KR20140091657A - 붐 스프레이어 및 붐 승강 장치 - Google Patents

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KR20140091657A
KR20140091657A KR1020140003134A KR20140003134A KR20140091657A KR 20140091657 A KR20140091657 A KR 20140091657A KR 1020140003134 A KR1020140003134 A KR 1020140003134A KR 20140003134 A KR20140003134 A KR 20140003134A KR 20140091657 A KR20140091657 A KR 20140091657A
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마사키 아카시
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카야바 고교 가부시기가이샤
케이와이비 엔지니아링 안도 사비스 카부시키가이샤
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Abstract

작업차(90)에 캔틸레버 지지되는 붐(4)을 승강시키는 붐 승강 장치(9)는, 작업차(90)에 대하여 승강 가능하게 설치되는 승강대(3)와, 승강대(3)에 대하여 롤링 방향으로 회동 가능하게 설치되어 붐(4)을 캔틸레버 지지하는 롤링대(5)와, 작업차(90)에 대하여 롤링대(5)의 일단을 상하 방향으로 구동하는 제 1 승강 액츄에이터(30)와, 작업차(90)에 대하여 롤링대(5)의 타단을 상하 방향으로 구동하는 제 2 승강 액츄에이터(40)를 구비한다. 붐(4)은, 제 1 승강 액츄에이터(30) 및 제 2 승강 액츄에이터(40)의 작동에 의하여 상하 방향 및 롤링 방향으로 구동된다.

Description

붐 스프레이어 및 붐 승강 장치{BOOM SPRAYER AND BOOM LIFTING DEVICE}
본 발명은, 붐 스프레이어 및 붐 승강 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 붐 스프레이어를 개시하고 있다. 이 붐 스프레이어는, 작업차의 전방측에 설치되는 승강 링크 기구에 의하여 승강하는 붐 지지 프레임과, 붐 지지 프레임에 설치되어 전후방향으로 뻗는 요동(搖動) 축과, 요동 축으로 회동 가능하게 캔틸레버(cantilever) 지지되는 좌우의 붐과, 붐 지지 프레임과 붐과의 사이에 개재되는 유압 실린더와, 작업차의 경사 각도를 검지하는 경사 센서와, 붐 지지 프레임에 대한 붐 요동 각도를 검지하는 요동각 센서와, 유압 실린더의 신축(伸縮)을 제어하는 제어장치를 구비한다.
승강 링크 기구는, 작업차의 좌우 측방에 설치되는 좌우의 승강 실린더에 의하여 구동된다. 붐 스프레이어의 작업시, 붐의 높이를 바꾸는 경우에는, 좌우 승강 실린더가 서로 동기하고 신축하여 붐 지지 프레임을 승강시킨다. 이에 의해, 논밭의 작물에 대한 붐의 높이가 조절된다.
붐 스프레이어의 작업시, 작업차가 롤링 방향으로 기우는 경우에는, 승강 링크 기구에 지지된 붐도 같은 방향으로 기울려고 한다. 제어장치는, 경사 센서 및 요동각 센서의 검출 신호에 따라 좌우 붐의 경사 각도가 설정치로 되도록 유압 실린더의 신축동작을 제어한다. 이에 의해, 붐이 수평 자세 혹은 설정된 경사 자세로 유지된다.
일본 공개특허공보 JP2004-254526
상기 종래의 붐 스프레이어에서는, 붐을 구동하는 액츄에이터로서, 붐의 높이를 조절하는 좌우 승강 실린더와, 붐의 롤링 방향의 기울기를 조절하는 1개의 유압 실린더가 설치되어 있다. 따라서, 액츄에이터의 개수가 많아져, 구조의 복잡화를 초래할 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 좌우 한 쌍의 액츄에이터에 의하여 붐의 높이 및 롤링 각도를 조절할 수 있는 붐 스프레이어 및 붐 승강 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본원의 제 1 발명은, 작업차에 캔틸레버(cantilever) 지지되는 붐을 승강시키는 붐 승강 장치로서, 상기 작업차에 대하여 승강 가능하게 설치되는 승강대와, 상기 승강대에 대하여 롤링 방향으로 회동 가능하게 설치되어 상기 붐을 캔틸레버 지지하는 롤링대와, 상기 작업차에 대하여 상기 롤링대의 일단을 상하 방향으로 구동하는 제 1 승강 액츄에이터와, 상기 작업차에 대하여 상기 롤링대의 타단을 상하 방향으로 구동하는 제 2 승강 액츄에이터를 구비하고, 상기 붐은, 상기 제 1 승강 액츄에이터 및 상기 제 2 승강 액츄에이터의 작동에 의하여 상하 방향 및 롤링 방향으로 구동되는 붐 승강 장치에 관한 것이다.
또한, 본원의 제 2 발명은, 상기 붐 승강 장치에 있어서, 상기 제 1 승강 액츄에이터의 스트로크를 검지하는 제 1 스트로크 검지기와, 상기 제 2 승강 액츄에이터의 스트로크를 검지하는 제 2 스트로크 검지기와, 검지되는 상기 제 1 승강 액츄에이터 및 상기 제 2 승강 액츄에이터의 스트로크에 따라 상기 제 1 승강 액츄에이터 및 상기 제 2 승강 액츄에이터의 신축을 제어하는 컨트롤러를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 제 1 승강 액츄에이터 및 제 2 승강 액츄에이터를 서로 동기하여 같은 방향으로 신축시켜 상기 붐을 승강시키는 승강 제어 모드와, 상기 제 1 승강 액츄에이터 및 제 2 승강 액츄에이터를 서로 동기하여 역방향으로 신축시켜 상기 붐을 롤링 방향으로 회동시킨다.
그리고, 본원의 제 3 발명은, 상기 붐 승강 장치에 있어서, 상기 붐의 롤링 각도를 검지하는 롤링 각도 검지기를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는, 검지되는 상기 붐의 롤링 각도에 따라 상기 제 1 승강 액츄에이터 및 상기 제 2 승강 액츄에이터를 신축시켜 상기 붐의 롤링 각도를 설정 롤링 각도에 제어한다.
또한, 본원의 제 4 발명은, 상기 붐 승강 장치에 있어서, 상기 작업차 및 상기 롤링대의 한쪽에 연결되어 작동 유체가 봉입되는 제 1 실린더 튜브와, 상기 작업차 및 상기 롤링대의 다른 한쪽에 연결되어 상기 제 1 실린더 튜브의 내측에 삽입되는 제 1 피스톤 로드를 갖는 상기 제 1 승강 액츄에이터로서의 제 1 유체압 실린더와, 상기 작업차 및 상기 롤링대의 한쪽에 연결되어 작동 유체가 봉입되는 제 2 실린더 튜브와, 상기 작업차 및 상기 롤링대의 다른 한쪽에 연결되어 상기 제 2 실린더 튜브의 내측에 삽입되는 제 2 피스톤 로드를 갖는 상기 제 2 승강 액츄에이터로서의 제 2 유체압 실린더와, 상기 제 1 실린더 튜브의 내측을 가압하는 압축 가스를 비축하는 제 1 축압부와, 상기 제 2 실린더 튜브의 내측을 가압하는 압축 가스를 비축하는 제 2축압부를 더 구비한다.
그리고, 본원의 제 5 발명은, 상기 붐 승강 장치에 있어서, 상기 제 1 축압부를 갖는 제 1 어큐뮬레이터와, 상기 제 2 축압부를 갖는 제 2 어큐뮬레이터와, 상기 제 1 유체압 실린더 및 상기 제 2 유체압 실린더가 신축함에 수반하여 상기 제 1 어큐뮬레이터 및 상기 제 2 어큐뮬레이터로 출입하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀을 더 구비한다.
또한, 본원의 제 6 발명은, 제 1 발명 내지 제 3 발명 중 어느 한 발명에 기재된 붐 승강 장치를 구비하여 방제액을 살포하는 붐 스프레이어에 관한 것이다.
본 발명의 붐 스프레이어 및 붐 승강 장치에 의하면, 좌우 한 쌍의 액츄에이터에 의하여 붐의 높이 및 롤링 각도를 조절할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 붐 스프레이어의 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 붐 스프레이어의 측면도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 따른 붐 스프레이어의 사시도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
아울러, 설명의 편의상, 첨부 도면상에 서로 직교하는 X, Y, Z의 3축을 설정했다. X축은 차량의 전후방향(대략 수평 종방향), Y축은 차량의 좌우 방향(대략 수평 횡방향), Z축은 차량의 상하 방향(대략 연직 방향)으로 뻗는다. X축을 중심으로 하는 회전 방향을 롤링 방향이라고 칭하고, Z축을 중심으로 하는 회전 방향을 요잉(yawing) 방향이라고 칭한다.
도 1에 나타내는 붐 스프레이어(1)는, 논밭을 주행하는 작업차(트랙터)(90)의 전방 측에 탑재되고, 작업차(90)로부터 방제액(농약)을 살포하는 농업용 작업기이다.
붐 스프레이어(1)는, 작업차(90)로부터 좌우로 뻗는 한 쌍의 붐(4)을 구비한다. 붐(4)에는, 방제액을 살포하는 노즐(도시하지 않음)이 부착되어 있다. 붐 스프레이어(1)의 작업시에는, 작업차(90)가 논밭을 주행하면서 붐(4)의 노즐로부터 방제액이 살포된다.
붐 스프레이어(1)는, 붐(4)을 상하 방향 및 롤링 방향으로 승강하는 붐 승강 장치(9)를 구비한다. 붐 승강 장치(9)는, 차체(91)에 장착된 링크 아암(2)과, 링크 아암(2)에 의하여 차체(91)에 대하여 승강 가능하게 지지되는 승강대(3)와, 승강대(3)에 대하여 롤링 방향(X축 주위)으로 회동 가능하게 지지되는 롤링대(5)와, 롤링대(5)로부터 차체(91)의 좌우 측방(Y축방향)으로 뻗는 좌우의 붐(4)을 구비한다.
롤링대(5)는, 승강대(3)에 대하여 좌우 붐(4)을 각각 캔틸레버 지지하는 붐(4)의 지지부를 구성한다.
붐(4)의 기단부(4A)는, 격납 힌지(도시 생략)를 통하여 요잉 방향(Z축 주위)으로 회동 가능하게 롤링대(5)에 캔틸레버 지지된다. 붐(4)의 선단부(4B)는 자유단이다. 붐(4)은, 기단부(4A)를 갖는 기단측 프레임(15)과 선단부(4B)를 갖는 선단측 프레임(16)을 가지고, 선단측 프레임(16)이 기단측 프레임(15)에 신축 가능하게 지지된다.
좌우의 붐(4)은, 도 1에 나타내는 전개 상태로 작업차(90)의 좌우 수평 방향으로 신장(伸長)한다. 이 전개 상태에서는, 좌우 붐(4)의 선단 사이의 길이(폭)는, 예를 들면 10∼20미터이다. 붐(4)을 격납할 때에는, 붐(4)이 작업 위치로부터 대략 반의 돌출 길이로 되도록 수축시킨 후에, 격납 힌지를 통하여 후방으로 회동시킨다. 이에 의해, 붐(4)은, 차체(91)의 측방을 따라서 전후방향으로 뻗도록 접철된다.
롤링대(5)는, 승강대(3)에 지지축(6)을 통하여 롤링 방향으로 회동 가능하게 지지된다. 지지축(6)은, 원기둥 형상의 핀이지만, 이에 한하지 않고 볼 및 구면(球面) 베어링 등을 이용해도 좋다.
도 2는, 붐 스프레이어(1)의 개략 구성을 나타내는 측면도이다. 도 3은, 승강대(3) 근방을 나타내는 사시도이다. 붐 스프레이어(1)는, 차체(91)의 좌우 양측부에 한 쌍의 링크 아암(2)을 구비한다. 링크 아암(2)은, 서로 평행하게 뻗는 상부 링크(21)와 하부 링크(22)를 가지고, 측면에서 보아, 평행사변형상의 링크 기구를 구성한다.
상부 링크(21)는, 기단부가 핀(12)을 통하여 차체(91)에 회동 가능하게 연결되고, 선단부가 핀(11)을 통하여 승강대(3)에 회동 가능하게 연결된다. 하부 링크(22)는, 기단부가 핀(14)을 통하여 차체(91)에 회동 가능하게 연결되고, 선단부가 핀(13)을 통하여 승강대(3)에 회동 가능하게 연결된다
각 링크 아암(2)은, 승강대(3)를 차체(91)의 앞부분에서 승강 가능하게 지지한다. 아울러, 이를 대신하여, 차체(91)의 앞부분에 Z축 방향으로 뻗는 가이드 레일을 설치하고, 이 가이드 레일에 의하여 승강대(3)가 승강 가능하게 지지되는 구성으로 해도 좋다.
차체(91)의 좌측에는, 차체(91)에 대하여 롤링대(5)의 좌단을 상하 방향으로 구동하는 제 1 유체압 실린더(30)가 설치된다. 차체(91)의 우측에는, 차체(91)에 대하여 롤링대(5)의 우단을 상하 방향으로 구동하는 제 2 유체압 실린더(40)가 설치된다.
제 1 유체압 실린더(30)와 제 2 유체압 실린더(40)가 서로 동기하여 같은 방향으로 신축함으로써, 롤링대(5) 및 승강대(3)가 승강한다.
제 1 유체압 실린더(30)와 제 2 유체압 실린더(40)가 서로 동기하여 역방향으로 신축함으로써, 롤링대(5)가 승강대(3)에 대하여 롤링 방향으로 회동한다.
제 1 승강 액츄에이터로서의 제 1 유체압 실린더(30)는, 작동유가 봉입된 제 1 실린더 튜브(31)와, 제 1 실린더 튜브(31)에 슬라이딩 가능하게 삽입된 제 1 피스톤 로드(32)와, 제 1 피스톤 로드(32)의 기단부에 설치되는 피스톤(33)을 구비한다. 제 1 실린더 튜브(31)의 기단부는, 구면(球面) 베이링(36)을 통하여 차체(91)에 회동 가능하게 연결되고, 제 1 피스톤 로드(32)의 선단부는, 구면 베이링(37)을 통하여 롤링대(5)의 좌단에 회동 가능하게 연결된다.
제 1 실린더 튜브(31)의 내측은, 피스톤(33)에 의하여 보텀 측실(34)과 헤드 측실(35)로 구획된다. 피스톤(33)에는, 헤드 측실(35)과 보텀(bottom) 측실(34)의 사이에서 작동유의 왕래를 허용하는 유로(38)가 형성된다. 제 1 유체압 실린더(30)는, 제 1 실린더 튜브(31) 내의 보텀 측실(34) 및 헤드 측실(35)에 대한 작동유의 공급·배출에 따라 신축하는 단동형(單動形) 유체압 실린더이다.
제 2 승강 액츄에이터로서의 제 2 유체압 실린더(40)는, 작동유가 봉입된 제 2 실린더 튜브(41)와, 제 2 실린더 튜브(41)에 슬라이딩 가능하게 삽입된 제 2 피스톤 로드(42)와, 제 2 피스톤 로드(42)의 기단부에 설치되는 피스톤(43)을 구비한다. 제 2 실린더 튜브(41)의 기단부는, 구면 베이링(46)을 통하여 차체(91)에 회동 가능하게 연결되고, 제 2 피스톤 로드(42)의 선단부는, 구면 베이링(47)을 통하여 롤링대(5)의 우단에 회동 가능하게 연결된다.
제 2 실린더 튜브(41)의 내측은, 피스톤(43)에 의하여 보텀 측실(44)과 헤드 측실(45)로 구획된다. 피스톤(43)에는, 헤드 측실(45)과 보텀 측실(44)의 사이에서 작동유의 왕래를 허용하는 유로(48)가 형성된다. 제 2 유체압 실린더(40)는, 제 2 실린더 튜브(41) 내의 보텀 측실(44) 및 헤드 측실(45)에 대한 작동유의 공급·배출에 따라 신축하는 단동형 유체압 실린더이다.
아울러, 피스톤 로드(32, 42)가 작업차(90)에 연결되고, 실린더 튜브(31, 41)가 롤링대(5)에 연결되는 구성으로 해도 좋다.
또한, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)는, 작동 유체로서, 작동유를 이용하지만, 작동유 대신에 예를 들면 수용성 대체액 등의 작동액을 이용해도 좋고, 가스를 이용해도 좋다.
구면 베이링(36, 37, 46, 47)은, 예를 들면 볼 및 이 볼을 슬라이딩 가능하게 지지하는 구면 베어링에 의하여 구성된다. 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)는, 구면 베이링(36, 37, 46, 47)에 의하여 지지되기 때문에, 연결부에 지레형 반력(prying force)이 생기지 않고, 원활히 신축한다.
붐 스프레이어(1)는, 제 1 유체압 실린더(30)의 보텀 측실(34)과 제 2 유체압 실린더(40)의 보텀 측실(44)에 대하여 작동유를 공급·배출하는 작동유체 급배장치(70)를 구비한다. 작동유체 급배장치(70)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)에 작동유를 공급·배출함으로써, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 신축시킨다.
아울러, 작동유체 급배장치(70)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 각 보텀 측실(34, 44)에 작동유를 공급·배출하는 구성에 한하지 않고, 각 헤드 측실(35, 45)에 작동유를 공급·배출하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 작동유체 급배장치(70)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 각 보텀 측실(34, 44)에 작동유를 공급·배출하는 동시에, 각 헤드 측실(35, 45)에 작동유를 공급·배출하는 구성으로 해도 좋다.
작동유체 급배장치(70)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 보텀 측실(34, 44)에 각각 연통하는 급배 통로(71, 81)와, 급배 통로(71, 81)에 각각 개재되는 오퍼레이트 체크 밸브(72, 82)와, 급배 통로(71, 81)에 대한 유압 펌프(64)(유체압원)와 탱크(65)와의 연통을 각각 스위칭하는 제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)를 구비한다.
제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)에는, 유압 펌프(64)로부터 토출되는 작동유를 유도하는 공급 통로(68)와, 탱크(65)에 작동유를 되돌리는 배출 통로(69)와, 각 오퍼레이트 체크 밸브(72, 82)의 파일럿 압실에 연통하는 오퍼레이트 통로(73, 83)와, 각 보텀 측실(34, 44)에 연통하는 급배 통로(71, 81)가 각각 접속된다. 공급 통로(68)에는 제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)에의 접속부에 체크 밸브(66, 67)가 각각 개재되어, 작동유가 펌프 측으로 역류하는 것이 방지된다.
전자 스위칭식(electromagnetic switching type)의 제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)는, 신장 포지션(a)과, 수축 포지션(b)과 중립 포지션(c)을 갖는다. 제 1 방향 스위칭 밸브(77)는, 컨트롤러(95)로부터 솔레노이드(78, 79)로 보내지는 구동 전류에 의하여 포지션이 스위칭된다. 제 2 방향 스위칭 밸브(87)는, 컨트롤러(95)로부터 솔레노이드(88, 89)로 보내지는 구동 전류에 의하여 포지션이 스위칭 된다.
제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)가 신장 포지션(a)으로 스위칭되면, 배출 통로(69)가 각 오퍼레이트 통로(73, 83)에 연통되는 동시에, 각 급배 통로(71, 81)가 공급 통로(68)로 연통한다. 이에 수반하여, 유압 펌프(64)로부터 토출되는 작동유가 공급 통로(68)와 각 급배 통로(71, 81)를 통하여 각 보텀 측실(34, 44)로 유입된다. 이에 의해, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 각각 신장 작동한다.
제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)가 수축 포지션(b)으로 스위칭되면, 공급 통로(68)에 각 오퍼레이트 통로(73, 83)가 연통하는 동시에, 각 급배 통로(71, 81)가 배출 통로(69)로 연통한다. 이에 수반하여, 유압 펌프(64)의 토출압은, 파일럿압으로서 오퍼레이트 통로(73, 83)를 통하여 각 오퍼레이트 체크 밸브(72, 82)로 안내되고, 각 오퍼레이트 체크 밸브(72, 82)가 열린다. 또한, 각 보텀 측실(34, 44)의 작동유가 각 급배 통로(71, 81), 배출 통로(69)를 통하여 탱크(65)로 배출된다. 이에 의해, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 각각 수축 작동한다.
제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)가 중립 포지션(c)으로 스위칭되면, 공급 통로(68), 배출 통로(69), 각 오퍼레이트 통로(73, 83) 및 각 급배 통로(71, 81)가 각각 폐색된다. 이에 의해, 각 보텀 측실(34, 44)의 작동유의 출입이 차단되는 동시에, 각 오퍼레이트 체크 밸브(72, 82)가 닫히므로, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 각각 정지한다.
제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)에는, 각각의 스트로크(길이)를 검지하는 제 1, 제 2 스트로크 검지기(39, 49)가 설치된다. 제 1, 제 2 스트로크 검지기(39, 49)의 검지 신호는, 컨트롤러(95)로 송신된다.
작업차(90)의 조작반(도시 생략)에는, 붐(4)의 설정 높이를 지령하는 설정 높이 지령기(96)와, 붐(4)의 설정 롤링 각도를 지령하는 설정 롤링 각도 지령기(97)가 설치된다. 운전자가 설정 높이 지령기(96), 설정 롤링 각도 지령기(97)를 조작함으로써, 붐(4)의 설정 높이를 지령하는 신호, 설정 롤링 각도를 지령하는 신호가 컨트롤러(95)로 송신된다.
컨트롤러(95)는, 제 1, 제 2 스트로크 검지기(39, 49)의 검지 신호에 따라 붐(4)의 높이 및 롤링 각도를 산출하고, 산출되는 붐(4)의 높이 및 롤링 각도가 지령되는 설정 높이 및 설정 롤링 각도에 가까워지도록, 제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)의 포지션을 각각 스위칭하는 제어를 행한다.
운전자가 설정 높이 지령기(96)를 조작하여 붐(4)의 설정 높이를 지령하면, 컨트롤러(95)는, 붐(4)의 높이를 바꾸는 승강 제어 모드로 스위칭된다. 승강 제어 모드에서는, 컨트롤러(95)는, 제 1, 제 2 스트로크 검지기(39, 49)의 검지 신호에 따라 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 서로 동기하여 같은 방향으로 신축시킨다.
제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 신장하면, 링크 아암(2)이 상방으로 회동하므로, 승강대(3) 및 롤링대(5)를 통하여 붐(4)이 상승한다. 한편, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 수축하면, 링크 아암(2)이 하방으로 회동하므로, 승강대(3) 및 롤링대(5)를 통하여 붐(4)이 하강한다. 붐 스프레이어(1)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 서로 같은 방향으로 신축시킴으로써, 논밭의 작물에 대한 붐(4)의 높이를 조절할 수 있다.
운전자가 설정 롤링 각도 지령기(97)를 조작하여 붐(4)의 롤링 각도를 지령하면, 컨트롤러(95)는, 붐(4)의 롤링각을 바꾸는 롤링 제어 모드로 스위칭된다. 롤링 제어 모드에서는, 컨트롤러(95)는, 제 1, 제 2 스트로크 검지기(39, 49)의 검지 신호에 따라 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 서로 동기하여 역방향으로 신축시킨다.
도 3에 화살표로 나타내는 바와 같이, 작업차(90)를 전방에서 보아 X축을 중심으로 하는 좌회전 방향을 오른쪽 롤링 방향(정 롤링 방향)으로 하고, 오른쪽 회전 방향을 왼쪽 롤링 방향(역 롤링 방향)으로 한다.
롤링 제어 모드에 있어서, 제 2 유체압 실린더(40)가 신장하고, 제 1 유체압 실린더(30)가 수축하면, 붐(4)이 왼쪽 롤링 방향으로 회동한다. 반대로, 제 1 유체압 실린더(30)가 신장하고, 제 2 유체압 실린더(40)가 수축하면, 붐(4)이 오른쪽 롤링 방향으로 회동한다. 이와 같이, 붐 스프레이어(1)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 서로 역방향으로 신축시킴으로써, 논밭의 경사 등에 따라 붐(4)의 설정 롤링 각도를 조정할 수 있다.
롤링대(5)에는, 수평선에 대한 붐(4)의 롤링 각도를 검지하는 롤링 각도 검지기(94)가 설치된다. 컨트롤러(95)는, 롤링 각도 검지기(94)에 의하여 검지되는 붐(4)의 롤링 각도가, 설정 롤링 각도 지령기(97)로부터 지령되는 설정 롤링 각도에 가까워지도록, 제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)의 포지션을 각각 스위칭하는 제어를 행한다. 작업차(90)의 자세 변화에 수반하여 붐(4)의 자세가 롤링 방향으로 변화하는 경우, 컨트롤러(95)는 롤링 각도 검지기(94)의 신호에 따라 제 1, 제 2 방향 스위칭 밸브(77, 87)의 포지션을 각각 스위칭한다. 이에 의해, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)로 공급·배출되는 작동유의 유량이 조절되어, 붐(4)의 롤링 각도가 지령되는 설정 롤링 각도의 부근으로 유지된다.
급배 통로(71, 81)에는, 붐(4)의 진동을 억제하기 위해 제 1, 제 2 어큐뮬레이터(50, 60)가 각각 접속된다. 제 1, 제 2 어큐뮬레이터(50, 60)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 신장시키는 방향으로 힘을 가하고, 붐(4)이 롤링 방향 및 상하 방향으로 진동하는 것을 억제한다.
제 1, 제 2 어큐뮬레이터(50, 60)는, 보텀 측실(34, 44)로 연통하는 오일실(52, 62)과, 각 오일 실(52, 62)을 가압하는 압축 가스를 비축하는 축압부(51, 61)를 구비한다. 제 1 어큐뮬레이터(50)의 축압부(51)는, 제 1 유체압 실린더(30)의 제 1 실린더 튜브(31)의 내측을 가압하여, 붐(4)을 오른쪽 롤링 방향으로 힘을 가한다. 제 2 어큐뮬레이터(60)의 축압부(61)는, 제 2 실린더 튜브(41)의 내측을 가압하여 붐(4)을 왼쪽 롤링 방향으로 힘을 가한다. 아울러, 이에 대신하여, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 헤드 측실(35, 45)에 제 1, 제 2 어큐뮬레이터(50, 60)가 각각 접속되는 구성으로 해도 좋다.
붐(4)이 왼쪽 롤링 방향으로 회동하면, 제 2 어큐뮬레이터(60)의 작동유가 신장하는 제 2 유체압 실린더(40)로 유입되고, 수축하는 제 1 유체압 실린더(30)의 작동유가 제 1 어큐뮬레이터(50)로 유입된다. 반대로, 붐(4)이 오른쪽 롤링 방향으로 회동하면, 제 1 어큐뮬레이터(50)의 작동유가 신장하는 제 1 유체압 실린더(30)로 유입되고, 수축하는 제 2 유체압 실린더(40)의 작동유가 제 2 어큐뮬레이터(60)로 유입된다.
이와 같이, 붐(4)이 좌우 롤링 방향으로 회동함에 수반하여 제 1 어큐뮬레이터(50)와 제 2 어큐뮬레이터(60)에 같은 양의 작동유가 공급·배출되고, 제 1 어큐뮬레이터(50)와 제 2 어큐뮬레이터(60)의 사이에 가스 압력차가 생긴다. 붐(4)은, 제 1 어큐뮬레이터(50)의 가스 압력에 의하여 오른쪽 롤링 방향으로 힘이 가해지는 미는 힘과, 제 2 어큐뮬레이터(60)의 가스 압력에 의하여 왼쪽 롤링 방향으로 힘이 가해지는 미는 힘이 밸런스를 이루는 위치로 회동하고, 설정된 롤링 각도로 유지된다.
아울러, 상술한 구성에 한하지 않고, 제 1, 제 2 실린더 튜브(31, 41) 내에, 압축 가스가 봉입되는 가스실이 프리 피스톤을 통하여 각각 구획되어서 형성되어, 가스실의 가스 압력에 의하여 붐(4)에 힘을 가하는 구성으로 해도 좋다.
제 1 어큐뮬레이터(50)의 오일 실(52)과 제 1 유체압 실린더(30)의 보텀 측실(34)을 연통하는 통로에는, 스로틀로서의 감쇠 밸브(53)가 개재된다. 감쇠 밸브(53)는, 제 1 유체압 실린더(30)의 신축에 수반하여 보텀 측실(34)로부터 오일실(52)로 출입하는 작동유의 흐름에 저항을 부여한다. 이에 의해, 붐(4)이 상하 방향 및 롤링 방향으로 진동하는 것을 억제하는 감쇠력이 발생한다.
제 2 어큐뮬레이터(60)의 오일 실(62)과 제 2 유체압 실린더(40)의 보텀 측실(44)을 연통하는 통로에는, 스로틀로서의 감쇠 밸브(63)가 개재된다. 감쇠 밸브(63)는, 제 2 유체압 실린더(40)의 신축에 수반하여 보텀 측실(44)로부터 오일실(62)로 출입하는 작동유의 흐름에 저항을 부여한다. 이에 의해, 붐(4)이 상하 방향 및 롤링 방향으로 진동하는 것을 억제하는 감쇠력이 발생한다.
이와 같이, 감쇠 밸브(53, 63)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)로 출입하는 작동유에 저항을 부여하여, 붐(4)이 상하 방향 및 롤링 방향으로 진동하는 것을 억제하는 감쇠 기능을 완수한다. 감쇠 밸브(53, 63)는, 통과하는 작동유의 유속이 높아짐에 따라 개구 면적이 증대하는 가변 스로틀이다. 아울러, 감쇠 밸브(53, 63)를 대신하여, 오리피스(orifice) 등의 고정 스로틀을 개재하여, 그 스로틀 유로 면적 또는 스로틀 유로 길이를 수동으로 조정 가능한 구성으로 해도 좋다.
붐 스프레이어(1)의 작업시에, 작업차(90)가 요철을 넘으면서 주행하여, 작업차(90)가 상하 방향으로 이동하는 경우, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 통하여 롤링대(5)에 붐(4)을 승강시키려고 하는 힘이 작용한다. 이때, 붐(4)으로부터 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)에 더해지는 관성력에 의하여 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 축압부(51, 61)의 가스 압력에 저항하여 신축한다. 이에 의해, 롤링대(5)에 작용하는 힘의 변화가 완화되기 때문에, 붐(4)이 상하 방향으로 크게 이동하는 것이 억제되어, 붐(4)의 선단부(4B)가 논밭 등에 충돌하는 것이 방지된다.
작업차(90)가 요철을 넘으면서 주행하여, 작업차(90)의 자세가 롤링 방향으로 변화하는 경우, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 통하여 롤링대(5)에 붐(4)을 롤링 방향으로 회동시키려고 하는 힘이 작용한다. 이때, 붐(4)으로부터 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)에 더해지는 관성력에 의하여 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 축압부(51, 61)의 가스 압력에 저항하여 신축한다. 이에 의해, 롤링대(5)에 작용하는 힘의 변화가 완화되기 때문에, 붐(4)이 롤링 방향으로 필요 이상으로 크게 회동하는 것이 억제되어, 붐(4)의 선단부(4B)가 논밭 등에 충돌하는 것이 방지된다.
상기 작업시, 감쇠 밸브(53, 63)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 신축에 수반하여 제 1, 제 2 어큐뮬레이터(50, 60)로 출입하는 작동유의 흐름에 저항을 부여하므로, 붐(4)이 상하 방향 및 롤링 방향으로 진동하는 것이 억제된다. 이에 의해, 붐(4)의 노즐로부터 분사되는 방제액이 작물 등에 중복해서 살포되는 것이 억제되어 방제액이 균일하게 살포된다.
이상의 실시형태에 의하면, 이하에 나타내는 효과를 가져온다.
붐 승강 장치(9)는, 작업차(90)에 대하여 롤링대(5)의 일단을 상하 방향으로 구동하는 제 1 유체압 실린더(30)(제 1 승강 액츄에이터)와, 작업차(90)에 대하여 롤링대(5)의 타단을 상하 방향으로 구동하는 제 2 유체압 실린더(40)(제 2 승강 액츄에이터)를 구비한다. 붐(4)은, 제 1 유체압 실린더(30) 및 제 2 유체압 실린더(40)의 작동에 의하여 상하 방향 및 롤링 방향으로 구동되므로, 2개의 유체압 실린더(30, 40)를 이용하여, 붐(4)을 승강시키는 동시에, 롤링 방향으로 회동시킬 수 있다. 따라서, 좌우 한 쌍의 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40) 이외에 액츄에이터를 설치할 필요가 없으므로, 액츄에이터의 개수를 줄여 구조를 간소화할 수 있다.
또한, 붐 승강 장치(9)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 스트로크를 검지하는 제 1, 제 2 스트로크 검지기(39, 49)와, 검지되는 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 스트로크에 따라 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)의 신축을 제어하는 컨트롤러(95)를 구비한다. 컨트롤러(95)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 서로 동기하여 같은 방향으로 신축시켜 붐(4)을 승강시키는 승강 제어 모드와, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 서로 동기하여 역방향으로 신축시켜 붐(4)을 롤링 방향으로 회동시키는 롤링 제어 모드를 갖는다. 이에 의해, 컨트롤러(95)에 의하여 붐(4)의 높이 및 롤링 각도를 자동적으로 조정할 수 있다.
또한, 붐 승강 장치(9)는, 붐(4)의 롤링 각도를 검지하는 롤링 각도 검지기(94)를 구비한다. 컨트롤러(95)는, 검지되는 붐(4)의 롤링 각도에 따라 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 신축시켜 붐(4)의 롤링 각도를 설정 롤링 각도로 제어한다. 이에 의해, 작업차(90)의 자세가 롤링 방향으로 변화하는 경우, 컨트롤러(95)에 의하여 붐(4)의 롤링 각도가 지령되는 설정 롤링 각도로 되도록 자동적으로 조정된다.
또한, 붐 승강 장치(9)는, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)에 작동유를 공급·배출하는 작동유체 급배장치(70)를 구비한다. 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)는, 작업차(90)에 연결되어 작동 유체가 봉입되는 제 1, 제 2 실린더 튜브(31, 41)와, 롤링대(5)에 연결되어 제 1, 제 2 실린더 튜브(31, 41)의 내측에 삽입되는 제 1, 제 2 피스톤 로드(32, 42)를 구비한다. 붐 승강 장치(9)는, 제 1, 제 2 실린더 튜브(31, 41)의 내측을 가압하는 압축 가스를 비축하는 제 1, 제 2 축압부(51, 61)를 구비한다. 이에 의해, 작업차(90)가 요철을 넘으면서 주행하여, 작업차(90)가 상하 방향으로 이동하거나, 작업차(90)의 자세가 롤링 방향으로 변화하거나 하는 경우, 제 1 축압부(51)와 제 2 축압부(61)의 가스 압력에 의하여 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)로부터 붐(4)으로 작용하는 힘의 변화가 완화된다. 따라서, 붐(4)이 상하 방향 및 롤링 방향으로 진동하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 붐 승강 장치(9)는, 제 1, 제 2 축압부(51, 61)를 갖는 제 1, 제 2 어큐뮬레이터(50, 60)와, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)가 신축함에 수반하여 제 1, 제 2 어큐뮬레이터(50, 60)로 출입하는 작동유에 저항을 부여하는 감쇠 밸브(53, 63)(스로틀)를 구비한다. 이에 의해, 감쇠 밸브(53, 63)가 작동유의 흐름에 부여하는 저항에 의하여 감쇠력이 발생하므로, 붐(4)이 상하 방향 및 롤링 방향으로 진동하는 것을 억제할 수 있다.
더욱이, 붐 승강 장치(9)를 구비하여 방제액을 살포하는 붐 스프레이어(1)는, 붐(4)의 상하 방향 및 롤링 방향으로의 진동이 억제됨으로써, 붐(4)으로부터 방제액을 균일하게 살포하여 작업 속도를 높일 수 있다.
예를 들면, 제 1, 제 2 유체압 실린더(30, 40)를 대신하여, 전자력(電磁力)에 의하여 신축하는 전동 실린더를 이용해도 좋다.
더욱이, 붐(4)은 작업차(90)로부터 좌우로 뻗는 것으로 한하지 않고, 작업차(90)로부터 좌우 한쪽으로 뻗는 것으로 해도 좋다.
1: 붐 스프레이어 2: 링크 아암
3: 승강대 4: 붐
5: 롤링대 6: 지지축
9: 붐 승강 장치 13, 14: 핀
15: 기단측 프레임 16: 선단측 프레임
21: 상부 링크 22: 하부 링크
30: 제 1 유체압 실린더 40: 제 2 유체압 실린더
31: 제 1 실린더 튜브 41: 제 2 실린더 튜브
32: 제 1 피스톤 로드 42: 제 2 피스톤 로드
33, 43: 피스톤 34, 44: 보텀 측실
35, 45: 헤드 측실 36, 37, 46, 47: 구면 베이링
38, 48: 유로
39: 제 1 스트로크 검지기 49: 제 2 스트로크 검지기
41: 제 2 실린더 튜브 42: 제 2 피스톤 로드
50: 제 1 어큐뮬레이터 60: 제 2 어큐뮬레이터
51: 제 1 축압부 61: 제 2 축압부
52, 62: 오일실 53, 63: 감쇠 밸브
64: 유압 펌프 65: 탱크
66, 67: 체크 밸브 68: 공급 통로
69: 배출 통로 70: 작동유체 급배장치
71, 81: 급배 통로 72, 82: 오퍼레이트 체크 밸브
73, 83: 오퍼레이트 통로
77: 제 1 방향 스위칭 밸브 87: 제 2 방향 스위칭 밸브
88, 89: 솔레노이드
90: 작업차 91: 차체
94: 롤링 각도 검지기 95: 컨트롤러
96: 설정 높이 지령기 97: 롤링 각도 지령기

Claims (6)

  1. 작업차(90)에 캔틸레버(cantilever) 지지되는 붐(4)을 승강시키는 붐 승강 장치(9)로서,
    상기 작업차(90)에 대하여 승강 가능하게 설치되는 승강대(3)와,
    상기 승강대(3)에 대하여 롤링 방향으로 회동 가능하게 설치되어 상기 붐(4)을 캔틸레버 지지하는 롤링대(5)와,
    상기 작업차(90)에 대하여 상기 롤링대(5)의 일단을 상하 방향으로 구동하는 제 1 승강 액츄에이터(30)와,
    상기 작업차(90)에 대하여 상기 롤링대(5)의 타단을 상하 방향으로 구동하는 제 2 승강 액츄에이터(40)를 구비하고,
    상기 붐(4)은, 상기 제 1 승강 액츄에이터(30) 및 상기 제 2 승강 액츄에이터(40)의 작동에 의하여 상하 방향 및 롤링 방향으로 구동되는 붐 승강 장치(9).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 승강 액츄에이터(30)의 스트로크를 검지하는 제 1 스트로크 검지기(39)와,
    상기 제 2 승강 액츄에이터(40)의 스트로크를 검지하는 제 2 스트로크 검지기(49)와,
    검지되는 상기 제 1 승강 액츄에이터(30) 및 상기 제 2 승강 액츄에이터(40)의 스트로크에 따라 상기 제 1 승강 액츄에이터(30) 및 상기 제 2 승강 액츄에이터(40)의 신축을 제어하는 컨트롤러(95)를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러(95)는, 상기 제 1 승강 액츄에이터(30) 및 제 2 승강 액츄에이터(40)를 서로 동기하여 같은 방향으로 신축시켜 상기 붐(4)을 승강시키는 승강 제어 모드와, 상기 제 1 승강 액츄에이터(30) 및 제 2 승강 액츄에이터(40)를 서로 동기하여 역방향으로 신축시켜 상기 붐(4)을 롤링 방향으로 회동시키는 롤링 제어 모드를 갖는 붐 승강 장치(9).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 붐(4)의 롤링 각도를 검지하는 롤링 각도 검지기(94)를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러(95)는, 검지되는 상기 붐(4)의 롤링 각도에 따라 상기 제 1 승강 액츄에이터(30) 및 상기 제 2 승강 액츄에이터(40)를 신축시켜 상기 붐(4)의 롤링 각도를 설정 롤링 각도에 제어하는 붐 승강 장치(9).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업차(90) 및 상기 롤링대(5)의 한쪽에 연결되어 작동 유체가 봉입되는 제 1 실린더 튜브(31)와, 상기 작업차(90) 및 상기 롤링대(5)의 다른 한쪽에 연결되어 상기 제 1 실린더 튜브(31)의 내측에 삽입되는 제 1 피스톤 로드(32)를 갖는 상기 제 1 승강 액츄에이터(30)로서의 제 1 유체압 실린더(30)와,
    상기 작업차(90) 및 상기 롤링대(5)의 한쪽에 연결되어 작동 유체가 봉입되는 제 2 실린더 튜브(41)와, 상기 작업차(90) 및 상기 롤링대(5)의 다른 한쪽에 연결되어 상기 제 2 실린더 튜브(41)의 내측에 삽입되는 제 2 피스톤 로드(42)를 갖는 상기 제 2 승강 액츄에이터(40)로서의 제 2 유체압 실린더(40)와,
    상기 제 1 실린더 튜브(31)의 내측을 가압하는 압축 가스를 비축하는 제 1 축압부(51)와,
    상기 제 2 실린더 튜브(41)의 내측을 가압하는 압축 가스를 비축하는 제 2축압부(61)를 더 구비하는 붐 승강 장치(9).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 축압부(51)를 갖는 제 1 어큐뮬레이터(50)와,
    상기 제 2 축압부(61)를 갖는 제 2 어큐뮬레이터(60)와,
    상기 제 1 유체압 실린더(30) 및 상기 제 2 유체압 실린더(40)가 신축함에 수반하여 상기 제 1 어큐뮬레이터(50) 및 상기 제 2 어큐뮬레이터(60)로 출입하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀(53, 63)를 더 구비하는 붐 승강 장치(9).
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 붐 승강 장치(9)를 구비하여 방제액을 살포하는 붐 스프레이어(1).
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