特開 2023-124617 播種機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023124617

(43)【公開日】2023-09-06

(54)【発明の名称】播種機

(51)【国際特許分類】

   A01C 7/04 20060101AFI20230830BHJP

   A01C 1/06 20060101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

A01C7/04 J

A01C1/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022028493

(22)【出願日】2022-02-25

(71)【出願人】

【識別番号】598049573

【氏名又は名称】トーテク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】池島 敏二

(72)【発明者】

【氏名】大橋 一道

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 広樹

【テーマコード（参考）】

2B051

2B054

【Ｆターム（参考）】

2B051AB01

2B051BA20

2B051BB14

2B054AA15

2B054BA01

2B054BB03

2B054CA06

2B054DB01

2B054EA23

(57)【要約】

【課題】効率的な種子の播種を実施するととともに、作業者の負担を減らす。
【解決手段】電磁力により、金属を含む被覆材により被覆された種子Ｓを吸着し、播種する播種機１００であって、電磁力により、種子Ｓを直接的に吸着する金属棒２２と、金属棒２２に設けられ、通電により金属棒２２に電磁力を発生させるコイル２４と、コイル２４に印加する電圧を制御する制御装置６０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁力により、金属を含む被覆材により被覆された種子を吸着し、播種する播種機であって、
電磁力により、前記種子を直接的に吸着する金属棒と、
前記金属棒に設けられ、通電により前記金属棒に前記電磁力を発生させるコイルと、
前記コイルに印加する電圧を制御する制御装置と、
を備える播種機。

【請求項2】

前記制御装置は、前記種子の重量に応じて、前記電圧を制御する、
請求項１に記載の播種機。

【請求項3】

前記制御装置は、前記種子のサイズ及び形状の少なくともいずれか一方を加味して、前記電圧を制御する、
請求項１または２に記載の播種機。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記金属棒が前記種子を吸着する時に、前記コイルに第１の電圧を印加し、
前記種子を吸着した状態の前記金属棒を移動させる間に、前記コイルに第２の電圧を印加し、
前記第２の電圧が、前記第１の電圧より大きい、
請求項１から３の何れか１項に記載の播種機。

【請求項5】

複数の前記金属棒を有し、
前記制御装置は、複数の前記金属棒のうち隣り合う前記金属棒間の距離に応じて、前記電圧を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の播種機。

【請求項6】

前記金属棒は、長手方向において、先端に向けて断面積が小さくなる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の播種機。

【請求項7】

前記金属棒は、フェライトステンレスにより構成される、
請求項１から６のいずれか１項に記載の播種機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、種子を播くための播種機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、種子を圃場に播種する場合に、単純に播種しただけでは種子が露出するため鳥が播種された種子を食べてしまうという問題があり、そのため種子を圃場に埋めるか土壌で覆う等の作業をして鳥に見えないようにする必要がある。また種子が籾である場合、籾だけでは軽いため水田に張られた水により籾が流亡するという問題がある。そこで種子の表面に鉄粉をコーティングすることで種子の外観を無機的なものに偽装し、鳥に対して食料でないと見せかけると共に、比重を大きくして水による流亡を防ぐようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

また、種子の表面を酸化鉄で被覆する場合、硫酸イオンのような有害物が流出したり、反応熱により種子が熱焼けするおそれがある。そこで、種子、酸化鉄の粉末、アルカリ土類金属の水酸化物の粉末、および水を混合したもので造粒する技術がある（例えば特許文献２参照）。特許文献２においては、種子の表面に酸化鉄およびアルカリ土類金属の水酸物の混合物を付着、固化させた後、該アルカリ土類金属の水酸化物を二酸化炭素と反応させてアルカリ土類金属の炭酸塩にすることで種子表面を酸化鉄で被覆する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４４４１６４５号公報

【特許文献2】特許第６５９８２３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した文献に用いられている種子は、種子の表面を、金属を含む被覆材により被覆するものである。これにより、種子の管理の負担を軽減することを狙っている。これに加えて、このような被覆を含む種子は、磁力に引き寄せられる性質を持つ。このような性質を利用して、磁力を用いた装置により種子を吸着して播種を行い、播種の効率を向上させることができる。

【0006】

本発明は、金属を含む被覆材により被覆された種子を吸着し、効率のよい播種を実行できる播種機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、電磁力により、金属を含む被覆材により被覆された種子を吸着し、播種する播種機であって、
電磁力により、前記種子を直接的に吸着する金属棒と、
前記金属棒に設けられ、通電により前記金属棒に前記電磁力を発生させるコイルと、
前記コイルに印加する電圧を制御する制御装置と、
を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の播種機によれば、金属を含む被覆材により被覆された種子を吸着して搬送することができるので、効率的な種子の播種を実施するととともに、作業者の負担を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態の播種機および蒔き床の概要を示す斜視図である。

【図2A】図２Ａは、播種機の要部である種子吸着部の側面図である。

【図2B】図２Ｂは、金属棒の先端の一変形例の拡大図である。

【図2C】図２Ｃは、金属棒の先端の他の変形例の拡大図である。

【図3】図３は、播種機により種子を吸着する時の状態を示す概念図である。

【図4】図４は、吸着した種子を解放する時の状態を示す概念図である。

【図5A】図５Ａは、蒔き床およびプレートの断面図であり、金属棒が種子を吸着する前の状態を示す。

【図5B】図５Ｂは、蒔き床およびプレートの断面図であり、金属棒が種子を吸着した状態を示す。

【図6】図６は、播種機のブロック図である。

【図7A】図７Ａは、試験２の播種機における種子吸着部の配置を示す図である。

【図7B】図７Ｂは、試験２において、図７Ａに対応した種子吸着部が、それぞれいくつの種子を吸着したかを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の播種機および蒔き床の斜視図である。

【0011】

図１に示すように、播種機１００は、種子を播種する、すなわち、種まきを行う装置である。播種機１００は、蒔き床２００に蒔かれ、金属を含む被覆材により被覆された種子Ｓを吸着し、別の場所に播種する。金属を含む被覆材により被覆された種子Ｓの種類は特に限定されず、たとえば、特許文献１、２などに開示されたものであってよい。また、種子Ｓは、図１等ではサイズ及び形状が同じものとして記載されているが、実際には、同一品種であっても、様々なサイズ及び形状を有する。

【0012】

播種機１００は、支持板１０と、種子吸着部２０とを備える。実施形態では、種子吸着部２０は、樹脂などにより構成された支持板１０を貫通するように配置されている。具体的に、種子吸着部２０は、電磁力により、種子Ｓを直接的に吸着する金属棒２２と、金属棒２２に設けられ、通電により金属棒２２に電磁力を発生させるコイル２４と、を備えている。また、破線で示すカバー３０が、種子吸着部２０の金属棒２２を覆うように、支持板１０の上に設けられてもよい。

【0013】

実施形態においては、コイル２４が支持板１０の上面に配置され、コイル２４から下方に延びる金属棒２２が、支持板１０を貫通し、かつ、支持板１０の下面から下方に延びる。ただし、支持板１０は必須ではなく、種子吸着部２０は、少なくとも一つ存在すればよい。実施形態では、５列×２行＝１０個の種子吸着部２０が、マトリックス状に設けられているが、種子吸着部２０の数、配置態様は特に限定されない。

【0014】

図２Ａは、播種機１００の要部である種子吸着部２０の側面図である。上述したように、種子吸着部２０は、金属棒２２と、コイル２４とを備えている。図２の例では、図１では省略されている導電線２６が、金属棒２２の長手方向における上半分の領域に渡って金属棒２２の周囲に巻回され、巻回された導電線２６がコイル２４を形成している。

【0015】

図示せぬ電源部（図６参照）が、導電線２６、ひいてはコイル２４に電圧を印加すると、コイル２４に電流が流れ、コイル２４は、電磁誘導により、金属棒２２に電磁力を発生させる。種子Ｓは、金属を含む被覆材により被覆されているため、電磁力の発生した金属棒２２の先端２２ａが種子Ｓに接近すると、種子Ｓが先端２２ａに吸着する。

【0016】

金属棒２２は長手方向を持ち、中実の円筒形状を有するが、その形状は特に限定されない。金属棒２２の材料も特に限定されないが、たとえば、フェライトステンレスにより構成することが好ましく、特にフェライトステンレスの一種である、ＡＳＫ－３２００を使用することができる。ＡＳＫ－３２００は、被削性、耐食性、冷間加工性、保磁力などの観点から優れた材料であり、特に高湿度な植物工場の内部などでの利用に適した材料である。

【0017】

図２Ｂは、金属棒２２の先端２２ａの一変形例の拡大図であり、この変形例では、先端２２ａが先細りになるようにテーパ状を呈し、先端面が平面である。図２Ｃは、金属棒２２の先端２２ａの他の変形例の拡大図である。この変形例では、先端２２ａが先細りになるように丸みを呈し、先端面が曲面である。いずれの例においても、金属棒２２は、長手方向において、先端２２ａに向けて、長手方向に垂直な面における断面積が小さくなっている。このような形状により、先端２２ａにおける電磁力が増大する。よって、コイル２４に印加する電圧を大きくしなくても、種子Ｓを確実に吸着および保持することが容易に可能となり、消費電力を抑えることができる。

【0018】

また、金属棒２２の長さを短くすることにより、印加する電圧が一定であっても、発生する電磁力を強めることができる。

【0019】

図１の播種機１００は、たとえば人が手で持ち、電圧を印加した金属棒２２の先端２２ａを蒔き床２００の種子Ｓに接近させ、種子Ｓを先端２２ａに吸着させることができる。この後、人が、これから種子Ｓを播種する別の播種領域の上に手で播種機１００を搬送し、当該播種領域の上で電圧の印加を停止することにより、種子Ｓが落下し、この播種領域に種子Ｓを播種することができる。

【0020】

ただし、人の手による搬送は、播種の効率を低下させ得る。そこで本実施形態の播種機１００は、図３に示すように、金属棒２２およびコイル２４を含む種子吸着部２０を移動させる駆動装置４０を備えている。駆動装置４０は、第１垂直駆動装置４１と、水平駆動装置４３と、第２垂直駆動装置４５と、を備えている。本実施形態では、第１垂直駆動装置４１および第２垂直駆動装置４５は、支持板１０およびカバー３０を上下の垂直方向に駆動させることにより、種子吸着部２０を上下の垂直方向に駆動させる。水平駆動装置４３は、支持板１０およびカバー３０を左右の水平方向に駆動させることにより、種子吸着部２０を左右の水平方向に駆動させる。

【0021】

図３は、播種機１００により種子Ｓを吸着する時の状態を示す。金属棒２２の先端２２ａは、蒔き床２００に接近または密着している。この状態で、蒔き床２００に蒔かれた種子Ｓが、金属棒２２に発生した電磁力により、先端２２ａに吸着する。種子Ｓの吸着後、駆動装置４０は、種子吸着部２０を矢印方向に移動させ、播種機１００は、図４の状態に移行する。

【0022】

図４は、播種機１００により吸着した種子Ｓを解放する時の状態を示す。金属棒２２の先端２２ａは、別の播種領域として用意された育苗用シート３００に接近または密着している。この状態で、コイル２４に印加された電圧が消失し、金属棒２２に発生した電磁力が消失すると、先端２２ａに吸着した種子Ｓが、先端２２ａから解放され、育苗用シート３００に配置される。種子Ｓの解放後、駆動装置４０は、種子吸着部２０を矢印方向に移動させ、播種機１００は、図３の状態に移行する。

【0023】

育苗用シート３００は、種子Ｓの発芽を促すように、水分を保持したスポンジなどにより構成される。育苗用シート３００は、たとえば、種子を一粒ごとに、個別に配置するための凹部を有している。本例では、種子吸着部２０に対応するように、５列×２行＝１０個の凹部が、育苗用シート３００に設けられている。

【0024】

図３と図４の状態が繰り返されることにより、種子Ｓは、蒔き床２００から育苗用シート３００に移され、育苗用シート３００において成長し、発芽する。播種機１００は、数多くの種子Ｓを、容易に、かつ、短時間に移動させることが可能であり、効率的に播種を行うことができる。

【0025】

図５Ａ及び図５Ｂは、蒔き床２００およびプレート５０の断面図である。プレート５０は、たとえば透明な樹脂板により構成され、一面（上面）に形成された第一開口５１と、他面（下面）に形成された第二開口５３とを連通させる連通孔５５を備えている。プレート５０は、図１～図４では示されておらず、必須の部材ではない。

【0026】

第一開口５１は、金属棒２２の少なくとも先端２２ａを挿入可能な第一サイズを有する。一方、第二開口５３は、種子Ｓのサイズに応じて定められる第二サイズを有する。図５及び図５Ｂにおいては、第二サイズは、第一サイズよりも大きくされている。プレート５０は、蒔き床２００のように、既に種子Ｓが蒔かれた播種領域の上に配置される。よって、図示せぬ制御装置（図６参照）の制御により、駆動装置４０、特に第１垂直駆動装置４１が、金属棒２２の先端２２ａが第一開口５１および第二開口５３を通過するように、金属棒２２を移動させる。

【0027】

たとえば、図５Ｂに示すように、金属棒２２の先端２２ａが、連通孔５５の内部に配置された状態で、コイル２４に通電すると、蒔き床２００から一または複数の種子Ｓが、先端２２ａに引き寄せられ、先端２２ａに吸着する。この状態から、駆動装置４０が、金属棒２２を引き上げると、先端２２aに複数の種子Ｓが吸着された場合に、一の種子Ｓのみが第一開口５１を通過し、一の種子Ｓのみを連通孔５５から取り出し、移動させることができる。また、第二開口５３の第二サイズを、第一開口５１の第一サイズよりも小さくすれば、第二開口５３の第二サイズより小さい、所定のサイズ以下の種子Ｓのみを連通孔５５から取り出し、移動させることもできる。このように、プレート５０の設置により、移動させる種子Ｓの数またはサイズを制御することができ、利用者の意図に応じた播種を行うことが可能となる。

【0028】

コイル２４の通電タイミングは適宜決定することができる。上述したように、金属棒２２の先端２２ａが、連通孔５５の内部に配置された状態で通電してよいし、金属棒２２の先端２２ａが連通孔５５を通過し、第二開口５３の下方に達した状態で通電してもよい。

【0029】

なお、連通孔５５は、種子吸着部２０（金属棒２２）の数、配置態様に応じて、プレート５０に形成してよい。

【0030】

図６は、播種機１００のブロック図である。本図では、単一の種子吸着部２０のみが示されている。播種機１００は、これまで説明した要素に加えて、制御装置６０と電源部７０とを備えている。制御装置６０は、播種機１００の各種制御を行うコンピュータであり、たとえば、図示せぬ記憶部から、播種機１００の制御プログラムを読み込んで、播種機１００を制御する。制御装置６０は、たとえば、電源部７０の出力電圧を制御して、コイルに印加する電圧を制御するとともに、駆動装置４０の動作を制御する。電源部７０は、制御装置６０の制御の下、導電線２６、コイル２４に電圧を印加する。

【0031】

実施形態の播種機１００によれば、電磁力の作用により、金属を含む被覆材により被覆された種子を吸着して搬送することができるので、効率的な種子の播種を実施するととともに、作業者の負担を減らすことができる。

【0032】

なお、制御装置６０は、たとえば、種子Ｓの重量に応じて、コイル２４に印加する電圧を制御することができる。種子Ｓの重量の重量が大きいほど、制御装置６０は印加する電圧を増大させ、種子Ｓを確実に吸着する。また、種子Ｓの重量の重量が小さいほど、制御装置６０は印加する電圧を減少させ、金属棒２２に吸着する種子Ｓの数が増えすぎるのを抑制する。

【0033】

すなわち、制御装置６０が、種子Ｓの重量に応じた電圧を印加することにより、金属棒に発生する電磁力の強さを調整できるため、適切な数の種子Ｓを確実に吸着および保持して、所望の位置に播種することができる。よって、歩留まりよく正確な播種が可能となる。

【0034】

また、制御装置６０は、種子Ｓのサイズ及び形状の少なくともいずれか一方を加味して、電圧を制御することができる。制御装置６０が、種子Ｓのサイズや形状に応じた適切な電磁力を印加することにより、種子Ｓの種類に応じて確実に吸着することができる。

【0035】

さらに、制御装置６０は、金属棒２２が種子Ｓを吸着する時に、コイル２４に第１の電圧Ｖ_１を印加し、種子Ｓを吸着した状態の金属棒２２を移動させる間に、コイル２４に第２の電圧Ｖ_２を印加する。このとき制御装置６０は、第２の電圧Ｖ_２が、第１の電圧Ｖ_１より大きくなるように設定してよい（Ｖ_１＜Ｖ_２）。すなわち、図３に示す、種子Ｓの吸着時においては、制御装置６０は、コイル２４に第１の電圧Ｖ_１を印加し、図３の状態から図４の状態へ移行する間は、制御装置６０は、コイル２４に第１の電圧Ｖ_１より大きい第２の電圧Ｖ_２を印加する。これにより、吸着時は、適切な数の種子Ｓを吸着することができ、かつ、金属棒２２の移動時には、強い電磁力および吸着力により、種子Ｓの吸着を確実に維持し、金属棒２２の移動に伴う種子Ｓの脱落を抑制することができる。

【0036】

また、実施形態のように、播種機１００が複数の金属棒２２を有する場合、制御装置６０は、複数の金属棒２２のうち隣り合う金属棒２２間の距離に応じて、電圧を制御することができる。これにより、制御装置６０は、隣り合う金属棒の電磁力が、互いに影響を受けない程度の電磁力に調整することが可能となり、金属棒が規定位置からずれるのを防止できるため、各金属棒が吸着した種子を正確な位置に播くことができる。

【0037】

発明者らは、金属棒２２の長さ及び先端の形状の変化に伴う、吸着に必要な電圧について調べるための試験１を行った。金属棒２２は元々、標準の長さ（例えば、１００ｍｍ）を持ち、３ｍｍ（３φ）の直径を持つ。この金属棒２２を長さについて、２０ｍｍ短く（－２０ｍｍ）するように加工するとともに、先端２２ａを、図２Ｂに示すように、２ｍｍ（２φ）に先細りになるように加工をし、計４種の金属棒２２を用意した。７つの種について、各金属棒２２が吸着に必要な電源部７０の電圧を測定した。以下の表１は、電圧測定の結果を示す。

【0038】

【表1】

【0039】

本試験１より、金属棒２２は、先端径が小さい程、また、長さが短い程、小さい電圧をもって、種子Ｓを吸着することができることが判明した。

【0040】

次に、発明者らは、制御装置６０が制御する、電源部７０の電圧の変化に伴い、個々の種子吸着部２０が吸着する種子Ｓの数を調べるための試験２を行った。図７Ａは、上から見た種子吸着部２０の配置を示しており、図１と同様に、５列×２行＝１０個の種子吸着部２０（Ｎｏ．１～Ｎｏ．１０）が、マトリックス状に設けられている。用いた金属棒２２の長さは２０ｍｍであり、先端は平面である。

【0041】

図７Ｂは、図７Ａに対応した種子吸着部２０（Ｎｏ．１～Ｎｏ．１０）が、それぞれいくつの種子Ｓを吸着したかを、各種子吸着部２０に対し、吸着した種子Ｓの数を付与して示している。発明者は、サンプル１～８において、コイル２４に印加する電圧の値を変えて、吸着した種子Ｓの数を調べた。たとえば、サンプル１では、Ｎｏ．１，２，４，６，９，１０の種子吸着部２０は、種子Ｓを吸着しておらず、Ｎｏ．３，５，７の種子吸着部２０は、１つの種子Ｓを吸着しており、Ｎｏ．８の種子吸着部２０は、２つの種子Ｓを吸着している。各サンプルにおいて印加した電圧は、以下の通りである。

【0042】

サンプル１ 電源部７０の電圧６．８Ｖ（１つのコイル２４あたり０．６８Ｖ）
サンプル２ 電源部７０の電圧７．０Ｖ（１つのコイル２４あたり０．７０Ｖ）
サンプル３ 電源部７０の電圧７．２Ｖ（１つのコイル２４あたり０．７２Ｖ）
サンプル４ 電源部７０の電圧７．４Ｖ（１つのコイル２４あたり０．７４Ｖ）
サンプル５ 電源部７０の電圧７．６Ｖ（１つのコイル２４あたり０．７６Ｖ）
サンプル６ 電源部７０の電圧７．８Ｖ（１つのコイル２４あたり０．７８Ｖ）
サンプル７ 電源部７０の電圧８．０Ｖ（１つのコイル２４あたり０．８０Ｖ）
サンプル８ 電源部７０の電圧８．２Ｖ（１つのコイル２４あたり０．８２Ｖ）

【0043】

本試験２において、例えばサンプル５において、種子吸着部２０の多くが、それぞれ１つの種子Ｓのみを吸着しており、これは意図した適切な吸着である。このように、印加する電圧を制御することにより、種子Ｓを適切に吸着することができることが判明した。

【0044】

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

【符号の説明】

【0045】

１０ 支持板
２０ 種子吸着部
２２ 金属棒
２４ コイル
２６ 導電線
３０ カバー
４０ 駆動装置
４１ 第１垂直駆動装置
４３ 水平駆動装置
４５ 第２垂直駆動装置
５０ プレート
６０ 制御装置
７０ 電源部
１００ 播種機
２００ 蒔き床
３００ 育苗用シート

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】