以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[実施の形態1]
(点滴灌漑用チューブの構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る点滴灌漑用チューブ100の中心軸に沿う方向における断面図である。
図2に示されるように、点滴灌漑用チューブ100は、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において、灌漑用液体を流す方向は、特に限定されない。また、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にチューブ110の内外を連通する複数のチューブ吐出口112が形成されている。チューブ吐出口112の開口部の直径は、灌漑用液体を吐出することができれば特に限定されない。本実施の形態では、チューブ吐出口112の開口部の直径は、1.5mmである。チューブ110の内壁面のチューブ吐出口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。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を配置することができれば特に限定されない。
(エミッタの構成)
エミッタ120は、エミッタ本体200と、保持部材210と、を有する。エミッタ本体200は、流路構成部121とフィルム122とを有する。図3は、流路構成部121とフィルム122とが接合される前のエミッタ本体200の平面図である。図4Aは、流路構成部121とフィルム122とを接合した後のエミッタ本体200の平面図であり、図4Bは、エミッタ本体200の底面図である。ただし、図4Bでは、後述する底壁面部190(図5参照)は省略されている。また、図5は、図4Aに示されるB−B線の断面図である。
図3に示されるように、エミッタ本体200は、流路構成部121と、流路構成部121に接合されたフィルム122とを有する。流路構成部121およびフィルム122は、一体として形成されていてもよいし、別体として形成されていてもよい。本実施の形態では、流路構成部121およびフィルム122は、ヒンジ部123を介して一体的に形成されている。
なお、本発明において、エミッタ本体200の長手方向とは、エミッタ本体200を平面視した場合の長手方向、すなわち図3における左右方向を意味する。同様に、エミッタ本体200の短手方向とは、エミッタ本体200を平面視した場合の短手方向、すなわち図3における上下方向を意味する。
流路構成部121およびフィルム122は、いずれも可撓性を有する一種類の材料で成形されていることが好ましい。しかし、流路構成部121およびフィルム122が別体として形成されている場合には、流路構成部121は、可撓性を有しない材料で成形されていてもよい。また、後述するダイヤフラム部(第1ダイヤフラム部167および第2ダイヤフラム部175)も、フィルム122の一部として一体的に成形されていることが好ましい。本実施の形態では、流路構成部121と、ダイヤフラム部を含むフィルム122とは、可撓性を有する一種類の材料で一体的に形成されている。
流路構成部121およびフィルム122の材料の例には、樹脂およびゴムが含まれる。樹脂の例には、ポリエチレンおよびシリコーンが含まれる。流路構成部121およびフィルム122の可撓性は、弾性を有する樹脂材料の使用によって調整することができる。流路構成部121およびフィルム122の可撓性の調整方法の例には、弾性を有する樹脂の選択や、硬質の樹脂材料に対する弾性を有する樹脂材料の混合比の調整などが含まれる。流路構成部121およびフィルム122の一体成形品は、例えば、射出成形によって製造できる。
図3〜図5に示されるように、本実施の形態に係る流路構成部121は、取水部150と、第1接続流路141となる第1接続溝131と、第1減圧流路142となる第1減圧溝132と、第2接続流路143となる第2接続溝133と、第2減圧流路144となる第2減圧溝134と、第3減圧流路145となる第3減圧溝135と、流量減少部160と、流路開閉部170と、吐出部180と、底壁面部190と、を有する。取水部150、流量減少部160および流路開閉部170は、流路構成部121(エミッタ本体200)の表面125側に配置されている。また、第1接続溝131、第1減圧溝132、第2接続溝133、第2減圧溝134、第3減圧溝135、吐出部180および底壁面部190は、流路構成部121(エミッタ本体200)の裏面124側に配置されている。
図3および5に示すように、底壁面部190は、流路構成部121の裏面124側を覆う部材である。底壁面部190は、流路構成部121と同じ一種類の材料で一体的に成型されていてもよく、別体として成形されていてもよい。本実施の形態では、底壁面部190がヒンジ部191を介して一体的に形成されており、底壁面部190を折り返してエミッタの裏面124に接合されることで、裏面124側を覆っている。なお、底壁面部190において、エミッタ本体200の吐出部180および保持部材210の連通孔213に対応する箇所には、エミッタ吐出口192が設けられている。エミッタ吐出口192は、底壁面部190に設けられた開口であり、エミッタ本体200の内部に取り入れられた灌漑用液体を流路構成部121(エミッタ本体200)の外部に吐出する。
流路構成部121の裏面124側が底壁面部190で覆われることにより、第1接続溝131、第1減圧溝132、第2接続溝133、第2減圧溝134および第3減圧溝135は、それぞれ第1接続流路141、第1減圧流路142、第2接続流路143、第2減圧流路144および第3減圧流路145となる。これにより、取水部150、第1接続流路141、第1減圧流路142、第2接続流路143、第2減圧流路144、流量減少部160および吐出部180から構成され、取水部150と吐出部180とを繋ぐ第1流路が形成される。また、取水部150、第1接続流路141、第1減圧流路142、第2接続流路143、第3減圧流路145、流路開閉部170、流量減少部160および吐出部180から構成され、取水部150と吐出部180とを繋ぐ第2流路が形成される。第1流路および第2流路は、いずれも取水部150から吐出部180まで灌漑用液体を流通させる。本実施の形態では、取水部150から第2接続流路143までの間は、第1流路と第2流路とが重複している。また、第2流路における流路開閉部170の下流側は、流量減少部160に接続されており、流量減少部160から吐出部180までの間も、第1流路と第2流路とが重複している。
取水部150は、流路構成部121の表面125の約半分の領域に配置されている(図3および図4A参照)。取水部150が配置されていない表面125の領域には、流量減少部160および流路開閉部170(フィルム122)が配置されている。取水部150は、取水側スクリーン部151および取水用貫通孔152を有する。
取水側スクリーン部151は、流路構成部121に取り入れられる灌漑用液体中の異物が取水用凹部153内に侵入することを防止する。取水側スクリーン部151は、チューブ110内に対して開口しており、取水用凹部153、複数のスリット154および複数の凸条155を有する。
取水用凹部153は、流路構成部121の表面125において、フィルム122が接合されていない領域の全体に形成されている1つの凹部である。取水用凹部153の深さは特に限定されず、流路構成部121の大きさによって適宜設定される。取水用凹部153の外周壁には複数のスリット154が形成されており、取水用凹部153の底面上には複数の凸条155が形成されている。また、取水用凹部153の底面には取水用貫通孔152が形成されている。
複数のスリット154は、取水用凹部153の内側面と、流路構成部121の外側面とを繋いでおり、流路構成部121の側面から灌漑用液体を取水用凹部153内に取り入れつつ、灌漑用液体中の異物が取水用凹部153内に侵入することをある程度防止する。スリット154の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、スリット154の形状は、流路構成部121の外側面から取水用凹部153の内側面に向かうにつれて、幅が大きくなるように形成されている(図3および図4A参照)。このように、スリット154は、いわゆるウェッジワイヤー構造となるように構成されているため、取水用凹部153内に流入した灌漑用液体の圧力損失が抑制される。
複数の凸条155は、取水用凹部153の底面上に配置されている。凸条155の配置および数は、取水部150が取水用凹部153の開口部側から灌漑用液体を取り入れつつ、灌漑用液体中の異物の侵入をある程度防止することができれば特に限定されない。本実施の形態では、複数の凸条155は、凸条155の長手方向が流路構成部121の短手方向に沿うように配列されている。また、凸条155は、流路構成部121の表面125から取水用凹部153の底面に向かうにつれて幅が小さくなるように形成されている。すなわち、凸条155の配列方向において、隣接する凸条155間の空間は、いわゆるウェッジワイヤー構造となっている。また、隣接する凸条155間の間隔は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。このように、隣接する凸条155間の空間は、いわゆるウェッジワイヤー構造となるように構成されているため、取水用凹部153内に流入した灌漑用液体の圧力損失が抑制される。
取水用貫通孔152は、取水用凹部153の底面に形成されている。取水用貫通孔152の形状および数は、取水用凹部153の内部に取り込まれた灌漑用液体を流路構成部121内に取り込むことができれば特に限定されない。本実施の形態では、取水用貫通孔152は、取水用凹部153の底面において、流路構成部121の長手方向に沿って形成された1つの長孔である。この長孔は、複数の凸条155により部分的に覆われているため、表面125側から見た場合、取水用貫通孔152は、多数の貫通孔に分かれているように見える。
チューブ110内を流れてきた灌漑用液体は、取水側スクリーン部151によって異物が取水用凹部153内に侵入することがある程度防止されつつ、流路構成部121内に取り込まれる。
第1接続溝131(第1接続流路141)は、取水用貫通孔152(取水部150)と、第1減圧溝132とを接続する。第1接続溝131は、裏面124の外縁部において流路構成部121の長手方向に沿って直線状に形成されている。第1接続溝131の裏面124側の開口部が底壁面部190により覆われることで、第1接続流路141が形成される。取水部150から取り込まれた灌漑用液体は、第1接続流路141を通って、第1減圧流路142に流れる。
第1減圧溝132(第1減圧流路142)は、流量減少部160より上流側の第1流路および第2流路に配置されており、第1接続溝131(第1接続流路141)と第2接続溝133(第2接続流路143)とを接続する。第1減圧溝132(第1減圧流路142)は、取水部150から取り入れられた灌漑用液体の圧力を減圧させて、第2接続溝133(第2接続流路143)に導く。第1減圧溝132は、裏面124の外縁部において流路構成部121の長手方向に沿って直線状に配置されている。第1減圧溝132の上流端は第1接続溝131に接続されており、第1減圧溝132の下流端は第2接続溝133の上流端に接続されている。第1減圧溝132の平面視形状は、ジグザグ形状である。第1減圧溝132の裏面124側の開口部が底壁面部190により覆われることで、第1減圧流路142が形成される。取水部150から取り込まれた灌漑用液体は、第1減圧流路142により減圧されて第2接続溝133(第2接続流路143)に導かれる。
第2接続溝133(第2接続流路143)は、第1減圧溝132(第1減圧流路142)と、第2減圧溝134(第2減圧流路144)および第3減圧溝135(第3減圧流路145)とを接続する。第2接続溝133は、裏面124の外縁部において流路構成部121の短手方向に沿って直線状に形成されている。第2接続溝133の裏面124側の開口部が底壁面部190により覆われることで、第2接続流路143が形成される。取水部150から取り込まれ、第1接続流路141に導かれ、第1減圧流路142で減圧された灌漑用液体は、第2接続流路143を通って、第2減圧流路144および第3減圧流路145に導かれる。
第2減圧溝134(第2減圧流路144)は、流量減少部160より上流側の第1流路に配置されており、第2接続溝133(第2接続流路143)と、流量減少部160とを接続する。第2減圧溝134(第2減圧流路144)は、第2接続溝133(第2接続流路143)から流入した灌漑用液体の圧力を減圧させて、流量減少部160に導く。第2減圧溝134は、裏面124の外縁部において流路構成部121の長手方向に沿って配置されている。第2減圧溝134の上流端は第2接続溝133の下流端に接続されており、第2減圧溝134の下流端は流量減少部160に連通した第1接続用貫通孔165に接続されている。第2減圧溝134の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、第2減圧溝134の平面視形状は、第1減圧溝132の形状と同様のジグザグ形状である。第2減圧溝134の裏面124側の開口部が底壁面部190により覆われることで、第2減圧流路144が形成される。本実施の形態では、第2減圧溝134(第2減圧流路144)は、後述する第3減圧溝135(第3減圧流路145)より長くなっている。このため、第2減圧溝134(第2減圧流路144)を流れる灌漑用液体は、第3減圧溝135(第3減圧流路145)を流れる灌漑用液体よりも減圧される。取水部150から取り込まれ、第1減圧流路142で減圧された灌漑用液体の一部は、第2減圧流路144により減圧されて流量減少部160に導かれる。
第3減圧溝135(第3減圧流路145)は、流量減少部160より上流側の第2流路に配置されており、第2接続溝133(第2接続流路143)と、流路開閉部170とを接続する。第3減圧溝135(第3減圧流路145)は、第2接続溝133(第2接続流路143)から流入した灌漑用液体の圧力を減圧させて、流路開閉部170に導く。第3減圧溝135は、裏面124の中央部分において流路構成部121の長手方向に沿って配置されている。第3減圧溝135の上流端は第2接続流路143の下流端に接続されており、第3減圧溝135の下流端は流路開閉部170に連通した第3接続用貫通孔174に接続されている。第3減圧溝135の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、第3減圧溝135の平面視形状は、第1減圧溝132の形状と同様のジグザグ形状である。第3減圧溝135の裏面124側の開口部が底壁面部190により覆われることで、第3減圧流路145が形成される。取水部150から取り込まれ、第1減圧流路142で減圧された灌漑用液体の他の一部は、第3減圧流路145により減圧されて流路開閉部170に導かれる。詳細については後述するが、第2流路は、灌漑用液体の圧力が低圧の場合にのみ機能する。
流量減少部160は、第1流路内において第2減圧流路144(第2減圧溝134)と吐出部180との間に配置されており、かつ流路構成部121の表面125側に配置されている。流量減少部160は、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて灌漑用液体の流量を減少させつつ、灌漑用液体を吐出部180に送る。流量減少部160の構成は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、流量減少部160は、流量減少用凹部161と、第1弁座部162と、連通溝163と、吐出部180に連通した流量減少用貫通孔164と、第2減圧溝134(第2減圧流路144)に連通した第1接続用貫通孔165と、流路開閉部170の流路開閉用貫通孔173に連通した第2接続用貫通孔166と、フィルム122の一部である第1ダイヤフラム部167とを有する。流量減少用凹部161の内面には、吐出部180に連通した流量減少用貫通孔164と、第2減圧溝134(第2減圧流路144)に連通した第1接続用貫通孔165と、流路開閉部170の流路開閉用貫通孔173に連通した第2接続用貫通孔166とが開口している。
図3に示すように、流量減少用凹部161の平面視形状は、略円形状である。流量減少用凹部161の底面には、吐出部180に連通した流量減少用貫通孔164と、第2減圧溝134(第2減圧流路144)に連通した第1接続用貫通孔165と、流路開閉部170に連通した第2接続用貫通孔166と、第1弁座部162とが配置されている。流量減少用凹部161の深さは、特に限定されず、連通溝163の深さ以上であればよい。
図5に示すように、流量減少用貫通孔164は、流量減少用凹部161の底面の中央部分に配置されており、吐出部180に連通している。第1弁座部162は、流量減少用貫通孔164を取り囲むように流量減少用凹部161の底面に配置されている。第1弁座部162は、チューブ110を流れる灌漑用液体の圧力が第2圧力以上の場合に、第1ダイヤフラム部167が密着できるように形成されている。第1弁座部162に第1ダイヤフラム部167が接触することによって、流量減少用凹部161から吐出部180に流れ込む灌漑用液体の流量を減少させる。第1弁座部162の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、第1弁座部162の形状は、円環状の凸部である。本実施の形態では、円環状の凸部の端面は、内側から外側に向かうにつれて流量減少用凹部161の底面からの高さが低くなっている。第1弁座部162の第1ダイヤフラム部167が密着可能な領域の一部には、流量減少用凹部161の内部と流量減少用貫通孔164を連通する連通溝163が形成されている。第2減圧溝134(第2減圧流路144)に連通した第1接続用貫通孔165と流路開閉部170の流路開閉用貫通孔173に連通した第2接続用貫通孔166とは、流量減少用凹部161の底面において、第1弁座部162が配置されていない領域に形成されている。なお、第2減圧溝134(第2減圧流路144)に連通した第1接続用貫通孔165は、第1弁座部162に囲まれるように配置され、吐出部180に連通した流量減少用貫通孔164が第1弁座部162の外側に配置されていてもよい。
第1ダイヤフラム部167は、フィルム122の一部である。第1ダイヤフラム部167は、流量減少用凹部161の内部とチューブ110の内部との連通を遮断するように配置されている。第1ダイヤフラム部167は、可撓性を有し、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて、第1弁座部162に接触するように変形する。具体的には、第1ダイヤフラム部167は、灌漑用液体の圧力が高くなるにつれて、第1弁座部162に向かって変形し、やがて第1弁座部162に接触する。第1ダイヤフラム部167が第1弁座部162に密着している場合であっても、第1ダイヤフラム部167は、第1接続用貫通孔165、流量減少用貫通孔164および連通溝163を閉塞しないため、第1接続用貫通孔165から送られてきた灌漑用液体は、連通溝163および流量減少用貫通孔164を通って、吐出部180に送られうる。なお、第1ダイヤフラム部167は、後述の第2ダイヤフラム部175と隣接して配置されている。
流路開閉部170は、第2流路内において第3減圧流路145(第3減圧溝135)と吐出部180との間に配置されており、かつ流路構成部121の表面125側に配置されている。流路開閉部170は、チューブ110内の圧力に応じて第2流路を開放して、灌漑用液体を吐出部180に送る。本実施の形態では、流路開閉部170は、流路開閉用貫通孔173および第2接続用貫通孔166を介して流量減少部160に接続されており、第3減圧流路145(第3減圧溝135)からの灌漑用液体は、流路開閉部170および流量減少部160を通って吐出部180に到達する。流路開閉部170の構成は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、流路開閉部170は、流路開閉用凹部171と、第2弁座部172と、流量減少部160の第2接続用貫通孔166に連通した流路開閉用貫通孔173と、第3減圧流路145(第3減圧溝135)に連通した第3接続用貫通孔174と、フィルム122の一部である第2ダイヤフラム部175とを有する。流路開閉用凹部171の内面には、第3減圧流路145(第3減圧溝135)に連通した第3接続用貫通孔174と、流量減少部160に連通した流路開閉用貫通孔173とが開口している。また、流路開閉用凹部171は、流量減少部160の流量減少用凹部161と連通している。
図3に示すように、流路開閉用凹部171の平面視形状は、略円形状である。流路開閉用凹部171の底面には、第3減圧溝135に接続された第3接続用貫通孔174と、流量減少部160に接続された流路開閉用貫通孔173と、第2弁座部172とが配置されている。第2弁座部172の端面は、第1弁座部162の端面より表面125側に配置されている。すなわち、第2弁座部172は、第1弁座部162より高く形成されている。これにより、フィルム122が灌漑用液体の圧力により変形した場合に、フィルム122は、第1弁座部162より先に第2弁座部172に接触する。
第3減圧溝135に連通した第3接続用貫通孔174は、流路開閉用凹部171の底面において、第2弁座部172が配置されていない領域に形成されている。第2弁座部172は、流路開閉用貫通孔173を取り囲むように流路開閉用凹部171の底面に配置されている。また、第2弁座部172は、第2ダイヤフラム部175に面して非接触に配置され、チューブ110を流れる灌漑用液体の圧力が第1圧力以上の場合、第2ダイヤフラム部175が密着できるように形成されている。チューブ110を流れる灌漑用液体の圧力が第1圧力以上の場合、第2ダイヤフラム部175は、第2弁座部172に密着して流路開閉用貫通孔173を閉塞し、その結果として第2流路を閉塞する。第2弁座部172の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、第2弁座部172は、流路開閉用貫通孔173を取り囲むように配置された円環状の凸部である。
第2ダイヤフラム部175は、フィルム122の一部であり、第1ダイヤフラム部167と隣接して配置されている。第2ダイヤフラム部175は、流路開閉用凹部171の内部とチューブ110の内部との連通を遮断するように配置されている。第2ダイヤフラム部175は、可撓性を有し、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて、第2弁座部172に接触するように変形する。具体的には、第2ダイヤフラム部175は、灌漑用液体の圧力が高くなるにつれて、第2弁座部172に向かって変形し、灌漑用液体の圧力が第1圧力に到達すると、第2弁座部172に接触する。これにより、第2流路(流路開閉用貫通孔173)は閉塞される。
吐出部180は、流路構成部121の裏面124側において、後述する保持部材210に面して配置されている。吐出部180は、流量減少用貫通孔164からの灌漑用液体を保持部材210を介してチューブ110のチューブ吐出口112に送る。これにより、吐出部180は、灌漑用液体をエミッタ120の外部に吐出することができる。吐出部180の構成は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、吐出部180は、吐出用凹部181と、侵入防止部182と、を有する。
吐出用凹部181は、流路構成部121の裏面124側に配置されている。吐出用凹部181の平面視形状は、略矩形である。吐出用凹部181の底面には、流量減少用貫通孔164、侵入防止部182が配置されている。吐出用凹部181の裏面124側の開口部は、底壁面部190により覆われており、底壁面部190には、エミッタ吐出口192が設けられている。
侵入防止部182は、チューブ吐出口112を介したチューブ110の外部からの異物の侵入を防止する。侵入防止部182は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。本実施の形態では、侵入防止部182は、隣接して配置された2つの凸条部184を有する。2つの凸条部184は、流量減少用貫通孔164およびエミッタ吐出口192の間に位置するように配置されている。
フィルム122は、第1ダイヤフラム部167および第2ダイヤフラム部175を有する(図3参照)。フィルム122の厚さは、例えば0.3mmである。
ヒンジ部123は、流路構成部121の表面125の一部に接続されている。本実施の形態では、ヒンジ部123の厚さは、フィルム122と同じ厚さであり、流路構成部121およびフィルム122と一体的に成形されている。なお、フィルム122は、流路構成部121と別体として準備して、流路構成部121と接合してもよい。
エミッタ本体200は、ヒンジ部123を軸にフィルム122を回動させ、流路構成部121の表面125に接合することにより構成される。流路構成部121とフィルム122との接合方法は、特に限定されない。流路構成部121とフィルム122との接合方法の例には、フィルム122を構成する樹脂材料の溶着や、接着剤による接着などが含まれる。なお、ヒンジ部123は、流路構成部121とフィルム122とが接合された後に切断されてもよい。
底壁面部190は、エミッタ吐出口192を有する(図3および図4B参照)。底壁面部190の厚みは、たとえば0.7mmである。
ヒンジ部191は、エミッタ本体200の裏面124の一部に接続されている。本実施の形態では、ヒンジ部191の厚さは、底壁面部190と同じ厚さであり、裏面124および底壁面部190と一体的に成形されている。なお、底壁面部190は、エミッタ本体200と別体(たとえば、フィルムなど)として準備して、裏面124と接合してもよい。
エミッタ本体200は、ヒンジ部191を軸に底壁面部190を回動させ、エミッタ本体200の裏面124に接合することにより構成される。裏面124と底壁面部190との接合方法は、特に限定されない。裏面124と底壁面部190との接合方法の例には、底壁面部190を構成する樹脂材料の溶着や、接着剤による接着などが含まれる。なお、ヒンジ部191は、裏面124と底壁面部190とが接合された後に切断されてもよい。
保持部材210は、チューブ110の内壁面のチューブ吐出口112に対応する位置に接合され、エミッタ本体200を振動可能に保持する。保持部材210は、エミッタ本体200を振動可能に保持するため、以下の3つの特徴を有することが好ましい。
まず、1つ目の特徴として、図2に示すように、保持部材210は、エミッタ本体200の長手方向に沿う断面において、保持部材210の下面212、すなわちチューブ110に接合される面に対してエミッタ本体200が傾斜するようにエミッタ本体200を保持することが好ましい。なお、図2に示すように、保持部材210は上面211および下面212を有する。上面211は、図2における保持部材210の上側の面、すなわちエミッタ本体200と接合される面であり、下面212は、図2における保持部材210の下側の面、すなわちチューブ110と接合される面である。これにより、エミッタ本体200の表面125および裏面124の少なくとも一方はチューブ110内における灌漑用液体の流れに対して傾斜する。このため、エミッタ本体200の表面125および裏面124の少なくとも一方には、チューブ110内を流れる灌漑用液体が当たり、それによる圧力が掛かる。なお、エミッタ本体200がチューブ110の軸方向に対して傾斜する角度については、特に限定されない。また、前述したように、チューブ110内を流れる灌漑用液体の向きについても、特に限定されない。
次に、2つ目の特徴として、図2に示すように、保持部材210は、エミッタ本体200がチューブ110の内壁面に接触しないようにエミッタ本体200を保持することが好ましい。これにより、エミッタ本体200がチューブ110の内壁面に接触することで、エミッタ本体200に対して灌漑用液体の流れによる圧力が掛かっても振動しにくい状態になることを回避することができる。
そして、3つ目の特徴として、保持部材210は、可撓性を有する材料で形成されることが好ましい。保持部材210は、エミッタ本体200(流路構成部121およびフィルム122)と同じ材料で一体的に形成されてもよいし、異なる材料で別体に形成されてもよい。
保持部材210とエミッタ本体200とが一体的に形成される場合、保持部材210の上面211が、吐出部180の底壁面部190となり、吐出部180以外の底壁面部190は、別体(例えば、フィルムなど)で構成されていてもよい。
保持部材210とエミッタ本体200とが別体に形成される場合、エミッタ本体200と保持部材210との接合方法は、特に限定されない。また、保持部材210とチューブ110との接合方法についても、特に限定されない。エミッタ本体200と保持部材210との接合方法、および保持部材210とチューブ110との接合方法の例には、保持部材210を構成する樹脂材料の溶着や、接着剤による接着などが含まれる。
保持部材210は、連通孔213を有する。連通孔213は、保持部材210の上面211および下面212にそれぞれ開口を有し、保持部材210を貫通するように設けられた孔である。保持部材210が上面211においてエミッタ本体200に、下面212においてチューブ110に、それぞれ接合されたとき、連通孔213の一方(上面211側)はエミッタ吐出口192に接続され、他方(下面212側)はチューブ吐出口112に接続される。これにより、吐出部180とチューブ吐出口112とが連通し、エミッタ吐出口192から吐出された灌漑用液体は、連通孔213を介してチューブ吐出口112からチューブ110の外部に吐出される。
保持部材210がエミッタ本体200と同じ材料で一体的に形成される場合、連通孔213は、保持部材210の形成と同時に設けられてもよいし、流路構成部121が保持部材210によりチューブ110に固定された後に設けられてもよい。すなわち、連通孔213を設けずに形成された保持部材210がチューブ110に接合された後に、吐出部180とチューブ吐出口112とを連通するように連通孔213が設けられてもよい。
また、保持部材210は、チューブ110の作製時にチューブ吐出口112に対応する位置に予め設けられ、別体に作成されたエミッタ本体200が保持部材210に接合されることによりエミッタ本体200を保持するようにしてもよい。
なお、チューブ110の軸方向に垂直な断面形状が円形状である場合には、保持部材210の下面212側は、チューブ110の内壁面に沿うように、チューブ110の内壁面に向かって凸の略円弧形状に形成されることが好ましい。
(点滴灌漑用チューブおよびエミッタの動作)
次に、本実施の形態に係る点滴灌漑用チューブ100の動作について説明する。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の圧力は、簡易に点滴灌漑法を導入できるように、またチューブ110およびエミッタ120の破損を防止するため、0.1MPa以下であることが好ましい。チューブ110内の灌漑用液体は、取水部150からエミッタ本体200内に取り込まれる。具体的には、チューブ110内の灌漑用液体は、スリット154、または凸条155間の隙間から取水用凹部153に入り込み、取水用貫通孔152を通過する。このとき、取水部150は、取水側スクリーン部151(スリット154および凸条155間の隙間)を有しているため、灌漑用液体中の異物の侵入をある程度防止することができる。また、取水部150には、いわゆるウェッジワイヤー構造が形成されているため、取水部150へ流入した灌漑用液体の圧力損失は抑制される。
取水部150から取り込まれた灌漑用液体は、第1接続流路141に到達する。第1接続流路141に到達した灌漑用液体は、第1減圧流路142で減圧されつつ、第2接続流路143に到達する。第2接続流路143に到達した灌漑用液体は、第2減圧流路144および第3減圧流路145に流れ込み、減圧される。このとき、灌漑用液体は、第2減圧流路144と比較して流路長が短く、圧力損失の少ない第3減圧流路145を先行して進む。第3減圧流路145に流れ込んだ灌漑用液体は、第3接続用貫通孔174を通って流路開閉部170に流れ込む。
流路開閉部170に流れ込んだ灌漑用液体は、流路開閉用貫通孔173および第2接続用貫通孔166を通って、流量減少部160に流れ込む。次いで、流量減少部160に流れ込んだ灌漑用液体は、流量減少用貫通孔164を通って吐出部180に流れ込む。最後に、吐出部180に流れ込んだ灌漑用液体は、エミッタ吐出口192、保持部材210の連通孔213およびチューブ110のチューブ吐出口112を介してチューブ110外に吐出される。
一方、第2減圧流路144に流れ込んだ灌漑用液体は、第1接続用貫通孔165を通って、流量減少部160に流れ込む。流量減少部160に流れ込んだ灌漑用液体は、流量減少用貫通孔164を通って吐出部180に流れ込む。吐出部180に流れ込んだ灌漑用液体は、エミッタ吐出口192、保持部材210の連通孔213およびチューブ110のチューブ吐出口112を介してチューブ110外に吐出される。
前述したように、流路開閉部170と流量減少部160とは、流路開閉用貫通孔173と第2接続用貫通孔166とを介して連通している。また、流量減少部160では、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて、第1ダイヤフラム部167が変形することで灌漑用液体の流量が制御され、流路開閉部170では、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて第2ダイヤフラム部175が変形することで灌漑用液体の流量が制御される。そこで、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じた流量減少部160および流路開閉部170の動作について説明する。
図6A〜Cは、流量減少部160と、流路開閉部170との動作の関係を示す模式図である。なお、図6A〜Cは、図4Aに示されるB−B線における断面模式図である。図6Aは、チューブ110に灌漑用液体が送液されていない場合における断面図であり、図6Bは、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が第1圧力である場合における断面図であり、図6Cは、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が第1圧力を超える第2圧力である場合における断面図である。
チューブ110内に灌漑用液体が送液される前は、フィルム122に灌漑用液体の圧力が加わらないため、第1ダイヤフラム部167および第2ダイヤフラム部175は、変形していない(図6A参照)。
チューブ110内に灌漑用液体が送液され始めると、流量減少部160の第1ダイヤフラム部167は、第1弁座部162に向かって変形し始める。また、流路開閉部170の第2ダイヤフラム部175は、第2弁座部172に向かって変形し始める。しかしながら、この状態では、第1ダイヤフラム部167が第1弁座部162に密着しておらず、かつ第2ダイヤフラム部175が第2弁座部172に密着していないため、取水部150から取り入れられた灌漑用液体は、第1流路(第1接続流路141、第1減圧流路142、第2接続流路143、第2減圧流路144、流量減少部160および吐出部180)および第2流路(第1接続流路141、第1減圧流路142、第2接続流路143、第3減圧流路145、流路開閉部170、流量減少部160および吐出部180)の両方を通って、流路構成部121の外部に吐出される。このように、チューブ110内への灌漑用液体の送液開始時や、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が所定の圧力より低い場合には、取水部150から取り入れられた灌漑用液体は、第1流路および第2流路の両方を通って吐出される。
次いで、チューブ110内における灌漑用液体の圧力がより高くなると、第1ダイヤフラム部167および第2ダイヤフラム部175がさらに変形する。そして、第2ダイヤフラム部175が第2弁座部172に接触して、第2流路を閉塞する(図6B参照)。このとき、第2弁座部172の端面は、第1弁座部162の端面より表面125側に配置されているため、第2ダイヤフラム部175は、第1ダイヤフラム部167が第1弁座部162に接触するより先に第2弁座部172に接触する。このとき、第1ダイヤフラム部167は、第1弁座部162に接触していない。このように、チューブ110内の灌漑用液体の圧力がフィルム122を変形させるほど高くなると、第2ダイヤフラム部175が第2弁座部172に近接するため、第2流路を通って吐出される灌漑用液体の液量は減少する。そして、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が第1圧力に到達すると、第2流路内の灌漑用液体は、流路構成部121の外部に吐出されなくなる。その結果、取水部150から取り入れられた灌漑用液体は、第1流路のみを通って、流路構成部121の外部に吐出される。
チューブ110内の灌漑用液体の圧力がさらに高まると、第1ダイヤフラム部167は、第1弁座部162に向かってさらに変形する。通常は、灌漑用液体の圧力が高くなるにつれて、第1流路を流れる灌漑用液体の量が増大するはずであるが、本実施の形態に係るエミッタ120では、第1減圧流路142および第2減圧流路144で灌漑用液体の圧力を減少させるとともに、第1ダイヤフラム部167と第1弁座部162との間隔を狭めることで、第1流路を流れる灌漑用液体の量の過剰な増大を防止している。そして、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が第1圧力を超える第2圧力以上である場合に、第1ダイヤフラム部167は、第1弁座部162に接触する(図6C参照)。この場合であっても、第1ダイヤフラム部167は、第1接続用貫通孔165、流量減少用貫通孔164および連通溝163を閉塞しないため、取水部150から取り入れられた灌漑用液体は、連通溝163を通って、流路構成部121の外部に吐出される。このように、流量減少部160は、チューブ110内の灌漑用液体の圧力が第2圧力以上である場合、第1ダイヤフラム部167が第1弁座部162に接触することにより、第1流路を流れる灌漑用液体の液量の増大を抑制する。
このように、流量減少部160および流路開閉部170は、チューブ110内の灌漑用液体の圧力に応じて、それぞれを流れる液量が相互に補完されるように機能するため、本実施の形態に係る点滴灌漑用チューブは、灌漑用液体の圧力が低圧および高圧のいずれの場合であっても、一定量の灌漑用液体をチューブ110外に吐出できる。
また、チューブ110内に灌漑用液体が送液され始めると、エミッタ本体200の表面125および裏面124の少なくとも一方に対して灌漑用液体の圧力が掛かることにより、エミッタ本体200は保持部材210を支点として振動する。なお、エミッタ本体200が振動する方向は、特に限定されない。本実施の形態では、エミッタ本体200は、図2における上下方向に振動する。
このようにエミッタ本体200が保持部材210を支点として振動することにより、以下のような効果が得られる。灌漑用液体中に砂粒や沈殿物などの異物が存在した場合に、エミッタ200の振動のため、異物がエミッタ200に入り込みにくい。また、灌漑用液体中の異物が取水側スクリーン部151を超えてエミッタ本体200内に侵入してきた場合でも、エミッタ本体200の振動によって、侵入した異物はエミッタ本体200内に留まることなくエミッタ本体200の外部(チューブ110外など)に好適に排出される。エミッタ本体200の振動は灌漑用液体が流れている間中継続するため、エミッタ本体200の流路内に異物が堆積する事態(詰まり)を好適に抑制および解消することができる。
なお、保持部材210はエミッタ本体200を振動可能に保持するため3つの特徴を有することが好ましいと説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、保持部材210は上記説明した3つの特徴すべてを必ずしも備える必要はない。
(効果)
以上のように、本実施の形態に係るエミッタ120は、エミッタ本体200と、エミッタ本体200を振動可能に保持する保持部材210と、を有する。ここで、保持部材210は、エミッタ本体200の長手方向に沿う断面において、保持部材210の下面212、すなわちチューブ110に接合される面に対してエミッタ本体200が傾斜するようにエミッタ本体200を保持する。これにより、エミッタ本体200の表面125および裏面124の少なくとも一方には灌漑用液体の圧力が好適に掛かるため、エミッタ本体200が好適に振動する。
また、保持部材210は、エミッタ本体200がチューブ110の内壁面に接触しないようにエミッタ本体200を保持する。これにより、エミッタ本体200がチューブ110の内壁面に接触することで、エミッタ本体200に対して灌漑用液体の流れによる圧力が掛かっても振動しにくい状態になることを回避することができる。
また、保持部材210は、可撓性を有する材料で形成される。これにより、エミッタ本体200は、保持部材210を支点として好適に振動する。
このように、本実施の形態に係るエミッタ120において、灌漑用液体が送液されると、エミッタ本体200は保持部材210を支点として振動するため、灌漑用液体中の異物がエミッタ本体200内に入り込みにくい。さらに、エミッタ本体200内に異物が侵入したとしても、この振動により異物はエミッタ本体200の外部に排出される。このため、エミッタ本体200の流路内に異物が堆積する事態(詰まり)を好適に抑制および解消することができる。
(変形例1)
上記実施の形態1において説明した保持部材210は一例であり、本発明に係るエミッタはこの態様に限定されない。例えば図7に示すように、エミッタ本体200は、より簡素な構成の保持部材210Aによって保持されてもよい。(変形例1)。
図7は、本発明の変形例1に係る保持部材210Aを説明するための図である。保持部材210Aは、上記実施の形態1と同様に、エミッタ本体200の長手方向に沿う断面において、保持部材210Aのチューブ110に接合される面(下面)に対してエミッタ本体200が傾斜するように、かつエミッタ本体200がチューブ110の内壁面に接触しないように、エミッタ本体200を保持する。
本変形例1において、保持部材210Aは、円筒形状(管状)に形成され、円筒の内部に連通孔213Aを有する。連通孔213Aの一端はエミッタ本体200(流路構成部121)の吐出部180に接続され、他端はチューブ110のチューブ吐出口112に接続されることで、エミッタ吐出口192とチューブ吐出口112とが連通する。これにより、エミッタ吐出口192から吐出された灌漑用液体は、連通孔213Aを通ってチューブ吐出口112からチューブ110の外部に吐出される。
保持部材210Aは、上記実施の形態と同様に、可撓性を有する材料で形成される。保持部材210Aは、可撓性を有する材料で形成されていれば、エミッタ本体200(流路構成部121およびフィルム122)と同じ材料で一体的に形成されていてもよいし、異なる材料で別体に形成されていてもよい。保持部材210Aとエミッタ本体200とが別体に形成される場合の、エミッタ本体200と保持部材210Aとの接合方法は、特に限定されない。また、保持部材210Aとチューブ110との接合方法についても、特に限定されない。保持部材210Aとエミッタ本体200との接合方法、および保持部材210Aとチューブ110との接合方法の例には、保持部材210Aを構成する樹脂材料の溶着や、接着剤による接着などが含まれる。
保持部材210Aがエミッタ本体200と同じ材料で一体的に形成される場合、保持部材210Aの形成と同時に連通孔213Aが形成されてもよいし、まず円柱形状に形成され、円柱の両端部がエミッタ本体200およびチューブ110に接合された後、連通孔213Aが開口されることで保持部材210Aが構成されてもよい。すなわち、流路構成部121のエミッタ吐出口192に対応する位置に設けられた円柱形状の部材がチューブ110に接合された後、エミッタ吐出口192とチューブ吐出口112とを接続するように円柱の中心軸に沿って連通孔213Aを開口することにより、円筒形状の保持部材210Aが形成されるようにしてもよい。
あるいは、保持部材210Aは、チューブ110の作製時にチューブ吐出口112に対応する位置に予め設けられ、別体に作製されたエミッタ本体200が保持部材210Aに接合されるようにしてもよい。
変形例1では、図7に示すように、保持部材210Aは円筒形状に形成されているので、上記実施の形態の保持部材210Aと比較して、保持部材210Aがエミッタ本体200を保持するための接合面積が実施の形態1と比較して小さくなっている。このため、変形例1では、エミッタ本体200が上記実施の形態1と比較して振動しやすくなり、エミッタ本体200内への異物の侵入を好適に防止するとともに、侵入した異物を効率よくエミッタ本体200の外部へ排出することができる。
(変形例2)
灌漑用液体の圧力によるエミッタ本体200の振動をより強化するため、本発明に係るエミッタは、図8に示すように、エミッタ本体200にウイング部220を設けるような態様を採用してもよい(変形例2)。変形例2において、ウイング部220以外の構成は上記変形例1と同様である。
ウイング部220は、灌漑用液体の流れを受け止めて圧力を受けるための部材であり、例えばエミッタ本体200の底壁面部190からエミッタ本体200の長手方向とは異なる方向に突出するように設けられる。ウイング部220の突出する方向については、特に限定されない。また、図8ではウイング部220はエミッタ本体200(流路構成部121)の裏面124側から突出するように設けられているが、本発明はこれに限定されない。さらに、ウイング部220の長さ(エミッタ本体200から突出する距離)および幅(エミッタ本体200の短手方向に平行なウイング部220の幅)は、特に限定されない。ウイング部220の長さについては、エミッタ本体200が振動してもウイング部220の先端がチューブ110の内壁面に接触しないような長さであることが好ましい。また、ウイング部220の幅については、エミッタ本体200の短手方向の幅以下であって、灌漑用液体を十分に受け止めてその圧力を十分に受けることができるだけの幅であることが好ましい。
図8において、図の右側から左側へ灌漑用液体が流れる場合におけるエミッタ本体200の動作について説明する。以下の説明において、ウイング部220における、灌漑用液体の上流側に近い面を第1面221、下流側に近い面を第2面222と称する。
図8において灌漑用液体が右側から流れる場合、エミッタ本体200に掛かる灌漑用液体の圧力は、エミッタ本体200の表面125側よりも裏面124側に多く掛かる。すなわち、灌漑用液体により、エミッタ本体200の全体には図8における上方向の力が掛かることになる。一方、ウイング部220に掛かる灌漑用液体の圧力は、第2面222側よりも第1面221側に多く掛かる。すなわち、灌漑用液体により、ウイング部220の全体には図8における下方向の力が掛かることになる。
このように、変形例2においては、エミッタ本体200に上方向の力および下方向の力の2つの方向の力が掛かるため、エミッタ本体200全体としては保持部材210Aを支点として上記変形例1より振動しやすくなる。
なお、上記説明において、灌漑用液体が図8の右側から左側へ流れる場合について説明したが、灌漑用液体の流れる方向が反対である場合も得られる効果は同様である。