JP5758102B2 - 種子吹き付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、緑化や雑草抑制を希望する場所に、有用な植物の種子を吹き付けるための種子吹き付け装置に関する。

近年、センチピードグラス等の植物による法面緑化によって、雑草の発生を抑制し、除草作業の軽減化を図ることが行われており、例えば、下記特許文献１及び２に開示されている。

このような雑草抑制方法においては、例えば、種子を水、紙等の養生資材、肥料、糊と混ぜた粘性のある混合液を生成し、ポンプを備えた吹き付け装置を用いてこの混合液を畦畔に散布している。吹き付け装置としては、タンク内に入っている混合液をそのままポンプで吹き付ける装置や、下記特許文献２に開示された装置が知られている。

特開２００５−１９８６０６号公報 特開２００９−４１２９５号公報

ところで、タンク内の混合液をそのまま吹き付ける装置では、時間と共に種子が底部に溜まってしまい、種子が均一に分布した状態を維持するのが困難である。したがって、種子の均一な吹き付けができなかったり、定期的にタンク内を撹拌させる等の手作業が必要になったりしていた。

また、特許文献２に開示された吹き付け装置では、タンク内に撹拌翼が設置されているが、生育基盤材収容タンク、種子収容タンク及び水タンクが別々に設置された大掛かりな大型機械となっている。したがって、装置コストが高くなると共に、吹き付け現場に設置する際の輸送コストも大きくなってしまう。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、植物の種子を吹き付け施工するための種子吹き付け装置であって、小型で容易に持ち運び可能であると共に均一に種子を吹き付けることが可能な種子吹き付け装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る種子吹き付け装置は、植物の種子が混ざった混合液を散布して種子を吹き付ける種子吹き付け装置において、円筒軸が略水平になるように設置された円筒状の混合タンクと、前記円筒軸と平行に設置されたパドル板を前記円筒軸に平行な回転軸周りに回転させて前記混合タンク内の混合液を掻き混ぜる撹拌装置と、前記混合タンク内の混合液を散布するための吹き付けポンプと、前記撹拌装置及び前記吹き付けポンプを作動させるための駆動装置であって、駆動エンジンと、複数の減速部材と、前記駆動エンジンの駆動力を前記撹拌装置へ断続的に動力伝達するための撹拌用クラッチと、前記駆動エンジンの駆動力を前記吹き付けポンプへ断続的に動力伝達するための吹き付け用クラッチと、を有し、前記撹拌装置と前記吹き付けポンプとを一定の回転速度比で作動させるように構成された駆動装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、小型で容易に持ち運び可能であると共に均一に種子を吹き付けることが可能な種子吹き付け装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る種子吹き付け装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、第２実施形態に係る種子吹き付け装置の正面図である。 図３は、第２実施形態に係る種子吹き付け装置の上面図である。 図４は、第２実施形態に係る駆動装置の構成を示す図である。 図５は、第２実施形態に係る撹拌装置の正面図である。 図６は、図５のＡ−Ａ線による断面図である。

（第一実施形態）
上記の問題を、粉砕した綿糸と故紙とを混合した粘着性のある養成材と種子と水を、原料タンク内に投入し、パドル型回転式タンク内攪拌装置にて種子をタンク全体に均一に分布させ、吹き付けポンプにより吹き付けを行う種子吹き付け装置を開発したことで解決した。

更に、吹き付け量を適量化するために、動力は吹付け用ポンプとパドル型回転式タンク内攪拌装置の両機構へ同一軸を持って供給されることにより、吹き付け時吹き付け量とパドル回転数は一定の比率で絶えず回転させることで解決した。吹き付け場所を水田畦畔など、狭小侵入地での使用と考え、小型化する。さらに吹き付け可能距離を１５０ｍ以上とする。

また、本実施形態に係る種子吹き付け装置は、粉砕した綿糸と故紙とを混合した粘着性のある養成材と種子と水を、原料タンク内に投入し、パドル型回転式タンク内攪拌装置にて種子をタンク全体に均一に分布させ、吹き付けポンプにより吹き付けを行う。

また、本実施形態に係る種子吹き付け装置は、動力は吹付け用ポンプとパドル型回転式タンク内攪拌装置の両機構へ同一軸を持って供給されることにより、吹き付け時吹き付け量とパドル回転数は一定の比率で絶えず回転している。

本実施形態によれば、狭い農道等に侵入できる２ｔ〜３ｔトラックに積載出来るコンパクトな大きさの装置に出来た。吹き付け可能な範囲も、装置から２００ｍまで吹付け可能である。

図１を参照しながら、本実施形態に係る種子吹き付け装置について説明する。養成材を原料投入口２により、原料タンク１へ投入する。更に、原料タンクに水を加水しながらエンジン５を駆動し、種子も投入する。同時に、攪拌装置動力クラッチ８を接続し、パドル型回転式タンク内攪拌装置４を動かし、タンク内での種子の均一化を行う。

その後、吹付け用巻取りホース３を伸ばし、吹付け用クラッチ７を入れ吹付けポンプ６を稼動し、ホース巻き取り装置９を働かせながら吹き付けを行う。最後に清水タンク１０から清水を原料タンクに投入し、ホース内の残材を全て吹付け使い切る。この清水はホース内洗浄も兼ねる。

（第二実施形態）
次に、図２乃至図６を参照しながら、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態に係る種子吹き付け装置の構成は、上記第一実施形態に係る種子吹き付け装置の構成と同様であり、より詳細な構成を示したものである。

図２は、本実施形態に係る種子吹き付け装置の正面図、図３は、本実施形態に係る種子吹き付け装置の上面図である。図４は、本実施形態に係る駆動装置の構成を示す図である。また、図５は、本実施形態に係る撹拌装置４０の正面図、図６は、図５のＡ−Ａ線による断面図である。

図２及び図３に示すように、本実施形態に係る種子吹き付け装置２０は、混合タンク３０、撹拌装置４０、駆動装置５０、吹き付けポンプ６０、巻取ホース６５を備え、載置台７０の上に設置されている。

本実施形態に係る種子吹き付け装置２０では、種子が均一に分布するように混合タンク３０内に設置された撹拌装置４０がタンク内の混合液を撹拌し、この混合液を吹き付けポンプ６０により吹き付け用の巻取ホース６５に供給し、巻取ホース６５の先端から混合液が畦畔へと吹き付けられる。また、種子の吹き付けにあたって、センチピードグラスの種子を養生資材の紙（パルプ）、綿繊維（糊でも良い）、水、肥料等と混合した混合液を散布する。

混合タンク３０は、円筒軸が略水平になるように設置された円筒状のタンク本体３１から構成され、タンク本体３１の上部には、混合液の材料を投入するための投入口３２が形成され、タンク本体３１の吹き付けポンプ６０側（図中左側）下部には、混合液を吹き付けポンプ６０へと送るために吸水路６１へタンク内の混合液を排出する排出口３３が形成されている。

タンク本体３１は、タンク内の混合液の残りが少なくなった場合にも排出口３３から残液を良好に排出できるよう、円筒軸が水平よりも若干傾いて排出口３３側が少し低くなるように配置されている。本実施形態では、水平方向2mの距離に対して、10cm傾けられている（約3°）であるが、傾き角度は2〜5°程度が望ましい。タンク本体３１の上部には、水タンク３５が設置されており、水タンク３５内の水は、バルブ３７の開閉により排出管３６からタンク本体３１内へと適宜供給可能である。

図５及び図６に示すように、撹拌装置４０は、回転軸４１、パドル支持棒４２、パドル板４３を備える。撹拌装置４０の回転軸４１は、円筒状のタンク本体３１の円筒軸と平行となるように、水平よりも図中左側が若干下がるように設置されており、タンク本体３１の側面に回転自在に支持されている。

図５に示すように、パドル支持棒４２は、回転軸４１の延在方向において四箇所に設置されており、図６に示すように、各箇所において回転軸４１周りに90°毎に四方に伸びるように設置されている。

パドル板４３は、四つのパドル板４３ａ〜４３ｄからなり、90°毎に四方に伸びるパドル支持棒４２の先端に支持される。各パドル板４３は、回転軸４１と略同じ長さで平行に延在する。すなわち、各パドル板４３は、タンク本体３１の左側面付近から右側面付近にかけて延在する。

また、各パドル板４３は、パドル板４３の平面がパドル支持棒４２と平行になるようにそれぞれ四本のパドル支持棒４２によって支持されている。よって、撹拌装置４０の作動により回転軸４１が回転すると、パドル板４３は、その平面が回転方向に垂直となった姿勢で回転軸４１の周りを回転し、混合液を効率よく掻き混ぜることができる。

ここで、本実施形態では、撹拌装置４０の回転半径（パドル板４３の外周端の回転軌跡）は25cmであるのに対して、パドル板４３の板幅は10cmとなっており、回転軸４１からパドル板４３の内周端までの間（15cm）は隙間が形成されている。このような隙間は、パドル板４３の回転に伴って押される流体の逃げ道となり、パドル板が回転軸４１から外周端までの全体に設置されている場合よりも、効率よく掻き混ぜることができる。

また、上述したように、撹拌装置４０は、タンク本体３１の底部に設置されており、撹拌装置４０の回転外縁となるパドル板４３の外周端とタンク本体３１の底部の内壁面との間隔が3cmとなる位置に設置されている。なお、タンク本体３１の半径と撹拌装置４０の回転半径との長さの比は、3:1となっている。

撹拌装置４０の回転半径が大きくなれば、より強く掻き混ぜることができるが、トルクの大きな駆動手段が必要となり、装置の大型化、高コスト化につながってしまう。一方、撹拌装置４０の回転半径が小さくなると、混合タンク３０内を十分に掻き混ぜることができなくなり、種子を均一に分布させることができなくなる。

そこで、本実施形態では、過度な駆動力を必要とすることなく、十分な撹拌機能を担保するために、撹拌装置４０の回転半径をタンク本体３１の半径の１／３としたが、１／４〜１／２であれば、このような要求を満たすことができる。

次に、駆動装置５０は、図４に示すように、撹拌装置４０及び吹き付けポンプ６０の双方の駆動手段として作用し、駆動エンジン５１、吹き付け用クラッチ５３、撹拌用クラッチ５４、回転速度を減じる減速部材としての減速機５５及び複数のプーリー５７を備えている。本実施形態では、駆動エンジン５１の回転速度が標準の2,500rpmであるときに、吹き付けポンプ６０の回転速度が750rpm、撹拌装置４０の回転速度が15rpmとなるように設定されている。

駆動装置５０では、駆動エンジン５１と吹き付けポンプ６０とを、動力伝達部材である複数のプーリー５７及び吹き付け用クラッチ５３により連結している。すなわち、複数のプーリー５７により回転速度を2,500rpmから750rpmに落としながら、且つ、吹き付け用クラッチ５３により断続的に、駆動エンジン５１の駆動力が吹き付けポンプ６０へと伝達される。

また、駆動装置５０では、駆動エンジン５１と撹拌装置４０とを、動力伝達部材である複数のプーリー５７、減速機５５及び撹拌用クラッチ５４により連結している。すなわち、複数のプーリー５７及び減速機により回転速度を2,500rpmから15rpmに落としながら、且つ、撹拌用クラッチ５４により断続的に、駆動エンジン５１の駆動力が撹拌装置４０へと伝達される。このように、プーリー５７だけでなく、減速機５５を入れることで、トルクを上げながら大幅に回転速度を減じている。

ここで、駆動エンジン５１の出力は可変であり、適宜回転速度を変更することができる。しかし、駆動エンジン５１と吹き付けポンプ６０との間の減速比は10:3、駆動エンジン５１と撹拌装置４０との間の減速比は500:3で一定であるため、駆動エンジン５１の回転速度が変わったとしても、吹き付けポンプ６０と撹拌装置４０の回転速度は常に比例して変化する、すなわち、常に一定の回転速度比で回転する。

このように、単一の駆動装置５０により吹き付けポンプ６０と撹拌装置４０を駆動して、回転速度比を一定に維持すること、すなわち、撹拌装置４０の回転速度を吹き付けポンプ６０の排出量に比例させることで、散布される混合液内の種子をより均一に分布させることができる。

具体的には、吹き付けポンプ６０の回転速度が上がり、混合タンク３０からの排出量が大きくなるのに合わせて、撹拌装置４０の回転速度も速くなり、吹き付けポンプ６０の回転速度が下がり、混合タンク３０からの排出量が小さくなるのに合わせて、撹拌装置４０の回転速度も遅くなることで、混合液内の種子の均一度を一定に維持することができる。

次に、吹き付けポンプ６０は、容積ポンプであり、その吸水口は吸水路６１を介して混合タンク３０の排出口３３と接続され、吐出口は巻取ホース６５の根元側に接続されている。したがって、吹き付けポンプ６０の駆動により、混合タンク３０から吹き付けポンプ６０に供給された混合液は、巻取ホース６５へと送られ、巻取ホース６５の先端から畦畔等に散布される。

以上、第二実施形態に係る種子吹き付け装置２０の構成について詳細に説明したが、続いて、種子吹き付け装置２０により種子が混ざった混合液を吹き付ける場合の作用について説明する。なお、本実施形態では、種子吹き付け装置２０はトラックの荷台に載置されている。

まず、混合タンク３０内に、混合液の水以外の材料である吹き付け種子、パルプ、綿繊維、肥料をそれぞれ所定量入れてから、トラックを現場に移動し、現場において所定量の水を加える。全ての材料を入れてから、撹拌装置４０を作動させて、混合タンク内３０の材料を混ぜて、混合液を生成する。水以外の材料も現場で混合タンク３０内に入れても良いし、現場に行く前に水を入れておいても良い。

撹拌装置４０の作動にあたっては、駆動エンジン５１を作動させると共に、撹拌用クラッチ５４を繋いで駆動エンジンの５１の駆動力を撹拌装置４０の回転軸４１に伝達させれば良い。このとき、まだ吹き付けは開始していないので、吹き付け用クラッチ５３を離して、吹き付けポンプ６０は停止させておく。

この撹拌により混合タンク３０内の材料が十分に掻き回されて、種子が均一に分布した混合液が生成される。続いて、この混合液の吹き付けを開始するために、巻取ホース６５の先端を吹き付け場所近くまで引っ張り出し、吹き付けポンプ６０を作動させる。

吹き付けポンプ６０の作動にあたっては、吹き付け用クラッチ５３が繋げられ、駆動エンジン５１の出力が撹拌装置４０及び吹き付けポンプ６０の双方へ伝達される。吹き付けポンプ６０が作動し始めると、吸水路６１を介して混合タンク３０内の混合液が吹き付けポンプ６０へと供給されて、巻取ホース６５へと送られる。そして、巻取ホース６５の先端から混合液が散布されることで、種子の吹き付けが行われる。

本実施形態では、種子の吹き付け中（吹き付けポンプ６０の作動中）には、常に撹拌装置４０が作動され、混合液の撹拌が行われるように構成されている。回転軸４１の回転に伴って四つのパドル板４３が回転軸４１周りに回転すると、パドル板４３の回転に伴って混合液が掻き回される。

特に、パドル板４３がタンク本体３１の底部を3cmの隙間をあけて通過するときに、他の材料よりも比重が大きく底部に落下してきた種子がパドル板４３の回転に伴って上方に巻き上げられる。上方に巻き上げられた種子は、比重により他の材料よりも先に落下し始め、底部に到達すると再度パドル板４３によって巻き上げられることになり、種子がタンク本体３１に均一に分布することになる。

このとき、パドル板４３の回転により、タンク本体３１内全体にもパドル板４３の回転方向と同じ方向の円筒軸周りの環流が発生するが、この環流の回転速度は撹拌装置４０の回転速度よりも遅くなる。また、タンク本体３１が直方体形状であれば、円筒軸周りの環流が発生しても角部に滞留が生じてしまうが、円筒状のタンク本体３１を採用する本実施形態では、タンク内に滞留を生じさせることなく、円筒軸周りの環流によって確実にタンク内全体を掻き混ぜることができる。

このように、タンク本体３１内では、パドル板４３の回転によって常に種子が流動することで、均一に分布した状態を維持している。よって、常に種子が均一に分布した混合液を放出することが可能となり、吹き付け場所において種子を均一に吹き付けて、植物（センチピードグラス）を一様に生育させることができる。

混合液の散布により、タンク本体３１内の混合液の残量が少なくなってくると、本実施形態では、排出口３３側（図中左側）が下がるように2〜5°傾いてタンク本体３１が設置されているため、残りの混合液が排出口３３に集まってくる。よって、タンク本体３１内の混合液が空になるまで散布が可能である。

なお、本実施形態では、タンク本体３１内が空になって種子の吹き付けが終了した後に、そのまま種子吹き付け装置２０を停止させるのではなく、混合材料が乾燥して巻取ホース６５内等に張り付いてしまうのを防止する処理を行っている。すなわち、バルブ３７を開いて水タンク３５内の水を混合タンク３１に投入したうえで、吹き付けポンプ６０を作動さることで、タンク本体３１の下部や巻取ホース６５内に残っていた混合材料を全て散布する。

以上、第二実施形態に係る種子吹き付け装置２０について詳細に説明したが、本実施形態によれば、円筒状の混合タンク３０内に、混合タンク３０の円筒軸と平行に設置されたパドル板４３を円筒軸に平行な回転軸周りに回転させる撹拌装置４０を設置し、種子を含んだ混合液を撹拌装置４０により撹拌しながら吹き付けを行うので、種子を均一に吹き付けることができる。

また、本実施形態では、撹拌装置４０と吹き付けポンプ６０の駆動手段を単一の駆動装置５０により作動させているので、種子吹き付け装置２０を小型且つ安価に製造することができる。

以上、本発明の第一及び第二実施形態について説明したが、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、撹拌装置のパドル板を四本にしたが、五本以上でも三本以下でも良い。但し、種子が均一に分布するように掻き混ぜるためには、三本以上のパドル板を設置することが望ましい。

また、駆動エンジン、撹拌装置、吹き付けポンプの回転速度や減速比等も適宜変更可能である。但し、撹拌装置の回転速度が速過ぎると、撹拌装置の周囲だけに環流が発生し、タンク内上部と下部とで環流が分断されてしまい、全体を掻き混ぜることができなくなってしまう。したがって、撹拌装置はある程度ゆっくり回す必要があり、撹拌装置の回転速度が60rpm以下であることが望ましい。

１ 原料タンク
２ 原料投入口
３ 吹付け用巻き取りホース
４ パドル型回転式タンク内攪拌装置
５ エンジン
６ 吹付けポンプ
７ 吹付け用クラッチ
８ 攪拌装置動力クラッチ
９ ホース巻き取り装置
１０ 清水タンク
２０ 種子吹き付け装置
３０ 混合タンク
３１ タンク本体
４０ 撹拌装置
４１ 回転軸
４２ パドル支持棒
４３ パドル板
５０ 駆動装置
５１ 駆動エンジン
５３ 吹き付け用クラッチ
５４ 撹拌用クラッチ
５５ 減速機
５７ プーリー
６０ 吹き付け用ポンプ

Claims (2)

1. 植物の種子が混ざった混合液を散布して種子を吹き付ける種子吹き付け装置において、
   円筒軸が略水平になるように設置された円筒状の混合タンクと、
   前記円筒軸と平行に設置されたパドル板を前記円筒軸に平行な回転軸周りに回転させて前記混合タンク内の混合液を掻き混ぜる撹拌装置と、
   前記混合タンク内の混合液を散布するための吹き付けポンプと、
   前記撹拌装置及び前記吹き付けポンプを作動させるための駆動装置であって、駆動エンジンと、複数の減速部材と、前記駆動エンジンの駆動力を前記撹拌装置へ断続的に動力伝達するための撹拌用クラッチと、前記駆動エンジンの駆動力を前記吹き付けポンプへ断続的に動力伝達するための吹き付け用クラッチと、を有し、前記撹拌装置と前記吹き付けポンプとを一定の回転速度比で作動させるように構成された駆動装置と、
   を備えることを特徴とする種子吹き付け装置。
2. 前記混合タンクは、前記吹き付けポンプに混合液を送るための排出口が下部に形成されており、
   前記撹拌装置は、前記混合タンクの下部に設置され、前記撹拌装置の回転半径が、前記円筒状の混合タンクの半径の１／４〜１／２であることを特徴とする請求項１記載の種子吹き付け装置。

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