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と共に、昇降シリンダの動作に影響を及ぼさないブーム制振装置を提供すること。
【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、リンクアーム２を支持する昇降シリンダ３に対して作動油を給排して昇降シリンダ３を伸縮させる作動油給排装置５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のブーム４の振動を制振するブーム制振装置であって、液圧シリンダ３に接続された油室６２と油室６２に圧力を付与するバネ室６３とを有するアキュムレータ６０と、液圧シリンダ３と油室６２との間を行き来する作動油に抵抗を付与する減衰弁６１とを備える。
【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、リンクアーム２を支持する昇降シリンダ３に対して作動油を給排して昇降シリンダ３を伸縮させる作動油給排装置５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のブーム４の振動を制振するブーム制振装置であって、液圧シリンダ３に接続された油室６２と油室６２に圧力を付与するバネ室６３とを有するアキュムレータ６０と、液圧シリンダ３と油室６２との間を行き来する作動油に抵抗を付与する減衰弁６１とを備える。
【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。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。
【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、リフトシリンダ３を駆動してリフトリンク２を動作させる際には、ダンパー４が抵抗となってしまう。
【０００６】
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と共に、昇降シリンダの動作に影響を及ぼさない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】
【０００７】
本発明は、車体に取り付けられたリンクアームと、前記車体と前記リンクアームとの間に介装され前記リンクアームを昇降する液圧シリンダと、前記リンクアームを支持する前記液圧シリンダに対して作動流体を給排して前記液圧シリンダを伸縮させる作動流体給排装置と、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、前記液圧シリンダに接続された液圧室と当該液圧室に圧力を付与するバネ室とを有するアキュムレータと、前記液圧シリンダと前記液圧室との間を行き来する作動流体に抵抗を付与する減衰弁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リンクアームを支持する液圧シリンダに接続されたアキュムレータと、液圧シリンダとアキュムレータとの間を行き来する作動流体に抵抗を付与する減衰弁とを備えるため、液圧シリンダの振動がブームに伝達され難く、ブームの振動を低減することができる。また、アキュムレータ及び減衰弁は液圧シリンダの動作時に抵抗となるものではないため、液圧シリンダの動作に影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブームスプレーヤの左側面図である。
【図２】本発明の第１実施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】作動油給排装置及びブーム制振装置の油圧回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るブームスプレーヤの左側面図である。
【図５】本発明の第２実施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６】マスダンパの断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るブームスプレーヤの左側面図である。
【図８】本発明の第３実施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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
＜第１実施形態＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るブームスプレーヤ１００について説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
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（液圧シリンダ）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。
【００１４】
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。
【００１５】
昇降シリンダ３は、作動油（作動流体）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５（図３参照）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。
【００１６】
図３に示すように、作動油給排装置５は、電動モータ５１によって駆動しピストン側室３ｃに作動油を供給可能な油圧ポンプ（液圧ポンプ）５２と、ピストン側室３ｃと油圧ポンプ５２とをつなぐメイン通路５３と、メイン通路５３に設けられ油圧ポンプ５２からピストン側室３ｃへの作動油の流れのみを許容する逆止弁５４と、メイン通路５３における逆止弁５４の下流側から分岐し作動油をタンク５５に導く戻り通路５６と、戻り通路５６に設けられ連通位置と遮断位置とに切り替え可能な電磁式の切換弁５７と、メイン通路５３及び戻り通路５６内の圧力が予め定められた所定圧力に達した場合に開弁する回路保護用のリリーフ弁５８とを備える。なお、本実施の形態では、油圧ポンプ５２から吐出される作動油をピストン側室３ｃに供給するようにしたが、ロッド側室３ｄに供給するようにしてもよい。
【００１７】
昇降シリンダ３を伸長させる場合には、電動モータ５１が起動すると共に切換弁５７は遮断位置（図３に示す状態）に保持される。これにより、油圧ポンプ５２から吐出された作動油はメイン通路５３を通じてピストン側室３ｃへと導かれ、昇降シリンダ３が伸長する。昇降シリンダ３の伸長の過程で、電動モータ５１を停止させれば、昇降シリンダ３の伸長が止まると共に、ピストン側室３ｃの作動油が密閉状態となるため、昇降シリンダ３は電動モータ５１停止時のストロークに保持される。
【００１８】
一方、昇降シリンダ３を収縮させる場合には、電動モータ５１が停止状態になると共に切換弁５７を連通位置に切り換える。これにより、油圧ポンプ５２が停止するため、ピストン側室３ｃの作動油は、メイン通路５３及び戻り通路５６を通じてタンク５５に排出され、ピストン側室３ｃが収縮して昇降シリンダ３が収縮する。昇降シリンダ３の収縮の過程で、切換弁５７を遮断位置に戻すと、昇降シリンダ３の収縮が止まると共に、ピストン側室３ｃの作動油が密閉状態となるため、昇降シリンダ３のストロークが保持される。
【００１９】
なお、油圧ポンプ５２の駆動源として電動モータ５１を用いる代わりにブームスプレーヤ１００の走行用エンジン（図示せず）を用いるようにしてもよい。この場合、油圧ポンプ５２は走行用エンジンと共に駆動するため、電動モータ５１を用いる場合と異なり、油圧ポンプ５２を起動停止させることができない。したがって、油圧ポンプ５２の駆動源として走行用エンジンを用いる場合には、メイン通路５３における逆止弁５４の上流側に、油圧ポンプ５２から吐出される作動油をタンク５５へと還流させるための切換弁を設け、その切換弁によって油圧ポンプ５２からピストン側室３ｃへの作動油の供給と停止を切り換えるようにすればよい。
【００２０】
なお、電動モータ５１、油圧ポンプ５２、逆止弁５４、及び切換弁５７は、これらをパッケージ化したものを昇降シリンダ３のシリンダチューブ３ａの外周に一体に結合して配置するようにしてもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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が上下方向に振動する。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、自由端側は撓んで車体１の上下方向に振動する。以下では、ブーム４の自由端側が撓んで振動する事象を「撓み振動」と称し、車体１の上下方向の撓み振動を「上下振動」と称する。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。
【００３０】
ブーム４ａ，４ｂの上下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、図３を参照して、ブーム制振装置について説明する。
【００３１】
ブーム制振装置は、昇降シリンダ３のピストン側室３ｃに接続されたアキュムレータ６０と、ピストン側室３ｃとアキュムレータ６０との間を行き来する作動油に抵抗を付与する減衰弁６１とを備える。
【００３２】
アキュムレータ６０の内部は、リンクアーム２を支持するピストン側室３ｃに接続された油室（液圧室）６２と、油室６２に圧力を付与するバネ室６３とを有する。
【００３３】
油室６２は、メイン通路５３におけるピストン側室３ｃと逆止弁５４との間から分岐する分岐通路６５に接続される。つまり、油室６２とピストン側室３ｃは、メイン通路５３及び分岐通路６５を通じて接続される。減衰弁６１は分岐通路６５に設けられる。
【００３４】
なお、油室６２とピストン側室３ｃは、メイン通路５３とは独立した通路にて直接接続するようにしてもよい。その場合、減衰弁６１は、その独立した通路に設けられる。
【００３５】
バネ室６３は、加圧された窒素等のガスが封入されたガス室であり、油室６２との境界面である液面にガス圧を付与している。なお、油室６２とバネ室６３とを区画するフリーピストンをアキュムレータ６０内に収装するようにしてもよい。また、油室６２とバネ室６３とを区画するフリーピストンをアキュムレータ６０内に収装すると共に、バネ室６３内にバネを収装するようにしてもよい。つまり、加圧されたガスに代わり、バネを用いて油室６２に圧力を付与するようにしてもよい。
【００３６】
アキュムレータ６０の特性は、バネ室６３内のガス圧、アキュムレータ６０の容積等を調整することによって設定される。
【００３７】
次に、ブーム制振装置の動作について説明する。
【００３８】
油圧ポンプ５２が停止状態でかつ切換弁５７が遮断位置であり、昇降シリンダ３が所定のストロークに保持されている状態にて、ブームスプレーヤ１００が圃場を走行する場合について説明する。
【００３９】
ブームスプレーヤ１００が圃場を走行する際に、圃場の凹凸部によって車体１が上下方向に振動すると、車体１に連結された昇降シリンダ３も上下振動するため、車体１の上下振動が昇降シリンダ３を介してリンクアーム２及びブーム４ａに伝達され、ブーム４ａが上下振動する。このように、車体１の上下振動は昇降シリンダ３を介してブーム４ａに伝達される。
【００４０】
車体１の振動により昇降シリンダ３がストロークすると、シリンダチューブ３ａとピストンロッド３ｂとの間に相対変位が生じ、ピストンロッド３ｂの侵入分だけ昇降シリンダ３内圧力が増減する。ピストン側室３ｃの圧力が増減すれば、ピストン側室３ｃとアキュムレータ６０の油室６２との間で作動油が行き来する。具体的には、ピストン側室３ｃの作動油が油室６２内にバネ室６３のガス圧力に抗して流入すると共に、バネ室６３のガス圧力によって油室６２の作動油がピストン側室３ｃ内に流入する。このように、アキュムレータ６０はバネ作用を発揮する。また、ピストン側室３ｃと油室６２との間を作動油が行き来する際には、その作動油の流れに減衰弁６１によって抵抗が付与されて減衰力が発揮される。
【００４１】
以上のように、ブームスプレーヤ１００の走行に伴って車体１が上下振動した場合には、それに伴ってアキュムレータ６０のバネ作用によって昇降シリンダ３とアキュムレータ６０との間で作動油の行き来が発生し、ピストン側室３ｃと油室６２との間を行き来する作動油に対して減衰弁６１によって抵抗が付与され減衰力が発生する。これにより、昇降シリンダ３の振動がブーム４ａへ伝達され難くなると共に、昇降シリンダ３におけるシリンダチューブ３ａとピストンロッド３ｂとの相対変位がすぐに収まる。したがって、ブーム４ａの上下振動が低減される。
【００４２】
以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００４３】
アキュムレータ６０は、リンクアーム２を支持するピストン側室３ｃに接続された油室６２と、油室６２に圧力を付与するバネ室６３とを有し、ピストン側室３ｃと油室６２とを接続する通路には、作動油に抵抗を付与する減衰弁６１が設けられる。したがって、車体１が上下振動した場合には、アキュムレータ６０がバネ作用を発揮すると共に、減衰弁６１が減衰機能を発揮するため、車体１の振動がブーム４に伝達され難く、ブーム４の振動を低減することができる。また、アキュムレータ６０及び減衰弁６１は昇降シリンダ３の動作時に抵抗となるものではないため、昇降シリンダ３の動作に影響を及ぼさない。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図４〜図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るブームスプレーヤ２００について説明する。
【００４５】
上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置は、ブーム４ａ，４ｂの上下振動を低減することができる。しかし、ブーム４ａ，４ｂの自由端側は、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。上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置では、この前後振動を低減することができない。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。そこで、本第２実施形態では、上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置の構成に加えて、ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減する構成について説明する。
【００４６】
なお、以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態のブームスプレーヤ１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図４及び図５に示すように、ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減するブーム制振装置として、ブーム４ａ，４ｂのそれぞれの自由端側にはマスダンパ３０が設けられる。ブーム４ａ，４ｂに設けられるマスダンパ３０は同じ構成であるため、ブーム４ａに設けられるマスダンパ３０について説明する。
【００４８】
図６に示すように、マスダンパ３０は、ブーム４ａの先端部に固定され内部に作動油（作動流体）が封入された筐体３１と、筐体３１内に筐体３１の内周壁に沿って移動自在に配置された錘３２と、錘３２の移動を案内するガイド３３とを備える。
【００４９】
筐体３１の内部は、錘３２によって第１油室３４と第２油室３５の２つの油室（液圧室）に区画される。第１油室３４内には錘３２の移動に伴って伸縮する第１バネ３６がガイド３３に沿って収装され、第２油室３５内には錘３２の移動に伴って伸縮する第２バネ３７がガイド３３に沿って収装される。
【００５０】
錘３２には、第１油室３４と第２油室３５を連通する流路３８が形成される。流路３８には、通過する作動油に抵抗を付与する減衰弁３９が設けられる。減衰弁３９は、流路３８にオリフィスを設けることによって構成される。これに代わり、錘３２に環状の流路を設け、その流路によって作動油に抵抗を付与するようにしてもよい。
【００５１】
マスダンパ３０の固有振動数は、ブーム４ａの固有振動数と略同値に設定するのが望ましい。マスダンパ３０の固有振動数は、錘３２の質量と第１バネ３６及び第２バネ３７のバネ定数とを調整することによって設定される。マスダンパ３０は、錘３２が車体１の前後方向（走行方向）に移動する向きに、つまり、ガイド３３が車体１の前後方向に延在する向きに配置される。したがって、ブームスプレーヤ２００の走行に伴ってブーム４ａが前後振動した場合には、それに伴って錘３２がブーム４ａの固有振動数に同調して共振すると共に、錘３２の振動に伴って流路３８を通過する作動油に対して減衰弁３９によって抵抗が付与され減衰力が発生する。これにより、ブーム４ａの前後振動が低減される。
【００５２】
＜第３実施形態＞
図７及び図８を参照して、本発明の第３実施形態に係るブームスプレーヤ３００について説明する。
【００５３】
本第３実施形態では、上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置の構成に加えて、ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減する構成について説明する。
【００５４】
なお、以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態のブームスプレーヤ１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減するブーム制振装置として、ブーム４ａ，４ｂのそれぞれの自由端側にはマスダンパ４０が設けられる。マスダンパ４０は、ロータリーダンパ４１を備えるものであり、第２実施形態のブームスプレーヤ２００のマスダンパ３０の構成と相違する。ブーム４ａ，４ｂに設けられるマスダンパ４０は同じ構成であるため、ブーム４ａに設けられるマスダンパ４０について説明する。
【００５６】
マスダンパ４０のロータリーダンパ４１は、ブーム４ａに固定され作動油が封入された筐体４２と、筐体４２内を挿通しブーム４ａに揺動自在に連結された揺動軸４３とを備える。
【００５７】
揺動軸４３の自由端には振り子４４が結合される。揺動軸４３と振り子４４とによって、マスダンパ４０の錘が構成される。上記第２実施形態では、錘３２の全部が筐体３１内に収容されるものであったのに対して、本第３実施形態では、揺動軸４３の一部、つまり錘の一部が筐体４２内に収容される。
【００５８】
筐体４２の内部は、揺動軸４３によって第１油室４５と第２油室４６の２つの油室（液圧室）に区画される。第１油室４５及び第２油室４６には、揺動軸４３の揺動に伴って伸縮するバネ（図示せず）が収装される。
【００５９】
揺動軸４３には、第１油室４５と第２油室４６を連通する流路（図示せず）が形成される。その流路には、通過する作動油に抵抗を付与する減衰弁（図示せず）が設けられる。
【００６０】
マスダンパ４０の固有振動数は、ブーム４ａの固有振動数と略同値に設定するのが望ましい。マスダンパ４０の固有振動数は、揺動軸４３及び振り子４４の質量と、第１油室４５及び第２油室４６に収装されるバネのバネ定数とを調整することによって設定される。マスダンパ４０は、振り子４４が車体１の前後方向（走行方向）に揺動可能な向きに配置される。したがって、ブームスプレーヤ２００の走行に伴ってブーム４ａが前後振動した場合には、それに伴って振り子４４がブーム４ａの固有振動数に同調して共振すると共に、振り子４４の揺動に伴って流れる作動油に対して減衰弁によって抵抗が付与され減衰力が発生する。これにより、ブーム４ａの前後振動が低減される。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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】
【００６４】
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】
【００６５】
１００，２００，３００ 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
３ｃ ピストン側室
４ ブーム
２１ 第１ブーム
２２ 第２ブーム
２５ ノズル
３０ マスダンパ
３２ 錘
３６ 第１バネ
３７ 第２バネ
３８ 流路
３９ 減衰弁
４０ マスダンパ
４１ ロータリーダンパ
４２ 揺動軸
４３ 錘
５２ 油圧ポンプ
５３ メイン通路
５４ 逆止弁
５６ 戻り通路
５７ 切換弁
６０ アキュムレータ
６１ 減衰弁
６２ 油室
６３ バネ室
６５ 分岐通路
【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。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。
【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、リフトシリンダ３を駆動してリフトリンク２を動作させる際には、ダンパー４が抵抗となってしまう。
【０００６】
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と共に、昇降シリンダの動作に影響を及ぼさない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】
【０００７】
本発明は、車体に取り付けられたリンクアームと、前記車体と前記リンクアームとの間に介装され前記リンクアームを昇降する液圧シリンダと、前記リンクアームを支持する前記液圧シリンダに対して作動流体を給排して前記液圧シリンダを伸縮させる作動流体給排装置と、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、前記液圧シリンダに接続された液圧室と当該液圧室に圧力を付与するバネ室とを有するアキュムレータと、前記液圧シリンダと前記液圧室との間を行き来する作動流体に抵抗を付与する減衰弁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リンクアームを支持する液圧シリンダに接続されたアキュムレータと、液圧シリンダとアキュムレータとの間を行き来する作動流体に抵抗を付与する減衰弁とを備えるため、液圧シリンダの振動がブームに伝達され難く、ブームの振動を低減することができる。また、アキュムレータ及び減衰弁は液圧シリンダの動作時に抵抗となるものではないため、液圧シリンダの動作に影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブームスプレーヤの左側面図である。
【図２】本発明の第１実施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】作動油給排装置及びブーム制振装置の油圧回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るブームスプレーヤの左側面図である。
【図５】本発明の第２実施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６】マスダンパの断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るブームスプレーヤの左側面図である。
【図８】本発明の第３実施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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
＜第１実施形態＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るブームスプレーヤ１００について説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
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（液圧シリンダ）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。
【００１４】
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。
【００１５】
昇降シリンダ３は、作動油（作動流体）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５（図３参照）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。
【００１６】
図３に示すように、作動油給排装置５は、電動モータ５１によって駆動しピストン側室３ｃに作動油を供給可能な油圧ポンプ（液圧ポンプ）５２と、ピストン側室３ｃと油圧ポンプ５２とをつなぐメイン通路５３と、メイン通路５３に設けられ油圧ポンプ５２からピストン側室３ｃへの作動油の流れのみを許容する逆止弁５４と、メイン通路５３における逆止弁５４の下流側から分岐し作動油をタンク５５に導く戻り通路５６と、戻り通路５６に設けられ連通位置と遮断位置とに切り替え可能な電磁式の切換弁５７と、メイン通路５３及び戻り通路５６内の圧力が予め定められた所定圧力に達した場合に開弁する回路保護用のリリーフ弁５８とを備える。なお、本実施の形態では、油圧ポンプ５２から吐出される作動油をピストン側室３ｃに供給するようにしたが、ロッド側室３ｄに供給するようにしてもよい。
【００１７】
昇降シリンダ３を伸長させる場合には、電動モータ５１が起動すると共に切換弁５７は遮断位置（図３に示す状態）に保持される。これにより、油圧ポンプ５２から吐出された作動油はメイン通路５３を通じてピストン側室３ｃへと導かれ、昇降シリンダ３が伸長する。昇降シリンダ３の伸長の過程で、電動モータ５１を停止させれば、昇降シリンダ３の伸長が止まると共に、ピストン側室３ｃの作動油が密閉状態となるため、昇降シリンダ３は電動モータ５１停止時のストロークに保持される。
【００１８】
一方、昇降シリンダ３を収縮させる場合には、電動モータ５１が停止状態になると共に切換弁５７を連通位置に切り換える。これにより、油圧ポンプ５２が停止するため、ピストン側室３ｃの作動油は、メイン通路５３及び戻り通路５６を通じてタンク５５に排出され、ピストン側室３ｃが収縮して昇降シリンダ３が収縮する。昇降シリンダ３の収縮の過程で、切換弁５７を遮断位置に戻すと、昇降シリンダ３の収縮が止まると共に、ピストン側室３ｃの作動油が密閉状態となるため、昇降シリンダ３のストロークが保持される。
【００１９】
なお、油圧ポンプ５２の駆動源として電動モータ５１を用いる代わりにブームスプレーヤ１００の走行用エンジン（図示せず）を用いるようにしてもよい。この場合、油圧ポンプ５２は走行用エンジンと共に駆動するため、電動モータ５１を用いる場合と異なり、油圧ポンプ５２を起動停止させることができない。したがって、油圧ポンプ５２の駆動源として走行用エンジンを用いる場合には、メイン通路５３における逆止弁５４の上流側に、油圧ポンプ５２から吐出される作動油をタンク５５へと還流させるための切換弁を設け、その切換弁によって油圧ポンプ５２からピストン側室３ｃへの作動油の供給と停止を切り換えるようにすればよい。
【００２０】
なお、電動モータ５１、油圧ポンプ５２、逆止弁５４、及び切換弁５７は、これらをパッケージ化したものを昇降シリンダ３のシリンダチューブ３ａの外周に一体に結合して配置するようにしてもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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が上下方向に振動する。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、自由端側は撓んで車体１の上下方向に振動する。以下では、ブーム４の自由端側が撓んで振動する事象を「撓み振動」と称し、車体１の上下方向の撓み振動を「上下振動」と称する。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。
【００３０】
ブーム４ａ，４ｂの上下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、図３を参照して、ブーム制振装置について説明する。
【００３１】
ブーム制振装置は、昇降シリンダ３のピストン側室３ｃに接続されたアキュムレータ６０と、ピストン側室３ｃとアキュムレータ６０との間を行き来する作動油に抵抗を付与する減衰弁６１とを備える。
【００３２】
アキュムレータ６０の内部は、リンクアーム２を支持するピストン側室３ｃに接続された油室（液圧室）６２と、油室６２に圧力を付与するバネ室６３とを有する。
【００３３】
油室６２は、メイン通路５３におけるピストン側室３ｃと逆止弁５４との間から分岐する分岐通路６５に接続される。つまり、油室６２とピストン側室３ｃは、メイン通路５３及び分岐通路６５を通じて接続される。減衰弁６１は分岐通路６５に設けられる。
【００３４】
なお、油室６２とピストン側室３ｃは、メイン通路５３とは独立した通路にて直接接続するようにしてもよい。その場合、減衰弁６１は、その独立した通路に設けられる。
【００３５】
バネ室６３は、加圧された窒素等のガスが封入されたガス室であり、油室６２との境界面である液面にガス圧を付与している。なお、油室６２とバネ室６３とを区画するフリーピストンをアキュムレータ６０内に収装するようにしてもよい。また、油室６２とバネ室６３とを区画するフリーピストンをアキュムレータ６０内に収装すると共に、バネ室６３内にバネを収装するようにしてもよい。つまり、加圧されたガスに代わり、バネを用いて油室６２に圧力を付与するようにしてもよい。
【００３６】
アキュムレータ６０の特性は、バネ室６３内のガス圧、アキュムレータ６０の容積等を調整することによって設定される。
【００３７】
次に、ブーム制振装置の動作について説明する。
【００３８】
油圧ポンプ５２が停止状態でかつ切換弁５７が遮断位置であり、昇降シリンダ３が所定のストロークに保持されている状態にて、ブームスプレーヤ１００が圃場を走行する場合について説明する。
【００３９】
ブームスプレーヤ１００が圃場を走行する際に、圃場の凹凸部によって車体１が上下方向に振動すると、車体１に連結された昇降シリンダ３も上下振動するため、車体１の上下振動が昇降シリンダ３を介してリンクアーム２及びブーム４ａに伝達され、ブーム４ａが上下振動する。このように、車体１の上下振動は昇降シリンダ３を介してブーム４ａに伝達される。
【００４０】
車体１の振動により昇降シリンダ３がストロークすると、シリンダチューブ３ａとピストンロッド３ｂとの間に相対変位が生じ、ピストンロッド３ｂの侵入分だけ昇降シリンダ３内圧力が増減する。ピストン側室３ｃの圧力が増減すれば、ピストン側室３ｃとアキュムレータ６０の油室６２との間で作動油が行き来する。具体的には、ピストン側室３ｃの作動油が油室６２内にバネ室６３のガス圧力に抗して流入すると共に、バネ室６３のガス圧力によって油室６２の作動油がピストン側室３ｃ内に流入する。このように、アキュムレータ６０はバネ作用を発揮する。また、ピストン側室３ｃと油室６２との間を作動油が行き来する際には、その作動油の流れに減衰弁６１によって抵抗が付与されて減衰力が発揮される。
【００４１】
以上のように、ブームスプレーヤ１００の走行に伴って車体１が上下振動した場合には、それに伴ってアキュムレータ６０のバネ作用によって昇降シリンダ３とアキュムレータ６０との間で作動油の行き来が発生し、ピストン側室３ｃと油室６２との間を行き来する作動油に対して減衰弁６１によって抵抗が付与され減衰力が発生する。これにより、昇降シリンダ３の振動がブーム４ａへ伝達され難くなると共に、昇降シリンダ３におけるシリンダチューブ３ａとピストンロッド３ｂとの相対変位がすぐに収まる。したがって、ブーム４ａの上下振動が低減される。
【００４２】
以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００４３】
アキュムレータ６０は、リンクアーム２を支持するピストン側室３ｃに接続された油室６２と、油室６２に圧力を付与するバネ室６３とを有し、ピストン側室３ｃと油室６２とを接続する通路には、作動油に抵抗を付与する減衰弁６１が設けられる。したがって、車体１が上下振動した場合には、アキュムレータ６０がバネ作用を発揮すると共に、減衰弁６１が減衰機能を発揮するため、車体１の振動がブーム４に伝達され難く、ブーム４の振動を低減することができる。また、アキュムレータ６０及び減衰弁６１は昇降シリンダ３の動作時に抵抗となるものではないため、昇降シリンダ３の動作に影響を及ぼさない。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図４〜図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るブームスプレーヤ２００について説明する。
【００４５】
上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置は、ブーム４ａ，４ｂの上下振動を低減することができる。しかし、ブーム４ａ，４ｂの自由端側は、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。上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置では、この前後振動を低減することができない。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。そこで、本第２実施形態では、上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置の構成に加えて、ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減する構成について説明する。
【００４６】
なお、以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態のブームスプレーヤ１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図４及び図５に示すように、ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減するブーム制振装置として、ブーム４ａ，４ｂのそれぞれの自由端側にはマスダンパ３０が設けられる。ブーム４ａ，４ｂに設けられるマスダンパ３０は同じ構成であるため、ブーム４ａに設けられるマスダンパ３０について説明する。
【００４８】
図６に示すように、マスダンパ３０は、ブーム４ａの先端部に固定され内部に作動油（作動流体）が封入された筐体３１と、筐体３１内に筐体３１の内周壁に沿って移動自在に配置された錘３２と、錘３２の移動を案内するガイド３３とを備える。
【００４９】
筐体３１の内部は、錘３２によって第１油室３４と第２油室３５の２つの油室（液圧室）に区画される。第１油室３４内には錘３２の移動に伴って伸縮する第１バネ３６がガイド３３に沿って収装され、第２油室３５内には錘３２の移動に伴って伸縮する第２バネ３７がガイド３３に沿って収装される。
【００５０】
錘３２には、第１油室３４と第２油室３５を連通する流路３８が形成される。流路３８には、通過する作動油に抵抗を付与する減衰弁３９が設けられる。減衰弁３９は、流路３８にオリフィスを設けることによって構成される。これに代わり、錘３２に環状の流路を設け、その流路によって作動油に抵抗を付与するようにしてもよい。
【００５１】
マスダンパ３０の固有振動数は、ブーム４ａの固有振動数と略同値に設定するのが望ましい。マスダンパ３０の固有振動数は、錘３２の質量と第１バネ３６及び第２バネ３７のバネ定数とを調整することによって設定される。マスダンパ３０は、錘３２が車体１の前後方向（走行方向）に移動する向きに、つまり、ガイド３３が車体１の前後方向に延在する向きに配置される。したがって、ブームスプレーヤ２００の走行に伴ってブーム４ａが前後振動した場合には、それに伴って錘３２がブーム４ａの固有振動数に同調して共振すると共に、錘３２の振動に伴って流路３８を通過する作動油に対して減衰弁３９によって抵抗が付与され減衰力が発生する。これにより、ブーム４ａの前後振動が低減される。
【００５２】
＜第３実施形態＞
図７及び図８を参照して、本発明の第３実施形態に係るブームスプレーヤ３００について説明する。
【００５３】
本第３実施形態では、上記第１実施形態にて説明したブーム制振装置の構成に加えて、ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減する構成について説明する。
【００５４】
なお、以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態のブームスプレーヤ１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
ブーム４ａ，４ｂの前後振動を低減するブーム制振装置として、ブーム４ａ，４ｂのそれぞれの自由端側にはマスダンパ４０が設けられる。マスダンパ４０は、ロータリーダンパ４１を備えるものであり、第２実施形態のブームスプレーヤ２００のマスダンパ３０の構成と相違する。ブーム４ａ，４ｂに設けられるマスダンパ４０は同じ構成であるため、ブーム４ａに設けられるマスダンパ４０について説明する。
【００５６】
マスダンパ４０のロータリーダンパ４１は、ブーム４ａに固定され作動油が封入された筐体４２と、筐体４２内を挿通しブーム４ａに揺動自在に連結された揺動軸４３とを備える。
【００５７】
揺動軸４３の自由端には振り子４４が結合される。揺動軸４３と振り子４４とによって、マスダンパ４０の錘が構成される。上記第２実施形態では、錘３２の全部が筐体３１内に収容されるものであったのに対して、本第３実施形態では、揺動軸４３の一部、つまり錘の一部が筐体４２内に収容される。
【００５８】
筐体４２の内部は、揺動軸４３によって第１油室４５と第２油室４６の２つの油室（液圧室）に区画される。第１油室４５及び第２油室４６には、揺動軸４３の揺動に伴って伸縮するバネ（図示せず）が収装される。
【００５９】
揺動軸４３には、第１油室４５と第２油室４６を連通する流路（図示せず）が形成される。その流路には、通過する作動油に抵抗を付与する減衰弁（図示せず）が設けられる。
【００６０】
マスダンパ４０の固有振動数は、ブーム４ａの固有振動数と略同値に設定するのが望ましい。マスダンパ４０の固有振動数は、揺動軸４３及び振り子４４の質量と、第１油室４５及び第２油室４６に収装されるバネのバネ定数とを調整することによって設定される。マスダンパ４０は、振り子４４が車体１の前後方向（走行方向）に揺動可能な向きに配置される。したがって、ブームスプレーヤ２００の走行に伴ってブーム４ａが前後振動した場合には、それに伴って振り子４４がブーム４ａの固有振動数に同調して共振すると共に、振り子４４の揺動に伴って流れる作動油に対して減衰弁によって抵抗が付与され減衰力が発生する。これにより、ブーム４ａの前後振動が低減される。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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】
【００６４】
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】
【００６５】
１００，２００，３００ 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
３ｃ ピストン側室
４ ブーム
２１ 第１ブーム
２２ 第２ブーム
２５ ノズル
３０ マスダンパ
３２ 錘
３６ 第１バネ
３７ 第２バネ
３８ 流路
３９ 減衰弁
４０ マスダンパ
４１ ロータリーダンパ
４２ 揺動軸
４３ 錘
５２ 油圧ポンプ
５３ メイン通路
５４ 逆止弁
５６ 戻り通路
５７ 切換弁
６０ アキュムレータ
６１ 減衰弁
６２ 油室
６３ バネ室
６５ 分岐通路
【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、
前記車体と前記リンクアームとの間に介装され前記リンクアームを昇降する液圧シリンダと、
前記リンクアームを支持する前記液圧シリンダに対して作動流体を給排して前記液圧シリンダを伸縮させる作動流体給排装置と、
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、
前記液圧シリンダに接続された液圧室と当該液圧室に圧力を付与するバネ室とを有するアキュムレータと、
前記液圧シリンダと前記液圧室との間を行き来する作動流体に抵抗を付与する減衰弁と、
を備えることを特徴とするブーム制振装置。
【請求項２】
前記作動流体給排装置は、
前記液圧シリンダに作動流体を供給可能な液圧ポンプと、
前記液圧シリンダと前記液圧ポンプとをつなぐメイン通路と、
前記メイン通路に設けられ前記液圧ポンプから前記液圧シリンダへの作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、
前記メイン通路における前記逆止弁の下流側から分岐し作動流体をタンクに導く戻り通路と、
前記戻り通路に設けられ連通位置と遮断位置とに切り替え可能な切換弁と、を備え、
前記アキュムレータは、前記メイン通路における前記液圧シリンダと前記逆止弁との間に接続さ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】
前記ブームの自由端側に設けられたマスダンパをさらに備え、
前記マスダンパは、
前記ブームの振動に伴って振動する錘と、
前記錘の全部又は一部を収容し、作動流体が封入された筐体と、
前記筺体内に収装され、前記錘の振動に伴って伸縮するバネと、
前記錘の振動に伴って流れる前記筐体内の作動流体に抵抗を付与する減衰弁と、
を備え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】
前記錘は、前記筐体内に当該筐体の内周壁に沿って移動自在に配置され、
前記バネは、前記錘によって区画された前記筐体内の２つの液圧室に収装され、
前記減衰弁は、前記錘に形成され前記２つの液圧室を連通する流路に設けられ、
前記マスダンパは、前記錘の移動方向が前記車体の走行方向となるように配置される
ことを特徴とする請求項３に記載のブーム制振装置。
【請求項５】
前記錘は、前記筐体内を挿通し前記ブームに揺動自在に連結された揺動軸と、当該揺動軸の自由端に結合され前記車体の走行方向に揺動可能な振り子とからなり、
前記バネは、前記揺動軸によって区画された前記筐体内の２つの液圧室に収装され、
前記減衰弁は、前記揺動軸に形成され前記２つの液圧室を連通する流路に設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載のブーム制振装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５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。
【請求項１】
車体に取り付けられたリンクアームと、
前記車体と前記リンクアームとの間に介装され前記リンクアームを昇降する液圧シリンダと、
前記リンクアームを支持する前記液圧シリンダに対して作動流体を給排して前記液圧シリンダを伸縮させる作動流体給排装置と、
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、
前記液圧シリンダに接続された液圧室と当該液圧室に圧力を付与するバネ室とを有するアキュムレータと、
前記液圧シリンダと前記液圧室との間を行き来する作動流体に抵抗を付与する減衰弁と、
を備えることを特徴とするブーム制振装置。
【請求項２】
前記作動流体給排装置は、
前記液圧シリンダに作動流体を供給可能な液圧ポンプと、
前記液圧シリンダと前記液圧ポンプとをつなぐメイン通路と、
前記メイン通路に設けられ前記液圧ポンプから前記液圧シリンダへの作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、
前記メイン通路における前記逆止弁の下流側から分岐し作動流体をタンクに導く戻り通路と、
前記戻り通路に設けられ連通位置と遮断位置とに切り替え可能な切換弁と、を備え、
前記アキュムレータは、前記メイン通路における前記液圧シリンダと前記逆止弁との間に接続さ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】
前記ブームの自由端側に設けられたマスダンパをさらに備え、
前記マスダンパは、
前記ブームの振動に伴って振動する錘と、
前記錘の全部又は一部を収容し、作動流体が封入された筐体と、
前記筺体内に収装され、前記錘の振動に伴って伸縮するバネと、
前記錘の振動に伴って流れる前記筐体内の作動流体に抵抗を付与する減衰弁と、
を備え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】
前記錘は、前記筐体内に当該筐体の内周壁に沿って移動自在に配置され、
前記バネは、前記錘によって区画された前記筐体内の２つの液圧室に収装され、
前記減衰弁は、前記錘に形成され前記２つの液圧室を連通する流路に設けられ、
前記マスダンパは、前記錘の移動方向が前記車体の走行方向となるように配置される
ことを特徴とする請求項３に記載のブーム制振装置。
【請求項５】
前記錘は、前記筐体内を挿通し前記ブームに揺動自在に連結された揺動軸と、当該揺動軸の自由端に結合され前記車体の走行方向に揺動可能な振り子とからなり、
前記バネは、前記揺動軸によって区画された前記筐体内の２つの液圧室に収装され、
前記減衰弁は、前記揺動軸に形成され前記２つの液圧室を連通する流路に設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載のブーム制振装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５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】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０２（Ｐ２０１３−１０２Ａ）
【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２０１１−１３７５２２（Ｐ２０１１−１３７５２２）
【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）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【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）】
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