(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１及び第２の内表面を有するポンプ室を区画する筐体と、
一端が前記第１の内表面に固定されたベローズと、
前記ベローズの他端に接続された駆動軸と、
前記駆動軸を駆動することにより、前記ベローズを伸縮させる駆動部と、
それぞれ前記筐体を貫通し、前記ベローズの外表面と前記ポンプ室の内表面の間の領域に向かって開口する吸入口、吐出口、及び排出口と、
前記排出口に接続された排出用バルブと
を備え、
前記吸入口及び前記吐出口はそれぞれ、前記第１の内表面に開口し、
前記排出口は前記第２の内表面に開口する
ことを特徴とするベローズポンプ。
【請求項２】
前記駆動部は、
前記駆動軸を第１の向きに駆動する第１のソレノイドと、
前記駆動軸を前記第１の方向とは反対の第２の向きに駆動する第２のソレノイドと
を含んで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のベローズポンプ。
【請求項３】
前記ベローズは、自由位置と収縮位置との間で伸縮するよう構成される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のベローズポンプ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のベローズポンプと、
一端が前記吸入口に接続される第１の流路と、
一端が前記吐出口に接続される第２の流路と、
前記第１の流路の他端に接続される消毒液タンクと、
前記第２の流路の他端に接続されるノズルと、
前記駆動部を制御することにより、前記消毒液タンク内の消毒液を前記ベローズポンプを介して前記ノズルから噴射する制御装置と
を備えることを特徴とする消毒液噴射装置。
【請求項５】
前記筐体は、第１乃至第３の部分が順に接続された構成を有し、
前記第１及び第２の流路はそれぞれ、前記筐体の前記第２の部分の側面に接続されており、
前記ポンプ室は、前記筐体の前記第１の部分の内部に配置され、
前記駆動部は、前記筐体の前記第３の部分の内部に配置される
ことを特徴とする請求項４に記載の消毒液噴射装置。
【請求項６】
前記第１の流路に間挿されるモーターポンプ
をさらに備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の消毒液噴射装置。
【請求項７】
切断刃と、
前記切断刃に向けて複数の被切断物を順次搬送する搬送手段と、
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の消毒液噴射装置とを備え、
前記ノズルは、該ノズルから噴射される前記消毒液が前記切断刃の刃先の延在方向に沿って前記切断刃の両面を伝うように流れるように設置される
ことを特徴とする切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベローズポンプ、消毒液噴射装置、及び切断装置に関し、特に、種馬鈴しょ生産用のほ場で用いるカッティングプランターである切断装置、この切断装置に組み込んで使用する消毒液噴射装置、及び、この消毒液噴射装置の構成部品であるベローズポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
馬鈴しょを生産するにあたり、我が国では、半分に切断した馬鈴しょを種馬鈴しょとしてほ場に植え付けることが一般的である。これを受け、近年、馬鈴しょの切断と植え付けを一度に行える「カッティングプランター」という装置が普及してきている。非特許文献１には、このようなカッティングプランターの一例が開示されている。
【０００３】
カッティングプランターは我が国独特の装置であり、トラクターに引かれてほ場を往復しながら、種馬鈴しょを切断する作業と、切断した種馬鈴しょを植え付ける作業とを繰り返し自動的に行えるように構成されている。カッティングプランターを用いることで、効率的な植え付けが実現される。
【０００４】
ところで、馬鈴しょの生産においては、ウィルス病や細菌病などの病気にかかっていない、健全無病な種馬鈴しょを用いることが極めて重要である。特に、種馬鈴しょとなる馬鈴しょの生産を行う場合には、仮に植え付ける種馬鈴しょに何らかの病気が発生しているとその影響範囲が極めて大きくなることから、種馬鈴しょが健全無病であることを担保するため、法律及び条例により極めて厳格な取扱いが定められている。
【０００５】
そのような厳格な取扱いのひとつに、種馬鈴しょを切断する際に用いる切断刃の消毒がある。非特許文献２の規定によれば、種馬鈴しょ生産用の種馬鈴しょを切断する際には、切断の都度、切断刃の消毒が必要とされる。こうすることで、種馬鈴しょに仮に病株が混入していたとしても、他の種馬鈴しょに影響が広がることを防止できる。
【０００６】
本願の出願人はこれまでに、種馬鈴しょを生産するほ場で使用されるカッティングプランター向けの消毒液噴射装置に関する特許を２件取得している（特許文献１，２）。これらはいずれも、カッティングプランター内に固定された種馬鈴しょ切断用の切断刃を短時間で十分に消毒するための発明であり、消毒液の切断刃への供給を制御するための弁体を備えている。
【０００７】
なお、特許文献３には、液体吐出ポンプに関する発明が開示されている。この発明による液体吐出ポンプは、ベローズの伸縮を利用して液体の吸引と吐出を行うベローズポンプであり、ポンプ室の下部に流入用収容孔、ポンプ室の上部に流出用収容孔を有している。ベローズは、横方向に伸縮するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許５２５５１４０号
【特許文献２】特許５７４４３５７号
【特許文献３】特開２００１−１５３０５４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】十勝農機株式会社、"全自動ポテトカッティングプランターipa2"、［online］、［平成27年12月11日検索］、インターネット〈URL：http://www.tokachinoki.co.jp/ipa2/index.html〉
【非特許文献２】北海道「平成２７年種馬鈴しょ生産管理基準」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願の発明者は、特許文献１，２に記載の消毒液噴射装置が備えている弁体に代え、特許文献３に例示されるようなベローズポンプを用いることを検討している。しかしながら検討の過程で、カッティングプランター用の消毒液噴射装置にベローズポンプを採用すると、消毒液噴射装置のメンテナンスコストが高くついてしまうことが判明した。以下、詳しく説明する。
【００１１】
カッティングプランター内部のスペースは狭く、消毒液噴射装置の設置スペースは非常に限られている。その限られた設置スペースを最大限有効に使用するため、本願の発明者は様々な検討の末、ベローズポンプの内部構造を工夫して高さ方向に細長い筒形の形状とするとともに、消毒液タンクから切断刃に至る途中の消毒液流路に水平方向に延在する部分を設け、この水平部分の中ほどに交差するような形で、ベローズポンプを縦に（長手方向が鉛直方向と平行になるように）設置する形態を考え出した。こうすることで、消毒液流路の総延長を短縮できるとともにベローズポンプの占有面積を極小化できるので、カッティングプランター内の狭いスペースに消毒液噴射装置を設置することが可能になる。
【００１２】
本願の発明者が工夫したベローズポンプの内部構造は次のようなものである。すなわち、まず、ポンプ室は、筒形のベローズポンプの下半分（設置したときに下側になる部分。以下、「上」「下」等の方向はすべて、ベローズポンプをカッティングプランター内に設置したときの方向による）に設置される。ポンプ室の内部には、ベローズとその駆動軸とが配置される。ベローズは、上端がポンプ室の上面に固定され、鉛直方向に伸縮可能に構成される。駆動軸は、ベローズの内部を通るように配置され、下端でベローズの下端に固定される。駆動軸の上端はポンプ室の上方に突出しており、ベローズポンプの上半分に設置されたソレノイドに挿入される。このソレノイドが駆動軸を鉛直方向に駆動し、その動きに応じてベローズの下端が鉛直方向に移動することで、ベローズの伸縮が実現される。消毒液の吸入口と吐出口はポンプ室上面のベローズポンプの脇の領域に開口しており、それぞれ、ポンプ室の上方で外向きかつ互いに反対向きに折れ曲がる管路を通じて、消毒液流路の上述した水平部分に接続される。
【００１３】
以上の構成のうち、吐出口がポンプ室上面に開口しているという点は、ポンプ室内の空気の排出を速やかに行えるという点からも有用な構成である。すなわち、ポンプ室が空の状態（空気が充填された状態）で消毒液流路の上流に設置するモーターポンプを駆動し、吸入口を通じてポンプ室内に消毒液を充填する際、吐出口が上側にあるため、吐出口からまず空気が排出される。これにより、消毒液への空気の混入が回避される。
【００１４】
ここで、カッティングプランターは冬季に厳寒となる北海道で使用されるものであるため、使用しない冬季には、凍結による破損を防止するためにベローズポンプ内から消毒液を完全に抜いておく必要がある。しかしながら、上記のベローズポンプの設置形態及び構造によれば、ベローズポンプの中の消毒液を完全に抜くことが困難である。すなわち、ポンプ室が吸入口と吐出口の下側に位置しているため、吸入口と吐出口のいずれからも消毒液を抜くことができず、ポンプ室の下部に消毒液が残ってしまうのである。そこでこれまでは、冬の初めになると、一旦ベローズポンプを取り外したうえで逆さまにするなどして消毒液を抜く、という手間のかかる作業を行わなければならず、これが消毒液噴射装置のメンテナンスコストを押し上げてしまっていた。
【００１５】
なお、特許文献３のベローズポンプであれば、吸入口が下側にあるので、吸入口（流入用収容孔）に接続された管路を取り外すことで、ポンプ室内から消毒液を完全に抜くことができる。しかし、仮に特許文献３のベローズポンプを本発明によるベローズポンプと同様にベローズの伸縮方向が鉛直となるように設置したとすると、特許文献３のベローズポンプでも、上記した本願発明の課題と同様の課題が発生する。
【００１６】
したがって、本発明の目的の一つは、カッティングプランターから取り外すことなくポンプ室内の消毒液を完全に抜くことができ、それによって消毒液噴射装置のメンテナンスコストを低減できるベローズポンプ、並びに、そのようなベローズポンプを備える消毒液噴射装置及び切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によるベローズポンプは、ポンプ室を区画する筐体と、一端が前記ポンプ室の内表面に固定されたベローズと、前記ベローズの他端に接続された駆動軸と、前記駆動軸を駆動することにより、前記ベローズを伸縮させる駆動部と、それぞれ前記筐体を貫通し、前記ベローズの外表面と前記ポンプ室の内表面の間の領域に向かって開口する吸入口、吐出口、及び排出口と、前記排出口に接続された排出用バルブとを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、排出用バルブを開にすることで、排出口から消毒液を抜くことができる。したがって、消毒液を抜くためにベローズポンプを取り外す必要がなくなるので、カッティングプランター内に設置する消毒液噴射装置のメンテナンスコストを低減することが可能になる。
【００１９】
上記ベローズポンプにおいて、前記ポンプ室は、互いに対向する第１及び第２の内表面を有し、前記ベローズの一端は、前記第１の内表面に固定され、前記排出口は前記第２の内表面に開口することとしてもよい。これによれば、第１の内表面が上側に位置するようにベローズポンプを設置したとしても、排出口から好適に消毒液を排出することが可能になる。
【００２０】
このベローズポンプにおいてさらに、前記吸入口及び前記吐出口はそれぞれ、前記第１の内表面に開口することとしてもよい。これによれば、第１の内表面が上側に位置するようにベローズポンプを設置した場合に、吸入口及び吐出口をポンプ室の上側に配置することが可能になる。したがって、上記のような設置形態（ベローズポンプの内部構造を工夫して高さ方向に細長い筒形の形状とするとともに、消毒液タンクから切断刃に至る途中の消毒液流路に水平方向に延在する部分を設け、この水平部分の中ほどに交差するような形で、ベローズポンプを縦に設置する形態）の実現が可能になるとともに、上述したポンプ室内の空気の排出を速やかに行えるという効果を得ることも可能になる。
【００２１】
上記各ベローズポンプにおいて、前記駆動部は、前記駆動軸を第１の向きに駆動する第１のソレノイドと、前記駆動軸を前記第１の方向とは反対の第２の向きに駆動する第２のソレノイドとを含んで構成されることとしてもよい。すなわち、１つのソレノイドによって駆動可能な向きは、ソレノイドの原理上、１つだけである。したがって、もし仮に駆動部を１つのソレノイドによって構成したとすると、ベローズの伸長及び収縮のいずれか一方はベローズ自体の反発力に頼って実現する必要があるが、上記構成によれば、駆動軸を互いに反対向きに駆動する２つのソレノイドを設けたので、伸長及び収縮の両方について、駆動部によって駆動軸を駆動することが可能になる。
【００２２】
上記各ベローズポンプにおいて、前記ベローズは、自由位置と収縮位置との間で伸縮するよう構成されることとしてもよい。これによれば、ベローズを収縮状態から伸長状態（自由位置）に戻す際に、駆動部の駆動力に加えてベローズ自体の伸長力を利用することができるので、ベローズを収縮状態から伸長状態（自由位置）に迅速に戻すことが可能になる。したがって、消毒液を吐出するタイミングを好適に制御することが可能になる。
【００２３】
また、本発明による消毒液噴射装置は、上述した各態様のベローズポンプのいずれかと、一端が前記吸入口に接続される第１の流路と、一端が前記吐出口に接続される第２の流路と、前記第１の流路の他端に接続される消毒液タンクと、前記第２の流路の他端に接続されるノズルと、前記駆動部を制御することにより、前記消毒液タンク内の消毒液を前記ベローズポンプを介して前記ノズルから噴射する制御装置とを備えることを特徴とする。これによれば、本発明によるベローズポンプを用いて、ノズルから消毒液を噴射することが可能になる。
【００２４】
上記消毒液噴射装置において、前記筐体は、第１乃至第３の部分が順に接続された構成を有し、前記第１及び第２の流路はそれぞれ、前記筐体の前記第２の部分の側面に接続されており、前記ポンプ室は、前記筐体の前記第１の部分の内部に配置され、前記駆動部は、前記筐体の前記第３の部分の内部に配置されることとしてもよい。これによれば、第１及び第２の流路からなる消毒液流路の水平部分と直角に交差するように筒形のベローズポンプを配置することが可能になる。
【００２５】
上記消毒液噴射装置において、前記第１の流路に間挿されるモーターポンプをさらに備えることとしてもよい。これによれば、モーターポンプによってベローズポンプ内に消毒液を初期充填することができるので、容積変化量が小さく、自身の吸引能力だけでは自身のポンプ室内に消毒液を初期充填できない種類のベローズポンプを使用することが可能になる。
【００２６】
また、本発明による切断装置は、切断刃と、前記切断刃に向けて複数の被切断物を順次搬送する搬送手段と、上述した各態様の消毒液噴射装置のいずれかとを備え、前記ノズルは、該ノズルから噴射される前記消毒液が前記切断刃の刃先の延在方向に沿って前記切断刃の両面を伝うように流れるように設置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、排出用バルブを開にすることで、排出口から消毒液を抜くことができる。したがって、消毒液を抜くためにベローズポンプを取り外す必要がなくなるので、カッティングプランター内に設置する消毒液噴射装置のメンテナンスコストを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は本発明の好ましい実施の形態による切断装置１のシステム構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示した矢印Ａ方向から見た切断刃３３の近傍を示す図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態による同期信号及び噴射パルスの具体例を示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態によるベローズポンプ１８と、その周辺における消毒液噴射装置２の構造とを示す図である。
【図４】本発明の好ましい実施の形態によるベローズポンプ１８の内部構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態による切断装置１は、種馬鈴しょＰを切断してほ場に植え付ける機能を有するカッティングプランターであり、図１に示すように、消毒液噴射装置２、搬送装置３０（搬送手段）、及び切断刃３３を有している。なお、実際の切断装置１は、他にも植え付けや移動のための機構を有しているが、図１では図示を省略している。より具体的な例を挙げると、切断装置１は、非特許文献１に示されるポテトカッティングプランターｉｐａ２，ｉｐａ４のいずれかである。ポテトカッティングプランターｉｐａ２は２畦に対して同時に植え付けを行えるよう２つの切断刃３３を備えるタイプであり、消毒液噴射装置２はこれら２つの切断刃３３のそれぞれを消毒可能に構成される。一方、ポテトカッティングプランターｉｐａ４は４畦に対して同時に植え付けを行えるよう４つの切断刃３３を備えるタイプであり、消毒液噴射装置２はこれら４つの切断刃３３のそれぞれを消毒可能に構成される。
【００３１】
搬送装置３０は、植え付け用の種馬鈴しょＰ（被切断物）を切断刃３３に向けて順次搬送する装置である。図１（ａ）に示すように、搬送装置３０は、所定の方向に一定の角速度で回転するように構成された回転部３１と、それぞれ回転部３１に固定された４個の保持部３２とを有して構成される。各保持部３２は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、切断刃３３が通過できる大きさのスリット３２ａを有するスプーン状部材と、このスプーン状部材を回転部３１に接続する直線状部材とから構成される。
【００３２】
搬送装置３０には、図１（ａ）に示すように、上方の別の搬送装置からの落下により、複数の種馬鈴しょＰが１つずつ順次供給される。順次落下してくる複数の種馬鈴しょＰは１つずつ保持部３２のスプーン状部材に保持され、回転部３１の回転に伴って、切断装置１に対して固定された切断刃３３まで搬送される。そして、切断刃３３がスリット３２ａを通過するときに、切断刃３３によって２つに切断される。切断された種馬鈴しょＰは保持部３２から離れ、切断刃３３の下方に落下する。
【００３３】
消毒液噴射装置２は、図１（ａ）に示すように、消毒液１０を溜める消毒液タンク１１と、切断刃３３の上端近傍に設けられたノズル１２と、消毒液タンク１１とノズル１２とを接続する消毒液流路１３と、消毒液流路１３の消毒液タンク１１との接続部に設けられたバルブ１４と、それぞれバルブ１４に近い順に消毒液流路１３上に設けられたストレーナ１５、モーターポンプ１６、チェックバルブ（逆止弁）１７、ベローズポンプ１８、チェックバルブ（逆止弁）１９、及びフラップ２０と、消毒液流路１３のうちストレーナ１５とモーターポンプ１６の間に位置する部分に接続されたアキュムレータ２１と、消毒液流路１３のうちモーターポンプ１６とチェックバルブ１７の間に位置する部分に接続されたアキュムレータ２２と、モーターポンプ１６と並列に接続されたチェックバルブ（負圧安全弁）２３と、アキュムレータ２１の頭部に接続されたチェックバルブ（負圧安全弁）２４と、それぞれフラップ２０及び回転部３１の近傍に設けられたセンサ２５，２６と、制御装置２７とを備えて構成される。
【００３４】
モーターポンプ１６は自吸式のポンプであり、消毒液タンク１１に溜められている消毒液１０を消毒液流路１３に吸い出す機能を有している。このモーターポンプ１６を設けているのは、ベローズポンプ１８による噴射運転の準備として、消毒液流路１３内及びベローズポンプ１８内に消毒液１０を充填するためである。すなわち、ベローズポンプ１８は容積変化量が小さく、自身のポンプ室６１（図４参照）内に空気を含んだ状態では、後述するベローズ６２を駆動しても、空気が圧縮されるだけでポンプ室６１内に消毒液１０を吸引することはできない。そこで消毒液噴射装置２では、モーターポンプ１６を用いて消毒液流路１３内及びベローズポンプ１８内の空気を押し出し、消毒液流路１３内及びベローズポンプ１８内に消毒液１３を充填することで、ベローズポンプ１８の噴射までの条件を速やかに整えるようにしている。なお、モーターポンプ１６は、ベローズポンプ１８内に消毒液１０を充填し、又は、ベローズポンプ１８から消毒液１０を排出するためにのみ使用するもので、噴射運転時には停止している。また、モーターポンプ１６と並列に接続されたチェックバルブ２３は、モーターポンプ１６停止時の消毒液１０の流路を確保するためのものであると同時に、モーターポンプ１６使用時の消毒液１０の逆流を防止する役割も果たす。
【００３５】
アキュムレータ２１，２２は、消毒液流路１３に接続された円筒空間であり、空気溜りの圧縮と膨張により、ノズル１２から消毒液１０を噴射する際に発生する消毒液流路１３内の圧力変動を緩和する役割を果たす。図３を参照して後述するように、実際の消毒液噴射装置２は複数のノズル１２を有しており、しかも、各ノズル１２の噴射は同期して行われるわけではない。そのため、あるノズル１２が噴射を実行したことによって消毒液流路１３内に圧力変動が生ずると、他のノズル１２からの噴射に悪影響が及ぶ可能性がある。アキュムレータ２１，２２には、このような悪影響を最小限に抑える効果がある。モーターポンプ１６の吸入口側に位置するアキュムレータ２１の頭部に設けたチェックバルブ（負圧安全弁）２４は、バルブ１４の閉塞時に消毒液流路１３内が真空状態になってベローズポンプ１８が破損することを防止するため、アキュムレータ２１内に空気を導入する役割を果たす。
【００３６】
ベローズポンプ１８は、制御装置２７から送られてくる噴射パルスに同期してポンプ動作を実行可能に構成されるポンプであり、ベローズ６２を有して構成される。ベローズポンプ１８の詳細（チェックバルブ１７，１９を含む）については、後ほど図３及び図４を参照しながらより詳しく説明する。ベローズ６２が収縮するとき、消毒液タンク１１又はアキュムレータ１７内の消毒液１０がベローズポンプ１８内に吸引される。一方、ベローズ６２が伸長するとき、ベローズポンプ１８内の消毒液１０がノズル１２に向かって吐出される。
【００３７】
ノズル１２は、切断刃３３の刃先３３ａ及びボディ部３３ｂの一端を挿入可能に構成されたスリット状の開口部（不図示）を有して構成される。このスリットと切断刃３３の両側面との間には消毒液１０が液状で（噴霧或いは滴下にならずに）流出可能なサイズの間隙が形成されており、消毒液流路１３を通過してノズル１２に到達した消毒液１０は、これらの間隙を通って、霧状になることなく液状のままで、切断刃３３の刃先３３ａの両側面に流しかけられる。
【００３８】
切断装置１内における切断刃３３の設置方向は、切断装置１の本体が通常の使用状態で平地に置かれた場合に、刃先３３ａが鉛直線と平行になるように設定される。また、ノズル１２先端の開口部には、切断刃３３の刃先３３ａの上端が挿入される。こうすることで、ノズル１２から流出した消毒液１０は、刃先３３ａの延在方向に沿って切断刃３３の両面を伝うように流れることになる。つまり、重力を利用して、消毒液１０を刃先３３ａの全体に行き渡らせることが可能になる。
【００３９】
フラップ２０及びセンサ２５は、協働してフラップ式センサを構成する。フラップ２０は金属材料によって構成されており、消毒液１０がノズル１２に向かって流れているときと、そうでないときとで異なる位置を取るよう構成される。センサ２５は金属の移動を検出可能に構成された近接センサであり、フラップ２０の移動を検知し、その結果を確認信号として制御装置２７に送出する。
【００４０】
センサ２６も、金属の移動を検出可能に構成された近接センサである。回転部３１は、フラップ２０同様金属材料によって構成されており、センサ２６は、回転部３１の移動を検知するよう構成される。センサ２６は、検知の結果を同期信号として制御装置２７に出力する。
【００４１】
図２には、同期信号の具体例を示している。同図に示すように、同期信号は一定周期の矩形信号となる。この周期は、回転部３１の回転周期に同期している。
【００４２】
制御装置２７は、センサ２６から供給される同期信号に基づいて噴射パルスを生成し、ベローズポンプ１８に供給するとともに、この同期信号とセンサ２５から供給される確認信号とに基づいて噴射状態を判定し、その結果を作業員に知らせる機能を有している。
【００４３】
噴射パルスは、図２に示すように、同期信号のライジングエッジで立ち上がるパルス信号である。噴射パルスを受けるベローズポンプ１８は、噴射パルスが非活性となっている場合にベローズ６２を収縮方向に駆動し、噴射パルスが活性化している場合にベローズ６２を伸長方向に駆動するように構成される。これにより、ノズル１２には、間欠的に消毒液１０が供給されることになる。噴射パルスの活性化タイミングは、ノズル１２から間欠的に流れ出る消毒液１０が、種馬鈴しょＰに直接かかることがないように設定される。
【００４４】
確認信号は、フラップ２０の動作状態を示す信号である。図示していないが、制御装置２７は、運転中ランプ、異常ランプ、及び警告ブザーを有しており、同期信号によって回転部３１が回転しており、かつ、確認信号によってフラップ２０が動いていることが示される場合に運転中ランプを点灯させ、同期信号によって回転部３１が回転しており、かつ、確認信号によってフラップ２０が動いていないことが示される場合に異常ランプを点灯させるとともに警告ブザーを鳴動させる。後者の場合は、つまり、消毒液１０が足りないなどの理由で、正常に噴射がなされていない場合である。制御装置２７が異常ランプを点灯させ、警告ブザーを鳴動させることにより、作業員は、正常に噴射がなされていないことに気づき、消毒液１０の補給等の必要な措置を講ずることが可能になる。
【００４５】
以上が、本実施の形態による切断装置１の構成の概要である。次に、本実施の形態によるベローズポンプ１８について、図３及び図４を参照しながら詳しく説明する。
【００４６】
図３は、ベローズポンプ１８と、その周辺における消毒液噴射装置２の構造とを示す図である。同図の上下方向は、実際の切断装置１に組み込んだときの上下方向と一致している。
【００４７】
消毒液噴射装置２は、図３に示すように、制御装置２７を含むコントロールボックス４０を有して構成される。図３には示していないが、コントロールボックス４０の内部には、図１に示したアキュムレータ２１，２２及びモーターポンプ２３等が配置されている。また、例えば切断装置１が上述したポテトカッティングプランターｉｐａ２，ｉｐａ４のいずれかである場合、コントロールボックス４０内には、１つの入力端と４つの出力端を有するマニホールド（図示せず）も配置される。このマニホールドの入力端は、図１に示したモーターポンプ２３の吐出端に接続される。一方、マニホールドの４つの出力端は、ポテトカッティングプランターｉｐａ４の例では、それぞれが消毒液流路１３を介してノズル１２に接続される。つまり、消毒液噴射装置２は、図１に示した構成のうちモーターポンプ２３の吐出端よりノズル１２寄りの構成、すなわち、チェックバルブ１７、ベローズポンプ１８、チェックバルブ１９、フラップ２０、及びノズル１２を４つずつ有しており、４箇所で並行して種馬鈴しょの切断と消毒が実行可能に構成されている。なお、図３では、４つの出力端のうちの１つにかかる構成のみを詳細に示し、他の出力端にかかる構成についての記載は省略している。また、図３では、ストレーナ１５より消毒液タンク１１寄りの構成は図示していない。ポテトカッティングプランターｉｐａ２の例では、マニホールドの４つの出力端のうちの２つは塞がれており、他の２つの出力端のみが上記と同様、それぞれ消毒液流路１３を介してノズル１２に接続される。
【００４８】
コントロールボックス４０からノズル１２に向かう消毒液流路１３には、図３に示すように、水平方向に延在する水平部分１３ａが設けられる。ベローズポンプ１８は高さ方向に細長い筒形の形状を有しており、水平部分１３ａと交差するような形で縦に設置される。以下では、消毒液流路１３のうちベローズポンプ１８より消毒液タンク１１寄りの部分を第１の流路１３−１と称し、ベローズポンプ１８よりノズル１２寄りの部分を第１の流路１３−２と称する場合がある。図１に示したモーターポンプ１６は、第１の流路１３−１に間挿されている。
【００４９】
ベローズポンプ１８には電源端子５０が設けられており、この電源端子５０には、制御装置２７から図１に示した噴射パルスが供給される。なお、図３では電源端子５０が未接続の状態を示しているが、実際には制御装置２７に接続される。
【００５０】
図４は、ベローズポンプ１８の内部構造を示す断面図である。同図に示すように、ベローズポンプ１８は、筐体６０と、筐体６０によって区画されるポンプ室６１と、ポンプ室６１内に配置されたベローズ６２と、ベローズ６２に接続される駆動軸６３と、駆動軸６３を駆動するための駆動部６４と、駆動部６４で発生する熱を逃がすためのヒートシンク６６と、排出用バルブ６７とを有して構成される。
【００５１】
筐体６０は、下から順に、円盤形のエンド部材６０ａと、下端がエンド部材６０ａによって塞がれた円筒形のパイプ６０ｂ（第１の部分）と、下面でパイプ６０ｂの上端に固定される円筒形のボディ６０ｃ（第２の部分）と、下端でボディ６０ｃの上面に固定される角筒形のカバー６０ｄ（第３の部分）と、カバー６０ｄの上端を塞ぐ円盤形のエンド部材６０ｅとによって構成される。また、カバー６０ｄによって区画される空間の中には、下から順に板状のベース部６０ｆ，６０ｇが設けられる。図示していないが、ボディ６０ｃとベース部６０ｆは４本の支柱によって互いに固定され、また、ボディ６０ｆとベース部６０ｇも同様に４本の支柱によって互いに固定されている。エンド部材６０ａ、パイプ６０ｂ、ボディ６０ｃ、及びエンド部材６０ｅはステンレス合金によって構成され、カバー６０ｄ及びベース部６０ｆ，６０ｇはアルミ合金（ジュラルミン）によって構成される。カバー６０ｄ及びベース部６０ｆ，６０ｇをアルミ合金としているのは、内部で発生した熱を逃がすためである。消毒液流路１３の第１及び第２の流路１３−１，１３−２は、ともにボディ６０ｃの側面に接続される。また、ポンプ室６１はパイプ６０ｂの内部に配置され、駆動部６４はカバー６０ｄの内部（ベース部６０ｆとベース部６０ｇの間の領域）に配置される。
【００５２】
ポンプ室６１は略円柱状の空間であり、互いに対向する上面６１ａ及び下面６１ｂ（第１及び第２の内表面）を有して構成される。なお、上面６１ａはボディ６０ｃの下面によって構成され、下面６１ｂはエンド部材６０ａの上面によって構成される。
【００５３】
ポンプ室６１の上面６１ａには、ベローズ６２の上端が固定されるとともに、吸入口７０ａ及び吐出口７０ｂが開口している。ベローズ６２の上端とポンプ室６１の上面６１ａとは、その間を消毒液１０が通過できない程度に密着している。具体的には、ベローズ６２の上端にはリング状のフランジ６２ａが溶接されており、このフランジ６２ａは、図示しないシール材を挟んでボルト（図示せず）により上面６１ａに固定されている。また、吸入口７０ａ及び吐出口７０ｂは、ベローズ６２の内部空間ではなく、ベローズ６２の外表面とポンプ室６１の内表面の間の領域に向かって開口している。
【００５４】
吸入口７０ａ及び吐出口７０ｂはそれぞれ、図４に示すように、ポンプ室６１に向かって下方向に延在する部分と、ボディ６０ｃの側面に向かって横方向に延在する部分とが、ボディ６０ｃ内で接合された構成を有している。この構成により、吸入口７０ａ及び吐出口７０ｂはそれぞれボディ６０ｃを貫通し、ボディ６０ｃの側面にも開口している。消毒液流路１３の第１及び第２の流路１３−１，１３−２（図３参照）は、こうしてボディ６０ｃの側面に開口した部分に接続される。
【００５５】
吸入口７０ａと第１の流路１３−１の間には、チェックバルブ１７が設けられる。チェックバルブ１７は、ポンプ室６１内の消毒液１０が吸入口７０ａを通って第１の流路１３−１に流出することを防止する役割を果たす。なお、チェックバルブ１７は、図３に示すように、ステンレス配管用ソケット５３及び耐腐食性ワンタッチ継手５４を介して、第１の流路１３−１を構成する配管に接続される。また、吐出口７０ｂと第２の流路１３−２の間には、チェックバルブ１９が設けられる。チェックバルブ１９は、第２の流路１３−２内の消毒液１０が吐出口７０ｂを通ってポンプ室６１に流入することを防止する役割を果たす。
【００５６】
ポンプ室６１の下面６１ｂには、エンド部材６０ａを上下方向に貫通する排出口７０ｃが開口している。排出口７０ｃも、ベローズ６２の内部空間ではなく、ベローズ６２の外表面とポンプ室６１の内表面の間の領域に向かって開口している。排出口７０ｃには排出用バルブ６７が接続されており、排出用バルブ６７を開状態にすることで、排出口７０ｃを通じてポンプ室６１内の消毒液１０が外部に排出される。排出用バルブ６７を開状態とするのは切断装置１のメンテナンス時、特に冬季に入る前に凍結防止のためにポンプ室６１内を空にする必要があるときであり、通常の使用状態では排出用バルブ６７は閉状態とされる。
【００５７】
駆動軸６３は、ベローズ６２の下端に接続される円盤状部材６３ａと、ベース部６０ｆの下端に接続されるベローズジョイントアダプタ６８ｂと、それぞれ後述する駆動部６４を構成するプッシュプルソレノイド６４ａ（のプランジャの棒状部６４ａａ）、プッシュソレノイドジョイントアダプタ６５ａ、フローティングジョイント６５ｃ、プルソレノイドジョイントアダプタ６５ｂ、及びプッシュプルソレノイド６４ｂ（のプランジャの棒状部６４ｂａ）と、これらを連結する複数の棒状部材とによって構成される。円盤状部材６３ａの直径はベローズ６２の直径と同程度であり、円盤状部材６３ａの上面とベローズ６２の下端とは溶接されている。したがって、消毒液１０は、円盤状部材６３ａの上面とベローズ６２の下端の間を通過することができない。
【００５８】
ここまでで説明した構成により、ベローズ６２の内部空間は、ポンプ室６１内の他の空間から完全に切り離されている。したがって、吸入口７０ａから流入した消毒液１０は、ベローズ６２の内部空間には入らずに、ポンプ室６１とベローズ６２の外面との間を通って吐出口７０ｂ（又は排出口７０ｃ）から流出することになる。
【００５９】
駆動軸６３の上端は、プッシュプルソレノイド６４ｂのプランジャの棒状部６４ｂａの上端であり、ベース部６０ｇの上面から突出している。駆動軸６３の上端は、駆動軸６３と同軸に位置するようエンド部材６０ｅにねじ込まれた六角ボルト６９ａの先端面と突き合わされている。六角ボルト６９ａとエンド部材６０ｅの上面との間には、六角ナット６９ｂが嵌め込まれている。この六角ナット６９ｂは、通常の使用状態で六角ボルト６９ａのねじ込み位置を固定する役割を果たす。
【００６０】
六角ボルト６９ａは、駆動軸６３の上昇方向の移動量を制御するための制御手段として機能する。具体的に説明すると、六角ボルト６９ａを固定する六角ナット６９ｂを緩め、六角ボルト６９ａを人力などにより回転させることによって、駆動軸６３の上昇方向の移動量を制御することが可能になる。
【００６１】
ボディ６０ｃの上面には、ステンレス合金製の圧縮コイルバネ６８ａが配置される。圧縮コイルバネ６８ａの横方向の配置は、駆動軸６３が圧縮コイルバネ６８ａの中を通過するように設定される。圧縮コイルバネ６８ａの上側には、駆動軸６３の一部であるベローズジョイントアダプタ６８ｂが配置される。
【００６２】
圧縮コイルバネ６８ａは、駆動軸６３（すなわち、ベローズジョイントアダプタ６８ｂ）が下向き（図示した矢印Ａの向き）に移動するとき、圧縮されて上向きに付勢される。この付勢力により、駆動軸６４が上向き（図示した矢印Ｂの向き）に移動するときの圧縮コイルバネ６８ａは、駆動部６４による駆動力を補助する役割を果たす。
【００６３】
駆動部６４は、ベース部６０ｆの上面に固定されたソレノイド６４ａ（第１のソレノイド）と、ベース部６０ｇの下面に固定されたソレノイド６４ｂ（第２のソレノイド）と、これらの間に配置されたプッシュソレノイドジョイントアダプタ６５ａ及びプルソレノイドジョイントアダプタ６５ｂと、プッシュソレノイドジョイントアダプタ６５ａ及びプルソレノイドジョイントアダプタ６５ｂを繋ぐフローティングジョイント６５ｃとにより構成される。フローティングジョイント６５ｃは、ソレノイド６４ａ，６４ｂの軸心のずれを吸収し、動作を円滑にする役割を果たす。
【００６４】
ソレノイド６４ａは、図２に示した噴射パルスが活性化しているときに、駆動軸６３を下向き（図示した矢印Ａの向き。第１の向き）に駆動できるように構成される。ソレノイド６４ａのプランジャを構成する棒状部６４ａａの上端には円盤状部材６４ａｂが取り付けられており、これにより駆動軸６３の下向きの移動量が規制される。一方、ソレノイド６４ｂは、図２に示した噴射パルスが非活性となっているときに、駆動軸６３を上向き（図示した矢印Ｂの向き。第２の向き）に駆動できるように構成される。ソレノイド６４ｂのプランジャを構成する棒状部６４ｂａの下端には円盤状部材６４ｂｂが取り付けられており、これにより駆動軸６３の上向きの移動量が規制される。１つのソレノイドによって駆動可能な向きは、ソレノイドの原理上、１つだけであるが、このように互いに反対の向きに駆動軸６３を駆動する２つのソレノイド６４ａ，６４ｂを設けていることにより、駆動部６４は、上向き及び下向きの両方について駆動軸６３を駆動可能に構成される。
【００６５】
ベローズ６２は、ステンレス合金によって構成される蛇腹状の部材であり、駆動軸６３の上下方向の移動にともなって伸縮自在に構成される。噴射パルスが非活性となってソレノイド６４ｂが駆動軸６３を上向きに駆動すると、それに伴ってベローズ６２が収縮する。これにより、ベローズ６２の内部空間を除くポンプ室内６１の空間が広がるので、第１の流路１３−１内の消毒液１０が吸入口７０ａを通ってポンプ室６１内に吸引されることになる。一方、噴射パルスが活性化されてソレノイド６４ａが駆動軸６３を下向きに駆動すると、それに伴ってベローズ６２が伸長する。これにより、ベローズ６２の内部空間を除くポンプ室内６１の空間が狭まるので、ポンプ室６１内の消毒液１０が吐出口７０ｂを通って第２の流路１３−２内に吐出されることになる。第２の流路１３−２内に吐出された消毒液１０は、ノズル１２を通って、図１に示した切断刃３３に至る。本実施の形態による消毒液噴射装置２では、このような原理により、ノズル１２からの消毒液１０の噴射が実現される。
【００６６】
ここで、駆動軸６３は、ベローズ６２が自由位置にあるとき、その下端（円盤状部材６３ａの下面）がポンプ室６１の下面６１ｂに接触するように構成されている。したがって、ベローズ６２の伸縮範囲は自由位置と収縮位置の間に限られ、ベローズ６２を自由位置よりさらに伸長させることはできない。一方、駆動部６４が駆動軸６３を下向きに駆動する場合、その駆動力にベローズ６２自体の伸長力が加わることになるので、本実施の形態によるベローズポンプ１８では、ベローズ６２を収縮状態から伸長状態（自由位置）に迅速に戻すことが可能になる。したがって、消毒液１０を吐出するタイミングを好適に制御することが可能になる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によるベローズポンプ１８によれば、排出用バルブ６７を開にすることで、排出口７０ｃから消毒液１０を抜くことができる。したがって、消毒液１０を抜くためにベローズポンプ１８を取り外す必要がなくなるので、切断装置１内に設置する消毒液噴射装置２のメンテナンスコストを低減することが可能になる。
【００６８】
また、本実施の形態によるベローズポンプ１８によれば、ポンプ室６１の上面６１ａが上側に位置するようにベローズポンプ１８を設置した場合に、吸入口７０ａ及び吐出口７０ｂをポンプ室６１の上側に配置することが可能になる。したがって、ベローズポンプ１８を高さ方向に細長い筒形の形状とするとともに、消毒液タンク１１から切断刃３３に至る途中の消毒液流路１３に水平方向に延在する水平部分１３ａを設け、この水平部分１３ａの中ほどに交差するような形でベローズポンプ１８を縦に設置することが実現可能になるとともに、上述したポンプ室６１内の空気の排出を速やかに行えるという効果を得ることも可能になる。
【００６９】
また、駆動軸６３を互いに反対向きに駆動する２つのソレノイド６４ａ，６４ｂによって駆動部６４を構成したので、ベローズ６２の伸長及び収縮の両方について、駆動部６４によって駆動軸６３を駆動することが可能になる。
【００７０】
また、自由位置と収縮位置との間で伸縮するようベローズ６２を構成したことにより、本実施の形態によるベローズポンプ１８では、ベローズ６２を収縮状態から伸長状態（自由位置）に戻す際に、駆動部６４の駆動力に加えてベローズ６２自体の伸長力を利用可能となっている。したがって、ベローズ６２を収縮状態から伸長状態（自由位置）に迅速に戻すことが可能になることから、消毒液１０を吐出するタイミングを好適に制御することが可能になる。
【００７１】
また、本実施の形態による消毒液噴射装置２によれば、一端が吸入口７０ａに接続される第１の流路１３−１と、一端が吐出口７０ｂに接続される第２の流路１３−２と、第１の流路１３−１の他端に接続される消毒液タンク１１と、第２の流路１３−２の他端に接続されるノズル１２と、駆動部６４を制御することにより、消毒液タンク１１内の消毒液をベローズポンプ１８を介してノズル１２から噴射する制御装置２７とを設けたので、本発明によるベローズポンプ１８を用いて、ノズル１２から消毒液１０を噴射することが可能になる。
【００７２】
さらに、本実施の形態による消毒液噴射装置２によれば、第１及び第２の流路１３−１，１３−２をそれぞれベローズポンプ１８の中ほどにあるボディ６０ｃの側面に接続し、ポンプ室６１をボディ６０ｃの下にあるパイプ６０ｂの内部に配置し、駆動部６４をボディ６０ｃの上にあるカバー６０ｄの内部に配置したので、消毒液流路１３の水平部分１３ａと直角に交差するように筒形のベローズポンプ１８を配置することが可能になる。
【００７３】
また、本実施の形態による消毒液噴射装置２によれば、モーターポンプ１６によってベローズポンプ１８内に消毒液１０を初期充填することができるので、容積変化量が小さく、自身の吸引能力だけでは自身のポンプ室６１内に消毒液１０を初期充填できない種類のベローズポンプ１８を使用することが可能になる。
【００７４】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
【００７５】
例えば、本発明は、種馬鈴しょの切断装置だけでなく、それ自身は移動しない切断刃を短時間で消毒する必要のある切断装置に、広く適用できる。そのような切断装置を利用する分野としては、農業の他、畜産、医療、食品、ヘルスケア産業、フードサービス産業、食肉加工産業、生活空間（家庭）などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７６】
１                  切断装置
２                  消毒液噴射装置
１０                消毒液
１１                消毒液タンク
１２                ノズル
１３                消毒液流路
１３ａ              消毒液流路１３の水平部分
１３−１            第１の流路
１３−２            第２の流路
１４                バルブ
１５                ストレーナ
１６                モーターポンプ
１７，１９          チェックバルブ（逆止弁）
２３，２４          チェックバルブ（負圧安全弁）
１８                ベローズポンプ
２０                フラップ
２１，２２          アキュムレータ
２５，２６          センサ
２７                制御装置
３０                搬送装置
３１                回転部
３２                保持部
３２ａ              スリット
３３                切断刃
３３ａ              刃先
３３ｂ              ボディ部
４０                コントロールボックス
４１                フローセンサ
５０                電源端子
５３                ステンレス配管用ソケット
５４                耐腐食性ワンタッチ継手
６０                筐体
６０ａ              エンド部材
６０ｂ              パイプ
６０ｃ              ボディ
６０ｄ              カバー
６０ｅ              エンド部材
６０ｆ，６０ｇ      ベース部
６１                ポンプ室
６１ａ              ポンプ室６１の上面
６１ｂ              ポンプ室６１の下面
６２                ベローズ
６３                駆動軸
６３ａ              円盤状部材
６４                駆動部
６４ａ，６４ｂ      プッシュプルソレノイド
６４ａａ，６４ｂａ  プランジャの棒状部
６４ａｂ，６４ｂｂ  プランジャの円盤部
６５ａ              プッシュソレノイドジョイントアダプタ
６５ｂ              プルソレノイドジョイントアダプタ
６５ｃ              フローティングジョイント
６６                ヒートシンク
６７                排出用バルブ
６８ａ              圧縮コイルバネ
６８ｂ              ベローズジョイントアダプタ
６９ａ              六角ボルト
６９ｂ              六角ナット
７０ａ              吸入口
７０ｂ              吐出口
７０ｃ              排出口
【要約】
【課題】カッティングプランター内に設置する消毒液噴射装置のメンテナンスコストを低減する。
【解決手段】ベローズポンプ１８は、ポンプ室６１を区画する筐体６０と、一端がポンプ室６１の内表面に固定されたベローズ６２と、ベローズ６２の他端に接続された駆動軸６３と、駆動軸６３を駆動することにより、ベローズ６２を伸縮させる駆動部６４と、それぞれ筐体６０を貫通し、ベローズ６２の外表面とポンプ室６１の内表面の間の領域に向かって開口する吸入口７０ａ、吐出口７０ｂ、及び排出口７０ｃと、排出口７０ｃに接続された排出用バルブ６７とを備える。
【選択図】図４【図１】
0006012894.tif 000002
【図２】
0006012894.tif 000003
【図３】
0006012894.tif 000004
【図４】
0006012894.tif 000005