土壌ふるい器
【課題】土壌ふるい装置の分離効率を高めて、作業者の負担を軽減する。
【解決手段】この土壌ふるい器１は、土壌が収容される複数の土壌ケース１０を回転装置５０に対して着脱自在に搭載する。回転装置５０は、この土壌ケース１０を自転及び公転させる。土壌ケース１０は、上方に配置されて土壌収容部２０と、複数の開口によって土壌を分離する土壌ふるい部３０と、土壌ふるい部の下側に配置される土壌回収部３０を有するようにして、自転・公転中に、土壌ケース１０内で完結的に土壌のふるいが完了するようにした。
【解決手段】この土壌ふるい器１は、土壌が収容される複数の土壌ケース１０を回転装置５０に対して着脱自在に搭載する。回転装置５０は、この土壌ケース１０を自転及び公転させる。土壌ケース１０は、上方に配置されて土壌収容部２０と、複数の開口によって土壌を分離する土壌ふるい部３０と、土壌ふるい部の下側に配置される土壌回収部３０を有するようにして、自転・公転中に、土壌ケース１０内で完結的に土壌のふるいが完了するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる粒径領域の土壌粒子が混在している土壌を、前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい器に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験研究や土壌分析の分野では、自然の土壌をサンプリングした後、特定の粒径領域内となる土壌を抽出するために、土壌ふるい器が用いられる。
【０００３】
図１３には、従来の土壌ふるい器１０１が例示されている。この土壌ふるい器１０１は、回転軸が水平方向となる状態で回転するロータリードラム１１０に土壌サンプルを収容し、このロータリードラム１１０を回転させて土壌ふるいを行う。ロータリードラム１１０の外周面には開口が形成されており、この開口が土壌ふるいとして機能する。ロータリードラム１１０の下方には漏斗１３０が配置されている。ロータリードラム１１０のふるいを通過した土壌は、この漏斗１３０を介して試料袋１３２に回収される。ロータリードラム１１０の周囲は、カバー１８０によって覆われており、ふるい工程中に土壌が飛散したり、外部から異物が混入したりしないようになっている。なお、開口よりも大きい土壌、岩石、根などは、ロータリードラム１１０の内部に残る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の土壌ふるい器１０１は、以下のような問題があった。
【０００５】
（１）複数種類の土壌サンプルを同時に調整する際は、複数のロータリードラム１１０を回転軸方向に連ねるように配置し、同時に回転させる必要があった。この際に、隣接するロータリードラム１１０の互いの土壌を混在させないためにも、ロータリードラム１１０のそれぞれに対して、独立したカバー１８０を設定する必要があった。従って、作業効率を高めようとすると、土壌ふるい器１０１が大型化するという問題があった。
【０００６】
（２）土壌のふるい完了後、次の新たな土壌サンプルの調整を行う際には、直前の土壌が混入することを回避するために、ロータリードラム１１０、カバー１８０、漏斗１３０の全てを取り外して、それぞれを十分に洗浄しなければならなかった。洗浄している間は、土壌ふるい器１０１を稼働させることができないため、多数の土壌サンプルを連続的にふるいにかける際は、長時間の作業が強いられた。
【０００７】
（３）ロータリードラム１１０の開口寸法（土壌ふるいの粗さ）を変更する際には、ロータリードラム１１０全体を交換する必要があった。様々な粗さのふるいを用意しようとすると、複数のロータリードラム１１０を予め用意することになり、備品を含めて機器が大掛かりとなった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、コンパクトであって、かつ飛躍的に作業効率を高めることが可能な土壌ふるい器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者の鋭意研究によって、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１０】
即ち、上記目的を達成する本発明は、異なる粒径領域の土壌粒子が混在している土壌を、前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい器であって、前記土壌が収容されて該土壌にふるいをかける複数の土壌ケースと、複数の前記土壌ケースが着脱自在に搭載され、前記土壌ケースを自転及び公転させる回転装置と、を備え、前記土壌ケースは、更に、上方に配置されて前記土壌を収容する土壌収容部と、前記土壌収容部の底面に配置され、複数の開口によって前記土壌を前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい部と、前記土壌ふるい部の下側に配置され、前記土壌ふるい部を通過した前記土壌のみを回収する土壌回収部と、を有することを特徴とする土壌ふるい器である。
【００１１】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースは、公転半径の内側方向に自転軸が傾斜した状態で、前記回転装置に搭載させることが好ましい。
【００１２】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースは、前記土壌収容部、前記土壌ふるい部及び前記土壌回収部が分離可能に構成されることが好ましい。
【００１３】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースの前記土壌収容部における周面又は天井面には、前記土壌を撹拌するための撹拌突起が形成されることが好ましい。
【００１４】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースの前記土壌ふるい部の前記開口は、前記土壌収容部側の開口径と比較して、前記土壌回収部側の開口径が大きくなることが好ましい。
【００１５】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースの前記土壌回収部は、内部に配置される回収用の袋を固定するための固定リングを有することが好ましい。
【００１６】
上記土壌ふるい器に関連して、前記回転装置は、公転軸が鉛直方向に対して傾斜した状態となっていることが好ましい。
【００１７】
上記土壌ふるい器に関連して、前記回転装置は、複数の前記土壌ケースが固定され、前記土壌ケースと共に自転及び公転を行う複数のケース固定部と、複数の前記ケース固定部を自転自在の状態で保持すると共に、前記ケース固定部と一緒に公転する公転体と、前記ケース固定部と同軸状態で連結される遊星体と、前記遊星体の内側又は外側に配置されて前記遊星体が回転接触する太陽体又は外輪体と、前記公転体、前記遊星体、前記太陽体、前記外輪体の少なくともいずれかに回転動力を付与する駆動装置と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コンパクト化が達成され、かつ、作業効率を飛躍的に高めることが可能となるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る土壌ふるい器の全体構造を示す斜視図である。
【図２】同土壌ふるい器の全体構造を示す断面図である。
【図３】同土壌ふるい器における土壌ケースの内部構造を示す断面図である。
【図４】同土壌ケースにおける土壌収容部を拡大して示す斜視図である。
【図５】同土壌ケースにおける土壌ふるい部を拡大して示す平面図である。
【図６】同土壌ケースにおける土壌ふるい部の開口を更に拡大して示す断面図である。
【図７】同土壌ふるい器の回転装置の他の構成例を示す平面図である。
【図８】同土壌ケースにおける土壌ふるい部の他の構成例を拡大して示す平面図である。
【図９】同土壌ふるい器で土壌調整している状態を示す拡大断面図である。
【図１０】同土壌ケースにおける土壌収容部の他の構成例を拡大して示す斜視図である。
【図１１】同土壌ケースの他の構成例を示す断面図である。
【図１２】同土壌ふるい器の他の構成例を示す断面図である。
【図１３】従来の土壌ふるい器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態の土壌ふるい器１の全体構成が示されている。この土壌ふるい器１は、粒径領域が異なるとなる様々な大きさの土壌粒子が混在している土壌を、特定の粒径領域に応じて分離する。例えば、粒径領域の大きい砂利や根と、粒径領域の小さい土壌を分離する際に用いられるものである。
【００２２】
この土壌ふるい器１は、複数（ここでは２個）の土壌ケース１０と、複数の土壌ケース１０が着脱自在に搭載される回転装置５０と、この回転装置５０の周囲を覆う筐体８０を備える。なお、ここでは図示を省略するが、この土壌ふるい器１は、回転する土壌ケース１０の周囲及び上面を覆う蓋が設けられる。
【００２３】
回転装置５０は、図２に示されるように、土壌ケース１０が固定されるケース固定部５２と、このケース固定部５２を自転自在に保持する公転体５４と、ケース固定部５２と同軸状態で連結される遊星体６０と、遊星体６０の公転半径内側に配置される太陽体６２と、公転体５４を回転させるモータ（駆動装置）９０を備える。
【００２４】
ケース固定部５２は、ここでは有底の円筒形状となっており、土壌ケース１０の下側を収容することで土壌ケース１０を保持する構造となっている。なお、土壌ケース１０とケース固定部５２の両者の固定は、様々な機構を選択することができ、例えば、何らかの凹凸によって係合させたり、嵌め合いによる摩擦力で結合さたり、ケース固定部５２に更に蓋を設けることで土壌ケース１０全体を収容したり、ベルト等を利用して結合したりすることができる。いずれにしろ、土壌ケース１０は、ケース固定部５２に対して着脱自在な状態で搭載される。
【００２５】
このケース固定部５２の底面には、同軸状となる自転軸体５２Ａが下側に突出するように設けられている。この自転軸体５２Ａの下端側には、遊星体６０が固定されており、この遊星体６０が回転すると、ケース固定部５２が一緒に回転する。
【００２６】
公転体５４は、複数のケース固定部５２をそれぞれ自転自在に保持する。この公転体５４は、詳細に、ケース固定部５２の自転軸体５２Ａを回転自在に保持する軸受け５５と、この軸受け５５の外輪を保持する軸受け固定部５６と、複数の軸受け固定部５６を同時に保持する公転プレート５７と、この公転プレート５７の中心に配置される公転軸体５８を備える。公転軸体５８は、モータ９０によって回転駆動される。
【００２７】
本実施形態において、軸受け固定部５６は有底の円筒形状となっている。従って、軸受け固定部５６は、ケース固定部５２の周囲を隙間を有して覆っている。軸受け５５は、軸受け固定部５６の底面の中央に固定される。公転プレート５７は、軸受け固定部５６を収容するための開口５７Ａが形成されており、この開口５７Ａに軸受け固定部５６の外周面が接合されている。
【００２８】
軸受け固定部５６及び軸受け５５の回転軸（自転軸Ｊ）は、公転プレート５７の半径方向内側に傾斜するようになっている。即ち、自転軸Ｊの上方が、公転軸体５８の半径方向内側に倒れ込んでいることになる。公転プレート５７を回転（公転）させると、軸受け固定部５６の上方が、常に公転軸Ｋ側に傾斜した状態で公転を行う。勿論、ケース固定部５２の上方も常に公転軸Ｋ側に傾斜した状態となる。結果として、土壌ケース１０の上方も常に公転軸Ｋ側に傾斜した状態となる。土壌ケース１０に作用する公転半径方向外側に向かう遠心力により、土壌ケース１０の自転軸Ｊの下側に向かう分力が生成される。なお、本実施形態では円板状の公転プレート５７を例示したが、棒状のアームによって、ケース保持部５２を自転自在に保持するようにしても良い。
【００２９】
遊星体６０及び太陽体６２はここでは傘歯車となっており、両者が噛み合っている。太陽体６２は、公転軸Ｋと同軸状態で筐体８０に固定配置されており、全ての遊星体６０と同時に噛み合う。即ち、遊星体６０と太陽体６２は、遊星歯車機構となっており、遊星体６０は、太陽体６２の周りを回転接触しながら自転及び公転運動を行う。なお、本実施形態では、遊星体６０の内側に太陽体６２を配置する構造を示したが、図７の他の例に示されるように、遊星体６０の外側に、内歯構造となる傘歯車（外輪体７０）を配置するようにしても良い。勿論、外輪体７０と太陽体６２を同時に配置することも可能である。また、ここでは歯車によって動力を伝達する構造を例示したが、ローラやベルト等による摩擦接触によって動力を伝達する構造にしてもよい。
【００３０】
回転装置５０は、上述のように構成されるので、モータ９０によって公転体５４を回転させると、ケース保持部５２及び土壌ケース１０が一緒に公転する。結果、ケース保持部１０に連結されている遊星体６０が、固定側の太陽体６２の周りを公転しようとするが、両者は噛み合っているので、遊星体６０に自転動力が作用する。この遊星体６０の自転によって、ケース保持部５２及び土壌ケース１０が自転する。
【００３１】
図３から図５には、回転装置５０に搭載される土壌ケース１０の詳細構造が示されている。土壌ケース１０は、土壌収容部２０と、土壌ふるい部３０、土壌回収部４０を備えている。土壌収容部２０は、上方に配置されて内部に土壌サンプルを収容するものである。土壌ふるい部３０は、土壌収容部２０の底面（下側）に配置されて、複数の開口によって、特定の粒径領域（例えば、直径２ｍｍ以下）の土壌を通過させることで、土壌を分離・抽出する構造となっている。土壌回収部４０は、土壌ふるい部３０の下側に配置され、土壌ふるい部３０を通過した土壌を回収する容器となっている。
【００３２】
具体的に土壌収容部２０は、底面側が開放しており天井を有する筒状の収容容器２２を備える。収容容器２２の内周面２２Ａは、底面側の直径が大きく、かつ天井側の直径が小さくなるような部分円錐形状となっている。このようにすると、内周面２２Ａが内側に傾斜した状態となるので、この内周面２２Ａに沿って土壌が舞い上がり、かつ、この飛散土壌が天井側で滞留することなく、積極的に底面側に戻るようになっている。即ち、矢印Ｆで示されるように土壌を収容容器２２内で対流させることができ、撹拌効率を高めることができる。更に、この収容容器２２の内周面２２Ａには、自転軸方向に延びる峰形状の撹拌突起２４が、周方向に等間隔で４箇所形成されている。この撹拌突起２４が、収容容器２２と共に回転することで、土壌サンプルが撹拌される。収容容器２２の天井面には、下側に突出する第２撹拌突起２５が形成されている。この第２撹拌突起２５は、中央部の高さ（厚み）が大きく、かつ、半径方向外側に向かって高さ（厚み）が小さくなるような傘形状となっており、特に本実施形態では球体を部分的にカットしたような形状となっている。撹拌突起２４によって撹拌されて収容容器２２内に飛散した土壌は、この第２撹拌突起２５に積極的に衝突することで分散されて自然落下する。従って、この第２撹拌突起２５によって対流Ｆを促進できるので、一層、撹拌効率が高められる。なお、この第２撹拌突起２５は、例えば（部分）円錐形状のようにしても良い。
【００３３】
土壌ふるい部３０は、円形のプレート形状となるふるい３２と、このふるい３２の外周に設けられる円筒状の結合リング３４を備える。ふるい３２には、複数の円形の開口３６が形成されており、この開口３６のサイズより小さい土壌粒子と、それよりも大きい土壌粒子を分離する。この開口３６は、図６に拡大して示されるように、土壌収容部２０側の開口縁３６Ａの内径Ｄ１と比較して、土壌回収部４０側の開口縁３６Ｂの内径Ｄ２が大きくなっている。即ち、この開口３６は、土壌収容部２０側から土壌回収部４０側に向かって次第に内径が広がるような部分円錐形状となっている。これにより、土壌収容部２０側の開口縁３６Ａを通過した土壌粒子Ｒは、途中で詰まることなく、土壌回収部４０側に円滑に放出される。
【００３４】
結合リング３４は、ふるい３２を基準にして土壌収容部２０側と土壌回収部４０側の双方に延びており、収容容器２２と回収容器４２（詳細は後述）のそれぞれに対して、着脱自在に嵌め合うようになっている。具体的には、収容容器２２の下端近傍と結合リング３４が嵌り合っており、回収容器４２の上端近傍と結合リング３４が嵌り合っている。結合リング３４から、収容容器２２と回収容器４２を取り外せば、土壌ふるい部３０のみが分離される。開口３６のサイズの異なる土壌ふるい部３０を複数用意しておけば、土壌ふるい部３０のみを交換するだけで、土壌の調整目的に応じて粒径領域を切り換えることができる。なお、本実施形態では、開口３６を除けば、ふるい３２が平坦に形成されている場合を示したが、図８の示す他の例のように、ふるい３２における土壌収容部２０側の面に、半径方向に延びる突起３２Ａを周方向に等間隔で複数形成しておくことで、土壌サンプルの撹拌を更に促進させることも好ましい。
【００３５】
土壌回収部４０は、天井側が開放している有底筒状の回収容器４２を備える。この回収容器４２の内周面の上端近傍には、環状の段部４２Ａが形成されており、この段部４２Ａに、環状の固定リング４４が嵌り込む。この固定リング４４と段部４２Ａによって、回収容器４２の内周に配置される土壌回収袋４６の上端近傍を挟み込む。従って、土壌ふるい部３０を通過した土壌は、土壌回収袋４６内に確実に落下するので、土壌回収袋４６を取り出すだけで調整後の土壌を回収でき、回収容器４２を常に清潔に維持すること可能になる。
【００３６】
次に、本土壌ふるい器１の使用方法について説明する。
【００３７】
まず、土壌ケース１０を土壌ふるい器１から取り外す。この土壌ケース１０を、収容容器２２と、ふるい３２及び結合リング３４と、回収容器４２に分解する。収容容器２２の天地方向を反転させてカップ状態にし、その内部に土壌サンプルを投入する。一方、回収容器４２の内部には、固定リング４４を利用して、新しい土壌収容袋４６を配置する。土壌サンプルが投入された収容容器２２に対して、ふるい３２及び結合リング３４を、上方から蓋をするようにして嵌め込む。この際、ふるい３２の開口３６は、小さい内径Ｄ１となる開口縁３６Ａが収容容器２２側に配置される。このふるい３２及び結合リング３４に対して、同様に天地を反転させた回収容器４２を、上方から蓋をするようにして嵌め込む。結果として、土壌収容部２０、土壌ふるい部３０及び土壌回収部４０が天地を逆にした状態で組み上げられることになり、この土壌ケース１０を更に反転させることで、図３で示す通常の状態とする。上記手順に沿って２個の土壌ケース１０のそれぞれに土壌サンプルをセットする。
【００３８】
次に、これらの２個の土壌ケース１０を、回転装置５０に搭載する。具体的には、回転装置５０におけるケース保持部５２に対して、土壌ケース１０の収容容器２２を嵌め込むようにして配置する。ケース保持部５２の自転軸Ｊは、公転半径の内側方向に傾斜しているので、土壌ケース１０も傾斜した状態となる。セット完了後、特に図示しない蓋を閉めてスタートボタンを押すことで、土壌ケース１０が自転及び公転運動を行う。図９に示されるように、主として自転運動によって収容容器２２内の土壌が撹拌される。更に、公転運動に伴って、遠心力Ｅの分力Ｅ１が、自転軸Ｊの下方向に作用する。この分力Ｅ１によって、撹拌された土壌が、ふるい３２の開口３６を通過する方向に付勢されるので、土壌の分離効率を高めることができる。開口３６を通過して粒径領域が揃った土壌は、回収容器４２における土壌収容袋４６に堆積する。従って、ふるい工程が完了したら、土壌ケース１０を回転装置５０から取り外して、回収容器４２を分離し、土壌収容袋４６のみ取り出すことで土壌調整作業が完了する。その後、収容容器２２、ふるい３２及び結合リング３４に付着した土壌を、水等で洗浄しておけば、次の新たな土壌サンプルに利用することができる。
【００３９】
以上、本実施形態の土壌ふるい器１では、土壌ケース１０が、自転軸Ｊの上から下に向かって、土壌収容部２０、土壌ふるい部３０、土壌回収部４０が順番に設けられている。従って、回転装置５０によって、複数（２個）の土壌ケース１０を同時に自転・公転させれば、土壌収容部２０の土壌が、土壌ふるい部３０によって分離されて、土壌回収部４０に効率的に回収される。特に、土壌ケース１０は、回転装置５０から着脱自在に搭載されるので、例えば１０個の土壌ケース１０を用意しておくことで、本土壌ふるい器１による土壌調整中に、次の土壌サンプルを、未使用の土壌ケース１０に収容しておくことができる。従って、多数の土壌サンプルの連続的にふるいにかける際に、土壌ふるい器１を常に稼働させることができるので、作業効率を飛躍的に高めることができる。
【００４０】
また、この土壌ふるい器１によれば、土壌ケース１０の自転軸Ｊの上方が、公転半径の内側方向に傾斜している。従って、自転軸Ｊに対して垂直に配置される土壌ふるい部３０の通過方向（自転軸方向Ｊ）に対して、遠心力の分力を作用させることができる。従って、撹拌された土壌を、積極的に土壌ふるい部３０に押しつけることができるので、ふるいによる分離効率を高めることが可能となっている。
【００４１】
更にこの土壌ケース１０は、土壌収容部２０、土壌ふるい部３０及び土壌回収部４０が、相互に分離可能に構成される。従って、土壌を収容したり、調整後の土壌を回収したり、土壌ふるい部の粗さを変更したりすることが容易となり、作業効率を高めることができる。また、各部品を簡単に洗浄できるので、異物混入を簡単に抑制することができる。また、土壌収容部２０における周面には、土壌を撹拌するための撹拌突起が形成されているので、土壌の撹拌を促進することができ、短い時間で効率的にふるい作業を実現できる。なお、ここでは土壌収容部２０の周面に撹拌突起を形成したが、例えば図１０において逆さに示される収容容器２２ように、天井から下側に向かって、棒状の撹拌突起２４を配置することで、土壌を撹拌することも可能である。土壌ふるい部３０に形成される開口３６は、土壌収容部２０側の開口径Ｄ１と比較して、土壌回収部４０側の開口径Ｄ２が大きくなる。従って、開口３６の入口側を通過した土壌は、開口３６の途中で詰まることなく、円滑に排出することができるので、分離効率が高められる。また、土壌ケース１０の土壌回収部４０は、固定リング４４によって、内部に配置される回収用の袋４６の縁部分を固定できるため、分離後の土壌の回収が極めて簡単になる。勿論、土壌ふるい部３０との嵌め合いを利用して、袋４６を回収容器４２に固定することも可能である。しかし、本実施形態のように固定リング４４と土壌ふるい部３０を別構造にすることによって、土壌調整後において、土壌ふるい部３０を回収容器４２から取り外しても、固定リング４４によって袋４６が回収容器４２に固定されたままの状態にできる。従って、固定リング４４及び袋４６を回収容器４２に固定したまま、専用の蓋を（図示省略）を別途覆い被せれば、この回収容器４２自体を土壌保管ケースとして活用できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、固定リング４４が回収容器４２の内周面に配置される構造を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１に示されるように、回収容器４２の外周面側に環状の段部４２Ａを形成し、この段部４２Ａを利用して、回収容器４２の外周を取り囲むように環状の固定リング４４を嵌め込む構造も好ましい。このようにすると、回収用の袋４６の縁部分を、回収容器４２の外側で固定できるため、固定リング４４をセットする際の作業性が向上する。また、回収容器４２の内部の段差が無くすことができるので、回収容器４２の構造が簡潔となり内周側の洗浄も容易となる。
【００４３】
更にこの土壌ふるい器１は、回転装置５０が、土壌ケース１０と共に自転及び公転を行う複数のケース固定部５２と、この複数のケース固定部５２を自転自在の状態で同時して公転する公転体５４と、遊星体６０と太陽体６２による遊星機構と、公転体５４を回転させる駆動装置（モータ９０）を備えている。このようにすることで、土壌ケース１０の周囲において、回転接触や摩擦接触する部分を殆ど無くすことができる。結果、自転・公転中において土壌ケース１０の周囲の温度が上昇することを抑制でき、温度変化による土壌の品質変化を低減できる。好ましくは、遊星体６０及び太陽体６２を、できる限り土壌ケース１０から離れた位置に配置することが好ましい。
【００４４】
なお、本実施形態では、モータ９０が公転体５４を回転駆動する場合に限って示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、公転体５４は自由回転できる状態で保持しておき、公転体６２をモータ９０で駆動するようにしても、同様の作用が得られる。即ち、回転装置５０では、公転体、遊星体、太陽体（又は外輪体）の少なくともいずれかに回転動力を付与する構造であればよい。
【００４５】
更に本実施形態では、回転装置５０の公転軸Ｋが鉛直方向に配置される場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図１２に示される土壌ふるい器１のように、公転軸Ｋが傾斜した状態で、公転体５４、遊星体６０及び太陽体６２による遊星機構の全体を傾斜配置することも好ましい。自転軸Ｊと公転軸Ｋを平行とすることが好ましい。更に、この全体の傾斜角度を変更できるように、角度調整機構６６を設けることも望ましい。具体的にこの角度調整機構６６は、筐体８０に対して揺動軸６７によって揺動自在に配置されているベース板６８と、このベース板６８に設けられる昇降用のネジ機構６９を備えている。このネジ機構６９を回転させることで、上下動可能なボールネジとして機能するので、筐体８０に対するベース板６８の傾斜角度を調整できる。
【００４６】
この図１２の土壌ふるい器１によれば、自転軸Ｊと公転軸Ｋが平行となるので、星体６０や太陽体６２に平歯車を採用することができ、製造コストを低減できる。また、自転軸Ｊと公転軸Ｋを平行にしても、公転軸Ｋが傾斜しているので、土壌ケース１０を傾斜させることが可能になる。特に、公転軸Ｋによる公転運動によって、土壌ケース１０を上下方向に往復運動させることができるので、内部の土壌が上下に動きやすく、撹拌効率をより高めることができる。勿論、図１２に構造となる公転軸Ｋに対して、自転軸Ｊを更に傾斜させることも可能である。
【００４７】
また本実施形態では、回転装置５０に対して、土壌ケース１０が２個搭載される場合に限って示したが、勿論、３個以上でもよく、好ましくは４個以上搭載できるようにする。
【００４８】
なお、本発明の土壌ふるい器は、上記した実施の形態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更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の土壌ふるい器によれば、飛躍的に作業効率を高めることが可能となっており、土砂を含む、様々な土壌の調整に利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 土壌ふるい器
１０ 土壌ケース
２０ 土壌収容部
２２ 収容容器
２４ 撹拌突起
３０ 土壌ふるい部
３２ ふるい
３４ 結合リング
４０ 土壌回収部
４２ 回収容器
４２Ａ 段部
４４ 固定リング
５０ 回転装置
５４ 公転体
５７ 公転プレート
６０ 遊星体
６２ 太陽体
８０ 筐体
９０ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる粒径領域の土壌粒子が混在している土壌を、前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい器に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験研究や土壌分析の分野では、自然の土壌をサンプリングした後、特定の粒径領域内となる土壌を抽出するために、土壌ふるい器が用いられる。
【０００３】
図１３には、従来の土壌ふるい器１０１が例示されている。この土壌ふるい器１０１は、回転軸が水平方向となる状態で回転するロータリードラム１１０に土壌サンプルを収容し、このロータリードラム１１０を回転させて土壌ふるいを行う。ロータリードラム１１０の外周面には開口が形成されており、この開口が土壌ふるいとして機能する。ロータリードラム１１０の下方には漏斗１３０が配置されている。ロータリードラム１１０のふるいを通過した土壌は、この漏斗１３０を介して試料袋１３２に回収される。ロータリードラム１１０の周囲は、カバー１８０によって覆われており、ふるい工程中に土壌が飛散したり、外部から異物が混入したりしないようになっている。なお、開口よりも大きい土壌、岩石、根などは、ロータリードラム１１０の内部に残る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の土壌ふるい器１０１は、以下のような問題があった。
【０００５】
（１）複数種類の土壌サンプルを同時に調整する際は、複数のロータリードラム１１０を回転軸方向に連ねるように配置し、同時に回転させる必要があった。この際に、隣接するロータリードラム１１０の互いの土壌を混在させないためにも、ロータリードラム１１０のそれぞれに対して、独立したカバー１８０を設定する必要があった。従って、作業効率を高めようとすると、土壌ふるい器１０１が大型化するという問題があった。
【０００６】
（２）土壌のふるい完了後、次の新たな土壌サンプルの調整を行う際には、直前の土壌が混入することを回避するために、ロータリードラム１１０、カバー１８０、漏斗１３０の全てを取り外して、それぞれを十分に洗浄しなければならなかった。洗浄している間は、土壌ふるい器１０１を稼働させることができないため、多数の土壌サンプルを連続的にふるいにかける際は、長時間の作業が強いられた。
【０００７】
（３）ロータリードラム１１０の開口寸法（土壌ふるいの粗さ）を変更する際には、ロータリードラム１１０全体を交換する必要があった。様々な粗さのふるいを用意しようとすると、複数のロータリードラム１１０を予め用意することになり、備品を含めて機器が大掛かりとなった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、コンパクトであって、かつ飛躍的に作業効率を高めることが可能な土壌ふるい器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者の鋭意研究によって、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１０】
即ち、上記目的を達成する本発明は、異なる粒径領域の土壌粒子が混在している土壌を、前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい器であって、前記土壌が収容されて該土壌にふるいをかける複数の土壌ケースと、複数の前記土壌ケースが着脱自在に搭載され、前記土壌ケースを自転及び公転させる回転装置と、を備え、前記土壌ケースは、更に、上方に配置されて前記土壌を収容する土壌収容部と、前記土壌収容部の底面に配置され、複数の開口によって前記土壌を前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい部と、前記土壌ふるい部の下側に配置され、前記土壌ふるい部を通過した前記土壌のみを回収する土壌回収部と、を有することを特徴とする土壌ふるい器である。
【００１１】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースは、公転半径の内側方向に自転軸が傾斜した状態で、前記回転装置に搭載させることが好ましい。
【００１２】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースは、前記土壌収容部、前記土壌ふるい部及び前記土壌回収部が分離可能に構成されることが好ましい。
【００１３】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースの前記土壌収容部における周面又は天井面には、前記土壌を撹拌するための撹拌突起が形成されることが好ましい。
【００１４】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースの前記土壌ふるい部の前記開口は、前記土壌収容部側の開口径と比較して、前記土壌回収部側の開口径が大きくなることが好ましい。
【００１５】
上記土壌ふるい器に関連して、前記土壌ケースの前記土壌回収部は、内部に配置される回収用の袋を固定するための固定リングを有することが好ましい。
【００１６】
上記土壌ふるい器に関連して、前記回転装置は、公転軸が鉛直方向に対して傾斜した状態となっていることが好ましい。
【００１７】
上記土壌ふるい器に関連して、前記回転装置は、複数の前記土壌ケースが固定され、前記土壌ケースと共に自転及び公転を行う複数のケース固定部と、複数の前記ケース固定部を自転自在の状態で保持すると共に、前記ケース固定部と一緒に公転する公転体と、前記ケース固定部と同軸状態で連結される遊星体と、前記遊星体の内側又は外側に配置されて前記遊星体が回転接触する太陽体又は外輪体と、前記公転体、前記遊星体、前記太陽体、前記外輪体の少なくともいずれかに回転動力を付与する駆動装置と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コンパクト化が達成され、かつ、作業効率を飛躍的に高めることが可能となるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る土壌ふるい器の全体構造を示す斜視図である。
【図２】同土壌ふるい器の全体構造を示す断面図である。
【図３】同土壌ふるい器における土壌ケースの内部構造を示す断面図である。
【図４】同土壌ケースにおける土壌収容部を拡大して示す斜視図である。
【図５】同土壌ケースにおける土壌ふるい部を拡大して示す平面図である。
【図６】同土壌ケースにおける土壌ふるい部の開口を更に拡大して示す断面図である。
【図７】同土壌ふるい器の回転装置の他の構成例を示す平面図である。
【図８】同土壌ケースにおける土壌ふるい部の他の構成例を拡大して示す平面図である。
【図９】同土壌ふるい器で土壌調整している状態を示す拡大断面図である。
【図１０】同土壌ケースにおける土壌収容部の他の構成例を拡大して示す斜視図である。
【図１１】同土壌ケースの他の構成例を示す断面図である。
【図１２】同土壌ふるい器の他の構成例を示す断面図である。
【図１３】従来の土壌ふるい器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態の土壌ふるい器１の全体構成が示されている。この土壌ふるい器１は、粒径領域が異なるとなる様々な大きさの土壌粒子が混在している土壌を、特定の粒径領域に応じて分離する。例えば、粒径領域の大きい砂利や根と、粒径領域の小さい土壌を分離する際に用いられるものである。
【００２２】
この土壌ふるい器１は、複数（ここでは２個）の土壌ケース１０と、複数の土壌ケース１０が着脱自在に搭載される回転装置５０と、この回転装置５０の周囲を覆う筐体８０を備える。なお、ここでは図示を省略するが、この土壌ふるい器１は、回転する土壌ケース１０の周囲及び上面を覆う蓋が設けられる。
【００２３】
回転装置５０は、図２に示されるように、土壌ケース１０が固定されるケース固定部５２と、このケース固定部５２を自転自在に保持する公転体５４と、ケース固定部５２と同軸状態で連結される遊星体６０と、遊星体６０の公転半径内側に配置される太陽体６２と、公転体５４を回転させるモータ（駆動装置）９０を備える。
【００２４】
ケース固定部５２は、ここでは有底の円筒形状となっており、土壌ケース１０の下側を収容することで土壌ケース１０を保持する構造となっている。なお、土壌ケース１０とケース固定部５２の両者の固定は、様々な機構を選択することができ、例えば、何らかの凹凸によって係合させたり、嵌め合いによる摩擦力で結合さたり、ケース固定部５２に更に蓋を設けることで土壌ケース１０全体を収容したり、ベルト等を利用して結合したりすることができる。いずれにしろ、土壌ケース１０は、ケース固定部５２に対して着脱自在な状態で搭載される。
【００２５】
このケース固定部５２の底面には、同軸状となる自転軸体５２Ａが下側に突出するように設けられている。この自転軸体５２Ａの下端側には、遊星体６０が固定されており、この遊星体６０が回転すると、ケース固定部５２が一緒に回転する。
【００２６】
公転体５４は、複数のケース固定部５２をそれぞれ自転自在に保持する。この公転体５４は、詳細に、ケース固定部５２の自転軸体５２Ａを回転自在に保持する軸受け５５と、この軸受け５５の外輪を保持する軸受け固定部５６と、複数の軸受け固定部５６を同時に保持する公転プレート５７と、この公転プレート５７の中心に配置される公転軸体５８を備える。公転軸体５８は、モータ９０によって回転駆動される。
【００２７】
本実施形態において、軸受け固定部５６は有底の円筒形状となっている。従って、軸受け固定部５６は、ケース固定部５２の周囲を隙間を有して覆っている。軸受け５５は、軸受け固定部５６の底面の中央に固定される。公転プレート５７は、軸受け固定部５６を収容するための開口５７Ａが形成されており、この開口５７Ａに軸受け固定部５６の外周面が接合されている。
【００２８】
軸受け固定部５６及び軸受け５５の回転軸（自転軸Ｊ）は、公転プレート５７の半径方向内側に傾斜するようになっている。即ち、自転軸Ｊの上方が、公転軸体５８の半径方向内側に倒れ込んでいることになる。公転プレート５７を回転（公転）させると、軸受け固定部５６の上方が、常に公転軸Ｋ側に傾斜した状態で公転を行う。勿論、ケース固定部５２の上方も常に公転軸Ｋ側に傾斜した状態となる。結果として、土壌ケース１０の上方も常に公転軸Ｋ側に傾斜した状態となる。土壌ケース１０に作用する公転半径方向外側に向かう遠心力により、土壌ケース１０の自転軸Ｊの下側に向かう分力が生成される。なお、本実施形態では円板状の公転プレート５７を例示したが、棒状のアームによって、ケース保持部５２を自転自在に保持するようにしても良い。
【００２９】
遊星体６０及び太陽体６２はここでは傘歯車となっており、両者が噛み合っている。太陽体６２は、公転軸Ｋと同軸状態で筐体８０に固定配置されており、全ての遊星体６０と同時に噛み合う。即ち、遊星体６０と太陽体６２は、遊星歯車機構となっており、遊星体６０は、太陽体６２の周りを回転接触しながら自転及び公転運動を行う。なお、本実施形態では、遊星体６０の内側に太陽体６２を配置する構造を示したが、図７の他の例に示されるように、遊星体６０の外側に、内歯構造となる傘歯車（外輪体７０）を配置するようにしても良い。勿論、外輪体７０と太陽体６２を同時に配置することも可能である。また、ここでは歯車によって動力を伝達する構造を例示したが、ローラやベルト等による摩擦接触によって動力を伝達する構造にしてもよい。
【００３０】
回転装置５０は、上述のように構成されるので、モータ９０によって公転体５４を回転させると、ケース保持部５２及び土壌ケース１０が一緒に公転する。結果、ケース保持部１０に連結されている遊星体６０が、固定側の太陽体６２の周りを公転しようとするが、両者は噛み合っているので、遊星体６０に自転動力が作用する。この遊星体６０の自転によって、ケース保持部５２及び土壌ケース１０が自転する。
【００３１】
図３から図５には、回転装置５０に搭載される土壌ケース１０の詳細構造が示されている。土壌ケース１０は、土壌収容部２０と、土壌ふるい部３０、土壌回収部４０を備えている。土壌収容部２０は、上方に配置されて内部に土壌サンプルを収容するものである。土壌ふるい部３０は、土壌収容部２０の底面（下側）に配置されて、複数の開口によって、特定の粒径領域（例えば、直径２ｍｍ以下）の土壌を通過させることで、土壌を分離・抽出する構造となっている。土壌回収部４０は、土壌ふるい部３０の下側に配置され、土壌ふるい部３０を通過した土壌を回収する容器となっている。
【００３２】
具体的に土壌収容部２０は、底面側が開放しており天井を有する筒状の収容容器２２を備える。収容容器２２の内周面２２Ａは、底面側の直径が大きく、かつ天井側の直径が小さくなるような部分円錐形状となっている。このようにすると、内周面２２Ａが内側に傾斜した状態となるので、この内周面２２Ａに沿って土壌が舞い上がり、かつ、この飛散土壌が天井側で滞留することなく、積極的に底面側に戻るようになっている。即ち、矢印Ｆで示されるように土壌を収容容器２２内で対流させることができ、撹拌効率を高めることができる。更に、この収容容器２２の内周面２２Ａには、自転軸方向に延びる峰形状の撹拌突起２４が、周方向に等間隔で４箇所形成されている。この撹拌突起２４が、収容容器２２と共に回転することで、土壌サンプルが撹拌される。収容容器２２の天井面には、下側に突出する第２撹拌突起２５が形成されている。この第２撹拌突起２５は、中央部の高さ（厚み）が大きく、かつ、半径方向外側に向かって高さ（厚み）が小さくなるような傘形状となっており、特に本実施形態では球体を部分的にカットしたような形状となっている。撹拌突起２４によって撹拌されて収容容器２２内に飛散した土壌は、この第２撹拌突起２５に積極的に衝突することで分散されて自然落下する。従って、この第２撹拌突起２５によって対流Ｆを促進できるので、一層、撹拌効率が高められる。なお、この第２撹拌突起２５は、例えば（部分）円錐形状のようにしても良い。
【００３３】
土壌ふるい部３０は、円形のプレート形状となるふるい３２と、このふるい３２の外周に設けられる円筒状の結合リング３４を備える。ふるい３２には、複数の円形の開口３６が形成されており、この開口３６のサイズより小さい土壌粒子と、それよりも大きい土壌粒子を分離する。この開口３６は、図６に拡大して示されるように、土壌収容部２０側の開口縁３６Ａの内径Ｄ１と比較して、土壌回収部４０側の開口縁３６Ｂの内径Ｄ２が大きくなっている。即ち、この開口３６は、土壌収容部２０側から土壌回収部４０側に向かって次第に内径が広がるような部分円錐形状となっている。これにより、土壌収容部２０側の開口縁３６Ａを通過した土壌粒子Ｒは、途中で詰まることなく、土壌回収部４０側に円滑に放出される。
【００３４】
結合リング３４は、ふるい３２を基準にして土壌収容部２０側と土壌回収部４０側の双方に延びており、収容容器２２と回収容器４２（詳細は後述）のそれぞれに対して、着脱自在に嵌め合うようになっている。具体的には、収容容器２２の下端近傍と結合リング３４が嵌り合っており、回収容器４２の上端近傍と結合リング３４が嵌り合っている。結合リング３４から、収容容器２２と回収容器４２を取り外せば、土壌ふるい部３０のみが分離される。開口３６のサイズの異なる土壌ふるい部３０を複数用意しておけば、土壌ふるい部３０のみを交換するだけで、土壌の調整目的に応じて粒径領域を切り換えることができる。なお、本実施形態では、開口３６を除けば、ふるい３２が平坦に形成されている場合を示したが、図８の示す他の例のように、ふるい３２における土壌収容部２０側の面に、半径方向に延びる突起３２Ａを周方向に等間隔で複数形成しておくことで、土壌サンプルの撹拌を更に促進させることも好ましい。
【００３５】
土壌回収部４０は、天井側が開放している有底筒状の回収容器４２を備える。この回収容器４２の内周面の上端近傍には、環状の段部４２Ａが形成されており、この段部４２Ａに、環状の固定リング４４が嵌り込む。この固定リング４４と段部４２Ａによって、回収容器４２の内周に配置される土壌回収袋４６の上端近傍を挟み込む。従って、土壌ふるい部３０を通過した土壌は、土壌回収袋４６内に確実に落下するので、土壌回収袋４６を取り出すだけで調整後の土壌を回収でき、回収容器４２を常に清潔に維持すること可能になる。
【００３６】
次に、本土壌ふるい器１の使用方法について説明する。
【００３７】
まず、土壌ケース１０を土壌ふるい器１から取り外す。この土壌ケース１０を、収容容器２２と、ふるい３２及び結合リング３４と、回収容器４２に分解する。収容容器２２の天地方向を反転させてカップ状態にし、その内部に土壌サンプルを投入する。一方、回収容器４２の内部には、固定リング４４を利用して、新しい土壌収容袋４６を配置する。土壌サンプルが投入された収容容器２２に対して、ふるい３２及び結合リング３４を、上方から蓋をするようにして嵌め込む。この際、ふるい３２の開口３６は、小さい内径Ｄ１となる開口縁３６Ａが収容容器２２側に配置される。このふるい３２及び結合リング３４に対して、同様に天地を反転させた回収容器４２を、上方から蓋をするようにして嵌め込む。結果として、土壌収容部２０、土壌ふるい部３０及び土壌回収部４０が天地を逆にした状態で組み上げられることになり、この土壌ケース１０を更に反転させることで、図３で示す通常の状態とする。上記手順に沿って２個の土壌ケース１０のそれぞれに土壌サンプルをセットする。
【００３８】
次に、これらの２個の土壌ケース１０を、回転装置５０に搭載する。具体的には、回転装置５０におけるケース保持部５２に対して、土壌ケース１０の収容容器２２を嵌め込むようにして配置する。ケース保持部５２の自転軸Ｊは、公転半径の内側方向に傾斜しているので、土壌ケース１０も傾斜した状態となる。セット完了後、特に図示しない蓋を閉めてスタートボタンを押すことで、土壌ケース１０が自転及び公転運動を行う。図９に示されるように、主として自転運動によって収容容器２２内の土壌が撹拌される。更に、公転運動に伴って、遠心力Ｅの分力Ｅ１が、自転軸Ｊの下方向に作用する。この分力Ｅ１によって、撹拌された土壌が、ふるい３２の開口３６を通過する方向に付勢されるので、土壌の分離効率を高めることができる。開口３６を通過して粒径領域が揃った土壌は、回収容器４２における土壌収容袋４６に堆積する。従って、ふるい工程が完了したら、土壌ケース１０を回転装置５０から取り外して、回収容器４２を分離し、土壌収容袋４６のみ取り出すことで土壌調整作業が完了する。その後、収容容器２２、ふるい３２及び結合リング３４に付着した土壌を、水等で洗浄しておけば、次の新たな土壌サンプルに利用することができる。
【００３９】
以上、本実施形態の土壌ふるい器１では、土壌ケース１０が、自転軸Ｊの上から下に向かって、土壌収容部２０、土壌ふるい部３０、土壌回収部４０が順番に設けられている。従って、回転装置５０によって、複数（２個）の土壌ケース１０を同時に自転・公転させれば、土壌収容部２０の土壌が、土壌ふるい部３０によって分離されて、土壌回収部４０に効率的に回収される。特に、土壌ケース１０は、回転装置５０から着脱自在に搭載されるので、例えば１０個の土壌ケース１０を用意しておくことで、本土壌ふるい器１による土壌調整中に、次の土壌サンプルを、未使用の土壌ケース１０に収容しておくことができる。従って、多数の土壌サンプルの連続的にふるいにかける際に、土壌ふるい器１を常に稼働させることができるので、作業効率を飛躍的に高めることができる。
【００４０】
また、この土壌ふるい器１によれば、土壌ケース１０の自転軸Ｊの上方が、公転半径の内側方向に傾斜している。従って、自転軸Ｊに対して垂直に配置される土壌ふるい部３０の通過方向（自転軸方向Ｊ）に対して、遠心力の分力を作用させることができる。従って、撹拌された土壌を、積極的に土壌ふるい部３０に押しつけることができるので、ふるいによる分離効率を高めることが可能となっている。
【００４１】
更にこの土壌ケース１０は、土壌収容部２０、土壌ふるい部３０及び土壌回収部４０が、相互に分離可能に構成される。従って、土壌を収容したり、調整後の土壌を回収したり、土壌ふるい部の粗さを変更したりすることが容易となり、作業効率を高めることができる。また、各部品を簡単に洗浄できるので、異物混入を簡単に抑制することができる。また、土壌収容部２０における周面には、土壌を撹拌するための撹拌突起が形成されているので、土壌の撹拌を促進することができ、短い時間で効率的にふるい作業を実現できる。なお、ここでは土壌収容部２０の周面に撹拌突起を形成したが、例えば図１０において逆さに示される収容容器２２ように、天井から下側に向かって、棒状の撹拌突起２４を配置することで、土壌を撹拌することも可能である。土壌ふるい部３０に形成される開口３６は、土壌収容部２０側の開口径Ｄ１と比較して、土壌回収部４０側の開口径Ｄ２が大きくなる。従って、開口３６の入口側を通過した土壌は、開口３６の途中で詰まることなく、円滑に排出することができるので、分離効率が高められる。また、土壌ケース１０の土壌回収部４０は、固定リング４４によって、内部に配置される回収用の袋４６の縁部分を固定できるため、分離後の土壌の回収が極めて簡単になる。勿論、土壌ふるい部３０との嵌め合いを利用して、袋４６を回収容器４２に固定することも可能である。しかし、本実施形態のように固定リング４４と土壌ふるい部３０を別構造にすることによって、土壌調整後において、土壌ふるい部３０を回収容器４２から取り外しても、固定リング４４によって袋４６が回収容器４２に固定されたままの状態にできる。従って、固定リング４４及び袋４６を回収容器４２に固定したまま、専用の蓋を（図示省略）を別途覆い被せれば、この回収容器４２自体を土壌保管ケースとして活用できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、固定リング４４が回収容器４２の内周面に配置される構造を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１に示されるように、回収容器４２の外周面側に環状の段部４２Ａを形成し、この段部４２Ａを利用して、回収容器４２の外周を取り囲むように環状の固定リング４４を嵌め込む構造も好ましい。このようにすると、回収用の袋４６の縁部分を、回収容器４２の外側で固定できるため、固定リング４４をセットする際の作業性が向上する。また、回収容器４２の内部の段差が無くすことができるので、回収容器４２の構造が簡潔となり内周側の洗浄も容易となる。
【００４３】
更にこの土壌ふるい器１は、回転装置５０が、土壌ケース１０と共に自転及び公転を行う複数のケース固定部５２と、この複数のケース固定部５２を自転自在の状態で同時して公転する公転体５４と、遊星体６０と太陽体６２による遊星機構と、公転体５４を回転させる駆動装置（モータ９０）を備えている。このようにすることで、土壌ケース１０の周囲において、回転接触や摩擦接触する部分を殆ど無くすことができる。結果、自転・公転中において土壌ケース１０の周囲の温度が上昇することを抑制でき、温度変化による土壌の品質変化を低減できる。好ましくは、遊星体６０及び太陽体６２を、できる限り土壌ケース１０から離れた位置に配置することが好ましい。
【００４４】
なお、本実施形態では、モータ９０が公転体５４を回転駆動する場合に限って示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、公転体５４は自由回転できる状態で保持しておき、公転体６２をモータ９０で駆動するようにしても、同様の作用が得られる。即ち、回転装置５０では、公転体、遊星体、太陽体（又は外輪体）の少なくともいずれかに回転動力を付与する構造であればよい。
【００４５】
更に本実施形態では、回転装置５０の公転軸Ｋが鉛直方向に配置される場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図１２に示される土壌ふるい器１のように、公転軸Ｋが傾斜した状態で、公転体５４、遊星体６０及び太陽体６２による遊星機構の全体を傾斜配置することも好ましい。自転軸Ｊと公転軸Ｋを平行とすることが好ましい。更に、この全体の傾斜角度を変更できるように、角度調整機構６６を設けることも望ましい。具体的にこの角度調整機構６６は、筐体８０に対して揺動軸６７によって揺動自在に配置されているベース板６８と、このベース板６８に設けられる昇降用のネジ機構６９を備えている。このネジ機構６９を回転させることで、上下動可能なボールネジとして機能するので、筐体８０に対するベース板６８の傾斜角度を調整できる。
【００４６】
この図１２の土壌ふるい器１によれば、自転軸Ｊと公転軸Ｋが平行となるので、星体６０や太陽体６２に平歯車を採用することができ、製造コストを低減できる。また、自転軸Ｊと公転軸Ｋを平行にしても、公転軸Ｋが傾斜しているので、土壌ケース１０を傾斜させることが可能になる。特に、公転軸Ｋによる公転運動によって、土壌ケース１０を上下方向に往復運動させることができるので、内部の土壌が上下に動きやすく、撹拌効率をより高めることができる。勿論、図１２に構造となる公転軸Ｋに対して、自転軸Ｊを更に傾斜させることも可能である。
【００４７】
また本実施形態では、回転装置５０に対して、土壌ケース１０が２個搭載される場合に限って示したが、勿論、３個以上でもよく、好ましくは４個以上搭載できるようにする。
【００４８】
なお、本発明の土壌ふるい器は、上記した実施の形態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更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の土壌ふるい器によれば、飛躍的に作業効率を高めることが可能となっており、土砂を含む、様々な土壌の調整に利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 土壌ふるい器
１０ 土壌ケース
２０ 土壌収容部
２２ 収容容器
２４ 撹拌突起
３０ 土壌ふるい部
３２ ふるい
３４ 結合リング
４０ 土壌回収部
４２ 回収容器
４２Ａ 段部
４４ 固定リング
５０ 回転装置
５４ 公転体
５７ 公転プレート
６０ 遊星体
６２ 太陽体
８０ 筐体
９０ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる粒径領域の土壌粒子が混在している土壌を、前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい器であって、
前記土壌が収容されて該土壌にふるいをかける複数の土壌ケースと、
複数の前記土壌ケースが着脱自在に搭載され、前記土壌ケースを自転及び公転させる回転装置と、を備え、
前記土壌ケースは、更に、
上方に配置されて前記土壌を収容する土壌収容部と、
前記土壌収容部の底面に配置され、複数の開口によって前記土壌を前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい部と、
前記土壌ふるい部の下側に配置され、前記土壌ふるい部を通過した前記土壌のみを回収する土壌回収部と、を有することを特徴とする土壌ふるい器。
【請求項２】
前記土壌ケースは、公転半径の内側方向に自転軸が傾斜した状態で、前記回転装置に搭載させることを特徴とする請求項１に記載の土壌ふるい器。
【請求項３】
前記土壌ケースは、前記土壌収容部、前記土壌ふるい部及び前記土壌回収部が分離可能に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌ふるい器。
【請求項４】
前記土壌ケースの前記土壌収容部における周面又は天井面には、前記土壌を撹拌するための撹拌突起が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項５】
前記土壌ケースの前記土壌ふるい部の前記開口は、前記土壌収容部側の開口径と比較して、前記土壌回収部側の開口径が大きくなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項６】
前記土壌ケースの前記土壌回収部は、内部に配置される回収用の袋を固定するための固定リングを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項７】
前記回転装置は、公転軸が鉛直方向に対して傾斜した状態となっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項８】
前記回転装置は、
複数の前記土壌ケースが固定され、前記土壌ケースと共に自転及び公転を行う複数のケース固定部と、
複数の前記ケース固定部を自転自在の状態で保持すると共に、前記ケース固定部と一緒に公転する公転体と、
前記ケース固定部と同軸状態で連結される遊星体と、
前記遊星体の内側又は外側に配置されて前記遊星体が回転接触する太陽体又は外輪体と、
前記公転体、前記遊星体、前記太陽体、前記外輪体の少なくともいずれかに回転動力を付与する駆動装置と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の土壌ふるい装置。
【請求項１】
異なる粒径領域の土壌粒子が混在している土壌を、前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい器であって、
前記土壌が収容されて該土壌にふるいをかける複数の土壌ケースと、
複数の前記土壌ケースが着脱自在に搭載され、前記土壌ケースを自転及び公転させる回転装置と、を備え、
前記土壌ケースは、更に、
上方に配置されて前記土壌を収容する土壌収容部と、
前記土壌収容部の底面に配置され、複数の開口によって前記土壌を前記粒径領域に応じて分離する土壌ふるい部と、
前記土壌ふるい部の下側に配置され、前記土壌ふるい部を通過した前記土壌のみを回収する土壌回収部と、を有することを特徴とする土壌ふるい器。
【請求項２】
前記土壌ケースは、公転半径の内側方向に自転軸が傾斜した状態で、前記回転装置に搭載させることを特徴とする請求項１に記載の土壌ふるい器。
【請求項３】
前記土壌ケースは、前記土壌収容部、前記土壌ふるい部及び前記土壌回収部が分離可能に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌ふるい器。
【請求項４】
前記土壌ケースの前記土壌収容部における周面又は天井面には、前記土壌を撹拌するための撹拌突起が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項５】
前記土壌ケースの前記土壌ふるい部の前記開口は、前記土壌収容部側の開口径と比較して、前記土壌回収部側の開口径が大きくなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項６】
前記土壌ケースの前記土壌回収部は、内部に配置される回収用の袋を固定するための固定リングを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項７】
前記回転装置は、公転軸が鉛直方向に対して傾斜した状態となっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の土壌ふるい器。
【請求項８】
前記回転装置は、
複数の前記土壌ケースが固定され、前記土壌ケースと共に自転及び公転を行う複数のケース固定部と、
複数の前記ケース固定部を自転自在の状態で保持すると共に、前記ケース固定部と一緒に公転する公転体と、
前記ケース固定部と同軸状態で連結される遊星体と、
前記遊星体の内側又は外側に配置されて前記遊星体が回転接触する太陽体又は外輪体と、
前記公転体、前記遊星体、前記太陽体、前記外輪体の少なくともいずれかに回転動力を付与する駆動装置と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の土壌ふるい装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−４２４０３（Ｐ２０１２−４２４０３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８５７０７（Ｐ２０１０−１８５７０７）
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（３９４００８８４６）大起理化工業株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（３９４００８８４６）大起理化工業株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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