JP2005295903A - 薬液散布作業車の散布ブーム支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドブームを左右水平方向に開いた時に生じる前方及び後方からの荷重に対してして揺れを緩和することができる薬液散布作業車の散布ブーム支持装置を提供すること。
【解決手段】センターブーム４３の左右両端部に上下方向に伸びる第一の回動軸３３ｂを有するブラケット３３を介してサイドブーム４４を回動自在に連結すると共に、前記ブラケット３３には、前記サイドブーム４４をセンターブーム４３に対して左右に広げるためのサイドブーム開閉油圧シリンダ３０と、前記サイドブーム４４を第二の回動軸３３ａを中心に一方向に付勢するスプリング３４及びストッパ３７を設け、油圧シリンダ３０を第三の回動軸３２ａを有するブラケット３２を介してセンターブーム４３に連結し、ブラケット３２には油圧シリンダ３０を一方向へ付勢するスプリング３５及びストッパ３６を設けた薬液散布作業車の散布ブーム支持装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、薬液散布装置を備えた作業車に関し、特に薬液散布の散布ブームの構造に関する。

圃場で生育中の作物に対して走行しながら薬液を散布する薬液散布作業車が用いられている。この薬液散布作業車は、その車体の前部に、平行リンク形態のリフトリンクを装着し、この前部のヒッチブラケットとロワリンクとの間にリフトシリンダを設けて、このリフトシリンダの伸縮によってリフトリンクを昇降駆動させる構成とし、このリフトリンクにヒッチブラケットを介して薬液散布の散布ブームを取り付けている。また、前記薬液散布用のブームは中央のセンターブームとその両側に開閉自在のサイドブームを取り付けた構成となっている。

センターブームとサイドブームを用いて薬液散布作業車が薬液散布を行う場合には、サイドブームを左右の水平方向に長く突き出した状態で行うため、重いサイドブーム部分に外力がかかると、揺れが大きくなりサイドブーム基部側の平行リンク機構が捻れたり、薬液噴霧作業中にサイドブームの水平が保ち難いことがあった。そのための改良技術として下記特許文献１に記載の発明は、平行リンク機構部分を補強して、サイドブームの揺れの防止対策をしている。
特開２００３−２３５４２９号公報

前記した特許文献に記載の発明においては、平行リンク機構部分を補強するサイドブームの揺れ防止構造はサイドブームを左右水平方向に開いたときに生じる作業車の後方へ向けての荷重（後方荷重）に対しては効果的であるが、作業車の前方へ向けての荷重（前方荷重）に対する揺れを緩和することができていなかった。

本発明の課題は、サイドブームを左右水平方向に開いたときに生じる前方及び後方からの荷重に対して揺れを緩和することができる薬液散布作業車の散布ブーム支持装置を提供することである。

上記課題は次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、車体の前方または後方に薬液散布用のセンターブーム（４３）を設け、このセンターブーム（４３）の左右両端部に上下方向に伸びる第一の回動軸（３３ｂ）を有するブラケット（３３）を介して薬液散布用のサイドブーム（４４）を回動自在に連結すると共に、前記ブラケット（３３）には、前記サイドブーム（４４）をセンターブーム（４３）に対して左右に広げるためのサイドブームアクチュエータ（３０）と、前記サイドブーム（４４）をセンターブーム（４３）に対し第二の回動軸（３３ａ）を中心に一方向に付勢する付勢部材（３４）及び前記付勢されたサイドブーム（４４）を位置決めするストッパ（３７）を設け、更に前記アクチュエータ（３０）を上下方向に伸びる第三の回動軸（３２ａ）を有するブラケット（３２）を介して薬液散布用のセンターブーム（４３）に連結し、前記ブラケット（３２）には、前記アクチュエータ（３０）を一方向へ付勢する付勢手段（３５）及び前記付勢されたブラケット（３２）を位置決めするストッパ（３６）を設けた薬液散布作業車の散布ブーム支持装置である。

請求項1記載の発明によれば、外力でサイドブーム４４が前方及び後方に揺らされても、サイドブーム４４にかかる外力を受け止める保持部材があるので、サイドブーム４４の大きな振れを小さくすることができる。

本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１に薬液散布装置を前部に取り付けた薬液散布作業車の側面図を示し、図２には薬液散布作業装置部分の平面図を示す。なお、本明細書では薬液散布作業車の前進方向に向かった左右方向をそれぞれ左、右という。

薬液散布作業車の車体１は、前輪１２及び後輪１３を軸装するアクスルハウジングをローリング自在に支持する。また、ハンドルポスト５９により支持されたステアリングハンドル１４の回転操作により前輪１２を操向すると共にボンネット１５下のエンジン（図示せず）によって伝動走行される。この車体１には操縦席１７の後部から左右両側にわたって囲うように形成された薬液タンク１８を車体に対し着脱自在に搭載し、この薬液タンク１８内の薬液を前側に設けられる散布ブーム１９へ圧送する防除ポンプ２０が車体１の操縦席１７下方に設けられている。

操縦席１７の左側下方でフロア５４の上方に位置する薬液タンク１８の左側部には、オペレータ一人が乗り降りできる程度の凹部Ｓが設けられ、該凹部Ｓの底面にタンク側ステップ５０が設けられている。タンク側ステップ５０の外側下方には、本機側ステップ５３が設けられている。この本機側ステップ５３は、上面５３Ａがフロア５４・薬液タンク１８の底面とほぼ同一高さとなる位置にある。

本機側ステップ５３の下方には、フロア５４から吊り下げ式に設置された梯子部材５５が設けられている。梯子部材５５は任意の段数、例えば２段のステップを有している。これらの梯子部材５５、本機側ステップ５３及びタンク側ステップ５０は所定の間隔で配置されている。このような構成によりオペレータは、梯子部材５５のステップ、本機側ステップ５３及びタンク側ステップ５０を順に登ることにより、安全かつ容易に操縦席１７に到達して乗車できる。

本機のフロア５４に該薬液タンク１８を搭載する自走型薬液散布作業車において、薬液タンク１８は本機ダッシュパネル５６付近まで前方に突出している。一方、薬液タンク１８は上面視してオペレータの足元まで完全に覆い囲った略コの字状の構造を有している。このような構造により薬液タンク１８の高さを増加させずにタンク容量を増大させるとともに後進時の見通しを確保できる。また、薬液タンク１８を前方に長くすることにより、薬液タンク内水量の変位による機体の重心移動を小さく抑え、薬液散布作業時の機体バランスを安定させ、走行性能を高めることができ、機体が後傾して沈没するという事態を回避できる。

なお、図２では薬液タンク１８の上面が略コ形状の略直方体形状のものを図示しているが、これに限定されず、タンクステップを有する形状であれば任意の形状にすることができる。

薬液タンク１８の先端部形状は、フロア５４のフロントに上方へ浮き上がるように湾曲させた傾斜部５１と密着するように形成されている。従って、薬液タンク１８を後方から前方へ移動させて傾斜部５１で合致させて止めることができる。このような構造により前輪１２の横揺れ等によるタイヤとタンク１８の干渉を防止でき、薬液タンク１８の本機のフロア５４上での接地性を高め、タンク１８の安定性を高めることができる。

前記車体１の前部には、ボンネット１５の左右両側部に支持されたリフトリンク３が取り付けられている。リフトリンク３は、アッパリンク２４とロワリンク２５を平行状に配置して、この前端部間をヒッチブラケット４で連結し、後端部間を直立した支柱２３に軸支して平行リンク形態に構成され、この平行リンクが昇降シリンダ２７、２７により先端部が昇降移動することで散布ブーム１９の薬剤散布高さを調節することができる。

ヒッチブラケット４の下端部には機体左右方向に伸びるセンターブーム４３を取り付けている。またその左右端部に上方に突出したシリンダ取付支柱２６が設けられ、シリンダ取付支柱２６の上端には電気的に作動制御される油圧タンク付ソレノイドバルブ２８を介して伸縮するローリングシリンダである上下シリンダ（ローリングシリンダ）２９の上端が取り付けられ、上下シリンダ２９の下端にはサイドブーム４４が回動自在に取り付けられている。従って上下シリンダ２９の伸縮によりサイドブーム４４が昇降される。

前記散布ブーム１９は、センターブーム４３と、このセンターブーム４３の外側に折畳可能に連結されるサイドブーム４４とから構成され、各々薬剤噴霧用の噴霧ノズル４５（４５ａ、４５ｂ）が一定間隔で配置されている。

サイドブーム４４はシリンダ取付支柱２６を介してセンターブーム４３に取り付けられているが、サイドブーム４４はセンターブーム４３に設けられた開閉シリンダ３０により開閉される。

指標ロッド５２（図１）は、センターブーム４３の中央付近領域から上方に向けて垂直に突出して設けられたロッドである。該指標ロッド５２の上端にはＬＥＤ等からなるランプが付設されており、後述する自動水平制御動作の開始と同時にランプが点灯する。なお、指標ロッド５２の下端において、作動機構等と連動して自動水平制御中に回転等するようにしても良い。このような構成によりオペレータにブーム４３、４４の制御状態を認知させることができ、ブーム４３、４４の誤操作を回避でき、散布作業時に自動水平スイッチをＯＮにすることを忘れ、ロングブーム（サイドブーム４４）の先端のノズル４５ｂが作物と接触し、破損するという不具合を回避できる。

ここで自動水平制御動作とは、開閉シリンダ３０、３０によりサイドブーム４４、４４をセンターブーム４３の延長線上の水平方向（機体の進行方向に向かって左右方向）に開き、さらに上下シリンダ２９、２９であるローリングシリンダを最大限伸ばした際に、サイドブーム４４、４４が地面に対して水平状態になるように制御することをいう。具体的には、傾斜地を走行中に薬剤散布ブーム１９のサイドブーム４４を開いていても上下シリンダ２９を一方のサイドブーム４４をリフトさせ、他方のサイドブーム４４をダウンさせることで開いたサイドブーム４４を傾斜地に対して平行になるようにして、地面に衝突させないようにする。

図３はサイドブーム４４がセンターブーム４３の左右水平方向に開いたときの開閉機構部分の平面図、図４は本実施例のサイドブーム４４が開いた時の開閉機構部分の簡略平面図である。なお、図３と図４には左側のサイドブーム４４がセンターブーム４３に対して水平方向に開いたときの開閉機構部分を示すが、右側のサイドブーム４４がセンターブーム４３に対して水平方向に開いたときの開閉機構部分も同様であることはいうまでもない。

次にサイドブーム４４の開閉機構を説明する。
センターブーム４３の両端部には開閉ヒンジ３３が回動支点３３ｂを中心に回動自在に取り付けられている。また開閉ヒンジ３３の回動支点３３ｂ近傍には開閉シリンダ３０の先端部が回動自在に連結しており、回動支点３３ａの近傍には引張スプリング３４の一端が連結され、引張スプリング３４の他端はサイドブーム４４の上面に連結されている。

また、開閉シリンダ３０の基部側は開閉シリンダブラケット３２の一端に回動支点３２ｂを中心に回動自在に取り付けられている。開閉シリンダブラケット３２の他端側の基部はセンターブーム４３に回動支点３２ａを有する。該開閉シリンダブラケット３２の内面はセンターブーム４３の前面に設けられた安全スプリング３５に当接する位置に取り付けられている。また開閉シリンダブラケット３２の前記スプリング３５への当接面とは反対側の側面はセンターブーム４３に設けられたストッパ３６に当接し得るようにセンターブーム４３に取り付けられている。
また、サイドブーム４４の回動基部にも開閉ヒンジ３３に当接し得る位置にストッパ３７が設けられている。

従って、図４（ａ）に示すように外力でサイドブーム４４が前方に揺らされると、サイドブーム４４が開閉ヒンジ３３の回動支点３３ｂを中心に回動しながら変形するが、ストッパ３７と開閉ヒンジ３３が当接することで、この変形力を支える。このとき開閉ヒンジ３３の回動に連動して開閉シリンダ３０と開閉シリンダブラケット３２もスプリング３５を圧縮して前記サイドブーム４４の変形力を支えるが、該スプリング３５はストッパ３６に付勢しなくなるだけである。

ストッパ３７と開閉ヒンジ３３の当接と開閉シリンダブラケット３２とスプリング３５との当接でサイドブーム４４の大きな変形を防ぐことができる。

一方、図４（ｂ）に示すように外力でサイドブーム４４が後方に揺らされると、サイドブーム４４が開閉ヒンジ３３の回動支点３３ａを中心に回動しながら変形してスプリング３４が伸び、ストッパ３７は開閉ヒンジ３３と当接しなくなり、開閉ヒンジ３３の両端は回動して前記外力を逃がし、また開閉シリンダ３０と開閉シリンダブラケット３２が開閉ヒンジ３３の回動に連動して開閉シリンダブラケット３２がストッパ３６に押圧される。
この開閉シリンダブラケット３２とストッパ３６との当接でサイドブーム４４の大きな変形を防ぐことができる。

大豆などの作物に薬液散布を行う場合などには、畝を連続して越える場合にサイドブーム４４が大きく揺れることがある。特に作業車が断続的に進行する場合にはサイドブーム４４が前後方向に激しく揺動する。後方へのサイドブーム４４の変形は従来の装置でも安全スプリング効果で緩和されているが、前方へのサイドブーム４４の揺れによる変形に対しては安全対策がなかった。

しかし、上記本実施例のブーム開閉シリンダブラケット３２と二つのスプリング３６、３７を備えた構成により前後方向へのサイドブーム４４の変形荷重に対するブームの歪を緩和することができる。

またサイドブーム４４を使用しないときはブーム受け４０に収納・載置される。ブーム受け４０は回転軸４１を共有するブーム受け部４０ａとその支持部４０ｂからなり、機体後部の両側面に設けられ、左右のサイドブーム４４、４４の後端部をそれぞれ支持する。

ブーム受け部４０ａは図５（ａ）の正面図と図５（ｂ）の側面図に示すように「コ」の字の部材であり、「コ」の字の両側先端を末広がり状にした部材であり、「コ」の字の底部に設けられた回動軸４１をブーム受け支持部４０ｂと共有している。

ブーム受け支持部４０ｂのブーム受け部４０ａの底面に対向する先端部は水平方向に向いており、前記回転軸４１を支持片４２で回動自在に支持している。そのため、サイドブーム４４がブーム受け部４０ａに向けて下降して収納されるとき、必ずサイドブーム４４とブーム受け部４０ａの傾斜角度を同じにすることができる。また、ブーム受け部４０ａにはサイドブーム移動規制用のリミットスイッチ４６を設けているので、サイドブーム４４がブーム受け部４０ａに収納されると、前記スイッチ４６がオンされて、サイドブーム４４の移動が規制される。

本来は、サイドブーム４４の収納作業には順序があって、ブーム上下シリンダ２９でサイドブーム４４を最上げ状態にして、次にサイドブーム４４を開閉シリンダ３０で閉じた後に、上下シリンダ２９でサイドブーム４４を下げてブーム受け４０に載置する。しかし、ユーザーによってはサイドブーム４４の上下シリンダ２９の上下動作だけによってブーム受け４０にサイドブーム４４を収納する操作をするため、ブーム４４とブーム受け４０の傾斜角度が異なり、リミットスイッチ４６がオンされずにブーム４４を損傷又は屈曲させてしまう場合があった。

しかし、上記した図５に示すブーム受け４０の構成により、サイドブーム４４のブーム受け部４０ａへの収納時には、必ずサイドブーム４４とブーム受け部４０ａの傾斜角度が同じになるので、どのような作業手順でサイドブーム４４がブーム受け４０に収納されても、確実にサイドブーム４４の作動が規制されるのでサイドブーム４４とブーム受け４０が損傷することを防止できる。

図６の車体側面図、図７の車体背面図にはブーム受け４０の他にサイドブーム受け１４０を設けた構成を示す。
サイドブーム４４を支持するブーム受け１４０を機体側面の前後に設け、ブーム受け１４０の前側ブーム受け１４０ａはフロア５４より左右水平方向に突出させ、後側ブーム受け１４０ｂは前記前側のブーム受け１４０ａと同じ高さで車体１から左右水平方向に突出させて設けたものである。

従来サイドブーム４４の着脱は、一人がサイドブーム４４の始端部を持ち、もう一人が終端部を持って行っており、複数の作業者が必要であり、しかもサイドブーム４４は重量が重く、この着脱作業が容易ではなかった。しかし、上記サイドブーム受け１４０は、ほぼ水平状態のサイドブーム４４を載置できるので、一人の作業者で重いサイドブーム４４の着脱作業を安全に行うことができる。

こうして、通常のサイドブーム４４の収納及び走行時にはブーム受け４０を使用し、サイドブーム４４の着脱作業時は下方の前記サイドブーム受け１４０を使用することができる。

本発明の他の実施例のサイドブーム４４の上下機構を図８の車体正面図、図９の車体正面拡大図に示す。
本実施例はサイドブーム４４を上下させるための昇降（上下）用油圧シリンダ２９を図１に示す上方よりの吊り下げ式ではなく、センタブーム４３のほぼ左右水平方向に設けたものである。

サイドブーム４４の基端部側に設けたマスト１２６の上方部にサイドブーム４４の上下方向への回動支点１２６ａを設け、サイドブーム昇降（上下）用油圧シリンダ２９の基点取付部１２６ｂをマスト１２６の下端部に設ける。また、前記上下シリンダ２９の先端取り付け部をサイドブーム４４上の支持片１４４に設け、上下シリンダ２９の伸縮によってサイドブーム４４が昇降（上下）する構造とした。油圧シリンダ２９をサイドブーム４４の水平線上の前方部に位置させたことに特徴がある。

また、サイドブーム４４の左右水平方向への展開時に、マスト１２６の前面とサイドブーム支持ブラケット１３２の基端部端面が接触し、センターブーム４３とサイドブーム４４が水平に一直線になるようマスト１２６の側面とサイドブーム支持ブラケット１３２の基端部端面とでサイドブーム４４の下降位置規制をした構成である。

上下シリンダ２９を縮めてマスト１２６の側面とサイドブーム支持ブラケット１３２の基端部端面を互いに強く接触させることで、油圧シリンダ２９の取付部及びサイドブーム４４の回動支点のあそび（ガタ）が吸収され、前記あそびによるサイドブーム４４の揺れが小さくなり、特にサイドブーム４４の上下の揺れが無くなる。

また、薬液散布作業開始前にサイドブーム４４を展開させるが、サイドブーム４４の上下位置の高さが前記マスト１２６の側面とサイドブーム支持ブラケット１３２の基端部端面の接触により、一定値に決まるので、左右のサイドブーム４４の高さが異なることが無く、均一な薬液散布精度も向上する。

図１に示すサイドブーム４４の昇降用のシリンダ２９は上方より吊り下げ式に設けているためブームセンターピボット部Ａからの距離が遠く、ブーム作業時に大きな偶力が発生して、サイドブーム４４を揺らす要因になる。また、この方式では、シリンダ取付支柱２６も上方へ長くなる構成となり、重量が大幅にアップし、これもサイドブーム４４を揺らす要因になっているが、これらの不具合も、上記図８、図９に示す構成では解消される。

このように図８と図９に示す構成によれば、大幅な重量低減と、偶力発生低減効果が大きく、サイドブーム４４の揺れを大きく抑制でき、より高速での防除作業が実現可能で、自動水平性能も大幅に良くなる。

図１０にはブーム自動上下シリンダ２９）と前後輪操舵用シリンダ６０、６１と後部作業機用水平シリンダ６２と後部作業機用昇降シリンダ６３の作動油圧回路図を示す。

従来の油圧回路では、約１５ｍのサイドブーム４４の上下シリンダ２９に常時オイルが流れている。そのため、エンジンのアイドリング時に作業機（この作業車に図示しない圃場耕耘用の作業機を連結することがある）を上昇させることができない。作業機を上昇させるためにはエンジンの回転数を１，４００ｒｐｍにまで上げる必要がある。従って、エンジンのアイドリング時に作業機を上昇させるためには油圧回路を流れているオイルの量を、さらに１．５リットル増やす必要がある。

しかし、図１１に示す構成で油路を短くすることで上記不具合を解消できる。すなわち、サイドブーム４４の上下シリンダ２９にオイルを循環させる油路６６の途中に設けたカプラ６７ａ、６７ｂ及び油路６９の途中に設けたカプラ７０ａ、７０ｂをそれぞれ外して油路６６、６９の連通を断ち、それぞれ油路６６、６９のカプラ６７ａ、７０ａ間及び油路６６、６９のカプラ６７ｂ、７０ｂの間を接続すると、作業機を上昇させるための油圧回路のオイルの流路が短くなり、エンジンのアイドリング時でも作業機を上昇させるためのオイル圧力が十分得られる。
前記カプラ６７ａ、６７ｂ及びカプラ７０ａ、７０ｂをワンタッチカプラとすると、油路の切替作業も簡単に行える。

本発明は、薬液散布装置を備えた作業車に関し、例えば、薬液、散水等の流体を蓄えた散布装置を備えた作業車に適用できる。

本発明の実施の形態の薬液散布装置を取り付けた薬液散布作業車の側面図である。 図１の薬液散布作業装置部分の平面図である。 図１の薬液散布作業車のサイドブームの開閉機構部分の平面図である。 図１の薬液散布作業車のサイドブームの開閉機構部分の簡略平面図である。 図１の薬液散布作業車のサイドセンターブーム受け部分の正面図（図４（ａ））と側面図（図４（ｂ））である。 本発明の他の実施例の薬液散布作業車のサイドブームを閉じた時の側面図である。 図６の背面図である。 本発明の他の実施例の薬液散布作業車のサイドブームの上下機構の車体正面図である。 図８の車体正面拡大図である。 本発明の実施例の薬液散布作業車の油圧回路図である。 本発明の実施例の薬液散布作業車の油圧回路図である。

符号の説明

１ 車体 ３ リフトリンク
４ ヒッチブラケット １２ 前輪
１３ 後輪 １４ ステアリングハンドル
１５ ボンネット １７ 操縦席
１８ 薬液タンク １９ 散布ブーム
２０ 防除ポンプ ２３ 支柱
２４ アッパリンク ２５ ロワリンク
２６ シリンダ取付支柱 ２７ 昇降シリンダ
２８ ソレノイドバルブ ２９ 上下シリンダ（ローリングシリンダ）
３０ 開閉シリンダ ３２ 開閉シリンダブラケット
３３ 開閉ヒンジ
３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ 回動支点
３４ 引張スプリング ３５ 安全スプリング
３６、３７ ストッパ ４０ ブーム受け
４０ａ ブーム受け部 ４０ｂ ブーム支持部
４１ ブーム受け回転軸 ４２ 支持片
４３ センターブーム ４４ サイドブーム
４５ａ、４５ｂ 噴霧ノズル ４６ リミットスイッチ
５０ タンク側ステップ ５１ フロアの傾斜部
Ｓ 凹部（乗降用凹部） ５２ 指標ロッド
５３ 本機側ステップ ５４ フロア
５５ 梯子部材 ５６ ダッシュパネル
５９ ハンドルポスト ６０ 前輪操舵用シリンダ
６１ 後輪操舵用シリンダ ６２ 後部作業機用水平シリンダ
６３ 作業機用昇降シリンダ ６６、６９ 油路
６７ａ、６７ｂ、７０ａ、７０ｂ カプラ
１２６ マスト １２６ａ 回動支点
１２６ｂ シリンダ基点取付部 １３２ サイドブーム支持ブラケット
１４０ サイドブーム受け １４４ 支持片

Claims (1)

1. 車体の前方または後方に薬液散布用のセンターブーム（４３）を設け、このセンターブーム（４３）の左右両端部に上下方向に伸びる第一の回動軸（３３ｂ）を有するブラケット（３３）を介して薬液散布用のサイドブーム（４４）を回動自在に連結すると共に、
   前記ブラケット（３３）には、前記サイドブーム（４４）をセンターブーム（４３）に対して左右に広げるためのサイドブームアクチュエータ（３０）と、前記サイドブーム（４４）をセンターブーム（４３）に対し第二の回動軸（３３ａ）を中心に一方向に付勢する付勢部材（３４）及び前記付勢されたサイドブーム（４４）を位置決めするストッパ（３７）を設け、
   更に前記アクチュエータ（３０）を上下方向に伸びる第三の回動軸（３２ａ）を有するブラケット（３２）を介して薬液散布用のセンターブーム（４３）に連結し、
   前記ブラケット（３２）には、前記アクチュエータ（３０）を一方向へ付勢する付勢手段（３５）及び前記付勢されたブラケット（３２）を位置決めするストッパ（３６）を設けたことを特徴とする薬液散布作業車の散布ブーム支持装置。

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