JP2010110276A

JP2010110276A - 種子繰出装置

Info

Publication number: JP2010110276A
Application number: JP2008286598A
Authority: JP
Inventors: Kunji Shimotsubo; 訓次下坪
Original assignee: Toyama Prefecture
Current assignee: Toyama Prefecture
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: JP5526526B2

Abstract

【課題】点播に適した種子繰出装置を提供すること。
【解決手段】種子Ｓが収容される種子ホッパ４０と、種子ホッパ４０から種子Ｓを搬送して繰り出す搬送ベルト１１とを有する種子繰出装置１であって、種子ホッパ４０は収容された種子Ｓを排出するための種子排出部（切欠部４３）を有し、搬送ベルト１１は、搬送方向の前方が後方に比し高く傾斜して設けられ、一定間隔ごとに種子排出部（切欠部４３）に臨む凸部１３を有すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、種子打ち込み装置等に一定量の種子を供給するための種子繰出装置に関する。

わが国における水稲直播栽培技術（体系）は、湛水直播体系、折衷直播体系、乾田直播体系の３体系に大別される。各体系における播種作業は、湛水直播では主として代掻圃場（水田）に、折衷直播では耕起後に代掻をせずに湛水した圃場に、乾田直播では耕起または不耕起の圃場に、それぞれ行われる。乾田直播並びに折衷直播は、代掻を行わないため、漏水などの関係からその適用地帯は自ずと限定されるが、湛水直播の播種方式においては、適用に当たって限定要因が少ないと考えられている。

現在、湛水直播方式としては深さ１ｃｍ程度の代かき土壌中に播種される機械条播及び機械点播が倒伏などの問題も少なく主流となっている。また、機械条播と機械点播とでは、点播の水稲は桿が太く、穂が大きく耐倒伏性にも優れるため作柄安定という面で優れている。

この機械点播は、種子繰出装置によって供給される５〜６粒程度（以下「数粒」という）の種子を種子打ち込み装置を用いて加速させて代かき土壌水田中にほぼ所定深さに貫入播種するものが主流となっており、この場合、種子繰出装置が数粒の種子を間歇的に供給する性能が高いほど点播性が担保される。点播の間隔は一定であり、例えば２０ｃｍ程度であるため、供給速度が高いほど播種機の走行速度が速くなる。

従来の種子繰出装置には、所定間隔に複数の凹孔を設けたコンベアが種子ホッパから種子の供給を受けて回転し、搬送端から種子を繰り出すものがあった（例えば、特許文献１参照。）。以下、この技術を従来例１と呼ぶ。

また、他の種子繰出装置には、凹孔を複数設けたロールを回転させて種子ホッパから上記凹孔に収容された種子を繰り出すものがあった（例えば、特許文献２参照。）。以下、この技術を従来例２と呼ぶ。

従来例１及び従来例２は共に凹孔に擦り切りで収容したとき規定量の粒数（４乃至６粒程度）となるため、コンベア又はロールと確実に接触するようにブラシが設けられており、これによって凹孔からはみ出した種子を排除している。

特開平７−２８９０２８号公報（［００１１］，［００１２］、図２）特開平９−１５４３５２号公報（［００１７］、図４）

上記の従来例１及び従来例２はいずれも凹孔に種子を収容する構成であるため、高速運転してしまうと種子が規定量通り凹孔に入らないことがあり、高速運転には不向きである。従来例１及び従来例２では１秒間に４回程度の繰り出し回数が限界であり、播種機の走行速度は秒速８０ｃｍ程度であった。また、直播においては低酸素条件下での発芽を安定させるために、種子表面に酸素発生剤（いわゆるカルパー粉粒剤（過酸化カルシウム１６％、焼石膏等の鉱物質８４％））による被覆（カルパーコーティング）を行うが、ブラシとコンベア又はロール間の摩擦によって運転中に被覆が剥離し易かった。また、この剥離した酸素発生剤が徐々に凹孔に堆積するため、長時間運転を行うと規定量の種子が収容されなくなる虞があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決し点播に適した種子繰出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による種子繰出装置は、種子が収容される種子ホッパと、該種子ホッパから種子を搬送して繰り出す搬送ベルトとを有する種子繰出装置であって、前記種子ホッパは収容された種子を排出するための種子排出部を有し、前記搬送ベルトは、搬送方向の前方が後方に比し高く傾斜して設けられ、一定間隔ごとに前記種子排出部に臨む凸部を有することを特徴とする。
また、前記搬送ベルトには、前記凸部間において、搬送方向の前方側に位置する前記凸部と密着し、搬送方向の後方側に位置する前記凸部と所定の間隙を有し、前記凸部より低い高さである補助凸部が設けられることを特徴とする。
また、前記搬送ベルトは無端状に形成された弾性体からなり、ローラ間に掛架されていることを特徴とすることを特徴とする。

搬送ベルトに一定間隔で設けられた凸部は種子ホッパに設けられた種子排出部（例えば切欠部によって設ける）に臨んで設けられるため、搬送ベルトが駆動すると凸部が種子を掻き上げながら種子排出部に沿って移動する。このとき、搬送ベルトの前方が高くなるように傾斜しているため、凸部によって種子が支えられるようにして保持される。また、補助凸部を設けた場合、補助凸部上には凸部がないため種子が支えられず流下しやすくなっており、ちょうど凸部と補助凸部との間隙に種子が保持されやすくなる。さらに、搬送ベルトがウレタンゴム等の弾性体からなっており、ローラによって定期的に歪められるため、搬送ベルトが局所的に伸縮し凸部及び補助凸部の付け根部分が変形を繰り返す。これによって付け根部分に酸素発生材等が堆積し難くなる。

請求項１に記載の発明によれば、凸部が設けられた搬送ベルトを傾斜させて用いることで、該凸部によって種子を掻き上げるようにして搬送するので高速運転を行っても確実に種子を搬送することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、凸部間に補助凸部を設けることによって該補助凸部上には種子が収容され難くなり種子が間隙部分に集中するため、より点播性が高まる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、搬送ベルトが弾性体からなるため、ローラ部分において搬送ベルトに歪みが生じる。これにより凸部及び補助凸部の付け根部分に酸素発生剤等が堆積し難くなる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。便宜上、同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。本実施の形態に係る種子繰出装置１は、後述の播種機６０と連結されたうえで播種作業車に装着する。例えば、トラクタに装着した場合は、代かきした水田の表層を撹拌しながら同時に播種するもので、撹拌された田面に水稲種子をほぼ所定深さに貫入させて能率及び精度のよい播種作業が行われる。

種子繰出装置１は、種子Ｓを矢印方向に搬送する搬送ベルト１１及び該搬送ベルト１１の駆動部材からなる種子繰出部１０と、搬送される種子Ｓが収容される種子ホッパ４０とからなる。図１及び図２に示す通り、種子繰出部１０は無端状に形成されたタイミングベルト（歯付きベルト）からなる搬送ベルト１１が駆動輪であるタイミングプーリ２１（歯車）、従動輪である後輪２３及び撓み防止のためのガイド（ガイド歯車２５、ガイドローラ２７）によって支持され、タイミングプーリ２１、後輪２３及び上記ガイドの回転軸２１ａ，２３ａ，２５ａ及び２７ａは支持部材３１によって軸支される。

搬送ベルト１１は背ゴムと歯ゴムとを一体成形してなり、背ゴムの幅方向の中央部には板状に成形された凸部１３が周面方向に所定の間隔で設けられる。各凸部１３間には補助凸部１５が凸部１３より低い高さで設けられ、該補助凸部１５は搬送方向側の凸部１３に密接し搬送方向と逆側の凸部１３に対して所定の間隙を作るように設けられる。なお、凸部及び補助凸部の搬送ベルトに対する固定は溶着または接着等によるものでの良いし、凸部及び補助凸部を搬送ベルトと一体成形しても良い。実施例では搬送ベルト１１の幅Ｗ１は約３０ｍｍ程度であり、凸部１３は幅Ｗ２が約２０ｍｍ程度、高さＨ１が約５ｍｍ程度、長さＬ１が約２ｍｍ程度であり、補助凸部１５は幅が凸部１３と同じ２０ｍｍ程度、高さＨ２が約２ｍｍ程度、長さＬ２が約２６ｍｍ程度である。補助凸部１５と搬送方向に対して逆側の凸部１３との間隙Ｖは約７ｍｍ程度設けられるため、凸部１３は約３５ｍｍ間隔で設けられる。実施例では凸部１３が２０個設けられる構成であり、搬送ベルト１１の全長は約７００ｍｍとなる。

搬送ベルト１１は前端側に設けられたタイミングプーリ２１と後端側に設けられた後輪２３との間に適切な取付張力で掛架される。さらに後輪２３とタイミングプーリ２１との間には後輪２３側から順番にガイド歯車２５、ガイドローラ２７が設けられ搬送ベルト１１の撓みを防止する。なお、タイミングプーリ２１及びガイド歯車２５のピッチは搬送ベルト１１の歯ゴムのピッチに対応する。

タイミングプーリ２１、ガイドローラ２７、ガイド歯車２５及び後輪２３の各回転軸は支持部材３１によって回転自在に支持される。タイミングプーリ２１の回転軸２１ａはモータ（図示省略）からの動力によって回転し、この回転によって搬送ベルト１１が駆動する。実施例ではタイミングプーリ２１の直径は約２０ｍｍ程度であり、後輪２３の直径は約６５ｍｍ程度である。なお、後輪２３は搬送ベルト１１に対して両端及び中央のみで接触するように中央から左右に２条の溝が設けられ、３個のローラが同軸上に並設されたように形成される。これにより搬送ベルト１１と後輪２３との間に種子Ｓが入り込んでも溝から落下することになる。

図３に示す通り、種子ホッパ４０は、種子の排出を行う切欠部４３が上端縁から底部にかけて設けられる種子収容部４１と切欠部４３の両縁に設けられ搬送ベルト１１と接触する接触部４５とからなり、種子ホッパ４０上部には接触部４５に向かってブラシ４９を取り付けるためのブラシ取付部４７が設けられる。接触部４５は例えばプラスティック板のような成型が容易な板部材にゴム板を接合したもので、切欠部４３の上端縁までは直線状であり、それ以降は下側に所定の回転半径で屈曲する曲線部４５ａとなる。実施例ではプラスティック板とゴム板の厚さはそれぞれ約３ｍｍ程度と約１ｍｍ程度であり、左右の接触部４５の距離Ｄは凸部１３及び補助凸部１５より若干大となる約２１ｍｍ程度である。上記回転半径はタイミングプーリ２１の外径に背ゴムの厚みを加えた径であり約２５ｍｍ程度である。

種子繰出部１０及び種子ホッパ４０にそれぞれ設けられた取付具（図示省略）によって種子繰出装置１を組み立てると、種子ホッパ４０の接触部４５が種子繰出部１０の搬送ベルト１１に接触するように曲線部４５ａが搬送ベルト１１の前端に掛けられた状態となり、切欠部４３から搬送ベルト１１の中央部（凸部１３、補助凸部１５及び間隙Ｗ）が臨む。このときガイド歯車２５及びガイドローラ２７によって搬送ベルト１１が弛まないように支持されていることにより、凸部１３、補助凸部１５及び間隙Ｗが切欠部４３を埋めるため、種子ホッパ４０に収容された種子Ｓが切欠部４３からこぼれ落ちることはない。本実施例では種子繰出部１０の搬送ベルト１１上面が約４９°の角度になるよう取付角度を調整しているが、この取付角度は一回に繰り出したい種子数等によって適宜変更可能であり、籾を数粒繰り出す場合には４５°〜５５°程度が好ましい。種子繰出装置１の搬送ベルト１１前端部にはＬ字状の繰出管５１が設けられ、搬送ベルト１１によって掻き上げられた種子Ｓが繰出管５１から繰り出される。

図４は種子繰出装置１を播種機６０に連結した場合を示す側面の断面図である。播種機６０は所定幅を有する円形状のケーシング６３内に、モータ（図示省略）により回転する回転軸６２を介して、所定幅を有する円形の回転体６１を、所定方向に回転するように軸支している。回転体６１の外周部には、種子繰出装置１から繰出管５１及び供給管６５を介して供給された種子Ｓを収容する側面視鋸歯状をなす多数の収容溝６１ａを設けている。回転体６１は高速で回転しているため、収容溝６１ａに収容された種子Ｓは周方向に加速されて放出管６７から水田に放出される。なお、繰出管５１と供給管６５とは例えばゴムのような収縮性のある筒状部材５３によって連接される。

上記回転体６１の外周部に設けられる収容溝６１ａの側面視鋸歯状の個々の形状は、回転体６１の回転方向に対しそれぞれ鋭角をなす形状となっている。また、回転体６１の回転方向に対して、収容溝６１ａが下向きになって下降する部分、即ち、図４で回転軸６２の中心を通る垂線から左側部分の上部位置に供給管６５の下端部を開口させ、その下方位置に放出管６７を収容溝６１ａの幅に近似させて開口している。

ここで、本実施例における播種機６０の主要部分の寸法、諸元は、ケーシング６３の直径が１４０ｍｍ（内径１３０ｍｍ）、回転体６１の直径が１２４ｍｍ、回転体６１の外周とケーシング６３の内周との間隙が３ｍｍ、収容溝６１ａの幅が３０ｍｍ、角状のパイプからなる供給管６５は厚さが２０ｍｍ、幅が２５ｍｍ、同じく角状のパイプからなる放出管６７は厚さが２０ｍｍ、幅が２５ｍｍ、回転体６１における鋸歯状をなす収容溝６１ａの個数が１６個、鋸歯状をなす収容溝６１ａのピッチが２４ｍｍ、回転体６１の回転数が１５００〜１７００ｒｐｍ、回転体６１の材質は発泡性のゴムが好ましい。

種子ホッパ４０内にはカルパーコーティングされた種子Ｓ（籾）が所定量収容されている。種子繰出装置１を運転させると、搬送ベルト１１の凸部１３が、種子ホッパ４０の切欠部４３において凸部１３の搬送方向側の面により種子Ｓを掻き上げるようにして移動する。このとき、凸部１３と補助凸部１５と接触部４５とによって搬送ベルト１１の背ゴム上に一時的に形成される擬似的な凹状部１７に種子Ｓが収容される（図５参照）。補助凸部１５の高さが凸部１３の高さより低く形成されるため開口が大きくなるので搬送ベルト１１を高速で回転させても規定量の種子Ｓを収容することができる。なお、補助凸部１５を設けなくても凸部１３のみによって種子Ｓを掻き上げることができるが、補助凸部１５を設けることにより種子Ｓの周回方向に対する分散が小さくなり、凹状部１７に種子Ｓが集中して収容される。補助凸部１５を設けない場合は収容される種子Ｓの粒数が増加するため取付角度を大きくするなど調整が必要である。また、形成される凹状部１７は左右の接触部４５に対し凸部１３、補助凸部１５及び間隙Ｖが移動するので、凹状部１７の底部において、搬送方向に向かって左右の隅部に剥離したカルパー粉粒剤が堆積し難い。

凹状部１７に収容された数粒の種子Ｓ（以下、「種子群Ｇ」という）は搬送ベルト１１の移動に伴って種子繰出装置１の前端部まで搬送され一気に繰り出される（図６参照）。種子群Ｇは凹状部１７に集中して収容されているため、繰り出しの際に補助凸部１５の搬送方向と逆側の端部がストッパーとして機能し、種子Ｓの滑落を防ぐので、殆ど同時に全ての種子Ｓが繰り出されることになる。また、タイミングプーリ２１は直径が小であるため、直径が大であるプーリを使用するのに比し回転数が高くなければならない。これにより繰り出しの際の角速度が大となるので繰り出しの斉一性が高まる。さらに、搬送ベルト１１が回転する際の背ゴム部分の歪みが大きくなるため、凸部１３及び補助凸部１５の付け根部分に剥離したカルパー粉粒剤が堆積し難い。また、従来はブラシとコンベア又はロール間の摩擦によって運転中に被覆が剥離し易かったが、本実施例のブラシは搬送ベルト１１の凸部１３とのみ接するように設けられており、補助凸部１５には接しないため、種子Ｓが搬送ベルト１１とブラシとの間で擦られ難くなっている。

繰り出された種子Ｓは、供給管６５を介し回転体６１の収容溝６１ａに流下され、該回転体６１によって加速されて放出管６７から水田に放出される。種子Ｓの繰り出しは播種作業車が２０ｃｍ前進する毎に１回行われるよう同期させるのが好ましい。この場合、例えば毎秒８回の繰り出し回数であれば播種作業車が秒速１６０ｃｍで移動できることになる。これは、従来の約２倍程度の作業速度となる。

図７は繰り出し回数を変化させた場合における種子群Ｇの粒数を示したものである。横軸が１秒間あたりの繰り出し回数を表し、縦軸が１回に繰り出される粒数の平均値を表す。搬送ベルト１１の取付角度を４９°と一定にして試験した。繰り出し回数は、タイミングプーリ２１の回転数によって変化させた。本実施例では、タイミングプーリ２１の回転数が１２０ｒｐｍのとき搬送ベルトの搬送速度は１４ｃｍ／ｓであり繰り出し回数は４回／ｓとなる。同様に、回転数が１５０ｒｐｍのとき搬送ベルトの搬送速度は１７．５ｃｍ／ｓであり繰り出し回数は５回／ｓ、回転数が１８０ｒｐｍのとき搬送ベルトの搬送速度は２１ｃｍ／ｓであり繰り出し回数は６回／ｓ、回転数が２１０ｒｐｍのとき搬送ベルトの搬送速度は２４．５ｃｍ／ｓであり繰り出し回数は７回／ｓ、回転数が２４０ｒｐｍのとき搬送ベルトの搬送速度は２８ｃｍ／ｓであり繰り出し回数は８回／ｓ、回転数が２７０ｒｐｍのとき搬送ベルトの搬送速度は３１．５ｃｍ／ｓであり繰り出し回数は９回／ｓ、回転数が３６０ｒｐｍのとき搬送ベルトの搬送速度は３５ｃｍ／ｓであり繰り出し回数は１０回／ｓとなる。なお、数値はそれぞれの繰り出し回数で１００回の繰り出しを行ったものの平均値である。

従来例の繰り出し回数の２倍以上の繰り出し回数である８回以上の場合、粒数が５〜６粒となり籾の点播に最適のものとなった。繰り出し回数が４回及び５回の場合は粒数が７粒以上と多くなっているが、実際の水田での作業において繰り出し回数が５回以下となる低速運転を行うのは枕地旋回の場合であり、このような枕地では稲の生育が芳しくないため通常より粒数が多いことは好ましい。

図８は繰り出し回数を変化させた場合における種子群Ｇの間歇落下の割合を示したものである。横軸が１秒間あたりの繰り出し回数を表し、縦軸が間歇落下の割合を表す。間歇落下の割合は、全繰り出し回数における間歇落下に成功した回数の割合であり、先に繰り出された種子群と直後に繰り出された種子群との間にどちらにも属さない種子が繰り出された場合において、後に繰り出された種子群を間歇落下の失敗としてカウントした。繰り出し回数が４回〜１０回までは間歇落下の割合が９０％以上であり極めて高い確率で間歇落下を行うことができた。繰り出し回数が１１回以上では間歇落下の割合が低下しているが、これは凸部１３等によって種子Ｓが弾かれる確率が高くなるためである。

図９は補助凸部１５の有無による繰り出しの際の種子群Ｇの分散の程度を示したものである。横軸が１秒間あたりの繰り出し回数を表し、縦軸が繰り出された直後における種子群Ｇの最上部から最下部までの距離（ｍｍ）である。なお、数値はそれぞれの繰り出し回数で１００回の繰り出しを行ったものの平均値である。いずれの繰り出し回数においても補助凸部１５を設けたほうが分散が小であり、より点播に適していることが分かる。繰り出し回数が４回の場合に比し、６回以上では分散の程度が小であり略一定となっている。これは、繰り出し回数が６回以上になると１回に繰り出される粒数が安定するためであり、特に補助凸部１５を設けたものについては凹状部１７に集中して収容されるため分散の程度が極めて小となる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、各構成のサイズは適宜変更可能であり種子の種類や繰出粒数によっても変更されるものである。実施例においてはカルパーコーティングされた籾を５〜６粒繰り出すのに適したサイズを示したものである。

また、搬送ベルトに設けられた凸部の形状について単純な板状の例を示したが、これに限られない。凸部は種子ホッパに収容された種子から所定粒数の種子を掻き上げる搬送できればよく、例えば搬送方向に向かって凹状であっても良い。

また、１台の種子繰出装置につき１台の播種機を連動させる構成を示したが、複数の種子繰出装置及び播種機を連動させても良い。例えば、４台の種子繰出装置を連動させた場合において、本発明ではタイミングベルトとタイミングプーリとによって４台の繰り出しのタイミングを同期させることができる。

種子繰出装置における種子繰出部の構成を模式的に示す斜視図である。図１の側部断面図である。種子繰出装置における種子ホッパの構成を示す斜視図である。種子繰出装置と播種機とを組み合わせたときの側部断面図である。図４のＡ部拡大図である。図４のＢ部拡大図である。種子繰出装置の試験結果を示すグラフである。種子繰出装置の試験結果を示すグラフである。種子繰出装置の試験結果を示すグラフである。

符号の説明

１…種子繰出装置、１０…種子繰出部、１１…搬送ベルト、１３…凸部、１５…補助凸部、２１…タイミングプーリ、２１ａ…回転軸、２３…後輪、２３ａ…回転軸、２５…ガイド歯車、２５ａ…回転軸、２７…ガイドローラ、２７ａ…回転軸、３１…支持部材、４０…種子ホッパ、４１…種子収容部、４３…切欠部、４５…接触部、４５ａ…曲線部、４７…ブラシ取付部、４９…、５１…繰出管、５３…筒状部材、６０…播種機、６１…回転体、６２…回転軸、６３…ケーシング、６５…供給管、６７…放出管、Ｇ…種子群、Ｓ…種子

Claims

種子が収容される種子ホッパと、該種子ホッパから種子を搬送して繰り出す搬送ベルトとを有する種子繰出装置であって、
前記種子ホッパは収容された種子を排出するための種子排出部を有し、
前記搬送ベルトは、搬送方向の前方が後方に比し高く傾斜して設けられ、一定間隔ごとに前記種子排出部に臨む凸部を有することを特徴とする種子繰出装置。
前記搬送ベルトには、前記凸部間において、搬送方向の前方側に位置する前記凸部と密着し、搬送方向の後方側に位置する前記凸部と所定の間隙を有し、前記凸部より低い高さである補助凸部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の種子繰出装置。
前記搬送ベルトは無端状に形成された弾性体からなり、ローラ間に掛架されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の種子繰出装置。