JP4636888B2 - シードスクラッチャー - Google Patents

Description

本発明は、種子の発芽促進に適した傷を種皮に付けるためのシードスクラッチャーに関する。

従来、種子の発芽を促進する方法として、一般的に、硫酸あるいはジベレリンなどの薬剤溶液などに浸漬したりあるいは一旦数週間から数ヶ月間の冷蔵保持した後発芽温度に戻すなどの種子の休眠状態を打破する方法、ならびに浸水前の種子（種皮）に傷をつける方法が知られている。浸水後の種子に超音波処理し、種皮組織に刺激を与える種子の発芽促進装置（たとえば特許文献１参照）なども提案されている。種皮が硬く吸水性の悪い硬実種子には、浸水前に、種皮に軽くヤスリあるいはサンドペーパーをかけたり、種子をセラミック粒、砂などの研磨材とともに撹拌したり袋に入れて軽く揉むなどして種皮に傷をつける処理を施した後吸水させることが有効である。

上記のような種皮に傷をつける作業を機械化した装置も提案されている。たとえば任意の角度に傾けた容器を緩やかに回転させることにより容器内に装填した種子を撹拌する、もやしあるいは貝割れの生産における均質な芽出しのための発芽装置（特許文献２参照）がある。このような緩やかな研磨に対し、研磨材を用いて外皮を研磨する装置の提案もある。たとえば、ほうれん草などの比較的硬質の外皮を有する種子の外皮の研磨において、従来の研磨材を用いる撹拌では、研磨の程度にバラつきを生じやすく、過度の研磨あるいはクラックを生じさせたりすることがあるとして、円筒容器内の種子を空気流で円周方向に回転させながら容器内壁に固定した研磨材に接触させつつ種子の外皮を研磨する装置が提案されている（特許文献３参照）。

特開平９−６５５１１号公報 特開平５−２６８８０５号公報 特開平８−９５１２号公報

発芽促進のために種子を研磨する場合には、胚あるいは胚乳を傷つけないように種皮（外皮、外殻、果皮）のみに傷をつける必要がある。また、研磨により種皮を削り取って精白してしまうと、後の浸水時に種皮内に抱水できず、発芽しなくなるため、種皮に部分的な傷をつけることが望ましい。このような研磨処理が必要とされる種子の例として、ゲノム研究の一モデルとしても知られているミヤコグサ（Lotus japonicus）がある。ミヤコグサの種子は、１ｇあたりの粒数が、Miyakojima MG-20系統で７００粒、Gifu B-129系統で９００粒程度の微細な硬実粒子である。最大径でも、ほうれん草の種子（３〜４ｍｍ程度）などと比べて１〜２ｍｍ程度と小さい。このミヤコグサの種子に発芽促進のための傷をつける場合には、従来、サンドペーパーを用いて人為的な研磨によっている。しかし、この作業は、種皮を削り取らずに、どの種子にも均等かつ種皮の一部のみに傷をつけられるように手の平上で注意深く５分程度行うため、手首の疲労など、作業負担が大きい。このため、上記操作の機械化が望まれ、どの種子の種皮にも発芽促進に適した傷を均等につけられる装置の出現が望まれている。

そこで、上記手作業による研磨操作を機械化して自動的に行うべく、研磨シートを回転ヘッドに装着して種子の回転研磨を試みたところ、種子が同一場所に留まらず、とくに回転する研磨シートの外周方向に移動し、うまく研磨できないことがわかった。このため回転ヘッドの径よりも小さい壁で包囲して外周方向への逃げを抑制して研磨すると、粒子が回転して全周面が研磨され、発芽促進に適した傷がつかないだけでなく、過研磨により発芽しなくなってしまうことがわかった。この知見に基づいて検討を重ね、上記目的を達成するものとして、内壁を特殊形状とした種子皿を含む以下のような構成の本発明のシードスクラッチャーを提供する。

本発明に係るシードスクラッチャーは、
モーターを含む回転駆動部、
前記回転駆動部に接続された回転軸、
前記回転軸に軸着され、平坦な円形底面を有するヘッド部材と、該ヘッド部材の底面を表装する研磨シートとを含む種揉みヘッド、および
円周の少なくとも１ケ所を中心方向に尖出させた形状の水平断面をもつ内壁を有する種子皿を備える。

上記内壁の水平断面において、円周の２ケ所以上から中心方向に尖出した形状であることが好ましい。たとえば菊花紋の外縁形状などのように１０以上尖出ブのある形状であってもよいが、典型的には３ケ所である。なお円周の中心にまで至る尖出はない。たとえば円周の３ケ所から尖出した形状は、極端にいえば三つ葉に似た形状であるが、３ケ所の尖端部が中心で接して包囲することにより内壁内を分画することはない。
種子皿の内壁が上記のような特殊形状であると、どの種子にも均等に発芽促進に適切な傷をつけることができる。なおペトリ皿のような円あるいは楕円の滑らかな内周をもつ通常の皿では、種子が皿内で回転・周回してしまい、種子が効率よく研磨されないため、必要な研磨を行うためには結果的に全周が研磨されやすい。

上記回転軸の回転速度は、回転駆動部のモーターとしてスピードモーターを使用することにより制御できる。本発明のシードスクラッチャーは、該回転軸の回転速度を制御するためのダイヤルなどの外部指示手段を含む回転速度制御手段およびタイマーを含む態様が好ましい。
本発明の好ましい態様において、上記ヘッド部材は、その中心から偏心して上記回転軸に軸着されている。
偏心したヘッド部材の回転により、研磨シートの回転は実質的に楕円の回転となるが、このような研磨は、真円の回転による研磨よりも、手の平による研磨に近いタッチが得られる。これにより手作業と同様な粒子への研磨効果が得られる。

上記において、研磨シートは、クッション材を介してヘッド部材に装着されていることが好ましい。
また、種子皿の内底面も、研磨シートで表装されていることが望ましい。
研磨シートは、クッション材を介して種子皿に装着されていることが好ましい。
上記各研磨シートは、種子に応じて適宜選択することができる。通常、取替え容易なサンドペーパーが好ましく使用され、なかでも布ヤスリが好ましく使用される。種子皿内の研磨シートは、種揉みヘッド表装用と同一の研磨シートを使用してもよく、別種のものを使用してもよい。ミヤコグサまたはシロイグサなどのそれに類似する種子の場合には、具体的に、種揉みヘッドを１５０番のサンドペーパーで表装し、種子皿の内底面をこれより粗いサンドペーパーで表装した態様を、好ましい態様として挙げることができる。

本発明において、種揉みヘッドの回転による種子の研磨時には、ヘッド部材の底面に装着された研磨シートの下面は、種子皿内部に収まるが、その深さは研磨する種子の大きさに応じて適宜に所定位置に定めることができる。また内壁も同様に、種子の大きさに応じて適宜に設定することができる。内壁は、その水平断面が上記特殊形状であれば種子皿に固定された段差などとしてて形成されていてもよいが、好ましくは皿と別途に形成された取り外し可能な中蓋である。中蓋であれば、内壁高さの調整が容易であり、また種子皿内に敷かれた研磨シートの取替えも容易となる。

本発明のシードスクラッチャーは、好ましい態様において、上記種子皿を着脱可能かつ固定的に保持するための種子皿台をさらに含む。種子皿は回転する種揉みヘッドに対し、回転せず種子皿台に固定され、一方、作業終了時には種子皿台から外すことができればどのような固定方法でもよいが、たとえば種子皿の底部に設けられた足、好ましくは少なくとも２本の足と、これを嵌合するための孔を有する種子皿台とにより、種子皿を種子皿台に着脱可能に固定することができる。

本発明では、上記種子皿台が種子皿を水平移動するスライド式である態様も好ましい。また上記種子皿台が、種子皿を複数、たとえば２つ保持する態様も好ましい。

本発明のシードスクラッチャーは、他の好ましい態様において、カム駆動モーター、該モーターに接続されたカム、該カムの回転により一端側が上下動し、該一端側に前記回転軸を上下動可能に遊着する回転軸受部材を有するレバー、前記回転軸の前記レバーと前記ヘッド部材との間に配置される弾性部材から構成される前記ヘッド部材の上下動機構をさらに備える。

上記のような構造の本発明のシードスクラッチャーによれば、種揉みヘッドの回転による研磨時に、種子が種子皿内で回転・周回するのを避けることができ、どの種子にも均等に発芽促進に適切な傷をつけることができる。本発明のシードスクラッチャーによれば、微細な硬実種子、たとえば最大径で２ｍｍ以下のミヤコグサの種子であっても、上記のような効果が得られる。具体的には、本発明のシードスクラッチャーの研磨処理による発芽率は、ミヤコグサの種子で９０％に達し、このことは、処理された種子が実質的に全て適切に研磨されているといえる。

以下、本発明の好適な一実施態様例を示す図を参照しながら本発明を説明する。また以下には、主としてミヤコグサを研磨する場合における好適な構成部材の寸法などを説明するが、それらは本発明をより具体的に説明するためのものであって、本発明はこの実施態様例の説明に制限されるものではないことはいうまでもない。
図１は、本発明に係るシードスクラッチャーの概略正面図である。シードスクラッチャー１は、モーター（図示せず）を含む回転駆動部２、回転駆動部に接続された回転軸３、回転軸３に軸着されたヘッド部材４１と、ヘッド部材４１の底面を表装する研磨シート４２とを含む種揉みヘッド４および種揉みヘッド４の下方に配置された種子皿５を備える。
本実施態様では、さらに、種子皿５を着脱可能にかつ固定的に保持するための種子皿台６を備える。上記各構成部材を収容するケース７の正面パネルには、電源スイッチ８、セットスイッチ９、タイマー１０、および回転軸３の回転速度コントロールダイヤル１１が配設されている。

図２は、種子皿５の上面図である。本発明において、種子皿５は、円周の少なくとも１ケ所を中心方向に尖出させた形状の水平断面をもつ内壁５０を有する。この内壁５０は、中心部を刳り抜いたドーナツ型中蓋５２の内周壁で構成されている。図２には、水平断面形状において、中蓋５２の内周の３ケ所に尖出部５１のある内壁５０の形態例を示す。中蓋５２の厚みは、すなわち内壁５０の高さは、通常、研磨する種子の径よりも小さい。たとえば種子１００がミヤコグサ（最大径１〜２ｍｍ）の場合には、厚み０.５ｍｍ程度の中蓋５２を使用することができる。

種揉みヘッド６とともに種子皿５の側断面図を示す図３において、種子皿５の内底面は研磨シート５３で表装されていることが望ましい。研磨シート５３は、好ましくはゴムシート（クッション材）５４を介して種子皿５に装着される。研磨シート５３は、たとえばゴムシート５３の両面接着層により、種子皿５に固定することが望ましい。研磨シート５３による種子皿５の底面表装は、種揉みヘッド４の回転時に、それに当接する種子１００を滑りにくくする効果がある。このような効果および種子を無用に傷つけないために、上記クッション材５４の使用とともに、研磨シート５３として、布サンドを用いることが好ましい。研磨シート５３は、種子に応じて適宜選択することができるが、種子がミヤコグサである場合の好ましい態様において、８０番の布サンドを研磨シート５３に使用することができる。また上記ゴムシート５４は４ｍｍ厚程度である。

種子皿５は、２本の足５５を有し、この場合、種子皿台６は２本の足５５を着脱可能に挿入しうる孔（図示せず）を有する。２本の足５５を孔に挿入すれば、種子皿５を種子皿台６に固定することができる。

種揉みヘッド４のヘッド部材４１底面は、種子皿５と同様にクッション材４３を介して研磨シート４２を装着することが好ましい。種子がミヤコグサである場合の好ましい態様において、研磨シート４２として１５０番の布サンドを使用することができ、またクッション材４３として厚み４ｍｍ程度のゴムシートを使用することができる。

本発明の好ましい態様において、ヘッド部材４１は、その中心から偏心して回転軸３に軸着されている。図４は、回転軸３と種揉みヘッド４（ヘッド部材４１）との軸関係を模式的に示す水平断面図である。偏心による最小径および最大径の回転周を、それぞれ破線で図４中に示す。種子皿５に対する種揉みヘッド４の回転軸線は図３に示される。本発明では、ヘッド部材４１は、偏心した軸心からの最小径すなわち楕円の小径に相当する半径部でも、種子皿５内の内壁５０の最大径より大きく、ヘッド部材４１の偏心回転時、ヘッド部材４１に装着した研磨シート４２の外周が常に中蓋５２の上面に重なることが望ましい。このような偏心研磨は、小径部と大径部とでは種子にかかる遠心力が異なるため、真円回転に比べ種子の回転が少ないなど、手の平による研磨に近いタッチが得られる。

回転駆動部２は、モーターの回転を回転軸３に伝達するプーリー（図示せず）を含んでいてもよい。回転軸３の回転速度は、スピードコントロールモーターの使用により制御可能である。モーターに接続した回転速度コントロールダイヤル１１により、種子に応じて適宜に選択した回転速度を設定することができる。またタイマー１０によりモーター駆動時間を適宜に設定することができる。これら制御方法は常套手段によることができる。

また本発明では、回転軸３を上下動させる機構を備える態様も好ましい。この上下動機構は図示しないが、たとえばカム駆動モーター、該モーターに接続されたカム、該カムの回転により一端側が上下動し、かつ該一端側に回転軸受部材を有するレバー、および該レバーとヘッド部材４１との間の回転軸３に配置されるスプリングなどの弾性部材から構成され、ケース７に配設されたセットスイッチ９に接続される。上記回転軸受部材内での回転軸３の上下動は、回転軸受部材に形成した上下に長い孔内を回転軸３に設けた凸部を遊挿すれば、スプリングの伸縮に応じて上下させることができる。また、公知技術を適用して、セットスイッチ９のオン・オフにより、種揉みヘッド４の研磨シート４２下面を所定位置間で上下動させることができ、たとえばセットスイッチ９のオンにより種子皿５内の所定深さまで下降させ、オフにより所定高さまで上昇させることができる。

本発明では、種子皿台６はスライド式である態様も好ましい。たとえばモーターを使用する公知技術を適用して、種子皿台６を部分的にスライドさせることにより、そこに載置した種子皿５をスライドさせることができる。
また種子皿台６は、２以上の種子皿５の足を挿入する孔を有している態様では、たとえば２つの種子皿５を載置することにより、一方の種子皿５を研磨処理に供している間、他方の種子皿５に種子１００を入れる準備することができる。種子皿台６をスライドさせるモーターをセットスイッチ９に接続し、センサーで位置決定し、停止させる機構とすれば、セットスイッチ９のオンにより、回転軸３下方の所定位置に移動させることができる。さらにこのスライド機構を上記回転軸３の上下動機構と連動させて、１つのセット操作とすれば、処理すべき種子１００を入れた種子皿５を種子皿台６にセットし、セットスイッチ９をオンとすることににより、種子皿５および種揉みヘッド４を、所定位置に移動させれば、研磨準備を自動的に行うことができる。

上記種子皿５に種子１００を単層となるように入れ、所定速度で所定時間研磨すれば、手作業での研磨と同様な発芽促進に適切な傷をどの種子にも均等につけることができる。この具体的な実施例として、上記種子１００としてミヤコグサの種子を種子皿５に入れ、種揉みヘッド４の下方にセットした後、種揉みヘッド４を所定速度で３０秒間回転させ、研磨したところ、研磨処理後の発芽率は９０％以上に達した。従来の手作業による発芽率が５０〜６０％程度であったことを考慮すれば、適切な研磨が極めて均質になされたといえる。上記研磨処理は、種子皿５に種子１００を挿入して、スライド式種子皿台６へのセット以降の作業を、上記種揉みヘッド４の上下動機構および種子皿台６のスライドを含む好ましい態様の装置により、セットスイッチ９のオン、回転速度の設定およびタイマー設定により、ほぼ自動的に行ったが、上記のような極めて良好な結果が得られた。

なお上記には、本発明を好ましい一態様例に基づいて説明したが、本発明のシードスクラッチャーは、上記実施例の態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し、かつ本発明の効果を損なわない範囲であれば、当分野の通常の技術を適用し、改良、追加などの適宜の変更を加えてもよい。

本発明シードスクラッチャーの一態様例を示す概略正面図である。 本発明における種子皿の上面図である。 本発明における種揉みヘッドおよび種子皿についての側断面図である。 本発明における回転軸と種揉みヘッドとの軸関係を模式的に示す水平断面図である。

符号の説明

１…シードスクラッチャー
２…回転駆動部
３…回転軸
４…種揉みヘッド４
４１…ヘッド部材
４２…研磨シート
５…種子皿
５０…内壁
５１…尖出部
５２…中蓋
５３…研磨シート
５４…クッション材
６…種子皿台
７…ケース７
８…電源スイッチ
９…セットスイッチ
１０…タイマー
１１…回転速度コントロールダイヤル
１００…種子

Claims (7)

1. モーターを含む回転駆動部、
   前記回転駆動部に接続された回転軸、
   前記回転軸に軸着され、平坦な円形底面を有するヘッド部材と、該ヘッド部材の底面を表装する研磨シートとを含む種揉みヘッド、および
   円周の少なくとも１ケ所を中心方向に尖出させた形状の水平断面をもつ内壁を有する種子皿を備えるシードスクラッチャー。
2. 前記ヘッド部材が、その中心から偏心して前記回転軸に軸着されてなる請求項１に記載のシードスクラッチャー。
3. 前記研磨シートが、クッション材を介して前記ヘッド部材に装着されている請求項１または２に記載のシードスクラッチャー。
4. 前記種子皿が、その内底面を表装する研磨シートを含む請求項１ないし３のいずれかに記載のシードスクラッチャー。
5. 前記研磨シートが、クッション材を介して前記種子皿に装着されている請求項４に記載のシードスクラッチャー。
6. 前記種子皿を着脱可能かつ固定的に保持するための種子皿台をさらに含む請求項１ないし５のいずれかに記載のシードスクラッチャー。
7. カム駆動モーター、該モーターに接続されたカム、該カムの回転により一端側が上下動し、該一端側に前記回転軸を上下動可能に遊着する回転軸受部材を有するレバー、前記回転軸の前記レバーと前記ヘッド部材との間に配置される弾性部材から構成される前記ヘッド部材の上下動機構をさらに備える請求項１ないし６のいずれかに記載のシードスクラッチャー。

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