JP4286766B2 - 薬剤散布装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線操縦式飛行体に搭載され薬剤を散布する薬剤散布装置に関する。

従来の無線操縦式ヘリコプター（無線操縦式飛行体）に搭載され農薬（薬剤）を散布する薬剤散布装置は、農薬を貯留するタンクと、そのタンクの下方に、タンクから供給された農薬を散布する散布部とを備える。散布部は、さらにタンクから供給される農薬を所望の量に調量するシャッタ式調量手段と、そのシャッタ式調量手段にて調量された農薬を散布する回転式の散布手段とを備える。そして、無線操縦式ヘリコプターで飛行しながら所望の散布量となるようにシャッタ式調量手段を操作して散布手段を回転させながら農薬の散布を行っている（例えば特許文献１）。

特開平１１−１３８０７０号公報

しかし このような薬剤散布装置では、農薬の散布量をシャッタ式調量手段により調量しているので、耕作地１０ａあたり１ｋｇ程度の農薬の散布量が一般的であり、耕作地１０ａあたり２５０ｇ程度の微量の農薬の散布の調整ができないという問題があった。加えて、散布量にばらつきがあり、連続して一定量の農薬を散布することができないという問題があった。
そこでこの発明の目的は、散布量の微調整が可能で、かつ一定量を連続して供給可能な薬剤散布装置を提供することにある。

このため請求項１に記載の発明は、一対の薬剤貯留タンクと、前記薬剤貯留タンクから供給される薬剤を散布する散布部とを備え、無線操縦式飛行体に搭載され前記薬剤を散布する薬剤散布装置において、
前記散布部は、各薬剤貯留タンクの下部に配される回転式調量手段と前記各タンクから回転式調量手段によって調量された薬剤を合流させて散布する散布手段とからなり、
前記回転式調量手段は、回転軸を突設した円柱部と、前記円柱部の外周に取り付けられた円筒部と、前記円筒部を前記円柱部に取り付けて固定するための固定部とを有するローラ部からなり、前記円筒部に複数の薬剤充填溝が形成され、前記複数の薬剤充填溝は、前記回転軸方向に対して一定の角度をもって形成され、かつ１の薬剤充填溝の後端と該薬剤充填溝に隣り合う別の薬剤充填溝の先端とが前記回転軸方向に平行な同一直線上に接するように形成され、かつ前記円筒部の薬剤保持側に隣接して薬剤保持部材が配設され、
前記散布手段は、前記一対の薬剤貯留タンクの中央に配設される回転軸によって回転するスピンナーであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、一対の薬剤貯留タンクと、前記薬剤貯留タンクから供給される薬剤を散布する散布部とを備え、無線操縦式飛行体に搭載され前記薬剤を散布する薬剤散布装置において、
前記散布部は、各薬剤貯留タンクの下部に配される回転式調量手段と前記各タンクから回転式調量手段によって調量された薬剤を合流させて散布する散布手段とからなり、
前記回転式調量手段は、回転軸を突設した円柱部と、前記円柱部の外周に取り付けられた円筒部と、前記円筒部を前記円柱部に取り付けて固定するための固定部とを有するローラ部からなり、前記円筒部に複数の薬剤充填溝が形成され、前記複数の薬剤充填溝は、前記回転軸方向に対して一定の角度をもって形成され、かつ１の薬剤充填溝の後端と該薬剤充填溝に隣り合う別の薬剤充填溝の先端とが前記回転軸方向に平行な同一直線上に接するように形成され、かつ前記円筒部の薬剤保持側に隣接して薬剤保持部材が配設され、
前記散布手段は、前記一対の薬剤貯留タンクの中央に配設される回転軸によって回転するスピンナーであることを特徴とするので、タンクより薬剤充填溝に充填された薬剤がローラ部の回転により散布手段に順次供給することができるとともに、薬剤充填溝を適当な大きさとすることによって微量の薬剤を供給することができる。
したがって、ローラ部の回転を一定に保持すれば散布手段への薬剤の供給量を一定とすることができ、薬剤の散布量の微調整が可能で、かつ一定量を連続して散布可能な薬剤散布装置を提供することができる。

また、薬剤充填溝を複数備え、１の薬剤充填溝の後端とその薬剤充填溝に隣り合う別の薬剤充填溝の先端とが回転軸方向に平行な同一直線上に接するように形成されるので、ローラ部が一定速度で回転すると供給量を変動させることなく薬剤を連続して供給することができる。したがって、常に一定量の薬剤を散布する薬剤散布装置を提供することができる。

また、ローラ部が、回転軸を突設した円柱部と、その円柱部の外周に取り付ける円筒部と、その円筒部を円柱部に取り付けて固定するための固定部とを有し、円筒部に薬剤充填溝が形成されているので、必要に応じて薬剤充填溝の寸法の異なる円筒部を交換することができる。したがって、ローラ部の回転数を変更せずに円筒部を交換することによって散布する薬剤量を調整することができる。また、固定部によって円筒部を円柱部に取り付けて固定するので、容易に円筒部の取り外しができる。

また、薬剤充填溝に充填された薬剤を保持するための保持部材をローラ部に隣接して設けるので、薬剤が薬剤充填溝に所望の位置まで保持された後順次放出されるので、より正確に所望の量の薬剤を散布手段に供給することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１は本発明の薬剤散布装置を装着した無線操縦式ヘリコプター（無線操縦式飛行体）の一例の側面図であり、図２は図１の正面図である。
無線操縦式ヘリコプターＨは、機体１の上部に回転軸２ａを突出させメインロータ２を取り付ける。また、機体１の後方にはテールロータ３を回転自在に取り付ける。これらメインロータ２とテールロータ３とは不図示のエンジンによって回転するようになっている。また、機体１の進行方向両側部には薬剤を貯留するタンク４を設ける。タンク４は下部に散布部５を備える。一方、機体１の下部にはスキッド６を設ける。さらにアンテナ７，８を適宜設ける。アンテナ７は機体操縦指示のための電波を受信するようになっている。また、アンテナ８は後述する散布部５の駆動部を制御するようになっている。

なお、薬剤散布装置はタンク４と散布部５とから構成され、散布部５は詳しくは図３に示すように構成されている。すなわち、タンク４から供給される薬剤を所望の量に調量するロータ（ローラ部）１３と、そのロータ１３にて調量された薬剤を散布するスピンナー（散布手段）５Ｂとを備える。ロータ１３は、断面視で略ヘの字型に折り曲げて形成した２つの金属製の案内板（案内部）１１にそれぞれ金属製の板状のステー１２を溶接などにより固設し、そのステー１２には貫通孔を設けてロータ１３の回転軸を回転自在に保持する。ロータ１３の一端にはモータ１４を取り付ける。なお、このモータ１４のコネクタは散布部５の外部に適宜導かれている。また、２つの金属製の案内板１１は、開口１１Ｏを形成するように先端部分を一定の間隔をもって備える。なお、ロータ１３の外周面１３ｂには薬剤充填溝１３ａを設ける。
この回転式調量手段としての、案内板１１、ステー１２、ロータ１３およびモータ１４は散布部５から着脱自在に構成され、必要に応じて取り付けるようになっている。

ロータ１３の下部には、ロータ１３より落下する薬剤を案内する樋５Ａを設ける。樋５Ａは下方に達するにしたがって断面積が小さくなるように構成されている。なお、この図では散布部５の左半分のみ図示しているが、中心線ＣＬを対称に右側にも同様の樋５Ａとロータ１３、タンク４などを備えるものとする。
樋５Ａの下部には合流部５Ｃを設ける。この合流部５Ｃにて左右の樋５Ａに案内されてきた薬剤が合流する。合流部５Ｃの下部にはスリット５ｂおよびシャッタ５ａを備える。スリット５ｂは合流部５Ｃの側壁に固設されている。一方、シャッタ５ａは合流部５Ｃの側壁に貫通して設けられ、矢印ａ方向にスライド自在となっている。
合流部５Ｃの上部の壁上にはモータ１０を備え、中心線ＣＬに沿って回転軸１０ａを延出し、回転軸１０ａの他端にはスピンナー５Ｂを取り付ける。スピンナー５Ｂは中心部分の取付部５ｃとその取付部５ｃの外周に延出して設ける板状のフィン５ｄとからなる。このフィン５ｄは取付部５ｃの外周に一定の間隔で放射状に固設して設ける。

ところで、散布部５の上部にはタンク４を矢印ｂ方向に着脱自在に備える。タンク４は蓋部４Ａと本体部４Ｂとから構成され、ヒンジ４Ｃを介して矢印ｄ方向に開閉自在に取り付けられている。タンク４の下部にはスリット４ｂおよびシャッタ４ａを備える。スリット４ｂは本体部４Ｂに固設されている。一方、シャッタ４ａは本体部４Ｂの側壁に貫通して設けられ、矢印ｃ方向にスライド自在となっている。

なお、回転式調量手段は詳しくは図４（ａ），（ｂ）に示すように構成されている。すなわち、ロータ１３の回転中心に貫通してロータ１３の側部より突設された回転軸１３Ｅをステー１２に形成された貫通孔に貫通させて止め部材１３Ｄにて回転自在に取り付ける。一方、ロータ１３の回転中心の他端には締付部１３Ｂを固設し、締付部１３Ｂの周面に貫通孔を設けてボルトなどの止め部材１３Ｃを締め付けることによって回転軸１３Ｅにロータ１３を取り付ける。そして、回転軸１３Ｅの他端をモータ１４に取り付ける。

また、ロータ１３は回転軸１３Ｅを突設した円柱部１３Ｇとその円柱部１３Ｇの外周に取り付ける円筒部１３Ｆと、その円筒部１３Ｆを円柱部１３Ｇに取り付けて固定するための固定部１３Ａとを有する。そして、円筒部１３Ｆの外周１３ｂに直線状の薬剤充填溝１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３・・・が形成されている。この薬剤充填溝１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３・・・は、回転軸１３Ｅ方向に対して一定の角度θをもって一定間隔で円筒部１３Ｆの外周１３ｂに合計６箇所形成されている。さらに、薬剤充填溝（１の薬剤充填溝）１３ａ１の後端Ｂとその薬剤充填溝１３ａ１に隣り合う薬剤充填溝（別の薬剤充填溝）１３ａ２の先端Ｔとが回転軸１３Ｅ方向に平行な同一直線上に接するように形成されている。同様に、薬剤充填溝１３ａ２の後端Ｂとその薬剤充填溝１３ａ２に隣り合う薬剤充填溝１３ａ３の先端Ｔとが回転軸１３Ｅ方向に平行な同一直線上に接するように形成されている（以下、同様）。
このように形成すると、薬剤充填溝１３ａ１の後端Ｂから薬剤が排出された後、連続して薬剤充填溝１３ａ２の先端Ｔから薬剤が排出されるので、常に一定量の薬剤を散布手段５に供給することができる。

一方、ロータ１３に隣接して、ブラシ（保持部材）３０を設ける。このブラシ３０は、薬剤充填溝１３ａに充填された薬剤が一度に樋５Ａに排出されるのを防ぐためのものである。したがって、ブラシ３０によって薬剤充填溝１３ａに保持されていた薬剤はロータ１３の回転によって排出位置Ｐに到着し、順次排出されることになる。なお、保持手段としてのブラシ３０はこれに限定されるものではなく、例えば柔軟性の高いゴム、スポンジなどをローラ１３に押し当てて備えてもよい。
また、図５に示すように、この薬剤充填溝１３ａの長さをＬ、幅ａ、深さをＤ、回転軸１３Ｅ方向に対してのなす角度をθとすると、これらの数値を変化させた別の円筒部を円柱部１３Ｇに取り付けることによってモータ１４の回転数を変化させることなく、スピンナー５Ｂへの薬剤散布量を容易に変えることができる。

このように構成された薬剤散布装置で耕作地に薬剤を散布するに方法について図１〜５を参照しつつ図６，７を用いて説明する。
まず、無線操縦式ヘリコプターＨを不図示の操作装置を用いて所望の耕作地上空に飛行させる。そして、操縦機２０のスイッチ２０ｂをＯＮにする。するとその指示をアンテナ８が受信しロータ駆動スイッチとスピンナー駆動スイッチとをＯＮにする。その後、回転数ツマミ２０ａを調整して所望の回転数でモータ（駆動手段）１０，モータ（別の駆動手段）１４を回転させる。これによって、スピンナー５Ｂとロータ１３とが所望の回転数で回転する。なお、シャッタ４ａは手動操作にて、シャッタ５ａは遠隔操作にて適宜開閉するものとする。操縦機２０に代えて、ヘリコプターＨを操縦する操作機にて同様の操作をすることができる。その場合にはアンテナ７を介して指示を行うものとする。
このとき、ロータ１３にはタンク４から薬剤が案内板１１に案内されて開口１１Ｏより、ロータ１３の表面に供給される。そして、ロータ１３が回転するとロータ１３に形成された薬剤充填溝１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３・・・に所望の量の薬剤が充填される。この薬剤はブラシ３０によって薬剤充填溝１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３・・・に保持されながらロータ１３の回転とともにブラシ３０の下端である排出位置Ｐにて順次排出され（図７（ａ），（ｂ））、樋５Ａへと落下する。
そして、左右の樋５Ａに沿って落下してきた薬剤は合流部５Ｃにて合流し、開状態となったシャッタ５ａからスリット５ｂを通ってスピンナー５Ｂに落下する。スピンナー５Ｂに落下した薬剤はスピンナー５Ｂの回転にて拡散されて下方の耕作地に散布される。

なお、操縦機２０に備える回転数ツマミ２０ａを適宜調整することによって、モータ１４の回転数を調整して薬剤の散布量を制御してもよい。
また、モータ１４の回転数を一定とした場合には、予め、薬剤充填溝１３ａの長さＬ、幅ａ、深さＤ、回転軸１３Ｅ方向とのなす角度θの異なる複数の円筒部１３Ｆを用意しておき、最適な円筒部１３Ｆを円柱部１３Ｇに取り付けることによって薬剤の散布量を調整することもできる。この場合、止め部材１３Ｄを外した後、固定部１３Ａを外し、円筒部１３Ｆを円柱部１３Ｇから取り外す。そして、用意した別の円筒部を円柱部１３Ｇに取りつけて固定部１３Ａを取り付けた後、止め部材１３Ｄで固定する。

なお、円筒部１３Ｆの内周に突起を設け、その突起に嵌合する凹溝を円柱部１３Ｇの外周に回転軸１３Ｅ方向に沿って形成して両者をはめ合わせて円筒部１３Ｆを円柱部１３Ｇに取り付けるようにする（スプライン状）と、ローラ１３が回転する際に円柱部１３Ｇの表面で円筒部１３Ｆがスリップすることなく同期して回転することを容易にする。

一方、薬剤の散布を停止するときは、操縦機２０のスイッチ２０ｂをＯＦＦにする。するとアンテナ８を介してロータ駆動スイッチがＯＦＦとなる。ロータ駆動スイッチのＯＦＦによりモータ１４が停止し、ロータ１３の回転が停止する。すると、薬剤が樋５Ａに供給されなくなる。

なお、上述の例では、ロータ１３が円柱部１３Ｇとその外周に円筒部１３Ｆとで構成され、円筒部１３Ｆの外周１３ｂに薬剤充填溝１３ａを複数形成したが、この発明はこれに限定されるものではなく、ロータ１３を円柱状に構成し、そのロータ１３の外周に薬剤充填溝１３ａを複数形成して構成してもよい。このようにすると、部材を減らすことができ、構成を簡単にすることができる。この場合、止め部材１３Ｃを緩めてロータ１３を回転軸１３Ｆから取り外し、別の形状の薬剤充填溝が形成されているロータを取り付けることによって薬剤充填溝の形状の異なる回転式調量手段を構成する。

ところで、図８（ａ），（ｂ）に示すようにロータ１３の表面１３Ｙに薬剤充填溝１３Ｘを円周方向に複数形成して、薬剤散布装置を構成すると、薬剤充填溝１３Ｘ内の薬剤をブラシ３０の先端部が保持することができず、薬剤充填溝１３Ｘの先端Ｔが排出位置Ｐに達すると、薬剤充填溝１３Ｘの先端Ｔ以外に充填されている薬剤が薬剤充填溝１３Ｘに沿って先端Ｔ方向に移動して先端Ｔより流出してしまい、先端Ｔが排出位置Ｐに達した薬剤充填溝１３Ｘ内に充填された薬剤はすべて排出されてしまう。このため、常時一定量で薬剤を散布手段５に供給することができないという問題が生じる。このような問題を生じないように、薬剤充填溝１３ａはローラ１３の回転軸１３Ｅに対して、適当な角度をもって形成することが求められる。

以上詳述したように、この発明の薬剤散布装置は、薬剤を貯留するタンク４と、そのタンク４の下方に、そのタンク４から供給された薬剤を散布する散布部５とを備え、散布部５は、さらにタンク４から供給される薬剤を所望の量に調量するロータ１３と、そのロータ１３にて調量された薬剤を散布するスピンナー５Ｂとを備える。
そして、回転式調量手段がロータ１３と、そのロータ１３の回転中心に突設された回転軸１３Ｅとを有し、ロータ１３の外周１３ｂに薬剤を充填する薬剤充填溝１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３・・・が形成され、その薬剤充填溝１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３・・・は、回転軸１３Ｅの方向に対して一定の角度θをもって形成される。そして、１の薬剤充填溝１３ａ１の後端Ｂとその薬剤充填溝１３ａ１に隣り合う別の薬剤充填溝１３ａ２の先端Ｔとが回転軸１３Ｅに平行な同一直線上に接するように形成される。
さらにロータ１３が回転軸１３Ｅを突設した円柱部１３Ｇとその円柱部１３Ｇの外周に取り付ける円筒部１３Ｆとを有し、その円筒部１３Ｆに薬剤充填溝１３ａが複数形成されている。その薬剤充填溝１３ａに充填された薬剤を保持するためのブラシ（保持部材）３０をロータ１３に隣接して設ける。

また、スピンナー５Ｂが回転軸１０ａの外周に複数のフィン５ｄを突設して構成され、フィン５ｄをモータ１０によって回転させる一方、ロータ１３を別のモータ１４によって回転させる。したがって、回転式調量手段の起動および停止と、散布手段の起動および停止とを分けて操作することができ、たとえば、回転式調量手段の動作を停止して薬剤の供給を停止し、適当な時間後に、散布手段の回転を停止させるように制御することもできる。

加えて、タンク４が散布部５から分離可能である場合は、ロータ１３が散布部５から分離可能である。したがって、散布量に応じてタンクのサイズを適宜変更することが容易である。また、散布する薬剤の種類に応じてタンクを変えることができる。
さらに、ロータ１３がタンク４から供給される薬剤を開口１１Ｏに集めるための案内板１１と、その案内板１１の開口１１Ｏ付近に設けられた回転自在のロータ１３とを備える。したがって、簡単な構成で薬剤の散布量の微調整が可能な薬剤散布装置を提供することができる。

なお、この例では散布部５にシャッタ５ａおよびスリット５ｂを備えているので、ロータ１３を取り外した状態でも、シャッタ５ａおよびスリット５ｂ（スライド式調量手段）によって薬剤の調量をすることが可能である。
また、回転式調量手段が散布部から分離可能であるので、薬剤の散布量の微調整が必要な場合にのみ回転式調量手段を取りつけ、それ以外の場合には取り外すことができる。また、メンテナンスが容易にできる。

上述の例では、薬剤充填溝１３ａが回転軸１３Ｅに対して一定の角度θをもって複数形成され、１の薬剤充填溝１３ａ１の後端Ｂとその薬剤充填溝１３ａ１に隣り合う別の薬剤充填溝１３ａ２の先端Ｔとが回転軸１３Ｅ方向に平行な同一直線上となるように形成したが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば図９に示すように、薬剤充填溝１３ａ１が回転軸１３Ｅに対して一定の角度θをもって形成されるとともに、薬剤充填溝１３ａ２が回転軸１３Ｅに対して一定の角度（−θ）をもって形成され、薬剤充填溝１３ａ１の後端Ｂとその薬剤充填溝１３ａ１に隣り合う薬剤充填溝１３ａ２の先端Ｔとが回転軸１３Ｅ方向に平行な同一直線上で隣接するように形成してもよい。

なお、上述の例では、無線操縦式飛行体の一例として、無線操縦式ヘリコプターを用いたが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば無線操縦式飛行機であってもよい。

本発明の薬剤散布装置を装着した無線操縦式ヘリコプターの一例の側面図である。 図１の正面図である。 図１の薬剤散布装置の一部拡大断面図である。 図１の薬剤散布装置の回転式調量手段の（ａ）は拡大側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視断面図である。 ローラに形成される薬剤充填溝の形状を説明するための図である。 図１の薬剤散布装置を操作する方法を示す図である。 （ａ）（ｂ）はローラが回転して薬剤充填溝から薬剤が排出される様子を説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）の状態からローラが一定量だけ回転した状態を示す図である。 ローラに形成される薬剤充填溝の好ましくない例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はＢ矢視断面図である。 この発明のローラに形成される薬剤充填溝の別の例を示した図である。

符号の説明

１ 機体
２ メインロータ
２ａ 回転軸
３ テールロータ
４ タンク
４ａ，５ａ シャッタ
４ｂ，５ｂ スリット
４Ａ 蓋部
４Ｂ 本体部
４Ｃ ヒンジ
５ 散布部
５Ａ 樋
５Ｂ スピンナー（散布手段）
５Ｃ 合流部
５ｃ 取付部
５ｄ フィン
６ スキッド
７，８ アンテナ
１０，１４ モータ
１０ａ，２３Ａ，３６ａ，３６ｂ 回転軸
１１，１１Ａ 案内板（案内部）
１１Ｏ 開口
１２ ステー
１３，２１，２３，２４ ロータ（ローラ部）
１３Ａ 固定部
１３Ｂ 締付部
１３Ｃ，１３Ｄ 止め部材
１３Ｅ 回転軸
１３Ｆ 円筒部
１３Ｇ 円柱部
１３ａ、１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３ 薬剤充填溝
１３ｂ 外周
２０ 操縦機
２０ａ 回転数ツマミ
２０ｂ スイッチ
３０ ブラシ（保持部材）
Ｂ 後端
ＣＬ 中心線
Ｈ 無線操縦式ヘリコプター（無線操縦式飛行体）
Ｐ 排出位置
Ｔ 先端

Claims (1)

1. 一対の薬剤貯留タンクと、前記薬剤貯留タンクから供給される薬剤を散布する散布部とを備え、無線操縦式飛行体に搭載され前記薬剤を散布する薬剤散布装置において、
   前記散布部は、各薬剤貯留タンクの下部に配される回転式調量手段と前記各タンクから回転式調量手段によって調量された薬剤を合流させて散布する散布手段とからなり、
   前記回転式調量手段は、回転軸を突設した円柱部と、前記円柱部の外周に取り付けられた円筒部と、前記円筒部を前記円柱部に取り付けて固定するための固定部とを有するローラ部からなり、前記円筒部に複数の薬剤充填溝が形成され、前記複数の薬剤充填溝は、前記回転軸方向に対して一定の角度をもって形成され、かつ１の薬剤充填溝の後端と該薬剤充填溝に隣り合う別の薬剤充填溝の先端とが前記回転軸方向に平行な同一直線上に接するように形成され、かつ前記円筒部の薬剤保持側に隣接して薬剤保持部材が配設され、
   前記散布手段は、前記一対の薬剤貯留タンクの中央に配設される回転軸によって回転するスピンナーであることを特徴とする、薬剤散布装置。

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