JP5057274B2

JP5057274B2 - 点播装置

Info

Publication number: JP5057274B2
Application number: JP2008037596A
Authority: JP
Inventors: 和信林; 洋西村; 更和松野; 光広堀尾; 秀之紺屋
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-02-19
Also published as: JP2009195115A

Description

本発明は、湛水直播作業に用いられる播種装置の一種であり、一定数の種子を一箇所にまとめて放出する動作を連続的に繰り返す点播装置に関するものである。

近年、農林水産業とりわけ水田作農業においては、生産の低コスト化が要求され、水稲栽培における経費削減や作付け規模拡大の有効な手段として、湛水直播栽培が行われている。

直播栽培は、苗作りを省略して種子を直接水田に播種するものであり、点播を行えば、従来行われてきた苗の移植と同様に株状の稲が生長する。こうして苗作りが不要となることにより、殊に大規模農家では、労働力の軽減や規模拡大を図ることができるため、点播機構を有する湛水直播機が広く用いられている。

ところが、従来の播種機は、高速で移動させると、落下する種子の接地時間に差が生じる。そのため、接地後の種子が播種機の進行方向へ相対的に長く延び、点状に播種する点播ではなく、線状に播種する条播になってしまう。従って、点播形状を維持するためには、低速で播種を行う必要があり、作業能率が低い。このような状況の中で、播種作業の精度を確保しつつ高速化を図ることは、労働費や燃料の削減による低コスト化の実現のために重要である。

例えば特許文献１においては、回転ロールに３箇所の種子穴を設けて、回転ロールを等速回転させながら間欠的に種子を落下させ、その下方に設置したゴム製の鋸歯ディスクで強制的に種子を打撃して落下させる点播装置の機構が開示されている。

特開平１１−２２５５１４号公報

しかしながら、前記特許文献１によれば、回転ロールが等速回転するため、種子を種子穴に充填する際の回転速度が基準となり、その回転速度で播種を行うことになる。そのため、播種時の回転速度を上げることができず、進行方向の速度を上げると、前述のように落下する種子の接地時間に差が生じて条播になってしまう。したがって、播種作業の高速化を図ることは困難であった。

また、水稲の種子は、通常、カルパと呼ばれる粉状の酸素供給剤をコーティングしている。酸素供給剤は、水と反応して酸素を発生し、湛水土壌中で種子の発芽を助ける。ところが、特許文献１によれば、播種時に鋸歯ディスクによる強制打撃を加えることにより、酸素供給剤が剥離する場合がある。酸素供給剤が剥離すると、土中で十分に酸素が供給されず、発芽に支障をきたすことがある。

本発明の目的は、水稲種子のコーティング剤を剥離させることなく、高速且つ正確に点播できる点播装置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、植物の種子を収容した容器の種子排出位置に面して、円筒形の回転ロールが駆動軸を中心として回転可能に配設され、
前記回転ロールの周面には、円周方向に等間隔で、種子を充填させる複数の種子穴が貫通形成されているとともに、前記回転ロールの内周面に沿って、少なくとも前記回転ロールの上側半分に、前記種子穴に充填された種子が前記回転ロール内部に落下するのを防ぐ内側ガイドが設けられ、前記回転ロールの外周面に沿って、前記種子穴に種子が充填されてから種子放出位置に到達するまでの間前記種子穴を覆う外側ガイドが設けられ、前記容器内の種子を前記種子穴に充填し、前記回転ロールを前記内側ガイドおよび前記外側ガイドに沿って回転させて前記種子を搬送した後、前記種子放出位置で前記種子穴に充填された種子を播種面へ放出する点播装置において、前記回転ロールは不等速機構により駆動され、前記種子穴が前記種子排出位置を通過するときには低速回転し、前記種子穴が前記種子放出位置を通過するときには高速回転することを特徴とする点播装置を提供する。回転ロールが不等速回転することにより、種子充填時は低速回転で正確に充填され、種子の放出時には高速回転で一点に集中した点播が行える。

前記不等速機構が楕円ギアまたはゼネバ機構であってもよい。

前記種子排出位置を通過した直後の、前記回転ロールの外周面に当接させて、前記種子穴からはみだした種子を払い落とすブラシが設けられていることが好ましい。外側へはみ出した種子をブラシで払い落とすことにより、種子が外側ガイドに押しつぶされたり詰まるのを防ぐ。

前記内側ガイドの外周には、種子が充填された前記種子穴の通過位置に沿って、前記種子の短辺寸法よりも小さい深さの溝が設けられていることが好ましい。種子穴に充填された種子の外周側を外側ガイドに押し付けられても、溝の深さ分のクリアランスがあるため、種子が圧迫されたり強い摩擦力を受けることがなく、コーティング剤の剥離を防ぐことができる。また、溝の深さは、種子の短辺寸法よりも小さいため、種子が溝の中に入り込むことはない。

前記容器は、ホッパから種子を供給されて一定量の種子を貯留する種子貯留部であることが好ましい。一定量の種子を貯留する種子貯留部を設けることにより、種子穴に充填される種子の粒数の安定化を図ることができる。

また、前記種子貯留部は逆四角錐状であることが好ましい。これにより、種子貯留部に貯留する種子の量を増減することにより、種子穴へ供給する種子の量を変化させることができる。

本発明によれば、酸素供給剤等のコーティング剤を剥離させることなく、高速で種子を点播できる。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。

図１および図２は、本発明の点播装置の構成を示す。点播装置１は、種子貯留部２、回転ロール３、不等速機構に連結されて回転ロール３を回転させる駆動軸４、回転ロール３の外周面に沿って配置される外側ガイド５、回転ロール３の内周面に沿って配置される内側ガイド６、およびブラシ７を有する。

回転ロール３は、例えば直径１２０ｍｍ、幅４２ｍｍ程度の円筒形であり、種子貯留部２の種子排出位置２ａに面して設けられる。回転ロール３は、不等速機構に連結された駆動軸４により、図１の矢印Ｒ方向に不等速回転する。不等速回転の詳細については後述する。また、図３に示すように、外周に種子充填用の種子穴１１が等間隔で複数個、例えば６０度の角度間隔で６個所設けられている。種子穴１１は、回転ロール３の円周方向寸法が小さい溝状であり、回転ロール３の外周面を貫通して形成される。回転ロール３は、種子貯留部２の種子排出位置２ａに面して配置される。図１に示す回転ロール３において、種子穴１１に種子が充填される種子充填位置Ａと、種子の放出を行う種子放出位置Ｂとは、駆動軸４を挟んだ対向位置から約３０度の角度でずれている。即ち、種子充填位置Ａと種子放出位置Ｂとは、種子穴１１の角度間隔（本実施形態では６０度）の半分の角度だけ、対向位置からずれている。

外側ガイド５は、回転ロール３の種子穴１１に充填された種子が種子放出位置Ｂに到達するまでに落下しないように、回転ロール３の外周に沿って設けられる。したがって、外側ガイド５は、種子貯留部２を通過した後から、種子放出位置Ｂまでの間の、回転ロール３の外周に沿って設けられ、種子穴１１の外周側を覆う。

種子穴１１が種子貯留部２を通過した直後の位置に、回転ロール３の外周面に当接させて、ブラシ７が設けられている。図１ではブラシ７は２つ設けられているが、これに限ることはない。ブラシ７は、種子貯留部２と外側ガイド５の間に、通過する種子穴１１の駆動軸４方向の幅全体にわたって設けられる。このブラシ７により、種子穴１１の外周側が外側ガイド５で覆われる直前に、外周側にはみ出した種子が払い落とされる。

内側ガイド６は、回転ロール３の種子穴１１に充填された種子が回転ロール３の内部に落下しないように、少なくとも回転ロール３の上側半分の内周面に沿って設けられる。また、ブラシ７が回転ロール３に接触する位置から種子放出位置Ｂ側の先端までの間、内側ガイド６の外周側に、溝１２が設けられている。溝１２の深さは、種子の短辺側寸法よりも小さく、種子が溝１２内に入り込まないようにする。溝１２は、内側ガイド６の駆動軸４方向の幅全体に形成されてもよいし、通過する種子穴１１の駆動軸４方向の幅と同じ幅寸法に形成されてもよい。

上記の構成により、種子穴１１に充填された種子は、内側ガイド６が設けられている範囲では落下せず、外側ガイド５の先端を過ぎて種子穴１１の外側が覆われなくなる位置、即ち種子放出位置Ｂに到達するときに、播種される。

図４は、種子貯留部２の種子排出位置２ａから種子穴１１へ種子Ｓが充填される様子を示し、図１のＣ方向に見た図である。種子貯留部２内に、種子Ｓが例えば図４（ａ）に示す量だけ貯留されている場合には、種子放出位置２ａにおいて、黒く示した種子が種子穴１１へ充填される。図４（ｂ）に示す量だけ貯留されている場合には、黒く示した種子は（ａ）よりも少なくなる。このように、種子貯留部２に一定量の種子Ｓを貯留することにより、種子穴１１に充填する種子の量を安定させることができる。また、逆四角錐状の種子貯留部２に貯留する種子Ｓの量を増減することにより、種子穴１１へ供給する種子の量を調整できる。種子貯留部２は、例えば種子Ｓを収容したホッパに連結して設けられる。

図５は、種子Ｓが充填された種子穴１１の回転時の動作を示す。

（ａ）に示すように、種子穴１１に種子Ｓが充填された後、回転ロール３が回転し、種子穴１１がブラシ７の位置に到達すると、回転ロール３の外周からはみ出した種子が、（ｂ）に示すように、ブラシ７によって払い落とされる。その後、さらに回転ロールが回転し、回転ロール３の外周が外側ガイドに接触すると、回転ロール３の外周面から僅かに突出した種子Ｓの表面が、外側ガイド５によって押さえつけられる。このとき、内側ガイド６に溝１２が設けられていることにより、溝１２の深さが種子穴１１の深さに対するゆとり寸法となり、種子Ｓが溝１２の方向へ逃げることができる。したがって、種子Ｓが圧迫されたり、種子Ｓに強い摩擦力が作用することなく、回転ロール３が回転し、種子Ｓを搬送できる。

水稲の種子の場合、楕円状の小径が３〜４ｍｍ程度であり、溝１２の深さがその半分を超えると種子Ｓが溝１２内に入り込むことがあるため、溝１２の深さは２ｍｍ程度とすることが好ましい。また、水稲の種子は、通常、カルパと呼ばれる過酸化カルシウムから製造される粉状の酸素供給剤がコーティングされている。種子を確実に発芽させるためには、酸素供給剤が剥離されない状態で播種されることが重要である。したがって、種子Ｓに摩擦力が作用するのを防ぐために、溝１２が有効である。

上記の構成を有する点播装置１は、例えば図６に示すように、田植機２１やトラクタ等の車両に装備され、田植機２１等から出力軸２２を介して駆動力を得て作動する。尚、駆動源として専用モータを設けてもよい。点播装置１は、例えば８体または６体を、田植機２１の進行方向に対して直角方向に一列に並べて用いられる。駆動軸４は、全ての点播装置１で共有され、さらに駆動軸４の適宜位置、例えば図示するように中央に、不等速機構２３が連結される。不等速機構２３としては、例えば図７に示すような楕円ギア３１が用いられる。また、例えばゼネバ機構を用いて間欠運動としたり、その他の不等速機構を実現する手段でも構わない。

次に、本発明の点播装置１による回転ロール３の回転速度と動作との関係について、図８を参照して説明する。

図８（ａ）に示す点播装置１の上方向を角度０度とし、回転ロール３の種子穴１１が通過する位置の角度と、そのときの回転速度との関係を図８（ｂ）に示す。（ａ）に示すように、種子排出位置Ａは２７０度、種子放出位置Ｂは１２０度となる。

駆動軸４を中心として６０度の回転角度で１サイクルとし、回転ロール３が一周する間に６サイクルの回転速度の増減を繰り返す。（ｂ）に示すように、播種時には、種子ごとに放出時差を生じないために、回転ロールが最も高速回転を行う短時間で種子の放出を行う。種子が充填されるときは、予め設定された数量の種子が種子穴１１に確実に充填されるように、低速回転とすることが望まれる。したがって、徐々に低速回転となり、最も低速回転を行う時点の付近で種子の充填を開始し、最も高速回転となる時点までに、充填が終了される。不等速機構として楕円ギアを用いることにより、（ｂ）に示すように、滑らかに回転速度を変化させることができる。

尚、本発明において、播種間隔は、点播装置１を搭載した田植機の進行方向に対する回転ロール３の回転数を調整することにより、変更可能である。

また、本発明の点播装置は、ホッパを設置することにより、単独で点播機として使用できるが、例えば既存の湛水条播機の吐出口付近に本発明の点播装置を設置することにより、点播機として用いることができる。

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。

上記の構成を有する点播装置において、楕円ギアによる不等速駆動とモータ直結の等速駆動の両方について、播種状態を比較観察した。約０．５〜１．０ｍ／ｓの速度で移動する回転土槽に点播装置を設置し、カルパでコーティングした種子を放出した。落下した種子の分布形状や種子の粒数を、デジタルカメラの画像から種子の分布を測定するソフトウェアを用いて計測した。結果を表１に示す。尚、Ｘ方向とは、図９に示すように、進行方向と同じ向きを示し、Ｙ方向は、その直角方向を示す。

本発明にかかる不等速回転の場合、Ｘ方向の種子の分布は、概ね２０ｍｍ以下となった。殊に、目標とする約１．０ｍ／ｓの進行速度において、等速回転に比べて不等速回転の場合に、種子の分布範囲の縮小が認められた。さらに、コーティング剤の剥離率が、従来の１０％程度から２％程度に低減し、内側ガイドの溝による剥離防止の効果が認められた。

本発明は、各種種子の点播用の装置として適用できる。

本発明の点播装置の側面図。図１の斜視図。図１の回転ロールの斜視図。図１のＣ方向から見た種子排出位置の説明図。図１のブラシおよび溝の効果を説明する断面図。本発明の実施の形態を示す概略正面図。楕円ギアを示す図。本発明の点播装置による動作を示し、（ａ）は回転角度の位置を示す断面図、（ｂ）は種子穴の位置と回転ロールの回転速度の関係を示すグラフ。放出された種子の分布方向を示す説明図。

符号の説明

１点播装置
２種子貯留部
２ａ種子排出位置
３回転ロール
４駆動軸
５外側ガイド
６内側ガイド
７ブラシ
１１種子穴
１２溝
２１田植機
２２出力軸
２３不等速機構
Ａ種子充填位置
Ｂ種子放出位置
Ｓ種子

Claims

植物の種子を収容した容器の種子排出位置に面して、円筒形の回転ロールが駆動軸を中心として回転可能に配設され、
前記回転ロールの周面には、円周方向に等間隔で、種子を充填させる複数の種子穴が貫通形成されているとともに、
前記回転ロールの内周面に沿って、少なくとも前記回転ロールの上側半分に、前記種子穴に充填された種子が前記回転ロール内部に落下するのを防ぐ内側ガイドが設けられ、
前記回転ロールの外周面に沿って、前記種子穴に種子が充填されてから種子放出位置に到達するまでの間前記種子穴を覆う外側ガイドが設けられ、
前記容器内の種子を前記種子穴に充填し、前記回転ロールを前記内側ガイドおよび前記外側ガイドに沿って回転させて前記種子を搬送した後、前記種子放出位置で前記種子穴に充填された種子を播種面へ放出する点播装置において、
前記回転ロールは不等速機構により駆動され、前記種子穴が前記種子排出位置を通過するときには低速回転し、前記種子穴が前記種子放出位置を通過するときには高速回転することを特徴とする、点播装置。
前記不等速機構が楕円ギアまたはゼネバ機構であることを特徴とする、請求項１に記載の点播装置。
前記種子排出位置を通過した直後の、前記回転ロールの外周面に当接させて、前記種子穴からはみだした種子を払い落とすブラシが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の点播装置。
前記内側ガイドの外周には、種子が充填された前記種子穴の通過位置に沿って、前記種子の短辺寸法よりも小さい深さの溝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点播装置。
前記容器は、ホッパから種子を供給されて一定量の種子を貯留する種子貯留部であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の点播装置。
前記種子貯留部は逆四角錐状であることを特徴とする、請求項５に記載の点播装置。