JP2010172320A

JP2010172320A - 播種機

Info

Publication number: JP2010172320A
Application number: JP2009021535A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tachibana; 保宏橘; Hirokatsu Shito; 博克志藤; Tetsuo Kawade; 哲生川出
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】一つの播種機で、部品を交換することなく、様々な大きさや形状の種子に適応し、一粒播きおよび株播きの双方において、高速で高精度な播種作業を実現できる播種機を提供する。
【解決手段】作物の種子が一時貯留されるホッパ部３１と、駆動軸を中心として回転可能に配設され、種子を空気吸引により吸着させて放出位置まで搬送する吸着セルプレート２と、吸着セルプレート２のホッパ部３１からの種子のピックアップ位置を上下方向に調節するスライド板３２と、余分な種子を掻き落とすセレクタ３５と、セレクタ３５により掻き落とされた種子をホッパ部３１へ誘導する種子環流板３４とを備える。吸着セルプレート２は、通気性を有し種子を通過させない種子ストッパ１３と、一回に播く量の種子を収容する逆円錐台状の種子ホルダ１４と、種子の移動を誘導する種子誘導部１５とからなる吸着セル１６が、外周に沿って等間隔で複数個設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、播種作業に用いられる播種装置の一種であり、一粒ずつまたは複数粒ずつの種子を放出する動作を連続的に繰り返す種子繰り出し機構を有する播種機に関するものである。

従来、飼料用播種機構として、トウモロコシなどの比較的大きな種子を１粒ずつピックアップして播種する一粒播き用の空気吸引式または加圧式と呼ばれるものや、稲や麦などのように比較的小粒の種子を一定体積内に複数粒収容して播種するロール式または目皿式のものなどがある。空気吸引式の真空播種機は例えば特許文献１に、目皿式播種機は例えば特許文献２に開示されている。

従来の空気吸引式又は加圧式タイプの播種機は、種子を高速かつ高精度に１粒ずつ播種することができるものの、株播きには適応できない。一方、ロール式又は目皿式と呼ばれるタイプの播種機は、多様な種子に適応できるものの、トウモロコシなどの一粒播きや稲・麦等の株播きを精度良く行うことは困難である。

また、例えば特許文献３に、搬送ベルトを対向させた方式の播種装置が開示されているが、播種速度は０．５ｍ／ｓ以下であり、構造上高速作業には向いていない。また、例えば特許文献４に、いわゆるショットガン方式の播種装置が開示されているが、稲等の株播きはできるものの、トウモロコシ等の高速かつ精密な一粒播きは難しい。

特開２００８−１３１９０５号公報特開平１０−１７８８２３号公報特開２００５−３３３８９５号公報特開２００２−８４８２２号公報

そのため、従来の播種機では、種子の種類や大きさ、または播種様式の違いによって、複数の機種を使い分けたり、部品の交換を行う必要があり、効率的な播種作業を妨げる要因となっていた。また、近年、飼料価格が高騰している状況の中で、低コストで飼料を自給生産することが課題となっており、作物の種類によって複数の播種機を導入することは、機械費のコスト高の要因となるという問題がある。

本発明の目的は、一つの播種機で、部品を交換することなく、様々な大きさや形状の種子に適応し、一粒播きおよび株播きの双方において、高速で高精度な播種作業を実現できる播種機を提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明は、作物の種子が一時貯留されるホッパ部と、駆動軸を中心として回転可能に配設され、前記種子を空気吸引により吸着させて放出位置まで搬送する吸着セルプレートと、前記吸着セルプレートの前記ホッパ部からの前記種子のピックアップ位置を上下方向に調節するスライド板と、余分な種子を掻き落とすセレクタと、前記セレクタにより掻き落とされた種子を前記ホッパ部へ誘導する種子環流板と、を備え、前記吸着セルプレートは、通気性を有し前記種子を通過させない種子ストッパと、一回に播く量の種子を収容する逆円錐台状の種子ホルダと、前記種子を前記種子ホルダ内へ誘導する種子誘導部とからなる吸着セルが、外周に沿って等間隔で複数個設けられていることを特徴とする播種機を提供する。

前記種子ホルダの中心軸が、前記吸着セルプレートの回転方向前方に傾いていることが好ましい。また、前記種子ホルダの中心軸が、前記吸着セルプレートの板厚方向外側に傾いていることが好ましい。

前記吸着セルプレートの前記吸着セルよりも内側に、前記ホッパ部から前記吸着セルプレート側へ流れる前記種子を受け止める補助板が設けられていることが好ましい。

前記種子ホルダの開放端の回転方向後方に、他の部分よりも外周方向に突出した突出部が設けられていることが好ましい。

本発明によれば、一つの播種機で、部品を交換することなく、様々な大きさや形状の種子に適応し、一粒播きおよび株播きの双方において、１回当たりの粒数及び播種位置のばらつきが小さく、かつ高速で播種作業を行うことができる。したがって、機械コストを削減でき、飼料生産の低コスト化及び飼料生産の自給率向上に貢献する。

本発明の播種機の分解斜視図。図１の吸着セルプレートの斜視図であり、（ａ）は本体側（種子トレイ側）から見た図、（ｂ）はフランジ側（吸引ブロック側）から見た図。図２の吸着セルプレートの種子ホルダの向きの説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。セレクタ周辺を示す部分斜視図。本発明の株播き時の使用例を示す側面図。本発明の一粒播き時の使用例を示す側面図。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の播種機１の分解斜視図である。吸着セルプレート２の中心に取り付けられる中心軸（ボルト９）は、図示しないモータにチェーンまたはベルト等で連結され、吸着セルプレート２は図の矢印方向に回転する。吸引ブロック３は回転せずに、裏板４に位置が固定される。

吸引ブロック３には、吸着セルプレート２側の空気を吸引するための減圧室５が設けられている。減圧室５には吸引ダクト６が連結される。減圧室５は、吸引ブロック３の外周に沿って、種子のピックアップ位置から放出位置の直前までの範囲に設けられる。種子の放出位置には、吸引ブロック３を厚さ方向に貫通する貫通孔からなる大気圧開放室７が設けられている。さらに、大気圧開放室７に隣接して、吸着セルプレート２に向けて加圧空気を送って吸着セルプレート２に残る種子くず等を取り除くための加圧室８が設けられている。

吸引ブロック３の吸着セルプレート２と接する面は、長期間稼働しても空気が漏れないように、高い密着性を維持する必要がある。このため、その部分には、例えば超高分子ポリエチレン等のように、摩耗係数が小さく摩耗しにくい材質がはめ込まれている。

吸着セルプレート２は、図２に示すように、中心軸線方向に、フランジ１１と適宜厚みを有する円板状の本体１２とが重ね合わせられている。フランジ１１は、図１の吸引ブロック３の側面全体をちょうど覆う大きさである。本体１２の外周には、図２（ａ）に示すように、種子ストッパ１３、種子ホルダ１４、種子誘導部１５からなる吸着セル１６が、円周方向等間隔に複数設けられている。

種子ストッパ１３は、本体１２を貫通する孔に、空気は通過するが種子は通過させない材質、例えば網が張られている。種子ストッパ１３の位置に対応して、図２（ｂ）に示すように、フランジ１１の側面に貫通孔１７が形成されている。吸着セルプレート２が矢印方向に回転し、吸着セル１６が図１に示す吸引ブロック３の減圧室５を通過する際に、種子ストッパ１３から吸着セルプレート２側の空気が吸引される。

種子ホルダ１４は、種子ストッパ１３を底面として、外周側に向かって例えば約７０°から９０°程度の開き角を有する逆円錐台形状であり、例えばトウモロコシ等の大きな種子が１粒収容される大きさである。また、種子ホルダ１４の中心軸は、図３（ａ）に示すように、側面から見ると、回転方向前方に例えば２０°程度傾き、図３（ｂ）に示すように、正面から見ると、板厚方向の外側、すなわちフランジ１１の反対側に例えば４０°程度傾くように形成される。さらに、種子ホルダ１４の開放端の回転方向後方に、他の部分よりも外周方向に突出した突出部２１が設けられる。これは、種子をピックアップする際に、種子を受け止めやすくするために設けられる。また、突出部２１から連続してフランジ１１の反対側に、後述するセレクタ３５の底面４２との間に数ミリ程度の隙間が空くように、吸着セルプレート２の面方向および外周方向に削り取られた切り欠き部２２が設けられている。これは、セレクタ３５によって押し出された余分な種子が、吸着セル１６の外へ出やすくなるために設けられる。

種子誘導部１５は、種子のピックアップ時に種子ホルダ１４への入り込みを誘導するとともに、余分な種子を落下させやすくするために、種子ホルダ１４の切り欠き部２２から回転方向前方側へ向けて形成される。種子誘導部１５は、種子の通過を円滑にするために、例えば円柱の側面で削り取られたような曲面状に形成されることが好ましいが、平面でも構わない。

図１に示すように、吸着セルプレート２の本体１２側に、ホッパ部３１、スライド板３２、補助板３３、種子環流板３４、セレクタ３５が設けられる。

スライド板３２と補助板３３は、ホッパ部３１のトレイ３６の上方に設置される。スライド板３２は、裏板４に固定される固定部材３７に対して上下移動できるように取り付けられ、下方に下げた状態で、吸着セルプレート２の外周にほぼ接するように配置される。補助板３３は、吸着セルプレート２の本体１２側の、吸着セル１６よりも内側に配置される。種子環流板３４は、トレイ３６の先端部に取り付けられ、吸着セルプレート２の上方から余分な種子が落下したときに、トレイ３６上へ種子を誘導する。

セレクタ３５は、吸着セルプレート２の最上部よりも回転方向後方に設置される。図４はセレクタ３５の例を示し、吸着セルプレート２の面方向と平行に延びる刃４１と、その刃４１を頂点として吸着セルプレート２の回転方向前方の先端に向かって幅が広がるくさび形を呈している。底面４２は、吸着セルプレート２の側面方向から見て円弧状の曲面である。刃４１と反対側の先端４３は、吸着セルプレート２の本体１２の側面から板厚方向に少しはみ出す程度の幅を有する。セレクタ３５は、図１の裏板４に軸４４が固定され、先端４３が弾性体（図示省略）により吸着セル１６側へ付勢された状態で取り付けられる。付勢力は、種子ホルダ１４に収容された種子に先端４３が軽く接触する程度の強さとし、種子の大きさに対応して、軸４４を中心として先端４３が上下移動する。

図５および図６は、本発明の使用時の状態を示す。図５は、スライド板３２を最も下側に下げた状態であり、例えば米や麦等のような比較的小粒の種子１０の株播きにおいて、一回当たりの種子数を少なくしたい場合の使用状態である。スライド板３２を下げることにより、種子１０は、吸着セルプレート２の下寄りの位置で吸着される。

種子ホルダ１４は、前述の通り、図３（ａ）に示すように回転方向前方に傾き、且つ図３（ｂ）に示すように外側に傾いているので、吸着セル１６が種子１０のピックアップ位置を通過するときには、外向き且つ上向きに傾いて種子１０が入りやすく、大きな吸引圧を要することなくピックアップロスを低減し、高速播種に対応することができる。また、吸着セル１６が種子１０の放出位置を通過するときには、種子ホルダ１４が下向きに傾くため、摩擦や抵抗が小さく、複数粒の種子１０が落下する際に種子間の広がりを抑えることができる。

種子１０を収容した吸着セル１６がセレクタ３５の位置を通過する際には、余分な種子をセレクタ３５の刃４１が掻き取って種子ホルダ１４の外へ追い出し、種子環流板３４上に落としてホッパ部３１のトレイ３６上に戻す。また、一旦吸着された種子が途中で落下した場合にも、種子環流板３４に沿ってホッパ部３１に回収される。

種子１０を収容した吸着セル１６が種子の放出位置に到達すると、種子ストッパ１３が図１に示す大気圧開放室７に連通する。その手前まで空気の吸引力によって吸着されて運ばれてきた種子１０は、大気圧開放室により吸引力が解除されることで、抵抗や摩擦などの外力を最小限に留めて種子１０を放出するため、複数粒が落下する際の種子間の広がりを小さくすることができる。

図６は、スライド板３２を最も上側に上げた状態であり、例えばトウモロコシ等のような比較的大粒の種子２０の一粒播きや、比較的小粒の種子の株播きにおいて一回当たりの種子数を多くしたい場合の使用状態である。スライド板３２を上げることにより、種子２０は、吸着セルプレート２の上寄りの位置で吸着される。そのため、種子ホルダ１４の開放端の向きが上方に近い向きとなり、大きな種子２０または多くの種子を、高速でも確実に収容させることが可能となる。さらに、補助板３３が設けられていることにより、スライド板３２を上げても、種子２０が吸着セルプレート２の中央付近までなだれ込むのを防ぎ、種子２０を受け止めて積み上げ、種子２０のピックアップ位置を高く保つことができる。

このように、スライド板３２を上下させることにより、種子の大きさや粒数の増減に対応することができる。

本発明を実施したところ、吸着セルプレートの回転数を１２回／秒として、各種の大きさおよび形状の種子に対して、吸着および放出される種子数、放出位置ともに、高精度な動作が確認された。これは、２．４ｍ／秒の速度での播種に相当する。

以上述べたように、本発明の播種機は、適応できる種子の大きさや形、粒数の範囲が広いので、部品を交換することなく一台で飼料用作物全般の播種に利用できる。したがって、本発明の播種機を例えばトラクタ等の車両に単独で、あるいは適宜台数を並列させて装備し、図５、図６の左右方向に移動させることにより、さまざまな種類の種子の播種を行うことができる。

しかも、高速でも確実に所望する量の種子を所望する位置に高精度に放出できる。さらに、本発明によれば、小さな圧力で高速且つ高精度に種子を吸着させて播種できるため、空気吸引機構を簡素化させることができるうえ、稼働時の省エネ化を実現できる。

このように、本発明によれば、多様な作物に対応する高速汎用播種機や不耕起播種機の開発に貢献するとともに、幅広い作物を対象として各種の作業を請け負う次世代のコントラクタ（飼料生産受託組織）による利用が期待される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、トウモロコシまたは豆類等の比較的大きな種子の一粒播きや、ソルガム、稲、麦類等比較的小粒の種子の株播きの他、イタリアンライグラス、スーダングラスなどの小型で軽量な種子やライ麦、エン麦などの細長い種子の条播や表面散播用としても適用できる。

１播種機
２吸着セルプレート
３吸引ブロック
４裏板
５減圧室
６吸引ダクト
７大気圧開放室
８加圧室
１０、２０種子
１１フランジ
１２本体
１３種子ストッパ
１４種子ホルダ
１５種子誘導部
１６吸着セル
１７貫通孔
２１突出部
２２切り欠き部
３１ホッパ部
３２スライド板
３３補助板
３４種子環流板
３５セレクタ
３６種子トレイ
４１刃
４２底面
４３先端
４４軸

Claims

作物の種子が一時貯留されるホッパ部と、
駆動軸を中心として回転可能に配設され、前記種子を空気吸引により吸着させて放出位置まで搬送する吸着セルプレートと、
前記吸着セルプレートの前記ホッパ部からの前記種子のピックアップ位置を上下方向に調節するスライド板と、
余分な種子を掻き落とすセレクタと、
前記セレクタにより掻き落とされた種子を前記ホッパ部へ誘導する種子環流板と、を備え、
前記吸着セルプレートは、通気性を有し前記種子を通過させない種子ストッパと、一回に播く量の種子を収容する逆円錐台状の種子ホルダと、前記種子を前記種子ホルダ内へ誘導する種子誘導部とからなる吸着セルが、外周に沿って等間隔で複数個設けられていることを特徴とする、播種機。
前記種子ホルダの中心軸が、前記吸着セルプレートの回転方向前方に傾いていることを特徴とする、請求項１に記載の播種機。
前記種子ホルダの中心軸が、前記吸着セルプレートの板厚方向外側に傾いていることを特徴とする、請求項１または２に記載の播種機。
前記吸着セルプレートの前記吸着セルよりも内側に、前記ホッパ部から前記吸着セルプレート側へ流れる前記種子を受け止める補助板が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の播種機。
前記種子ホルダの開放端の回転方向後方に、他の部分よりも外周方向に突出した突出部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の播種機。