JP7513271B2 - 選別機 - Google Patents

Description

本発明は、選別機に関する。

近年、日本各地において水田転作として野菜の栽培が取り行われている。中でも、サトイモは水分の多いほ場が栽培適地であることから、水田での転作が行われている。しかしながらサトイモの収穫はほぼ手作業で行われており、機械化による省力化が強く望まれている。

これまでに、タマネギやジャガイモ等を拾い上げながら除泥する機械は既に存在しているものの、サトイモを拾い上げながら除泥する機械は存在していない。サトイモのような小径イモまで拾う必要がある場合や湿潤ほ場で利用する場合など、泥の混入が多い条件では、既存の機械の除泥能力の向上が必要である。また、特にサトイモでは紡錘形や複数のイモが連結したものなど不整形な形状のものが存在しており、除泥用スクリーンを用いるような装置では、除泥用のスクリーンの隙間に挟まりやすく、転動しにくいことから、詰まりを生じやすく、既存の機械での除泥は困難である。

また、サトイモは親イモから子イモが分岐して生長し、子イモからはさらに孫イモが分岐して生長するが、収穫時において親イモに対して子イモ及び孫イモの大きさが顕著に小さいことが知られる農作物である。例えば、ある品種のサトイモにおいて、収穫時における親イモの短径の平均に対する子イモ及び孫イモの短径の比は、１／７～５／７程度であることがわかっている。なお、本明細書における「短径」とは、サトイモの長軸方向に対して直角方向に長さを測定した時の、最大となる長さの値をいう。ただし、長軸とは、サトイモを回転楕円体に模した場合に、回転楕円体の長軸に相当する長さをいう。

従来のイモ類除泥装置に関連する技術として、特許文献１には、土塊の除去作業における能率向上及び省力化を実現するもので、一方のローラの周面にらせん状突起を形成し、他方のローラの周面には凹凸がないフラット面とした２軸ローラの巻き込み回転によって農作物を搬送しながら、土塊を巻き込み粉砕除去する技術が開示されている。

特許文献２には、手作業で行うサトイモ分離装置に関して、サトイモに付着した土壌を多数の線材から落下させる技術が開示されている。

特許文献３には、シールド掘削機のカッタヘッドによって掘削された巨礫を含む掘削土砂を、搬送途上でスクリーンバーによって巨礫と小径の礫を含む掘削土砂とに分別して、巨礫は巨礫排出口から、掘削土砂はスクリュフィーダにより別々に排出することができる排土装置が開示されている。

特開２００４－２４２５６８号公報 登録実用新案第３１３８７３７号公報 特開２０１３－２４１７４０号公報

特許文献１の２軸ローラでは、らせん状突起で農作物を搬送するが、サトイモのように親イモ、子イモ、孫イモと大きさの異なるイモのすべてをまとめて搬送することは難しいと考えられる。例えば、親イモを搬送するためにはらせん状突起の高さは親イモの短径の１／３程度の高さが必要になると思われるが、上記の通りサトイモの場合大イモに対する小イモの短径の比が最小で１／７程度と著しく小さいため、ローラの間隙から小イモが土砂とともに除去されてしまう懸念がある。

特許文献２の多数の線材の隙間から土壌を落下させる方式では、１株分のサトイモを分離し親イモは手で除去しても、子イモや孫イモが土壌とともにまとまって線材上に残るため、土壌を線材の下に落とすには手による補助が必要となり、手間が増大する懸念がある。

特許文献３は、巨礫をスクリーンバーで受け止め、スクリーンバーの間隙から落下した小径の礫を含む掘削土砂をスクリュフィーダで搬送する。スクリーンバーで受け止めれられた巨礫は間欠的に巨礫排出口から排出されるもので、連続運転はできない。スクリュオーガ下面の湾曲した凹溝はスクリュオーガで土砂をもれなく搬送するためのものである。

上記課題に鑑み本願にかかる発明は、大きさの差異が顕著であるサトイモを、大きさによって大小に効率よく選別するとともに、除泥することができる選別機を提供する。

上記課題を解決するために、本発明によれば、サトイモを大きさによって選別するための選別機であって、上から見て互いに内向きに回転する左右一対のスクリュからなるスクリュコンベアと、前記スクリュコンベアの下面に近接して設けられるスクリーンと、を有し、前記スクリュの長さ方向に切り込みが設けられ、未選別のサトイモを除泥しながらスクリュコンベアの前端から後端へ搬送する際に、短径の大きいサトイモをスクリュコンベアの上面側に選別し、短径の小さいサトイモをスクリュコンベアの下面側であってスクリーンの上に選別することを特徴とする、選別機が提供される。

前記スクリュは、円筒形状の棒材にらせん溝を設けてなり、らせん山の長さ方向における断面において鋭角となる部分を有さないよう構成されていてもよい。

前記スクリュの長さ方向に切り込みが設けられていてもよい。

前記スクリュの向かい合う前記らせん溝同士の間隙の幅が、前記径の小さいサトイモのうち最大のものの短径と等しいように構成されていてもよい。もしくは、前記スクリュのらせん溝同士の間隙の幅がスクリュコンベアの前端から後端にかけて徐々に大きくなるよう設けられるとともに、スクリュコンベアの前端における前記らせん溝同士の間隙の幅が前記径の小さいサトイモのうち最小のものの短径と等しく、スクリュコンベアの後端における前記らせん溝同士の間隙の幅が前記径の小さいサトイモのうち最大のものの短径と等しくなるように構成されていてもよい。

前記スクリュコンベアは、第一のスクリュコンベアであり、前記スクリーンは、複数の第二のスクリュコンベアであり、前記複数の第二のスクリュコンベアは、円筒形状の棒材にらせん溝を設けてなる左右の第二のスクリュを有し、前記第二のスクリュの向かい合う前記らせん溝同士の間隙の幅が、前記径の小さいサトイモのうち最小のものの短径よりも小さいように構成されていてもよい。

本発明によれば、大きさの差異が顕著であるサトイモを、大きさによって大小に効率よく選別するとともに、除泥する選別機を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかるサトイモ収穫システムの概略を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態にかかる選別機における、スクリュコンベア及びスクリーンの位置関係の概略を示す模式図である。 本実施の形態にかかる選別機による、サトイモの選別の概略を示す模式図である。 本実施の形態にかかる選別機による、サトイモの選別の概略を示す模式図の断面図である。 本実施の形態にかかる選別機による、サトイモの選別の概略を示す模式図の断面図である。 変形例にかかる選別機における、スクリュコンベアの概略を示す模式図である。 変形例にかかる選別機における、複数の第二のスクリュコンベアの概略を示す模式図である。 本実施の形態にかかる選別機における、スクリュコンベアの他の一例の概略を示す模式図である。 本実施の形態にかかる選別機における、スクリュコンベアの他の一例の概略を示す模式図である。 本実施の形態にかかる選別機による、結着したサトイモの選別の概略を示す模式図である。 本実施の形態にかかる選別機による、結着したサトイモの選別の概略を示す模式図の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態にかかるサトイモ収穫システム１の概略を模式的に示す側面図（図１（ａ））及び平面図（図１（ｂ））である。

本実施の形態にかかるサトイモ収穫システム１は、ピッカ３、選別機４、及びコンテナ車５を有する。ピッカ３は自走機能を有し、後方においてコンテナ車５を牽引する。選別機４は、ピッカ３に備え付けられており、ピッカ３と一体的に移動する。なお本明細書において、ピッカ３の進行方向前方（図１中太線矢印方向）を単に前方と称し、その逆の方向であってピッカ３の進行方向後方を単に後方と称する。

本実施形態においてサトイモ収穫システム１は、任意のサトイモ掘上装置によってほ場の地表面付近に掘り上げられたサトイモＡを拾い上げ、コンテナ車５において収容する。任意のサトイモ掘上装置によっては、サトイモＡである一部の親イモを子イモ及び孫イモから分離し地表面に掘り上げるものの、上記親イモと子イモ及び孫イモとの分離が完全に行われるものではなく、また、これらを選別して収容するものではない。本願発明においては、ピッカ３とコンテナ車５との間に選別機４を設けることで、上記ほ場の地表面付近に掘り上げられたサトイモＡである親イモと、子イモ及び孫イモとを選別し、分離してコンテナ車５に収容するものである。

ピッカ３は、クローラ１０、スラットコンベア１２、ガイド板１３、ゲージアーム１４、ゲージ輪１５、及びシュート１６を有する。

ピッカ３の左右両端には、湿潤ほ場における操縦を容易にするために無限軌道帯を備えた左右のクローラ１０が設けられている。左右のクローラ１０は図示しない動力に接続されており、当該動力による駆動力を用いて左右のクローラ１０を回転させることで、ピッカ３を自走可能としている。左右のクローラ１０の間にはピッカ３の構造体としての車体が備えられ、ピッカ３の構成要素は全て当該車体に取り付けられる。

ピッカ３の前方には、スラットコンベア１２の前端が任意の深さ（耕深）に埋まるようにして設けられており、スラットコンベア１２の後端はピッカ３の後方まで延びるように設けられる。スラットコンベア１２の前端より前方左端位置で、ほ場の畝の溝にあたる溝部分（以下、畝溝）には、スラットコンベア１２の前端の耕深を一定に保つように、当該畝溝を走行するゲージ輪１５が設けられる。

スラットコンベア１２は、複数のスラット１２ａのそれぞれの両端が左右のコンベアチェーン（不図示）に挟まれるようにして取り付けられた構成を有し、当該コンベアチェーンの回転とともに上記複数のスラット１２ａが一体的に回転する。当該回転の方向は、スラットコンベア１２の上面（搬送面）において、スラット１２ａがピッカ３の前方から後方へと移動する方向である。これによって、スラットコンベア１２の前端に接触する上記掘り上げられたサトイモＡを、ピッカ３の前進とともにスラット１２ａ上面（搬送面）に乗せるようにして拾い上げることができる。またサトイモＡは、搬送面に乗せられた状態で後方に搬送される。複数のスラット１２ａは、それぞれが互いの間に間隙を有するようにして設けられる。当該間隙の幅をサトイモＡの短径よりも小さく設けることで、サトイモＡは落下せずサトイモＡに付着した泥や砂礫のみを落下させることができる。

なおコンベアチェーンは、図示しないギア及びチェーンによってピッカ３の動力と接続し、回転駆動する。

ガイド板１３は、スラットコンベア１２前端の左側に設けられており、スラットコンベア１２の幅方向の外側にある掘り上げられたサトイモＡを、スラットコンベア１２の前端に接触できるように誘導する役割を担う。このため、ガイド板１３は前端がスラットコンベア１２の幅方向よりも外側に位置し、後端がスラットコンベア１２前端の左側に隣接するように設けられる。

スラットコンベア１２は後端部１２ｂにおいて、車体１１に対して回動可能に接続されており、かかる回動によってスラットコンベア１２の角度を変えることにより、スラットコンベア１２前端における耕深を調節することができる。

スラットコンベア１２の角度の変更は、スラットコンベア１２前端の前方左端位置の畝溝に接地するゲージ輪１５と、当該ゲージ輪１５とスラットコンベア１２の前端側及び後端側とを接続するゲージアーム１４とを用いて行う。

具体的には、ゲージアーム１４は前方アーム１４ａ、後方アーム１４ｂ、シリンダ１４ｃを有しており、前方アーム１４ａがゲージ輪１５に対して接続され、後方アーム１４ｂがスラットコンベア１２の後端側に接続され、後方アーム１４ｂに設けられたシリンダ１４ｃがスラットコンベア１２の前端側に接続されている。

ゲージ輪１５は地面に接地してゲージアーム１４とスラットコンベア１２の自重を支えている。操作者は、シリンダ１４ｃを伸縮させる操作を行い、ゲージアーム１４とスラットコンベア１２の前端側との距離を調節することで、スラットコンベア１２の後端部１２ｂを中心にスラットコンベア１２を回動させ、角度を調節することができる。

ピッカ３後方には、拾い上げたサトイモＡを選別機４に受け渡すシュート１６が設けられる。シュート１６の前端はスラットコンベア１２の後端に隣接し、シュート１６の後端に向かって幅が狭まり、シュート１６の後端が選別機４に隣接する。

ピッカ３によって拾い上げ搬送され、シュート１６から選別機４へと到達するサトイモＡは、短径の大きいサトイモＡ（以下、大イモＢ）、短径の小さいサトイモＡ（以下、小イモＣ）に対し、泥や砂礫が付着した状態である。選別機４は、かかるサトイモＡから泥や砂礫を取り除く（以下、除泥）とともに、大イモＢと小イモＣを選別する。なお、大イモＢは、短径の大きいサトイモＡであって、例えば親イモなどが含まれ得る。また、小イモＣは、短径の小さいサトイモＡであって、例えば上記親イモから分岐して生長した子イモまたは孫イモであって、上記親イモの短径の平均に対し、短径の比が、１／７～５／７程度である子イモまたは孫イモが含まれ得る。

選別機４は、スクリュコンベア２０、スクリーン２１、押さえベルト２２、第一シュータ２３及び第二シュータ２４を有する。なお、本実施形態において、２つの選別機４を左右方向に平行に設けることとするが、数や配置はかかる例に限定されない。以下の説明においては、上記２つの選別機４のうち１つの選別機４について説明することとするが、他の選別機４の構成についても同様に構成し得る。

スクリュコンベア２０の前端は、シュート１６の後端に隣接して設けられる。スクリュコンベア２０は、左スクリュ３０及び右スクリュ３１からなり、これらは上から見て互いに内向きに回転するよう動力に接続される。なお、本明細書においてはピッカ３の進行方向前方側から後方向きにスクリュコンベア２０を見たときに、向かって左側を左スクリュ３０、向かって右側を右スクリュ３１と定義する。なお、選別機４の構成及び機能については後述する。

シュート１６から選別機４に搬送されたサトイモＡは、スクリュコンベア２０の上面で搬送（上方搬送、後述）されるか、または、スクリュコンベア２０とスクリーン２１の間で搬送（下方搬送、後述）される。上方搬送されるサトイモＡは、スクリュコンベア２０後端から落下し、第一シュータ２３を通ってコンテナ車５における第一コンテナ４０へ落下する。下方搬送されるサトイモＡは、スクリーン２１後端から落下し、第二シュータ２４を通ってコンテナ車５における第二コンテナ４１へ落下する。したがって、大小のサトイモＡが第一コンテナ４０または第二コンテナ４１へと選別され、回収される。

なお、コンテナ車５は、上記第一コンテナ４０、第二コンテナ４１が台車４２上に載置されており、台車４２がピッカ３の車体１１に接続されることで牽引される。

なお、スクリュコンベア２０は必ずしも図１に示すように前端に対して後端が上となるように傾斜して設ける必要はないが、本実施形態のように拾い上げ後のサトイモＡを第一コンテナ４０及び第二コンテナ４１の投入口の高さまでサトイモＡを持ち上げるためには、前端に対して後端が上となるように設けることが好ましい。この場合、押さえベルト２２を設けることによって、上方搬送されるサトイモＡがスクリュコンベア２０上面を後端側から前端側に向かって転がらないようにすることができる。

押さえベルト２２は、スクリュコンベア２０の搬送面と押さえベルト２２の下面とが、略平行となるようにスクリュコンベア２０上面側に設けられる。押さえベルト２２には、複数の押さえ板５０が一定間隔ごとに、無端状帯であるベルト部５１に対して略垂直となるように設けられている。ベルト部５１の長さはスクリュコンベア２０の長さと同程度とし、ベルト部５１の前端及び後端には回動端５２が設けられている。当該回動端５２が回動することでベルト部５１が回動し、ベルト部５１に設けられた押さえ板５０が回動する、この回動方向は、スクリュコンベア２０によって搬送されるサトイモＡの搬送方向と同方向であり、速度も同程度とする。

回動端５２においては、図示しないギア、スプロケット及びチェーンによってピッカ３の動力と接続し、回転駆動することとしてもよい。

選別機４の両端には、搬送するサトイモＡが選別機のスクリュコンベア２０の両端から落下しないようにするため、図示しない側板を設けてもよい。この場合、上記２つの選別機４の両側面においてイモが横から落下しないように、スクリュコンベア２０とわずかな隙間が空くようにして垂直の上記側板を設けることが好ましい。

なお、ピッカ３に対する選別機４の取り付けやコンテナ車５の接続については特に限定されない。例えば、選別機４はピッカ３の車体１１に対し、支持フレーム５４を介して取り付けられることとしてもよい。また、コンテナ車５はピッカ３の車体１１に対し、けん引桿５５を介して接続されることとしてもよい。

次に、本実施の形態にかかる選別機４について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態にかかる選別機４における、スクリュコンベア２０及びスクリーン２１の位置関係の概略を示す模式図である。図２（ａ）はスクリュコンベア２０及びスクリーン２１の上面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は下面図である。ただし、見やすさのため図２（ｃ）の下面図における第一シュータ２３及び第二シュータ２４は図示を省略する。また、図２（ｄ）は、図２（ａ）のＸ－Ｘ位置において矢印方向に見た断面図である。

スクリュコンベア２０において、左スクリュ３０は左巻き（Ｓ巻き）のらせん溝６０が施された円筒形状の棒材であり、スクリュコンベア２０前端側から見て時計回りに回転する。また、右スクリュ３１は右巻き（Ｚ巻き）のらせん溝６０が施された円筒形状の棒材であり、スクリュコンベア２０前端側から見て反時計回りに回転する。なお、らせん溝６０の溝形状は、例えば円弧であってもよい。溝形状が円弧であるとは、スクリュの回転軸に平行にスクリュを切断した切断面において、らせん溝６０が円弧の形状であるような場合をいう。

左スクリュ３０及び右スクリュ３１は、互いのらせん溝６０の位置がそろうように設けられる。したがって、互いのらせん溝６０が向かい合う位置では幅の広い第一の間隙６１が形成される。

なおスクリュコンベア２０は、図示しないギア、スプロケット及びチェーンによってピッカ３の動力と接続し、回転駆動することとしてもよい。

スクリュコンベア２０の下面側には、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の長さ方向に沿ってスクリーン２１が設けられる。スクリーン２１は複数のスクリーンバー６２を備え、それぞれがスクリュコンベア２０の前端から、スクリュコンベア２０の後端の手前まで設けられる。ただし上記後端の手前とは、例えば第二シュータ２４の前後幅程度の長さだけ手前としてもよい。

スクリーン２１は、スクリュコンベア２０に接触しないよう、所定の距離、離間して設けられる。当該距離については後述する。

次に、図３～図５を用いて、本実施形態にかかる選別機４における上方搬送及び下方搬送について詳細に説明する。また、結着した状態の大イモＢと小イモＣとを分離する機能について説明する。

図３は、サトイモＡが選別機４によって大イモＢと小イモＣに選別される仕組みの概略を示す模式図である。ただし、いずれも選別機４の側面図であり、図３（ａ）～（ｃ）は時間経過にともなってサトイモＡが搬送されるときの時系列順となっている。

シュート１６の後端から投入される未選別のサトイモＡは、スクリュコンベア２０の上面側の前端であって左スクリュ３０及び右スクリュ３１にまたがる位置に載置される。スクリュコンベア２０の前端に投入される当該サトイモＡはその後、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の回転に伴ってらせん山６３（円筒形状の棒材の外周部分におけるらせん溝６０が施されていない部分を指す）に押されるようにして、スクリュコンベア２０前端から後端に向けて搬送される。

スクリュコンベア２０の前端に大イモＢが載置された場合、大イモＢは左スクリュ３０及び右スクリュ３１の回転によって前端から後端に向けて、スクリュコンベア２０の上面において搬送される。当該スクリュコンベア２０上面における搬送を上方搬送と称する。上方搬送においては、大イモＢは図４に示すように第一の間隙６１の幅よりも短径が大きいため第一の間隙６１から落下しない。なお、図４は、図３（ｂ）のＹ－Ｙ位置において矢印方向に見た断面図である。

また、スクリュコンベア２０の前端に小イモＣが載置された場合、図５に示すように左スクリュ３０及び右スクリュ３１の第一の間隙６１からは泥や砂礫の他、当該第一の間隙６１の幅よりも短径の小さい小イモＣが落下する。この場合小イモＣは、当該第一の間隙６１に留まるように搬送されるか、当該第一の間隙６１に留まらずスクリーン２１上に落下し、当該スクリーン２１上を搬送されるか、いずれかによって搬送され得る。なお、図５は、図３（ｂ）のＺ－Ｚ位置において矢印方向に見た断面図である。当該第一の間隙６１から落下した泥や砂礫は、スクリーン２１における複数のスクリーンバー６２同士の間隙である第二の間隙６４から地面に向けて落下するが、小イモＣはスクリュコンベア２０の下面とスクリーン２１との間に留まり、当該第二の間隙６４からは落下しない。上記第一の間隙６１に留まる小イモＣ及び、スクリュコンベア２０の下面とスクリーン２１との間の小イモＣは、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の回転に伴ってらせん山６３に押されるようにして、スクリーン２１上をスクリュコンベア２０前端から後端に向けて搬送される。第一の間隙６１またはスクリュコンベア２０の下面における搬送を下方搬送と称する。

上方搬送された大イモＢは、スクリュコンベア２０の後端に達すると、第一シュータ２３に落下し、第一シュータ２３を通って第一コンテナ４０に収容される。また、下方搬送された小イモＣは、第二シュータ２４に落下し（図３（ｃ））、第二シュータ２４を通って第二コンテナ４１に収容される。

ここで、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の外径（円筒形状の棒材の外周の径を指す）、らせん溝６０のピッチ、らせん溝６０の深さ、らせん山６３の幅、第一の間隙６１の幅、らせん山６３とスクリーン２１との距離、第二の間隙６４の幅、などは、選別対象とするサトイモＡにおいて、小イモＣとして選別するべきサトイモＡの短径から決定することができる。

上記の通り、ある品種のサトイモＡにおいては小イモＣの短径は最大でも大イモＢの５／７である。このため大イモＢと小イモＣは大きさが明確に区別される。したがって、小イモＣの短径のうち最大のものを分級点として設定し、第一の間隙６１の幅を分級点と等しい長さとする。この場合分級点とは、その長さ以下の短径を有するサトイモＡが小イモＣとして選別されるような閾値を指す。

また、第一の間隙６１の幅を上記分級点と等しい長さとするために、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の外径、らせん溝６０のピッチ、らせん溝６０の深さ、らせん山６３の幅、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の間隙の幅などを適宜決定する。

具体的には、例えば、第一の間隙６１の幅は小イモＣとして選別すべき最大のサトイモＡの短径の値より少し大きい値として、最も短径の大きい小イモが第一の間隙６１を通過して落下しうる幅としてもよい。

また、例えば、第二の間隙６４の幅は小イモＣとして選別すべき最小のサトイモＡの短径の値より少し小さい値として、最も短径の小さい小イモが当該第二の間隙６４から落下しない幅としてもよい。

また、例えば、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の回転軸間の距離（軸間距離）を変更可能な構造とすることにより、第一の間隙６１の幅の値を変更可能としてもよい。この場合、第一の間隙６１の幅の値は、品種等の違いによる下方搬送によって選別すべき最大の小イモＣの短径の値に基づき、変更することができる。なお、変更可能な上記軸間距離の最大値は、第一の間隙６１の幅の値をらせん溝６０の外接円の直径と等しくしてもよい。この場合、らせん溝６０の断面形状は円弧とし、第一の間隙６１が円形に近い形状として、第一の間隙６１の幅より小さいサトイモが通過しやすい形状とする。

左スクリュ３０及び右スクリュ３１の回転速度は、スクリュコンベア２０としてサトイモＡを円滑に搬送できる回転速度とし、ピッカ３によるサトイモＡの拾い上げの作業速度より、スクリュコンベア２０によるサトイモＡの搬送速度が速くなるようにしてもよい。

さらに、らせん山６３とスクリーン２１との間隙の幅及び、第二の間隙６４の幅を、小イモＣの短径のうち最小のものの長さよりも小さくすることで、最も小さい小イモＣが第二の間隙６４から落下せず、下方搬送されるようにすることができる。

この場合、らせん山６３とそれぞれのスクリーンバー６２との間隙の幅は、小イモＣの内、最小のものの短径の半分以下となるようにしてもよい。これによって、スクリーン２１上の小イモＣが大きさによらず、らせん溝６０の内側に入り込むようにすることができ、らせん山６３とスクリーンバー６２との間隙からスクリュコンベア２０の前端側に落下せず、らせん溝６０とスクリーンバー６２との間において小イモＣを下方搬送することができる。

また、一のスクリーンバー６２ａをスクリュコンベア２０の下方であって左スクリュ３０及び右スクリュ３１の中央に位置するように設けてもよい。当該中央に設けた上記スクリーンバー６２ａと左スクリュ３０及び右スクリュ３１との間隔を小さく構成することができ、下方搬送を良好とすることができるため、好ましい。

なお、上記側板を設ける場合は、スクリーンバー６２はその垂直の側板に接触しない数で、小イモがスクリーンバー６２と上記側板の隙間から落下しないようにスクリュコンベア下半分を覆うように配置し、本数と径は、スクリーンバー６２と上記側板の隙間から小イモが落ちないようにする。

上記実施例は、所定の大きさの第一の間隙６１をすり抜けて落下するサトイモＡと落下しないサトイモＡの２種類に分離するものであるが、これに限られるものでは無い。本発明の変形例などによっては、分離する種類、段階を適宜変更し得る。

以下、本発明の変形例について、図６～図１１を用いて説明する。

図６は、本変形例にかかるスクリュコンベア２０において、第一の間隙を通過する小イモＣを、その大きさに応じてさらに複数に分離する第一の間隙６１に引き込むための構成を示す模式図である。

図６に示すように、本変形例ではらせん溝６０は左スクリュ３０及び右スクリュ３１の前端から後端にかけて徐々に深さが深く、幅が広くなるように設けられている。これによって、第一の間隙６１の幅がスクリュコンベア２０の前端側においては狭く、後端側においては広くなっている。

第一の間隙６１の幅がこのように設けられることによって、スクリュコンベア２０の前端側のらせん溝６０が形成する比較的小さい第一の間隙６１によっては、比較的短径の小さい小イモＣを当該第一の間隙６１から落下させ、スクリュコンベア２０の後端側のらせん溝６０が形成する比較的大きい第一の間隙６１によっては、比較的短径の大きい小イモＣを当該第一の間隙６１から落下させることができる。これによって、大きさにばらつきのある小イモＣを、大きさによってさらに複数段階に選別することができる。

このとき前端側の第一の間隙６１の幅は、小イモＣの短径のうち最小のもの程度とし、後端側の第一の間隙６１の幅は分級点とすればよい。

本変形例においてそれぞれ大きさの異なる第一の間隙を通過した小イモは、それぞれシュータによって、対応する個別のコンテナに落下させ選別してもよいし、後述する第ニのスクリュコンベアにより回転搬送されて更に除泥されながら対応する個別のコンテナに落下させ選別してもよい。

ところで、本実施形態においては、第一の間隙６１を落下した小イモＣをスクリーン２１で受け止め、スクリュコンベア２０下面とスクリーン２１の間において当該小イモＣを下方搬送することとしたが、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の回転によって搬送とともに除泥が効率よく行われる上方搬送と異なり、下方搬送においては、搬送は可能であるものの、複数のスクリーンバー６２上を滑るように搬送されるだけでは除泥が十分ではない懸念がある。

上記懸念を解消するための変形例では、図７に示すように、上記実施形態におけるスクリュコンベア２０としての、第一のスクリュコンベア６７と、上記実施形態のスクリーン２１の複数のスクリーンバー６２としての、複数の第二のスクリュコンベア７０と、を有する。以下、第二のスクリュコンベア７０について、図７を用いて説明する。

図７は、上記変形例における選別機４において、第一のスクリュコンベア６７と、複数の第二のスクリュコンベア７０を有する場合の概略を示す模式図である。図７（ａ）は第一のスクリュコンベア６７及び第二のスクリュコンベア７０の上面図、図７（ｂ）は側面図、図７（ｃ）は下面図である。ただし、見やすさのため図７（ｃ）の下面図における第一シュータ２３及び第二シュータ２４は図示を省略する。また、図７（ｄ）は、図７（ａ）のＷ－Ｗ位置において矢印方向に見た断面図である。

第一のスクリュコンベア６７は、上記実施形態におけるスクリュコンベア２０と同様の構成を有し、第一の左スクリュ６８及び第一の右スクリュ６９を有する。第一の左スクリュ６８及び第一の右スクリュ６９は、スクリュコンベア２０における左スクリュ３０及び右スクリュ３１と同様に、互いに内向きに回転しており、サトイモＡをその回転に伴って前端から後端へと搬送する。その他、第一のスクリュコンベア６７の構成及び機能については、上記スクリュコンベア２０と同様とし、記載を省略する。

複数の第二のスクリュコンベア７０は、第一のスクリュコンベア６７の下面側に設けられ、それぞれが第二の左スクリュ７１及び第二の右スクリュ７２を有する。第二の左スクリュ７１及び第二の右スクリュ７２は、スクリュコンベア２０における左スクリュ３０及び右スクリュ３１と同様に、互いに内向きに回転しており、小イモＣをその回転に伴って前端から後端へと搬送する。

第二の左スクリュ７１及び第二の右スクリュ７２は、スクリュコンベア２０における左スクリュ３０及び右スクリュ３１と同様に、左巻き（Ｓ巻き）及び右巻き（Ｚ巻き）のらせん溝７３が施された略円筒形状の棒材である。第二の左スクリュ７１及び第二の右スクリュ７２は、互いのらせん溝６０の位置がそろうように設けられる。したがって、互いのらせん溝６０が向かい合う位置では幅の広い第三の間隙７４が形成される。

なお第二のスクリュコンベア７０は、図示しないギア、スプロケット及びチェーンによってピッカ３の動力と接続し、回転駆動することとしてもよい。

第二の左スクリュ７１及び第二の右スクリュ７２の回転に伴い、小イモＣは転動しながら搬送され、除泥される。泥や砂礫は、第三の間隙７４に引き込まれることで、地表に落下する。このとき、第三の間隙７４の幅を小イモＣの短径のうち最小のものよりも小さく設けることで、泥や砂礫のみが第三の間隙７４から落下し、小イモＣは落下せず第二のスクリュコンベア７０上面に留まる。

その後、第一のスクリュコンベア６７上を上方搬送された大イモＢは、第一のスクリュコンベア６７の後端において第一シュータへ落下し、第一コンテナ４０に収容される。また第二のスクリュコンベア７０上を下方搬送された小イモＣは、第二シュータへ落下し、第二コンテナ４１に収容される。

なお、上記変形例においては、第二のスクリュコンベア７０は複数設けることとしたが、これに限定されない。例えば、第一のスクリュコンベア６７の下方において、第一の左スクリュ６８及び第一の右スクリュ６９の下方にそれぞれ一つずつ第二のスクリュコンベア７０を設け、さらに、これらの第二のスクリュコンベア７０と第三の間隙７４を形成するように、スクリーンバー６２を設けてもよい。また、上記の場合、スクリーンバー６２に代えて、第三の間隙７４を形成するパンチングメタルや、網などを用いてもよい。その他、第二のスクリュコンベア７０とこれらスクリーンバー６２、パンチングメタルなどの数や配置などは、変更し得る。

上記に述べた構成により、大イモＢと小イモＣの選別及び除泥を行うことができる。しかし、スクリュコンベア２０の上をサトイモＡが回転しながら搬送されるだけでは、表面に付着した泥が十分に除去できない懸念がある。

上記懸念を解消し、選別機４において搬送されるサトイモＡの除泥を更に促進させるためには、スクリュコンベア２０においてらせん山６３及びらせん溝６０に凹凸を設けることが好ましい。上記のような構成について、図８、図９を用いて説明する。なお、下記においてはスクリュコンベア２０について説明するが、上記変形例における第一のスクリュコンベア６７及び第二のスクリュコンベア７０についても同様の構成を取ることで同様の効果が得られる。

図８、図９は、いずれも上記実施形態にかかるスクリュコンベア２０において、選別機４において搬送されるサトイモＡの除泥を更に促進させるための構成の一例を示す模式図である。スクリュコンベア２０以外の選別機４の構成については上記と同様とするため、図示を省略する。

図８及び図９の例では、らせん山６３及びらせん溝６０に凹凸を設けることによってサトイモＡの表面に付着した泥をサトイモＡから分離することを実現する。図８、図９ともに、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の長さ方向に複数の切り込み８０を設けている。なお、上記切り込み８０以外の寸法などは、上記と同様に決定することができる。

図８ではらせん山６３に、断面が略歯車形状となるように左スクリュ３０及び右スクリュ３１の長さ方向に切り込み８０を設けている。なお、図８（ａ）はこのようなスクリュコンベア２０の上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＳ－Ｓ位置において矢印方向に見た断面図である。当該切り込み８０によると、らせん山６３の略歯車形状の凹凸部分が、不定形であるサトイモＡの表面の凹凸とかみ合いやすくなる。すなわち、らせん山６３が略歯車形状の凹凸を有することによって、当該凹凸が搬送されるイモに付着した泥などを回転しながら削り取ることで、サトイモＡの表面に付着した泥を更によく分離することができる。

また、らせん山６３が略歯車形状の凹凸を有することによって、当該凹凸が大イモＢと小イモＣの結着部分の泥などを回転しながら削り取り、結着を弱める作用が期待できる。

図９ではらせん山６３のほかに、らせん溝６０にも切り込み８０を設けている。なお、図９（ａ）はこのようなスクリュコンベア２０の上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＴ－Ｔ位置において矢印方向に見た断面図である。らせん溝６０にも切り込み８０を設けることで、当該切り込み８０によるスクリュコンベア２０の凹凸と、サトイモＡ表面の凹凸がかみ合いやすくなるとともに、第一の間隙６１を通過する小イモＣの表面に付着した泥なども削り取ることができる。

ところで、サトイモＡはピッカ３によって拾い上げられたままの状態では、親イモと、親イモから分岐して生長した子イモとが、互いに結着している場合がある。

図１０において大イモＢと小イモＣが結着した結着イモＤは、スクリュコンベア２０上面において前端から後端へ搬送されながら、結着イモＤのうちの小イモＣが第一の間隙６１に引き込まれる（図１０（ｂ）、図１１）。なお、図１１は図１０（ｂ）のＵ－Ｕ位置において矢印方向に見た断面図である。第一の間隙６１に引き込まれた小イモＣは、左スクリュ３０及び右スクリュ３１の回転によって大イモＢとの結着を引きはがされながら、最終的にはスクリュコンベア２０下面側へと落下し、その後下方搬送される（図１０（ｃ））。一方、第一の間隙６１の幅よりも短径の大きい大イモＢは第一の間隙６１を落下せずスクリュコンベア２０上面に留まり、上方搬送される（図１０（ｃ））。これによって、結着イモＤは大イモＢと小イモＣとに選別される。

なお、本実施の形態にかかる選別機４においては、左スクリュ３０及び右スクリュ３１は円筒形状の棒材にらせん溝６０が施された構成を有するため、長さ方向における断面においてらせん山６３が鋭角を有さず、鈍角のみからなるようにすることができる。かかる構成によると、シュート１６からスクリュコンベア２０上面に落下してくるサトイモＡが、らせん山６３の鋭角部分によって傷つけられることを回避することができる。

上記の他、スクリュコンベア２０の構成の一例として、左スクリュ３０及び右スクリュ３１は、回転軸に沿って設けられる金属あるいは樹脂などの芯材の周囲を、弾性部材であるゴムが覆うようにして形成されていてもよい。上記芯材は左スクリュ３０及び右スクリュ３１の表面には露出しないように、らせん溝６０の最も深い位置においても上記弾性部材であるゴムで覆われているようにすることが好ましい。また、第一の間隙６１が分級点よりも短くなるように、らせん溝６０の深さが浅く、幅が狭く設けることが好ましい。このように構成することで、左スクリュ３０及び右スクリュ３１がゴムによって形成されているため、小イモＣを引き込む際にらせん溝６０が変形し、第一の間隙６１の幅よりも大きい小イモＣを引き込むことが可能となる。これによって、分級点よりも短い短径を有する小イモＣを効率よく第一の間隙６１に引き込むことが可能であるとともに、分級点の大きさの小イモＣも第一の間隙６１に引き込むことができる。

以上、本発明の実施の形態の一例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施の形態においてはピッカ３が動力を有し、コンテナ車５を牽引することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えばピッカ３が自走のための動力を有さず、任意のトラクタによってピッカ３及びコンテナ車５を牽引することとしてもよい。この場合、ピッカ３の動力に接続され回転駆動するスクリュコンベア２０などは、上記トラクタの動力に接続することとしてもよい。

上記のような選別機４によると、大きさの差異が顕著であるサトイモＡを、除泥するとともに効率よく大イモＢと小イモＣに選別することができる。

本発明はサトイモの選別機に利用することができる。

Ａ サトイモ
Ｂ 大イモ
Ｃ 小イモ
Ｄ 結着イモ
１ サトイモ収穫システム
３ ピッカ
４ 選別機
５ コンテナ車
１０ クローラ
１２ スラットコンベア
１３ ガイド板
１４ ゲージアーム
１５ ゲージ輪
１６ シュート
２０ スクリュコンベア
２１ スクリーン
２２ 押さえベルト
２３ 第一シュータ
２４ 第二シュータ
３０ 左スクリュ
３１ 右スクリュ
４０ 第一コンテナ
４１ 第二コンテナ
４２ 台車
５０ 押さえ板
５１ ベルト部
５２ 回動端
５４ 支持フレーム
５５ けん引桿
６０ らせん溝
６１ 第一の間隙
６２ スクリーンバー
６３ らせん山
６４ 第二の間隙
６７ 第一のスクリュコンベア
６８ 第一の左スクリュ
６９ 第一の右スクリュ
７０ 第二のスクリュコンベア
７１ 第二の左スクリュ
７２ 第二の右スクリュ
７３ らせん溝
７４ 第三の間隙

Claims (5)

1. サトイモを大きさによって選別するための選別機であって、
   上から見て互いに内向きに回転する左右一対のスクリュからなるスクリュコンベアと、前記スクリュコンベアの下面に設けられるスクリーンと、を有し、
   前記スクリュの長さ方向に切り込みが設けられ、
   未選別のサトイモを除泥しながらスクリュコンベアの前端から後端へ搬送する際に、
   径の大きいサトイモをスクリュコンベアの上面側に選別し、
   径の小さいサトイモをスクリュコンベアの下面側であってスクリーンの上に選別することを特徴とする、
   選別機。
2. 前記スクリュは、円筒形状の棒材にらせん溝を設けてなり、らせん山の長さ方向における断面において鋭角となる部分を有さないことを特徴とする、請求項１に記載の選別機。
3. 前記スクリュの向かい合う前記らせん溝同士の間隙の幅が、前記径の小さいサトイモのうち最大のものの短径と等しいことを特徴とする、請求項２に記載の選別機。
4. 前記スクリュのらせん溝同士の間隙の幅がスクリュコンベアの前端から後端にかけて徐々に大きくなるよう設けられるとともに、スクリュコンベアの前端における前記らせん溝同士の間隙の幅が前記径の小さいサトイモのうち最小のものの短径と等しく、スクリュコンベアの後端における前記らせん溝同士の間隙の幅が前記径の小さいサトイモのうち最大のものの短径と等しいことを特徴とする、請求項２に記載の選別機。
5. 前記スクリュコンベアは、第一のスクリュコンベアであり、
   前記スクリーンは、複数の第二のスクリュコンベアであり、
   前記複数の第二のスクリュコンベアは、円筒形状の棒材にらせん溝を設けてなる左右の第二のスクリュを有し、前記第二のスクリュの向かい合う前記らせん溝同士の間隙の幅が、前記径の小さいサトイモのうち最小のものの短径よりも小さいことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の選別機。
   

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