(57)【要約】【課題】水位センサの配置を工夫して作業中の薬液残量を精度良く検出できる散布作業機を提供する。【解決手段】走行機体２２に薬液タンク２４、該薬液タンク２４内の薬液を噴霧するノズル２３を設けたブーム４０、薬液タンク２４内の薬液を前記ノズル２３へ圧送する噴霧ポンプ４等を具備した散布作業機において、前記薬液タンク２４の底面中央部に突出部６４を形成し、突出部６４に水位センサ６５を設ける。そして、前記水位センサ６５を薬液タンク２４の前後方向及び左右方向の中心位置に配置する。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体に薬液タンク、該薬液タンク内の薬液を噴霧するノズルを設けたブーム、薬液タンク内の薬液を前記ノズルへ圧送する噴霧ポンプ等を具備した散布作業機において、
前記薬液タンクの底面中央部に下方に向けて突出部を形成し、該突出部に薬液水位検出手段を設けることを特徴とする散布作業機。
【請求項２】
前記薬液水位検出手段を薬液タンクの前後方向及び左右方向の中心位置に配置することを特徴とする散布作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用型の走行機体に薬液タンク、ノズルを配置したブーム、噴霧ポンプ及び散布量制御装置等を搭載した散布作業機において、安価な検出手段を使用して作業中の散布量を精度良く算出できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用型の走行機体に薬液タンク、ブーム及び噴霧ポンプ等を搭載して、薬液の散布作業を行なう散布作業機が知られている。
前記薬液タンク内の薬液量は外側に透明のパイプを上下方向に連通したゲージを設けて目視により確認することが従来から行われてきたが、近年運転操縦部に設けたメータや液晶表示機等で残量がわかるようにするため、薬液タンクの底部に水位を検出するための手段が配置され、その信号をコントローラを介して操作パネルに出力して表示するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記水位検出手段は圧力センサを用いて水圧を検出するようにしていたので、機体が走行する時にピッチングやローリング等が発生すると、水位が変化して水位センサの出力も変化し、正確な水位が判りにくくなっていた。
また、薬液タンク内は薬剤を攪拌するために、作業時においては圧力の高い噴流を発生させている。この噴流が水位センサの検知部に至ると出力が変化し、正確な水位を検出することができなかったのである。
この検出した水位が不正確であると、残量が少ないにもかかわらず多く残っていると表示して、作業途中で薬液切れとなったり、薬液を追加するときの量が多過ぎて薬液タンクより溢れ出たりしてしまうのである。
そこで、本発明では、検出手段の配置を工夫して作業中の薬液残量を精度良く検出できる散布作業機を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、走行機体に薬液タンク、該薬液タンク内の薬液を噴霧するノズルを設けたブーム、薬液タンク内の薬液を前記ノズルへ圧送する噴霧ポンプ等を具備した散布作業機において、前記薬液タンクの底面中央部に下方に向けて突出部を形成し、該突出部に薬液水位検出手段を設けるものである。
【０００６】
請求項２においては、前記薬液水位検出手段を薬液タンクの前後方向及び左右方向の中心位置に配置するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る散布作業機の全体側面図、図２は同じく全体平面図、図３は同じく配管系統図、図４は操作パネルの平面図、図５は薬液タンクの側面図、図６は同じく平面図、図７はピッチングやローリング時の薬液タンクを示す図、図８は薬液タンク内の攪拌の流れを示す図、図９は制御回路図、図１０は水位センサ出力と薬液残量との関係を示す図、図１１は時間と薬液残量との関係を示す図、図１２は薬液散布量表示制御のフローチャートである。
【０００８】
まず、本発明に係わる散布作業機の全体構成について、図１及び図２により説明する。
散布作業機は乗用型の走行機体２２と、薬液を散布するための複数のノズル２３を有するブーム４０及び該ブーム４０の昇降や展開を行なうための機構よりなるブーム部３５と、エンジン９から動力を得て薬液タンク２４内の薬液をノズル２３へ送り出す噴霧ポンプ４及び該噴霧ポンプ４から吐出される薬液の制御に関わる散布量制御装置３等よりなるポンプ部３６等で構成される。なお、本実施例では、ブーム部３５は走行機体２２の前部及び側部に配設され、ポンプ部３６は後部に配設されている。
【０００９】
そして、走行機体２２の機体前端より後方へ向けては、左右一対の機体フレーム６Ｌ・６Ｒが平行に水平方向に延設され、該機体フレーム６Ｌ・６Ｒの前部下方には前車輪７・７が支承され、後部下方に後車輪８・８が支承されている。
【００１０】
また、走行機体２２前部の機体フレーム６Ｌ・６Ｒ上には、エンジン９を被覆するボンネット１０が配設され、該ボンネット１０後方のカバー上には操作パネル１１が設けられており、該操作パネル１１の上方には運転ハンドル１２が設けられて、該運転ハンドル１２及び前記操作パネル１１等で散布作業機の操縦部を構成している。
【００１１】
前記操作パネル１１下方より後方に向けて、機体フレーム６Ｌ・６Ｒ上にはステップ１３を設けている。また、機体フレーム６Ｌ・６Ｒ後部上には薬液タンク２４が配設されており、該薬液タンク２４の前部中央には運転席１４が形成されて、薬液タンク２４によって側部と後部を取り囲まれるように載置されている。
【００１２】
前記ブーム部３５は、薬液散布用のブーム４０と、昇降リンク機構３７とから構成される。
このうちブーム４０は、走行機体２２の前方の前方ブーム４１及び、該前方ブーム４１の両端に枢支して、折畳み可能に側方に延設される左右の側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒから構成されている。また、該ブーム４０には薬液を散布するための複数のノズル２３・２３・・・が一定間隔をおいて配設されている。そして、前記前方ブーム４１と側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒの間には、それぞれブーム開閉シリンダ４３・４３が介装され、該ブーム開閉シリンダ４３・４３を伸縮させることによって、側方ブーム４２Ｌ・４２Ｒを左右水平方向へ延設した作業位置と、前後方向で後ろ上がりに位置させた収納位置に回動可能としている。
【００１３】
また、昇降リンク機構３７は、平行リンクにより前方ブーム４１と機体フレーム６Ｌ・６Ｒの前部の間を連結し、該平行リンクの一方と機体フレーム６Ｌ・６Ｒの間にシリンダ３８・３８を介装して、該シリンダ３８・３８を伸縮させることによってブーム４０を上下昇降可能としている。
そして、このような昇降リンク機構３７に対し、前方ブーム４１の左右中央が枢支されて左右傾倒可能に支持され、該前方ブーム４１と昇降リンク機構３７との間にシリンダ３９を介装して、ブーム４０を水平制御する構成としている。
【００１４】
次に、薬液の流路構成について、図３により説明する。
ポンプ部３６においては、薬液タンク２４に設けたドレン口２４ａは、ホース９７を介してストレーナ７８に連通接続され、該ストレーナ７８は、噴霧ポンプ４に位置する薬液吸入口４９に接続されており、薬液タンク２４からの薬液は、ストレーナ７８で異物を除去された後、噴霧ポンプ４後部に位置する薬液吸入口４９から噴霧ポンプ４のポンプケース（図示せず）内に流入される。
【００１５】
該噴霧ポンプ４には吐出口が設けられ、該吐出口から吐出された薬液のうち設定圧力以上の余水は前記安全弁７９を通過してパイプ９４を経て、薬液タンク２４に設けられた戻り口９４ａに還流される。
一方、設定圧力以下の薬液は、パイプ４５を通じて流量調整弁（噴霧側バルブ９１）及び流量調整弁（戻り側バルブ９０）へ流入する。
【００１６】
このうち、噴霧側バルブ９１で流量が調整された薬液は、ブーム吐出口９１ａより排出された後、パイプ９３を通ってブーム部３５に送られて薬液散布に用いられる。該パイプ９３の途中部には、切換バルブ６２が設けられており、該切換バルブ６２を操作することにより、手散布や洗車などのための薬液流を自在に取り出せるようにしている。また、戻し側バルブ９０へ送られた薬液は、ホース９５を通って薬液タンク２４に設けられた戻り口９５ａより薬液タンク２４内へ還流される。
なお、前記パイプ４５は一部分岐されて薬液タンク２４に連通接続され、薬液が戻り口４５ａ・４５ｂから薬液タンク２４に戻されており、前記戻り口９４ａ・９５ａと併せて、薬液タンク２４内の薬液の攪拌に利用されるようにしている。
【００１７】
また、ブーム部３５においては、前記パイプ９３先部に散布コック５３が接続され、該散布コック５３を介して分水管９３ａが設けられ、該分水管９３ａには３個の条止めコック３１ａ・３１ｂ・３１ｃが内設されている。そして、該条止めコック３１ａ・３１ｂ・３１ｃの吐出口は、それぞれ前記ブーム４２Ｌ・４１・４２Ｒに設けた散布管に連通接続されており、前記ポンプ部３６より圧送されてくる薬液の散布を、ブーム単位で実施可能な構成としている。
前記散布コック５３には、コックの開閉動作を検出する散布コック開閉センサ５４を設け、該散布コック開閉センサ５４を後述するコントローラ１４１（図９）に接続して、散布コック５３の開閉信号を検出できるようにしている。
【００１８】
次に、前記操作パネル１１について、図４を用いて説明する。
前記操作パネル１１は、デジタル表示ユニット７１を内装しており、操作パネル１１上には、該デジタル表示ユニット７１のデジタル表示部７２及び切替スイッチ７３、液剤散布ダイヤル７４、散布量制御ダイヤル７５、薬液タンク２４の残量が設定値以下になった時に点灯する警報用ランプ７６等が設けられている。前記切替スイッチ７３は、同一のデジタル表示部７２において、後述する薬液タンク２４内の薬液残量Ｒ、単位面積当たりの散布量ａが示されるように切り替えるためのものである。複数の内容を同一のデジタル表示部７２において示すことで該デジタル表示部７２に現れる一つ一つの数字の大きさを大きくすることができるので、オペレータはその数字が見やすく、さらに、デジタル表示されるので、オペレータは明確な数値を把握することができるのである。なお、エンジン９の回転数や作業時間等も示されるように切り替え表示できるようにすることもできる。
また、前記液剤散布ダイヤル７４を調節すると、コントローラ１４１内の制御定数が変化して、ブーム４０に装着したノズル２３に適した噴霧量で車速連動散布ができる。即ち、ブーム４０のノズル２３は薬液及び圃場の形態により、交換してその散布量や稼働散布ブームを調整できることが好ましく、従って、液剤散布ダイヤル７４でノズル２３に合わせた吐出量を決定するのである。
そして、散布量制御ダイヤル７５を調節すると、ブーム４０のノズル２３より散布される薬液の散布量が微量調節される。
【００１９】
次に、薬液タンク２４について説明する。
図５、図６に示すように、前記薬液タンク２４は、合成樹脂により一体的に成形した内部が空洞の容器であり、平面視において該薬液タンク２４の前部中央に切欠き部６１が設けられ、該切欠き部６１に前記運転席１４を載せて装着できるようにしている。また、薬液タンク２４の後部中央に、開閉可能な蓋６６の付いた薬液注入口６３が形成され、薬液の補給を行なえるようにしている。
そして、前記薬液タンク２４に、薬液タンク２４内の水位を検出する水位検出手段を設けている。該水位検出手段である水位センサ６５は、薬液タンク２４の最低部に設けられ、該薬液タンク２４の底面から下方に向けて突出して凹部が形成されて突出部６４とし、該突出部６４の底面中央に検知面を上方に向けて水位センサ６５が装着されている。該突出部６４は水位センサ６５を収納できる大きさとするとともに、薬液タンク２４底面に水流が発生しても、突出部６４底部にはその水流の影響が及ばない程度の深さとする。よって、突出部６４上部の開口面積はできるだけ小さくするほうが好ましい。
そして、前記水位センサ６５及び突出部６４の配設位置は薬液タンク２４の左右方向及び前後方向の略中心に配置している。従って、該水位センサ６５は、薬液タンク２４の左右方向及び前後方向の中心位置に配置することになり、機体の揺れに対して薬液水面の揺れが小さく、最も上下動の小さい位置となる。
【００２０】
このように、前記水位センサ６５を、薬液タンク２４の前後方向及び左右方向の中心位置に配置することで、走行機体２２がローリングやピッチングした時等（図７の二点鎖線）に、薬液タンク２４内の液面高さ変化の影響を少なくすることができ、つまり、図７におけるｄ及びｄ´の差を小さくすることができ、水位の変化を最小限に抑えることができる。
また、前記燃料タンク２４内部の薬液は、前記戻り口４５ａ・４５ｂ・９４ａ・９５ａ（図３）から戻される薬液等により攪拌されているが、薬液タンク２４の底面の中央部に突出部６４を設け、該突出部６４に水位センサ６５を設けることで、水位センサ６５がこの攪拌による薬液の流れＣ（図８に示す）の影響を直接に受けないため、圧力変化を少なくすることができ、水位センサ６５の測定精度を上げることができる。
【００２１】
次に、単位面積当たりの散布量ａ及び薬液残量Ｒの算出方法について説明する。
従来の散布作業機においては、前記噴霧ポンプに圧力センサを設け、該圧力センサで薬液の噴霧圧を検知して、検知した噴霧圧を散布作業機の運転席前方に配設している表示部に表示していた。一方、作業者は、散布ノズルの仕様を考慮しながら目的の薬液散布量から作業に必要な目標散布圧を算出し、この算出した目標散布圧と前記表示部に表示された実際の散布圧とを比較して、実際の散布圧が目標の散布圧になるように前記表示部付近に設けられた散布圧メータにて調節し、適正な圧力で、つまり、適正な散布量で薬液を散布するようにしていた。
しかし、従来の散布機において、使用するノズル及び散布量を変更するごとに圧力計算が必要となり、作業が煩雑であった。また、散布作業中の単位面積当たりの散布量を検出できないという不具合もあった。
更に、従来散布量を検出するために流量センサが用いられていたが高価で複雑であった。
本実施例においては、前記水位センサ６５の検出値を使用して、単位面積当たりの散布量ａ及び薬液残量Ｒを算出し、前記デジタル表示部７２に表示されるようにしている。
図９に示すように、薬液タンク２４に装着した水位センサ６５は、コントローラ１４１と接続しており、水位センサ６５の測定値を入力するようにしている。また、該コントローラ１４１には、少なくとも実車速を検出する車速センサ１４０、前記散布コック開閉センサ５４、前記操作パネル１１に設けられている切替スイッチ７３、デジタル表示部７２、警報用ランプ７６、警報用ブザー７７等が接続されている。
【００２２】
まず、水位センサ６５の測定値により薬液残量Ｒの算出を行なう。
薬液残量Ｒは、前記水位センサ６５からの検出値を用いて変換式により算出する。つまり、薬液残量Ｒは、次式（１）により求めることができる。
Ｒ＝ｆ（ｘ）　・・・（１）
ここで、ｘは水位センサ６５からの検出値、Ｒは薬液タンク２４内の薬液残量である。
また、変換式ｆ（ｘ）は、薬液タンク２４の形状に合わせたもので、図１０に示すように、使用する薬液タンク２４内の断面形状と薬液の水位との関係により変換式を決定している。
このように、使用する薬液タンク２４に合わせた変換式ｆ（ｘ）を用意することで、薬液タンク２４の形状に影響されることなく、薬液タンク２４内の薬液残量Ｒを算出することが可能となる。但し、水位センサ６５により検出した出力（圧力）に対する薬液の残量のデータをＲＯＭ等のメモリに記憶しておき、検出値に対する残量を表示または出力するように構成することもできる。
【００２３】
次に、前記薬液残量Ｒを用いて単位面積当たりの散布量ａの算出を行なう。
まず、前記薬液残量Ｒを用いて単位時間当たりの変化量Ｑを求める。薬液残量Ｒは、図１１に示すように、散布時間ｔごとに減っていくため、単位時間当たりの変化量Ｑは、次式（２）により求めることができる。
Ｑ＝ΔＲ／Δｔ　・・・（２）
ここで、ｔは、コントローラ１４１の内部でカウントしているタイマーより検出しているもので、薬液散布の作業時間を示したものである。ただし、ｔ＝０の場合、つまり薬液を散布していないときは、単位時間当たりの散布量Ｑ＝０とする。
そして、前記変化量Ｑを用いて、単位面積当たりの散布量ａは次式（３）により求めることができる。
ａ＝Ｑ／（ｖ×Ｌ）　・・・（３）
ここで、Ｑは薬液の変化量で前記式（２）で求めた値であり、ｖは前記車速センサ１４０から検出する作業機の車速、Ｌは作業幅で前記ブーム４０の長さにより決定される値である。
このようにすることで、水位センサの測定値ｘ、車速センサからの検出値ｖ、ブーム長さＬ、散布作業時間ｔ、変換式を用いて、単位面積当たりの散布量ａ及び薬液残量Ｒを算出することができる。
【００２４】
次に、図１２に示すように、薬液散布量表示制御について説明する。
前記散布コック５３を開き薬液の散布作業をはじめると、前記散布コック開閉センサ５４が「開」信号を検出し、検出信号をコントローラ１４１に出力する。同時に、コントローラ１４１は、タイマーを作動させ、コントローラ１４１内部でカウント開始する（Ｓ１）。
次に、前記水位センサ６５からコントローラ１４１に検出値を出力し（Ｓ２）、その検出値が設定値以下になると、つまり、薬液の残量が一定以下になると（Ｓ３）、前記警報用ランプ７６及び警報用ブザー７７を作動させ（Ｓ４）、薬液補給の警報をする。
そして、前記水位センサ６５や車速センサ１４０、前記タイマーによる作業時間ｔ等の検出値より、単位面積当たりの散布量ａ、及び薬液タンク２４内の薬液残量Ｒを計算する（Ｓ５）。
前記切替スイッチ７３が、「薬液残量」に設定されている時は、前記デジタル表示部７２に算出した薬液残量Ｒを表示し（Ｓ６）、「単位面積当たりの散布量」に設定されている時は、前記デジタル表示部７２に算出した単位面積当たりの散布量ａを表示する（Ｓ７）。
そして、前記散布コック５３の開閉を検出し、散布コック５３が開いている時は、水位センサ６５による測定（Ｓ２）に戻り作業を繰り返し、散布コック５３が閉じるまで繰り返される。
【００２５】
このようにデジタル表示部７２に散布量ａを表示することで、作業者は、散布作業中にデジタル表示部７２に表示されている実際の散布量ａをみて、目標散布量と実際の散布量を比較し、実際の散布量が目標の散布量になるように、前記散布量調節ダイヤル７４にて調節し、適正な量の薬液を散布することができる。従って、従来のように、作業者が作業に必要な目標散布圧を算出する必要がなく、作業の効率化を図ることができる。
また、圧力センサの替わりに安価な水位センサ６５を使用することができ、コストを削減することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２７】
即ち、請求項１に示す如く、走行機体に薬液タンク、該薬液タンク内の薬液を噴霧するノズルを設けたブーム、薬液タンク内の薬液を前記ノズルへ圧送する噴霧ポンプ等を具備した散布作業機において、前記薬液タンクの底面中央部に下方に向けて突出部を形成し、該突出部に薬液水位検出手段を設けるので、
水位センサが、薬液の攪拌による薬液の流れ等の影響を直接に受けないため、圧力変化を少なくすることができ、水位センサの測定精度を上げることができる。
【００２８】
請求項２に示す如く、前記薬液水位検出手段を薬液タンクの前後方向及び左右方向の中心位置に配置するので、
走行機体にピッチングやローリング等が発生した時に、薬液タンク内の液面の変化の影響を少なくすることができ、水位の変化を最小限に抑え、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る散布作業機の全体側面図。
【図２】同じく全体平面図。
【図３】同じく配管系統図。
【図４】操作パネルの平面図。
【図５】薬液タンクの側面図。
【図６】同じく平面図。
【図７】ピッチングやローリング時の薬液タンクを示す図。
【図８】薬液タンク内の攪拌の流れを示す図。
【図９】制御回路図。
【図１０】水位センサ出力と薬液残量との関係を示す図。
【図１１】時間と薬液残量との関係を示す図。
【図１２】薬液散布量表示制御のフローチャート。
【符号の説明】
４　噴霧ポンプ
２２　走行機体
２３　ノズル
２４　薬液タンク
４０　ブーム
６４　突出部
６５　水位センサ（水位検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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