(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
種子テープの種子を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に基づき、前記種子が播かれる位置に略一致するように、シートに孔を開ける開孔機構を備えた播種機において、
前記開孔機構は、各回転軸を略平行に配置した回転ドラムと受けローラからなり、前記回転ドラムは、その回転軌跡円の接線に沿うように刃先を揃えた環状刃を少なくとも１個備え、前記受けローラは、前記環状刃の刃先が略点接触するように略円筒状に形成されていると共に、
前記受けローラに最初に接触する前記環状刃の始端部には、刃先が設けられていないことを特徴とする自動播種機。
【請求項２】
前記検出手段からの検出信号が入力された後、前記シートの繰出量に対応させて、前記回転ドラムの回転のタイミングを制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動播種機。
【請求項３】
前記検出手段からの検出信号が入力された後、前記シートの繰出速度に対応させて、前記回転ドラムの回転速度を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動播種機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、播種と同時に、その上に雑草抑制用のシートを敷設できる自動播種機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農地に種を播く播種作業の内容は、概ね次の通りである。
畑に畝を作ると共に、雑草を排除するため畝にシート（マルチシート）を張る作業を行う。
種と種の間隔である株間は、栽培する農作物によって異なることから、各農家では農作物毎に発芽用の孔の間隔が異なるシートを購入する。
そしてシートで畝を覆い、シートの孔から種を土中に播いた後、その上から土をかぶせる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような播種作業は重労働であるばかりでなく、株間の異なる種子毎に孔の間隔が異なる高価なシートを購入しなければならないという不都合があった。
【０００４】
そこで、本願発明は、播種と同時にシート敷設を行うことができ、かつ、各種農作物の株間に対応させて、動いているシートに綺麗に孔を開けることができる自動播種機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明に係る自動播種機は、種子テープに包装された種子を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に基づき、前記種子が播かれる位置に略一致する位置に、繰出されるシートに対して孔を開ける開孔機構を備えた播種機において、前記開孔機構として、各回転軸を略平行に配置した回転ドラムと受けローラを設け、前記回転ドラムには、その回転軌跡円の接線に沿うように刃先を揃えた環状刃を少なくとも１個取付け、一方、前記受けローラは、前記環状刃の刃先が略点接触するように略円筒状に形成されていると共に、前記受けローラに最初に接触する前記環状刃の始端部には、刃先が設けられていないことを特徴とする。（請求項１に記載の発明）。
【０００６】
上記発明によれば、前記回転ドラムの環状刃の刃先が、受けローラの円筒面に点状に接触するようになっている。即ち、前記受けローラの円筒面には、あたかもその接線が前記環状刃によって形成されることになる。従って、前記シートは前記受けローラの円筒面と環状刃の接点が、回転ドラムの回転に従って移動するに従い、環状刃によって除除に押し切られる。
よって、移動するシートに綺麗な孔を開けることができる。
【０００７】
上記発明において、前記検出手段からの検出信号が入力された後、前記シートの繰出量に対応させて、前記回転ドラムの回転のタイミングを制御する制御装置を備えるようにする（請求項２に記載の発明）。
種子の位置とシートの孔の位置を自動的に一致させることができる。
【０００８】
また、上記発明において、前記検出手段からの検出信号が入力された後、前記シートの繰出速度に対応させて、前記回転ドラムの回転速度を制御する制御装置を備えるようにする（請求項３に記載の発明）。
シートの繰出速度に柔軟に対処させて、シートに孔を開けることができる。
【０００９】
さらに、前記受けローラに最初に接触する前記環状刃の始端部に刃先を設けないようにした（請求項１に記載の発明）ので、前記シートに孔部分のシートを切残すことができ、シートに孔が開けられた後に発生する切断物を拾い集める手間を省くことができる。また、シートの切断物を放置することによる土壌への悪影響をなくすことができる。さらに、受けローラに最初に接触する前記環状刃の始端部に刃先を設けないようにしているので、切残しシートは、シートが繰出されるに従いシートの下側に折り込まれる。従って、切残シートが種子の発芽を妨げることはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記各発明に対応する実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
図１は第１実施形態に係る自動播種機の概略側面図、図２及び３はそれぞれ前記自動播種機を構成するセンサ装置の正面図及び中央縦断面図、図４及び図５は同開孔機構の斜視図及び正面図、図６（イ）及び（ロ）は同要部側面図及び同要部正面図である。
これらの図及び後述する各図において、同一の構成は同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
【００１１】
前記自動播種機（以下、本機ともいう）１は、種子テープロール１０から繰出される種子テープ１１に包装された種子１２を検出する検出手段としての種子検出センサ装置２と、マルチシートロール１３から繰出されるシート１４の繰出量及び繰出速度を検出するエンコーダ３と、前記シート１４に孔１４０を開ける開孔機構４と、前記センサ装置２及び前記エンコーダ３から出力される信号に基づいて、前記開孔機構４の動作を制御する制御装置５を備えている。
なお、図１の符号「６」は前記制御装置５等に電力を供給する電源、「７」は前記開孔機構の回転ドラム４０に回転力を付与するモータ、「１５」は溝切シャベル、「１６」は種子テープ導出管、「１７」は前記シート１４をガイドし、且つ、土を埋め戻すガイド棒、「１８」は車輪である。
このように構成された自動播種機は、トレーラなどで牽引され、図示矢印の方向に走行し、それに伴い前記種子テープ１１及び前記シート１４を繰出しつつ、播かれる種子１２の略直上に孔１４０が位置するように、前記シート１４に孔開けするようになっている。
【００１２】
前記種子テープ１１は、公知のもので、水で溶解、解体される素材に、株間毎に種子１２を３個〜４個、包装したものである。
【００１３】
前記センサ装置２は、図２及び図３に示したように、ボックス２０に種子テープ１１の繰出溝２１を設け、その繰出溝の中間に光透過型のセンサ２２を取付けている。
前記繰出溝２１は、出入口にかけてラウンドが付けられており、種子テープ１１が円滑に送出されるようになっている。また前記ボックス２０の蓋２３には、繰出溝２１の出入口付近を通過する種子テープ１１の動きを規制する押さえ片２４が設けられている。
【００１４】
前記エンコーダ３は、１回転毎に所定数のパルスを発生するもので、前記シート１４の移動量（繰出量）及び移動速度（繰出速度）に応じたパルスを生成する。
【００１５】
前記開孔機構４は、図４に示したように、回転ドラム４０と、受けローラ４１とからなり、前記回転ドラム４０に取付けられ、且つ、回転する環状刃４００によって、前記回転ドラム４０と受けローラ４１間を所定の速度で移動するシート１４に、略丸孔１４０を開けることができるようになっている。
前記回転ドラム４０は、本機１側に枢着された回転軸４０１に取付けられた略三角柱状の本体４０２と、前記本体４０２の各側面４０３に形成されたホルダ部４０４を備えている。
前記ホルダ部４０４は環状刃４００を固定するもので、リング状に形成され、その上面４０６は、前記ドラム４０の回転により描かれる回転軌跡円４０７の接線４０８（図５参照）に略一致して成形されている。
そして、前記環状刃４００は、前記ホルダ部４０４の外周或いは内周４０５に取付けられる。よって、前記軌跡円４０７の接線４０８に沿って前記環状刃４００の刃先を揃えて取付けることができるようになっている。
前記上面４０６を幅広に成形し或いは円盤状の上面にして（ホルダ４０４の内径内を埋めて）、そこに１以上の環状の溝を同心円状に形成して、各環状溝を環状刃用の埋込溝としてもよい。
【００１６】
前記環状刃４００は、例えば工業用の帯状の精密切断刃を用いる。そしてその切断刃を前記ホルダ部４０４の外周に捲いて取付け、その刃先を突出させつつ、バンドで固定する。
前記ホルダ部４０４の内周４０５や前記環状溝に環状刃４００を取付けることにより、安全性を向上させることができる。
上述のように、固定された環状刃４００の刃先は、前記回転ドラム４０の前記軌跡円４０７の接線４０８に沿うように揃えられる。
栽培物の種類によって孔１４０の径が相違することから、必要に応じて異なる径の環状刃４００を前記環状溝に取付ければよい。因みに、「大根」は約８０ｍｍの径（株間は約２０ｃｍ以上）、「人参」、「ほうれん草」等は約４０ｍｍの径が適当である。
【００１７】
上記のように構成された回転ドラム４０は、前記モータ７により又は手動により回転される。
なお、図示は省略するが、前記軸４０１には、前記モータ７の回転を制御するリミッタスイッチが設けられている。
【００１８】
前記受けローラ４１は、前記環状刃４００と点接触し、シート１４を切断する際の「受け」となるもので、前記ドラム４０の軸４０１と略平行に配置された回転軸４１０に取付けられた略円筒状の本体４１１と、この本体４１１を変位させる変位手段４１２を備えている。
【００１９】
この受けローラ４１は、自由に回転するもので、前記シート１４を開孔する際に、前記ホルダ部４０４を介して、前記回転ドラム４０の回転力が伝達され、回転ドラム４０の回転に同調して回転する。
なお、前記ドラム４０と前記受けローラ４１の位置、即ち、前記各回転軸４０１、４１０は、それぞれ鉛直線上に沿うように配置することが望ましい。
前記ドラム４０と前記受けローラ４１間を通過するシート１４に対し、刃の押切力がシート１４の前半と後半とで、できるだけ均一になる様にするためである。
【００２０】
前記変位手段４１２は、前記受けローラ４１が前記環状刃４００に対してフレキシブルに接することができるようにするものである。即ち、前記環状刃４００が回転する場合、その回転中心（軸４０１）から各刃先部分までの距離が異なることによる。
そのため変位手段４１２は、図６（イ）及び（ロ）に示したように、前記回転軸４１０の左右端部にそれぞれ設けられており、各変位手段４１２は、一端が前記回転軸４１０の端部に枢着され、他端が本機１側に枢着されたアーム４１３と、このアーム４１３を付勢する圧縮バネ４１４からなる。
前記回転軸４１０に枢着されアーム４１３には、前記軸４１０の軸受けとしてロッドエンドベアリング４１３ａが取付けられている。
よって前記各変位手段４１２は、回転軸４１０の回転と傾きに対応することができる。また、左右のロッドエンドベアリング４１３ａは独立しているので、回転軸４１０の変位も片側のアーム毎に対応することができ、これにより、さらに受けローラ４１が刃４００に対してフレキシブルに接触することを可能にしている（それぞれ図６（ロ）参照）。
前記各圧縮バネ４１４の付勢力が強すぎると、前記受けローラ４１の回転を阻害し、一方、同バネ４１４の付勢力が弱すぎると、未切断部分が残るおそれがあるので、付勢力が適度のバネを選択する必要がある。
【００２１】
なお、前記受けローラ４１の材質は、ウレタンを用いるが、これに限定されることはなく、前記環状刃４００の「受け」となる機能を備えていればどのような材質でもよい。
【００２２】
前記制御装置５は、図７に示したように、前記センサ装置２が種子１２を検出する毎に検出信号が入力され、前記エンコーダ３がシート１４の移動の有無、移動量等を検出して、常時検出信号が入力され、またリミットスイッチ４０ａのオン信号が入力され、これらの信号に基づき、前記モータ７を制御している。
即ち、前記制御装置５は、前記各種信号のオン／オフ等の物理状態を記憶する各種レジスタ、後述の図８のプログラム流れ図に従って作成されたプログラムを記憶するメモリ、このプログラムを順次読み出して実行するＣＰＵ、各種信号を生成する各種回路を備えている。
【００２３】
次に、上記のように構成された本機１の動作例を図８のフローチャート図、図９のタイミングチャート図及び図１０の開孔機構４の説明図に基づいて詳述する。
なお、以下の説明では、種子１２の株間に対応させたパルス数の設定、種子１２とシート１４の初期の位置合わせは終了しているものとする。
【００２４】
前記種子テープ１１に入っている３〜４個の種子１２が前記センサ装置２により検出される毎に、その検出信号が入力される（図９  ａ  種子テープ信号参照）。これらすべての信号に基づき、前記エンコーダ２からのパルスをカウントするカウント回路等が作動しないように、最初に検出した種子から約１２センチメートルの間にある種子は同クループとして認識させ（図９ｂ  種子グループ認識参照）、種子信号を生成し出力する（ステップ１、２、図９ｃ  種子信号参照）。
【００２５】
前述のように、前記エンコーダ３からは、シート１４の移動量と移動速度を表すパルスが出力されている（図９ｄ  エンコーダパルス）。
そこで、種子１２とシート１４の孔１４０の位置合わせのため、前記種子信号の入力時から、予め設定されたパルス数をカウントする（ステップ３、図９ｅ  パルスカウント参照）。
【００２６】
このとき、前記エンコーダ３のパルスは、パルスコンバータにも出力されており、前記シート１４の速度制御信号がモータ駆動パルス制御回路に出力される（ステップ４）。
よって、前記ステップ３において生成されたパルスカウント終了信号と、前記ステップ４において生成された速度制御信号が、モータコントローラに出力され、モータ回転開始信号が生成される（ステップ５  図９ｆ  モータ回転開始信号参照）。
【００２７】
次に、前記モータ（ステッピングモータ）７に、前記モータ回転開始信号を出力し、エンコーダパルスの速度に比例した速度で、予め設定した角度分（パルス数）だけ前記モータ７を回転させる（ステップ６）。
【００２８】
ここで、前記モータ７の回転による前記開孔機構４の動作例を図１０に基づいて詳細に説明する。
図１０（イ）は、前記ドラム４０と受けローラ４１の動作を図示し、同図（ロ）は、シート１４に開けられる孔１４０を図示している。
図１０（イ）のａに示す位置に前記ドラム４０が回転してくると、前記環状刃４００の一端４０９が前記受けローラ４１に当たり、その環状刃４００を介して、前記ドラム４０の回転力が伝達され、前記受けローラ４１は回転し始めると共に、前記変位手段４１２の作用により下降を開始する。
図１０（イ）のａからｂまで前記ドラム４０が回転すると、シート１４が環状刃４００に押し切られ始める。この時と後述のｄの時に、前記受けローラ４１の下降幅が最大となる。
図１０（イ）のｂからｃまで前記ドラム４０が回転すると、シート１４に略半月状の切れ目が形成される。なお、この時に、前記受けローラ４１は、前記最大下降幅から一端上昇する。
図１０（イ）のｃからｄまで前記ドラム４０が回転すると、シート１４に略丸孔１４０が形成される。
【００２９】
上記回転ドラム４０の動作中は、前記制御装置５のＣＰＵは設定した角度まで前記ドラム４０が回転したか否かを判断しており（ステップ７）、「ＮＯ」であれば回転を続けさせる。一方、「ＹＥＳ」であれば前記モータ７を高速回転に切り替えさせる（ステップ８  図９  ｈモータ高速動作参照）。
【００３０】
そして、前記リミットスイッチ４０ａからモータ停止信号が出力されたか否かを判断し（ステップ９）、「ＮＯ」であれば高速回転を続けさせ、一方、「ＹＥＳ」であれば前記モータ７を停止させる（ステップ１０  図９  ｊモータ高速動作停止指令信号）。
この動作により、シート１４に対し次の孔開けを行い易い位置に前記環状刃４００が停止し（図１１参照）、待機する。
その後、ステップ１に戻って次の種子テープ信号を待ち、上記ステップ１乃至１０の処理を繰り返すことになる。
【００３１】
よって、本機１では、簡単な開孔機構４によって所定の速度で移動するシート１４に綺麗な孔１４０を開けることができる。
また、前記回転ドラム４０の回転が、種子の検出後に前記エンコーダ３からのパルスに基づいて、株間に対応する所定のパルス移動量、即ち、シート１４の繰出量をカウントして開始される。
よって、種子１２の位置とシート１４の孔１４０の位置を自動的に一致させることができ、予めカウトンするパルス移動量を設定することによって、各種の農作物の株間に対応させることができる。
さらに、前記モータ７の回転速度は、エンコーダパルスの速度に比例した速度であることから、前記シート１４の繰出速度に対応させて、その回転速度が制御され、シート１４の繰出速度に柔軟に対処させることができる。
【００３２】
次に、図１２に基づいて、第２実施形態に係る自動播種機１の構成例を説明する。
この自動播種機１の特徴は、前記環状刃４００に係るものであり、環状刃４００が最初に前記受けローラ４１に接触する始端部４０９（図１０（イ）参照）の刃先を省いた点である。その他の構成は、上記実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
上記図１０ｄに示したように、丸孔１４０の全周を切り落とすと、シート１４とは別に、切落とされたシートを集めて廃棄しなければならない。
このような煩雑さを避けるため、前記始端部４０９に、図１２に示したような幅約１０ｍｍ程度の保護部材４００ａを取付ける。
この保護部材４００ａにより、図１３に示したように切残部分１４１が形成され、また刃毀れし易い始端部４０９の周辺の刃先を保護することができる。
なお、帯状の切断刃を前記ホルダ部４０４の全周に捲かずに一部を残して、シート１４に切残部分１４１が形成されるようにしたり、また前記ホルダ部４０４の全周に帯状刃を捲いて、前記始端部４０９の刃先を落とすようにしても、同様の作用効果を奏する。
【００３３】
前記切残部分１４１は、図１４に示したように、シート１４が繰出されるに従い、除除にシート１４の下側に折り込まれるので、切残部分１４１が種子１２の発芽を妨げることはない。
【００３４】
次に、第３実施形態に係る播種機の構成例を図１５に基づいて説明する。
この播種機１の特徴は、前記ドラム４０の回転方向に対し、ホルダ部４０４の前方に緩衝片４０４ａを形成した点である。その他の構成は、上記実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
上述のように、前記環状刃４００が前記受けローラ４１に最初に接触する部分は、刃毀れし易いことから、前記環状刃４００が前記受けローラ４１に接触する直前に、前記緩衝片４０４ａが前記受けローラ４１の外周面４１５（図４参照）に当たるようにする。その結果、環状刃４００に与える衝撃を和らげることができる。
なお、このような緩衝片４０４ａは、回転ドラム４０の両端に固定してもよいし、一片の緩衝片４０４ａを回転ドラム４０の中央付近に固定してもよい。
【００３５】
各実施形態においては、１条蒔きを想定して前記検出手段及び開孔機構はそれぞれ１組であったが、２条蒔きであれば、同様の前記検出手段及び開孔機構を並列させればよい。
前記変位手段４１２は、受けローラ４１側に設けられているが、回転ドラム４０側に設けても良い。
また、上記各実施形態では、３個の環状刃が固定可能な前記回転ドラム４０を用いて高速に繰出されるシート１４に対応させ、ドラム１回転当たりの孔開けを確実にしているが、１個以上の環状刃を固定可能な回転ドラムであればよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、播種と同時にシート張りを行うことができ、また、各種農作物の株間に対応させて、移動するシートに綺麗な孔を開けることができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、種子の位置とシートの孔の位置を自動的に一致させることができるし、異なる農作物の株間に対処することができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、シートの繰出速度に柔軟に対処させて、シートに孔を開けることができる。
【００３９】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、前記シートに孔部分のシートを切残すことができ、シートに孔が開けられた後に発生する切断物を拾い集める手間を省くことができる。また、シート自体を処分すればよく、シートの切断物を放置することによる土壌への悪影響をなくすことができる。さらに、受けローラに最初に接触する前記環状刃の始端部に刃先を設けないようにしているので、切残しシートは、シートが繰出されるに従いシートの下側に折り込まれる。従って、切残シートが種子の発芽を妨げることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る自動播種機の側面図、
【図２】同自動播種機に用いるセンサ装置の正面図、
【図３】同縦中央断面図、
【図４】同自動播種機に用いる開孔機構の斜視図、
【図５】同正面図、
【図６】（イ）及び（ロ）同自動播種機に用いる開孔機構の要部側面図及び正面図、
【図７】同自動播種機の配線図、
【図８】同自動播種機のフローチャート図、
【図９】同タイミングチャート図、
【図１０】（イ）（ロ）同開孔機構の動作説明図、
【図１１】同開孔機構の動作説明図、
【図１２】第２実施形態に係る自動播種機に用いる環状刃の斜視図、
【図１３】同環状刃を用いた場合のシートの孔の説明図、
【図１４】同説明図、
【図１５】第３実施形態に係る自動播種機に用いる回転ドラムの側面図。
１  自動播種機                    １０  種子テープロール
１１  種子テープ                  １２  種子
１３  マルチシートロール          １４  シート
１５  溝切シャベル                １６  種子テープ導出管
１７  ガイド棒                    １８  車輪
１４０  孔                        １４１  切残部分
２  種子検出センサ装置
２０  ボックス                    ２１  繰出溝
２２  センサ                      ２３  蓋
２４  押さえ片
３  エンコーダ
４  開孔機構                      ４０  回転ドラム
４００  環状刃                    ４０１  回転軸
４０２  本体                      ４０３  側面
４０４  ホルダ部                  ４０５  内周
４０６  上面                      ４０７  回転軌跡円
４０８  接線                      ４０９  一端（始端部）
４０ａ  リミットスイッチ
４１  受けローラ                  ４１０  回転軸
４１１  本体                      ４１２  変位手段
４１３  アーム                    ４１４  圧縮バネ
４１５  外周面
４００ａ  保護部材                ４０４ａ  緩衝片
４１３ａ  ロッドエンドベアリング
５  制御装置                      ６  電源
７  モータ
【図１】
0003571320.tif 000002
【図２】
0003571320.tif 000003
【図３】
0003571320.tif 000004
【図４】
0003571320.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003571320.tif 000009
【図９】
0003571320.tif 000010
【図１０】
0003571320.tif 000011
【図１１】
0003571320.tif 000012
【図１２】
0003571320.tif 000013
【図１３】
0003571320.tif 000014
【図１４】
0003571320.tif 000015
【図１５】
0003571320.tif 000016