JP5763438B2 - ブームスプレーヤ及びブーム制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、防除液を散布するブームスプレーヤ、及びブームスプレーヤのブームの振動を制振するブーム制振装置に関するものである。

従来のブームスプレーヤとして、特許文献１には、リフトシリンダ３を駆動してリフトリンク２を動作させることによってリフトフレーム１に装着された散布ブーム６を昇降させるものが開示されている。また、リフトリンク２に設けられたダンパー４が、車体４０の走行揺動時に、リフトリンク２の拡縮作用を緩和してリフトフレーム１の上下動や左右傾斜を少なくすることが記載されている。

特開２００１−２６９１０６号公報

一般的に、ブームスプレーヤのブームは片持ち支持構造である。したがって、ブームスプレーヤの作業時に圃場の凹凸によって車体が振動した場合には、車体に入力された振動がブームに伝達されてブームが激しく振動してしまう。

特許文献１に記載のダンパー４は、リフトリンク２に設けられるものであるため、ブームの振動を効果的に低減することはできない。

ブームが激しく振動した場合には、防除液の散布にムラが生じるため、作業スピードが遅くなり、防除液散布の効率が低下する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブームの振動を低減することができるブーム制振装置を提供することを目的とする。

本発明は、車体に取り付けられたリンクアームと、一端が前記リンクアームに支持され他端が自由端として設けられ防除液を散布するブームと、を備えるブームスプレーヤの前記ブームの振動を制振するブーム制振装置であって、前記ブームに当該ブームと平行に緩衝器が設けられ、前記緩衝器の両端が連続した一つの前記ブームに設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ブーム自体に緩衝器が設けられるため、ブームの振動に伴って緩衝器が減衰機能を発揮し、ブームの振動を低減することができる。

本発明の実施の形態に係るブームスプレーヤの左側面図である。 本発明の実施の形態に係るブームスプレーヤにおけるリンクアーム及びブームの正面図である。 緩衝器３０を第１ブーム２１の真下に設けた場合の平面模式図である。 緩衝器３０を第１ブーム２１に対して前後方向にオフセットして設けた場合の平面模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係るブームスプレーヤ１００について説明する。

ブームスプレーヤ１００は、圃場を走行しながら防除液を散布する農業用の作業機である。

ブームスプレーヤ１００は、車体１の前方側に取り付けられたリンクアーム２と、車体１とリンクアーム２との間に介装されリンクアーム２を昇降する昇降シリンダ３と、一端がリンクアーム２に支持され他端が自由端として設けられ防除液を散布するブーム４とを備える。

リンクアーム２は、車体１の左右両側部に取り付けられた一対のベース１０のそれぞれに固定された一対のベースリンク２ａと、ブーム４の一端が支持され正面視が四角形状（図２参照）のフロントリンク２ｂと、一対のベースリンク２ａとフロントリンク２ｂとの上部間にピン１１及びピン１２を介して回動自在に連結された一対の上部リンク２ｃと、一対のベースリンク２ａとフロントリンク２ｂとの下部間にピン１３及びピン１４を介して回動自在に連結された一対の下部リンク２ｄとを備える。上部リンク２ｃと下部リンク２ｄは互いに平行に設けられる。図１に示すように、ベースリンク２ａ、フロントリンク２ｂ、上部リンク２ｃ、及び下部リンク２ｄによって、側面視が平行四辺形状のリンク機構が構成される。なお、図１では、車体１の左側部に設けられたベース１０、ベースリンク２ａ、上部リンク２ｃ、及び下部リンク２ｄを示したが、車体１の右側部にもベース１０、ベースリンク２ａ、上部リンク２ｃ、及び下部リンク２ｄが設けられる。

昇降シリンダ３は、作動油が封入されたシリンダチューブ３ａと、シリンダチューブ３ａに摺動自在に挿入されたピストンロッド３ｂとを備える。シリンダチューブ３ａの内部は、ピストンロッド３ｂによってピストン側室３ｃとロッド側室３ｄとに区画される。ピストンロッド３ｂのピストンには、ピストン側室３ｃとロッド側室３ｄとの間で作動油の行き来を許容する流路３ｅが形成される。リンクアーム２を支持するピストン側室３ｃに対しては作動油給排装置（図示せず）によって作動油が給排され、その作動油の給排に応じてピストン側室３ｃが拡縮して昇降シリンダ３が伸縮する。このように、本実施の形態では、昇降シリンダ３は単動形油圧シリンダである。なお、これに代えて、昇降シリンダ３を複動形油圧シリンダにて構成するようにしてもよい。

昇降シリンダ３は、シリンダチューブ３ａの基端部がピン１５を介してベース１０に回動自在に連結され、ピストンロッド３ｂの先端部がピン１６を介して上部リンク２ｃに回動自在に連結される。このように、昇降シリンダ３は、ベース１０と上部リンク２ｃとの間に介装され、車体１の左右両側に一対設けられる。

一対の昇降シリンダ３は同期して伸縮する。昇降シリンダ３の伸縮に伴ってリンクアーム２は車体１に対して昇降し、それに伴ってフロントリンク２ｂに支持されたブーム４も昇降する。具体的には、昇降シリンダ３が伸長すれば、リンクアーム２が上昇してブーム４も上昇する。一方、昇降シリンダ３が収縮すれば、リンクアーム２が下降してブーム４も下降する。このように、昇降シリンダ３を伸縮させることによって、圃場の作物に対するブーム４の高さを調節することができる。

ブーム４は、一対のブーム４ａ，４ｂからなる。ブーム４ａは一端がフロントリンク２ｂの左端部に支持され他端が自由端として設けられ、ブーム４ｂは一端がフロントリンク２ｂの右端部に支持され他端が自由端として設けられる。ブーム４ａ，４ｂは、基端部がフロントリンク２ｂに対して水平方向に回動自在に取り付けられる。図１及び図２に示す状態は、ブーム４ａ，４ｂが車体１の左右水平方向に延在した展開状態であり、この状態で防除液の散布が行われる。図１及び図２に示す状態からブーム４ａ，４ｂが車体１の後方に向かって略９０度回動することによって、ブーム４ａ，４ｂはそれぞれ車体１の左右両側部に沿って折り畳まれた折畳状態となる。このように、ブーム４ａ，４ｂは、防除液散布時の展開状態と非散布時の折畳状態とに切り替えられる。この切り替え動作は、図示しない油圧シリンダ、電動モータ、滑車、チェーン、ワイヤ等によって行われる。

ブーム４ａとブーム４ｂは同じ構成であるため、以下では、車体１の左側に設けられるブーム４ａについて説明し、ブーム４ｂについてはブーム４ａと同じ構成には同一の符号を付し説明を省略する。

ブーム４ａは、一端がフロントリンク２ｂに支持された第１ブーム２１と、第１ブーム２１の先端部に設けられたスライドブラケット２３に支持された第２ブーム２２とを備える。スライドブラケット２３には、第２ブーム２２に沿って延設されたレール（図示せず）を支持する滑車（図示せず）が設けられる。第２ブーム２２は、スライドブラケット２３の滑車にレールが案内されることによって、第１ブーム２１に沿って移動可能である。図１及び図２に示す状態は、第２ブーム２２が第１ブーム２１に対して前進して第１ブーム２１と第２ブーム２２がスライドブラケット２３を介して直列に連結された直列状態であり、この状態で防除液の散布が行われる。なお、第１ブーム２１に対する第２ブーム２２の前進量は圃場の大きさに応じて調節され、防除液の散布が行われる。図１及び図２に示す状態から第２ブーム２２が第１ブームに対して後退することによって第１ブーム２１と第２ブーム２２が平行に配設された収納状態となる。このように、ブーム４ａは、防除液散布時の直列状態と非散布時の収納状態とに切り替えられる。この切り替え動作は、図示しない油圧シリンダ、電動モータ、滑車、チェーン、ワイヤ等によって行われる。

第１ブーム２１と第２ブーム２２が直列状態である場合には、ブーム４ａは、第１ブーム２１の基端部がフロントリンク２ｂに支持され、第２ブーム２２の先端部が自由端となる片持ち支持構造となる。したがって、ブーム４ａの自重によって第２ブーム２２の先端部側が下方に撓んだ状態となる。そこで、フロントリンク２ｂとスライドブラケット２３との間には、第１ブーム２１を支持するスプリング２４が介装される。スプリング２４によって第１ブーム２１が上方に引っ張られるため、第２ブーム２２の先端部側の下方への撓みが低減される。なお、スプリング２４に変わり、ワイヤを用いてもよい。

第１ブーム２１及び第２ブーム２２のそれぞれには、車体１に搭載された防除液タンク（図示せず）から防除液が導かれる。第１ブーム２１及び第２ブーム２２の下面には、防除液を散布するためのノズル２５が第１ブーム２１及び第２ブーム２２の長手方向に沿って複数設けられる。防除液タンクから第１ブーム２１及び第２ブーム２２に導かれた防除液は、複数のノズル２５を通じて圃場に散布される。なお、図２では、第１ブーム２１に設けられるノズル２５の図示を省略している。

防除液を散布する際には、ブーム４ａ，４ｂは、車体１の左右水平方向に延在した展開状態に設定されると共に、第１ブーム２１と第２ブーム２２が直列に連結された直列状態に設定される（図２に示す状態）。この状態では、ブーム４ａ，４ｂは片持ち支持構造となる。ブームスプレーヤ１００は、ブーム４ａ，４ｂを片持ち支持した状態で走行し、走行しながらブーム４ａ，４ｂのノズル２５から防除液を散布する。

ブームスプレーヤ１００が圃場を走行する際には、圃場の凹凸部によって車体１が振動する。車体１が振動すると、車体１に連結されたリンクアーム２及び昇降シリンダ３も車体１と共に振動し、リンクアーム２に支持されたブーム４ａ，４ｂに伝達される。ブーム４ａ，４ｂは、片持ち支持構造であるため、基端部側がリンクアーム２と共に振動するのに対して、自由端側は撓んで振動する。この自由端側が撓んで振動する事象を、以下では「撓み振動」と称する。

ブーム４ａ，４ｂの自由端側は、ブームスプレーヤ１００が圃場の凹凸部を走行することによって車体１の上下方向に撓み振動（以下「上下振動」と称する。）すると共に、車体１が凸部に乗り上げる際には車体１の前後方向（走行方向）に撓み振動（以下「前後振動」と称する。）する。ブーム４ａ，４ｂが上下振動した場合には、ブーム４ａ，４ｂが作物に接触するおそれがあり、上下振動が大きい場合には圃場に接触してブーム４ａ，４ｂやノズル２５が破損するおそれがある。また、ブーム４ａ，４ｂが前後振動した場合には、ブームスプレーヤ１００の走行方向に防除液が均一に散布されずムラが生じ、作業スピードが遅くなる。作業スピードが遅くなると、防除液散布の効率が低下する。

ブーム４ａ，４ｂの撓み振動を低減するため、ブームスプレーヤ１００にはブーム制振装置が設けられる。以下では、ブーム制振装置について説明する。

ブーム制振装置として、ブーム４ａ，４ｂのそれぞれには、ブーム４ａ，４ｂと平行に緩衝器３０が設けられる。

緩衝器３０は、作動流体が封入されたシリンダチューブ３１と、シリンダチューブ３１に摺動自在に挿入されシリンダチューブ３１内をピストン側室３２とロッド側室３３とに区画するピストンロッド３４とを備える緩衝器である。

シリンダチューブ３１の内部には、ピストンロッド３４の侵入退出によるシリンダチューブ３１内の容積変化を補償するガス室３５が設けられる。ピストンロッド３４のピストンには、緩衝器３０の伸縮に伴ってピストン側室３２とロッド側室３３との間での作動流体の通過を許容し、通過する作動流体の流れに抵抗を付与して減衰力を発生する減衰部３６が設けられる。なお、本実施の形態では、シリンダチューブ３１を単筒シリンダとして説明しているが、複筒式シリンダにて構成してもよい。

第１ブーム２１の基端側には連結板４１が連結され、その連結板４１には第１ブラケット３７が結合される。また、第１ブーム２１の先端側には連結板４２が連結され、その連結板４２には第２ブラケット３８が結合される。緩衝器３０は、シリンダチューブ３１の基端部がピン３９を介して第１ブラケット３７に回動自在に連結され、ピストンロッド３４の先端部がピン４０を介して第２ブラケット３８に回動自在に連結される。なお、シリンダチューブ３１の基端部をピン４０を介して第２ブラケット３８に回動自在に連結すると共に、ピストンロッド３４の先端部をピン３９を介して第１ブラケット３７に回動自在に連結するようにしてもよい。このように、緩衝器３０は、第１ブーム２１の胴部外周面に連結された第１ブラケット３７と第２ブラケット３８の間に回動自在に設けられる。

上述のように、ブーム４ａ，４ｂが撓んだ場合には、その撓みによってピン３９とピン４０との間の距離が短くなるため、ピストンロッド３４がシリンダチューブ３１に侵入して緩衝器３０は収縮する。そして、ブーム４ａ，４ｂの撓みが戻れば、ピン３９とピン４０との間の距離も元に戻るため、ピストンロッド３４がシリンダチューブ３１から退出して緩衝器３０は伸長する。したがって、ブーム４ａ，４ｂが撓み振動すれば、その振動に伴って緩衝器３０は伸縮する。緩衝器３０が伸縮すれば、ピストン側室３２とロッド側室３３との間で減衰部３６を通じて作動流体が行き来するため、緩衝器３０は減衰力を発生する。この減衰力によってブーム４ａ，４ｂの撓み振動は減衰する。このように、ブーム４ａ，４ｂの撓み振動に伴う緩衝器３０の伸縮によって、ブーム４ａ，４ｂの撓み振動を低減することができる。

緩衝器３０はブーム４ａ，４ｂの撓み振動に伴って伸縮するものであるため、緩衝器３０のストロークは小さい。小さいストロークにてより大きさ減衰力を発生させるために、緩衝器３０は高剛性緩衝器を用いるのが望ましい。具体的には、作動流体として、脂肪酸エステル等の高密度作動油や水系作動油を用いるのが望ましい。

また、緩衝器３０のストロークを大きくするため、第１ブーム２１の先端側に連結される第２ブラケット３８は、撓み量が大きな第１ブーム２１のより先端側に設けるのが望ましい。

図１に示すように、緩衝器３０は、第１ブーム２１に対して後方向にオフセットして設けられる。つまり、緩衝器３０は、第１ブーム２１の真下ではなく、第１ブーム２１の後方に所定距離だけ隔てて設けられる。緩衝器３０のオフセット量は、連結板４１，４２の長さを調節することに設定される。なお、緩衝器３０を第１ブーム２１に対して前方向にオフセットして設けてもよい。つまり、緩衝器３０は、第１ブーム２１に対して前後方向（走行方向）にオフセットして設けられる。

緩衝器３０を第１ブーム２１に対して前後方向にオフセットして設けることによって、ブーム４ａ，４ｂの前後振動をより効果的に低減することができる。この理由について、図３及び図４を参照して説明する。図３は緩衝器３０を第１ブーム２１の真下に設けた場合の平面模式図であり、図４は緩衝器３０を第１ブーム２１に対して後方向にオフセットして設けた場合の平面模式図である。図３及び図４の（ａ）図は第１ブーム２１に前後方向の撓みが無い状態であり、（ｂ）図は第１ブーム２１が後方向に撓んだ状態である。なお、図３（ｂ）と図４（ｂ）の第１ブーム２１の撓み量は同じである。

図３（ｂ）及び図４（ｂ）からわかるように、第１ブーム２１の撓み量が同じであっても、後方向にオフセットして設けられる緩衝器３０の方がピン３９とピン４０との間の距離が短く、ストロークが大きいことがわかる。したがって、第１ブーム２１に対する前後方向のオフセット量を大きくして緩衝器３０を設けることによって、緩衝器３０が発生する減衰力を大きくすることができ、ブーム４ａ，４ｂの前後振動をより効果的に低減することができる。

以上の実施の形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

ブーム４自体に緩衝器３０が設けられるため、ブーム４の撓み振動に伴って緩衝器３０が伸縮して減衰機能を発揮する。これにより、ブーム４の撓み振動を低減することができる。したがって、ブーム４やノズル２５の破損を防止することができると共に、走行方向に防除液を均一に散布することができるため、防除液散布の効率が向上する。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、ブーム４ａ，４ｂのうち片方のみを設ける構成にしてもよい。

また、以上の実施の形態では、緩衝器３０は、第１ブーム２１に対して後方向にオフセットして設けられると説明した。しかし、緩衝器３０を第１ブーム２１に対してオフセットさせずに、第１ブーム２１の真上又は真下に設けるようにしてもよい。緩衝器３０を第１ブーム２１の真下に設ける場合、ノズル２５が緩衝器３０に干渉しないように、ノズル２５の配置及び形状を調整する必要がある。

また、ブームスプレーヤ１００は、エンジンやモータ等を備える自走式、エンジンやモータ等を備える走行体に牽引される牽引式のいずれでもあってもよい。

本発明に係るブーム制振装置は、圃場を走行しながら防除液を散布するブームスプレーヤのブームの振動を制振する装置として用いることができる。

１００ ブームスプレーヤ
１ 車体
２ リンクアーム
３ 昇降シリンダ
４ ブーム
２１ 第１ブーム
２２ 第２ブーム
２５ ノズル
３０ 緩衝器
３７ 第１ブラケット
３８ 第２ブラケット
３９，４０ ピン
４１，４２ 連結板

Claims (4)

1. 車体に取り付けられたリンクアームと、
   一端が前記リンクアームに支持され他端が自由端として設けられ防除液を散布するブームと、
   を備えるブームスプレーヤの前記ブームの振動を制振するブーム制振装置であって、
   前記ブームに当該ブームと平行に緩衝器が設けられ、
   前記緩衝器の両端が連続した一つの前記ブームに設けられることを特徴とするブーム制振装置。
2. 前記緩衝器は、前記ブームに対して前記車体の走行方向にオフセットして設けられることを特徴とする請求項１に記載のブーム制振装置。
3. 前記ブームに連結された一対のブラケットをさらに備え、
   前記緩衝器は、
   作動流体が封入されたシリンダチューブと、
   前記シリンダチューブに摺動自在に挿入されたピストンロッドと、を備え、
   前記シリンダチューブの基端部が前記一対のブラケットの一方に回転自在に連結され、前記ピストンロッドの先端部が前記一対のブラケットの他方に回転自在に連結されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブーム制振装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のブーム制振装置を備えるブームスプレーヤ。

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