JP2005040058A - 薬液注入機 - Google Patents

Abstract

【課題】 シンプルな構造で作業負担の少ない注入機を提供する。
【解決手段】 薬液タンク１２と吸入チューブ１３を介して接続されたポンプ１５と、ポンプ１５を動作させる電源１８と、ポンプ１５と吐出チューブ１７を介して接続され上端側を把持部１９とする薬液供給管２０と、薬液供給管２０の下端に設けられ吐出口２４を有するノズル２１と、ノズル２１近傍に取り付けられた押圧されるとオンするセンサ（リミットスイッチ）２２と、センサ２２が検知状態となることによりポンプ１５を動作させて吐出口２４より薬液を吐出させる制御回路３２とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薬液注入機に関し、詳しくは、土壌表面に被覆されたマルチフィルムの上から土壌内へ農薬や薬液肥料等の薬液を注入するものに関する。

土壌表面にマルチフィルムを被覆して作物の栽培を行っている場合には、単に薬液を散布しただけでは、土壌がマルチフィルムで覆われているために薬液を土壌内に浸透させることができない。そこで、マルチフィルムを通過して薬液を土壌に注入するための装置が種々提供されている。
例えば、特開平９−１４９７２０号公報に開示されたマルチフィルム栽培の注液装置は、図１０に示すように、土壌面Ｄに敷設されたマルチフィルムＦに沿って移動しながらマルチフィルムＦを土壌面Ｄへ押圧して密着させるフィルム押え体１と、該フィルム押え体１による押え位置近傍のマルチフィルムＦ上面から薬液を噴射するノズル２とを備え、ノズル２からの高圧噴射により薬液がマルチフィルムＦを突き抜けて土壌面Ｄへ注液させる構成としている。

また、図１１に示す薬液注入機は、薬液タンクＴ内の薬液Ｙを吸入するチューブ４と、チューブ４と薬液流路７との間においてバルブバネＳ１により閉状態に付勢された球バルブＶ１と、薬液流路７に連通したシリンダ５と、シリンダ５内を摺動しバネＳ３により下方に付勢されたピストン６と、ピストン６を昇降させるレバー３と、下端のノズル８ａに吐出孔８ｂを穿設した薬液供給管８と、薬液流路７と薬液供給管８との間においてバルブバネＳ２により閉状態に付勢された球バルブＶ２と、薬液供給管８のノズル８ａの上側に固定された止め板９とを備えている。

上記薬液注入機では、土壌を被覆するマルチフィルムの上からノズル８ａを突き刺して止め板９がマルチフィルムに当接した状態で、作業者がレバー３を引き上げることにより、ピストン６が上昇してシリンダ５内の薬液Ｙが薬液流路７に流出し、その流出圧によりで球バルブＶ２を開状態にして吐出孔８ｂより薬液Ｙが土壌内に注入される。そして、レバー３を下げてピストン６を降下させると、その負圧により球バルブＶ１が開状態となると共に球バルブＶ２が閉状態となり、薬液タンクＴ内の薬液Ｙがチューブ４を介して吸入されてシリンダ５内に補給される。

しかしながら、図１０に示す注液装置では、装置が非常に大掛かりとなりコスト高となると共に、持ち運びが容易でない問題がある。また、薬液を注入する位置を任意に選択したい場合にはノズルの位置を付け替えなければならず作業性が悪くなる。さらには、マルチフィルムを突き破るために高圧噴射を行う必要があるため、薬液を必要以上に大量に注入しなければならず、少量の薬液を注入することが困難となる問題もある。

図１１に示す薬液注入機よれば上記問題点は解消されるものの、１回の注入毎に作業者がレバー３の操作を行う必要があり、例えば、１０ａ（アール）当たりで約２０００回のレバー３操作が必要となる。通常の作業では、１日当たり７０ａ〜１００ａの範囲の作業を行うため、このレバー操作を伴う薬液Ｙの注入作業は、作業者にとって非常に大きな負担となっている問題がある。
特開平９−１４９７２０号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、シンプルな構造で作業負担の少ない注入機を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、マルチフィルムで被覆された土壌内に薬液を注入する薬液注入機であって、
薬液供給チューブに接続された薬液供給管の先端に先細形状のノズルを取り付けると共に、押圧されるとオンするセンサを該ノズル近傍に取り付け、 該センサのオン時に上記薬液供給チューブに介設したポンプを駆動させ、
上記ノズルがマルチフィルムを通して土壌に差し込まれた際に上記センサがマルチフィルムを介して土壌に押し当てられてオンされる構成としていることを特徴とする薬液注入機を提供している。

上記構成とすると、作業者は上記ノズルの土壌への抜き差しを繰り返すだけで、マルチフィルムで覆われた土壌に簡単に薬液を注入することができ、レバー操作等の特別な操作を不要とすることができる。特に、広い圃場における注入作業では、作業者に掛かる負担を飛躍的に軽減することが可能となる。

上記薬液供給チューブはポンプ内部を通して薬液タンクに接続され、該ポンプは回転駆動されるリングで薬液供給チューブを圧迫して薬液を吐出するリングポンプあるいは回転駆動されるローラで薬液供給チューブをしごいて薬液を吐出するローラポンプからなる。

上記ポンプとしてリングポンプあるいはローラポンプを用いると、シンプルな構造でありながら、回転量を決めるだけで薬液供給チューブ内の薬液の移送量を決定することができ、定量的な薬液の吸出しを簡単に行うことができる。また、リングポンプの場合には、リングを薬液供給チューブに順次圧迫しているだけで、薬液供給チューブをしごく必要がないので、薬液供給チューブを傷めず長寿命とすることができる。
また、上記リングポンプ及びローラポンプは、従来のダイヤフラム式に比べて軽量で作業者への負担を軽減すると共に、本発明の薬液注入のように１ｃｃ程の少量供給に最適であり、かつ、メンテナンス時にはチューブを取り外して掃除するだけで簡単に保守作業を行えるメリットもある。

上記ノズルの吐出口の上方に止め板が固定されていると共に、該止め板に上記センサであるリミットスイッチが備えられ、
上記リミットスイッチは本体部より検出レバーが突出しており、該検出レバーは上記止め板の開口を通して下方に突出させた状態で設置され、
上記先細形状のノズルが上記マルチフィルムを貫通し、上記止め板が土壌表面のマルチフィルムに当接することにより、上記検出レバーが上方に押し上げられて検出状態となり上記ノズルの吐出口より薬液が吐出される構成としている。

上記構成とすると、上記薬液供給管に接続されたノズルをマルチフィルムの上から土壌に差し込むと、上記止め板がマルチフィルム表面に当接するので、作業者は特別に意識せずともノズルの土壌への挿入深さが一定とされ、土壌内での薬液の吐出位置を一定に保つことができる。また、マルチフィルムで覆われた土壌表面が止め板に当接するのを利用して、上記センサであるリミットスイッチの検出レバーにもマルチフィルムで覆われた土壌表面を当接させてＯＮ／ＯＦＦ切替しているので、シンプルな構造でポンプの自動制御を行うことができる。

上記センサが検出状態となると予め設定された時間だけ上記ポンプが作動され、上記吐出口より一定量の薬液が吐出される構成としている。

上記構成とすると、作業者が上記ノズルをマルチフィルムの上から土壌に差し込んだままにした場合であっても、予め設定された一定時間でポンプを停止させて過剰に薬液を吐出してしまうことがなく、確実に一定量の薬液を吐出することが可能となる。

また、上記吐出口から確かに薬液が吐出されたことを作業者に知らせる報知手段を設けていると、作業者に薬液吐出が正常に行われているという安心感を与えることができ好適である。
具体的には、上記ポンプが電動式の場合には、上記センサが検出状態となりポンプが作動した電気信号をトリガーとして、発光ダイオード等の表示手段に表示させたり、あるいは／および、発音手段に「ピッ」という発信音等を生じさせるようにするとよい。また、ポンプが電動式でない場合等は、薬液の流路に薬液が流動したこと検知する検出手段を設け、該検出手段から上記表示手段あるいは／および発音手段に検出信号を送信するようにしてもよい。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、作業者は上記ノズルをマルチフィルムの上から土壌に差し込むだけで、土壌内に薬液を自動的に注入されるので、レバー操作等の特別な操作を不要とでき、作業負担を大幅に軽減することができる。

本発明の第１実施形態を図面を参照して説明する。
図１はマルチフィルム栽培用の薬液注入機１０を示し、本体１４に設けられたリングポンプ（ポンプ）１５と薬液Ｙが貯留された薬液タンク１２とを吸入チューブ１３を介して接続していると共に、下端にノズル２１が設けられた薬液供給管２０とリングポンプ１５とを吐出チューブ１７を介して接続している。
また、薬液供給管２０の下端側に設けられたリミットスイッチ（センサ）２２を電線Ｗ１で本体１４に接続していると共に、電源１８が電線Ｗ２を介して本体１４に接続されている。

薬液供給管２０は、水平部２０ａと垂直部２０ｂを有するＬ字状で管内部に薬液流路３４および電線挿通空間（図示せず）を備え、水平部２０ａに設けられた把持部１９の端部１９ａに吐出チューブ１７および電線Ｗ１の一端を接続し、吐出チューブ１７と薬液流路３４と連通させている。図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、薬液供給管２０の下端には内部の薬液流路３４と連通した吐出口２４を側面に穿設した先細形状のノズル２１を備えており、吐出口２４の上方には底面部２３ａと側面部２３ｂを有する止め板２３が固定されている。

止め板２３の側面部２３ｂにはリミットスイッチ２２が固定されており、薬液供給管２０の電線孔２０ｃより導出した電線Ｗ１をリミットスイッチ２２に接続している。リミットスイッチ２２は、図２および図３に示すように、側面部２３ｂに固定された本体部２６の下端面の一側より先端円弧状とした検出レバー２５を突出させ、止め板２３の底面部２３ａの開口２３ｃを通して下方に露出させている。また、本体部２６の下端面の他側にはスイッチ部２７を突出させている。

本体１４は、側面にリングポンプ１５を設けていると共に後述する制御回路３２とモータ３３と発音手段（報知手段）３７を内蔵している。リングポンプ１５は、図４に示すように、弾性を有するチューブ２８の一部を略円弧状に保持する凹状支持部３５と、チューブ２８の円弧状の内周面に当接するリング２９と、リング２９の内周面に当接しながら偏芯回転するカムロータ３０とを備え、カムロータ３０の回転軸３１にはモータ３３が連結されている。そして、チューブ２８の一端２８ａを吸入チューブ１３に接続していると共に、他端２８ｂを吐出チューブ１７に接続している。

図６のブロック図に示すように、本体１４の内部ではリングポンプ１５の回転軸３１に接続されたモータ３３に制御回路３２が接続されており、リミットスイッチ２２からの検出信号が電線Ｗ１を介して制御回路に送信されることで、予め設定された時間だけモータ３３を作動させる設定とし、薬液供給管２０の下端のノズル２１の吐出口２４より一定量の薬液Ｙが吐出されるようにしている。また、発音手段３７はモータ３３に接続されており、モータ３３を回転させる電流が流れたことを知らせる検知信号が発音手段３７に送信されるようにしている。発音手段３７はこの検知信号によりリングポンプ１５が作動したことを検出して「ピッ」という発信音を出し、作業者に薬液Ｙの吐出作業が確実に行われていることを報知する。

次に、リミッスイッチ２２の動作原理について説明する。
図３（Ｂ）に示すように、止め板２３の底面部２３ａがマルチフィルムＦで被覆された土壌Ｄ表面に当接することにより、止め板２３の開口２３ｃより突出した検出レバー２５が上方に押し上げられる。すると、検出レバー２５の上面が本体部２６の下端面より突出したスイッチ２７を押圧し、電線Ｗ１を介して制御回路３２に検出信号が送信される。

次に、リングポンプ１５の動作原理について説明する。
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、回転軸３１が回転してカムロータ３０が偏芯回転すると、カムロータ３０の先端がリング２９の内周面に摺接してリング２９も偏芯回転させられる。このリング２９の回転によりチューブ２８の内周面を周方向に順次圧迫することでチューブ２８内の薬液Ｙを他端２８に接続される吐出チューブ１７へと移送している。本構造によると、チューブ２８がリング２９により常に閉塞されるため優れた逆止作用がある。また、リング２９はチューブ２８に対して摺接するのではなく順次押圧しているだけであるので、所謂しごきが無く、チューブ２８の長寿命化を図ることができる。

次に、薬液注入機１０の使用手順について説明する。
図７に示すように、本体１４と薬液タンク１２を収容したショルダーバック３６を作業者Ｈが肩に掛けた状態で薬液供給管２０の把持部１９を手に持ち、マルチフィルムＦで覆われた土壌Ｄの上から薬液供給管２０の下端のノズル２１を任意の位置に差し込んでいく。すると、図３（Ｂ）に示すように、止め板２３の底面部２３ａがマルチフィルムＦ表面に当接して停止すると共に、リミットスイッチ２２の検出レバー２５が上方に押し上げられる。

この検出レバー２５の押し上げによりスイッチ部２７が押圧されて、リミットスイッチ２２の本体部２６から電線Ｗ１を介して本体１４内の制御回路３２に検出信号が送信される。これを受けた制御回路３２は、予め設定した時間だけモータ３３を作動させることにより、図４に示す回転軸３１を回転させてチューブ２８内に滞留した薬液Ｙを吐出チューブ１７側に移送させ、止め板２３より下側にある吐出口２４から所定量の薬液Ｙが土壌Ｄ内に吐出される。つまり、作業者Ｈは薬液供給管２０のノズル２１をマルチフィルムＦの上から土壌Ｄに差し込むだけで、レバー操作等の特別な操作を行うことなく、土壌Ｄ内に薬液Ｙを自動的に注入することでき、注入作業が非常に楽になる。
なお、上記センサはリミットスイッチ２２に限定されるものではなく、ノズル２１が土壌に差し込まれたことを検知するセンサであればよく、例えば光学的障害物検知センサなどでも構わない。

図８は第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、リングポンプ１５の代わりにローラーポンプ４０を用いている点である。
ローラーポンプ４０は、モータ３３と連結された回転軸３１に三又状のアーム４１を取り付け、該アーム４１の先端にローラ軸４２でローラ４３が回転自在に取り付けられている。このローラ４３を円弧状に形成したチューブ２８’の内周面に押圧させた状態で配置していると共に、チューブ２８’の一端２８ａ’を吸入チューブ１３に接続し、他端２８ｂ’を吐出チューブ２８ｂ’に接続している。
上記ローラーポンプ４０は、回転軸３１が回転することでローラ４３がチューブ２８’の内周面をしごくように移動し、チューブ２８’内の薬液を移送させることができる。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図９は第３実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、薬液供給管２０’の上端側の持手部２０ａ’の形状を変更している点である。
即ち、本実施形態の薬液注入機１１’は、薬液供給管２０’の上端側をフック形状とすることで、作業者が把持する部位である持手部２０ａが薬液供給管２０’の垂直部２０ｂ’の直上に配置されている。これにより、第１実施形態のように薬液供給管２０をＬ字形状とした場合に比べ、持手部２０ａ’を持った作業者の手に薬液供給管２０’の重量によるモーメントが負荷されにくくなり、作業負担を更に軽減することが可能となる。
なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

本発明の第１実施形態に係る薬液注入機の斜視図である。 （Ａ）は薬液供給管およびノズルの要部斜視図、（Ｂ）は要部側面図、（Ｃ）は要部断面図である。 （Ａ）はリミットスイッチを示す図面、（Ｂ）は検出状態を示す図面である。 リングポンプを示す一部断面斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）はリングポンプの動作原理を説明する図面である。 薬液注入機を示すブロック図である。 使用例を示す図面である。 第２実施形態のローラポンプを示す図面である。 第３実施形態の薬液注入機の斜視図である。 従来例の注液装置の平面図および側面図である。 従来例の薬液注入機の断面図である。

符号の説明

１１ 薬液注入機
１２ 薬液タンク
１３ 吸入チューブ（薬液供給チューブ）
１４ 本体
１５ リングポンプ（ポンプ）
１６ 透明カバー
１７ 吐出チューブ（薬液供給チューブ）
１８ 電源
１９ 把持部
２０ 薬液供給管
２１ ノズル
２２ リミットスイッチ（センサ）
２３ 止め板
２４ 吐出口
２５ 検出レバー
２６ 本体部
２７ スイッチ部
２８ チューブ（薬液供給チューブ）
２９ リング
３０ カムロータ
３１ 回転軸
３２ 制御回路
３３ モータ
３４ 薬液流路
３７ 発音手段（報知手段）
４０ ローラポンプ
４３ ローラ
Ｄ 土壌
Ｆ マルチフィルム
Ｙ 薬液

Claims (3)

1. マルチフィルムで被覆された土壌内に薬液を注入する薬液注入機であって、
   薬液供給チューブに接続された薬液供給管の先端に先細形状のノズルを取り付けると共に、押圧されるとオンするセンサを該ノズル近傍に取り付け、 該センサのオン時に上記薬液供給チューブに介設したポンプを駆動させ、
   上記ノズルがマルチフィルムを通して土壌に差し込まれた際に上記センサがマルチフィルムを介して土壌に押し当てられてオンされる構成としていることを特徴とする薬液注入機。
2. 上記薬液供給チューブはポンプ内部を通して薬液タンクに接続され、該ポンプは回転駆動されるリングで薬液供給チューブを圧迫して薬液を吐出するリングポンプあるいは回転駆動されるローラで薬液供給チューブをしごいて薬液を吐出するローラポンプからなる請求項１に記載の薬液注入機。
3. 上記ノズルの吐出口の上方に止め板が固定されていると共に、該止め板に上記センサであるリミットスイッチが備えられ、
   上記リミットスイッチは本体部より検出レバーが突出しており、該検出レバーは上記止め板の開口を通して下方に突出させた状態で設置され、
   上記先細形状のノズルが上記マルチフィルムを貫通し、上記止め板が土壌表面のマルチフィルムに当接することにより、上記検出レバーが上方に押し上げられて検出状態となり上記ノズルの吐出口より薬液が吐出される構成としている請求項１または請求項２に記載の薬液注入機。

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