JP2015221394A - 土壌ケース及び土壌ふるい器 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率でふるい工程を行うとともに、土壌が付着しにくい土壌ケース及び土壌ふるい器を提供する。
【解決手段】土壌ケース１０は、土壌を収容する状態で回転自在に配され、この回転によって収容した土壌に対してふるいをかけるものである。土壌ケース１０は、土壌を収容する土壌収容容器３０と、ふるいをかけられた土壌を回収する土壌回収容器５０と、土壌収容容器３０及び土壌回収容器５０の間に配された土壌ふるい４０とを備える。土壌ふるい４０は、土壌収容容器３０及び土壌回収容器５０の互いの内部空間を連通する貫通孔４０ＡＸを有する。土壌収容容器３０の開口端部近傍の内壁は、土壌回収容器５０に向かって拡開される、または、土壌収容空間３０Ｋの開口端近傍の内壁と土壌ふるい４０とがなす角の角度が９０°未満である。
【選択図】図３

Description

本発明は、異なる粒径領域の土壌粒子が混在している土壌を、前記粒径領域に応じて分離する土壌ケース及び土壌ふるい器に関する。

試験研究や土壌分析の分野では、自然の土壌をサンプリングし、サンプリングされた土壌（以下、サンプリング土壌と称する）から特定の粒径領域内の土壌（以下、抽出土壌と称する）を抽出するために、土壌ふるい器が用いられる。

このような土壌ふるい器として、土壌を収容する土壌ケースを、自転させるとともに、公転させて、ふるい工程を行う土壌ふるい器が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の土壌ふるい器によれば、ふるい工程の効率を向上させることができる。

特許５０５５５２４号公報

ところが、特許文献１に記載の土壌ふるい器を用いた場合、次のような問題が発生する。

まず、土壌が土壌ケースの内壁面に付着しやすい。係る場合には、ふるい工程後、付着した土壌を取り除くために、土壌ケース内の洗浄を行わなければならない。

また、土壌ケース内に残った土壌が、ふるいがかけられていないもの、すなわちサンプリング土壌である場合、残った土壌は、廃棄するか、再度ふるい工程をかける必要がある。前者の場合には、同一量のサンプリング土壌から得られる抽出土壌の量が少なくなるため、抽出の効率が下がってしまう。後者の場合、再度ふるい工程を行った場合、ほとんどが、土壌ケースの内壁面に付着してしまうため、抽出土壌を得られることが期待できない。また、別のサンプリング土壌とともに残留した土壌を混合して、ふるい工程を行うことも可能な場合もあるが、常に、別のサンプリング土壌と残留した土壌との混合が許容されるとも限られない。

一方、土壌ケース内に残った土壌が、ふるいがかけられたもの、すなわち抽出土壌である場合、廃棄する、又は、土壌ケースからかき出して、付着しなかった抽出土壌と一緒にすることが考えられる。前者の場合には土壌の抽出効率が下がってしまう。そして、後者の場合には、土壌ケースからかき出す結果、土壌の状態が変化してしまう。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、高い効率でふるい工程を行えるとともに、収容した土壌が内壁面に付着しにくい土壌ケース及び土壌ふるい器を提供することを目的としている。

本発明者の鋭意研究によって、上記目的は以下の手段によって達成される。

土壌を収容する状態で回転自在に配され、前記回転によって前記収容した土壌に対してふるいをかける土壌ケースであって、前記土壌を収容する土壌収容容器と、前記ふるいをかけられた土壌を回収する土壌回収容器と、前記土壌収容容器及び前記土壌回収容器の間に配され、互いの内部空間同士を連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の通過により前記収容された土壌にふるいをかける土壌ふるいと、を備え、前記土壌ふるいは前記土壌収容容器側にふるいエリアを有し、前記土壌収容容器の開口端部近傍の内壁が前記土壌回収容器に向かって拡開されたことを特徴とする。

土壌を収容する状態で回転自在に配され、前記回転によって前記収容した土壌に対してふるいをかける土壌ケースであって、前記土壌を収容する土壌収容容器と、前記ふるいをかけられた土壌を回収する土壌回収容器と、前記土壌収容容器及び前記土壌回収容器の間に配され、互いの内部空間同士を連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の通過により前記収容された土壌にふるいをかける土壌ふるいと、を備え、前記土壌ふるいは前記土壌収容容器側にふるいエリアを有し、前記土壌ふるいの前記ふるいエリアと前記土壌収容容器の開口端部近傍の内壁とがなす角の角度が９０°未満であることを特徴とする。

前記土壌収容容器及び前記土壌ふるいの間には、互いを着脱自在に結合する収容容器着脱機構を備え、前記土壌ふるいの前記ふるいエリアの周りには、前記土壌収容部の開口端が環状に当接し、前記収容容器着脱機構は、前記土壌収容容器の開口端に設けられた収容容器側係止部と、前記ふるいエリアの周りに設けられ、前記収容容器側係止部と係止自在である収容容器用ふるい側係止部と、を有することが好ましい。

前記土壌回収容器の開口端近傍の内壁は、前記土壌収容容器の開口端近傍の内壁に比べて、前記土壌ケースの自転軸から遠ざかっていることが好ましい。

前記土壌収容容器を収容する外カバーと、前記外カバーと前記土壌ふるいの間にて互いを着脱自在に結合する外カバー着脱機構と、を備え、前記外カバー着脱機構は、前記外カバーの開口端に設けられたカバー側係止部と、前記ふるいエリアの周りに設けられ、前記カバー側係止部と係止自在であるカバー用ふるい側係止部と、を有し、前記外カバーは前記土壌収容容器に係止するためのケース係止部を有し、前記カバー側係止部と前記カバー用ふるい側係止部とが係止された状態では、前記ケース係止部が前記土壌収容容器を前記土壌ふるい側に向けて押圧することが好ましい。

前記土壌収容容器を収容する外カバーと、前記外カバーと前記土壌ふるいの間にて互いを着脱自在に結合する外カバー着脱機構と、を備え、前記外カバー着脱機構は、前記外カバーの開口端に設けられたカバー側係止部と、前記ふるいエリアの周りに設けられ、前記カバー側係止部と係止自在であるカバー用ふるい側係止部と、を有し、前記カバー側係止部及び前記カバー用ふるい側係止部のいずれか一方が螺旋溝であるとともに、他方が螺旋突起であり、前記土壌収容容器が前記土壌ふるいに結合された場合の前記土壌収容容器の締まり方向と、前記土壌ケースの自転方向とが逆方向であることが好ましい。

前記土壌回収容器と前記土壌ふるいの間にて互いを着脱自在に結合する回収容器着脱機構と、を備え、前記回収容器着脱機は、前記土壌回収容器の開口端に設けられた回収容器側係止部と、前記土壌ふるいに設けられ、前記回収容器側係止部と係止自在である回収容器用ふるい側係止部と、を有し、前記回収容器側係止部及び前記回収容器用ふるい側係止部のいずれか一方が螺旋溝であるとともに、他方が螺旋突起であり、前記土壌回収容器が前記土壌ふるいに結合された場合の前記土壌回収容器の締まり方向と、前記土壌ケースの自転方向とが逆方向であることが好ましい。

前記土壌収容容器及び前記土壌ふるいと別体となって前記土壌収容容器の内部空間に配され、前記収容された土壌を撹拌する棒状の撹拌体を備えることが好ましい。また、前記土壌ケースは、透光性を有する材料から形成されたことが好ましい。

土壌ふるい器は、上記の土壌ケースが着脱自在に搭載され、前記土壌ケースを自転及び公転させる回転装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、高い効率でふるい工程を行えるとともに、土壌ケース内における土壌の付着を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る第１の土壌ふるい器の全体構造を示す斜視図である。 第１の土壌ふるい器の全体構造を示す断面図である。 第１の土壌ケースの内部構造を示す断面図である。 第１の土壌ケースの概要を示すものであり、ＩＶ−ＩＶ線を基準とする分解断面図である。 第１の土壌ケースの概要を示すＶ−Ｖ線断面図である。 土壌ふるいの概要を示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。 ふるい工程における第１の土壌ケースの概要を示す断面図である。 撹拌部材を土壌収容空間に収容した状態の第１の土壌ケースの概要を示す断面図である。 第２の土壌ケースの内部構造を示す断面図である。 第２の土壌ケースの概要を示す分解断面図である。 第２の土壌ケースの概要を示す正面図である。 第２の土壌ふるい器の概要を示す平面図である。 第２の土壌ふるい器のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 蓋の概要を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１には、本実施形態の土壌ふるい器１の全体構成が示されている。この土壌ふるい器１は、粒径領域が異なるとなる様々な大きさの土壌粒子が混在している土壌を、特定の粒径領域に応じて分離する。例えば、粒径領域の大きい砂利や根と、粒径領域の小さい土壌を分離する際に用いられるものである。

図１、２に示すように、土壌ふるい器１は、粒径が異なる土壌粒子が混在している土壌から、特定の粒径の土壌を取り出すためのものであり、複数（ここでは２個）の土壌ケース１０と、複数の土壌ケース１０が着脱自在に搭載される回転装置２０と、回転装置２０の周囲を覆う筐体２９を備える。

回転装置２０は、公転機構と、自転機構とを備える。公転機構は、垂直方向に延びる公転軸Ｋを中心に土壌ケース１０を回転させるためのものであり、土壌ケース１０が固定されるケース固定部２１と、ケース固定部２１を保持する公転体２２と、公転軸Ｋを中心にして公転体２２を回転させるモータ（駆動装置）２３とを備える。なお、公転軸Ｋは、上下方向に延びるものであれば、垂直方向に対し斜めの方向であってもよい。

ケース固定部２１は、有底の円筒形状となっており、土壌ケース１０の下側を収容することで土壌ケース１０を保持する構造となっている。土壌ケース１０は、ケース固定部２１に対して着脱自在な状態で搭載される。ケース固定部２１の内周面には、Ｌ字型の係止溝２１Ｍが形成される。係止溝２１Ｍは、外カバー６０の周方向において所定のピッチ（例えば、９０°ごと）に設けられる。係止溝２１Ｍは、土壌ケース１０に設けられたカバー係止突起６０ＧＴ（図３参照）との係合可能なものであり、ケース固定部２１の軸方向（例えば、自転軸Ｊ方向）に延びる軸溝２１ＭＡと、軸溝２１ＭＡの下端からケース固定部２１の周方向に延びる周溝２１ＭＢとを有する。カバー係止突起６０ＧＴが周溝２１ＭＢと係合した状態では、土壌ケース１０は軸方向において係止される。また、軸溝２１ＭＡの下端を基準にして周溝２１ＭＢが延びる方向は、自転軸Ｊ回りの回転方向と逆の方向であることが好ましい。このような係止溝２１Ｍにカバー係止突起６０ＧＴが係合することにより、土壌ケース１０は、軸方向及び周方向において係止される、すなわち、ふるい工程中に土壌ケース１０がケース固定部２１から外れることを防ぐことができる。

公転体２２は、ケース固定部２１の自転軸体２１Ａを回転自在に保持する軸受け２２Ａと、軸受け２２Ａの外輪を保持する軸受け固定部２２Ｂと、複数の軸受け固定部２２Ｂを同時に保持する公転プレート２２Ｃと、公転プレート２２Ｃの中心に配置される公転軸体２２Ｄとを備える。

軸受け固定部２２Ｂは有底の円筒形状となっている。従って、軸受け固定部２２Ｂは、ケース固定部２１との間に隙間が形成されるようにして、ケース固定部２１を覆う。軸受け２２Ａは、軸受け固定部２２Ｂの底面の中央部に固定される。公転プレート２２Ｃは、軸受け固定部２２Ｂを収容するための開口２２ＣＡが形成されており、この開口２２ＣＡに軸受け固定部２２Ｂの外周面が接合されている。

自転機構は、ケース固定部２１に固定された土壌ケース１０を自転軸Ｊ回りに自転させるためのものであり、ケース固定部２１の底面中心から下側に突出する自転軸体２１Ａと、ケース固定部２１と同軸状態で連結される遊星傘歯車２５と、遊星傘歯車２５の公転半径内側に配置される太陽傘歯車２６と、を備える。太陽傘歯車２６は、公転軸Ｋと同軸状態で筐体２９に固定配置されており、全ての遊星傘歯車２５と同時に噛み合っている。なお、自転軸Ｊは、公転軸Ｋと平行でもよいし、公転軸Ｋと異なる方向でもよい。さらに、

モータ２３によって公転体２２を回転させると、ケース固定部２１及び土壌ケース１０は、公転軸Ｋを中心にして一緒に公転する。そして、ケース固定部２１に連結されている遊星傘歯車２５が、固定側の太陽傘歯車２６の周りを公転しようとする場合、両者は噛み合っているので、遊星傘歯車２５に自転動力が作用する。遊星傘歯車２５の自転によって、ケース固定部２１及び土壌ケース１０が自転軸Ｊを中心にして自転する。

図３〜４に示すように、土壌ケース１０は、土壌を収容する土壌収容容器３０と、土壌収容容器３０に収容された土壌をふるいにかける土壌ふるい４０と、ふるいにかけられた土壌を回収する土壌回収容器５０と、を備える。さらに、土壌ケース１０は、土壌収容容器３０を収容可能な外カバー６０を備えていてもよい。

加えて、土壌ケース１０は、各部３０〜６０同士を着脱自在に装着する着脱機構７０を備えていてもよい。着脱機構７０は、例えば、土壌ふるい４０と土壌収容容器３０とを着脱自在に結合する収容容器着脱機構７１と、土壌回収容器５０と土壌ふるい４０とを着結脱自在に結合する回収容器着脱機構７２と、土壌ふるい４０と外カバー６０とを着脱自在に結合する外カバー着脱機構７３と、を有する。

土壌収容容器３０は、有底の円柱状に形成され、土壌収容容器３０の内部空間は、土壌を収容するための土壌収容空間３０Ｋとなっている。土壌収容容器３０は、土壌収容空間３０Ｋの開口３０ＫＸが下方を向く姿勢で配される。土壌収容空間３０Ｋは、下方の面（底面）側の直径が大きく、かつ上方の面（天井）側の直径が小さくなるような円錐台状となっている。土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥは、自身の径方向外側に膨らむようにして、他の部分よりも肉厚に形成される。例えば、土壌収容空間３０Ｋの底面における直径は１０〜１３ｃｍであり、土壌収容空間３０Ｋの天面における直径は７〜８ｃｍである。また、土壌収容空間３０Ｋの底面から土壌収容空間３０Ｋの天面までの高さは、例えば、１０〜１３ｃｍである。

図４〜５に示すように、土壌収容容器３０の内周面３０Ｎには、自転軸Ｊ方向に延びる峰形状の撹拌突起３０ＮＴが、周方向に等間隔で４箇所形成されている。さらに、土壌収容容器３０の天井面３０ＮＵには、下側に突出する第２撹拌突起３０ＵＴが形成されている。天井面３０ＮＵにおける第２撹拌突起３０ＵＴの突出量は、径方向の外側から内側に向かって大きくなる、いわゆる傘形状となっている。

土壌の撹拌効率の観点から、撹拌突起３０ＮＴの表面や、内周面３０Ｎのうち撹拌突起３０ＮＴが設けられていない部分の表面は、粗面加工されていることが好ましい。

図３〜４に示すように、土壌回収容器５０は、有底の円柱状に形成され、土壌回収容器５０の内部空間は、土壌を回収するための土壌回収空間５０Ｋとなっている。土壌回収容器５０は、土壌回収空間５０Ｋの開口５０ＫＸが上方を向く姿勢で配される。土壌回収容器５０の開口５０ＫＸの寸法は、土壌収容容器３０の開口３０ＫＸに比べて大きい。例えば、土壌回収空間５０Ｋの直径は１２〜１４ｃｍであり、その高さは５〜１０ｃｍである。

土壌ふるい４０は、土壌収容容器３０及び土壌回収容器５０の間に配されるものであり、円板状に形成されたふるい円板４０Ａを有する。図４、６に示すように、ふるい円板４０Ａには、土壌収容空間３０Ｋ及び土壌回収空間５０Ｋを連通する貫通孔４０ＡＸが複数設けられる。貫通孔４０ＡＸの大きさは、例えば、直径２ｍｍ以下である。貫通孔４０ＡＸ同士の間隔は、例えば、４〜５ｍｍである。

以下、ふるい円板４０Ａのうち土壌収容容器３０側に位置する面を土壌収容面４０ＡＡと称し、土壌収容面４０ＡＡと反対側の面、すなわち土壌回収容器５０側に位置する面を土壌回収面４０ＡＢと称する。そして、土壌収容面４０ＡＡのうち、貫通孔４０ＡＸが形成される部分をふるいエリアＡ１と称する。

ふるい円板４０Ａの土壌収容面４０ＡＡには、土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥが当接する。以下、土壌収容面４０ＡＡのうち、土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥと当接するエリアを収容容器当接エリアＡ３と称する。収容容器当接エリアＡ３は、ふるいエリアＡ１を囲むように環状に形成される。なお、収容容器当接エリアＡ３は、ふるいエリアＡ１の外側部分と重なっていてもよい（図９参照）。こうして、土壌収容面４０ＡＡに開口端３０ＫＥが当接することにより、土壌回収容器５０の開口５０ＫＸは、土壌ふるい４０によって覆われる。このとき、土壌収容容器３０の開口３０ＫＸと土壌回収容器５０の開口５０ＫＸとは、自転軸Ｊに対して同心円状となることがこのましい。こうして、土壌収容容器３０の土壌収容空間３０Ｋに収容された土壌は、ふるい円板４０Ａの貫通孔４０ＡＸを通って、ふるいにかけられる。そして、ふるいにかけられた土壌は、土壌回収容器５０の土壌回収空間５０Ｋに回収される。

内周面３０Ｎのうち開口３０ＫＸを形成する部分は、土壌収容面４０ＡＡに向かって拡開される。また、ふるい円板４０Ａの土壌収容面４０ＡＡに土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥが当接する状態（図３参照）において、土壌ふるい４０の土壌収容面４０ＡＡと、内周面３０Ｎのうち開口３０ＫＸを形成する部分とがなす角の角度θは、９０°未満であることが好ましい。

図３〜４に示すように、収容容器着脱機構７１は、土壌ふるい４０に土壌収容容器３０を着脱自在に結合させるものであり、土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥに設けられた環状の嵌合溝７１ＫＭと、収容容器当接エリアＡ３に設けられた環状の嵌合突起７１ＴＡとを有する。嵌合突起７１ＴＡは、嵌合溝７１ＫＭと嵌合可能となっている。なお、土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥに嵌合突起を設け、この嵌合突起と嵌合可能な嵌合溝を収容容器当接エリアＡ３に設けてもよい。

回収容器着脱機構７２は、土壌ふるい４０に土壌回収容器５０を着脱自在に装着するものであり、ふるいエリアＡ１よりも外側の土壌回収面４０ＡＢに設けられ、土壌回収面４０ＡＢから突出する環状突出部７２ＴＡと、環状突出部７２ＴＡの外周面に形成された係合螺旋突起７２ＲＡと、土壌回収容器５０のうち開口５０ＫＸ側の内周面５０Ｎに形成され、係合螺旋突起７２ＲＡと螺合可能な係合螺旋溝７２ＲＢと、を有する。

外カバー６０は、有底の円柱状に形成され、外カバー６０の内部空間は、土壌収容容器３０を収容するためのケース収容空間６０Ｋとなっている。外カバー６０は、ケース収容空間６０Ｋの開口６０ＫＸが下方を向く姿勢で配される。外カバー着脱機構７３は、土壌ふるい４０に外カバー６０を着脱自在に結合させるものであり、収容容器当接エリアＡ３の外側に位置し、土壌収容面４０ＡＡから突出する環状突出部７３ＴＡと、環状突出部７３ＴＡの外周面に形成された係合螺旋突起７３ＲＡと、開口６０Ｘ側の内周面６０Ｎに形成され、係合螺旋突起７３ＲＡと螺合可能な係合螺旋溝７３ＲＢと、を有する。

さらに、外カバー６０は、ケース収容空間６０Ｋを形成する内面から突出する係止突起６５を有する。係止突起６５は、周方向において等間隔（例えば、９０°ごとに４本）に設けられる。係止突起６５は、外カバー６０の天面６０Ｕから突出する天面突出部６５Ｕと、外カバー６０の内周面６０Ｎから突出する内周面突出部６５Ｎと、を有する。天面突出部６５Ｕの大きさや形状は、土壌ふるい４０に外カバー６０を装着した場合に、土壌収容容器３０の外側の天面３０ＧＵに係止するものであれば、特に限定されない。同様に、内周面突出部６５Ｎの大きさや形状は、土壌ふるい４０に外カバー６０を装着した場合に、土壌収容容器３０の外側の周面３０ＧＭに係止するものであれば、特に限定されない。

また、外カバー６０は、開口６０ＫＸ側の外周面６０Ｇから突設するカバー係止突起６０ＧＴを有する。カバー係止突起６０ＧＴは、外カバー６０の周方向において、係止溝２１ＭＡと同一のピッチ（例えば、９０°ごと）で設けられる。カバー係止突起６０ＧＴは、図２に示す係止溝２１ＭＡと嵌合可能である。なお、カバー係止突起６０ＧＴに代えて、係止溝２１Ｍと係合可能な係止突起を、土壌ふるい４０や土壌回収容器５０に設けてもよい。

次に、土壌ふるい器１の使用方法について説明する。

まず、図１において、土壌ケース１０を土壌ふるい器１から取り外す。次に、外カバー６０を土壌ふるい４０から取り外した後、土壌収容容器３０を土壌ふるい４０から取り外し、土壌回収容器５０を土壌ふるい４０から取り外す（図４参照）。その後、土壌収容容器３０の土壌収容空間３０Ｋに土壌を収容する。このとき、土壌回収容器５０の土壌回収空間５０Ｋは空にしておくことが望ましい。

次に、土壌収容空間３０Ｋに土壌が収容された土壌収容容器３０に対して、土壌ふるい４０を装着する。収容容器着脱機構７１により、土壌収容容器３０及び土壌ふるい４０が密に装着される結果、土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥとふるい円板４０Ａとの間における密閉度が向上する。その後、土壌ふるい４０に対して、土壌回収容器５０を装着する。回収容器着脱機構７２により、土壌ふるい４０及び土壌回収容器５０が密に装着される結果、土壌回収空間５０Ｋの密閉度が向上する。そして、土壌ふるい４０に対して、外カバー６０を装着する。外カバー着脱機構７３により、土壌収容容器３０及び土壌ふるい４０がより密に装着される結果、土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥとふるい円板４０Ａとの間における密閉度が向上する。

このようにして、着脱機構７０により、土壌収容容器３０、土壌ふるい４０、土壌回収容器５０、外カバー６０を互いに組み合わせて、密閉度の高い土壌ケース１０を組み立てることができる（図３参照）。

次に、図１に示すように、回転装置２０におけるケース固定部２１に対して、土壌ケース１０の土壌回収容器５０側を嵌め込む。したがって、ケース固定部２１に嵌め込まれた土壌ケースは、ケース固定部２１の公転に伴って公転するとともに、ケース固定部２１の自転に伴って自転する。また、ケース固定部２１の自転軸Ｊは、公転半径の内側方向に傾斜しているので、土壌ケース１０も傾斜した状態となる。

その後、モータ２３の駆動により、土壌ケース１０は自転及び公転運動を行う。主として自転運動によって土壌収容容器３０内の土壌が撹拌される。更に、公転運動に伴って、遠心力Ｅの分力Ｅ１が、自転軸Ｊの下方向に作用する（図７参照）。撹拌された土壌が、分力Ｅ_Ｊによって、土壌ふるい４０の貫通孔４０ＡＸを通過する方向に付勢されるので、土壌の分離効率を高めることができる。貫通孔４０ＡＸを通過して粒径領域が揃った土壌は、土壌回収容器５０内に堆積する。従って、ふるい工程が完了したら、土壌ケース１０から土壌回収容器５０のみを取り外すこと、ふるいをかけられた土壌を別の場所へ移動させることができる。

図３に示すように、円錐台状の土壌収容空間３０Ｋを有する土壌収容容器３０によれば、傾斜した内周面３０Ｎに沿って土壌が舞い上がり、かつ、飛散土壌が天井側で滞留することなく、積極的に底面側に戻るようになっている。即ち、矢印Ｆで示されるように土壌を土壌収容空間３０Ｋ内で対流させることができ、撹拌効率を高めることができる。

更に、土壌収容容器３０の内周面３０Ｎには、自転軸Ｊ方向に延びる峰形状の撹拌突起３０ＮＴが、周方向に等間隔で４箇所形成されている。撹拌突起３０ＮＴが、土壌収容容器３０と共に回転することで、収容された土壌の撹拌が進む。撹拌突起３０ＮＴによって撹拌されて土壌収容空間３０Ｋ内で飛散した土壌は、第２撹拌突起３０ＵＴに積極的に衝突することで分散されて自然落下する。

本実施形態の土壌ふるい器１では、ケース固定部２１を複数有するため、複数（２個）の土壌ケース１０を同時に自転・公転させれば、土壌収容容器３０内の土壌が、土壌ふるい４０によって分離されて、土壌回収容器５０に効率的に回収される。特に、土壌ケース１０は回転装置２０から着脱自在に搭載されるので、例えば１０個の土壌ケース１０を用意しておくことで、土壌ふるい器１によるふるい工程中に、次の土壌サンプルを、未使用の土壌ケース１０に収容しておくことができる。従って、多数の土壌サンプルの連続的にふるいにかける際に、土壌ふるい器１を常に稼働させることができるので、作業効率を飛躍的に高めることができる。

また、この土壌ふるい器１によれば、土壌ケース１０の自転軸Ｊの上方が、公転半径の内側方向に傾斜している。従って、自転軸Ｊに対して垂直に配置される土壌ふるい３０の通過方向（自転軸方向Ｊ）に対して、遠心力の分力を作用させることができる。従って、撹拌された土壌を、積極的に土壌ふるい３０に押しつけることができるので、ふるいによる分離効率を高めることが可能となっている。

更にこの土壌ケース１０は、土壌収容容器３０、土壌ふるい４０及び土壌回収容器５０が、相互に分離可能に構成される。従って、土壌を収容したり、ふるい工程後の土壌を回収したり、土壌ふるいの粗さを変更したりすることが容易となり、作業効率を高めることができる。また、各部品を簡単に洗浄できるので、異物混入を簡単に抑制することができる。また、土壌収容容器３０における周面には、土壌を撹拌するための撹拌突起３０ＮＴが形成されているので、土壌の撹拌を促進することができ、短い時間で効率的にふるい作業を実現できる。

ところで、土壌ふるい器１を用いた場合、土壌が土壌ケースの内壁面に付着しやすい。これは、自転及び公転によって発生する遠心力等により、土壌が土壌ケースの内壁面に衝突するためと考えられる。さらに、土壌の撹拌効率を向上するために、内周面３０ＮＡに粗面加工がなされた場合には、土壌の付着がさらに起こりやすくなる。

ふるい工程における土壌ケース１０の内部では、土壌収容容器３０の内周面３０Ｎに土壌が衝突する。ところが、特許文献１に記載の土壌ふるい器のように、内周面３０Ｎのうち開口３０ＫＸを形成する部分が拡開していない形状である場合、当該部分に衝突した土壌は、下方へ落下せずに、当該部分に付着してしまう。そして、当該部分に土壌が付着したままでは、付着した土壌の上に新たな土壌が付着しやすくなる、すなわち土壌が堆積しやすくなる。したがって、土壌の付着を確実に抑えるためには、少なくとも土壌収容空間３０Ｋのうち開口３０ＫＸを形成する部分が土壌ふるい４０に向かうに従い自転軸Ｊから離れる、すなわち土壌収容空間３０Ｋのうち開口３０ＫＸを形成する部分が土壌収容面４０ＡＡに向かって拡開する必要がある。より好ましくは、土壌収容空間３０Ｋ全体が、土壌収容面４０ＡＡに向かって拡開することが好ましい。

また、ふるい円板４０Ａの土壌収容面４０ＡＡに土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥが当接する状態（図３参照）において、土壌ふるい４０の土壌収容面４０ＡＡと、内周面３０Ｎのうち開口３０ＫＸを形成する部分とがなす角の角度θが９０°未満であるため、開口３０ＫＸ周辺の内周面３０ＮＳに土壌が付着しにくくなる。

なお、開口３０ＫＸを土壌収容面４０ＡＡに向けて拡開すること、角度θが９０°未満であること、のいずれか一方を用いても、土壌の付着を抑制することができる。

さらに、着脱機構７０により、土壌ケース１０の密閉度が向上する結果、土壌ケース１０内の土壌が、外部へ漏れることを抑えることができる。さらに、土壌ふるい４０に外カバー６０を装着した場合、係止突起６５が土壌収容容器３０の天面周縁部３０ＧＥに係止する結果、土壌ふるい４０に向けて土壌収容容器３０を当接する。これにより、土壌収容容器３０の密閉度を向上することができるため、土壌収容空間３０Ｋに収容された土壌が、外部へ漏れることをより確実に抑えることができる。

土壌ふるい４０に、土壌収容容器３０及び土壌回収容器５０が装着された状態において、土壌回収容器５０の内周面５０Ｎは、土壌収容容器３０の開口部の内周面３０Ｎよりも自転軸Ｊから離れていることが好ましい。これにより、土壌ふるい４０の貫通孔４０ＡＸを通過した土壌が、土壌回収容器５０の内壁面５０Ｎに付着しにくくなる。

さらに、係合螺旋突起７３ＲＡと係合螺旋溝７３ＲＢの形成方向は、土壌ケース１０を自転方向Ａへ回転したときに、外カバー６０が土壌ふるい４０に装着される方向であることが好ましい。これにより、土壌ふるい器１の使用時において、土壌ケース１０が自転した場合であっても、外カバー６０は土壌ふるい４０に装着する方向に回転するため、外カバー６０が土壌ふるい４０からはずれることなく、土壌収容容器３０の密閉度が確実に向上する。なお、係合螺旋突起７３ＲＡと係合螺旋溝７３ＲＢの形成長さは、土壌ふるい４０と外カバー６０との相対的な回転角度が約９０°の範囲で、土壌ふるい４０と外カバー６０とが着脱ができる程度のものであることが好ましい。

同様に、係合螺旋突起７２ＲＡや螺合可能な係合螺旋溝７２ＲＢの形成方向は、土壌ケース１０を自転方向Ａへ回転したときに、土壌ふるい４０が土壌回収容器５０に装着される方向であることが好ましい。これにより、土壌ふるい器１の使用時において、土壌収容容器３０や土壌回収容器５０の密閉度を向上することができる。なお、係合螺旋突起７２ＲＡと係合螺旋溝７２ＲＢの形成長さは、土壌ふるい４０と土壌回収容器５０との相対的な回転角度が約９０°の範囲で、土壌ふるい４０と土壌回収容器５０とが着脱ができる程度のものであることが好ましい。

なお、土壌ケース１０を構成する各部３０〜６０は、透光性を有する材料、すなわち透明または半透明の材料から形成されることが好ましい。これにより、ふるい工程において、土壌ケース１０をケース固定部２１から取り外すことなく、土壌ケース１０内の土壌の様子を知ることができる。

図８に示すように、土壌ケース１０は、土壌収容容器３０に収納される円柱状の撹拌部材８０を備えてもよい。土壌とともに円柱状の撹拌部材８０を土壌収容容器３０の土壌収容空間３０Ｋに収納した状態で、土壌ふるい器１を運転すると、土壌ケース１０の公転・自転運動に伴い、撹拌部材８０が土壌の中で動く結果、土壌の撹拌が効率よく進む。撹拌部材８０の数は、１つでもよいが、２つ以上であることが好ましい。また、撹拌部材８０による撹拌効率としては、球体のものよりも円柱体（例えば、直径１８ｍｍ×長さ５０ｍｍ）の方が好ましい。

なお、環状突出部７３ＴＡと嵌合突起７１ＴＡとによって形成される空間７１ＭＭを、嵌合溝７１ＫＭが形成された土壌収容容器３０の開口端３０ＫＥと嵌合可能な形状としてもよい。この場合、空間７１ＭＭは、収容容器着脱機構７１として機能し、環状突出部７３ＴＡは、収容容器着脱機構７１としても機能する。

なお、本実施形態では、モータ２３が公転体２２を回転駆動する場合に限って示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、公転体２２は自由回転できる状態で保持しておき、太陽傘歯車２６をモータ２３で駆動するようにしても、同様の作用が得られる。即ち、回転装置２０では、公転体、遊星体、太陽体（又は外輪体）の少なくともいずれかに回転動力を付与する構造であればよい。

更に本実施形態では、回転装置２０の公転軸Ｋが鉛直方向に配置される場合を示したが、本発明はこれに限定されない。公転軸Ｋが傾斜した状態で、公転体２２、遊星傘歯車２５及び太陽傘歯車２６による遊星機構の全体を傾斜配置することも好ましい。自転軸Ｊと公転軸Ｋを平行とすることが好ましい。更に、この全体の傾斜角度を変更できるように、角度調整機構を設けることも望ましい。

また本実施形態では、回転装置２０に対して、土壌ケース１０が２個搭載される場合に限って示したが、勿論、３個以上でもよく、好ましくは４個以上搭載できるようにする。

図９〜１０に示すように、上記実施形態の土壌ケース１０の変形例である土壌ケース１１０は、土壌を収容する土壌収容容器１３０と、土壌収容容器１３０に収容された土壌をふるいにかける土壌ふるい１４０と、ふるいにかけられた土壌を回収する土壌回収容器１５０と、を備える。さらに、土壌ケース１１０は、土壌収容容器１３０を収容可能な外カバー１６０を備えていてもよい。

加えて、土壌ケース１１０は、各部１３０〜１６０同士を着脱自在に装着する着脱機構１７０を備えていてもよい。着脱機構１７０は、例えば、土壌ふるい１４０と土壌収容容器１３０とを着脱自在に結合する収容容器着脱機構１７１と、土壌回収容器１５０と土壌ふるい１４０とを着結脱自在に結合する回収容器着脱機構１７２と、土壌ふるい１４０と外カバー１６０とを着脱自在に結合する外カバー着脱機構１７３と、を有する。

土壌収容容器１３０は、内周面１３０ＮＴから突設する撹拌突起１３０ＮＴが周方向に等間隔で３箇所形成されていること、そして、外周面１３０Ｇに係止突起６５を有すること以外は、土壌収容容器３０と同一の構造である。土壌ふるい１４０及び土壌回収容器１５０は、それぞれ土壌ふるい１４０及び土壌回収容器５０と同一の構造である。外カバー１６０は、係止突起６５が省略されたこと以外は、外カバー６０と同一の構造である。

収容容器着脱機構１７１は、土壌収容面１４０ＡＡに設けられた環状の嵌合空間形成突起１７１Ｔを有する。嵌合空間形成突起１７１Ｔの形成により、土壌収容容器１３０の開口端１３０ＫＥと嵌合可能な穴１７１Ｋが形成される。土壌収容容器１３０の開口端１３０ＫＥを穴１７１Ｋに嵌合することにより、土壌収容容器１３０の密閉度が向上する。

回収容器着脱機構１７２は、土壌回収面１４０ＡＢから突設する環状突出部１７２ＴＡと、環状突出部１７２ＴＡよりも内側の土壌収容面１４０ＡＡから突設する環状の嵌合空間形成突起１７２ＴＢと、を有する。こうして、環状突出部１７２ＴＡ及び嵌合空間形成突起１７２ＴＢの間には、土壌回収容器１５０の開口端１５０ＫＥが収容可能な収容空間１７２ＭＭが形成される。環状突出部１７２ＴＡは嵌合空間形成突起１７１Ｔよりも径方向外側に位置することが好ましい。

回収容器着脱機構１７２は、さらに、環状突出部１７２ＴＡの内周面に形成された係合螺旋溝１７２ＲＡと、土壌回収容器１５０の開口端１５０ＫＥの外周面に係合螺旋溝突起１７２ＲＢとを有する。そして、係合螺旋溝１７２ＲＡは係合螺旋溝突起１７２ＲＢと螺合可能である。こうして、土壌回収容器１５０の開口端１５０ＫＥが収容空間１７２ＭＭに収容されるように土壌ふるい１４０と土壌回収容器１５０とを装着した場合、土壌回収容器１５０の密閉度を向上させることができる。

外カバー着脱機構１７３は、嵌合空間形成突起１７１Ｔの上端から上方へ延びる突端１７３Ｔと、外カバー６０の開口端６０ＫＸに設けられ突端１７３Ｔを収容可能な収容溝１７３Ｍと、突端１７３Ｔの外周面に設けられた係合螺旋突起１７３ＲＡと、収容溝１７３Ｍのうち外側の壁面に設けられた係合螺旋溝１７３ＲＢと、を有する。係合螺旋突起１７３ＲＡは係合螺旋溝１７３ＲＢと螺合可能である。こうして、突端１７３Ｔが収容溝１７３Ｍに収容されるようにして、土壌ふるい１４０と外カバー１６０とを装着した場合、外カバー１６０の密閉度を向上させることができる。

図１１に示すように、さらに、外カバー１６０は、上側の外周面に凹部１６０Ｌを有することが好ましい。凹部１６０Ｌは、周方向に所定の間隔で並ぶ。所定の間隔で並ぶ凹部１６０Ｌは、外カバー１６０の着脱操作の際、滑り止め機構として機能する。

同様にして、土壌収容容器１５０は、下側の外周面に凹部１５０Ｌを有することが好ましい。凹部１５０Ｌは、周方向に所定の間隔で並ぶ。所定の間隔で並ぶ凹部１５０Ｌは、土壌収容容器１５０の着脱操作の際、滑り止め機構として機能する。そして、環状突出部１７２ＴＡの外周面にはナーリング加工により、ナーリング溝１４０Ｌが施されていることが好ましい。このナーリング溝１４０Ｌは、土壌ふるい１４０の着脱操作の際、滑り止め機構として機能する。

なお、本発明の回転装置は、上記実施形態の回転装置２０に限られず、図１２〜１３に示す回転装置１２０でもよい。回転装置１２０は、公転軸Ｋの方向に設けられた公転軸体１２１と、公転軸Ｋ周りに公転軸体１２１を回転させるモータ１２２と、公転軸体１２１の上端側に取り付けられた太陽平歯車１２３と、公転軸Ｋと垂直な姿勢で配され公転軸体１２１の中途部分に固定された支持円板１２４と、支持円板１２４に設けられ自転軸Ｊ回りに回転自在な自転軸体１２５と、自転軸体１２５に設けられ太陽平歯車１２３と噛合可能な遊星平歯車１２６と、筐体２９に設けられ遊星平歯車１２６と噛合可能な歯１２７と、を備えていてもよい。なお、歯１２７は、筐体２９の上面に開口し公転機構を構成する部品１２１〜１２６を収容する収容穴２９Ｋの内壁に設けることが好ましい。

また、本発明の回転装置（例えば、前述の回転装置２０や回転装置１２０）において、土壌ケースの公転方向ＤＫと、土壌ケースの自転方向ＤＪとは、逆方向であることが好ましい（図１２参照）。

なお、土壌ケース１０や土壌ケース１１０は、土壌回収容器５０の開口５０ＫＸに装着可能な蓋１８５を備えることが好ましい（図１４参照）。

蓋１８５は、内天面１８５Ａから突設する環状突出部１８２ＴＡと、環状突出部１８２ＴＡよりも径方向内側の内天面１８５Ａから突設する環状の嵌合空間形成突起１８２ＴＢと、を有する。こうして、環状突出部１８２ＴＡ及び嵌合空間形成突起１８２ＴＢの間には、土壌回収容器１５０の開口端１５０ＫＥが収容可能な収容空間１８２ＭＭが形成される。蓋１８５は、さらに、環状突出部１８２ＴＡの内周面に形成された係合螺旋溝１８２ＲＡを有する。そして、係合螺旋溝１８２ＲＡは係合螺旋溝突起１７２ＲＢと螺合可能である。こうして、ふるいにかけられた土壌が収容する土壌回収容器１５０に蓋１８５を装着することにより、ふるいにかけられた土壌を、こぼすことなく確実に搬送することができる。

なお、本発明の土壌ふるい器は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 土壌ふるい器
１０ 土壌ケース
２０ 回転装置
２３ モータ
２５ 遊星傘歯車
２６ 太陽傘歯車
２９ 筐体
３０ 土壌収容容器
３０ＧＭ 周面
３０ＧＵ 天面
３０Ｋ 土壌収容空間
４０ 土壌ふるい
４０ＡＸ 貫通孔
５０ 土壌回収容器
５０Ｋ 土壌回収空間
６０ 外カバー
６０Ｋ ケース収容空間
６５ 係止突起
７０ 着脱機構
７１ 収容容器着脱機構
７２ ふるい部着脱機構
７３ 外カバー着脱機構
８０ 撹拌部材

Claims (10)

1. 土壌を収容する状態で回転自在に配され、前記回転によって前記収容した土壌に対してふるいをかける土壌ケースであって、
   前記土壌を収容する土壌収容容器と、
   前記ふるいをかけられた土壌を回収する土壌回収容器と、
   前記土壌収容容器及び前記土壌回収容器の間に配され、互いの内部空間同士を連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の通過により前記収容された土壌にふるいをかける土壌ふるいと、を備え、
   前記土壌ふるいは前記土壌収容容器側にふるいエリアを有し、
   前記土壌収容容器の開口端部近傍の内壁が前記土壌回収容器に向かって拡開されたことを特徴とする土壌ケース。
2. 土壌を収容する状態で回転自在に配され、前記回転によって前記収容した土壌に対してふるいをかける土壌ケースであって、
   前記土壌を収容する土壌収容容器と、
   前記ふるいをかけられた土壌を回収する土壌回収容器と、
   前記土壌収容容器及び前記土壌回収容器の間に配され、互いの内部空間同士を連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の通過により前記収容された土壌にふるいをかける土壌ふるいと、を備え、
   前記土壌ふるいは前記土壌収容容器側にふるいエリアを有し、
   前記土壌ふるいの前記ふるいエリアと前記土壌収容容器の開口端部近傍の内壁とがなす角の角度が９０°未満であることを特徴とする土壌ケース。
3. 前記土壌収容容器及び前記土壌ふるいの間には、互いを着脱自在に結合する収容容器着脱機構を備え、
   前記土壌ふるいの前記ふるいエリアの周りには、前記土壌収容部の開口端が環状に当接し、
   前記収容容器着脱機構は、
   前記土壌収容容器の開口端に設けられた収容容器側係止部と、
   前記ふるいエリアの周りに設けられ、前記収容容器側係止部と係止自在である収容容器用ふるい側係止部と、を有することを特徴とする請求項１または２記載の土壌ケース。
4. 前記土壌回収容器の開口端近傍の内壁は、前記土壌収容容器の開口端近傍の内壁に比べて、前記土壌ケースの自転軸から遠ざかっていることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の土壌ケース。
5. 前記土壌収容容器を収容する外カバーと、
   前記外カバーと前記土壌ふるいの間にて互いを着脱自在に結合する外カバー着脱機構と、を備え、
   前記外カバー着脱機構は、
   前記外カバーの開口端に設けられたカバー側係止部と、
   前記ふるいエリアの周りに設けられ、前記カバー側係止部と係止自在であるカバー用ふるい側係止部と、を有し、
   前記外カバーは前記土壌収容容器に係止するためのケース係止部を有し、
   前記カバー側係止部と前記カバー用ふるい側係止部とが係止された状態では、前記ケース係止部が前記土壌収容容器を前記土壌ふるい側に向けて押圧することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項記載の土壌ケース。
6. 前記土壌収容容器を収容する外カバーと、
   前記外カバーと前記土壌ふるいの間にて互いを着脱自在に結合する外カバー着脱機構と、を備え、
   前記外カバー着脱機構は、
   前記外カバーの開口端に設けられたカバー側係止部と、
   前記ふるいエリアの周りに設けられ、前記カバー側係止部と係止自在であるカバー用ふるい側係止部と、を有し、
   前記カバー側係止部及び前記カバー用ふるい側係止部のいずれか一方が螺旋溝であるとともに、他方が螺旋突起であり、
   前記土壌収容容器が前記土壌ふるいに結合された場合の前記土壌収容容器の締まり方向と、前記土壌ケースの自転方向とが逆方向であることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項記載の土壌ケース。
7. 前記土壌回収容器と前記土壌ふるいの間にて互いを着脱自在に結合する回収容器着脱機構と、を備え、
   前記回収容器着脱機は、
   前記土壌回収容器の開口端に設けられた回収容器側係止部と、
   前記土壌ふるいに設けられ、前記回収容器側係止部と係止自在である回収容器用ふるい側係止部と、を有し、
   前記回収容器側係止部及び前記回収容器用ふるい側係止部のいずれか一方が螺旋溝であるとともに、他方が螺旋突起であり、
   前記土壌回収容器が前記土壌ふるいに結合された場合の前記土壌回収容器の締まり方向と、前記土壌ケースの自転方向とが逆方向であることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載の土壌ケース。
8. 前記土壌収容容器及び前記土壌ふるいと別体となって前記土壌収容容器の内部空間に配され、前記収容された土壌を撹拌する棒状の撹拌体を備えることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載の土壌ケース。
9. 前記土壌ケースは、透光性を有する材料から形成されたことを特徴とする請求項１ないし８のうちいずれか１項記載の土壌ケース。
10. 請求項１ないし９のうちいずれか１項記載の前記土壌ケースが着脱自在に搭載され、前記土壌ケースを自転及び公転させる回転装置と、を備えたことを特徴とする土壌ふるい器。

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