および副突条１９３は、その頂部がチューブ１１０と接合して、吐出口１１２からの異物の侵入を防止するための侵入防止部となる。なお、上記吐出量調整部の凸部１７２における孔１７３は、凹部１７１および孔１６４を介して、当該減圧流路と上記吐出部とを連通している。

次に、点滴灌漑用チューブ１００における灌漑用液体の流れを大まかに説明する。まず、チューブ１１０内に灌漑用液体が送液される。灌漑用液体の例には、水、液体肥料、農薬およびこれらの混合液が含まれる。点滴灌漑用チューブ１００へ送液される灌漑用液体は、例えば、点滴灌漑法の簡易な実施の観点およびチューブ１１０およびエミッタ１２０の破損を防止する観点から、０．１ＭＰａ以下の圧力でチューブ１１０に供給される。

チューブ１１０内の灌漑用液体は、上記スクリーン部における上記第１から第３の外溝を通り、エミッタ１２０内に供給される。灌漑用液体中の浮遊物は、上記スクリーン部における凹凸によって捕集され、このような浮遊物が除去された灌漑用液体がスリットを通過する。

なお、上記第１から第３の外溝の形状を、深くなるほど幅広になる形状に形成して、上記凹凸をいわゆるウェッジワイヤー構造によって構築すると、エミッタ１２０への灌漑用液体の取り込みによる液体の圧力損失をより抑制することが可能である。

エミッタ１２０内に供給された灌漑用液体は、第１減圧流路部１６１による減圧流路を減圧しながら通過する。そして、当該灌漑用液体は、一方では第２減圧流路部１６３による減圧流路を減圧しながら通過して孔１６４を介して上記吐出量調整部の凹部１７１に供給され、他方では第３減圧流路部１８１によるさらなる減圧流路を減圧しながら通過し、上記連絡通路および孔１８４を介して弁座部１８５に供給される。

上記吐出量調整部における凹部１７１に供給された灌漑用液体は、凹部１７１を満たし、凸部１７２上の第１突条１７４および第２突条１７５を超え、また第１溝１７７および第２溝１７８を通り、孔１７３を通って上記吐出部に供給される。他方、弁座部１８５に供給された灌漑用液体は、案内溝１８６を通り、凹部１７１に供給され、最終的に孔１７３を通って上記吐出部に供給される。

上記吐出部に供給された灌漑用液体は、凹部１９１に開口しているチューブ１１０の吐出口からチューブ１１０の外へ吐出される。

次に、上記外液圧による上記バイパス流路および上記吐出量調整部における灌漑用液体の流量の制御を説明する。図６Ａは、外液圧が十分に低い場合におけるエミッタ１２０の、図３ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を概略的に示す図であり、図６Ｂは、外液圧が第１の設定値以上の場合におけるエミッタ１２０の、図３ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を概略的に示す図である。また、図７Ａは、外液圧が第２の設定値以上の場合におけるエミッタ１２０の図３ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を模式的に示す図であり、図７Ｂは、外液圧が第３の設定値以上の場合におけるエミッタ１２０の図３ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面の一部を模式的に示す図である。

外液圧が十分に低い場合（例えば０．０１ＭＰａの場合）では、第１ダイヤフラム部１４２および第２ダイヤフラム部１４３は、いずれも、撓まないか、あるいはわずかに撓み、図６Ａに示されるように、吐出量調整部の凸部１７２および孔１７３、ならびにバイパス流路の孔１８４のいずれもが開いている。よって、吐出量調整部の凹部１７１には、減圧流路からの灌漑用液体と、バイパス流路からの灌漑用液体の両方が供給され、孔１７３から吐出部に供給され、吐出口１１２から吐出される。バイパス流路からの灌漑用液体は、弁座部１８５から案内溝１８６を通って円滑に凹部１７１に供給される。外液圧が高まると、フィルム１４０の第１ダイヤフラム部１４２および第２ダイヤフラム部１４３は、外液圧を受けて徐々に撓み、凸部１７２および弁座部１８５に接近していく。

外液圧が第１の設定値（例えば０．０３ＭＰａ）まで高まると、第１ダイヤフラム部１４２および第２ダイヤフラム部１４３は、いずれもより大きく撓む。上記バイパス流路では、弁座部１８５は、吐出量調整部の第１突条および第２突条よりも浅い位置にあるので、第２ダイヤフラム部１４３は、図６Ｂに示されるように、弁座部１８５に密着し、孔は第２ダイヤフラム部１４３によって塞がれる。このため、バイパス流路が閉じられ、バイパス流路から凹部への灌漑用液体の供給が停止する。よって、凹部には、減圧流路からの灌漑用液体のみが供給され、吐出口からは、減圧流路から供給される量の灌漑用液体のみが吐出される。

上記吐出量調整部では、第１ダイヤフラム部１４２は、図６Ｂに示されるように、第１突条１７４および第２突条１７５のいずれにも接近するが非接触である。よって、外液圧が第１の設定値の場合は、前述したように、バイパス流路が塞がれることによる灌漑用液体の流量の調整のみが行われる。外液圧が第１の設定値からさらに高まると、減圧流路における灌漑用液体の流量が増加し、第１ダイヤフラム部１４２と第１突条１７４および第２突条１７５との間から孔１７３に流入する灌漑用液体の流量が増加する。

外液圧が第２の設定値（例えば０．０５ＭＰａ）まで高まると、第１ダイヤフラム部１４２はより大きく撓み、また、第１突条１７４は第２突条１７５に比べてより高いことから、第１ダイヤフラム部１４２は、図７Ａに示されるように、第１突条１７４に密着する。第１突条１７４には第１溝１７７が形成されていることから、凹部内の灌漑用液体は、第１溝１７７および凹条１７６を通り、次いで凸部１７２と第１ダイヤフラム部１４２との隙間、すなわち、第２突条１７８と第１ダイヤフラム部１４２との隙間および第２溝１７８、を通じて孔１７３に到達する。

このように、外液圧が第２の設定値の場合では、上記吐出量調整部からの灌漑用液体の流量は、第１突条１７４と第１ダイヤフラム部１４２との間から流入する量から、第１溝１７７を通過可能な量に低下し、最終的に吐出口１１２からは、第１溝１７７を通過する量の灌漑用液体のみが吐出される。外液圧が第２の設定値からさらに高まると、減圧流路における灌漑用液体の流量が増加し、第１溝１７７を通過する灌漑用液体の流量が徐々に増加する。

外液圧が第３の設定値（例えば０．１６ＭＰａ）まで高まると、第１ダイヤフラム部１４２は、さらに大きく撓み、図７Ｂに示されるように、第１突条１７４および第２突条１７５に密着する。第１突条１７４および第２突条１７５のそれぞれには第１溝１７７および第２溝１７８が形成されており、かつ両突条の間には凹条１７６が形成されていることから、凹部１７１中の灌漑用液体は、第１溝１７７、凹条１７６および第２溝１７８を経て孔１７３に到達する。

このように、第１突条１７４および第２突条１７５のそれぞれは、第１ダイヤフラム部１４２が両突条に順次密着していく高さを有しており、第１ダイヤフラム部１４２は、外液圧が第２の設定値および第３の設定値の場合に第１突条１７４および第２突条１７５のそれぞれに順次密着する。第１ダイヤフラム部１４２が第１突条１７４および第２突条１７５の両方に密着することにより、孔１７３は、第１溝１７７のみならず第２溝１７８を介して凹部１７１と連通する。よって、外液圧が第３の設定値の場合では、上記吐出量調整部からの灌漑用液体の流量は、第１溝１７７から流入する量から第２溝１７８を通過可能な量に低下し、最終的に吐出口１１２からは、第２溝１７８を通過する量の灌漑用液体のみが吐出される。外液圧が第３の設定値からさらに高まると、減圧流路における灌漑用液体の流量がさらに増加し、第２溝１７８を通過する灌漑用液体の流量が微増する。

このように、エミッタ１２０は、圧力が十分に低い灌漑用液体であれば、バイパス流路および減圧流路の両方を通過する量で吐出口１１２から吐出し、圧力が十分に高い灌漑用液体であれば、第２溝１７８を通過する量のみで吐出口１１２から吐出する。そして、エミッタ１２０は、灌漑用液体の圧力が上昇したときに、吐出口１１２からの灌漑用液体の増加する吐出量を、まず第１溝１７７を通過する量まで抑え、その後さらに増加する当該吐出量を次いで第２溝１７８を通過する量まで抑える。このように、エミッタ１２０は、外液圧の上昇に伴って増加する灌漑用液体の流量を、吐出量調整部において二回、バイパス流路を含めると三回低下させる機構を有する。よって、エミッタ１２０は、より高い外液圧まで灌漑用液体の吐出量を所望の量に調整することができる。

以上の説明から明らかなように、エミッタ１２０は、チューブ１１０の内壁面における吐出口１１２に対応する位置に接合されてチューブ１１０内の灌漑用液体を吐出口１１２から定量的にチューブ１１０外に吐出するためのエミッタである。そして、チューブ１１０内の灌漑用液体を取り入れるための取水部と、取水部に取り入れられた灌漑用液体を減圧させながら流す減圧流路を形成するための減圧流路部と、減圧流路から供給された灌漑用液体の流量を、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、吐出量調整部から供給された灌漑用液体を収容するための、吐出口１１２に面するべき吐出部と、を有する。さらに、吐出量調整部は、減圧流路と吐出部とを連通するための孔１７３と、孔１７３の開口部を囲む第１突条１７４および第２突条１７５と、第１突条１７４および第２突条１７５のそれぞれに当該突条を横切って形成されている第１溝１７７および第２溝１７８と、上記突条に対して非接触かつ密着可能に配置されている、可撓性を有するフィルム１４０と、を有する。さらに、フィルム１４０は、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに上記の突条のそれぞれに順次密着し、上記の突条のそれぞれは、フィルム１４０が上記突条に順次密着していく高さを有し、第１溝１７７および第２溝１７８は、上記突条一つ当たりの溝の総断面積が、上記突条のフィルム１４０に密着する順により小さくなるように、上記突条のそれぞれに形成されている。よって、低圧の灌漑用液体であっても灌漑用液体を定量的に吐出でき、かつ灌漑用液体の圧力が高まった場合の灌漑用液体の吐出量の変動を抑制可能である。

また、第１溝１７７および第２溝１７８のいずれの幅および深さも同じであり、より外周側の第１突条１７４の高さがより内周側の第２突条１７５の高さ以上であり、上記突条一つ当たりの溝の数がより外周側の第１突条１７４でより多いことは、灌漑用液体の流量の調整機構を簡易に構築する観点からより一層効果的である。

また、エミッタ１２０が、減圧流路部の一部または全部を迂回して取水部と吐出量調整部の上流側とを連通するバイパス流路を形成するためのバイパス流路部をさらに有し、当該バイパス流路部が、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力を受けたフィルム１４０がバイパス流路を塞ぐように密着可能な弁座部１８５を含むことは、低圧時における灌漑用液体の吐出量を多くする観点からより一層効果的である。

また、バイパス流路部が、弁座部１８５に供給された灌漑用液体を上記吐出量調整部の上流側に案内するための案内溝１８６をさらに含むことは、バイパス流路から吐出量調整部へ灌漑用液体を円滑に供給する観点からより一層効果的である。

また、バイパス流路部が、灌漑用液体を減圧させながら弁座部１８５に向けて流すさらなる減圧流路を形成するためのさらなる減圧流路部（第３減圧流路部１８１）をさらに含むことは、より高い外液圧の灌漑用液体の吐出に適用させる観点からより一層効果的である。

また、上記取水部が、チューブ１１０内に対して開口するスリット１５１を含む上記スクリーン部を有することは、灌漑用液体中の浮遊物によるエミッタ１２０内部の流路の目詰まりを防止する観点からより一層効果的である。

また、上記吐出部が、吐出口１１２からの異物の侵入を防止するための侵入防止部を有することは、当該異物の侵入によるエミッタ１２０内部の流路の閉塞およびエミッタ１２０の破損を防止する観点からより一層効果的である。

また、エミッタ１２０が可撓性を呈する樹脂材料で一体的に成形されていることは、組み立て精度が高まり、また組み立てが容易になることから、エミッタ１２０の生産性を高める観点からより一層効果的である。

また、点滴灌漑用チューブ１００は、灌漑用液体を吐出するための吐出口１１２を有するチューブ１１０と、チューブ１１０の内壁面の吐出口１１２に対応する位置に接合しているエミッタ１２０とを有する。よって、低圧の灌漑用液体であっても灌漑用液体を定量的に吐出でき、かつ灌漑用液体の圧力が高まった場合の灌漑用液体の吐出量の変動を抑制可能である。

なお、第１溝１７７および第２溝１７８は、いずれも同じ大きさを有しているが、これらの大きさおよび形状は、フィルム１４０が密着する順に当該突条における上記溝の上記総断面積が小さくなる範囲において、独立して異なっていてもよい。たとえば、上記フィルムが密着する順に当該突条における上記溝の上記総断面積が小さくなる範囲において、上記突条ごとの上記溝の数や大きさがそれぞれ異なっていてもよいし、あるいは、上記突条における上記溝の数が同じであり、上記溝の大きさが上記突条ごとに異なっていてもよい。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係るエミッタ２２０を図８Ａおよび図８Ｂに示す。図８Ａは、フィルム１４０を接合させる前のエミッタ２２０の平面図であり、図８Ｂは、フィルムを接合させる前のエミッタ２２０の底面図である。エミッタ２２０は、図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、第１減圧流路部１６１と第２減圧流路部１６３とを連結する凹部２６２を凹部１６２に代えて有する、すなわちバイパス流路を有さない以外は、エミッタ１２０と実質的に同様に構成されている。

エミッタ２２０は、外液圧が十分に低い場合に、バイパス流路から凹部１７１へ灌漑用液体が供給されない以外は、エミッタ１２０と同様に灌漑用液体の吐出量を調整する。よって、エミッタ２２０およびそれを有する点滴灌漑用チューブは、低圧時における灌漑用液体の吐出量を多くする効果を除く第１の実施の形態の効果と同じ効果を奏する。

［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態に係るエミッタを図９Ａおよび図９Ｂに示す。図９Ａは、本実施の形態に係るエミッタのエミッタ本体３３０の平面図であり、図９Ｂは、エミッタ本体３３０の図９ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示す図である。上記エミッタは、三重の突条を有する凸部３７２を凸部１７２に代えて有し、孔１６４を平面視したときに孔１６４が凹部１７１の縁で切り欠かれる位置に開口している以外は、エミッタ１２０と同様に構成されている。

凸部３７２は、第１突条３７４、第２突条３７５および第３突条３７６を有する。第１突条３７４、第２突条３７５および第３突条３７６は、いずれも、凸部３７２の上面に配置されている、平面形状が環状の突条である。第１突条３７４は、最も外側の突条であり、第２突条３７５は、その内側の突条であり、第３突条３７６は、最も内側の突条である。

第１突条３７４は、第２突条３７５よりも高く形成されており、第２突条３７５は、第３突条３７６よりも高く形成されている。たとえば、エミッタ本体３３０の上面から第１突条３７４の上面までの距離は０．２４ｍｍであり、エミッタ本体３３０の上面から第２突条３７５の上面までの距離は０．３５ｍｍであり、エミッタ本体３３０の上面から第３突条３７６の上面までの距離は０．４５ｍｍである。上記の突条は、外液圧を受けて撓むフィルム１４０が第１突条３７４、第２突条３７５よび第３突条３７６の順で上記突条に順次密着していく高さを有している。

また、第１突条３７４の幅は０．５ｍｍであり、第２突条３７５の幅は０．４ｍｍであり、第３突条３７６の幅は０．３ｍｍである。さらに、第１突条３７４の幅方向における中心と第２突条３７５の幅方向における中心との距離は０．７５ｍｍであり、第２突条３７５の幅方向における中心と第３突条３７６の幅方向における中心との距離は０．６５ｍｍである。第１突条３７４と第２突条３７５との隙間によって凹条３７０が形成されており、第２突条３７５と第３突条３７６との隙間によって凹条３７１が形成されている。

第１突条３７４には、八本の第１溝３７７が互いに等間隔に形成されている。第２突条３７５には、四本の第２溝３７８が互いに等間隔に形成されている。第３突条３７６には、一本の第３溝３７９が形成されている。第１溝３７７、第２溝３７８および第３溝３７９は、例えば、いずれも同じ大きさを有し、その深さはいずれも０．１ｍｍであり、その幅はいずれも０．３ｍｍである。

第１突条３７４における第１溝３７７の総断面積は、第３突条３７６における第３溝３７９の総断面積の８倍であり、第２突条３７５における第２溝３７８の総断面積は、第３突条３７６における第３溝３７９の総断面積の４倍である。このように、第１溝３７７、第２溝３７８および第３溝３７９は、第１突条３７４、第２突条３７５または第３突条３７６一つ当たりの溝の総断面積が、上記の突条のフィルム１４０に密着する順により小さくなるように、上記の突条のそれぞれに形成されている。

上記エミッタは、フィルム１４０が、外液圧が高まるに連れて第１突条３７４、第２突条３７５および第３突条３７６の順で当該突条に密着していく以外は、エミッタ１２０と同様に作動する。すなわち、上記エミッタは、外液圧の上昇に伴って増加する灌漑用液体の流量を上記吐出量調整部において三回、バイパス流路を含めると四回低下させる機構を有する。よって、本実施の形態に係るエミッタおよびそれを有する点滴灌漑用チューブは、第１の実施の形態における効果に加えて、エミッタ１２０よりもさらに高い外液圧まで灌漑用液体の吐出量を所望の量に調整することができる、と言う効果を奏する。

なお、本実施の形態から明らかなように、吐出量調整部における上記突条の数は、複数であれば、エミッタの構成上許容される範囲において適宜に決めることが可能である。その結果、本発明のエミッタは、吐出量調整部において突条の数だけ灌漑用液体の流量を低下させることが可能であり、より一層高い外液圧まで灌漑用液体の吐出量を所望の量に調整することが可能となる。

［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態に係る上記エミッタを図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。図１０Ａは、本実施の形態に係るエミッタのエミッタ本体４３０の平面図であり、図１０Ｂは、エミッタ本体４３０の図１０ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示す図である。上記エミッタは、第１突条１７４および第２突条１７５に代えて第１突条４７４および第２突条４７５を有する以外は、エミッタ１２０と同様に構成されている。

凸部１７２は、第１突条４７４および第２突条４７５を有している。第１突条４７４および第２突条４７５は、いずれも、凸部１７２の上面に配置されている、平面形状が環状の突条である。第１突条４７４は、より外側の突条であり、第２突条４７５は、より内側の突条である。

第２突条４７５は、第１突条４７４よりも高く形成されている。たとえば、凸部１７２の上面からの第１突条４７４の高さは０．４５ｍｍであり、凸部１７２の上面からの第２突条４７５の高さは０．３ｍｍである。上記の高さは、外液圧を受けて撓むフィルム１４０が第２突条４７５および第１突条４７４の順で上記突条に順次密着していく高さとなっている。第１突条４７４および第２突条４７５の幅および幅方向における中心間の距離は、第１の実施の形態におけるそれらと同じである。

第１突条４７４には、一本の第１溝４７７が形成されており、第２突条４７５には、四本の第２溝４７８が互いに等間隔に形成されている。第１溝４７７および第２溝４７８は、例えば、いずれも同じ大きさを有し、その深さはいずれも０．１ｍｍであり、その幅はいずれも０．３ｍｍである。

第２突条４７５における第２溝４７８の総断面積は、第１突条４７４における第１溝４７７の総断面積の４倍である。このように、上記エミッタでは、上記突条一つ当たりの溝の数は、より内周側の突条でより多い構成となっている。また、第１溝４７７および第２溝４７８は、第１突条４７４および第２突条４７５一つ当たりの溝の総断面積が、上記の突条のフィルム１４０に密着する順により小さくなるように、上記の突条のそれぞれに形成されている。

上記エミッタは、フィルム１４０が、外液圧が高まるに連れて第２突条４７５および第１突条４７４の順で当該突条に密着していく以外は、エミッタ１２０と同じに作動する。すなわち、上記エミッタもまた、エミッタ１２０と同様に、外液圧の上昇に伴って増加する灌漑用液体の流量を吐出用調整部において二回、バイパス流路を含めて三回低下させる機構を有している。よって、本実施の形態に係るエミッタおよびそれを有する点滴灌漑用チューブもまた、第１の実施の形態と同じ効果を奏する。

本発明によれば、滴下すべき液体の圧力によって適切な速度での液体の滴下が可能なエミッタを簡易に提供することが可能である。したがって、点滴灌漑や耐久試験などの、長期の滴下を要する技術分野への上記エミッタ１２０の普及および当該技術分野のさらなる発展が期待される。

１００ 点滴灌漑用チューブ
１１０ チューブ
１１２ 吐出口
１２０、２２０ エミッタ
１３０、３３０、４３０ エミッタ本体
１４０ フィルム
１４１ ヒンジ部
１４２ 第１ダイヤフラム部
１４３ 第２ダイヤフラム部
１５１ スリット
１５２、１６２、１７１、１９１、１９９、２６２ 凹部
１６１ 第１減圧流路部
１６３ 第２減圧流路部
１６４、１７３、１８４ 孔
１７２、３７２ 凸部
１７４、３７４、４７４ 第１突条
１７５、３７５、４７５ 第２突条
１７６、３７０、３７１ 凹条
１７７、３７７、４７７ 第１溝
１７８、３７８、４７８ 第２溝
１８１ 第３減圧流路部
１８２ 溝
１８３ 突起
１８５ 弁座部
１８６ 案内溝
１９２ 主突条
１９３ 副突条
３７６ 第３突条
３７９ 第３溝

Claims (10)

1. 灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面における、前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されて前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、
   前記チューブ内の前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、
   前記取水部に取り入れられた前記灌漑用液体を減圧させながら流す減圧流路を形成するための減圧流路部と、
   前記減圧流路から供給された前記灌漑用液体の流量を、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力に応じて制御するための吐出量調整部と、
   前記吐出量調整部から供給された前記灌漑用液体を収容するための、前記吐出口に面するべき吐出部と、を有し、
   前記吐出量調整部は、
   前記減圧流路と前記吐出部とを連通するための孔と、
   前記孔の開口部を囲む多重の突条と、
   前記多重の突条のそれぞれに前記突条を横切って形成されている溝と、
   前記突条に対して非接触に、かつ密着可能に配置されている、可撓性を有するフィルムと、を有し、
   前記フィルムは、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力が設定値以上であるときに前記多重の突条のそれぞれに順次密着し、
   前記多重の突条のそれぞれは、前記フィルムが前記多重の突条に順次密着していく高さを有し、
   前記溝は、前記突条一つ当たりの前記溝の総断面積が、前記突条の前記フィルムに密着する順により小さくなるように、前記突条のそれぞれに形成されている、
   エミッタ。
2. いずれの前記溝の幅および深さは同じであり、より外周側の前記突条の高さは、より内周側の前記突条の高さ以上であり、前記突条一つ当たりの前記溝の数は、より外周側の前記突条でより多い、請求項１に記載のエミッタ。
3. いずれの前記溝の幅および深さは同じであり、より内周側の前記突条の高さは、より外周側の前記突条の高さ以上であり、前記突条一つ当たりの前記溝の数は、より内周側の前記突条でより多い、請求項１に記載のエミッタ。
4. 前記減圧流路部の一部または全部を迂回して前記取水部と前記吐出量調整部の上流側とを連通するバイパス流路を形成するためのバイパス流路部をさらに有し、
   前記バイパス流路部は、前記チューブ内の前記灌漑用液体の圧力を受けた前記フィルムが前記バイパス流路を塞ぐように密着可能な弁座部を含む、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のエミッタ。
5. 前記バイパス流路部は、前記弁座部に供給された前記灌漑用液体を前記吐出量調整部の上流側に案内するための案内溝をさらに含む、請求項４に記載のエミッタ。
6. 前記バイパス流路部は、前記灌漑用液体を減圧させながら前記弁座部に向けて流すさらなる減圧流路を形成するためのさらなる減圧流路部をさらに含む、請求項４または５に記載のエミッタ。
7. 前記取水部は、前記チューブ内に対して開口するスリットを含むスクリーン部を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエミッタ。
8. 前記吐出部は、前記吐出口からの異物の侵入を防止するための侵入防止部を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエミッタ。
9. 可撓性を呈する樹脂材料で一体的に成形されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエミッタ。
10. 灌漑用液体を吐出するための吐出口を有するチューブと、
    前記チューブの内壁面の前記吐出口に対応する位置に接合している、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエミッタと、
    を有する、点滴灌漑用チューブ。

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