JP5870006B2 - ブームスプレーヤ - Google Patents

Description

本発明は、ブームスプレーヤに関する。

従来、薬液を散布するためのセンターブーム及び一対のサイドブーム（以下、これらをまとめて「ブーム」と呼ぶ場合がある）が車両に備えられたブームスプレーヤが知られている。このブームスプレーヤが、水平な農地を有する圃場に薬剤を散布しながら走行するときは、ブームが農地又は作物に接触しないように、農地又は作物に対してブームを平行に保つことが望ましい。

特許文献１には、水平な農地を有する圃場において、車両が路面の凹凸によって左右に傾いた場合でもブームを農地又は作物に対して平行に保つことができるように、ブームを車両に対して振り子状に揺動可能とした水平制御機構が開示されている。

特開２００８−２００００５号公報

ブームスプレーヤでは、一対のサイドブームの姿勢が対称でないとき、ブームスプレーヤが旋回するとき、傾斜圃場で作業するとき等、振り子による水平制御を停止することが求められる場面がある。この場合、センターブームと車両側とに作業者がピンを挿通させセンターブームの動きを止めて水平制御を停止することが考えられるが、ピン孔の位置合わせやピンの挿通作業が面倒で煩雑であった。

そこで本発明は、センターブームの水平制御を容易に停止することができるブームスプレーヤを提供することを目的とする。

本発明のブームスプレーヤ（１）は、車両（２）と、車両（２）に対して左右方向に振り子状に揺動可能に支持されたセンターブーム（３）と、センターブーム（３）の両端に連結された一対のサイドブーム（４，４）と、を備えるブームスプレーヤ（１）であって、センターブーム（３）又は車両（２）のいずれか一方は、当該センターブーム（３）を当該車両（２）に対して揺動不能にロックするための一対のロック機構（５０，５０）を有し、一対のロック機構（５０，５０）は、センターブーム（３）がロック機構（５０，５０）を有している場合はセンターブーム（３）の長手方向に進退可能な可動部（５２，５２）をそれぞれ有し、車両（２）がロック機構（５０，５０）を有している場合は車両（２）の左右方向に進退可能な可動部（５２，５２）をそれぞれ有し、各可動部（５２）は、センターブーム（３）がロック機構（５０，５０）を有している場合はセンターブーム（３）の長手方向で互いに異なる向きにそれぞれ進んで車両（２）に当接することによりセンターブーム（３）を揺動不能にロックし、車両（２）がロック機構（５０，５０）を有している場合は車両（２）の左右方向で互いに異なる向きにそれぞれ進んでセンターブーム（３）に当接することによりセンターブーム（３）を揺動不能にロックする。

このブームスプレーヤ（１）によれば、センターブーム（３）がロック機構（５０，５０）を有している場合は左右一対のロック機構（５０，５０）の可動部（５２）がセンターブーム（３）の長手方向で互いに異なる向きにそれぞれ進んで車両（２）に当接することによりセンターブーム（３）を揺動不能にロックし、車両（２）がロック機構（５０，５０）を有している場合は車両（２）の左右方向で互いに異なる向きにそれぞれ進んでセンターブーム（３）に当接することによりセンターブーム（３）を揺動不能にロックするため、センターブーム（３）の水平制御を容易に停止することができる。

ここで、可動部（５２）は、進退するロッド（５３）と、ロッド（５３）の先端に設けられ、センターブーム（３）又は車両（２）のロック機構（５０，５０）を有していない方に当接する当接面（５４Ａ）を有すると共に、車両（２）の前後方向に通されたピン（５６）を介してロッド（５３）の先端に回動自在に支持された頭部部材（５４）と、を有することが好ましい。センターブーム（３）が車両（２）の上下方向に対して垂直でないときにロックして水平制御を停止させた場合、センターブーム（３）が揺動しようとする荷重を、可動部（５２）がセンターブーム（３）又は車両（２）のロック機構（５０，５０）を有していない方から斜めに受けることになる。ここで、当接面（５４Ａ）を有する頭部部材（５４）がピン（５６）を介してロッド（５３）の先端に回動自在に支持されているため、頭部部材（５４）がピン（５６）を支点に回動して当接面（５４Ａ）全体で荷重を受けることができる。

また、センターブーム（３）又は車両（２）のロック機構（５０，５０）を有している方は、可動部（５２）の進退方向に延び頭部部材（５４）の移動をガイドするための長孔（３４Ｃ）を有し、ピン（５６）は、長孔（３４Ｃ）に遊嵌配置されていることが好ましい。この場合、長孔（３４Ｃ）が頭部部材（５４）の移動のガイドになると共に、可動部（５２）が受ける曲げ荷重を、ピン（５６）を介して長孔（３４Ｃ）を形成する部材（３４Ｂ）で受けることができる。

また、頭部部材（５４）は、ロッド（５３）の先端が進入する穴（５４Ｃ）を有し、ロッド（５３）の先端面とこれに対向する穴（５４Ｃ）の内壁との間に弾性部材（５７）を有することが好ましい。センターブーム（３）が車両（２）の上下方向に対して垂直でないときにロックして水平制御を停止させた場合、センターブーム（３）が車両（２）の上下方向に対して垂直である場合と比べて、可動部（５２）の頭部部材（５４）同士の間の距離（Ａ２）が長くなる。ここで、頭部部材（５４）が、ロッド（５２）の先端が進入する穴（５４Ｃ）を有し、ロッド（５２）の先端面とこれに対向する穴（５４Ｃ）の内壁との間に弾性部材（５７）を有しているため、弾性部材（５７）の弾性により当該距離差を吸収することができ、頭部部材（５４）同士の間の距離の変位に対応することができる。

本発明によれば、センターブームの水平制御を容易に停止することができるブームスプレーヤを提供することができる。

本実施形態のブームスプレーヤの側面図である。 図１の後方斜視図である。 昇降フレーム及びセンターブームの車両後方から見た後方図である。 図３の背面図である。 図３の斜視図である。 図３の部分拡大図である。 図５の部分拡大図である。 ロックシリンダの動作説明図である。 ロックシリンダの分解斜視図である。 ロックシリンダの可動部の一部断面図である。 ロックシリンダの可動部の動作を説明するための一部断面図である。 センターブームが車両の上下方向に対して垂直である場合にロックした状態を示す後方図である。 センターブームが車両の上下方向に対して垂直でない場合にロックした状態を示す後方図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本明細書において「車両」とは自走式又は非自走式の車両を指す。以下の実施形態では非自走式である牽引式の車両の例を示す。また、本明細書において「上下」、「左右」、「前後」の表現は、車両の進行方向を基準としたものである。

図１及び図２に示されるように、ブームスプレーヤ１は、圃場において農地又は作物に薬液散布を行うものであり、車両２と、車両２の後部に取付けられたセンターブーム３と、センターブーム３の両端に連結された一対のサイドブーム４とを備えている。サイドブーム４は、薬液散布を行わないときには折り畳まれ、図１及び図２に示されるように車両２に対して側方位置に斜め前上がりの状態で格納されている。薬液散布を行うときには、サイドブーム４をセンターブーム３に対して一直線状となるように広げる。

車両２は、前後方向に長い機体フレーム５を有しており、その下側には車輪６が、その上側且つ後側には薬液タンク７が設けられている。機体フレーム５の上側且つ前側には薬液タンク７内の薬液をブーム３，４，４に輸送するポンプ８を備え、車両２の最前部には、車両２を牽引するトラクタの動力取出軸を車両２側の入力軸へ接続するためのユニバーサルシャフト９を備えている。車両２の後部にはレール１０，１０が上下方向に延びるように固定されて設けられ、これに対して昇降フレーム１１が、昇降フレーム１１が有する昇降ローラ１４を介して昇降可能に取り付けられている。昇降フレーム１１の後方側には、センターブーム３が、左右一対のリンクロッド１６Ａ，１６Ｂにより昇降フレーム１１に揺動可能に支持され、二軸吊下げ式の水平制御機構を構成している。

図３〜図６に示されるように、昇降フレーム１１は、左右方向が長手方向となり前後方向視矩形状に組まれた枠体１２を有している。枠体１２は、互いに対向する上辺部材１２Ａ及び下辺部材１２Ｃ、並びに左右一対の側辺部材１２Ｂ，１２Ｂから構成されている。この昇降フレーム１１は、上下方向に延びて一端がレール１０に、他端がセンターブーム３にそれぞれ固定された昇降シリンダ１３を有しており、この昇降シリンダ１３によって枠体１２及びブーム３，４，４が上下に昇降可能とされている。また、昇降フレーム１１は、枠体１２を構成する左右一対の側辺部材１２Ｂ，１２Ｂそれぞれにおいて、上部及び下部に回転自在な昇降ローラ１４，１４を有し、これらの昇降ローラ１４，１４は、それぞれレール１０に嵌合され、昇降フレーム１１の上下動を可能としている（図２参照）。

また、昇降フレーム１１は、上辺部材１２Ａにおいて、左右両側の位置からそれぞれ上方へ延びる一対のリンクロッド支持突起１５，１５を有しており、このリンクロッド支持突起１５，１５のそれぞれの上端部には、センターブーム３を車両２側である昇降フレーム１１に支持するための左右一対のリンクロッド１６Ａ，１６Ｂの一端が回動可能に連結されている。また、昇降フレーム１１には、上辺部材１２Ａの中央部に、センターブーム３に固定された後述する横架部材３９を前後から挟んで、センターブーム３の前後動を規制すると共にセンターブーム３を上下左右方向に摺動自在にする摺動部材１７が設けられている。

また、昇降フレーム１１は、下辺部材１２Ｃの後方側の面において、下辺部材１２Ｃの左右両側の位置に一対の上下に延びる縦部材１８，１８が固定されている（図４）。これら縦部材１８，１８は、その上端及び下端からそれぞれ車両後方側へ突出して延びる断面コ字型の一対の板部材１９，１９をそれぞれ有している。この一対の板部材１９，１９の後端部には、鉛直方向に延びる丸棒状のローラ２０，２０が設けられており、このローラ２０，２０は、その上下端により一対の板部材１９，１９の後端部同士を連結している。すなわち、昇降フレーム１１の左右方向視において、縦部材１８、一対の板部材１９，１９及びローラ２０とで、矩形環が形成されている。

センターブーム３は、左右方向が長手方向となる断面矩形の上辺部材３１及び下辺部材３２を有し、これらが、上辺部材３１及び下辺部材３２の中央部近傍において上下方向に延びる一対の縦部材３３，３３により互いに連結されて構成されている。ここで、上辺部材３１は、前述の昇降フレーム１１における縦部材１８、一対の板部材１９，１９及びローラ２０とで形成された矩形環の上方に位置し、下辺部材３２は、当該矩形環の内側に通され、その後方側の面が後述する第１の板部材３４Ａを介してローラ２０に対面している。下辺部材３２の下方には、薬液を散布するための複数のノズル３５を備えてセンターブーム３の長手方向に沿って延びるノズルパイプ３６が、ノズルパイプ支持材３７により支持されている。また、センターブーム３の左右の両端部には、それぞれサイドブーム４が回動可能に連結されている。なお、図３〜５では、サイドブーム４はセンターブーム３との連結部分のみが示されている。

図６に示されるように、下辺部材３２の上面には、左右一対のブラケット３８，３８が設けられている。この一対のブラケット３８，３８には、昇降フレーム１１に連結された前述の左右一対のリンクロッド１６Ａ，１６Ｂの他端がそれぞれ回動可能に連結されている。これにより、センターブーム３が、左右一対のリンクロッド１６Ａ，１６Ｂを介して、昇降フレーム１１に対して左右方向に振り子状に揺動可能に支持され、二軸吊下げ式の水平制御機構を構成している。なお、リンクロッド１６Ａ，１６Ｂの一方（ここでは左側のリンクロッド１６Ａ）は、伸縮可能な傾斜シリンダ１６Ａとされている。

センターブーム３の上辺部材３１の中央上方には、上辺部材３１と離間して横架された横架部材３９が、連結部材３９Ａを介してセンターブーム３に固定されている。横架部材３９は、前述のように、昇降フレーム１１に設けられた摺動部材１７によりその前後から挟まれ上下左右方向に摺動自在とされている。また、図７及び図８に示されるように、センターブーム３の下辺部材３２のうち、前述の昇降フレーム１１における縦部材１８、一対の板部材１９，１９及びローラ２０とで形成された矩形環に通された位置における下辺部材３２の後方側の面には、第１の板部材３４Ａが下辺部材３２の長手方向に沿い且つ当該矩形環の内側に固定され、第１の板部材３４Ａの後方に離間する位置には、ローラ２０を挟むようにして第１の板部材３４Ａに対向する第２の板部材３４Ｂが設けられている。第２の板部材３４Ｂのセンターブーム３中央側の一端は、縦部材３３の下端に連結され、第２の板部材３４Ｂの他端は、センターブーム３の下辺部材３２の後方側の面に設けられたブラケット４０に連結されている。すなわち、車両２側を主として、これに対してセンターブーム３は、前後動が規制されて上下左右方向に摺動自在とされている。

なお、摺動部材１７と横架部材３９、及び、ローラ２０と第１及び第２の板部材３４Ａ，３４Ｂは、それぞれ互いに摺動自在であるが、これらの部材間には、センターブーム３の揺動を許容するための隙間が設けられている。

また、図６に示されるように、ブラケット４０の下方には、センターブーム３の下辺部材３２の下面に設けられ後方へ延びるブラケット４１が位置しており、ブラケット４１には、コイルバネ４２が外挿されたピン４３が左右方向に通されており、このピン４３のセンターブーム３の中央寄り側の端部には、ローラ２０に当接することでセンターブーム３の揺動の限界点を規定するためのストッパ４４が設けられている。

センターブーム３の下辺部材３２の後方側の面には、左右一対のロックシリンダ（ロック機構）５０，５０が設けられている。ロックシリンダ５０は、例えば油圧シリンダであり、図７及び図８に示されるように、その本体部（シリンダ部）５１が車両側方に、その頭部部材５４が左右方向中央寄りに位置するように取り付けられている。

図９に示されるように、ロックシリンダ５０は、略円筒状をなし一端が開放されると共に他端が閉じられ内部に円筒状の空間を有する本体部５１と、本体部５１に対して軸線方向に進退可能な可動部５２とを有している。可動部５２は、一端が本体部５１の内部へ進入し他端が本体部５１の外側へ突出しているロッド５３と、このロッド５３の他端（先端）に設けられローラ２０に当接する当接面５４Ａを有する頭部部材５４とを具備している。ロッド５３の他端には前後方向に貫通するピン孔５５が形成され、頭部部材５４は、ロッド５３の他端が進入する有底の穴５４Ｃを有し（図１０及び図１１参照）、ピン５６が、頭部部材５４に前後方向に設けられた孔５４Ｂ及びロッド５３のピン孔５５に通されることで、頭部部材５４がロッド５３の他端に支持されている。ここで、頭部部材５４に設けられた穴５４Ｃの径は、ロッド５３の他端の径よりも多少大きくされており（図１０）、これにより頭部部材５４は、ロッド５３の他端に対してピン５６を中心として回動自在に支持されている。また、頭部部材５４に通されたピン５６には、その端部に円環状の溝５６Ａが形成されており、この溝５６Ａが長孔３４Ｃを形成する第２の板部材３４Ｂの孔縁部に進入することにより、ピン５６が長孔３４Ｃに遊嵌配置されている（図７）。

また、図９及び図１０に示されるように、ロッド５３の他端面とこれに対向する頭部部材５４の穴５４Ｃの内壁との間には、例えばパッキン等の弾性部材５７が設けられている。

以上のように構成された本実施形態のブームスプレーヤ１によれば、ロックシリンダ５０の可動部５２がローラ２０へ向けて移動していないとき（図７の状態）、センターブーム３は、ストッパ４４の位置を限界点として左右方向に振り子状に揺動する。これにより、車両２が路面の凹凸によって左右に傾いた場合であっても、サイドブーム４が農地又は作物に接触しないように、農地又は作物に対してサイドブーム４を平行に保ちながら薬液散布を行うことができる。

ここで、一対のサイドブーム４，４の姿勢が対称でないとき、ブームスプレーヤ１が旋回するとき、傾斜圃場で作業するとき等、振り子による水平制御を停止することが求められる場面がある。このとき、ロックシリンダ５０の可動部５２をセンターブーム３の中央寄り側に向けて移動させて車両２側となるローラ２０に当接させることにより（図８の状態）、一対のローラ２０，２０を左右両側から挟み込み、振り子をロックしてセンターブーム３の揺動を抑えることができ、センターブーム３を揺動不能にロックすることができる。

ここで、ロックシリンダ５０の可動部５２が移動してローラ２０に当接するとき、第２の板部材３４Ｂに形成された長孔３４Ｃがピン５６を介して頭部部材５４の移動のガイドとなる。これにより、頭部部材５４がローラ２０に向けて正確に移動することができると共に、可動部５２が曲げ荷重を受ける場合に、当該曲げ荷重をピン５６を介して第２の板部材３４Ｂで受けることができ、可動部５２の変形や破損を防止することができる。

また、車両２が左右に傾いている場合や、傾斜圃場にて傾斜シリンダ１６Ａを伸縮させてセンターブーム３の傾きを所定の角度に強制的に維持している場合では、センターブーム３が車両の上下方向に対して垂直でない状態となる。この場合にセンターブーム３をロックして水平制御を停止させると、センターブーム３が揺動しようとする荷重を、可動部５２がローラ２０から斜めに受けることになる。ここで、本実施形態のブームスプレーヤ１では、当接面５４Ａを有する頭部部材５４がピン５６を介してロッド５３の他端に回動自在に支持されているため（頭部部材５４に設けられた穴５４Ｃの径がロッド５３の他端の径よりも多少大きくされており両者間にアソビが生じているため）、図１１に示されるように、頭部部材５４がピン５６を支点に回動して当接面５４Ａ全体でローラ２０から当該荷重を受けることができる。

また、前述のように傾斜シリンダ１６Ａを伸縮させているときに水平制御を停止させた場合、図１２及び図１３に示されるように、センターブーム３が車両２の上下方向に対して垂直である場合における可動部５２の頭部部材５４同士の間の距離（図１２のＡ１）と比べて、センターブーム３が車両２の上下方向に対して垂直でない場合における可動部５２の頭部部材５４同士の間の距離（図１３のＡ２）が長くなる。本実施形態のブームスプレーヤ１では、ロッド５３の他端面とこれに対向する頭部部材５４の穴５４Ｃの内壁との間に弾性部材５７が設けられているため、弾性部材５７の弾性により当該距離差を吸収することができ、頭部部材５４同士の間の距離の変位に対応することができる。

このように、本実施形態のブームスプレーヤ１によれば、車両２の姿勢、サイドブーム４の姿勢のバランス、傾斜シリンダ１６Ａの伸縮状態、走行の有無等に関わらず、センターブーム３の水平制御を容易に停止することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ロックシリンダ５０を設ける左右の向きについて、ロックシリンダ５０の可動部５２をセンターブーム３の中央寄り側に向けて移動させてローラ２０に当接させる向きとしたが、左右反対の向きとしてもよい。すなわち、上記実施形態では、センターブーム３を揺動不能にロックする際に、一対のローラ２０，２０を左右両側から挟み込む態様としたが、一対のローラ２０，２０の内側からこれらを突っ張らせるようにロックシリンダ５０の可動部５２を当接させる態様としてもよい。

また、上記実施形態では二本のリンクロッド１６Ａ，１６Ｂでセンターブーム３を振り子状に揺動させる二軸吊下げ式の水平制御機構を例にしたが、一軸回転式の水平制御機構に対しても適用することができる。

また、上記実施形態ではレール１０及び昇降フレーム１１を車両２の一部として、これにセンターブーム３が支持される態様を説明したが、センターブーム３を昇降させる必要がない場合は、レール１０及び昇降フレーム１１を備えない態様としてもよい。また、上記実施形態ではセンターブーム３にロックシリンダ５０が設けられ、その可動部５２が車両２側であるローラ２０に当接される態様を説明したが、ロックシリンダ５０が車両２に設けられ、その可動部５２がセンターブーム３側に当接される態様としてもよい。

また、上記実施形態では牽引式の車両の例を示したが、車両はマウント式の車両であってもよく、自走式の車両であってもよい。

１…ブームスプレーヤ、２…車両、３…センターブーム、４…サイドブーム、３４Ｃ…長孔、５０…ロックシリンダ（ロック機構）、５２…可動部、５３…ロッド、５４…頭部部材、５４Ａ…当接面、５４Ｃ…穴、５６…ピン、５７…弾性部材。

Claims (4)

1. 車両（２）と、前記車両（２）に対して左右方向に振り子状に揺動可能に支持されたセンターブーム（３）と、前記センターブーム（３）の両端に連結された一対のサイドブーム（４，４）と、を備えるブームスプレーヤ（１）であって、
   前記センターブーム（３）又は前記車両（２）のいずれか一方は、当該センターブーム（３）を当該車両（２）に対して揺動不能にロックするための一対のロック機構（５０，５０）を有し、
   前記一対のロック機構（５０，５０）は、前記センターブーム（３）が前記ロック機構（５０，５０）を有している場合は前記センターブーム（３）の長手方向に進退可能な可動部（５２，５２）をそれぞれ有し、前記車両（２）が前記ロック機構（５０，５０）を有している場合は前記車両（２）の左右方向に進退可能な可動部（５２，５２）をそれぞれ有し、
   前記各可動部（５２）は、
   前記センターブーム（３）が前記ロック機構（５０，５０）を有している場合は前記センターブーム（３）の長手方向で互いに異なる向きにそれぞれ進んで前記車両（２）に当接することにより前記センターブーム（３）を揺動不能にロックし、前記車両（２）が前記ロック機構（５０，５０）を有している場合は前記車両（２）の左右方向で互いに異なる向きにそれぞれ進んで前記センターブーム（３）に当接することにより前記センターブーム（３）を揺動不能にロックする、ブームスプレーヤ（１）。
2. 前記可動部（５２）は、進退するロッド（５３）と、
   前記ロッド（５３）の先端に設けられ、前記センターブーム（３）又は前記車両（２）の前記ロック機構（５０，５０）を有していない方に当接する当接面（５４Ａ）を有すると共に、前記車両（２）の前後方向に通されたピン（５６）を介して前記ロッド（５３）の先端に回動自在に支持された頭部部材（５４）と、を有する、請求項１記載のブームスプレーヤ（１）。
3. 前記センターブーム（３）又は前記車両（２）の前記ロック機構（５０，５０）を有している方は、前記可動部（５２）の進退方向に延び前記頭部部材（５４）の移動をガイドするための長孔（３４Ｃ）を有し、
   前記ピン（５６）は、前記長孔（３４Ｃ）に遊嵌配置されている、請求項２記載のブームスプレーヤ（１）。
4. 前記頭部部材（５４）は、前記ロッド（５３）の先端が進入する穴（５４Ｃ）を有し、
   前記ロッド（５３）の先端面とこれに対向する前記穴（５４Ｃ）の内壁との間に弾性部材（５７）を有する、請求項２又は３記載のブームスプレーヤ（１）。