JP6478842B2 - スライドブーム装置及びこれを備えるブームスプレーヤ - Google Patents

Description

本発明は、スライドブーム装置及びこれを備えるブームスプレーヤに関するものである。

ブームスプレーヤなどに用いられるブーム装置は、スライド式の伸縮機構を備えており、散布作業時には、ブーム装置を展開し且つ伸ばして作業を行い、旋回時や収納時には、ブーム装置を縮めて折り畳み状態にしている。スライド式の伸縮機構を備えたブーム装置（以下、スライドブーム装置という）は、支持ブームに対して移動ブームを長手方向にスライド自在に支持し、移動ブームを支持ブームに対してスライドさせる駆動装置を備えている（下記特許文献１参照）。

実公平５−４１８０３号公報

スライドブーム装置の駆動は、スイッチ操作で行われるが、スイッチとして、一般にモーメンタリ式のスイッチが採用されている。モーメンタリ式のスイッチは、ユーザがスイッチを操作したときのみスライド動作が行われるので、スライド動作を継続するためには、ユーザがスイッチ操作をオン状態に保持し続けることが必要になる。

ブームスプレーヤは、通常、左右のブームを独立して動作させることができるものであり、前述したモーメンタリ式のスイッチを採用しているスライドブーム装置では、左右のブームの伸び時間や縮み時間に差がある場合があることから、常に左右を目視しながらブームの伸縮操作を行うことが必要になる。また、ブームが最も伸びた状態から最も縮んだ状態（或いはその逆）になるまでには、ある程度の時間（通常１０秒程度）を要するので、ユーザはその間スイッチ操作をオン状態に保持し続けなければならず、その間何らほかの操作を行うことができない状態になる。

そして、ブームが最も伸びた状態や最も縮んだ状態になって更にスイッチ操作をオン状態に保持し続けた場合には、モータなどの駆動源に過負荷を与えることになるので、モーメンタリ式のスイッチを採用したスライドブーム装置の場合には、ブーム伸縮操作が、ユーザにとって気を遣う・煩わしい操作になる問題があった。ブームスプレーヤにおけるブームの伸縮操作は、圃場内での旋回時に毎回必要になり、作業中に頻繁に行う操作であることから、この操作を行っている間に他の操作を行うことができない従来装置は、効率的な作業を行い難い問題があった。

これに対して、前述した特許文献１に記載される従来技術は、スイッチをオルタネート式にして、移動ブームのスライドが伸び端に達したことを検知するリミットスイッチを設けることで、ブーム伸びの自動操作を可能にしている。しかしながら、この従来技術のようにリミットスイッチやセンサを用いて、スライドが伸び端や縮み端に達したことを検知するものでは、農作業による泥・埃・薬剤の付着でリミットスイッチやセンサが誤動作や故障を起こすことが避けられず、誤動作や故障に気づかずに駆動装置のオン状態が継続されてしまい、駆動源に過剰な負荷を与え続けてしまう問題があった。

また、リミットスイッチやセンサを用いると、ハーネスの配策が必要になるので、繰り返しのブーム動作でもハーネスが断線しない配線構造が必要になり、コストアップや設計の自由度が低くなるなど、製作上の問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、ブームの伸縮操作を気遣い無く簡易に行えるようにすること、スライドブーム装置の駆動源に過剰な負荷を与え続けることを回避すること、ブームスプレーヤの効率的な作業を可能にすること、簡単且つ安価で装着可能であり、既存のスライドブーム装置への後付け装着を可能にすること、などが本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるスライドブーム装置は、以下の構成を具備するものである。
支持ブームと、該支持ブームに対してスライド自在に支持される移動ブームと、該移動ブームをスライド動作させるスライド機構と、該スライド機構を駆動する駆動装置とを備え、前記駆動装置は、駆動源となるモータと、前記モータの駆動回路を接続・遮断するオルタネート式の操作スイッチと、前記モータを駆動する電流値を検出し、検出された電流値を設定した閾値と比較して、前記モータの過負荷が継続した場合に前記駆動回路を遮断制御する制御部とを備えることを特徴とするスライドブーム装置。

このような特徴を有する本発明のスライドブーム装置は、ブームの伸縮操作時に、ユーザは操作スイッチをオン状態に保持し続ける必要が無く、ブームのスライド動作が伸び端又は縮み端に到達してモータの過負荷が継続するとブームの移動が自動停止する。これにより、ユーザはブーム伸縮操作時の気を遣う・煩わしい操作から解放され、また、駆動源となるモータに過剰な負荷が加わり続ける不具合を解消することができる。

また、リミットスイッチやセンサによる伸び端や縮み端の検知を行わないので、泥・埃・薬剤などの付着による誤動作や故障を抑止してスライド動作の確実性を維持することができる。また、スライド機構内での複雑な配線構造を無くして、低コストで設計の自由度が高い装置を得ることができる。特に、スライド途中位置でスライド動作を止めて散布幅を任意に設定する場合には、スライド途中位置にモータの過負荷を継続させる過負荷継続部を設けるだけでよいので、簡単な構成の追加で設計の自由が高い動作を行うことができる。

本発明の実施形態に係るスライドブーム装置の構成例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係るスライドブーム装置における駆動装置の構成例を示した説明図である（（ａ）が正常動作時、（ｂ）が緊急動作時の状態を示す。）。 制御部の動作例を示した説明図である（（ａ）が閾値を固定値として予め設定する場合、（ｂ）が閾値を自動設定する場合）。 スライドブーム装置の他の動作例を示した説明図であり、スライド途中位置でスライド動作を停止させる例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係るスライドブーム装置を備えたブームスプレーヤを示した説明図（全体斜視図）である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスライドブーム装置１の構成例を示している。スライドブーム装置１は、支持ブーム２と、支持ブーム２に対してスライド自在に支持される移動ブーム３と、移動ブーム３をスライド動作させるスライド機構４と、スライド機構４を駆動する駆動装置１０とを備えている。このスライドブーム装置１は、後述するブームスプレーヤにはサイドブームとして装備することができる。

支持ブーム２は、基端部がブームスプレーヤの走行機体に装備されるセンターブームの端部に対して、展開自在又は傾斜自在に装着されるものであり、複数のノズル２Ａと、ノズル２Ａに連通する配管２Ｂを備えている。また、支持ブーム２には、後述するスライド機構４が装備されている。

移動ブーム３は、支持ブーム２と同様に、複数のノズル３Ａと、ノズル３Ａに連通する配管３Ｂを備えており、支持ブーム２の一端側から先端が突出するように、支持ブーム２に対してスライド自在に支持されている。移動ブーム３の端部には、スライド機構４が連結されている。

支持ブーム２の内部には、その長手方向に沿ってレール２Ｃが設けられ、移動ブーム３の基端部には、そのレール２Ｃ上を転動するローラ３Ｃが軸支されている。また、移動ブーム３には、その長手方向に沿ってレール３Ｄが設けられ、支持ブーム２の端部には、レール３Ｄ上を転動するローラ２Ｄが軸支されている。

スライド機構４は、支持ブーム２の基端部と先端部にそれぞれ設けたプーリ（或いはスプロケット）４Ａ，４Ｂとそれに巻き掛けられるワイヤ（或いはチェン）４Ｃを備えており、ワイヤ４Ｃの一部に移動ブーム３の基端部が連結されている。そして、支持ブーム２の基端側に設けたプーリ４Ａが駆動源となるモータ１１によって左右両方向に回転駆動されるようになっている。

図２は、駆動装置１０の構成例を示している。駆動装置１０は、前述したモータ１１と、モータ１１の駆動回路を接続・遮断するオルタネート式の操作スイッチ１２と、制御部２０とを備えている。

制御部２０は、モータ１１を駆動する電流値を検出し、検出された電流値を設定した閾値と比較して、モータ１１の過負荷が継続した場合に駆動回路を遮断制御するものであり、演算処理部２１、閾値設定スイッチ２２、電流値検出回路２３、駆動回路を遮断するためのリレーシステム２５などを備えている。

制御部２０の正常時の動作は、図２（ａ）に示すように、オルタネート式の操作スイッチ１２のオン信号が演算処理部（マイコンなど）２１に入力されると、演算処理部２１の出力によってリレーシステム２５が動作して、モータ１１に駆動電流が流れ、電流値検出回路２３が駆動電流を検出して検出された電流値を演算処理部２１に送る。演算処理部２１は、電流検出回路２３から送られてくる電流値を設定された閾値と比較して、モータ１１の過負荷が継続したと判断される場合に、リレーシステム２５を作動して駆動回路を遮断する。

図３は、制御部２０の動作例を示している。図３（ａ）の例では、閾値設定スイッチ２２の操作入力によって予め演算処理部２１に閾値Ｉｓが固定値として設定されている。演算処理部２１は、操作スイッチ１２がオン操作されて設定時間ｔ１経過した後の電流値Ｉを設定された閾値Ｉｓと比較して、電流値Ｉが閾値Ｉｓを超えた時間がΔｔ（設定時間）以上継続した場合に、モータ１１の過負荷が継続したと判断して駆動回路を遮断する。ここで閾値Ｉｓは、スライドブーム装置１の長さや重量、スライドブーム装置１の動作状況（例えば、水平状態での伸縮動作であるか、傾斜した状態での伸縮動作であるかなどの動作状況）、また、使用頻度や経年変化などを実機確認にて得た結果を考慮して、適正な値に設定される。なお、閾値は閾値設定スイッチ２２に手動で操作入力しても良いし、閾値設定スイッチ２２に予め複数の閾値を記憶しておき、ダイヤル式スイッチ等の操作入力によって、記憶された複数の値の中から選択して設定するようにしてもよい。図３（ａ）に示した例は、このように閾値を自由に設定することができるので、どのような形態のスライドブーム装置１にも用いることができ有用である。

図３（ｂ）の例では、閾値の設定入力は行わず、閾値は、移動ブーム３がスライド動作中の電流値Ｉの検出結果に基づいて、演算処理部２１によって自動設定される。演算処理部２１は、操作スイッチ１２がオン操作されて設定時間ｔ１経過した後、電流値Ｉの変動を継続監視し、安定した変動が継続したことを認識するとその安定した変動値の中心値Ｉｍに対して、例えば数倍の値（Ｉｍ×α：αは係数で、スライドブーム装置１の一般的動作における電流値から大きく外れるように設定された数値）を閾値として自動設定する。そして電流値Ｉが閾値を超えた時間がΔｔ（設定時間）以上継続した場合に、モータ１１の過負荷が継続したと判断して駆動回路を遮断する。すなわち、この制御部２０の動作では、閾値を予め設定しなくても、電流値Ｉに大きな変化が生じてそれがΔｔ以上継続した場合に駆動回路を遮断する。このように、閾値を自動で設定することができるので、閾値設定に対して手間がかからず、また、どのような形態のスライドブーム装置１にも容易に用いることができ有用である。

このような制御部２０の動作によると、スライドブーム装置１の駆動装置１０は、オルタネート式の操作スイッチ１２をオン状態に操作すれば、移動ブーム３がスライド動作を開始し、移動ブーム３が伸び端又は縮み端まで到達すると、モータ１１の過負荷が一時的に継続した状態になり、制御部２０がこの状態を検知して駆動回路を遮断制御する。

これによってユーザは、移動ブーム３の伸縮操作時に、操作スイッチ１２をオン状態に保持し続ける必要が無く、移動ブーム３のスライド動作が伸び端又は縮み端に到達してモータ１１の過負荷が継続すると、移動ブーム３は自動停止するので、ユーザはブーム伸縮操作時の気を遣う・煩わしい操作から解放されることになり、また、駆動源となるモータ１１に過剰な負荷が加わり続ける不具合を解消することができる。

また、この制御部２０の動作によると、リミットスイッチやセンサによる伸び端や縮み端の検知を行わないので、泥・埃・薬剤などの付着による誤動作や故障を抑止してスライド動作の確実性を維持することができる。また、スライド機構４内での複雑な配線構造を無くすことができるので、低コストで設計の自由度が高い装置を得ることができる。

図４は、スライドブーム装置１の他の動作例を示している。この例では、支持ブーム２に対する移動ブーム３のスライド途中位置でスライド動作を止めて散布幅を任意に設定する。そのために、移動ブーム３のレール３Ｄのスライド途中位置（又は、支持ブーム２のレール２Ｃのスライド途中位置）に凸状部（又は凹状部）３Ｓを設けて、これを過負荷継続部５としている。これによると、移動ブーム３のスライド動作の途中で、レール３Ｄ上を転動するローラ２Ｄが凸状部３Ｓに当たると、モータ１１の過負荷が一時的に継続した状態になり、制御部２０がこの状態を検知して駆動回路を遮断制御して、移動ブーム３を自動停止させる。畝幅などに合わせて散布幅を任意に設定したい場合には、このような過負荷継続部５をスライド途中の設定位置に設けることで、移動ブーム３を所望のブーム長で自動停止させることができる。このとき、図３（ｂ）の例を（閾値を自動で設定する）を併用すると、過負荷継続部でスライド動作を自動停止させる際の閾値設定の手間を省くことができ、より有用である。

この際、移動ブーム３を伸び端又は縮み端まで移動したい場合には、過負荷継続部５にローラ２Ｄが当たって移動ブーム３が自動停止した後に、操作スイッチ１２を一旦オフにしてから再度オン状態に操作する。そうすると、操作スイッチ１２がオン操作されてから設定時間ｔ１が経過するまでの間、演算処理部２１は閾値と電流値Ｉとの比較を行わないので、その間に凸状部３Ｓ（過負荷継続部５）をローラ２Ｄが乗り越えて移動ブーム３の移動が開始される。

また、制御部２０は付加的機能として、緊急操作切替スイッチ２４を備えている。緊急操作切替スイッチ２４は、正常動作時には図２（ａ）に示すように、演算処理部２１の制御信号をリレーシステム２５に送る回線を接続している。これに対して、緊急動作時には、緊急操作切替スイッチ２４を手動で切替操作することで、図２（ｂ）に示すように、演算処理部２１とリレーシステム２５との回線を遮断して、操作スイッチ１２をリレーシステム２５に直結することができる。これによると、電流値検出回路２３や演算処理部２１の動作に不具合が起きた場合であっても、操作スイッチ１２の手動操作によって、モータ１１を駆動・停止することができ、手動のスイッチ操作によるブームの伸縮動作を実行することができる。

図５は、本発明の実施形態に係るスライドブーム装置１を備えたブームスプレーヤ１００を示している。ブームスプレーヤ１００は、左右の前輪１０１と左右の後輪１０２を備える自走式の走行機体１０３に、ハンドル１０４を備える操作部１０５と操縦席１０６が設けられている。走行機体１０３には、先端部にセンターブーム１０７が設けられ、センターブーム１０７の左右両端にサイドブーム１０８が接続されている。また、走行機体１０３には、薬液タンク１０９が搭載され、薬液タンク１０９内の薬液をセンターブーム１０７とサイドブーム１０８の配管に送り込むための散布装置１１０が搭載されている。このようなブームスプレーヤ１００においては、前述したスライドブーム装置１は、サイドブーム１０８に装備することができる。

このようなブームスプレーヤ１００によると、左右のサイドブーム１０８の伸縮操作を気遣い無く簡易に行うことができるので、スムースな旋回操作が可能になり、快適且つ効率的な散布作業を行うことができる。また、前述した過負荷継続部５を移動ブーム３のレール３Ｄ（又は支持ブーム２のレール２Ｃ）に配備することで、サイドブーム１０８を畝間など合わせた任意のブーム長で自動停止させることができ、精度の高い散布作業を行うことが可能になる。また、スライドブーム装置１の制御部２０は、操作部１０５を含む走行機体１０３の任意の位置に設置することができるので、既存の機種に対して後付でスライドブーム装置１を装備することも可能である。

また、スライドブーム装置１は、移動ブーム３の伸縮時に移動ブーム３が何らかの障害物に接触した場合にも、モータ１１の過負荷によって電流値Ｉが閾値を超えた状態が継続すると、移動ブーム３のスライド動作が自動停止するので、ブームの破損防止が可能になる。更には、ブームが湾曲しているような状態で、ブームの伸縮をスムースに行うことができない状態であっても、モータ１１の過負荷によって電流値Ｉが閾値を超えた状態が継続すると、移動ブーム３のスライド動作が自動停止するので、この自動停止によってブームの湾曲などを作業者に告知することができる。

また、このスライドブーム装置１によると、電流値Ｉが閾値を超えた回数を記憶して、その回数によってメンテナンス情報を発する機能を演算処理部２１に付加することができる。その際、閾値を超えた回数だけでなく、電流値Ｉを記憶しておくことで、電流値Ｉの変動中心の経時変化などから、レールに埃が詰まったり、スライド機構のグリス切れなどといったメンテナンス情報をユーザに報知することも可能になる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１：スライドブーム装置，
２：支持ブーム，２Ａ：ノズル，２Ｂ：配管，
２Ｃ：レール，２Ｄ：ローラ，
３：移動ブーム，３Ａ：ノズル，３Ｂ：配管，
３Ｃ：ローラ，３Ｄ：レール，
４：スライド機構，４Ａ，４Ｂ：プーリ（スプロケット），
４Ｃ：ワイヤ（チェン），５：過負荷継続部，
１０：駆動装置，
１１：モータ，１２：操作スイッチ，
２０：制御部，
２１：演算処理部，２２：閾値設定スイッチ，２３：電流値検出回路，
２４：緊急操作切替スイッチ，２５：リレーシステム，
１００：ブームスプレーヤ，１０１：前輪，１０２：後輪，１０３：走行機体，
１０４：ハンドル，１０５：操作部，１０６：操縦席，
１０７：センターブーム，１０８：サイドブーム，１０９：薬液タンク，
１１０：散布装置

Claims (7)

1. 支持ブーム（２）と、該支持ブーム（２）に対してスライド自在に支持される移動ブーム（３）と、該移動ブーム（３）をスライド動作させるスライド機構（４）と、該スライド機構（４）を駆動する駆動装置（１０）とを備え、
   前記駆動装置（１０）は、
   駆動源となるモータ（１１）と、
   前記モータ（１１）の駆動回路を接続・遮断するオルタネート式の操作スイッチ（１２）と、
   前記モータ（１１）を駆動する電流値を検出し、検出された電流値を設定した閾値と比較して、前記モータ（１１）の過負荷が継続した場合に前記駆動回路を遮断制御する制御部（２０）とを備えることを特徴とするスライドブーム装置（１）。
2. 前記閾値は、操作入力によって固定値が設定されることを特徴とする請求項１記載のスライドブーム装置（１）。
3. 前記閾値は、予め複数記憶された値の中から操作入力によって選択された値であることを特徴とする請求項１記載のスライドブーム装置（１）。
4. 前記閾値は、前記移動ブーム（３）がスライド動作中の電流値の検出結果に基づいて自動設定されることを特徴とする請求項１記載のスライドブーム装置（１）。
5. 前記制御部（２０）は、検出された電流値が前記閾値を超えた時間が設定時間継続した場合に遮断制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスライドブーム装置（１）。
6. 前記支持ブーム（２）に対する前記移動ブーム（３）の設定されたスライド途中位置に、前記モータ（１１）の過負荷を継続させる過負荷継続部（５）を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスライドブーム装置（１）。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のスライドブーム装置（１）を備えたブームスプレーヤ（１００）。

Images