JP4923540B2

JP4923540B2 - 作物洗浄装置

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Publication number: JP4923540B2
Application number: JP2005344164A
Authority: JP
Inventors: 石田　　伊佐男; 小田切　　元; 高木　　真吾; 岩部　　孝章
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: JP2007143502A

Description

本発明は、圃場で収穫した泥土付き作物を洗浄する洗浄装置に関するものである。

従来より、圃場に植生する大根や牛蒡などの作物は、圃場から抜き上げて収穫するため泥土が大量に付着している。従って、出荷前にはこの泥土を洗い落とす必要があり、このため、例えば特許文献１に開示されているように、縦向き姿勢の回転軸を中心に複数の噴水ノズルを公転させながら噴水を行う噴水装置を備えた作物洗浄装置が試みられている。
特開平１１−１０３８３７号公報

上記特許文献１記載の作物洗浄装置においては、搬送部上における噴水装置の高さが調整できないため、大きく曲がった作物や径の太い作物を洗浄する場合、噴水が届かない部分が生じ泥土の除去が不十分となったり、搬送部によって搬送される作物が噴水装置に干渉して、洗浄ができない問題がある。

また、圃場の条件によっては作物にあまり泥土が付着していないこともあるが、特許文献１記載の技術においては噴水を行う噴水装置の数を減らすことができないため、泥土の付着の少ない作物を洗浄する場合であっても、大量の水を消費してしまうという問題がある。

さらに特許文献１記載の技術において、噴水装置は回転軸を中心として公転する噴水ノズルより水を噴水する構成となっている。しかしながら洗浄する作物が大根や牛蒡等の長尺物の場合、水が作物の中央部に噴水されにくく作物の中央部の泥土が落ちにくいという問題がある。
そして、搬送中の作物が回転しにくいため、噴水装置から噴水を受ける面の泥土は除去されても、反対の面に付着している泥土が除去されずに残る問題がある。

本発明は収穫した作物の形状、サイズの違いや泥土の付着状態に左右されることなく作物を洗浄することができ、作物を全面に亘って洗浄することができると共に、節水もできる作物洗浄装置を提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決すべく次の技術的手段を用いる。
請求項１記載の発明は、機体フレーム（Ａ）に複数の搬送ローラ（１０）で構成される搬送部（Ｂ）を設け、該搬送部（Ｂ）の上方に搬送方向に沿って複数の噴水装置（３８）を設けて洗浄部（Ｇ）を構成し、該噴水装置（３８）を縦向き姿勢の回転軸（２４）を回転軸心として回転しながら洗浄水を噴水する構成とし、噴水装置（３８）を上下方向に位置調節する上下位置調節部（Ｄ）を設け、該回転軸（２４）の下端部で且つ噴水装置（３８）の中心部に第２噴水ノズル（４０）を設け、該第２噴水ノズル（４０）を中心部として放射状に複数の第１噴水ノズル（３９）を噴水装置（３８）の底部に設け、固定フレーム（４２ａ，４２ｂ）を前記洗浄部（Ｇ）の下方位置で機体フレーム（Ａ）に設け、前記搬送ローラ（１０）の最下点に接触する弾性体で構成した抵抗体（４１ａ，４１ｂ）を固定フレーム（４２ａ，４２ｂ）に設け、前記機体フレーム（Ａ）の搬送方向後側上部に駆動装置（１２）を設け、該駆動装置（１２）の駆動力を伝動して搬送部（Ｂ）を駆動する駆動部（Ｃ）を設けた作物洗浄装置において、水槽（３２）に貯留された洗浄水を前記洗浄部（Ｇ）に送る高圧ホース（３２ｃ）に送水管（３３）を設け、該送水管（３３）と洗浄部（Ｇ）の各噴水装置（３８）に洗浄水を配水する配水管（３４）を連結するジョイント（３５）を設け、該配水管（３４）と各噴水装置（３８）を連結するカップリング（３６）を設け、前記配水管（３４）に少なくとも一つの噴水装置（３８）への洗浄水の供給を止めるコック（３７）を設けて配水部（Ｆ）を構成し、前記洗浄部（Ｇ）の後側上部に洗浄水を下方に散水する第２散水管（４９）を設け、該第２散水管（４９）と配水管（３４）を連結したことを特徴とする作物洗浄装置とした。

請求項２記載の発明は、前記噴水装置（３８）の外周端部に設ける第１噴水ノズル（３９）を、角度調節自在な可動ジョイント（５２）を介して該噴水装置（３８）に設け、該可動ジョイント（５２）に角度調節レバー（５３）を設けたことを特徴とする請求項１記載の作物洗浄装置とした。

請求項１記載の発明によれば、噴水装置（３８）の回転軸心となる回転軸（２４）の下端部に第２噴水ノズル（４０）を設けると共に、この第２噴水ノズル（４０）を中心部として放射状に複数の第１噴水ノズル（３９）を設けたことにより、広範囲に洗浄水を噴水することができるので、作物（Ｘ）が長尺であっても付着した泥土が除去される。
そして、噴水装置（３８）の上下位置を調節する上下位置調節部（Ｄ）を設けたことにより、作物（Ｘ）の大きさや形状に合わせて噴水装置（３８）の上下位置を変更することができるので、作物（Ｘ）の大きさや形状にかかわらず、付着した泥土が除去される。
また、洗浄部（Ｇ）の下方位置で機体フレーム（Ａ）に設ける固定フレーム（４２ａ，４２ｂ）に弾性体で構成する抵抗体（４１ａ，４１ｂ）を設け、この抵抗体（４１ａ，４１ｂ）に搬送ローラ（１０）の底部を接触させる構成としたことにより、摩擦抵抗によって搬送ローラ（１０）が回転するため、搬送ローラ（１０）に積載された作物（Ｘ）を回転させることができるので、作物（Ｘ）の全面に洗浄水が当てられ、作物（Ｘ）に泥土が残ることが防止される。
さらに、洗浄部（Ｇ）の後側上部に第２散水管（４９）を設け、この第２散水管（４９）と洗浄部（Ｇ）の各噴水装置（３８）に洗浄水を配水する配水管（３４）を連結したことにより、洗浄部（Ｇ）で落とし切れなかった作物（Ｘ）の仕上げ洗浄を行なうことができるので、作物（Ｘ）に泥土が残ることが防止される。
また、配水管（３４）に少なくとも一つの噴水装置（３８）への洗浄水の供給を止めるコック（３７）を設けたことにより、作物（Ｘ）に付着している泥土の量に合わせて噴水装置（３８）ごとに噴水するか否かを決めることができるので、付着している泥土が少ないときには、洗浄水の節約が図られる。

請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加え、角度調節レバー（５３）を操作して可動ジョイント（５２）の角度を変更すると、噴水装置（３８）の外周端部の第１噴水ノズル（３９）の噴水方向を変更することができるので、作物（Ｘ）に付着した泥土の位置に合わせた噴水を行うことができ、作物（Ｘ）に泥土が残ることが防止される。

本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５において、四本の支柱フレーム１，１，１，１を、平面視で長方形の各頂点に配置し、機体両側面上端部にフレーム２ａ，２ａを、該フレーム２ａ，２ａの下方であって前記支柱フレーム１の上下方向中央近傍にフレーム２ｂ，２ｂを設ける。そして、機体正面及び背面の上端部にフレーム３ａ，３ａを、該フレーム３ａ，３ａの下方であって前記支柱フレーム１の中央近傍にフレーム３ｂ，３ｂを設け、両側面の支持フレーム２ａ、２ｂの下端から上端部近傍に板状のカバー４を設けて機体フレームＡを構成する。

前記機体フレームＡの両側面に該機体フレームＡよりも長いカバーフレーム５を設け、該カバーフレーム５の両端部内側には一対のスプロケット６ａ，６ｂが該カバーフレーム５の外側より固定され、これらスプロケット６ａ，６ｂ間にはチェーン７，７を無端状に掛け回す。該チェーン７には、両端のホイールプレート８ａ，８ｂ間に樹脂素材のパイプ９を自由に回転するように挟み込んだ搬送ローラ１０が等間隔に軸１０ａによって軸着され、搬送部Ｂを構成する。

作物の搬送方向における後側の柱フレーム１上部に固定板１１を設け、該固定板に駆動装置１２を設けるとともに、前記カバーフレーム５の搬送方向における後端外側にスプロケット１３を設ける。前記駆動装置１２と該スプロケット１３間にはチェーン１４を無端状に掛け回すとともにカバー１５によって被覆して、駆動部Ｃを構成する。

前記機体フレームＡを構成する該機体フレームＡの上端側のフレーム２ａ，２ｂとフレーム３ａ，３ｂの内側に形成される空間に上方が開放されたケース１８を設けるとともに、該機体フレームＡの前後両端に門型フレーム１６を前記ケース１８を跨ぐように設ける。そして、該門型フレーム１６の中央部には下方がねじ式であり、上端部にベベルギア１９ａ，１９ｂを備えた上下動軸１７ａ，１７ｂをケース１８の底部を貫通するように設ける。また、その上方には門型フレーム１６の上方に設ける軸受２１ａ，２１ｂで支持される、両端部にベベルギア２０ａ，２０ｂを備えたシャフト２１を該上下動軸１７ａ，１７ｂに設けられたベベルギア１９ａ，１９ｂと噛み合うように設ける。そして、該シャフト２１の一方端にハンドル２２を設けることにより、上下位置調節部Ｄが構成される。

前記上下位置調節部Ｄのケース１８の内部に、該ケース１８の底部にベアリングを内蔵した複数の軸受ケース２３を固定し、回転軸２４を該軸受ケース２３に通すとともに前記ケース１８を貫通するように設ける。そして、該回転軸２４にプーリ２５ａ，２５ｂをねじ止めして設け、両プーリ２５ａ，２５ｂ間にベルト２６を掛け回し、該ベルト２６の張りを調節するテンションプーリ２７を該ベルト２６の略中央に設ける。更に、前記ケース１８の内側前寄りに固定台２８を備えてモータ２９を設け、該モータ２９下部と最近傍の回転軸２４にプーリ３０ａ、３０ｂを設けてベルト３１を掛け回すことにより、噴水装置回転部Ｅが構成される。

前記噴水装置回転部Ｅのモータ２９の近傍に、水槽３２からポンプ３２ａによって高圧ホース３２ｃを通して送られてくる水の送水管３３と、後述する各噴水装置３８へ送られてくる水を配水する配水管３４をジョイント３５で繋いで設ける。そしてカップリング３６により前記回転軸２４と接続し、該配水管３４に配水の出し止めを切替えるコック３７を設けることにより、配水部Ｆが構成される。また、リバース用の蛇口３２ｂを設けることによって、ポンプ３２ａから送水される水の圧力を調節することができる。

前記洗浄装置回転部Ｅから下方向に伸びる回転軸２４を回転軸心とする十字型の噴水装置３８を搬送部Ｂの上方に設け、該噴水装置３８底部に放射状に噴水ノズル３９を複数個設ける。更に、回転軸２４の最下端であり噴水装置の中心部に噴水ノズル４０を設けることにより、洗浄部Ｇが構成される。

収穫された大根や牛蒡などの長尺な作物Ｘは、搬送部Ｂに向かって傾斜している投入部４３に人手により載せられると駆動部Ｃにより回転する搬送部Ｂへと転がり洗浄部Ｇへと運ばれる。そして、搬送ローラ１０が洗浄部Ｇの下方から搬送部Ｂの終端近傍にかけて設けられる固定フレーム４２ａ，４２ｂに、搬送部Ｂの上段側にある搬送ローラ１０の最下点が接触する位置に設けられる弾性体で構成される抵抗体４１ａ，４１ｂに接触して回転することによって回転させられながら噴水装置３８からの噴水によって洗浄された後、排出部まで搬送され人手によって選別されるまで連続して、且つ自動的に工程順に移送することができる。

前記上下位置調節部Ｄのような構成にすることにより、ハンドル２２を回すことによってシャフト２１の両端に設けられたベベルギア２０ａ，２０ｂと上下動軸１７ａ，１７ｂに設けられたベベルギア１９ａ，１９ｂが噛み合うことによって下方がねじ式になっている該上下動軸１７ａ，１７ｂが上昇し、ケース１８を持ち上げることによってベアリングを内蔵する軸受２３を通り該ケース１８の底部を貫通する回転軸２４も同時に上昇し、回転軸２４の下部に設けられる噴水装置３８も共に上昇する。このため、作物Ｘが大径なものや大きく曲がっているようなものでも洗浄可能な位置に噴水装置３８を調節することができる。

また、作物Ｘが小径なものである場合などは噴水装置３８より遠過ぎると噴水の勢いが弱く、泥土の落ちが悪くなるが、ハンドル２２を逆に操作し噴水装置３８の位置を下降させることによって適切な勢いの噴水をあてることができ、泥土を効果的に落とすことができる。

洗浄部Ｇを構成する十字型の噴水装置３８は、ベアリングを内蔵する軸受２３を通り該ケース１８の底部を貫通する回転軸２４が噴水装置回転部Ｅによって回転すると共に、噴水ノズル（第１噴水ノズル）３９が公転することによって、該噴水装置３８の底部に放射状に設けられた噴水ノズル（第１噴水ノズル）３９の噴水をより広範なものにすることができ、作物Ｘが長尺なものでも泥土をよく落とすことができる。

また、回転軸２４の下方に設ける噴水ノズル（第２噴水ノズル）４０は噴水形状が扇形になるようにテーパ４４を噴射口に構成し、回転軸２４が回転することによって円錐形状に噴水することにより、作物Ｘの表面を擦るように噴水されるため泥土をよく落とすことができる。

洗浄部Ｇの下方から駆動部Ｃによって回転させられる搬送部Ｂの終端部近傍にかけて固定フレーム４２ａ，４２ｂを設け、そして、搬送部Ｂの上段側にある搬送ローラ１０の最下点が接触する位置に弾性体で構成される抵抗体４１ａ，４１ｂを設ける。そして、搬送ローラ１０を該抵抗体４１ａ，４１ｂに接触する摩擦によって自転させ、該搬送ローラ１０，１０間に戴地された作物Ｘを回転させることによって作物Ｘの全面に噴水装置３８の噴水をあてることができ、付着した泥土をよく落とすことができる。

作物Ｘに付着する泥土の量は圃場条件によって異なるため、配水部Ｅに備える各噴水装置３８に水を配水する配水管３４に配水の出し止めを切替えるコック３７を設け、少なくとも一つの噴水装置３８への水の配水を止められるようにする。これによって、作物Ｘに付着する泥土の量に応じて各噴水装置３８への配水が決められるので、洗浄に使用する水の量を減らすことができる。

図６にあるように、洗浄部Ｇの下方に噴水装置３８から噴水される作物Ｘを洗浄した水を回収する水受台４５を設け、回収した水を該水受台４５に固定する水中ポンプ４６によって送り出し、高圧ホース４７を通じて送水管３３に繋ぐことによって、該水受台４５で回収した水を作物Ｘの洗浄に再利用でき、節水することができる。

洗浄部Ｇの前側にある支持フレーム３に水を下方に散水する散水管（第１散水管）４８を固定し、洗浄部Ｇに搬送される前の作物Ｘに散水をすることによって作物Ｘに付着した泥土を浮かせることができ、洗浄部Ｇでの洗浄効果を高めることができる。また、洗浄部Ｇの後側の支持フレーム３に散水管（第２散水管）４９を設けることにより、洗浄部Ｇで落とし切れなかった泥土の仕上洗浄をすることができる。

前記散水管４８及び４９で散水される水は、水受台４５で回収された水を用いることで使用する水の量を抑えることができ、また支持フレーム２に送水管５０を設け、該配水管４８及び４９とジョイント５１ａ，５１ｂで繋ぐことにより、構成を簡単にすることができる。

図７にあるように、搬送部Ｂの前端に傾斜を付け、底面をスノコ状に構成した作物Ｘの投入台５５を設けることにより、一度に複数の作物Ｘを転がして搬送部Ｂに送ることができ、また底面がスノコ状であることにより、作物Ｘから落ちた泥土はそのまま落下するので投入台のメンテナンスが容易になる。

図８のように噴水装置３８の外端の噴水ノズル３９を水が通る可動ジョイント５２で該噴水装置３８と繋ぎ、角度調節レバー５３を該可動ジョイント５２に設けてもよい。これにより、外端に設ける噴水ノズル３９の噴水方向を調節することができ、作物Ｘの肩や尻尾に付着した落ちにくい泥土に対応した噴水を行うことができる。

図９のように機体フレームＡの前後両端に設ける門型フレーム１６と上端部にベベルギア１９ａ、１９ｂを備える上下動軸１７ａ、１７ｂと両端部にベベルギア２０ａ、２０ｂを備えるシャフト２１に替えて、ケース１８を一方側面から４点で支持する平行リンク５３を設けるとともに、電動シリンダ５４を該平行リンク５３の内側に取り付ける。これにより、該電動シリンダ５４の伸縮作動によって上下位置調節部Ｄの上下位置調節が省力化でき、作物Ｘの洗浄に最適な噴水装置３８の位置調節が容易になり、また上下調節機構の構成を簡易なものとすることができる。

図１０，図１１で示すように、水槽５８に水を貯め、作物Ｘを貯留して付着した泥土を浮かせてから洗浄する方式において、該水槽５８を構成する機体投入部側のフレーム５８ａ上方の一部を開放してオーバーフロー口５６を設けたものを機体投入側に近接させ、該オーバーフロー口５６から搬送部Ｂの端部にかけてシュータ５７を設ける。更に、フレーム５８ａの対面のフレーム５８ｂに井戸等からポンプで水を引くか、もしくは水道から水を引くことで水流を起こす水流ノズル５９を設けることにより、該水槽５８に貯留している作物Ｘを該水流ノズル５９が起こす水流によってオーバーフロー口５６に送り、シュータ５７から搬送部Ｂへと放出できるため、作物Ｘの搬送を自動化することができる。

図１２，図１３で示すように、前記水槽５８を構成する、オーバーフロー口５６を設けるフレーム５８ａの上部に回転軸６０とその一方端にモータ６１を設け、該回転軸６０よりも下方であり水槽５８の略中央である位置にフリーローラ６３を設けてメタルプレート６２ａ，６２ｂで繋ぎ、回転軸６０とフリーローラ６３の間には突起付きの軟質部材で構成するベルト６４を無端状に循環するように掛け回して搬送コンベア６５を設ける。これにより、水流ノズル５９が起こす水流でオーバーフロー口５６へ運ばれてきた作物Ｘを汲み上げてシュータ５７へ送り出し、搬送部Ｂへと自動的に送ることができ労力が軽減される。

また、水槽５８を構成するフレーム５８ｂに設けられる水流ノズル５９を、フレーム５８の平面視で左右両端部に水流ノズル５９ａ，５９ｂをジョイント６６ａ，６６ｂで配水管６７に繋いで設け、夫々をオーバーフロー口５６に向けて水流を起こすことにより、より作物Ｘを効果的にオーバーフロー口５６へと送ることができる。

図１４，１５で示すように、水槽５８を構成するフレーム５８ａの近傍に回転軸６８をベアリングを内蔵する軸受７０で支持し、その一方端にモータ６９を設ける。前記回転軸６８にはフランジを少なくとも一つ持つ軸受７１が複数備えられ、該軸受７１のフランジには軟質部材で構成する鉤状の爪７２をボルト等で固定して設け、側面視で時計回りに回転する熊手状の水車７３を形成する。更に、オーバーフロー口５６に軟質部材で構成する熊手状のシュータ７４を設けることによって該水車７３の爪７２と熊手状のシュータ７４が互い違いに噛み合うため、水車７３は作物Ｘに付着した水を切りながら搬送部Ｂへと送ることができるので作業が自動化される。また貯留した際に作物Ｘに付着した水を水槽５８上にある間に切るため、周辺を水浸しにしない効果を持つ。

洗浄部Ｇの下方に水受台４５を設けるとともに、搬送部Ｂの最前端から機体フレームＡを構成する柱フレーム１にいたるまでの該搬送部Ｂの下方に傾斜を持ちスロープ７５を設ける。これにより、噴水装置３８から噴水される作物Ｘを洗浄する水だけでなく、作物Ｘを水槽５８より搬送部Ｂへと送り出すためのオーバーフロー口水を回収することができ、この回収した水を水中ポンプ４６によって送り出し、高圧ホース４７を通じて送水管３３や流水ノズル５９に送ることで作物Ｘの洗浄や搬送に水を再利用することができ、使用する水の量を少なくすることができる。

また、前記水受台４５の上方に網状プレート７６を設けることにより、作物Ｘが洗浄されることによって落ちてくる塵芥や泥土が受け止められ、水受台４５に塵芥や泥土が溜まりにくく、水中ポンプ４６を詰まらせなくなるため該水中ポンプ４６が水受台４５内のどこにでも配置できるようになるとともに、作業後のメンテナンスも容易になる。

作物洗浄装置の側面図作物洗浄装置の正面図作物洗浄装置の背面図作物洗浄装置の平面図図４における一部の拡大図作物の投入台を設けた作物洗浄装置の側面図図６における一部の平面図洗浄ノズルの調節機能を設けた作物洗浄装置の正面図上下位置調節機構を設けた作物洗浄装置の正面図水槽に作物を貯留する作物洗浄装置の側面図図１０における一部の平面図水槽に作物を貯留する作物洗浄装置の側面図図１２における一部の平面図水槽に作物を貯留する作物洗浄装置の側面図図１４における一部の平面図

１０搬送ローラ
１２駆動装置
２４回転軸
３２水槽
３２ｃ高圧ホース
３３送水管
３４配水管
３５ジョイント
３６カップリング
３７コック
３８噴水装置
３９噴水ノズル（第１噴水ノズル）
４０噴水ノズル（第２噴水ノズル）
４１ａ抵抗体
４１ｂ抵抗体
４２ａ固定フレーム
４２ｂ固定フレーム
５２可動ジョイント
５３角度調節レバー
Ａ機体フレーム
Ｂ搬送部
Ｃ駆動部
Ｄ上下位置調節部
Ｆ配水部
Ｇ洗浄部

Claims

機体フレーム（Ａ）に複数の搬送ローラ（１０）で構成される搬送部（Ｂ）を設け、該搬送部（Ｂ）の上方に搬送方向に沿って複数の噴水装置（３８）を設けて洗浄部（Ｇ）を構成し、該噴水装置（３８）を縦向き姿勢の回転軸（２４）を回転軸心として回転しながら洗浄水を噴水する構成とし、噴水装置（３８）を上下方向に位置調節する上下位置調節部（Ｄ）を設け、該回転軸（２４）の下端部で且つ噴水装置（３８）の中心部に第２噴水ノズル（４０）を設け、該第２噴水ノズル（４０）を中心部として放射状に複数の第１噴水ノズル（３９）を噴水装置（３８）の底部に設け、固定フレーム（４２ａ，４２ｂ）を前記洗浄部（Ｇ）の下方位置で機体フレーム（Ａ）に設け、前記搬送ローラ（１０）の最下点に接触する弾性体で構成した抵抗体（４１ａ，４１ｂ）を固定フレーム（４２ａ，４２ｂ）に設け、前記機体フレーム（Ａ）の搬送方向後側上部に駆動装置（１２）を設け、該駆動装置（１２）の駆動力を伝動して搬送部（Ｂ）を駆動する駆動部（Ｃ）を設けた作物洗浄装置において、
水槽（３２）に貯留された洗浄水を前記洗浄部（Ｇ）に送る高圧ホース（３２ｃ）に送水管（３３）を設け、該送水管（３３）と洗浄部（Ｇ）の各噴水装置（３８）に洗浄水を配水する配水管（３４）を連結するジョイント（３５）を設け、該配水管（３４）と各噴水装置（３８）を連結するカップリング（３６）を設け、前記配水管（３４）に少なくとも一つの噴水装置（３８）への洗浄水の供給を止めるコック（３７）を設けて配水部（Ｆ）を構成し、前記洗浄部（Ｇ）の後側上部に洗浄水を下方に散水する第２散水管（４９）を設け、該第２散水管（４９）と配水管（３４）を連結したことを特徴とする作物洗浄装置。
前記噴水装置（３８）の外周端部に設ける第１噴水ノズル（３９）を、角度調節自在な可動ジョイント（５２）を介して該噴水装置（３８）に設け、該可動ジョイント（５２）に角度調節レバー（５３）を設けたことを特徴とする請求項１記載の作物洗浄装置。