(57)【要約】【課題】如何なる圃場でも防除ブームの左右傾斜姿勢を適正に保持できると共に姿勢制御用のアクチュエータや水平切替弁等の機器類の点検整備が容易に行なえる姿勢制御装置を提供せんとするものである。【解決手段】前方へ向けて延設した昇降リンク機構（１０）の基部を移動農機（１）に枢支し、昇降リンク機構（１０）の前部にブーム支持枠（１２）を設け、このブーム支持枠（１２）に形成した前後方向の軸（１４）廻りに防除ブーム（２２）（２３）を回動可能に支持すると共に、前記ブーム支持枠（１２）と防除ブーム（２２）との間には油圧シリンダー（２０）を介装し、前記軸（１４）部の近傍には、防除ブーム（２２）（２３）の揺動角を検出するブーム揺動角センサ（３０）と油圧シリンダー（２０）を伸縮制御させる切替弁（３３）を設け、さらに油圧シリンダー（２０）と切替弁（３３）は回動軸（１４）を挟んでマフラーの排気口（１５）と反対側に設ける。【選択図】　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方へ向けて延設した昇降リンク機構（１０）の基部を移動農機（１）に枢支し、昇降リンク機構（１０）の前部にブーム支持枠（１２）を設け、このブーム支持枠（１２）に形成した前後方向の軸（１４）廻りに防除ブーム（２２）（２３）を回動可能に支持すると共に、前記ブーム支持枠（１２）と防除ブーム（２２）との間には伸縮式のアクチュエータ（２０）を介装し、前記軸（１４）部の近傍には、防除ブーム（２２）（２３）の揺動角を検出するブーム揺動角センサ（３０）とアクチュエータ（２０）を伸縮制御させる切替弁（３３）を設けたことを特徴とする作業機の姿勢制御装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ（２０）が油圧シリンダで構成され、切替弁（３３）が油圧切替弁で構成されていることを特徴とする請求項１記載の作業機の姿勢制御装置。
【請求項３】
前記軸（１４）部を挟んで左右方向一側にアクチュエータ（２０）を設け、反対側に移動農機（１）のマフラーの排気口（１５）を臨ませたことを特徴とする請求項１記載の作業機の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、畑地や水田で管理作業を行なう乗用管理機等の移動農機に利用できる。
【０００２】
【従来技術】
従来、乗用管理機の前部に防除ブームを装着して防除作業をするものが知られている。このような従来の乗用管理機では、通常、機体前部に設けた前後方向に沿う回動軸に防除ブームを揺動自在に支持すると共に、防除ブームとこれを支持する本機側先端部分との間には２本のバランススプリングを介装して、防除ブームが常に水平姿勢となるように付勢するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来装置の場合、機体の走行中の振動や地面の凹凸変化に対しては前述のバランススプリングが作用して防除ブームの急激な姿勢変化を吸収して防除ブームを所期の水平姿勢に維持することができたが、ブームの長さが例えば１５ｍというように長くなり、特にセンターブームの左右に取り付けられたサイドブームの外端部がスライド調節式になると左右のバランスが大きく崩れ易く、左右のサイドブームの長さを変えて防除作業を行うときには、サイドブームが伸長している側へブーム全体が傾きやすく、このため、反対側のブームは地面から離れ、伸長している側は地面に接近することになって作物に対する散布密度が左右で異なり均一に薬液散布ができないという問題点が生じた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記問題点に鑑みて提案するものであり、如何なる圃場でも防除ブームを設定姿勢に保持できると共に均一散布が可能となり、しかも、日常の点検が容易な乗用管理機を提供することを目的とする。
【０００５】
このため、次のような技術的手段を講じた。
即ち、請求項１の発明では、前方へ向けて延設した昇降リンク機構（１０）の基部を移動農機（１）に枢支し、昇降リンク機構（１０）の前部にブーム支持枠（１２）を設け、このブーム支持枠（１２）に形成した前後方向の軸（１４）廻りに防除ブーム（２２）（２３）を回動可能に支持すると共に、前記ブーム支持枠（１２）と防除ブーム（２２）との間には伸縮式のアクチュエータ（２０）を介装し、前記軸（１４）部の近傍には、防除ブーム（２２）（２３）の揺動角を検出するブーム揺動角センサ（３０）とアクチュエータ（２０）を伸縮制御させる切替弁（３３）を設けたことを特徴とする作業機の姿勢制御装置の構成とした。
【０００６】
請求項２の発明は、前記アクチュエータ（２０）が油圧シリンダで構成され、切替弁（３３）が油圧切替弁で構成されていることを特徴とする請求項１記載の作業機の姿勢制御装置とした。
請求項３の発明は、前記軸（１４）部を挟んで左右方向一側にアクチュエータ（２０）を設け、反対側に移動農機（１）のマフラーの排気口（１５）を臨ませたことを特徴とする請求項１記載の作業機の姿勢制御装置の構成とした。
【０００７】
上記構成による作用は次の通りである。
機体が左右方向に傾くと昇降リンク機構１０に支持された防除ブーム２２，２３も同じ方向に傾こうとするが、このような場合にはアクチュエータ２０の伸縮作用により防除ブーム２２，２３は所期の水平姿勢若しくは設定された傾斜姿勢に制御される。
【０００８】
特にアクチュエータ２０を油圧シリンダで構成し、切替弁３３を油圧切替弁としたときには作動油が油圧シリンダに直ちに供給されて、あるいは排出されて油圧シリンダを伸縮させ、防除ブーム２２，２３を適正な姿勢に維持することができる。この場合、軸１４部の近傍にブーム揺動角センサ３０のみならず、油圧切替弁３３と油圧シリンダ２０とを設けたので、配管４０ａ，４０ｂ類を短くすることができて応答性を上げることができるだけでなく、全ての油圧機器が１ヶ所に集中して設けられているから、日常の点検も容易になるものである。
【０００９】
また、移動農機１のマフラーの排気口１５はアクチュエータ２０から離れた側に設けられているので、排気ガスが切替弁３３やアクチュエータ２０に直接掛からず、従って、機器を汚したり排気熱による悪影響を及ぼすことがない。
【００１０】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。まず、構成から説明すると、１は主として畑や水田の中でカルチ作業や防除作業を行う乗用管理機である。この乗用管理機は同径の前輪２と後輪３を備え、機体の前部にエンジン４を搭載している。エンジン４およびマフラー（図示省略）はボンネット５で覆われ、ボンネット５の左右両側部にはマスト７，７が立設され、このマスト７，７には上部リンク８と下部リンク９とからなる昇降リンク機構１０が枢着されている。上部リンク８と下部リンク９とは図１に示すように長さが略等しく、従って、昇降リンク機構１０は側面から見ると平行四辺形を構成する。昇降リンク１０はボンネット５の外側方に設けた左右一対の昇降シリンダ１１，１１により昇降される。この昇降シリンダ１１，１１は電動モータによって構成されるが、油圧で構成しても良い。
【００１１】
また、前記昇降リンク１０の前部には後述する防除ブーム２２，２３を取付けるための支持枠１２が連結される。この支持枠１２は正面から見ると矩形状をなし、支持枠１２の下部中央には前後方向に沿う回動軸１４が設けられている。
回動軸１４には前後一対のブーム２２Ｆ，２２Ｒを有するセンターブーム２２が回動自在に枢支され、前側のセンターブーム２２Ｆに複数個のノズル２６…が取り付けられている。サイドブーム２３，２３は後側のセンターブーム２２Ｒの左右両端部にピン２４，２４にて回動自在に枢支され、このサイドブーム２３，２３の下端面にも適当間隔をあけて複数個の散布ノズル２６…が設けられている。従って、サイドブーム２３を広げた状態でセンターブーム２２とサイドブーム２３，２３とは一体で回動軸１４廻りに揺動することができる。
【００１２】
また、支持枠１２側と後側センターブーム２２Ｒ側との間にはアクチュエータとしての油圧シリンダー２０が垂直姿勢で設けられている。
油圧シリンダー２０のピストンロッド２０ａが伸縮することによって前記センターブーム２２が回動軸１４廻りに回動する。
【００１３】
支持枠１２の左右方向中央には上下方向に沿わせてプレート２７が設けられており、このプレート２７には前方に向けてピン２８が固着されている。
後側センターブーム２２Ｒの中央上面にはステー２９を介して回動式ポテンショメータからなるブーム揺動角センサ３０が取り付けられており、このセンサ３０に設けられた正面視Ｕ字状の二股アーム３０ａの溝内に前記ピン２８を嵌入させている。油圧シリンダー２０が作動してセンターブーム２２が回動するとこれと同調してアーム３０ａが回動し、ブーム揺動角センサ３０の軸を回してセンターブーム２２の左右揺動角を検出する。ブーム揺動角センサ３０はセンターブーム２２の左右揺動角だけでなく、油圧シリンダー２０の伸縮量を間接的に検出するものである。
【００１４】
また、正面から見て後側センターブーム２２Ｒの中央部やや右寄り箇所には前方へ向けてプレート３２が固着され、このプレート３２上に水平切替弁３３が設置されている。この水平切替弁３３を後述するコントローラ３５からの指令によって適宜切り替えることによって油圧シリンダー２０へ至る油路が切り替えられ、油圧シリンダー２０を伸縮させる。図２から明らかなように油圧シリンダー２０と水平切替弁３３は機体中心に対して正面から見て右側に設けられ、これと反対の左側にマフラーの排気口１５が設けられている。このため、排気口１５から前方へ向かって排出される排気ガスによって油圧シリンダー２０や水平切替弁３３が汚されることがない。排気熱による影響もない。
【００１５】
図４は水平制御のための油圧回路図である。油圧ポンプ３６から送り出された作動油は分流弁３７に入り、ここで水平制御に必要な量だけ取り込まれて水平切替弁３３に送られる。水平切替弁３３は中立位置を挟んで伸長位置と短縮位置とが設けられ、伸長用ＳＯＬ３８又は短縮用ＳＯＬ３９が励磁されることによって油圧シリンダー２０が伸縮制御される。
【００１６】
４０ａ，４０ｂは水平切替弁３３と油圧シリンダー２０とを接続する油圧配管、６０ａは油圧ポンプ３６と水平切替弁３３とを接続する配管、６０ｂは戻りの配管である。
機体の左右傾斜を検出する傾斜センサ４１はリヤアクスルハウジング４２に固着した台座４３の上に設置されている（図５、図６参照）。台座４３はリヤアクスルハウジング４２の中央寄り左側前部（正面から見て右側）に設けられており、この上に傾斜センサ４１が載置され、その周囲にカバー４４を設けて走行中に泥水が浸入しないようにしている。
【００１７】
なお、この傾斜センサ４１は機体の左右方向の傾きを検知する箇所であればどこでも良く、例えば、昇降リンク機構１０の支持枠１２上や座席１７の近傍やフロア１８上でも良いが、走行中の振動や旋回時における遠心力の影響を受け難いところが一番よく、その点でこの実施例で説明したリヤアクスルハウジング４２の中央寄り箇所は機体の振動等にも強いので最適な設置場所と言える。
【００１８】
符号４７，４７はサイド防除ブーム２３，２３を回動させる開閉シリンダ、符号４６，４６はサイド防除ブーム２３，２３を上昇あるいは下降させる上下動シリンダである。
サイド防除ブーム２３，２３を開閉させるときには、図７に示すように座席１７横の操作パネル１９に設けた左右いずれかの開閉スイッチ４８，４８を操作すると操作した側の開閉シリンダ４７が伸縮してサイド防除ブーム２３が内外方向に開閉する。
【００１９】
そして左右いずれかの上げ下げスイッチ４９，４９を操作すると操作した側の上下動シリンダ４６，４６が伸縮して防除ブーム２３を上昇若しくは下降させる。これらの操作スイッチ４８、４９は左右独立して設けられている。
図７において、符号５３はブーム全体２２，２３を昇降させる昇降スイッチ、５４は防除作業を行なう際に散布量等を設定する設定器であって、液晶表示画面を見ながら圧力や散布流量等を設定する。
【００２０】
符号５５…は各ブーム２２，２３に設けたノズル２６…から薬液を噴出させるための操作レバーである。この操作レバー５５，５５，５５を各々前後方向に操作することで図示外の開閉弁が開閉され、薬液タンク５０内の薬液がノズル２６…から噴出される。５６は薬液ポンプを駆動させるスイッチである。
【００２１】
次に図８に示すブロック図について説明する。
水平切替スイッチ７０、傾き調整ダイヤル７１、手動スイッチ７２、角速度センサ７３、傾斜センサ４１、回転式ポテンショメータからなるブーム揺動角センサ３０はコントローラ３５の入力側に接続され、出力側には油圧シリンダー２０を伸縮させる伸長用ＳＯＬ３８と短縮用ＳＯＬ３９が接続されている。
【００２２】
角速度センサ７３は機体が左右方向に瞬間的にしかも大きく傾いたときの速度変化に対応すべく設けられたものであって、傾斜センサ４１よりも優先的に水平制御に利用される。
即ち、左右方向の大きな変化速度を検出すると、その姿勢変化を吸収する方向の水平出力がコントローラ３５から出され、その後、傾斜センサ４１の検出値による水平制御が行なわれる。
【００２３】
水平切替スイッチ７０は水平制御のモードを設定するものであり、「手動位置」と「平行位置」と「水平位置」の３位置の設定が可能である。「手動位置」にするとブーム揺動角センサ３０や傾斜センサ４１からの信号は無視され、作業者が手動スイッチ７２を操作したときだけ油圧シリンダー２０に対する傾斜調節信号が出されるように構成している。この手動スイッチ７２を右下げ方向に操作すると油圧シリンダー２０のピストンロッド２０ａは縮小し、反対に左下げ方向に操作すると油圧シリンダー２０のピストンロッド２０ａは伸長してブーム全体２３が左側に傾斜する。
【００２４】
水平切替スイッチ７０を「平行位置」に設定すると本機と作業機である防除ブームとは常に同じ平行関係（本機が水平姿勢にあるときにブームも水平姿勢となる関係）を維持した状態になる。この平行モードの場合、本機が右に傾くとブームも右に同じ角度だけ傾くように制御が働く。
【００２５】
一方、水平切替スイッチ７０を「水平位置」に設定すると本機が地面の凹部に入り込んだり凸部に乗り上げて本機が左右に傾いてもブーム全体は常に水平姿勢に制御されるものである。
傾き調整ダイヤル７１はブーム２２，２３の左右傾斜角を設定するものであり、ブーム２２，２３を水平姿勢に維持したい場合はこの傾き調整ダイヤル５１を「０」位置に設定しておく。「０」位置から右に回すほど傾き調整は右下げ姿勢となり、反対に左に回すと左下がりの姿勢が設定される。
【００２６】
次に作用を説明する。
上記構成の乗用管理機１を用いて水田等で薬液散布作業を行なうときには、水平切替スイッチ７０を「平行位置」か「水平位置」に設定する。「平行位置」に設定した状態で乗用管理機１を前進させると本機と防除ブーム２２，２３とは常に平行な位置関係を保ち、本機が左右いずれかの方向に傾くとブーム２２，２３も同じ位置関係を保ったまま本機の動きに追従する。この状態でノズル２６…から薬液が稲等に対して散布される。
【００２７】
凹凸の多い場所では水平切替スイッチ７０を「水平位置」に設定する。このときには本機の左右傾斜姿勢変化を傾斜センサ４１が検出するが、その傾き変化相当分だけ油圧シリンダー２０を伸縮させることで防除ブーム２２，２３を水平姿勢に制御することができる。この場合はブーム揺動角センサ３０でブーム２２，２３の揺動角を検出する。
【００２８】
等高線に沿って薬液散布作業を行なう場合も同様であり、ブーム２２，２３を水平姿勢に制御する場合は「水平位置」に設定し、本機平行で使用する場合は「平行位置」に設定する。等高線においてブーム２２，２３を多少傾けて使用することがあるが、このような場合には傾き調整ダイヤル７１を「０」位置から右または左に回してブーム２２，２３を右下げ若しくは左下げの状態にして使用する。
【００２９】
上記構成においては、傾斜センサ４１を振動が少なく剛性のあるリヤアクスルハウジング４２にて支持する構成としたので、機体の左右傾斜以外の信号を傾斜センサ４１が拾ってブーム２２，２３が不必要に作動することがなく、この結果、精度の高いローリング制御が行なえるものである。
【００３０】
また、この実施例では、水平切替弁３３が油圧シリンダー２０の近傍に設けられ、これらの機器は機体の前部に集中的に配設されているので点検整備もやりやすく、配管４０ａ，４０ｂや電気ハーネス等も短くできるのでローリング制御の応答性も優れるといった特徴を備えている。
【００３１】
また、マフラー１５の排気口とは逆の側にこれら油圧シリンダー２０や水平切替弁３３が設けられているので排気ガスによってこれらが汚されたり、熱の影響によって誤作動を起こすことがなく、安定した水平制御が行なえるものである。
次に上記乗用管理機１の部分的に改良された構造について説明する。
【００３２】
図９は油圧シリンダー２０の上下両端に設けられたリンクボール８０，８０のガタ取りについて説明したものである。
油圧シリンダー２０の上部は上部ピン８３によって支持枠１２と一体のプレート８１，８１に枢着され、油圧シリンダー２０の下部は下部ピン８４によってセンターブーム２２と一体のプレート８２に枢着されている。
【００３３】
ここで油圧シリンダー２０の両端においてガタが発生するとローリング制御の応答性が悪化するので、ガタ付きをなくすべく、下側のリンクボール８０を押込みボルト８５で突き上げるようにしてガタ付きをなくすようにしている。
押込みボルト８５の上端部をリンクボール８０の下面に当接させるまでボルト８５を締上げ、その後、ロックナット８６でその位置を固定する。
【００３４】
このように構成すれば油圧シリンダー２０の伸縮がそのままセンターブーム２２の回動に変換されることになり、ガタ付きがない分だけ水平制御の応答性が向上する。
図１０は油圧シリンダー２０の上部を枢着支持する上部ピン８３のガタ取り構造について説明したものである。
【００３５】
リンクボール８０を差込むピン８３先端部をテーパ状とし、このテーパ部にねじ孔８８を設け、リンクボール８０の端面をカラー８９で押さえ、締付ボルト９０をねじ込むことによってその押し付け力を調整し、リンクボール８０の内周がテーパ部に喰い込むようにしてガタ付きを取るように構成している。
【００３６】
この場合も先の場合と同じように油圧シリンダー２０のガタ付きが無くなる分だけその伸縮量がセンターブームの回動に反映されるため精度の高い水平制御が可能となるものである。
図１１、図１２は油圧シリンダー２０の取付位置とセンターブーム２２の揺動中心との関係を説明したものである。
【００３７】
図１１は上部ピン８３と下部ピン８４を結ぶ線分と、回動軸１４と下部ピン８４を結ぶ線分が９０度で交差するように各支点位置を形成した場合の例を示している。
上部ピン８３を中心として油圧シリンダー２０のピストンロッド２０ａが伸縮したときに伸び側と縮み側ともに同じ伸縮量で同じ角度の修正ができるため、水平制御の精度が向上するものである。
【００３８】
図１２は図１１の変形例であって、油圧シリンダー２０は正面から見て斜めに配設されているが、この場合も上部ピン８３と下部ピン８４を結ぶ線分と、回動軸１４と下部ピン８４を結ぶ線分が９０度で交差するように各支点位置が形成されている。
【００３９】
図１３はサイドブーム２３を収納する際に、上方が開口されたＵ字状のブーム受け９２にてサイドブーム２３を受けるものであるが、このときに、作業者が誤ってブーム昇降スイッチ５３を下げ側に操作してサイドブーム２３を下げすぎないように牽制を掛けたものである。
【００４０】
このため、ブーム受け９２下面にリミットスイッチ９３を設け、このリミットスイッチ９３がＯＮの状態になっているときは、作業者が昇降スイッチ５３を下げ側に操作してもブームが下がらないようにしたものである。このような牽制機構を入れることによりブームが誤って下がり続け、この結果、ブーム前端部が前輪５と干渉するという不具合を無くすことができるものである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、前記の如く構成したので、以下の効果を奏する。
即ち、請求項１記載の発明では、前方へ向けて延設した昇降リンク機構の基部を移動農機に枢支し、昇降リンク機構の前部にブーム支持枠を設け、このブーム支持枠に形成した前後方向の軸廻りに防除ブームを回動可能に支持すると共に、前記ブーム支持枠と防除ブームとの間には伸縮式のアクチュエータを介装し、前記軸部の近傍には、防除ブームの揺動角を検出するブーム揺動角センサとアクチュエータを伸縮制御させる切替弁を設けたので、防除ブームを常に設定姿勢に制御でき、アクチュエータや切替弁等の機器が全て機体前部に集中的に配設されているため、後のメンテナンスが容易になると共に、配管類やハーネス等の配策も容易に行なえるものである。
【００４２】
請求項２の発明は、前記アクチュエータが油圧シリンダで構成され、切替弁が油圧切替弁で構成されていることを特徴とする請求項１記載の作業機の姿勢制御装置としたので、作業機の水平制御機構を廉価に、且つ精度良く構成できるものである。
【００４３】
請求項３の発明は、前記軸部を挟んで左右方向一側にアクチュエータを設け、反対側に移動農機のマフラーの排気口を臨ませたことを特徴とする作業機の姿勢制御装置としたので、排気ガスによってアクチュエータが汚されることがなく、また熱による影響も受けることがないのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用管理機の側面図である。
【図２】要部の正面図である。
【図３】要部の平面図である。
【図４】油圧回路図である。
【図５】傾斜センサの取付平面図である。
【図６】傾斜センサの取付側面図である。
【図７】操作パネルの平面図である。
【図８】制御ブロック図である。
【図９】要部の拡大正面図である。
【図１０】要部の拡大平面図である。
【図１１】要部の正面図である。
【図１２】要部の正面図である。
【図１３】ブーム受け部分の拡大側面図である。
【符号の説明】
１　　　乗用管理機
２　　　前輪
３　　　後輪
４　　　エンジン
５　　ボンネット
１０　昇降リンク
１２　支持枠
１４　回動軸
１５　マフラー
１８　フロア
１９　操作パネル
２０　油圧シリンダー
２２　センター防除ブーム
２３　サイド防除ブーム
３０　ポテンショメータ
３３　水平切替弁
３５　コントローラ
４１　傾斜センサ
【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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【図１３】
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