JP6527028B2

JP6527028B2 - ブームスプレーヤ

Info

Publication number: JP6527028B2
Application number: JP2015117980A
Authority: JP
Inventors: 田畑　洋一; 洋一田畑; 秀彬保田
Original assignee: Yamabiko Corp
Current assignee: Yamabiko Corp
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: JP2017000082A

Description

本発明は、ブームスプレーヤに関するものである。

ブームスプレーヤは、トラクタなどの走行装置に直装又は牽引されるか或いは自走式の作業機であり、薬剤などを散布するノズルを所定間隔で複数配置したブームを進行方向に交差する水平方向に展開し、圃場を一方向に進行しながら広範囲に薬剤などを散布する作業機である。ブームスプレーヤは、ブーム展開時の散布幅が３０ｍを超えるものがあり、また、ノズルから散布される薬剤などを効率よく作物に散布するために、圃場から展開時のブームまでの高さを低く抑えた設計がなされているので、展開時のブームが上下に傾斜すると、ブームの先端が圃場に接触したり、圃場上の作物にブームの先端が接触したりする不具合が生じ易い。このため、従来のブームスプレーヤは、走行面の凹凸による機体の揺動に対して、展開したブームの水平状態を維持する水平装置を備えたものが知られている。

下記特許文献１に記載された従来技術は、センターブームが機体に軸支され、左右に展開したサイドブームの重量バランスでブーム全体の水平を維持する水平装置を備えている。このような水平装置を備えたブームスプレーヤは、一方のサイドブームに対して伸縮などのブーム操作を行うと、左右のサイドブームの重量バランスが崩れてブーム全体の水平状態が維持できなくなる。これに対して、前述した従来技術は、アクチュエータでセンターブームの傾斜状態を保持する機構を備えており、サイドブームの左右重量バランスが崩れたことを傾斜センサで検知し、この傾斜センサの出力によってアクチュエータを動作してセンターブームの水平状態を保持している。

特開２００８−２００００５号公報

このような従来技術は、傾斜センサがセンターブームの傾斜を検知してからでないと水平装置のアクチュエータが動作しないので、ブームが長いものでは、サイドブームを展開した状態で、サイドブームの左右重量バランスが崩れるようなブーム操作を行った場合に、アクチュエータが動作する前の僅かなセンターブームの傾斜で、サイドブームの先端が圃場面を叩く或いは圃場上の作物にサイドブームの先端が接触するといった事態になりかねない。

これに対して、従来技術のような傾斜センサを用いることなく、センターブームと機体とを機械的にロックした後で、サイドブームの左右重量バランスが崩れるようなブーム操作を行うことがなされている。これによると、サイドブームのブーム操作を行う前にいつもセンターブームをロックする操作を行う必要があり、操作が煩雑になると共に、センターブームをロックする操作を忘れてサイドブームの左右重量バランスが崩れるブーム操作を行った場合には、サイドブームの先端が圃場面を叩く或いは圃場上の作物にサイドブームの先端が接触するといった事態が生じてしまう問題があった。

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、水平装置を備えたブームスプレーヤにおいて、サイドブームの左右重量バランスが崩れるブーム操作を行った場合に、煩雑な操作を行うこと無く、ブーム全体が傾斜するのを未然に防ぐこと、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、本発明のブームスプレーヤは、以下の構成を具備するものである。
走行装置に装着又は牽引されるか或いは自走式の機体にブーム散布装置を搭載したブームスプレーヤであって、前記ブーム散布装置は、前記機体に支持されるセンターブームと、前記センターブームの左右端にそれぞれ収納・展開自在に連結されると共に伸縮自在な左右のサイドブームと、前記サイドブームの収納・展開・伸縮を個別に動作させるブーム動作機構と、前記機体に対して前記センターブームを軸支し、前記サイドブームを左右に展開した状態の重量バランスで前記センターブームの水平状態を保持すると共に、前記センターブームを前記機体に水平状態でロックするロック機構を備える水平装置と、前記ブーム動作機構と前記ロック機構の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ロック機構が非ロック状態で、前記水平装置の重量バランスが崩れる前記ブーム動作機構の操作入力に対して、前記ロック機構のロック動作及び前記ブーム動作機構の動作を実行することを特徴とするブームスプレーヤ。

このような特徴を有する本発明は、水平装置を備えたブームスプレーヤにおいて、ブームの左右重量バランスが崩れるブーム操作を行った場合に、煩雑な操作を行うこと無く、ブーム全体が傾斜するのを未然に防ぐことができ、サイドブームの先端が圃場面を叩く或いは圃場上の作物にサイドブームの先端が接触するといった事態を回避することができる。

本発明の実施形態に係るブームスプレーヤの全体構成を示した説明図（（ａ）が側面図、（ｂ）が斜め後方視の斜視図）である。本発明の実施形態に係るブームスプレーヤの水平装置を説明する説明図（（ａ）が水平状態の正面図、（ｂ）が傾斜状態の正面図）である。本発明の実施形態に係るブームスプレーヤの制御部を説明する説明図である。本発明の実施形態に係るブームスプレーヤの制御部による制御フローを示した説明図である。本発明の実施形態に係るブームスプレーヤの制御部による制御フローを示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係るブームスプレーヤの全体構成を示している。ブームスプレーヤ１は、機体２とその機体２に搭載されるブーム散布装置３を備えている。図示の例では、機体２はトラクタ（走行装置）に牽引される牽引型の機体を示しているが、これに限らず、トラクタの３点リンクに装着される直装型の機体や自走式の機体であってもよい。

図示した牽引式の機体２には、走行車輪２Ａが装備されており、機体２の前方には、トラクタに連結される連結部２Ｂと、ユニバーサルジョイントなどの伝動手段を介してトラクタのＰＴＯからの動力が入力される入力部２Ｃを備えている。機体２に搭載されるブーム散布装置３は、入力部２Ｃに入力される動力によって駆動するポンプ３Ａと薬剤などの散布液が収納されるタンク３Ｂを備えている。

また、ブーム散布装置３は、センターブーム４と左右のサイドブーム５を備えている。センターブーム４は、後述する水平装置１０を介して機体２に支持されている。サイドブーム５は、センターブーム４の左右端にそれぞれ収納・展開自在に連結されると共に、自身が伸縮自在に構成されている（図においては、サイドブーム５を収納した状態を示している。）。センターブーム４とサイドブーム５には、複数のノズル６を備えたパイプ又はホースが装着されており、タンク３Ｂ内の薬剤などがポンプ３Ａによって圧送されて複数のノズル６から散布される。

サイドブーム５は、機体２の進行方向に対して交差する水平方向に展開して、最大長に延ばすことで、最大の散布幅を実現でき、その長さを適宜伸縮することで、散布幅を可変に調整できるようになっている。また、サイドブーム５は、最も短い状態に縮めて、機体２の進行方向に沿って折り畳み且つ先端を上げて傾斜させることで収納状態にすることができる。左右のサイドブーム５の収納・展開・伸縮は、図示省略したブーム動作機構によって個別に動作できるようになっており、この収納・展開・伸縮を行うために、ブーム動作機構は、サイドブーム５の開閉・上下・伸縮の各ブーム動作を実行できるようになっている。

図２は、センターブーム４を機体に支持する水平装置１０を示している（（ａ）が水平状態、（ｂ）が傾斜した状態を示している。）。水平装置１０は、センターブーム４の中心に設けた軸受部４Ａと機体２の支持フレーム１１に設けた軸受部１１Ａとが軸１２によって軸支されており、機体２の揺動に対しても、センターブーム４は軸１２周りにバランスを保って水平を維持することができる。

また、水平装置１０は、ロックシリンダ１４とロック検知センサ１５とを備えるロック機構を具備している。ロックシリンダ１４は、一端側（例えば、油圧シリンダのシリンダチューブ側）が支持フレーム１１又はセンターブーム４の一方に連結され、他端側（例えば、油圧シリンダのロッド側）が支持フレーム１１又はセンターブーム４の他方に当接又は離間するようになっており、他端側が支持フレーム１１又はセンターブーム４に当接した状態で、センターブーム４が機体２にロックされ、他端側が支持フレーム１１又はセンターブーム４から離間した状態で、センターブーム４と機体２とのロックが解除される。ロック検知センサ１５は、ロックシリンダ１４の他端側が支持フレーム１１又はセンターブーム４に当接しているか否かを検知するものであり、接触型センサ（リミットスイッチなど）や非接触型センサ（光センサなど）で構成することができる。図示の例では、ロックシリンダ１４は軸１２周りに一対設けられている。

水平装置１０は、傾斜シリンダ１６を備える傾斜保持機構を具備している。傾斜シリンダ１６は、一端側（例えば、油圧シリンダのシリンダチューブ側）が支持フレーム１１に連結され、他端側がセンターブーム４にバネ１３を介して連結された可動部材１７にヒンジ連結されている。ここで、可動部材１７には連結棒１８が固定されており、バネ１３の一端側が連結棒１８に接続され、バネ１３の他端側はセンターブーム４に接続されている。

傾斜シリンダ１６を伸縮させると、軸１２周りに可動部材１７が回転することになり、この可動部材１７にバネ１３を介して連結されたセンターブーム４がそれに伴って回転することになる。これによって、軸１２周りに支持フレーム１１とセンターブーム４が相対回転することになり、支持フレーム１１に対してセンターブーム４の傾斜角度が変化する。そして、傾斜シリンダ１６の伸縮状態を一定に保持することで、センターブーム４と支持フレーム１１（機体２）との傾斜状態が一定に保持される。この際、可動部材１７とセンターブーム４とはバネ１３を介して接続されているので、センターブーム４に軸１２周りの負荷や振動が加わった場合には、バネ１３が伸縮してその負荷や振動を吸収する。

このような水平装置１０によると、ロックシリンダ１４によるロックを解除して、傾斜シリンダ１６を油圧バルブが開放された状態にすると、サイドブーム４を展開して左右の重量バランスが等しく保たれている状態では、図２（ａ）に示すような水平状態を維持することになり、走行装置が圃場面の凹凸で揺動しながら走行する場合にも、ブーム全体の水平を維持することができる。また、傾斜地での作業などでは、図２（ｂ）に示すように、傾斜シリンダ１６を動作させてブーム全体を傾斜させて作業を行う。

ブーム散布装置３は、図３に示すように、制御部２０を備えている。制御部２０は、トラクタなどの走行装置の運転席にコントローラ２１を備えており、コントローラ２１の操作入力によって、ブームスプレーヤ１の各部インターフェースなどの動作を制御する。制御部２０の制御信号は、トラクタ側の制御ネットワーク（ＣＡＮなど）の通信回線を使用して伝送しても良いし、作業機であるブームスプレーヤ１側で配線される独自の制御回線を使用しても良い。

制御部２０は、ブームスプレーヤ１における散布インターフェース２２やブームインターフェース２３を制御する。散布インターフェース２２は、ノズル６から散布される薬液などの散布量を制御するための制御インターフェースであり、タンク３Ｂからノズル６に至るパイプやホース内の圧力を検知する圧力センサ、タンク３Ｂの水位を検知する水位センサ、パイプやホース内の流量を検知する流量センサなどの検知信号に基づいて、メインコックや電動調整弁、或いは各セクションのセクションバルブなどを制御する。

ブームインターフェース２３は、サイドブーム５の収納・展開・伸縮を行うための開閉動作・上下動作・伸縮動作を個別に動作するブーム動作機構３０と、水平装置１０のロック機構（ロックシリンダ１４）を制御する。また、ブームインターフェース２３は、傾斜保持機構（傾斜シリンダ１６）を制御する。ブーム動作機構３０は、サイドブーム５の開閉を行う開閉シリンダ３１、サイドブーム５の上下動を行う上下動シリンダ３２、サイドブーム５の伸縮を行う伸縮シリンダ３３を備えている。これにより、ブームインターフェース２３は、ロック検知センサ１５のＯＮ・ＯＦＦ状態を検知して、開閉シリンダ３１、上下動シリンダ３２、伸縮シリンダ３３、ロックシリンダ１４、傾斜シリンダ１６を動作するための開閉シリンダ用電磁弁３１Ａ、上下動シリンダ用電磁弁３２Ａ、伸縮シリンダ用電磁弁３３Ａ、傾斜シリンダ用電磁弁１６Ａ、ロックシリンダ用電磁弁１４Ａなどを制御する。

図４は、制御部２０の制御フローの一例を示している。制御がスタートすると、コントローラ２１からの操作入力待ちの状態になり（ステップＳ１：ＮＯ）、操作入力があると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、その操作がブーム動作機構３０のブーム動作をおこなうためのブーム操作であるか（ステップＳ２）、傾斜保持機構を動作する傾斜操作であるか（ステップＳ３）、その他の各種操作であるか（ステップＳ３：ＮＯ）の判別がなされる。その他の各種操作である場合には、各種操作が実行され（ステップＳ４）、再び操作入力待ちの状態になる。

操作入力が傾斜操作である場合には（ステップＳ２：ＮＯ，ステップＳ３：ＹＥＳ）、ロック検知センサ１５がＯＦＦで水平装置１０のロック状態が解除されていることを確認して（ステップＳ５：ＹＥＳ）、傾斜シリンダ１６の傾斜動作を行う（ステップＳ６）。ロック検知センサ１５がＯＮで、水平装置１０がロック状態になっている場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、ロック状態を解除（水平ロック解除：ステップＳ７）してから、傾斜シリンダ１６の傾斜動作を行い（ステップＳ６）、制御を終了する。

操作入力がブーム操作（ブーム開閉・ブーム上下・ブーム伸縮のいずれか）である場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ロック検知センサ１５のＯＮ・ＯＦＦが確認され、ロック検知センサ１５がＯＦＦ（水平装置１０のロック機構が解除）の場合には（ステップＳ８：ＹＥＳ）、傾斜シリンダ１６の油圧を保持するシャットオフバルブを開放することで傾斜シリンダ１６を開放して（ステップＳ９）、ロックシリンダ１４をロック動作（水平ロック動作：ステップＳ１０）し、その後、ブーム動作（ブーム動作機構３０によるブーム開閉・ブーム上下・ブーム伸縮のいずれか）を実行する（ステップＳ１１）。ステップＳ８でロック検知センサ１５のＯＮが確認された場合には（ステップＳ８：ＮＯ）、そのまま、ステップＳ１１にてブーム動作を実行する（ステップＳ１１）。

そして、ブーム動作実行後、ロック検知センサ１５にてロック状態が検知された場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御を終了し、ロック状態が検知されなかった場合は（ステップＳ１２：ＮＯ）、水平ロック動作から所定時間（実施例では１０秒）経過するまで、傾斜シリンダの開放と水平ロック動作を継続し（ステップＳ１３：ＮＯ，ステップＳ１４）、水平ロック動作から所定時間経過する（ステップＳ１３：ＹＥＳ）と、ロック状態になったとみなして制御を終了する。なお、ステップＳ１２からステップＳ１４は操作入力の有無に拘わらず判断されるので、ロック検知センサがＯＮになる前にブーム操作を取りやめた場合にも、水平ロック動作は実行されることになる。

図４に示した制御フローは、一例であり、例えば図５に示す制御フローに変更してもよい。図５に示す例では、ステップＳ１０にて水平ロック動作を行い、ロック検知センサ１５がロック状態を確認するか（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、或いは水平ロック動作から１０秒を経過した後に（ステップＳ１３）、ブーム動作を実行する（ステップＳ１１）。

このような制御部２０の制御フローによると、コントローラ２１にサイドブーム５を収納・展開・伸縮させるブーム操作が入力されると、制御部２０はロックシリンダ１４をロック動作させてから、ブーム動作を実行するので、ブーム動作によって左右のサイドブーム５のバランスが崩れてしまう場合にも、既に水平装置１０のロック機構が働いていることになり、サイドブーム５がバランスが崩れて、サイドブーム５の先端が圃場や圃場上の作物に接触する不具合を回避することができる。

また、コントローラ２１にてブーム操作を行う際に、追加で水平装置１０のロック操作を行うこと無く、自動でロック動作が行われるので、煩雑な追加操作を行わなくても、確実に、サイドブーム５の先端が圃場や圃場上の作物に接触する不具合を回避することができる。

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。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：ブームスプレーヤ，２：機体，
２Ａ：走行車輪，２Ｂ：連結部，２Ｃ：入力部，
３：ブーム散布装置，３Ａ：ポンプ，３Ｂ：タンク，
４：センターブーム，４Ａ：軸受部，
５：サイドブーム，６：ノズル，
１０：水平装置，１１：支持フレーム，１１Ａ：軸受部，１２：軸，
１３：バネ，１４：ロックシリンダ，１５：ロック検知センサ，
１６：傾斜シリンダ、１７：可動部材，１８：連結棒，
２０：制御部，２１：コントローラ，
２２：散布インターフェース，２３：ブームインターフェース
３０：ブーム動作機構，３１：開閉シリンダ，３２：上下動シリンダ，
３３：伸縮シリンダ

Claims

走行装置に装着又は牽引されるか或いは自走式の機体にブーム散布装置を搭載したブームスプレーヤであって、
前記ブーム散布装置は、
前記機体に支持されるセンターブームと、
前記センターブームの左右端にそれぞれ収納・展開自在に連結されると共に伸縮自在な左右のサイドブームと、
前記サイドブームの収納・展開・伸縮を個別に動作させるブーム動作機構と、
前記機体に対して前記センターブームを軸支し、前記サイドブームを左右に展開した状態の重量バランスで前記センターブームの水平状態を保持すると共に、前記センターブームを前記機体に水平状態でロックするロック機構を備える水平装置と、
前記ブーム動作機構と前記ロック機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ロック機構が非ロック状態で、前記水平装置の重量バランスが崩れる前記ブーム動作機構の操作入力に対して、前記ロック機構のロック動作及び前記ブーム動作機構の動作を実行することを特徴とするブームスプレーヤ。
前記制御部は、
前記ロック機構をロック動作した後に、前記ブーム動作機構の動作を実行することを特徴とする請求項１記載のブームスプレーヤ。
前記ロック機構は、ロック状態を検知するロック検知センサを備え、
前記制御部は、前記ロック検知センサがロック状態を検知していない場合に、前記ロック機構をロック動作することを特徴とする請求項１又は２記載のブームスプレーヤ。
前記水平装置は、前記センターブームを前記機体に対して傾斜保持する傾斜保持機構を備え、
前記制御部は、前記傾斜保持機構の傾斜保持を解除して、前記ロック機構をロック動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のブームスプレーヤ。