JP5075255B2

JP5075255B2 - 粉粒体散布装置

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Publication number: JP5075255B2
Application number: JP2011018674A
Authority: JP
Inventors: 和正吉田; 安田　　真; 正昭西中; 憲一石見; 繁樹林; 裕樹下池
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: KR20120088583A; KR101361439B1; JP2012157273A

Description

本発明は、貯留部に貯留される粉粒体を繰り出す繰出手段と、この繰出手段から自重により落下供給される粉粒体を水平方向に拡散させる回転式拡散手段とが備えられている粉粒体散布装置に関する。

上記のように構成された粉粒体散布装置として特許文献１には、貯留部としての薬剤ホッパーに貯留された粉粒状の薬剤を目皿に供給し、この目皿の揺動により目皿の繰出し孔から薬剤を下方に繰り出し、この下方位置において横軸芯周りで回転する拡散羽根によって、薬剤の拡散を行う構成が示されている。

この特許文献１では、目皿と、この目皿を揺動するステッピングモータとが本発明の繰出手段に対応し、拡散羽根と、この拡散羽根を駆動するモータとが本発明の回転式拡散手段に対応する。

特開２００３‐３０４７９３号公報

特許文献１に記載されるように繰出手段と回転式拡散手段とが駆動用の電動モータを備えるものでは、夫々の電動モータを制御するための制御基板を必要とするものとなり、この制御基板を装置内部に備えることが合理的である。

この種の粉粒体散布装置は、田植機等の機体の後端に備えられることが多く、運搬時にトラックの荷台への積載を容易にするために、前後長の縮小も望まれている。しかしながら、制御基板は電力制御用の素子やスイッチ類や可変抵抗器等が備えられるため所定の面積が必要となり、この制御基板を単純に配置した場合には装置の大型化に繋がることも考えられた。

特に、特許文献１の繰出手段では、ステッピングモータの駆動力をギヤ式の伝動系を介して目皿に伝える構成であるため、繰出手段全体が大型化を招きやすいものであり、この繰出手段の小型化も併せて望まれている。

本発明の目的は、アクチュエータと制御基板等の合理的な配置により小型化が可能な粉粒体散布装置を合理的に構成する点にある。

本発明の特徴は、貯留部に貯留される粉粒体を繰り出す繰出手段と、この繰出手段から自重により落下供給される粉粒体を水平方向に拡散させる回転式拡散手段とが備えられている粉粒体散布装置であって、
前記繰出手段が、前記粉粒体の繰出作動を行うアクチュエータを備えて構成され、
前記回転式拡散手段が、縦軸芯周りで回転自在に支持された回転羽根と、この回転羽根を駆動回転するため前記縦軸芯上に配置された電動モータとを備えて構成され、
前記回転羽根で前記粉粒体が拡散される拡散空間の上方位置に、前記アクチュエータと、前記電動モータ及び前記アクチュエータを制御する制御基板とが位置するように前記アクチュエータと前記制御基板とが前記電動モータに隣接する位置関係で並列配置されている点にある。

この構成によると、回転式拡散手段が、電動モータの駆動力により縦軸芯周りで駆動回転される回転羽根で構成されるため、特許文献１に示されるものように横軸芯周りで回転するものと比較して回転式拡散手段の小型化が可能となる。また、電動モータとアクチュエータと制御基板とが、回転羽根で粉粒体が拡散させる拡散空間の上方位置に重複する位置関係で並列配置されるので、電動モータに隣接する位置にアクチュエータと制御基板とを集中配置することで、電動モータとアクチュエータと制御基板との間の空間を小さくし結果として装置全体の前後方向の寸法の縮小が可能となる。
その結果、電動モータとアクチュエータと制御基板との合理的な配置により粉粒体散布装置が小型に構成された。

本発明は、前記繰出手段が、貯留部に貯留される粉粒体を自重で下方に送る排出経路を開閉することにより粉粒体の供給量を設定するシャッターと、このシャッターを開閉作動させる往復作動型の前記アクチュエータとを備えて構成され、
前記制御基板が縦壁状に配置され、この制御基板の基板面に直交する方向視で、この制御基板とアクチュエータとが重なり合う位置に配置されても良い。

これによると、縦壁状に配置された制御基板の基板面に直交する方向視において、制御基板と、アクチュエータとが重なり合う位置に配置されることにより、夫々を小さい空間の内部に配置して一層の小型化が実現する。

本発明は、前記制御基板が、横方向の寸法より縦方向の寸法を長く設定しても良い。

これによると、装置全体の縦方向の寸法が拡大することはあるが、粉粒体散布装置の前後方向の寸法の一層の縮小が可能となる。

本発明は、前記制御基板には、前記電動モータと前記アクチュエータとへの電力の供給と遮断とを行う起動スイッチと、前記アクチュエータの作動形態の設定により粉粒体の繰出量を設定する可変抵抗器とが、この制御基板の下側領域に備えられ、
前記アクチュエータと前記制御基板とを収容するケースの側面に、前記起動スイッチの起動操作具と、前記可変抵抗器の調整操作具とが備えられても良い。

これによると、ケースの側面の下側領域に起動操作具と調整操作具とが配置されることになり、上部に配置される貯留部に妨げられることなく、これらの操作具の操作を容易に行え、これらの視認性も向上する。

本発明は、前記制御基板の上側領域に、前記アクチュエータを予め設定された作動形態で、予め設定された時間だけ作動させることにより、粉粒体を繰り出す計量スイッチが備えられ、この計量スイッチの計量操作具が前記ケースの側面に形成されても良い。

これによると、ケースの側面で操作性の良くない領域に計量スイッチが備えられるので、この計量スイッチを誤って操作する不都合が解消される。

田植機の全体側面図である。田植機の全体平面図である。薬剤散布装置のケースの縦断側面図である。薬剤散布装置のケースの底面図である。拡散空間を示す平面図である。薬剤散布装置のケースの側面図である。制御基板と操作パネルとの位置関係を示す横断平面図である。制御基板と操作パネルとの位置関係を示す斜視図である。排出管と配線と支持部材との位置関係を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔田植機の全体構成〕
図１及び図２に示すように、左右一対の前車輪１と左右一対の後車輪２とを有する走行機体Ａの中央部に運転座席３を備え、走行機体Ａの後端に油圧シリンダ４の作動により昇降作動するリンク機構Ｌを介して昇降自在に苗植付装置Ｂを備え、この苗植付装置Ｂに粉粒体散布装置の一例としての薬剤散布装置Ｃを備えて乗用型の田植機が構成されている。

この田植機は、走行機体Ａの前部位置にエンジン５が配置され、このエンジン５の駆動力が伝えられるミッションケース６からの駆動力を変速して左右の前車輪１と左右の後車輪２とに伝える伝動系を備えている。運転座席３の前方位置には前車輪１を操向操作するステアリングホイール７と、走行速度を任意に設定する主変速レバー８とが配置され、エンジン５を内蔵するボンネットの両側部には予備苗載台９が備えられている。

苗植付装置Ｂは、整地フロート１１と、複数のマット状苗を載置する苗載台１２と、苗載台１２に載置されたマット状苗から苗を切り出して圃場面に植え付ける複数の植付機構１３と、走行機体Ａからの駆動力を植付機構１３に伝える左右一対の伝動ケース１７を備えている。尚、夫々の伝動ケース１７の後端位置に両側部に植付機構１３が備えられている。そして、苗植付け作業時には、走行機体Ａの走行に伴い整地フロート１１が苗植え付け箇所の泥面を整地する一方で、走行機体Ａから伝えられる駆動力により、苗載台１２を左右方向に一定ストロークで往復作動させ、この往復作動時に苗載台１２の複数のマット状苗の下端から複数の植付機構１３が苗を所定量ずつ切り出して圃場に植え付ける作動が行われる。これにより複数条の苗の植え付けが可能となり、苗の植え付けが行われた圃場面に対して薬剤散布装置Ｃによる薬剤の散布が行われる。

〔薬剤散布装置〕
図１〜図６に示すように、薬剤散布装置Ｃは、粉粒体としての薬剤を貯留する貯留部としての貯留ホッパー２１と、その貯留ホッパー２１から薬剤（粉粒体の一例）を繰り出す繰出手段Ｄと、繰出手段Ｄから自重により落下供給される薬剤を水平方向に拡散させる回転式拡散手段Ｅとを備え、繰出手段Ｄは樹脂製のケース２２に内蔵され、回転式拡散手段Ｅは樹脂製のケース２２の下面に備えられている。

苗植付装置Ｂの後部には左右の伝動ケース１７に左右両端部が連結するアーチ状のパイプフレーム１４が備えられ、このパイプフレーム１４の左右方向での中央位置に支持プレート１５が備えられている。薬剤散布装置Ｃのケース２２の前面側には連結プレート２３が備えられ、この連結プレート２３が支持プレート１５に対して連結具により着脱自在に連結されている。

ホッパー２１は、透明樹脂製のホッパー本体２１Ａと、透明樹脂製で開閉自在な蓋体２１Ｂとを有し粉粒状の薬剤を貯留し、下端に接続する縦向き姿勢の排出経路としての排出管２４に対して薬剤を自重によって下方に送り出す。

繰出手段Ｄは、排出経路としての排出管２４を開閉する作動（繰出作動）により薬剤を自重によって下方に送るため水平方向に移動自在に備えられた板状のシャッター２５と、このシャッター２５を開放位置と閉塞位置とに往復作動させるアクチュエータとしての電磁ソレノイド２６とを備えている。電磁ソレノイド２６は、駆動時（通電時）に電磁力により開放方向に作動するプランジャ２６Ａと、非駆動時（非通電時）このプランジャ２６Ａを閉塞位置に付勢するコイルスプリング２６Ｂとを備えている。なお、電磁ソレノイド２６の本体部分は図示しないステーを介してケース２２側に支持されている。

回転式拡散手段Ｅは、出力軸２７Ａを縦軸芯Ｙと同軸芯で下方に突出させた電動モータ２７と、出力軸２７Ａに連結し、縦軸芯Ｙを中心にして回転自在に支持された回転羽根２８と、この回転羽根２８で拡散される薬剤の拡散範囲と拡散方向とを決める一対のガイド板２９とを備えている。

回転羽根２８は、円盤状のディスク体２８Ａの外周の上面に複数の羽根体２８Ｂを備えた構造を有しており、この回転羽根２８は、ケース２２の底面より下側で、排出管２４の下端の排出開口２４Ａの直下位置に配置されている。また、ケース２２の底面には平坦となる規制壁２２Ｐが一体的形成され、ケース２２の底面の前部側（図３、図４で左側）にはディスク体２８Ａの外周に沿う縦壁形状となる円弧状の前部ガイド部２２Ｇが一体形成され、この前部ガイド部２２Ｇの端部に連なる位置にガイド板２９の前端部が支持されている。

ガイド板２９は、左右位置に１つずつ備えられ、夫々とも基端部が縦向き姿勢の支軸３０を中心にして左右方向に揺動自在、かつ、揺動姿勢を摩擦保持できるようにケース２２に支持されている。このような構成から、左右一対のガイド板２９の少なくとも一方を支軸３０を中心にして揺動させることにより、薬剤の拡散範囲と拡散方向との調節が実現する。特に、前部ガイド部２２Ｇから後方で、回転羽根２８によって薬剤が水平方向に拡散される領域によって拡散空間Ｓが形成される。

ケース２２の内面に配線を支持する構成を一体的に形成することも考えられるが、このような構成を採用する場合にも金型が複雑化する。このような理由から、ケース２２の内面には配線を支持する構成を備えず、図９に示すように、配線４０を支持する支持部材４１を排出管２４に備えている。この配線４０は制御基板３１と電動モータ２７、あるいは、電磁ソレノイド２６に電力を供給するもの等で構成される。

〔薬剤散布装置の制御構成〕
図７に示すように、ケース２２は、天井壁と底壁と外周壁とを備えて、その内部における排出管２４よりも前方側に前方側収容空間が形成され、その内部の排出管２４よりも後方側に後方側収容空間が形成されている。ケース２２の外周壁は、その前壁が前側に凸に湾曲した形状に形成され、その後壁が後側に凸に湾曲した形状に形成され、その左右側壁が前後向き直線状となるように、その外形形状を平面視で前後向き長方形状に構成されている。

図６〜図８に示すようにケース２２の内部には、電動モータ２７と電磁ソレノイド２６とを制御する制御基板３１が縦壁状となる姿勢でケース２２の側壁近傍に備えられている。また、ケース２２の前後方向の寸法を縮小するために電磁ソレノイド２６と、制御基板３１とは拡散空間Ｓの上方に位置するケース２２内の後方側収容空間に左右に並んだ状態で配置されると共に、電動モータ２７がケース２２内の前方側収容空間における排出管２４寄りの位置に配置されている。これにより、この電磁ソレノイド２６と制御基板３１とが電動モータ２７に隣接する位置関係で並列配置されている。なお、この実施形態では、電動モータ２７に対して排出管２４と電磁ソレノイド２６が右側に位置ずれした状態（排出管２４の排出開口２４Ａが回転羽根２８の回転方向下手側に偏位した状態）で配備されている。

この制御基板３１は縦方向の寸法が横方向の寸法より長く設定され、基板面に直交する方向視において電磁ソレノイド２６と重なり合う位置関係に配置され、ケース２２の内部に固定されている。

この制御基板３１は、走行機体Ａから電力と制御信号とがケーブル（図示せず）により伝えられるものであり、制御基板３１には、電磁ソレノイド２６と電動モータ２７とへの電力の供給と遮断とを行う起動スイッチ３２と、薬剤の繰出量を調整する可変抵抗器３３とが、この制御基板３１の下側位置に前後に並んだ状態で備えられると共に、電磁ソレノイド２６を予め設定された作動形態で、予め設定された時間だけ作動させることで薬剤を繰り出す計量スイッチ３４が、この制御基板３１の上部の前方寄り位置に備えられている。

図面には示していないが制御基板３１には制御を電磁ソレノイド２６に電力を供給する電力制御素子、電動モータ２７に電力を供給する電力制御素子、電磁ソレノイド２６の間歇駆動を実現するマルチバイブレータ等を備えている。

起動スイッチ３２は、スイッチ軸３２Ａを有するロータリ操作型に構成され、このスイッチ軸の外端に起動操作具としてのスイッチダイヤル３２Ｂが備えられている。可変抵抗器３３は、操作軸３３Ａを有する回転操作型に構成され、この操作軸３３Ａの外端に調整操作具としての調整ダイヤル３３Ｂが備えられている。計量スイッチ３４は押し操作によりＯＮ状態に達し、押し操作を解除することでＯＦＦ状態に復帰するモメンタリ型に構成され、この計量スイッチ３４の押し操作を実現する計量操作具としての計量ボタン３４Ａが操作パネル３５と一体的に形成される。

操作パネル３５は、金属板や樹脂板の表面に樹脂シートを貼り付けたものを想定しており、この操作パネル３５はケース２２の外壁面に取り付けられ、スイッチ軸３２Ａと操作軸３３Ａとは、操作パネル３５の下側領域に形成された孔部を貫通する状態で備えられている。これにより、操作パネル３５の外面側の下側領域においてスイッチ軸３２Ａの外端にスイッチダイヤル３２Ｂが備えられ、操作軸３３Ａの外端に調整ダイヤル３３Ｂが備えられている。

また、操作パネル３５の上側領域には計量ボタン３４Ａが配置されている。つまり、操作パネル３５のうち計量スイッチ３４を覆う位置に開口が形成され、この開口を覆う状態となる樹脂シートの弾性変形可能な性質を利用して計量スイッチ３４の押し操作が可能となる計量ボタン３４Ａが構成されることになる。

起動スイッチ３２は、中立位置（図６に示す位置）と、この中立位置を挟む２つの設定位置とに操作自在に構成され、スイッチダイヤル３２Ｂを中立位置にセットすることで、電磁ソレノイド２６と電動モータ２７とに電力を供給しない状態となり薬剤の散布を停止する。また、このスイッチダイヤル３２Ｂを２つの設定位置の何れかにセットすることで設定位置に対応した設定量の薬剤の散布を実現する。尚、設定量の薬剤とは単位走行時間（距離）において散布される薬剤の量（散布量）であり、２つの設定位置により散布量の切換が可能となる。

可変抵抗器３３は、薬剤の散布量の調整を実現するものであり、調整ダイヤル３３Ｂを一方に回転操作することで、走行機体Ａの単位走行時間（距離）における薬剤の散布量を増大させ、他方に回転操作することで、走行機体Ａの単位走行時間（距離）における薬剤の散布量を減少させ、結果として薬剤の散布量の調整を実現する。

薬剤を散布する制御の制御形態として、（１）設定インターバル毎にシャッター２５を開放すると共に、シャッター２５開放時間を変更することで散布量の増減を行う、（２）シャッター２５の開放時間を一定に維持したままで、シャッター２５を開放するインターバルを変更することで散布量の増減を行う、（３）シャッター２５の開放のインターバルと、シャッター２５を開放時間との双方を変更することで散布量の増減を行うものが考えられる。この（１）〜（３）の何れの制御形態であっても、スイッチダイヤル３２Ｂを２つの何れかの設定位置にセットした場合には、単位走行時間（距離）における薬剤のトータルの散布量の基準値が設定され、調整ダイヤル３３Ｂを操作した場合には単位走行時間（距離）におけるシャッター２５のトータルの開放時間が変更され、結果として薬剤の散布量の調整が実現する。

計量ボタン３４Ａは、走行機体Ａが走行しない状態で薬剤の散布量を計測する際に操作されるものであり、散布される薬剤の回収が可能な状態で計量ボタン３４Ａが押し操作されることにより、スイッチダイヤル３２Ｂの設定値と、調整ダイヤル３３Ｂの設定値とに基づいて、走行機体Ａが予め設定された距離だけ走行した際の計量制御が実行される。この計量制御は作業時における薬剤の散布時間より短縮した時間内に実行されるものであり、この計量制御によって散布された薬剤を回収して重量を計測し、目標とされる薬剤の重量との比較が可能となり、散布量の調節を行うことも可能となる。

このような構成から、薬剤の散布を行う場合には、スイッチダイヤル３２Ｂを２つの設定位置の何れかにセットし、調整ダイヤル３３Ｂを任意の位置にセットし、この状態で走行機体Ａを走行させ苗植付作業を開始することにより、制御基板３１が、電動モータ２７に電力を供給して回転羽根２８を回転させると共に、繰出手段Ｄを作動させ苗植付装置Ｂによる苗植付位置に薬剤の散布を開始する。この薬剤の散布では前述した何れかの制御形態に従い繰出手段Ｄの電磁ソレノイド２６が設定されたインターバル毎に設定時間だけ駆動されることでホッパー２１に貯留されている薬剤が繰り出され、回転羽根２８により薬剤散布装置Ｃの後方に薬剤が散布される。

〔実施形態の効果〕
このように構成することにより、薬剤の拡散空間Ｓの上方位置で、電動モータ２７の近傍位置に電磁ソレノイド２６と制御基板３１とが隣接する位置関係で集中的に並列配置される結果、薬剤散布装置の小型化（ケース２２の小型化）が実現する。また、制御基板３１が縦長姿勢でケース２２の側壁に沿って配置され、この制御基板３１の基板面に直交する方向視において制御基板３１と電磁ソレノイド２６とが重複する位置関係で配置されるので、装置全体の前後方向及び上下方向での寸法を短くできる。

また、操作パネル３５の下側領域に起動スイッチ３２のスイッチダイヤル３２Ｂと可変抵抗器の調整ダイヤル３３Ｂとを配置しているので、これらスイッチダイヤル３２Ｂと調整ダイヤル３３Ｂとを上部のホッパー２１に妨げられずに視認できる。また、スイッチダイヤル３２Ｂと調整ダイヤル３３Ｂとが比較的突出した形成されるものであるが、計量ボタン３４Ａはあまり突出するものではなく、誤操作を抑制できる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）粉粒体散布装置を田植機等の自走機体には備えずに、例えば、作業者が人力によって移動させる機体に備える形態や、人が背負う等の形態で使用しても良い。このように構成されるものでも、装置全体が小型化されるので、軽量で取り扱いが容易となる。特に、粉粒体散布装置が肥料を散布するものでも、種子を散布するものでも良い。

（ｂ）繰出手段として、特許文献１に記載される目皿や、外周に凹部を形成したロールを回転させることで粉粒体を繰り出すように構成し、この目皿やロールを駆動回転する電動型のモータを備えても良い。このように構成したもので繰出量を変更する場合には、モータの回転速度を変更することになる。

（ｃ）前述した実施形態に代えて、電動モータ２７の側部位置に電磁ソレノイド２６を配置し、この前部側や後部側に制御基板３１を配置するように位置関係を設定しても良い。このように配置した場合には、装置の横幅方向の寸法は拡大するものの装置の前後方向に寸法を一層縮小できる。

（ｄ）制御基板３１を電磁ソレノイド２６に対して左側（ケース２２の左側の側壁）に配置しても良い。

（ｅ）電動モータ２７に対して排出管２４と電磁ソレノイド２６を左側に位置ずれした状態で配置しても良く、電動モータ２７に対して排出管２４と電磁ソレノイド２６を左右方向に位置ずれしない状態で配置しても良い。

本発明は、アクチュエータの作動により粉粒体の繰出を行い、電動モータの作動により回転羽根を回転させて粉粒体を拡散させる粉粒体散布装置全般に利用できる。

２１貯留部（ホッパー）
２２ケース
２４排出経路（排出管）
２５シャッター
２６アクチュエータ（電磁ソレノイド）
２７電動モータ
２８回転羽根
３１制御基板
３２起動スイッチ
３２Ｂ起動操作具（スイッチダイヤル）
３３可変抵抗器
３３Ｂ調整操作具（調整ダイヤル）
３４計量スイッチ
３４Ａ計量操作具（計量ボタン）
Ｄ繰出手段
Ｅ回転式拡散手段
Ｓ拡散空間
Ｙ縦軸芯

Claims

貯留部に貯留される粉粒体を繰り出す繰出手段と、この繰出手段から自重により落下供給される粉粒体を水平方向に拡散させる回転式拡散手段とが備えられている粉粒体散布装置であって、
前記繰出手段が、前記粉粒体の繰出作動を行うアクチュエータを備えて構成され、
前記回転式拡散手段が、縦軸芯周りで回転自在に支持された回転羽根と、この回転羽根を駆動回転するため前記縦軸芯上に配置された電動モータとを備えて構成され、
前記回転羽根で前記粉粒体が拡散される拡散空間の上方位置に、前記アクチュエータと、前記電動モータ及び前記アクチュエータを制御する制御基板とが位置するように前記アクチュエータと前記制御基板とが前記電動モータに隣接する位置関係で並列配置されている粉粒体散布装置。
前記繰出手段が、貯留部に貯留される粉粒体を自重で下方に送る排出経路を開閉することにより粉粒体の供給量を設定するシャッターと、このシャッターを開閉作動させる往復作動型の前記アクチュエータとを備えて構成され、
前記制御基板が縦壁状に配置され、この制御基板の基板面に直交する方向視で、この制御基板とアクチュエータとが重なり合う位置に配置されている請求項１記載の粉粒体散布装置。
前記制御基板が、横方向の寸法より縦方向の寸法を長く設定している請求項２記載の粉粒体散布装置。
前記制御基板には、前記電動モータと前記アクチュエータとへの電力の供給と遮断とを行う起動スイッチと、前記アクチュエータの作動形態の設定により粉粒体の繰出量を設定する可変抵抗器とが、この制御基板の下側領域に備えられ、
前記アクチュエータと前記制御基板とを収容するケースの側面に、前記起動スイッチの起動操作具と、前記可変抵抗器の調整操作具とが備えられている請求項２又は３記載の粉粒体散布装置。
前記制御基板の上側領域に、前記アクチュエータを予め設定された作動形態で、予め設定された時間だけ作動させることにより、粉粒体を繰り出す計量スイッチが備えられ、この計量スイッチの計量操作具が前記ケースの側面に形成されている請求項４記載の粉粒体散布装置。