説明

ブームスプレーヤ及びブーム制振装置

【課題】ブームの振動を低減することができるブームスプレーヤを提供すること。
【解決手段】車体1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、を備えるブームスプレーヤ100のブーム4の振動を制振するブーム制振装置であって、ブーム4にブーム4と平行に緩衝器30が設けられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−269106号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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ることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
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。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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。
【図4】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。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【産業上の利用可能性】
【0044】
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。
【符号の説明】
【0045】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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ることを特徴とするブーム制振装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−101(P2013−101A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−137521(P2011−137521)
【出願日】平成23年6月21日(2011.6.21)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【出願人】(501203344)独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【Fターム(参考)】