JP6072923B2 - 顆粒状粒子を施用するためのポータブルシステム - Google Patents

Description

本特許出願は、植栽された鉢など、地面に設置される用途向けの、および農地の畝間の中での、または全エリアにおよぶ連続的施用（例えば１分あたりのグラム数）向けの、重力流による顆粒状粒子の施用を目的とするジョイスティック型のポータブル制御装置を含む、肥料および殺虫剤の施用ならびに好ましい投薬のためのポータブルシステムに関する。例えば土地の地形が不規則であるためにトラクタで実施するシステムが立ち入りできない広大なエリアにおいてさえ、さまざまな用途において農業の生産者／作り手が使用するために、通常は後方設備である顆粒貯蔵タンクの底面に共に接続される排出パイプと組立てるように製造される。

農業において、顆粒状肥料の適正な施用は、施用用量を計算するために、事前の葉分析および／または土壌分析に基づいて実施されなければならず、殺虫剤の施用の場合、それは化学薬品のラベルで推奨されている用量に従わなければならず、この用量は一般に、作物、生物学的な標的（害虫、雑草、病気）、作物さらには標的の成長段階に応じて変化する。したがって、農業において用量には多くの可能性があり得ることは明らかであり、作物の適切な発育および保護、ひいては作業の経済的な実行力を保証するために、正確にかつ適切な場所で施用を実施することが極めて重要である。

したがって、必要とされるよりも多いまたは少ない量の肥料を一部のエリアが受けるという事象である、それぞれ過少投与または過剰投与という施用を結果として生じる不規則な用量は、農地に栄養不足または植物毒性の問題をもたらす。

環境問題がいっそう悪化している昨今、肥料および殺虫剤の合理的な使用が最も重要である、ということに留意すべきである。適切な用量は、一般的に使用される肥料による過度の土壌の塩類化および水域の富栄養化の問題を回避し、また、水、土壌、および食物の汚染を削減する。

従来、手動式機器の範囲における顆粒状の材料の原始的な施用形態は、ユーザーが顆粒の入った袋や他の容器を持ち運び、それらを既知の容積の単純なカップによって分配するステップからなる。この方法において、主なデメリットは、施用速度および施用方向が極めて不正確であるという点にある。

別の方法は、手で持ち運ばれる機器の使用をさらに含む。これらの機器は、用量調節装置システムに結合された顆粒用の小さい容器からなる。これらの種類の装置は、特許出願のＭＵ８５０２４２６−０、ＰＩ０００４６４９−３、およびＰＩ９４０１６９８−４で開示されている。

ＭＵ８５０２４２６−０は、端部の開口部がタイロッドと接続したドアハンドルにより作動させられる貫通ノズルを有する装置、および放出される堆肥の量を調整する機構からなる手動式堆肥散布機について開示している。

ＰＩ０００４６４９−３は、分配用コーンに結合された貯蔵庫を含み、戻しバネ機構およびねじ付き棒により制御される、堆肥施用のための機器について開示している。

ＰＩ９４０１６９８−４は、内部弁および出口弁を通して互いに連通する二つのタンクが備わり、両方の弁がオペレータにより操作されるロッドを介した協調的な動作を呈する、手動式堆肥散布機について開示している。

記載された文献に開示されている装置のデメリットは、それらの装置が用量に関して低い精度を呈したということであり、肥料製品または農薬製品の放出はオペレータの技能に左右され、適切な用量について狂いが生じ、さらに、ＰＩ９４０１６９８−４の機器の場合、施用用量を変化させる選択肢はない。

別の方法は、さらに、一本または二本の支持用ベルトを用いて、ユーザーの背中、胸（胸部）、または肩にフィットさせることができる、顆粒状の製品を貯蔵するタンク（剛性または可撓性）を呈する機器の使用を含む。これらの機器において、排出／放出システムは、重力により顆粒がその中を流れる、製品の貯蔵タンクの底面に結合されたホース／ダクトで構成されている。この種類の企画構想を図示するいくつかの実施例が、ＭＵ９０００３９９−３、米国特許第５３３９９９４号明細書（これらにおいて、ディスペンサーシステムは排出手段領域に位置づけられている）、ならびに欧州特許第１７６３９８５号明細書およびＰＩ９９０２９７９（これらでは、ディスペンサーシステムは製品排出の端部に位置づけられている）で開示されている。別の構造上の範囲は、米国特許第４５４５５１３号明細書に例示されているような、タンク／貯蔵庫の底面に位置づけられたディスペンサーシステムを対象とする。この最後の具体化例が、タンクの中で顆粒を圧縮することによりディスペンサーシステムが詰まる確率が増大する、およびタンクを空にするために必要なシステムの維持が困難である、というデメリットを呈する、ということに留意すべきである。

それでも、以上で引用したいくつかの文献は、用量施用の精度を提供することを特徴とする（ＭＵ９０００３９９−３、ＰＩ９９０２９７９、および欧州特許第１７６３９８５号明細書）、または顆粒状の製品に対する少ない選択肢の使用を商業的に制限する（ＭＵ９０００３９９−３およびＰＩ９９０２９７９の場合）、またはディスペンサーシステムのチャンバの制約が原因で少量（グラム）に制限された用量の範囲を示す（欧州特許第１７６３９８５号明細書およびＰＩ９９０２９７９の場合）。

また、技術の現状に関して、施用される製品の量または容積の範囲を定める調整手段を有さないため、それ自体適切な用量制御手段を有さない、より単純なシステムが存在し、これらのシステムにおいて、用量「制御」は、製品が機器の排出端部へと進む間に開閉する弁／堰の作動の存在（通常はこの排出端部の最も近位）のみに基づく。したがって、これらの機器において用量はユーザーにより行われる弁の開閉作動の時間に完全に左右され、それらの機器はユーザーの技能により可変的であるステップの反復性または再現性を可能にしないため、精密なディスペンサーシステムとみなすことができない。

この意味において、そして以上のことから、現在の技術水準におけるディスペンシング装置が、狭い変動範囲内で動作する、または、実際には、他の顆粒では用量の反復性が保証されないため、もしくはシステムに損傷が発生し得るため、その技術用／商業用パンフレットの推奨において、ある顆粒（例えばＮＰＫを配合した肥料）の使用に限定するこのような制御を保証しない、ということは明らかである。

さらに、記載されたシステムのいずれによっても、そのシステムにおける部品の包含も、取り外しも、交換も必要なく、正確な所定用量の施用（作動１回あたりのグラム数）を製品の連続的施用（１時間あたりのグラム数）に変更することは不可能である。したがって、このような機器は、上述の調整上の制約、用量の容量が少ないこと、施用する製品の特殊性および／またはシステムに固有の不正確さを考えると、農業において存在する広範な用途を実質上満たすために直ちに利用できるものではなく、また、他のどの業界でも顆粒状の製品の施用のために有用でない。

この意味において、現在の技術水準の限界という背景を考慮して、本発明は、機能変更のために単純な制御装置しか必要とされない、すなわち構成要素の撤去／交換が不要である、さまざまな顆粒の施用、連続的投与の施用のための二重機能システムを開示し、市場に存在するきわめて多様な顆粒についての広範の用途を満たし、施用時にオペレータの前方に配置され、手／指を人間工学的に適正な位置に置くためのジョイスティック型の形状を有する、調整が容易な小型システムを提供するために、大容量スペクトルを有する用量調整型の容積測定システムを提供することにより、そのデメリットを克服することを目的とする。

提案されたシステムの正面図である。 提案されたシステムの斜視図である。 手動式制御装置の斜視図である。 手動式制御装置の断面斜視図である。 それぞれ、作動ハンドルが閉じられ、スライド弁が開かれている、手動式制御装置の側面図である。 作動ハンドルおよびスライド弁が両方とも閉じられている、手動式制御装置の側面図である。 作動ハンドルが開かれ、スライド弁が閉じられている、手動式制御装置の側面図である。 最小限の調整に関し、調整された手動式用量制御装置の側面図である。 最大限の調整に関し、調整された手動式用量制御装置の側面図である。 位置１（より少ない流量）での連続的施用のための調整を作動させるためにスライド弁がブロックされている手動式用量制御装置の側面図である。 連続的施用での動作のために制御装置「ジョイスティック」が作動させられた手動式用量制御装置の側面図である。

図１〜図１１によると、施用システムは、施用される任意の顆粒に対して適切に調節された幾何形状を有する、プラスチックブロー成形されたタンク（１）と、供給を容易にするための大きな寸法のノズルおよび蓋（２）と、埋め込まれた運搬用ハンドル（３）と、排出レストベルト（５）を固定するための突起（４）と、非標準的なサイズのため適切に投与できない顆粒状の凝集物が侵入するのを防止するための篩（６）とを含み、タンクが空になるまで重力作用による顆粒の流れを改善するためにタンクの下部で次第に細くなり、底面に材料が残留するのを回避する。

タンクは、供給用の縦方向の構造物（８）に固定される、大きい支持体を有する基部（７）で構成されるプラスチックブロー成形された構成要素に取付けられる。この構造物には、パッド付き人間工学的腰部保護物（９）が一つと、このセットをオペレータの背中に正しくフィットさせるための高さ調整が可能な取付け具（１１）を有するパッド付き支持ベルト（１０）とが取付けられている。

移動を容易にし、施用される製品をオペレータが標的に向けることができるように、可撓性ホース（１２）と排出パイプ（１３）は、ホースクランプ（１４）を介してこのタンクに結合されている。ホースクランプ（１４）は、施用中の使い勝手をよりよいものにするために、スイッチを必要とせずに手動でのノブ（１８）による距離調整を可能にする。

機器の主な構成要素は、使い勝手およびセットの重量の支持を改善するための、上端部にある突起とオペレータの手に対する適切な調整を可能にする設計とを有するノブ／「ジョイスティック」（１８）の機能を有する、ネジ（１７）により接合された二つの半分部分からなる本体（１６）により構成されている、排出パイプ（１３）に取付けられた二重機能の手動式制御装置またはディスペンサー制御装置（１５）である。作動ハンドル（１９）は、作動後、ハンドルをその本来の位置に戻すねじりバネ（２０）と共にこの本体（１６）に結合されている。ハンドルの下部には、ピン（２２）およびそれを移動穴（２６）の下端部に押し込んだ状態に保つバネ（２５）を介してアーム（２１）が取付けられている。このアーム（２１）に結合された状態で、二つの継手（２３）がスライド弁（２４）を移動させ、この弁は、本体に存在するガイド（２８）全体にわたり摺動してハンドル（１９）が作動させられる際に開閉する。スライド弁（２４）は、一方の端部にある軸受け金（３１）、およびシャフト（２７）により案内される。

管状領域の本体上部に存在する開口部（３３）において、端部に出口弁（３０）を有するルーラ（２９）が摺動させられる。投薬チャンバは、スライド弁（２４）と出口弁（３０）の間に存在する距離を管の面積に乗じたものにより定義される。

金属ロッド（３４）は一方の端部で出口弁（３０）に結合され、そこに出口弁調節装置（３２）および戻しバネ（３６）が取付けられて、弁を閉じた状態に保つ。

より小さい調整について、ルーラに存在する傾斜路（３５）の突起は、出口弁（３０）の開閉時間との同時性を必要とするため、スライド弁（２４）の開口を制限し、こうして、より高い精度および用量のより高い反復性を達成する。

システムの動作
タンク（１）に顆粒が充填される場合の使用の力学において、それは重力作用により、ディスペンサー制御装置（１５）に対して実施される。作動ハンドル（１９）が弛められている場合、スライド弁（２４）は開き、出口弁（３０）は閉じており、顆粒は投薬チャンバを満たすことができる。オペレータがハンドル（１９）を作動させると、最初にスライド弁（２４）が閉じ、次に出口弁（３０）が開き、標的へと導く排出用延長部分（３４）に向けて投与された顆粒を放出する。

投薬チャンバは変更されて、ルーララッチ（３８）および出口弁調節装置（３２）のネジ（３７）を解放し、その後ルーラ（２９）を所望の容積に応じて本体に記録された位置（計数値）まで摺動させ、ルーラをロックし、出口弁調節装置（３２）を前方に押しやり、それをロックすることができる。このルーラは、調整／位置とは関係なく投薬チャンバを閉じた状態に保つ。装置は、汎用性を有するように開発されており、用量を線形的に変更でき、広い容積測定範囲を網羅し、用量を変更するために構成要素を交換する必要はなく、かつ複数の種類の顆粒の使用を可能にする。弁（２４および３０）の幾何形状は、把持をなくし作動する力を削減して、開発を向上させるように考案されている。スライド弁（２４）の下に散発的に凝集した顆粒が存在するためにその完全な閉口が妨げられる場合、アーム（２１）は移動してバネ（２５）の負荷を取り除き、こうして、ハンドル（１９）が出口弁（３０）が開くまで完全に動作させられることを可能とし、スライド弁（２４）が完全に閉じることなく投薬チャンバを空にし、こうしてシステムのロックを回避し過剰な負荷から部品を保護することができるようにし、また、チャンバの次の充填において凝集した顆粒を「吐き出す」ことも可能になる。排出中にこの凝集物が脱離した場合、スライド弁（２４）はアーム（２１）のバネ作用（２５）によって自動的に閉じる。

継手（２３）では、アーム（２１）を移動させるために使用される二つのカムが突出しており、アームのバネ（２５）を圧縮する位置１または２のうちの一つにこれらのカムを位置づけし、ラッチ（３９）はラッチのバネ（４０）により押圧されてそれらをこの位置に保つ。この位置で、スライド弁（２４）は二つの位置（１または２）で開いた状態に保たれ、作動ハンドル（１９）は出口弁（３０）のみを解放する。この位置は、連続的流量を必要とする用途に使用される。この調整システムはまた、継手（２３）を保つために、二つの異なる位置、＃１（より小さい開口部）および＃２（より大きい開口部）によって、流量変更をも可能にする。この場合、連続的な顆粒の流れ（１分あたりのグラム数）は継手（２３）の位置づけにより事前に調節され、用量の均一性（施用対象エリア１メートルあたりのグラム数）は、オペレータの歩く速度により制御されなければならない。

１ タンク
２ 蓋
３ 運搬用ハンドル
４ 突起
５ 排出レストベルト
６ 篩
７ 基部
８ 縦方向の構造物
９ パッド付き人間工学的腰部保護物
１０ パッド付き支持ベルト
１１ 取付け具
１２ 可撓性ホース
１３ 排出パイプ
１４ ホースクランプ
１５ 制御装置
１６ 本体
１７ ネジ
１８ ノブ
１９ 作動ハンドル
２０ ねじりバネ
２１ アーム
２２ ピン
２３ 継手
２４ スライド弁
２５ バネ
２６ 移動穴
２７ シャフト
２８ ガイド
２９ ルーラ
３０ 出口弁
３１ 軸受け金
３２ 出口弁調節装置
３３ 開口部
３５ 傾斜路
３６ 戻しバネ
３７ ネジ
３８ ルーララッチ
３９ ラッチ
４０ バネ

米国特許第５３３９９９４号明細書 欧州特許第１７６３９８５号明細書 米国特許第４５４５５１３号明細書

Claims (1)

1. 「顆粒状粒子を施用するためのポータブルシステム」において、
   ａ）固定用構造物（８）に対して直交する方向に突出し、大部分が縦方向の固定用構造物（８）によって基部（７）において支持されるプラスチックブロー成形されたタンク（１）であって、前記タンクが、その下端部全体にわたり配置された腰部保護物（９）と、腰部保護物（９）に対して横断方向に配置され、タンク（１）の下端部および上端部に取付けられた、高さ調整用の要素（１１）を備えた一対のパッド付き支持用ベルトとを含み、タンク（１）の上部領域に配置された蓋（２）であって、篩（６）が取り付けられる入口を覆う蓋（２）、運搬用ハンドル（３）、上端部に排出ベルト（５）を取付けるための突起（４）が配置されている、タンク（１）と、
   ｂ）ホースクランプ（１４）を介してタンク（１）に結合された可撓性ホース（１２）および排出パイプ（１３）と、
   ｃ）ねじりバネ（２０）と共に本体（１６）に結合された作動ノブハンドルを含み、ネジ（１７）により接合された二つの半分部分から構成された本体（１６）を含む排出パイプ（１３）に取付けられた手動式用量制御装置（１５）であって、ハンドルの下部に、ピン（２２）およびそれを移動穴（２６）の下端部に押し込んだ状態に保つバネ（２５）を介してアーム（２１）が取付けられており、このアーム（２１）に結合された状態で、二つの継手（２３）がスライド弁（２４）を移動させ、この弁が、本体に存在するガイド（２８）全体にわたり摺動してハンドル（１９）が作動させられる際に開閉し、スライド弁（２４）が、端部にある軸受け金（３１）、およびシャフト（２７）により案内される、手動式用量制御装置と
   を含み、
   本体（１６）が、管状領域の上部に存在し、端部に出口弁（３０）を有するルーラ（２９）を摺動させる開口部（３３）を呈する、システム。
   

Images