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の自由端側に設けられたマスダンパ３０を備え、マスダンパ３０は、ブーム４の振動に伴って振動する錘３２と、錘３２の全部又は一部を収容し作動流体が封入された筐体３１と、筺体３１内に収装され錘３２の振動に伴って伸縮するバネ３６，３７と、錘３２の振動に伴って流れる筐体３１内の作動流体に抵抗を付与する減衰弁３９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、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の自由端側に設けられたマスダンパ３０を備え、マスダンパ３０は、ブーム４の振動に伴って振動する錘３２と、錘３２の全部又は一部を収容し作動流体が封入された筐体３１と、筺体３１内に収装され錘３２の振動に伴って伸縮するバネ３６，３７と、錘３２の振動に伴って流れる筐体３１内の作動流体に抵抗を付与する減衰弁３９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。
【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、前記ブームの自由端側に設けられたマスダンパを備え、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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブームの自由端側にマスダンパが設けられるため、ブームの振動に伴ってマスダンパ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】マスダンパの断面図である。
【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。
【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】
＜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。
【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。
【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。
【００２９】
マスダンパ３０は、ブーム４ａの上下振動を低減する上下振動用マスダンパ３０ａと、ブーム４ａの前後振動を低減する前後振動用マスダンパ３０ｂとを備える。
【００３０】
図３に示すように、上下振動用マスダンパ３０ａ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
上下振動用マスダンパ３０ａの固有振動数は、ブーム４ａの上下方向の固有振動数と略同値に設定するのが望ましい。上下振動用マスダンパ３０ａ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。上下振動用マスダンパ３０ａは、錘３２が車体１の上下方向に移動する向きに、つまり、ガイド３３が車体１の上下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１００の走行に伴ってブーム４ａが上下振動した場合には、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の上下振動が低減される。
【００３４】
前後振動用マスダンパ３０ｂは、その筐体３１が上下振動用マスダンパ３０ａの筐体３１に結合されて配置される。前後振動用マスダンパ３０ｂの構成は、上記にて説明した上下振動用マスダンパ３０ａの構成と同じであり、ブーム４ａの前後方向の固有振動数と略同値に設定されると共に、配置の向きが上下振動用マスダンパ３０ａと異なる。前後振動用マスダンパ３０ｂ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１００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。
【００３５】
以上のように、上下振動用マスダンパ３０ａ及び前後振動用マスダンパ３０ｂをブーム４ａに設けることによって、ブーム４ａの上下振動及び前後振動の双方を低減することができる。このように、ブーム４ａの振動方向に錘３２の移動方向を一致させてマスダンパ３０を配置することによって、ブーム４ａの撓み振動を低減することができる。
【００３６】
なお、ブーム４ａの上下振動及び前後振動のいずれか一方の振動のみを低減させれば十分である場合には、それに合わせて上下振動用マスダンパ３０ａ及び前後振動用マスダンパ３０ｂの一方を設ければよい。
【００３７】
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。
【００３８】
ブーム４の自由端側に固有振動数をブーム４の固有振動数と略同値に設定したマスダンパ３０が設けられるため、ブーム４の振動に伴ってマスダンパが減衰機能を発揮し、ブーム４の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。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図４及び図５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。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。
【００４０】
ブームスプレーヤ２００においても、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１実施形態のブームスプレーヤ１００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。
【００４１】
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。
【００４２】
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１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２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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
なお、本第２実施形態において、ブーム４ａの上下振動も低減したい場合には、上記第１実施形態にて説明した上下振動用マスダンパ３０ａを適用すればよい。
【００４７】
以上の第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、ブーム４の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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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】
【００５１】
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】
【００５２】
１００，２００ 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 マスダンパ
３０ａ 上下振動用マスダンパ
３０ｂ 前後振動用マスダンパ
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
４３ 揺動軸
４４ 振り子
【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、前記ブームの自由端側に設けられたマスダンパを備え、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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブームの自由端側にマスダンパが設けられるため、ブームの振動に伴ってマスダンパ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】マスダンパの断面図である。
【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。
【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】
＜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。
【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。
【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。
【００２９】
マスダンパ３０は、ブーム４ａの上下振動を低減する上下振動用マスダンパ３０ａと、ブーム４ａの前後振動を低減する前後振動用マスダンパ３０ｂとを備える。
【００３０】
図３に示すように、上下振動用マスダンパ３０ａ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
上下振動用マスダンパ３０ａの固有振動数は、ブーム４ａの上下方向の固有振動数と略同値に設定するのが望ましい。上下振動用マスダンパ３０ａ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。上下振動用マスダンパ３０ａは、錘３２が車体１の上下方向に移動する向きに、つまり、ガイド３３が車体１の上下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１００の走行に伴ってブーム４ａが上下振動した場合には、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の上下振動が低減される。
【００３４】
前後振動用マスダンパ３０ｂは、その筐体３１が上下振動用マスダンパ３０ａの筐体３１に結合されて配置される。前後振動用マスダンパ３０ｂの構成は、上記にて説明した上下振動用マスダンパ３０ａの構成と同じであり、ブーム４ａの前後方向の固有振動数と略同値に設定されると共に、配置の向きが上下振動用マスダンパ３０ａと異なる。前後振動用マスダンパ３０ｂ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１００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。
【００３５】
以上のように、上下振動用マスダンパ３０ａ及び前後振動用マスダンパ３０ｂをブーム４ａに設けることによって、ブーム４ａの上下振動及び前後振動の双方を低減することができる。このように、ブーム４ａの振動方向に錘３２の移動方向を一致させてマスダンパ３０を配置することによって、ブーム４ａの撓み振動を低減することができる。
【００３６】
なお、ブーム４ａの上下振動及び前後振動のいずれか一方の振動のみを低減させれば十分である場合には、それに合わせて上下振動用マスダンパ３０ａ及び前後振動用マスダンパ３０ｂの一方を設ければよい。
【００３７】
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。
【００３８】
ブーム４の自由端側に固有振動数をブーム４の固有振動数と略同値に設定したマスダンパ３０が設けられるため、ブーム４の振動に伴ってマスダンパが減衰機能を発揮し、ブーム４の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。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図４及び図５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。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。
【００４０】
ブームスプレーヤ２００においても、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１実施形態のブームスプレーヤ１００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。
【００４１】
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。
【００４２】
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１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２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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
なお、本第２実施形態において、ブーム４ａの上下振動も低減したい場合には、上記第１実施形態にて説明した上下振動用マスダンパ３０ａを適用すればよい。
【００４７】
以上の第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、ブーム４の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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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】
【００５１】
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】
【００５２】
１００，２００ 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 マスダンパ
３０ａ 上下振動用マスダンパ
３０ｂ 前後振動用マスダンパ
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
４３ 揺動軸
４４ 振り子
【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、
前記ブームの自由端側に設けられたマスダンパを備え、
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ブーム制振装置。
【請求項２】
前記マスダンパの固有振動数は、前記ブームの固有振動数と略同値に設定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、前記ブームの振動方向に前記錘の移動方向を一致させて配置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】
前記マスダンパは、
前記ブームにおける前記車体の上下方向の振動を低減する上下振動用マスダンパと、
前記ブームにおける前記車体の走行方向の振動を低減する前後振動用マスダンパと、を備え、
前記上下振動用マスダンパは、前記錘の移動方向が前記車体の上下方向となるように配置され、
前記前後振動用マスダンパは、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１又は請求項２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、
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、
前記ブームの自由端側に設けられたマスダンパを備え、
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ブーム制振装置。
【請求項２】
前記マスダンパの固有振動数は、前記ブームの固有振動数と略同値に設定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、前記ブームの振動方向に前記錘の移動方向を一致させて配置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】
前記マスダンパは、
前記ブームにおける前記車体の上下方向の振動を低減する上下振動用マスダンパと、
前記ブームにおける前記車体の走行方向の振動を低減する前後振動用マスダンパと、を備え、
前記上下振動用マスダンパは、前記錘の移動方向が前記車体の上下方向となるように配置され、
前記前後振動用マスダンパは、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１又は請求項２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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０３（Ｐ２０１３−１０３Ａ）
【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２０１１−１３７５２３（Ｐ２０１１−１３７５２３）
【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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