JP5287542B2 - 散布機の粒剤散布装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行機体に搭載して薬肥粒剤を圃場に散布施用するために、定量繰出部と送風式噴管とを備える散布機の粒剤散布装置に関するものである。

圃場走行可能な機体に搭載して薬肥粒剤を圃場に散布施用する散布機の粒剤散布装置が知られている。特許文献１に記載のものは、薬肥粒剤を収容するタンクと、その底部から粒剤を定量繰出しする回転ドア状に仕切るインペラを備えた繰出ロールによる繰出部と、この繰出部から受けた粒剤を送風搬送する第１噴管と、この第１噴管と連通して粒剤を散布する第２噴管とを備えて構成され、繰出部に内設した電動繰出ロールの回転速度の調節により、薬剤や肥料の粒剤を所要の散布密度で圃場に一様に散布施用することができる。

特許第２７０６７５８号公報

しかしながら、繰出部は、繰出ロールのインペラによって仕切られた各区画内の粒剤が一定角度毎に間欠吐出されることから、回転速度が遅くなった場合において所定の一様散布精度を確保するために、繰出ロールの形状を大きくすることができず、大流量の薬肥散布には限界があることから、肥料等を大量散布する場合は、機体の走行速度を落とすか、同一場所を繰り返して複数回散布せざるを得ず、いずれにしても、作業能率上の問題を解決することができなかった。

本発明の目的は、所定の一様散布精度による小流量の薬剤散布を確保するとともに、大流量の肥料散布を能率良く処理することができる散布機の粒剤散布装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、薬肥粒剤を収容するタンクと、その底部から粒剤を定量繰出しする繰出部と、この繰出部から受けた粒剤を送風搬送する第１噴管と、この第１噴管と連通して粒剤を散布する第２噴管とを備える散布機の粒剤散布装置において、上記繰出部は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロールを並列に構成するとともに第１噴管に共に連通し、上記繰出部は、単一の繰出ロールの稼動時は、２つの繰出ロールから交互に選択することを特徴とする。

上記粒剤散布装置は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロールの繰出し動作によってタンクから薬肥粒剤が第１噴管に吐出されることから、単一の動作範囲からその２倍に及ぶ繰出量が可能となり、その吐出全量が第２噴管によって散布される。
上記２つの繰出ロールは、交互の選択により稼動が平均化される。

請求項２に係る発明は、薬肥粒剤を収容するタンクと、その底部から粒剤を定量繰出しする繰出部と、この繰出部から受けた粒剤を送風搬送する第１噴管と、この第１噴管と連通して粒剤を散布する第２噴管とを備える散布機の粒剤散布装置において、上記繰出部は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロールを並列に構成するとともに第１噴管に共に連通し、上記繰出部の両繰出ロールは、いずれも２分割した半ロールについて一方にワンウェイクラッチを介設したことを特徴とする。
半ロールのワンウェイクラッチにより、逆転制御によって半量繰出しが可能となる。

請求項３に係る発明は、薬肥粒剤を収容するタンクと、その底部から粒剤を定量繰出しする繰出部と、この繰出部から受けた粒剤を送風搬送する第１噴管と、この第１噴管と連通して粒剤を散布する第２噴管とを備える散布機の粒剤散布装置において、上記繰出部は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロールを並列に構成するとともに第１噴管に共に連通し、上記両繰出ロールは、互いに所定の回転差で駆動することを特徴とする。
上記両繰出ロール間の回転差により、両ロールから異なるタイミングで散布剤が吐出される。

請求項１に係る発明の粒剤散布装置は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロール１５，１５の繰出し動作によってタンク１１から薬肥粒剤が第１噴管１３に吐出されることから、単一の動作範囲からその２倍に及ぶ繰出量が可能となり、その吐出全量が第２噴管１４によって散布される。したがって、最小吐出時の一様散布精度を確保しつつ、大流量散布による高速処理が可能となる。
また、稼動の平均化により、耐久性が確保される。

請求項２に係る発明の粒剤散布装置は、逆転制御によって半量繰出しが可能となることから、中量繰出しの際は、それぞれの半分を稼動することにより、偏摩耗を防止することができる。

請求項３に係る発明の粒剤散布装置は、低速回転による間欠吐出であっても、両ロールの回転差に伴う吐出タイミングのずれによって小流量吐出における一様な散布が可能となる。

操作具構成を示す操縦室部分拡大側面図 繰出部の要部横断面図 第２噴管支持部の平面図 繰出部の流量特性図 繰出部の要部拡大平面図（ａ）およびロール区分流量特性図（ｂ） 別構成の繰出部の拡大平面図 散布走行動作の平面図

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、圃場走行可能な乗用管理機１に粒剤散布装置２を装着して散布機を構成する。即ち、乗用管理機１は、前部にエンジン３を搭載し、中央部にステアリングハンドル６や操縦座席７、散布操作部８を備え、エンジン３の回転を適宜に変速して前後車輪４，５を伝動して圃場走行可能に構成され、機体後部に粒剤散布装置２を装着する。

粒剤散布装置２は、薬肥粒剤を収容するタンク１１と、その底部から粒剤を下方に定量繰出しする繰出部１２と、この繰出部１２から受けた粒剤を機体の後方に向けて送風搬送する第１噴管１３と、この第１噴管１３と連通してその全粒剤を散布する単一の第２噴管１４とから構成される。

繰出部１２は、２つの繰出ロール１５，１５をタンク１１の底部に第１噴管１３に沿って並列し、この第１噴管１３は、タンク１１の前部に設けた送風機１６から後方に向かって送風を受け、可撓管１７を介して第２噴管１４を移動可能に連通する。

繰出部１２について詳細に説明すると、その要部横断面図を図２に示すように、２つの繰出ロール１５，１５をロールケース２１内に並列して直下の第１噴管１３に同時に繰出し可能に配置し、個々に電動駆動部２２，２２を設けて回転数を個別制御可能に構成する。

上記構成の粒剤散布装置２は、回転数の個別制御が可能な繰出部１２の２つの繰出ロール１５，１５の繰出動作によってタンク１１から薬肥粒剤が第１噴管１３に吐出されることから、単一の動作範囲からその２倍に及ぶ繰出量が可能となり、その吐出全量が第２噴管１４によって散布される。

したがって、通常の繰出ロールを用いた単一の繰出部によって簡易に構成できる上に、最小吐出時の一様散布精度を確保しつつ、大流量の送風による高精度の大流量散布により高速処理が可能となる。例えば、元肥となる固形化された有機肥料の反当たり１００ｋｇの高速散布が可能となった。

上記の構成においては、大流量の送風によって粒剤を効率よく送風搬送できるので、高精度の大流量散布が可能となる。また、２つの繰出ロール１５，１５を第１噴管１３の両側に対称配置することにより、粒剤がバランス良く吐出搬送されるので、大流量散布においても、粒剤の停滞を抑えることができる。また、ロールケース２１と第１噴管１３の下半の円弧との間に滑らかな案内面を形成することにより、粒剤が効率よく噴管の下流側へ案内されるので、粒剤が繰出ロール１５，１５の直下に滞留することがない。

第２噴管１４については、可撓管１７を介して第１噴管１３と連通するとともに、第２噴管１４を左右の側方位置に支持するための左右の支持フレーム１８，１８を設け、または、図３の第２噴管支持部の平面図に示すように、第１噴管１３の直上に両者を集約した支持フレーム１８ａに滑車１９を設けることにより、必要に応じて散布範囲を機体の左右に切替えることができ、特に、大流量散布時において、往復作業によって作業能率を向上することができる。また、第２噴管をタンク１１の一部と連結する切替ロッドを設けることにより、操縦座席７から第２噴管の位置を左右に切替えることができる。

（ロール駆動制御）
繰出部１２の制御については、その流量特性図を図４に示すように、作業車速に連動してロール回転数を自動制御し、通常は「２ロール散布制御」と称する２ロールの同時繰出し散布を行い、散布設定量が２ロール繰出量の下限値Ｒ０から外れた場合は「１ロール散布制御」と称する１ロール繰出し散布に切替える。このような切替え制御により、多量散布から設定から少量散布設定まで幅広い散布制御が可能となる。

詳細には、Ａは反当たり散布量（ｋｇ／１０ａ）、Ｗは散布幅（ｍ）、Ｖは車速センサーによる車速（ｍ／ｓｅｃ）、Ｃはロール容積（立方ｃｍ／ｒｅｖ）、Ｄは比重（ｇ／立方ｃｍ）、Ｒ１は１ロールの回転数（１／ｍｉｎ）、Ｒ２は２ロールの毎分の回転数（１／ｍｉｎ）、Ｒ０はロールの最低回転数（１／ｍｉｎ）とすると、
Ｒ２＝Ａ・６０・Ｗ・Ｖ／（２・Ｃ・Ｄ）、Ｒ１＝Ａ・６０・Ｗ・Ｖ／（Ｃ・Ｄ）であり、
Ｒ＜Ｒ０の条件でＲ１に切替える。

また、上記の「１ロール散布制御」の途中で可変モードを使用し、「２ロール散布制御」のロール回転域に達した場合であっても、１ロールの最高回転域まではそのまま「１ロール散布制御」を継続するように散布制御を構成することにより、１ロールから２ロールに自動切替えする場合の従来の問題点、すなわち、散布設定量が比較的少量で、ロールが低回転であると、ロールのインペラ間の部屋より吐出する散布剤が間欠吐出の傾向となる問題があったが、上記切替え制御により、そのような欠点を解消して、散布剤の吐出が連続するので、散布精度が安定して一様散布性が向上する。

また、「１ロール散布制御」に切替えの後に、再び可変モード等で散布設定量を増加させ、１ロールの最高回転域を超えた場合は、「２ロール散布制御」のＲ２に切替えるように制御処理を構成することにより、少量散布から多量散布まで散布設定域を広くできる。

さらに、散布作業中に圃場条件が変化し、悪路になって作業速を低下させた場合で、２ロール繰出量の下限域を外れた時は、１ロール繰出しに切替えるように制御処理を構成する。この制御処理により、作業速が外部要因で急激に変化した場合でも、散布設定どおりに散布を行うことができ、散布剤が圃場に入り過ぎることを防止して散布精度を向上することができる。

また、上記の場合において車速が上がり、２ロール制御回転域になっても、所定の回転数域までは１ロール制御を行うことにより、低速回転による間欠吐出の問題を回避することができ、この場合について、さらに、２ロール制御の規定回転数まで車速が上がった時は、２ロール制御に切替えるようにすることで、車速上昇に伴う散布流量の増加に対応することができ、大流量散布の適応性の向上とともに一様散布性能が損なわれず、合わせて、一方のロールのみの摩耗防止となる。

また、車速センサーにより、作業速が低下して２ロール制御でのロール回転域の下限域を外れると１ロール制御に切替えることにより、大流量散布設定での自動モードによる散布制御を行いながら、且つ、定車速域での適応性を高めることができる。特に、走行路の条件が悪く、よる定速での作業を行う場合にも、自動散布モードが使用できるので、便利で均一性能を維持できる。

（交互制御）
また、１ロール制御については、一方のロールで１ロール制御をおこなった後に、再び１ロール制御域に達した場合には、もう一方のロールにて１ロール制御を行う制御処理を構成することにより、一方のロールの摩耗が進行することを防止してロールの摩耗のバランス化が可能となる。

また、ロールの回転方向は一定にせず、規定した時間を回転した後は、逆回転するように制御処理を構成することにより、特定のロールケース内部の摩耗発生を防止して長期間の繰出性能の安定化が可能となり、以下の如くの従来の問題、すなわち、一定方向に回転させた場合に、インペラ間で仕切られた部屋に充填された粒剤とロールケースの内周部が摩擦で削られ、ロールの回転径とロールケース間に隙間が生じ、粒剤の漏れが発生し、散布設定量と実散布量が一致せず、散布過多となる不具合発生の問題を解決する向上することができる。

また、上記の規定時間の管理に代えて累計回転数を管理値とし、この回転数に達すると、直ちに規定回転数まで逆転させることにより、上記同様に、ロールの長寿命化を実現することができる。

（ロール分割）
次に、ロール分割について説明する。両ロール１５，１５は、要部拡大平面図を図５（ａ）に示すように、それぞれを２つの半ロール１５ａ、１５ｂに分割してその一方の半ロール１５ｂにワンウェイクラッチを介設する。少量散布となる場合は片ロールのみを駆動することにより、図５（ｂ）のロール区分流量特性図に示すように、少量散布から大流量散布まで従来より更に散布適応性を向上することができる。

中流量散布設定では、両ロールについて半ロール駆動によって繰出散布することにより、従来の特定の一方のロールを常時選択する場合よりも、摩耗の均等化によってメンテナンス回数を半減することができる。また、大流量散布設定の際には、両繰出ロールを逆転させることで、全ての半ロールによる大流量散布に対応することができる。

（回転差制御）
次に、両ロール間に回転差を設けて繰出制御をすることにより、両ロールの回転が同位相の場合に、低回転時にロールの回転の際の次の部屋の繰出しの開始までは吐出停止の時間が発生するという問題を解決することができる。

例えば、左ロールの回転数は１０％増、右ロールの回転数は１０％減で制御し、すなわち、左ロールの回転数をＲ１（１／ｍｉｎ）、右ロールの回転数をＲ２（１／ｍｉｎ）すると、
Ｒ１＝１．１・Ａ・６０・Ｗ・Ｖ／（２・Ｃ・Ｄ）、
Ｒ２＝０．９・Ａ・６０・Ｗ・Ｖ／（２・Ｃ・Ｄ）、
とすることにより、散布剤が不連続になる欠点を改善することができる。

また、別構成の繰出部の拡大平面図を図６に示すように、駆動側のロール軸３１と従動側のロール軸３２との間をギヤ３１ａ，３２ａによって伝動し、その駆動側のギヤ３１ａと従動側のギヤ３２ａについて、数％の回転差を設け、例えば、駆動側歯数を３０枚、従動側歯数を２５枚とすることにより、上記同様に、散布剤の不連続吐出を改善することができる。

次に、繰出ロールの別の駆動制御例について説明すると、前述の図１に示すように、両ロール１５，１５を個別に電動駆動し、それぞれに専用の作動スイッチを設けることにより、図７の散布走行動作の平面図に示すように、どちらか一方のロールのみを用いての散布が可能となり、散布量の適応範囲を拡大することができる。

また、前述の図６における両ロール間の伝動を同速に構成し、すなわち、一方のロール軸３１を電動駆動とした上で、両ロール軸３１，３２間を同速ギヤ伝動とすることにより、両ロール１５，１５を近接配置できるので、複数ロール構成でありながら、簡易で低コストな単一駆動の繰出部をコンパクトに構成することができる。

この場合において、両ロール１５，１５とも２分割し、それぞれの片側のロール１５ｂにワンウェイクラッチを介設し、電動駆動部２２を正転、逆転することで、吐出流量に応じてロールの自動選択をするように制御処理を構成することにより、常に左右のロール１５，１５を用いて散布剤を吐出することにより、特定のロールの摩耗が進行せず、長寿命化することができる。

次に、送風機１６については、操縦座席７とタンク１１との間に配置することにより、噴管あるいは送風管の屈曲部を最低数の１カ所して送風搬送力の低下を抑えることができるので、大流量散布の設定が可能となる。また、図３等に示すように、両ロール１５，１５間の伝動ギヤ３１ａ，３２ａは、機体後部を避け、ロール１５，１５の前端部と送風機１６との間の位置とすることにより、タンク１１に残った散布剤を排出回収する場合に、機体後方よりロール直下の噴管に排出専用シュータを設けて排出作業をする作業者の安全性を確保することができる。

１ 乗用管理機（散布機）
２ 粒剤散布装置
１１ タンク
１２ 繰出部
１３ 第一噴管
１４ 第二噴管
１５ 繰出ロール
１５ａ 半ロール
１５ｂ 半ロール
１７ 可撓管
２１ ロールケース
２２ 電動駆動部

Claims (3)

1. 薬肥粒剤を収容するタンク（１１）と、その底部から粒剤を定量繰出しする繰出部（１２）と、この繰出部（１２）から受けた粒剤を送風搬送する第１噴管（１３）と、この第１噴管（１３）と連通して粒剤を散布する第２噴管（１４）とを備える散布機の粒剤散布装置において、
   上記繰出部（１２）は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロール（１５、１５）を並列に構成するとともに第１噴管（１３）に共に連通し、単一の繰出ロール（１５）の稼動時は、２つの繰出ロール（１５）から交互に選択することを特徴とする散布機の粒剤散布装置。
2. 薬肥粒剤を収容するタンク（１１）と、その底部から粒剤を定量繰出しする繰出部（１２）と、この繰出部（１２）から受けた粒剤を送風搬送する第１噴管（１３）と、この第１噴管（１３）と連通して粒剤を散布する第２噴管（１４）とを備える散布機の粒剤散布装置において、
   上記繰出部（１２）は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロール（１５、１５）を並列に構成するとともに第１噴管（１３）に共に連通し、
   上記両繰出ロール（１５）は、いずれも２分割した半ロール（１５ａ，１５ｂ）について一方にワンウェイクラッチを介設したことを特徴とする散布機の粒剤散布装置。
3. 薬肥粒剤を収容するタンク（１１）と、その底部から粒剤を定量繰出しする繰出部（１２）と、この繰出部（１２）から受けた粒剤を送風搬送する第１噴管（１３）と、この第１噴管（１３）と連通して粒剤を散布する第２噴管（１４）とを備える散布機の粒剤散布装置において、
   上記繰出部（１２）は、回転数の個別制御が可能な２つの繰出ロール（１５、１５）を並列に構成するとともに第１噴管（１３）に共に連通し、
   上記両繰出ロール（１５）は、互いに所定の回転差で駆動することを特徴とする散布機の粒剤散布装置。

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