JP4875479B2

JP4875479B2 - スピードスプレーヤの制御装置

Info

Publication number: JP4875479B2
Application number: JP2006338054A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎小林; 弘隆関
Original assignee: 株式会社ショーシン
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: JP2008148600A

Description

本発明は、薬液タンクに収容した薬液の残量が低下したことを検出して所定の対応処理を行う際に用いて好適なスピードスプレーヤの制御装置に関する。

一般に、果樹園等の圃場に薬液を噴霧する自走式のスピードスプレーヤは知られている。この種のスピードスプレーヤは、薬液タンクを搭載し、この薬液タンクに収容した薬液を噴霧ポンプにより送出するとともに、送出した薬液を複数の噴射ノズルから噴射し、噴射した薬液を送風ファンにより放射方向の所定範囲に噴霧する動作を行う。このような動作を行うため、薬液が無い状態での噴霧ポンプの空運転は、噴霧ポンプにとって避けなければならない故障原因の一つとなり、薬液タンクに収容した薬液残量の監視は、スピードスプレーヤにとって重要な監視項目の一つとなる。

従来、薬液タンクに収容した薬液の残量が低下したことを検出して所定の処理を行う制御装置を搭載したスピードスプレーヤとしては、特開平５−１３７４９０号公報で開示される自動走行型薬剤散布機が知られている。この自動走行型薬剤散布機は、薬液タンクの薬液残量検出用センサを設け、薬液残量が散布不能な最下限の警報モード残量と注意モード残量とを設定し、薬液残量検出用センサによる注意モード残量の検出で動噴クラッチをオフし、走行停止系作動部を停止する一方、無線遠隔操作部からの指令で注意モード残量と警報モード残量との範囲内で動噴クラッチをオンとした走行制御を可能とし、かつ所定の目安位置で動噴クラッチをオフ制御可能としたものである。
特開平５−１３７４９０号

しかし、上述した従来の制御装置（自動走行型薬剤散布機）は、次のような問題点があった。

第一に、薬液タンクに収容された薬液のレベルを直接検出するため、検出が不安定となり正確な検出を行いにくい。即ち、スピードスプレーヤは、凹凸地面や傾斜地面を走行することが多いため、薬液タンク内における薬液のレベルが正規のレベルに対して大きく変動し、薬液のレベルを直接検出する従来の手段では、誤検出（誤動作）を招きやすい。

第二に、薬液が無くなった場合の対応処理として、運転席に配したブザー等により警告が行われる場合もあるが、運転に集中していたり騒音の大きい環境下では、作業者（運転者）が警告に気付かずに過ぎてしまうこともあり、薬液が無くなった場合の対応処理としては不十分となる。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したスピードスプレーヤの制御装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、少なくとも、薬液タンク２に収容した薬液Ｌの残量が低下したことを検出する薬液残量検出手段Ｆｄと、残量が所定レベル以下に低下したなら、残量が低下したことに伴う所定の対応処理を行う制御手段Ｆｃを備えるスピードスプレーヤＭの制御装置１を構成するに際して、薬液タンク２とこの薬液タンク２の薬液Ｌを送出する噴霧ポンプ３間を接続する送液管４に流れる薬液Ｌの有無を検出する薬液センサ５を用いた薬液残量検出手段Ｆｄと、噴霧ポンプ３をＯＮ／ＯＦＦする手動によるポンプスイッチ１１及び噴霧ポンプ３により送出した薬液Ｌを飛散させる送風ファン６をＯＮ／ＯＦＦする手動によるファンスイッチ１２の双方がＯＮであることを条件に薬液センサ５による検出を有効にする制御処理を行うとともに、薬液センサ５による薬液無の検出時間が予め設定した所定時間Ｔｓ以上のときに、少なくとも、噴霧ポンプ３及び送風ファン６を自動で停止させる制御処理を行う制御手段Ｆｃとを備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、薬液センサ５は、送液管４の外周面４ｓに付設する静電容量形センサ５ｃを用いることができる。一方、制御手段Ｆｃは、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＦＦであることを条件にイグニッションキー１３のＯＮを有効にする制御処理を行うことができる。また、制御手段Ｆｃには、薬液タンク２に収容した薬液Ｌのレベルを直接検出するレベル検出手段Ｆｄｓの検出結果と組合わせた制御を行う制御機能を設けることができる。

このような構成を有する本発明に係るスピードスプレーヤＭの制御装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１）スピードスプレーヤＭに搭載する薬液タンク２に収容した薬液Ｌのレベルが正規のレベルに対して大きく変動して不安定な状態であっても、薬液Ｌが無くなったことを正確かつ安定して検出することができ、薬液Ｌの有無に係わる誤検出、更にはこれに伴う誤動作を回避できる。

（２）薬液センサ５による薬液無の検出時間が予め設定した所定時間Ｔｓ以上のときに、少なくとも、噴霧ポンプ３及び送風ファン６を自動で停止させる制御処理を行うようにしたため、ブザー等による警告手段の難点、即ち、運転に集中していたり騒音の大きい環境下で作業者（運転者）が警告に気付かずに過ぎてしまう難点を排除し、薬液Ｌが無くなった状態での噴霧ポンプ３の空運転を確実に回避できる。

（３）ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＮであることを条件として薬液センサ５による検出を有効にする制御処理を行うようにしたため、例えば、ポンプスイッチ１１のみをＯＮにして薬液タンク２や送液管４等の洗浄や水抜きを行う際に、薬液センサ５による薬液無の検出によって噴霧ポンプ３が自動で停止してしまう不具合を回避できる。

（４）好適な態様により、薬液センサ５に、送液管４の外周面４ｓに付設する静電容量形センサ５ｃを用いれば、薬液Ｌに影響されない非接触状態に取付けることができるとともに、容易に組付けることができ、既存のスピードスプレーヤにも容易に後付けすることができる。

（５）好適な態様により、所定の対応処理として、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＦＦであることを条件としてイグニッションキー１３のＯＮを有効にする制御処理を行うようにすれば、ポンプスイッチ１１，ファンスイッチ１２の一方又は双方がＯＮの状態、即ち、トランスミッションやクラッチ等が接続された状態でエンジンが始動する不具合を回避し、トランスミッションやクラッチ等の保護を図ることができる。

（６）好適な態様により、制御手段Ｆｃに、薬液タンク２に収容した薬液Ｌのレベルを直接検出するレベル検出手段Ｆｄｓの検出結果と組合わせた制御を行う制御機能を設ければ、例えば、レベル検出手段Ｆｄｓの検出結果により予備警報を出したり、レベル検出手段Ｆｄｓの検出結果と薬液センサ５の検出結果を併せて判定できるなど、制御手段Ｆｃの多機能性及び信頼性をより高めることができる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明の理解を容易にするため、本実施形態に係る制御装置１を備えるスピードスプレーヤＭの概略構成について、図１〜図３を参照して説明する。

図２に示すスピードスプレーヤＭの外観構成において、２０はシャーシであり、このシャーシ２０の前側に、左右一対の前輪２１…を備えるとともに、後側に、左右一対の後輪２２…を備え、搭載するエンジン２３（図３参照）により自走する。また、シャーシ２０上のボディ２４には、前部に運転席２５を備えるとともに、運転席２５の前方におけるフロントパネル２６には、ヘッドライト等のライト類やバックミラー等の必要な車両装置を備える。さらに、運転席２５の後方には、薬液タンク２を搭載するとともに、この薬液タンク２の後方に薬液噴霧機構２７を配設する。薬液噴霧機構２７は、ボディ２４の後端に、風洞カバー２８に覆われた送風ファン６（図３参照）を有する送風部２９を備え、この送風部２９と薬液タンク２の間には噴射空間Ｓを有する。そして、この噴射空間Ｓに、整流筒３０及びこの整流筒３０に沿った多数の噴射ノズルＮ…を配する。これにより、薬液タンク２に収容された薬液Ｌは、後述する噴霧ポンプ３により送出され、各噴射ノズルＮ…から噴射されるとともに、噴射される薬液Ｌは、送風ファン６（送風部２９）からの送風によって噴射空間Ｓから放射方向の所定範囲に噴霧飛散される。その他、図２中、３１は給水ホース、３２はドライバシート、３３はステアリングハンドルを示す。

図１は、薬液タンク２及び薬液噴霧機構２７の一部を含む薬液回路Ｃを示す。薬液タンク２の底面には薬液出口２ｏを有し、この薬液出口２ｏは、第一送液管４ａ及びポンプ元バルブ３６を介してポンプ元ストレーナ３７に接続するとともに、このポンプ元ストレーナ３７は、第二送液管４ｂを介して、薬液タンク２の薬液Ｌを送出する噴霧ポンプ３の吸入口に接続する。第一送液管４ａと第二送液管４ｂは送液管４を構成する。そして、噴霧ポンプ３には、電磁クラッチ３８及び回転伝達機構３９を介してエンジン２３の回転出力が伝達される。また、噴霧ポンプ３の吐出口（第一吐出口）は、送液管回路４０を介して噴射ノズルＮ…に接続する。送液管回路４０において、４１は調圧弁、４２は三方コック、４３は圧力計、４４…は散布切換コックをそれぞれ示す。さらに、噴霧ポンプ３の第二吐出口は、開閉バルブ４５を介して手動噴霧ホース４６に接続する。４７は手動噴霧ホース４６の巻取器を示す。４８は給水系であり、３１は前述した給水ホース、４９は給水ストレーナ、５０は給水ポンプをそれぞれ示す。

一方、図３には、スピードスプレーヤＭの主要部の模式的レイアウト構造を示す。エンジン２３にはトランスミッション５５を接続する。このトランスミッション５５の回転出力は、後輪側の回転伝達系５６を介して後輪２２…に伝達される。他方、エンジン２３の回転出力は、ファンクラッチ５７及び伝達シャフト５８を介して送風ファン６に伝達されるとともに、前述した電磁クラッチ３８を介して噴霧ポンプ３側に伝達される。また、エンジン２３の近傍には、エンジン２３をアイドル運転させるためのソレノイド５９を配設する。さらに、運転席２５には、噴霧ポンプ３（電磁クラッチ３８）をＯＮ／ＯＦＦする手動によるポンプスイッチ１１，送風ファン６（ファンクラッチ５７）をＯＮ／ＯＦＦする手動によるファンスイッチ１２及びイグニッションキー１３を備える。３３は前輪２１…を操舵する前述したステアリングハンドルを示す。なお、図３において、図２と同一部分には同一符号を付してその構成を明確化した。

次に、本実施形態に係る制御装置１の構成について、図１〜図５を参照して具体的に説明する。

制御装置１は、図１及び図４に示す制御部６０を備える。制御部６０は、マイクロコンピュータ及びメモリ等のハードウェアによるコンピューティング機能を備え、格納した処理プログラムにより各種のシーケンス制御をはじめ、本実施形態に係る制御装置１の制御処理を行うことができるなど、制御全体の中枢を司る。

制御部６０における出力ポートは、前述した電磁クラッチ３８及びソレノイド５９に接続するとともに、アクチュエータ６１を介してファンクラッチ５７に接続する。また、制御部６０の出力ポートは、リレー６２を介してセルモータ６３に接続する。他方、制御部６０の入力ポートには、前述したポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２を接続する。ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２は、それぞれスイッチランプ１１Ｌ及び１２Ｌを一体に備えており、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２をそれぞれＯＮにしたときに点灯し、ＯＦＦにしたときに消灯する。さらに、このスイッチランプ１１Ｌ及び１２Ｌは、警告灯（アラームランプ）を兼用し、後述するように薬液センサ５により薬液タンク２に薬液Ｌが無いことを検出したなら間歇点灯（点滅）する。キースイッチ（イグニッションキー）１３は、制御部６０及びリレー６２に接続する。

また、制御部６０の入力ポートには、薬液センサ５を接続する。薬液センサ５は、薬液タンク２に収容した薬液Ｌの残量が低下したことを検出する薬液残量検出手段Ｆｄを構成するものであり、本実施形態では、静電容量形センサ５ｃを使用し、図５に示すように、薬液タンク２と噴霧ポンプ３間に接続する送液管４の外周面４ｓに付設する。静電容量形センサ５ｃを外周面４ｓに付設する際は、図５に示すように、一対の取付ブラケット８１，８２を静電容量形センサ５ｃに取付け、各取付ブラケット８１，８２に設けたバンド８１ｂ，８２ｂを送液管４の外周面４ｓに巻付けて取付ける。静電容量形センサ５ｃは、送液管４内を流れる薬液Ｌの有無により変化する誘電率に基づいて薬液Ｌの有無を検出することができ、取付場所に応じて検出感度を調整できる。薬液センサ５に、このような静電容量形センサ５ｃを用いることにより、薬液Ｌに影響されない非接触状態に取付けることができるとともに、容易に組付けることができ、既存のスピードスプレーヤにも容易に後付けすることができる利点がある。なお、図１及び図２には薬液センサ５の具体的な取付位置を明示する。

さらに、制御部６０には、この薬液センサ５による薬液無の検出時間が予め設定した所定時間Ｔｓ以上のときに所定の対応処理を行う制御手段Ｆｃを設ける。この場合、所定時間Ｔｓは、外乱等により一時的に生じる正規でない薬液無の検出状態をキャンセルする時間であり、所定時間Ｔｓの長さは、薬液センサ５の取付位置や送液管４の構成等に応じて適宜選定することができる。また、制御手段Ｆｃによる所定の対応処理には、噴霧ポンプ３及び送風ファン６を自動で停止させる制御処理、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＮであることを条件として薬液センサ５による検出を有効にする制御処理、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＦＦであることを条件としてイグニッションキー１３のＯＮを有効にする制御処理をはじめ、ソレノイド５９を駆動してエンジン２３をアイドル運転に切換える切換処理、スイッチランプ１１Ｌ及び１２Ｌを点滅させる警告表示処理が含まれる。

次に、本実施形態に係る制御装置１の動作（処理）について、図１〜図５を参照しつつ図６に示すフローチャートに従って具体的に説明する。

今、運転者（作業者）がイグニッションキー（キースイッチ）１３をＯＮにした場合を想定する（ステップＳ１）。この際、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＦＦであることを条件としてイグニッションキー１３のＯＮを有効にする制御処理が行われる（ステップＳ２，Ｓ３）。これにより、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＦＦのときのみセルモータ６３が起動するも、ポンプスイッチ１１，ファンスイッチ１２の一方又は双方がＯＮになっているときは、イグニッションキー１３のＯＮは有効にならない。この結果、セルモータ６３は起動しない。したがって、ポンプスイッチ１１，ファンスイッチ１２の一方又は双方がＯＮになっているときは、運転者はポンプスイッチ１１，ファンスイッチ１２の一方又は双方を手動操作によりＯＦＦにすればよい（ステップＳ４）。このような制御処理により、ポンプスイッチ１１，ファンスイッチ１２の一方又は双方がＯＮの状態、即ち、トランスミッション５５やクラッチ３８，５７等が接続された状態でエンジン２３が始動する不具合を回避することができ、トランスミッション５５やクラッチ３８，５７等の保護を図ることができる。そして、セルモータ６３の起動によりエンジン２３が始動する（ステップＳ３）。これにより、スピードスプレーヤＭは、通常の走行を行うことができる。

一方、薬液散布作業を行う際には、運転者はポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方をＯＮにする。ポンプスイッチ１１のＯＮにより電磁クラッチ３８がＯＮし、エンジン２３の回転出力が噴霧ポンプ３に伝達されることにより噴霧ポンプ３がＯＮの状態になる。また、ファンスイッチ１２のＯＮによりファンクラッチ５７がＯＮし、エンジン２３の回転出力が送風ファン６に伝達されることにより送風ファン６がＯＮの状態になる。これにより、薬液タンク２の薬液Ｌは、噴霧ポンプ３により送出され、噴射ノズルＮ…から噴射されるとともに、送風ファン６の送風によって噴射空間Ｓから放射方向の所定範囲に噴霧される通常の薬液散布作業が行われる。

この際、制御部６０では、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＮであることを条件として薬液センサ５による検出を有効にする制御処理が行われる。薬液散布作業の際には、ポンプスイッチ１１及びファンスイッチ１２の双方がＯＮになるため、薬液センサ５による検出が有効に行われる（ステップＳ５，Ｓ６）。このような制御処理により、例えば、ポンプスイッチ１１、即ち、噴霧ポンプ３のみをＯＮにして薬液タンク２や送液管４等の洗浄や水抜きを行う際に、薬液センサ５による薬液無の検出により噴霧ポンプ３が自動で停止してしまう不具合を回避できる。

そして、薬液タンク２に薬液Ｌが収容された状態にあれば、薬液Ｌは送液管４を流れるため、薬液センサ５により薬液有の検出が行われる。しかし、薬液タンク２に薬液Ｌが無くなれば、薬液Ｌは送液管４を流れなくなり、薬液センサ５により薬液無の検出が行われる（ステップＳ７）。薬液無の検出が行われた場合、制御部６０は、薬液無の検出が行われる時間を計時する（ステップＳ８）。この際、薬液無の検出時間が予め設定した所定時間Ｔｓ以上になったときは、薬液Ｌが無くなったものと判断し、所定の対応処理を行う（ステップＳ９，Ｓ１０）。

所定の対応処理としては、まず、噴霧ポンプ３及び送風ファン６を自動で停止させる制御処理を行う。即ち、電磁クラッチ３８及びファンクラッチ５７の双方をＯＦＦにする制御を行う。これにより、ブザー等による警告手段の難点、即ち、運転に集中していたり騒音の大きい環境下で作業者（運転者）が警告に気付かずに過ぎてしまう難点を排除し、薬液Ｌが無くなった状態での噴霧ポンプ３の空運転を確実に回避できる。また、ソレノイド５９を駆動してエンジン２３をアイドル運転に切換える切換処理を行うとともに、スイッチランプ１１Ｌ及び１２Ｌに対して、スイッチランプ１１Ｌ及び１２Ｌを点滅させる警告表示処理を行う。これにより、運転者は薬液Ｌが無くなったことを確実かつ速やかに認識することができる。

なお、薬液無の検出時間が所定時間Ｔｓ以上になることなく、薬液無の検出状態が終了した際には、外乱等により一時的に生じる正規でない薬液無の検出状態と判断できるため、計時処理をリセットする（ステップＳ１１）。このような所定の対応処理により、運転者は、薬液タンク２に薬液Ｌを追加することができる。この際、イグニッションキー１３をＯＦＦにしてエンジン２３を停止させれば、スイッチランプ１１Ｌ及び１２Ｌの点滅などの制御処理はリセットされる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。

よって、このような本実施形態に係る制御装置１によれば、薬液タンク２と噴霧ポンプ３間を接続する送液管４に流れる薬液Ｌの有無を薬液センサ５により検出し、この薬液センサ５による薬液無の検出時間が予め設定した所定時間Ｔｓ以上のときに所定の対応処理を行うようにしたため、スピードスプレーヤＭに搭載する薬液タンク２に収容した薬液Ｌのレベルが正規のレベルに対して大きく変動して不安定な状態であっても、薬液Ｌが無くなったことを正確かつ安定して検出することができ、薬液Ｌの有無に係わる誤検出、更にはこれに伴う誤動作を回避できる。

なお、本実施形態では、薬液センサ５を送液管４に取付けるため、薬液タンク２に収容した薬液Ｌのレベルを直接検出するレベル検出手段Ｆｄｓと組合わせて使用することも有効である。図１に、薬液Ｌのレベルを直接検出するフロートスイッチ８１を仮想線で示す。このように、制御手段Ｆｃに、薬液センサ５の検出結果とレベル検出手段Ｆｄｓの検出結果を組合わて制御する制御機能を設ければ、例えば、レベル検出手段Ｆｄｓの検出結果により予備警報を出したり、レベル検出手段Ｆｄｓの検出結果と薬液センサ５の検出結果を併せて判定できるなど、制御手段Ｆｃの多機能性及び信頼性をより高めることができる利点がある。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，制御手法，数量等において、本発明の要旨（精神）を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、薬液センサ５として、静電容量形センサ５ｃを利用した場合を示したが、送液管４に流れる薬液Ｌの有無を検出できるものであれば、電気抵抗検出形など他のセンサの使用を排除するものでない。また、レベル検出手段Ｆｄｓとして、フロートスイッチ８１を利用する場合を示したが、薬液Ｌのレベルを直接検出できる反射型光センサ等の各種検出手段を適用することができる。さらに、所定の対応処理として、例示以外の他の対応処理を排除するものではない。したがって、例えば、警告表示処理として、スイッチランプ１１Ｌ及び１２Ｌを点滅させる代わりに、専用の警告ランプを配設したり、ブザー等の音による警告手段との組み合わせも可能である。

本発明の最良の実施形態に係る制御装置を含む薬液回路の系統図、同制御装置を備えるスピードスプレーヤの左側面図、同制御側面を備えるスピードスプレーヤの主要部の模式的レイアウト構造を示す平面構成図、同制御装置のブロック系統図、同制御装置における薬液センサを送液管に取付けた状態を示す側面図、同制御装置の動作（処理）を説明するためのフローチャート、

符号の説明

１：制御装置，２：薬液タンク，３：噴霧ポンプ，４：送液管，４ｓ：送液管の外周面，５：薬液センサ，５ｃ：静電容量形センサ，６：送風ファン，１１：ポンプスイッチ，１２：ファンスイッチ，１３：イグニッションキー，Ｌ：薬液，Ｆｄ：薬液残量検出手段，Ｆｃ：制御手段，Ｆｄｓ：レベル検出手段，Ｍ：スピードスプレーヤ

Claims

少なくとも、薬液タンクに収容した薬液の残量が所定量以下になったことを検出する薬液残量検出手段と、この薬液残量検出手段により残量が所定量以下になったことを検出したなら所定の対応処理を行う制御手段を備えるスピードスプレーヤの制御装置において、前記薬液タンクとこの薬液タンクの薬液を送出する噴霧ポンプ間を接続する送液管に流れる薬液の有無を検出する薬液センサを用いた薬液残量検出手段と、前記噴霧ポンプをＯＮ／ＯＦＦする手動によるポンプスイッチ及び前記噴霧ポンプにより送出した薬液を飛散させる送風ファンをＯＮ／ＯＦＦする手動によるファンスイッチの双方がＯＮであることを条件に前記薬液センサによる検出を有効にする制御処理を行うとともに、前記薬液センサによる薬液無の検出時間が予め設定した所定時間以上のときに、少なくとも、前記噴霧ポンプ及び前記送風ファンを自動で停止させる制御処理を行う制御手段とを備えることを特徴とするスピードスプレーヤの制御装置。
前記薬液センサは、前記送液管の外周面に付設する静電容量形センサを用いることを特徴とする請求項１記載のスピードスプレーヤの制御装置。
前記制御手段は、前記ポンプスイッチ及び前記ファンスイッチの双方がＯＦＦであることを条件にイグニッションキーのＯＮを有効にする制御処理を行うことを特徴とする請求項１記載のスピードスプレーヤの制御装置。
前記制御手段は、前記薬液タンクに収容した薬液のレベルを直接検出するレベル検出手段Ｆｄｓの検出結果と組合わせた制御を行う制御機能を備えることを特徴とする請求項１又は３記載のスピードスプレーヤの制御装置。