JPH04124063U - 自動給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 植物に自動的に水を給水する自動給水装置に
於て、センサ検出用出力信号としてセンサ検出用出力電
極に常時、パルス的な電位を加えることで、いつでも給
水タンク内の満水状態を検出できる。また、水に浸かっ
ているセンサは常に電流が流れていることになるが、デ
ューティー比の小さいパルス出力としている為、消費電
力を少なく抑えることができるような自動給水装置を提
供する。 【構成】 植物が植えられた鉢部と、水を貯水しておく
給水タンクと、給水タンク内の水を鉢部に自動的に給水
する給水手段と、給水タンク内の水位を検出する検出手
段と、検出手段に検出用信号を出力する信号出力手段
と、検出手段よりの信号を受け、それに応じて周辺装置
の制御を行う制御手段より構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動給水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、室内で鑑賞する為に植木鉢等に植えられた植物への給水は、人が適宜、 必要に応じて直接給水を行っていた。しかし、その植物の面倒をみている人が長 期間外出したり、給水を忘れたりした場合には、植物が枯れてしまうことがあっ た。

【０００３】 この様な問題点を解決する為に、図２に示すような自動給水装置を考出した。

【０００４】 外鉢１０は円筒状の形状をしており、外鉢１０の内面の略中央部付近にシール 板１２が接着固定されている。その下方部、つまり外鉢１０とシール板１２とで 形成された空間が給水タンク１４になり、内部に水１６を蓄えることができる。

【０００５】 給水タンク１４の上面であるシール板１２には、内鉢１８と外鉢１０との間に 配置されている給水手段であるポンプ２０にゴム管２２を介して連結される吸気 口２４と、４個のセンサ取付用の穴と、給水タンク１４内の空気抜き用の空気抜 き口２６と、キャップ２８を着脱可能にするために内ネジが切ってある開口部が 形成されている。前記センサとしては、センサ検出用出力電極３０、タンク内給 水停止センサ３２、タンク内適水センサ３４、タンク内満水センサ３６があり、 各々のセンサは、センサ電極ホルダ３８を介してそれぞれシール板１２の穴に圧 入される。

【０００６】 内鉢１８はシール板１２の上に内鉢１８がキャップ２８によりゴムシール６２ を介して固定される。内鉢１８の上部の裏側には制御手段である制御装置、タイ マ、スイッチ４０、インジケータ４２等とを備えた制御基板４４及び空気抜きス イッチ４６を配置しており、内鉢１８の内側面にセンサ電極ホルダ３８を介して センサ検出用出力電極４８、鉢内給水停止センサ５０が取り付けられている。ま た、内鉢１８と外鉢１０の間において各センサ３０、３２、３４、３６、４８、 ５０とポンプ２０は前記制御基板４４に配線してある。その内鉢１８の内部には 、中鉢５２があり、例えば発泡スチロール等の材質で作られ、底部に穴のあいた 容器にレキ砂５４等が埋められ、その中に植物５６が植えられている。

【０００７】 上記のように構成された自動給水装置はあらかじめ設定された給水間隔をタイ マが管理し、給水開始時間が来ると自動的に給水動作を行う。

【０００８】 すなわち、制御装置がポンプ２０を動作させ、空気が給水タンク１４内に送ら れる。すると、給水タンク１４内部は機密性が保たれている為、水１６は内鉢１ ８と給水タンク１４を固定するキャップ２８の給水口５８を通って、内鉢１８の 内部に押し上げられる。

【０００９】 そして、内鉢１８内の水位が増し、鉢内給水停止センサ５０に届くとセンサ検 出用出力電極４８と通電し制御装置に信号を送る。これによりポンプ２０の動作 が停止され、給水動作が終了する。あるいは、給水タンク１４内の水位が下がり 給水口５８に水１６が送り込まれなくなったことをタンク内給水停止センサ３２ により制御装置が検出すると、ポンプ２０の作動を停止し、給水動作を終了する 。

【００１０】 また、自動給水装置の機能のひとつに、給水タンク１４内に補水を行った場合 において、給水タンク１４内が満水となったことを検出して、表示により知らせ るというものがある。補水は特定の入力を与えられず、任意の時間に行われるの で、常に給水タンク１４内の水位を監視しなければならなかった。この自動給水 装置の水位検出手段は水の導電性を利用して、特定位置に配置したセンサ３２、 ３４、３６、５０の位置での水の有無を検出する方法を取っている為、前記機能 を実施するには、常にセンサ検出用出力電極３０に電位をもたせ、いつでも、給 水タンク１４内が満水となったことを検出できるようにしていた。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、センサ検出用出力電極は各々のセンサに対応し、１つづつ配置 したのでは電極数も、信号出力装置数も増え、コストアップ及び部品点数の増加 につながるので、給水タンク１４内の出力側の電極はタンク内給水停止センサと 同じ長さか、あるいはそれよりも長い１個のセンサ検出用出力電極で共有してい る。

【００１２】 その為、前記のようにセンサ検出用出力電極に常に電位をもたせていると、電 極が水に浸かっているセンサについては常時、電流が流れることになり、消費電 力が多くなってしまう。

【００１３】 本考案は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、特定の入力 がなく任意の時間に給水タンク内へ補水が行われても満水を検出でき、しかも常 時、水に浸かっているセンサが存在しても消費電流を少なく抑えることができる 自動給水装置を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために本考案の自動給水装置は、植物が植えられた鉢部と 、水を貯水しておく給水タンクと、給水タンク内の水を鉢部に自動的に給水する 給水手段と、給水タンク内の水位を検出する検出手段と、検出手段に検出用信号 を出力する信号出力手段と、検出手段よりの信号を受け、それに応じて周辺装置 の制御を行う制御手段とを備えている。

【００１５】

【作用】

上記の構成を有する本考案の自動給水装置は、信号出力手段によりパルス的な 信号を常時出力することで、いつでも給水タンク内が満水となったことを検出で きるようにする。そして、そのパルス信号出力のデューティー比を小さく操作す ることで消費電力を少なく抑えることができる。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。

【００１７】 図２は自動給水装置としての自動給水鉢の構成を示す断面図である。外鉢１０ は円筒状の形状をしており、外鉢１０の内面の略中央部付近にシール板１２が接 着固定されている。給水タンク１４は外鉢１０とシール板１２とで形成された空 間から構成されており、内部に水１６を蓄えることが出来る。

【００１８】 シール板１２には、内鉢１８と外鉢１０との間に配置されている給水手段であ るポンプ２０にゴム管２２を介して連結される吸気口２４と、４個のセンサを取 付ける為の穴と、給水タンク１４内の空気抜き用の空気抜き口２６と、キャップ ２８を着脱可能にするために内ネジが切ってある開口部とが形成されている。前 記センサとしては、センサ検出用出力電極３０、タンク内給水停止センサ３２、 タンク内適水センサ３４、タンク内満水センサ３６がある。そして、各々のセン サは例えばＳＵＳ（ステンレス）等から構成されており、クロロプレンゴム等の 弾性体で構成されたセンサ電極ホルダ３８に上下位置を調整されて圧入され、セ ンサ電極ホルダ３８はそれぞれシール板１２の穴に圧入される。したがって各セ ンサはセンサ電極ホルダ３８の弾性でそれぞれ給水タンク１４に所定の位置関係 で給水タンク１４内の機密性を保って保持される。

【００１９】 内鉢１８と給水タンク１４を固定させるキャップ２８の上部には、外周に外ネ ジを切り、下部には給水口５８が形成されていると共に、その給水口５８の中心 から半径方向に４本の羽根状の支柱６０が形成されている。内鉢１８はシール板 １２の上に内鉢１８がキャップ２８によりゴムシール６２を介して固定される。 内鉢１８の上部の裏側には制御手段である制御装置７０、タイマ７８、スイッチ ４０、インジケータ４２等を備えた制御基板４４及び空気抜きスイッチ４６が配 置されており、内鉢１８の内側面には２個のセンサ取付用の穴が形成され、前述 のシール板１２に取り付けられている各センサ３０、３２、３４、３６と同様の 手段でセンサ検出用出力電極４８、鉢内給水停止センサ５０が取り付けられてい る。

【００２０】 空気抜きスイッチ４６の操作により作動される空気抜き装置６４は、空気抜き ゴム管６６を介して前記空気抜き口２６に接続されている。

【００２１】 各センサ３０、３２、３４、３６、４８、５０とポンプ２０は内鉢１８と外鉢 １０の間において制御基板４４に配線されている。その内鉢１８の内部には、図 ２に示すように中鉢５２が配置されており、中鉢５２は、例えば発泡スチロール 等の材質で作られ、底部に穴のあいた容器にレキ砂５４等が埋められ、その中に 植物５６が植えられている。

【００２２】 次に、図３を参照にして制御系の構成を説明すると、給水間隔等を記憶する為 のＲＡＭやＲＯＭを内蔵した制御装置７０には、スイッチ４０、インジケータ４ ２、ドライバ７２、タイマ７８、センサ検出用出力電極３０、４８、及び水位検 出手段である検出回路７６を介してセンサ３２、３４、３６、５０が接続されて いる。

【００２３】 また、本実施例ではセンサ検出用信号は制御装置７０が出力しているが、制御 装置７０とは別に信号出力手段としての回路を構成してもよい。

【００２４】 スイッチ４０には給水間隔の指示を入力する為の給水間隔設定スイッチ８０、 給水タンク１４内の水量を確認する為の水量確認スイッチ８２、及び任意の時間 に給水を行う為の手動給水スイッチ８４がある。

【００２５】 インジケータ４２には、各センサからの信号により給水タンク１４内の水量の 表示を行う為のＬＥＤ８６、給水間隔設定時に各種の給水間隔を表示する為のＬ ＥＤ８８がある。

【００２６】 ドライバ７２は給水モータ７４を駆動させ、ポンプ２０を動作させるものであ る。

【００２７】 タイマ７８は給水動作時間や給水開始までの時間等を計数するものである。

【００２８】 次に、このように構成された自動給水鉢給水の動作について図４のフローチャ ートを参照して説明する。

【００２９】 まず電源を投入すると、タイマ７８がリセットされるなどの初期設定（Ｓ１） が行われる。

【００３０】 給水間隔の設定（Ｓ１０）、任意の時間での給水動作（Ｓ１１）、水量確認動 作（Ｓ１２）は制御基板４４上のスイッチ４０の入力（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）によ り各々の処理動作に移行する。従って、通常、スイッチ４０の入力がなければ、 自動給水装置の動作はタイマ７８の入力に応じて（Ｓ５、Ｓ６）、制御装置７０ が給水間隔設定スイッチ８０の入力（Ｓ２）によって設定された給水間隔と比較 、管理し、それにより給水開始時間が来たら（Ｓ７）、給水動作を開始する（Ｓ １３）というもである。

【００３１】 前記給水動作は、以下に示すように行われる。制御装置７０がドライバ７２を 制御し、給水モータ７２を駆動させることでポンプ２０は動作し、空気が給水タ ンク１４内に送られる。給水タンク１４内部は機密性が保たれている為、水１６ は内鉢１８と給水タンク１４を固定するキャップ２８の給水口５８を通って、内 鉢１８の内部に押し上げられる。

【００３２】 そして、内鉢１８内の水位が増し、鉢内給水停止センサ５０に届きセンサ検出 用出力電極４８と通電し、制御装置７０に信号を送る。これにより、ポンプ２０ の動作が停止され、給水動作が終了する。あるいは給水タンク１４内の水位が下 がり給水口５８に水１６が送り込まれなくなったことをタンク内給水停止センサ ３２により制御装置７０が検出すると、ポンプの作動を停止し、給水動作を終了 している。

【００３３】 手動給水スイッチ８４の押下（Ｓ３）による給水動作（Ｓ１１）も前記と同様 の動作であるが、これはスイッチを押している間だけ給水動作を行う、等の方法 をとってもよい。

【００３４】 給水タンク１４内の水量を確認（Ｓ１２）は、タンク内水量確認スイッチ８２ の押下（Ｓ４）により行われる。タンク内適水センサ３４、タンク内満水センサ ３６が給水タンク１４内の水位を検出し、タンク内水量表示ＬＥＤ８６の表示で 給水タンク１４内が満水状態であるのか、適水状態であるのか、または、給水タ ンク１４内の水１６が減り補水が必要であるのかを知らせる。

【００３５】 また、給水タンク１４内に補水を行なう場合であるが、給水タンク１４は機密 性が保たれている為、内鉢１８より補水を行なうと、水は最初内鉢１８の内側に たまるが、空気抜きスイッチ４６を押すことによって空気抜き装置６４が作用し 、空気抜きゴム管６６の密閉を開放し給水タンク１４内の空気を抜き、次第に給 水管６８を通って給水タンク１４内に流れ込む。そして、補水は特定の入力が与 えられず任意の時間に行われる為、給水タンク１４内では常に満水となったかを 見ている（Ｓ８）ので、給水タンク１４内の水位が増し、タンク内満水センサ３ ６に届くと、満水状態を検出し、制御装置７０に信号を送ることにより給水タン ク１４内が満水となったことをタンク内水量表示ＬＥＤ８６が表示する（Ｓ９） 。

【００３６】 インジケータ４２に用いられるＬＥＤ等の表示は電力消費を最小に抑える為、 一定時間点灯した後、消灯させている。また、補水を行った場合の満水表示は一 度満水となった時のみとし、その後は給水タンク１４内の水位がある程度まで下 がらなければ、表示はしないように制御されている。

【００３７】 次に、本考案の特徴である自動給水装置の制御方法を図５のフローチャートを 用いて説明する。

【００３８】 前記のように、給水タンク１４への補水は特定の入力が与えられず、任意の時 間に行われる為、常時、給水タンク１４内が満水となったかを監視する必要があ り、この場合の満水検出方法として、センサの検出用信号出力をパルス出力とし 、そのパルスが出力されている間に給水タンク１４内の水位を検出するというも のである。

【００３９】 本実施例では、パルス出力を１秒周期でデューティー比０．０５％程度と設定 することで、かなり消費電力を抑えることができる。また、これらの値を操作す ることにより、検出速度、消費電力を変えることができ、仕様に合わせた設定と することが可能である。

【００４０】 この満水検出の制御方法を説明すると、タイマ７８により満水検出を行うまで の時間をカウントする。この時間がパルス出力の周期となる。そして、満水検出 開始時間が来たことを制御装置７０が判断したら（Ｓ２０）、制御装置７０はセ ンサ検出用信号を出力する（Ｓ２１）。ついで、タンク内満水センサ３６よりの 検出により給水タンク１４内が満水であるかを検出し、その状態を制御装置７０ 内のメモリＲＡＭに記憶させ（Ｓ２２）、センサ検出用信号の出力を停止する（ Ｓ２３）。その後、メモリＲＡＭ内の値を参照し給水タンク１４内が満水であっ たかを判断し（Ｓ２４）、満水であったなら満水の表示を行い（Ｓ９）、図４で 示すフローチャートのＳ２へ戻る（Ｓ２５）。１秒周期のパルス出力ということ は１秒間に１回の検出を行うということである。

【００４１】 また、このパルス出力を利用して、次のような制御を行う。

【００４２】 センサの電極先端に水１６がふれるか、ふれないかのところに水位がある場合 、振動等により水面が揺れ、検出値が頻繁に変化する可能性がある。しかし、１ 個のパルス出力で１度の検出を行い、パルス出力数個分、同一状態を読み込んだ 時にその状態と判断する制御方法を取れば、スレッショールドレベルで頻繁に変 動する値を固定させることができる。

【００４３】 本考案は以上詳述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しな い範囲において種々の変更を加えることができる。

【００４４】

【考案の効果】

以上説明したことから明かなように、本考案の自動給水装置は、センサ検出用 出力信号としてセンサ検出用出力電極に常時、パルス的な電位を加えることで、 いつでも給水タンク内の満水状態を検出できる。また、水に浸かっているセンサ は常に電流が流れていることになるが、デューティー比の小さいパルス出力とし ている為、消費電力を少なく抑えることができる。さらには、パルス出力を利用 して、センサの電極先端に水がふれるか、ふれないかのところに水位がある場合 、振動等により水面が揺れ、頻繁に変化する検出値を一状態に固定することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の自動給水装置の構成を示すブロック
図である。

【図２】本実施例の自動給水装置の構成を示す断面図で
ある。

【図３】本実施例の自動給水装置の制御装置周辺のブロ
ック図である。

【図４】本実施例の自動給水装置の動作のフローチャー
トである。

【図５】本実施例の自動給水装置の給水タンク内満水検
出時のフローチャートである。

【符号の説明】

１４ 給水タンク ３０ センサ検出用出力電極 ３２ タンク内給水停止センサ ３４ タンク内適水センサ ３６ タンク内満水センサ ７０ 制御装置 ７８ タイマ

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 瀬尾 恵二 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工 業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 植物が植えられた鉢部と、水を貯水して
   おく給水タンクと、その給水タンク内の水を前記鉢部に
   自動的に給水する給水手段と、前記給水タンク内の水位
   を検出する検出手段と、その検出手段に検出用信号を出
   力する信号出力手段と、前記検出手段よりの信号を受
   け、それに応じて周辺装置の制御を行う制御手段とを備
   え、前記検出用信号をパルス信号とすることを特徴とす
   る自動給水装置。