JP7090361B1 - 散布機及び散布機を含む無人飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】無人飛行体の進行方向に満遍なく散布対象を散布する。
【解決手段】 粒状の散布対象を収容する収納部と、前記収納部から供給された前記散布対象を所定の進行方向に放出するファンと、を具備する散布機であって、前記ファンが、回転軸の周りに回転する回転体と、前記回転体の前記回転軸及び外縁の間に亘ってそれぞれ形成された、第１の曲率半径で湾曲する第１フィン、前記第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径で湾曲する第２フィン、及び、略直線状の第３フィンと、を含み、前記第１～第３フィンが、前記収納部から前記回転体上に供給された前記散布対象を前記進行方向に押し出すこと、を特徴とする散布機。
【選択図】図３

Description

本発明は、散布機及び散布機を含む無人飛行体に関し、特に粒剤・肥料・豆粒などを散布するための散布機及び無人飛行体に関する。

例えば特許文献１（特開２０２１－４９８７５号公報）は、円板状の回転板と、回転板上に配置された板状の羽根部から構成される送出部を含む無人機を開示している。

特許文献１では、回転板上に肥料が導入されると、回転板の回転によって、肥料は羽根部に接する。回転板がさらに回転すると、肥料は遠心力によって外側に向かうのであるが、周壁部の円弧状部によって、外側への動きが制限されている。回転板がさらに回転し、羽根部が周壁部の直線部に達すると、肥料にかかる遠心力を妨げる構造はなくなるから、肥料は遠心力の方向へ飛び出す。

特開２０２１－４９８７５号公報

しかし、特許文献１に開示された羽根部はいずれも直線状に延びているため、散布対象の散布量が進行方向右側（又は左側）に偏り、無人機の進行方向に満遍なく散布対象を散布することができない。

よって、本発明は、無人飛行体の進行方向に満遍なく散布対象を散布することができる散布機及びそれを備えた無人飛行体の提供を目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明は、
粒状の散布対象を収容する収納部と、
前記収納部から供給された前記散布対象を所定の進行方向に放出するファンと、
を具備する散布機であって、
前記ファンが、
回転軸の周りに回転する回転体と、
前記回転体の前記回転軸及び外縁の間に亘ってそれぞれ形成された、第１の曲率半径で湾曲する第１フィン、前記第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径で湾曲する第２フィン、及び、略直線状の第３フィンと、を含み、
前記第１～第３フィンが、前記収納部から前記回転体上に供給された前記散布対象を前記進行方向に押し出すこと、
を特徴とする散布機
を提供する。

本発明の散布機においては、前記第１の曲率半径が１８０～２２０ｍｍであること、が好ましい。

また、本発明の散布機においては、前記第２の曲率半径が６０～１００ｍｍであること、が好ましい。

本発明は、上記のいずれかに記載の散布機を具備する無人飛行体をも提供する。

上記本発明の散布機及び無人飛行体により、無人飛行体の進行方向に満遍なく散布対象を散布することができる。

本実施形態に係る無人飛行体１の概略を示す図である。 ファン２０の斜視図、上面図、左側面図、正面図及び底面図である。 ファン２０の動作を説明するための、ファン２０の底面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の代表的な実施形態に係る散布機及びこれを含む無人飛行体を説明する。但し、本発明は図示されるものに限られるものではない。また、図面は本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために必要に応じて比や数を誇張又は簡略化して表している場合もある。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。

また、説明の便宜上、次のとおりＸＹＺ軸を定める。つまり、Ｚ軸を鉛直上向きに定め、Ｘ軸を（水平方向に移動する）無人飛行体１の進行方向に定め、Ｙ軸方向をＸ軸及びＺ軸に直交する方向に定める。したがって、Ｘ軸方向を前方及び／又は後方ということがあり、Ｙ軸方向を左右方向ということがあるが、本実施形態の無人飛行体１が、前方、後方、右及び左のいずれの方向にも進行（飛行）できることは、言うまでもない。

図１に示すように、無人飛行体１は、本体３と、本体３に装着される散布機５を含む。本実施形態では無人飛行体１としてはドローン、とりわけ農業用ドローンを想定しているが、本発明はこれに限られない。

散布機５は、肥料・種・豆粒・農薬などの粒状の散布対象（乃至は散布物）５１（図３参照）を放出する装置である。なお、ここでいう「粒状」は顆粒状や粉状等も含む概念であり、散布対象５１は水分を含んでいてもよい。散布機５は収納部１０及びファン２０を具備する。以下、散布機５の構成要素を詳細に説明する。

収納部１０は、散布対象５１を収納する容器であり、ファン２０に散布対象５１を供給する。収納部１０は本発明の効果を損なわない範囲で種々の形状及び容量を有していてよい。

ファン２０は、収納部１０から供給された散布対象５１を外部に放出する装置であり、とりわけ回転体２１並びに第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６を含む（図２（Ｄ），（Ｅ）参照）。

回転体２１は、電動モータなどの駆動手段（図示せず）によって回転軸２２を中心にして周りに回転する円盤状部材である。回転体２１は、供給量調節機構（図示せず）を有する供給路４１を介して、収納部１０から散布対象５１を受ける。なお、回転体２１の回転速度は、設定値に固定されていてもよいし、ユーザ操作等に応じて可変でもよい。

回転体２１上には第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６が設けられている。第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６は、回転体２１とは別個の部材で回転体２１に取り付けられていてもよく、また、回転体２１と一体的に形成（一体成形）されていてもよい。第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６は、回転体２１上の散布対象５１をＸ軸方向における前方（より具体的には図３における白抜き矢印の向き）に押し出すための部材である。

第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６は、回転体２１の回転軸２２と外縁２３との間に亘って、放射状でかつ略均等な位置関係で配置されている。本実施形態では、第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６は回転軸２２から外縁２３まで繋がっているが、部分的に途切れていたり高さが異なっていたりしてもよい。

図３において白抜き矢印で示すように、第１フィン２４は、散布対象５１を主に無人飛行体１の進行方向にほぼ沿った方向Ｒ１に飛散させる役割を果たす（図３参照）。それゆえに、第1フィン２４は所定の（第１の）曲率半径で湾曲している。一例として、第１フィン２４の曲率半径は１８０～２２０ｍｍであればよく、１９５～２００ｍｍであることが好ましい。

第２フィン２５は、散布対象５１を主に無人飛行体１の進行方向右側Ｒ２に飛散させる役割を果たす（図３参照）。それゆえに、第２フィン２５は、第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径で湾曲している。一例として、第２フィン２５の曲率半径は６０～１００ｍｍであればよく、７５～８０ｍｍであることが好ましい。

第３フィン２６は、散布対象５１を主に無人飛行体１の進行方向左側Ｒ３に飛散させる役割を果たす（図３参照）。それゆえに、第３フィン２６は、ほぼ直線状に延びる。ただし、第３フィン２６は、第１フィン２４よりも若干の緩やかに湾曲していてもよく、本発明においては、このような若干の緩やかな湾曲形状も直線状と言ってよい。

そして、回転体２１の後側には、ガイド３１が設けられている（例えば図２（（Ｃ），（Ｅ）参照）。ガイド３１は、第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６による散布対象５１の散布方向を進行方向から所定の角度範囲に規制する。ここでいう所定の角度範囲としては、例えば３０°～４０°である。つまり、散布対象５１は、進行方向を中心として６０°～８０°の範囲に放出されることとなる。

次いで、無人飛行体１の動作を、特に散布機５の動作を中心に説明する。
無人飛行体１は、飛行中に、前方、後方、右又は左のいずれの向きに進行していても、散布機５から散布対象５１を散布することができる。散布対象５１の単位時間あたりの散布量は、散布機５（供給路４１）において適宜調整される。

散布機５において、散布対象５１が収納部１０から供給路４１を介して回転体２１に供給されると、散布対象５１は、回転体２１の遠心力により回転体２１の外縁２３に向かって移動する。また、散布対象５１は、回転する第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６に接触し、回転体２１の周方向に押し出される。ただし、散布対象５１は、ガイド３１に衝突することで回転体２１の後方（進行方向の後ろ側）への放出を規制される。このようにして、散布対象５１は、無人飛行体１の前方から放出される。

このとき、直線状の第３フィン２６は、散布対象５１を相対的に早くリリースするため、この第３フィン２６による散布対象５１の分布は進行方向左～中央（つまりＲ３の範囲）に偏る。

逆に、曲率のきつい第２フィン２５は、散布対象５１を相対的に遅くリリースするため、この第２フィン２５による散布対象５１の分布は進行方向の中央～右方向（つまりＲ２の範囲）に偏る。

また、緩い曲率の第１フィン２４による散布傾向は、第２フィン２５及び第３フィン２６による散布分布のほぼ中間であり、進行方向の中央付近（つまりＲ１の範囲）に集まる。

したがって、第１フィン２４、第２フィン２５及び第３フィン２６の各々の散布傾向を合算すると、散布対象５１は、左右及び中央にバランスよく散布される。この点、全てのフィンを直線状のものにしたり、同じ曲率で湾曲するものにしたりすると、散布の分布が偏り、進行方向正面及び左右の所定の範囲に散布対象をバランスよく散布することができない。

以上、本発明の代表的な実施形態について図面を参照しつつ説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の精神及び教示を逸脱しない範囲でその他の改良例や変形例が存在する。そして、かかる改良例や変形例は全て本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 無人飛行体
３ 本体
５ 散布機
１０ 収納部
２０ ファン
２１ 回転体
２４ 第１フィン
２５ 第２フィン
２６ 第３フィン
５１ 散布対象

Claims (3)

1. 粒状の散布対象を収容する収納部と、
   前記収納部から供給された前記散布対象を所定の進行方向に放出するファンと、
   を具備する散布機であって、
   前記ファンが、
   回転軸の周りに回転する回転体と、
   前記回転体の前記回転軸及び外縁の間に亘って放射状でかつ略均等な位置関係でそれぞれ形成された、第１の曲率半径で湾曲する第１フィン、前記第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径で湾曲する第２フィン、及び、略直線状の第３フィンを含む３つのフィンを具備し、
   前記第１の曲率半径が１８０～２２０ｍｍであり、
   前記第２の曲率半径が６０～１００ｍｍであり、
   前記第１～第３フィンが、前記収納部から前記回転体上に供給された前記散布対象を前記進行方向に押し出すこと、
   を特徴とする散布機。
2. 前記第１～第３フィンが、前記収納部から前記回転体上に供給された前記散布対象を前記進行方向を中心に６０°～８０°の範囲に放出すること、
   を特徴とする請求項１に記載の散布機。
3. 請求項１又は２に記載の散布機を具備する無人飛行体。
   

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