(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
種子ホッパの下方に回転駆動自在に装着され、回転することにより、前記種子ホッパ内の種子を繰り出す播種ロールであって、
円柱状の胴部の表面に前記種子を収容可能で縁が鈍角である略円錐形状の複数の凹部が前記胴部の周方向に関して所定間隔をあけて独立に形成され、
前記複数の凹部は、前記胴部の軸方向全体にわたって万遍なく分散して配置され、
隣接する凹部の前記胴部の軸方向に関するずれ量は、前記凹部の円形状の縁の半径未満であることを特徴とする、播種ロール。
【請求項２】
前記複数の凹部は、前記胴部の周方向と前記胴部の軸方向のそれぞれに交差する方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項１に記載の播種ロール。
【請求項３】
前記複数の凹部は、複数の種子を収容可能な大きさを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の播種ロール。
【請求項４】
種子ホッパと、
種子ホッパの下方に設けられた、請求項１〜３のいずれか一項に記載の播種ロールと、
前記播種ロールの前記胴部の表面に接するように設けられ、前記凹部に入り込んだ種子の数を調整するすり切りブラシと、を備える播種装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、播種ロール及び播種装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圃場や播種床に作物の種を点播又は条播する播種装置は、種子の繰り出し機構の違いによって、ロール式、回転目皿式、真空播種方式等と呼ばれる各種方式に分けられる。その中でも構造が簡単で比較的精度の高い播種が可能なロール式の播種装置が広く普及している。
【０００３】
ロール式の播種装置の種子繰り出し機構は、種子ホッパの下端開口を塞ぐように回転駆動される播種ロールを配備し、播種ロールの表面に形成された溝や凹部に入り込んだ種子を種子ホッパの下端開口から圃場に繰り出すものである。
【０００４】
このような播種ロールとしては、確実に種子を繰り出すことができるものが求められており、例えば、特許文献１等に記載の播種ロールが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８３８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、ロール式の播種装置においては、所定数の種子を所定間隔をあけて圃場に播くこと（いわゆる点播）が求められる場合がある。しかしながら、従来は、播種される種子の数が均一にならなかったり、所定間隔ごとに播種されず、点播ができなかったりすることがあった。
【０００７】
本発明は、精度よく種子を繰り出すことが可能な播種ロールを提供することを目的とする。また、本発明は高精度な播種を長期にわたって行うことが可能な播種装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の播種ロールは、種子ホッパの下方に回転駆動自在に装着され、回転することにより、前記種子ホッパ内の種子を繰り出す播種ロールであって、円柱状の胴部の表面に前記種子を収容可能で縁が鈍角である略円錐形状の複数の凹部が前記胴部の周方向に関して所定間隔をあけて独立に形成され、前記複数の凹部は、前記胴部の軸方向全体にわたって万遍なく分散して配置され、隣接する凹部の前記胴部の軸方向に関するずれ量は、前記凹部の円形状の縁の半径未満である播種ロールである。
【０００９】
本発明の播種装置は、種子ホッパと、種子ホッパの下方に設けられた、本発明の播種ロールと、前記播種ロールの前記胴部の表面に接するように設けられ、前記凹部に入り込んだ種子の数を調整するすり切りブラシと、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の播種ロールは、精度よく種子を繰り出すことができるという効果を奏する。本発明の播種装置は、高精度な播種を長期にわたって維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る播種装置を概略的に示す図である。
【図２】種子ホッパを取り外した状態で、本体部を上方から見た状態を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、播種ロールを＋Ｘ側から見た状態を示す図であり、図３（ｂ）は、播種ロール１４の側面の展開図である。
【図４】円錐状の凹部と、半球状の凹部とを試験により評価した結果を示すグラフである。
【図５】本実施形態の播種装置を用いた場合の各凹部からの水稲種子の繰り出し数の割合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、一実施形態に係る播種システム１００について、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１には、一実施形態に係る播種システム１００の構成が概略的に示されている。本実施形態の播種システム１００は、水稲種子を圃場に播く（乾田直播）システムである。乾田直播とは、湛水して代かきを行わずに、畑と同じ状態で播種を行い、苗立ちした後に水を入れて栽培する方法である。乾田直播は、労力分散と省力化を可能にする技術であり、昨今における稲作経営の規模拡大の傾向に合った技術である。
【００１４】
なお、図１においては、播種システム１００の進行方向（紙面内左右方向）をＹ軸方向とし、鉛直方向（紙面内上下方向）をＺ軸方向、Ｙ軸及びＺ軸に直行する方向（紙面直交方向）をＸ軸方向として示している。
【００１５】
播種システム１００は、トラクタの後方に設けられるシステムであり、図１に示す播種装置１０を複数（例えば４つ）備えている。複数の播種装置１０は、Ｘ軸方向に延びる支持角柱７０に対して取付部１２を介してそれぞれ取り付けられており、Ｘ軸に沿って所定間隔をあけて配列された状態となっている。また、複数の播種装置１０それぞれには、Ｘ軸方向に延びる１本の駆動六角棒７２が貫通した状態となっている。
【００１６】
播種システム１００は、更に、播種装置１０の後方に設けられた鎮圧輪７４を備える。鎮圧輪７４に設けられたスプロケット７８と、駆動六角棒７２に設けられたスプロケット７６とには、駆動用チェーン８０が取り付けられている。このため、播種システム１００がトラクタの進行により進行方向（−Ｙ方向）に移動すると、鎮圧輪７４が図１の反時計回り方向に回転し、鎮圧輪７４の回転に連動して、スプロケット７８、駆動用チェーン８０、スプロケット７６も回転する。そして、スプロケット７６の回転に連動して、駆動六角棒７２が図１の反時計回り方向に回転するようになっている。更に、駆動六角棒７２の回転により、各播種装置１０に設けられている播種ロール１４が図１の反時計回り方向に回転する。すなわち、播種ロール１４は、トラクタの移動に応じて播種ロール１４の軸方向を中心とする反時計回り方向に自動的に回転するようになっている。
【００１７】
播種装置１０は、種子ホッパ１６と、種子ホッパ１６の下側に設けられた本体部１８と、本体部１８の内部に回転自在に設けられた播種ロール１４と、播種ロール１４の表面に接するように設けられたすり切りブラシ２０と、本体部１８の下側に設けられた種子落とし部２２と、を有する。また、播種装置１０は、２枚の溝切用ディスク２４を有する。
【００１８】
種子ホッパ１６は、本体部１８に対して着脱自在となっており、図１に示すように本体部１８に装着された状態で、内部に貯留している水稲種子を本体部１８に供給する。種子ホッパ１６と本体部１８の間には、シャッタ２６が設けられており、作業者がシャッタ２６を開閉することにより、種子ホッパ１６から本体部１８への水稲種子の供給の開始、停止が可能となっている。
【００１９】
本体部１８は、播種ロール１４と、すり切りブラシ２０とを有し、種子ホッパ１６から供給される水稲種子を一定間隔で所定量ずつ種子落とし部２２へ繰り出す（供給する）機能を有する。本体部１８には、開閉部２８が設けられている。開閉部２８は、作業者の操作に応じて、播種形状を点播から条播、又は条播から点播に切り替える機構である。
【００２０】
播種ロール１４は、種子ホッパ１６の下方に位置し、回転することにより種子ホッパ１６内の種子を下方（種子落とし部２２側）に水稲種子を繰り出すものである。播種ロール１４は、耐摩耗性が高い材料、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）を材料とする略円柱状の胴部を有し、駆動六角棒７２の回転に応じて、Ｘ軸回り方向（図１の反時計回り方向）に回転する。図２は、種子ホッパ１６を取り外した状態で、本体部１８を上方から見た状態を示す図である。図２に示すように、本体部１８を上方から見た場合に、播種ロール１４の胴部の一部表面は、上側（種子ホッパ１６側）に露出した状態となっている。播種ロール１４の胴部の表面には、複数の凹部３０がドリル等により形成されている。なお、凹部３０の具体的な配置や形状等については後述する。
【００２１】
すり切りブラシ２０は、ナイロン等を材料とするブラシを有し、図１、図２に示すように、播種ロール１４の表面にブラシの先端が常時接触するように、本体部１８に設けられている。すり切りブラシ２０は、播種ロール１４の表面に形成された凹部３０に所定数（例えば４粒）よりも多い数の水稲種子が入り込んだまますり切りブラシ２０の下側を凹部３０が通過しないように、水稲種子のすり切りを行う。
【００２２】
種子落とし部２２は、すり切りブラシ２０の下側を通過した凹部３０から落下した水稲種子（播種ロール１４から繰り出された水稲種子）を、圃場まで誘導するガイドとしての機能を有する。種子落とし部２２からは、播種ロール１４の回転に応じた間隔ごとに、所定数の水稲種子が播かれるようになっている。
【００２３】
溝切用ディスク２４は、２枚の円盤状部材を有し、種子落とし部２２よりも進行方向前方（−Ｙ側）において、圃場に播種用の溝を形成する。
【００２４】
本実施形態では、トラクタが進行方向に進行すると、播種ロール１４が回転するので、該回転に応じて、種子ホッパ１６内の水稲種子が播種ロール１４から繰り出され、圃場上（溝切用ディスク２４により形成された溝内）に所定間隔おきに水稲種子が点播されるようになっている。
【００２５】
ここで、播種ロール１４について、詳細に説明する。
【００２６】
図３（ａ）は、播種ロール１４を＋Ｘ側から見た状態を示す図であり、図３（ｂ）は、播種ロール１４の胴部の側面の展開図である。図３（ａ）に示すように、播種ロール１４には、円周に沿って、所定間隔（４５°間隔）で凹部３０が形成されている。また、凹部３０は、図３（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向（播種ロール１４の軸方向）の位置を徐々にずらして、播種ロール１４の側面に雁行配置されている。
【００２７】
播種ロール１４は、一例として、Ｘ軸方向の幅が５３ｍｍであり、直径が５３ｍｍであるものとする。また、凹部３０は、略円錐状（又はすり鉢状）の形状を有し、水稲種子が４粒程度収容できる大きさとされている。一例として、図３の略円錐状の凹部３０の底面の直径αが１２．５ｍｍ、深さβが６．０ｍｍ、角度θが９０°とされている。また、各凹部３０のＸ軸方向に関するずれ量（中心間の間隔）δは、４ｍｍとされている。ここで、間隔δは、凹部３０の縁（円形開口部分）の半径（＝６．２５）よりも小さく設定されている。すなわち、隣接する凹部３０は、Ｘ軸方向に関して重複して配置されている。
【００２８】
次に、凹部３０を略円錐状の形状とし、雁行配置としたことによる作用について説明する。
【００２９】
（略円錐状の形状による作用）
例えば、凹部の形状として、半球状等の角が立っている形状を採用した場合、水稲種子の表面は矢尻のように尖った細かいガラス質の毛で覆われているためヤスリのように凹部の角を削り、１シーズンの使用程度で角がなくなってしまう。この点、本実施形態のように略円錐状の凹部３０を採用することにより、縁（角部）は鈍角であるため、水稲種子との接触による摩耗が起こりにくくなっている。
【００３０】
また、半球状の凹部では、すり切りブラシ２０が水稲種子をすり切る際に、凹部の縁で水稲種子が直立し、すり切りブラシ２０がしなって水稲種子をはじき飛ばす現象が頻繁に生じる。これは、半球状の凹部の縁が播種ロール１４の回転方向に対して垂直に近いために起こる現象と考えられる。このように、すり切りブラシ２０が水稲種子をはじき飛ばす場合、すり切りブラシ２０と播種ロール１４の双方に強い力がかかるため、すり切りブラシ２０の摩耗、及び播種ロール１４の摩耗が進行することになる。また、繰出粒数が不安定となる。一方、本実施形態で採用している略円錐状の凹部３０によれば、播種ロール１４の回転方向に対して凹部３０の縁が傾いているため、すり切りブラシ２０と凹部３０の間に水稲種子が挟まっても、水稲種子は押され、倒れ込み、力が逃げるため、水稲種子がはじき飛ばされることがほぼない。
【００３１】
図４は、略円錐状の凹部３０と、半球状の凹部とを試験により評価した結果を示すグラフである。図４においては、縦軸が評価ポイントを示し、横軸が播種装置１０の進行方向への移動速度（ｋｍ／ｈ）を示している。なお、試験においては、モータを用いて播種ロール１４を回転させたため、モータの回転速度を播種装置１０の移動速度に換算した値が横軸となる。
【００３２】
なお、播種ロールは形状によって最適な繰り出し速度があり、一般的には速度が上がるにしたがって操出粒数は少なくかつ不安定となることが知られている。したがって、適用可能な速度域が広いほど、より優れた播種ロールといえる。このため、試験においては、優れた播種ロールであるか否かを判断するために、播種ロールの回転速度を段階的に変更して評価ポイントを算出した。
【００３３】
また、評価ポイントは、播種ロールの精度を１つの値で把握できるように凹部毎の操出粒数に重み付けをして算出した値であり、評価ポイントが高いほど評価が高いことを意味する。評価ポイントの算出式は、次式（１）のとおりである。
評価ポイント
＝(−1.0)×０粒％＋(−0.1)×１粒％＋0.6×２粒％＋0.9×３粒％
＋1.0×４粒％＋0.9×５粒％＋0.7×６粒％＋0.5×７粒％
＋0.3×８粒％＋0.2×９粒％＋0.2×１０粒％          …（１）
【００３４】
なお、０粒％、１粒％、２粒％…は、凹部から水稲種子が１粒も繰り出されなかった割合、凹部から水稲種子が１粒繰り出された割合、凹部から水稲種子が２粒繰り出された割合、…を意味する。上記算出式において、操出粒数が０粒や１粒では欠株となる恐れがあるので、０粒％及び１粒％に積算する重み付け係数は負の値としている。また、４粒の場合を最適な数として、４粒％の重み付け係数を最大の値にしている。更に、操出粒数が多すぎる場合、欠株の問題は起きないが，少量播種の効果がなくなることから重み付け係数を小さい値にしている。
【００３５】
図４に示すように、移動速度が遅い場合には、略円錐状の凹部３０も、半球状の凹部も然程評価ポイントは変わらないが、移動速度が速い場合には、円錐状の凹部３０のほうが評価ポイントが高くなることがわかる。すなわち、円錐状の凹部３０を採用することで、半球状の凹部を採用する場合よりも、適用可能な速度域が広くなるため、速度にかかわらず水稲種子を安定的に播種することが可能となっている。
【００３６】
ところで、半球状の凹部では、凹部の上の方に位置する水稲種子は播種ロール１４の回転に伴い早めに落下し始める一方で、下の方に位置する水稲種子は播種ロール１４が傾いても凹部の縁に乗った状態となり、落下し始めるまでに時間を要する。この間に、次の凹部の上の方に位置する水稲種子が落下し始めるため、２つの凹部に入った水稲種子がほぼ同時に落下する現象（「オーバーラップ」と呼ぶ）が生じてしまう。このオーバーラップにより、水稲種子が途切れることなく播種ロール１４から落下することになる。これに対し、本実施形態のように円錐状の凹部３０を採用すると、凹部３０の上の方の水稲種子も下の方に入り込んだ水稲種子も、凹部３０の壁面に沿って一時に落下するため、隣接する凹部３０からの水稲種子の落下がオーバーラップするのを防止することができる。これにより、圃場に所定間隔をあけて播種する点播が可能になる。
【００３７】
（雁行配置による作用）
本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、凹部３０は、播種ロール１４の軸方向（Ｘ軸方向）に関して万遍なく分散配置されているため、すり切りブラシ２０に偏摩耗（摩耗が一部に集中する現象）が生じるのを抑制することができる。
【００３８】
また、凹部３０を雁行配置とすることで、凹部３０はＸ軸方向に関して一部重複しながらズレているため、仮にすり切りブラシ２０と播種ロール１４との間に水稲種子が挟まった場合でも、凹部３０が水稲種子が挟まった部分を移動することで、凹部を播種ロール１４の周方向に一直線配置するよりも、水稲種子の挟まりを解消することができる。また、凹部３０を雁行配置とすることで、播種ロール１４の回転に応じて凹部３０の位置が−Ｘ側から＋Ｘ側に徐々にずれるようになっているので、種子ホッパ１６内から本体部１８に供給される水稲種子をもみほぐす効果がある。これにより、ブリッジ（種子ホッパ１６内の種子が相互に支え合って空洞ができ、播種ロール１４の凹部３０に水稲種子が入り込まなくなる現象）の発生を防止することができる。また、雁行配置とすることで、隣接する凹部３０への種子の流れがスムーズになり、確実に次の凹部３０に水稲種子が入り込むようになっている。
【００３９】
図５は、本実施形態の播種装置１０を用いた場合に、各凹部３０から何粒の水稲種子がどのくらいの割合で繰り出されたかを示すグラフである。なお、図５のグラフは、凹部３０に水稲種子が４粒程度入るように凹部３０の大きさが設定され、播種時の移動速度が６ｋｍ／ｈに設定された場合を示している。また、本実施形態では、高速度カメラを用いて、各凹部３０から何粒の水稲種子が繰り出されたかを観察した。
【００４０】
図５においては、繰り出し数が４粒（適正数）である割合が３０％近くになっており、３〜５粒の割合が全体の７０％近くになっていることがわかる。このように、本実施形態では、安定して、ほぼ適正数の水稲種子を播種（点播）することが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態において、播種装置１０の移動速度に対する播種ロール１４の回転速度を変更する場合には、スプロケット７６、７８の大きさを変更すればよい。これにより、圃場に対する水稲種子の播種間隔、すなわち株間や播種量を変更することが可能となる。
【００４２】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、播種ロール１４において、略円柱状の胴部の表面に水稲種子を収容可能な略円錐形状の複数の凹部３０が周方向に所定間隔で配置されており、複数の凹部３０は、播種ロール１４の胴部の軸方向（Ｘ軸方向）に関して分散して配置されている。このように、凹部３０を略円錐形状とすることで、縁（角部）が鈍角であるため、水稲種子との接触による摩耗が起こりにくくなっている。また、すり切りブラシ２０と凹部３０の間に水稲種子が挟まっても、水稲種子をはじき飛ばすことがほぼない。また、円錐状の凹部３０を採用することで、適用可能な速度域が広くなるため、速度にかかわらず水稲種子を安定的に播種することが可能である。また、円錐状の凹部３０を採用することで、凹部３０の上の方の水稲種子も下の方に入り込んだ水稲種子も、壁面に沿って一時に落下するため、隣接する凹部３０からの水稲種子の落下がオーバーラップするのを防止することができる。これにより、圃場に所定間隔をあけて播種する点播が可能になる。また、複数の凹部３０が、Ｘ軸方向に関して分散して配置されているので、すり切りブラシ２０の偏摩耗（摩耗が一部に集中する現象）が生じるのを抑制することができる。
【００４３】
また、本実施形態によると、複数の凹部３０は、胴部の周方向と胴部の軸方向（Ｘ軸方向）のそれぞれに交差する方向に沿って配列されている（雁行配置されている）。これにより、すり切りブラシ２０と播種ロール１４との間に水稲種子が挟まった場合でも、凹部３０が水稲種子が挟まった部分を移動することで、凹部を播種ロール１４の周方向に一直線配置するよりも、水稲種子の挟まりを解消することができる。また、凹部３０を雁行配置とすることで、本体部１８に供給される水稲種子をもみほぐす効果がある。これにより、ブリッジの発生を防止することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、複数の凹部３０が、Ｘ軸方向に関して隣接する凹部３０と重複するように配列されているので、凹部３０近傍ですり切りブラシ２０との間に水稲種子が挟まった場合でも、隣接する凹部３０において短時間のうちに挟まりを解消することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、乾田直播において、精度よく点播を行うことができるので、食用米や飼料米の高位安定生産が可能となる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、回転目皿式のように扁平な種子を繰り出す場合に、設定数よりも多く繰り出してしまうことが少なく、また、回転目皿式よりも小型化できるため、条間を狭くすることができる。また、本実施形態によれば、真空播種機のようにコストや重量が問題になることもない。
【００４７】
なお、上記実施形態では、凹部３０を図３（ｂ）に示すように雁行配置する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、凹部３０を図３（ｂ）のように一直線上に配置せずに、くの字状に配置することとしてもよい。また、すり切りブラシ２０の偏摩耗を抑制するという観点からは、凹部３０がＸ軸方向に関して分散配置されていればよいため、図３（ｂ）のように一直線上に配置せずに、凹部３０をＸ軸方向に関してランダムに配置することとしてもよい。
【００４８】
なお、上記実施形態では、播種システム１００が、圃場に水稲種子を播くシステムである場合について説明したが、これに限らず、水稲種子と同程度の大きさの種子であれば、水稲種子用の播種システム１００をそのまま利用することができる。水稲種子と同程度の大きさの種子としては、例えば、麦や野菜のコーティング種子（ペレット種子や造粒種子）等があげられる。また、大豆等の水稲種子よりも大きな種子の場合には、凹部の形状や配置については上記実施形態と同様とし、凹部の深さ（図３（ａ）のβ）を上記実施形態よりも深く設定すればよい。
【００４９】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  播種装置
１４  播種ロール
１６  種子ホッパ
２０  すり切りブラシ
３０  凹部
【図１】
0006762645.tif 000002
【図２】
0006762645.tif 000003
【図３】
0006762645.tif 000004
【図４】
0006762645.tif 000005
【図５】
0006762645.tif 000006