(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブーム支持体に回動可能に軸支されるブームの振動を抑えるブーム制振装置であって、
前記ブームと前記ブーム支持体との間に設けられる流体圧シリンダと、
前記ブームと前記ブーム支持体との間に設けられる弾性部材と、を備え、
前記ブームは、前記流体圧シリンダのみによって一方の回動方向に付勢されるとともに、前記弾性部材のみによって他方の回動方向に付勢されることを特徴とするブーム制振装置。
【請求項２】
前記流体圧シリンダは、
前記ブーム支持体と前記ブームのいずれか一方に連結され作動液が封入されるシリンダチューブと、
前記ブーム支持体と前記ブームのいずれか他方に連結され前記シリンダチューブ内に挿入されるピストンロッドと、
前記ピストンロッドに連結され前記シリンダチューブの内をロッド側室とピストン側室に仕切るピストンと、を備え、
前記ロッド側室または前記ピストン側室の一方を加圧するガス室を有するアキュムレータを備え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】
前記弾性部材が、金属ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載のブーム制振装置。
【請求項４】
前記弾性部材が、空気ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載のブーム制振装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のブーム制振装置を備えるブームスプレーヤ。
【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抑え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、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揺動軸廻りに防除ブームを回動可能に支持したブームスプレーヤが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のブームスプレーヤは、ブーム支持枠と防除ブームとの間に伸縮式のアクチュエータを介装し、揺動軸の近傍に設けた揺動角検出用のセンサと移動農機側に設けた傾斜センサとにより防除ブームを所定のローリング姿勢に維持させるように構成されている。
【特許文献１】特開２００４−２５４５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のブームスプレーヤでは、ブームスプレーヤの作業時において、作業車が圃場にある畝等の凹凸を乗り越えながら走行する場合には、作業車がその前後軸まわりに回転するロール方向の回転運動を周期的に繰り返すことがある。この場合には、ブーム支持枠と防除ブームとの間に介装されたアクチュータでは、作業車の車体から防除ブームに入力される振動を吸収できず、防除ブームがロール方向の回転運動を周期的に繰り返す振動が起きるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブームのロール方向の振動を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ブーム支持体に回動可能に軸支されるブームの振動を抑えるブーム制振装置であって、前記ブームと前記ブーム支持体との間に設けられる流体圧シリンダと、
前記ブームと前記ブーム支持体との間に設けられる弾性部材と、を備え、前記ブームは、前記流体圧シリンダのみによって一方の回動方向に付勢されるとともに、前記弾性部材のみによって他方の回動方向に付勢されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作業車が凹凸を乗り越えながら走行し、作業車の姿勢がロール方向に変化する場合には流体圧シリンダ及び弾性部材によって作業車からブームへ伝達される振動が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブーム制振装置が適用されるブームスプレーヤの平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブーム制振装置が適用されるブームスプレーヤの側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブーム制振装置が適用されるブームスプレーヤの部分斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るブーム制振装置の構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態と比較例における回転角と回転モーメントの関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るブーム制振装置の構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態と比較例における回転角と回転モーメントの関係を示す特性図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るブーム制振装置の構成図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るブーム制振装置の構成図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るブーム制振装置の構成図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係るブーム制振装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、添付図面上に互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が車両の前後方向（略水平縦方向）、Ｙ軸が車両の左右方向（略水平横方向）、Ｚ軸が車両の上下方向（略鉛直方向）に延びるものとし、Ｘ軸を中心とする回動方向をロール方向とし、Ｚ軸を中心とする回動方向をヨー方向として、実施形態を説明する。
【００１０】
＜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制振装置９が適用されるブームスプレーヤ１について説明する。
【００１１】
図１に示すブームスプレーヤ１は、圃場を走行する作業車９０の前方側に搭載され、作業車９０から防除液（農薬）を散布する農業用の作業機である。
【００１２】
ブームスプレーヤ１は、作業車９０から左右に延びる一対のブーム４を備える。ブーム４には、防除液を散布するノズル（図示せず）が取り付けられている。ブームスプレーヤ１の作業時には、作業車９０が圃場を走行しながらブーム４のノズルから防除液が散布される。
【００１３】
ブームスプレーヤ１は、作業車９０の車体９１に取り付けられた一対のリンクアーム２と、リンクアーム２によって車体９１に対して昇降可能に支持される昇降台３と、昇降台３に対してロール方向（Ｘ軸まわり）に回動自在に支持されるロール台５と、ロール台５から車体９１の左右側方（Ｙ軸方向）に延びる左右のブーム４と、を備える。
【００１４】
車体９１、リンクアーム２、又は昇降台３がブーム支持体に該当する。ロール台５は、昇降台３に対して左右のブーム４をそれぞれ片持ち支持するブーム４の支持部を構成する。
【００１５】
ブーム４は、ロール台５に対してその基端部４Ａが格納ヒンジ（図示省略）を介してヨー方向（Ｚ軸まわり）に回動可能に片持ち支持され、その先端部４Ｂが自由端となる。ブーム４は、基端部４Ａを有する基端側フレーム１５に、先端部４Ｂを有する先端側フレーム１６が伸縮可能に支持される。
【００１６】
図１に示す状態は、左右のブーム４が車体９１の左右水平方向に延在した展開状態である。ブーム４の格納時には、ブーム４が少なくとも一方が展開状態である作業位置から先端側フレーム１６を収縮させ基端側フレーム１５に格納した後に、格納ヒンジを介して後方に回動することによって、車体９１の側方に沿って前後方向に延びるように折り畳まれる。
【００１７】
ロール台５は、昇降台３に支持軸６を介してロール方向に回動自在に支持される。支持軸６は、円柱状のピンが用いられるが、これに限らず球面軸受などを用いてもよい。
【００１８】
次に、図２及び図３を参照して、リンクアーム２に係るリンク機構と昇降台３の昇降機構について説明する。図２はブームスプレーヤ１及びリンクアーム２の側面図であり、図３はリンクアーム２及び昇降台３近傍の斜視図である。
【００１９】
リンクアーム２は、互いに平行に延びる上部リンク２１と下部リンク２２とを備え、側面視が平行四辺形状のリンク機構を構成する。
【００２０】
上部リンク２１は、その基端部がピン１２を介して車体９１に回動自在に連結され、その先端部がピン１１を介して昇降台３に回動自在に連結される。下部リンク２２は、その基端部がピン１４を介して車体９１に回動自在に連結され、その先端部がピン１３を介して昇降台３に回動自在に連結される。
【００２１】
このようにして各リンクアーム２は、昇降台３を車体９１の前部にて昇降可能に支持する。なお、これに代えて、車体９１の前部にＺ軸方向に延びるガイドレールを設け、このガイドレールによって昇降台３が昇降可能に支持される構成としてもよい。
【００２２】
車体９１の左右両側には、昇降機構としての一対の昇降シリンダ４０が設けられる。各昇降シリンダ４０は、車体９１と上部リンク２１との間に介装され、それぞれの伸縮によって昇降台３及びブーム４を昇降するアクチュエータである。
【００２３】
昇降シリンダ４０は、作動液としての作動油が封入されたシリンダチューブ４１と、シリンダチューブ４１に摺動自在に挿入されたピストンロッド４２と、ピストンロッド４２の基端部に設けられるピストン４３と、を備える。昇降シリンダ４０は、シリンダチューブ４１の基端部がピロボール４６を介して車体９１に回動自在に連結され、ピストンロッド４２の先端部がピロボール４７を介して上部リンク２１に回動自在に連結される。ピロボール４６、４７は、例えばボール及び球面軸受によって構成される。昇降シリンダ４０の連結部は、ピロボール４６、４７によってこじりが生じないようになっている。
【００２４】
シリンダチューブ４１の内部は、ピストン４３によってピストン側室４４とロッド側室４５とに区画される。ピストン側室４４とロッド側室４５に対しては作動流体給排装置（図示省略）によって作動油が給排され、その作動油の給排に応じて昇降シリンダ４０が伸縮する。このように、本実施形態では、昇降シリンダ４０は複動形流体圧シリンダである。なお、これに代えて、昇降シリンダ４０として、ピストン側室４４とロッド側室４５の一方のみに作動油が給排される単動形流体圧シリンダを用いてもよい。
【００２５】
ブーム４の高さを変える場合には、左右の昇降シリンダ４０が互いに同期して伸縮することで左右のリンクアーム２を回動させ、昇降台３及びブーム４を車体９１に対して昇降させる。具体的には、昇降シリンダ４０が伸長すれば、リンクアーム２が上方に回動し、昇降台３及びブーム４が上昇する。一方、昇降シリンダ４０が収縮すれば、リンクアーム２が下方に回動し、昇降台３及びブーム４が下降する。このように、ブームスプレーヤ１は、昇降シリンダ４０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。
【００２６】
昇降台３とロール台５の間には、ブーム制振装置９が設けられる。ブーム制振装置９は、ブーム４が左右ロール方向に回動するロール方向の振動を抑えるものであり、結果としてブーム４の先端部４Ｂが上下方向に振れる振動を抑え、先端部４Ｂが圃場の農作物などに接触することを防止する。なお、ブーム制振装置９は、昇降台３、車体９１またはリンクアーム２のいずれかと、ブーム４またはロール台５のいずれかと、の間に設けられる。
【００２７】
次に、図３、図４を参照して、ブーム制振装置９について説明する。図４は、ブーム制振装置９の概略構成図である。
【００２８】
図３及び図４に矢印で示すように、作業車９０を前方から見てＸ軸を中心とする反時計回りの回動方向を右ロール方向（一方の回動方向）とし、時計回りの回動方向を左ロール方向（他方の回動方向）として、以下の説明をする。
【００２９】
ブーム制振装置９は、ブーム４が左右ロール方向に回動するのに連動して伸縮する流体圧シリンダ３０と、支持軸６を挟んで流体圧シリンダ３０と対称となる位置に設けられ、ブーム４が左右ロール方向に回動するのに連動して伸縮する弾性部材としての金属ばね６０と、を備える。金属ばね６０は、コイルばねを用いるが、他の形式のばねであってもよい。
【００３０】
流体圧シリンダ３０は、作動液としての作動油が封入されたシリンダチューブ３１と、シリンダチューブ３１内に摺動自在に挿入されたピストンロッド３２と、を備える。なお、流体圧シリンダ３０は作動油を用いるが、作動油の代わりに、例えば水溶性代替液等の作動液を用いてもよい。
【００３１】
シリンダチューブ３１は、ブラケット３９を介して昇降台３に回動自在に連結される。ピストンロッド３２の先端部は、ブラケット３７を介してロール台５に回動自在に連結される。このようにして、シリンダチューブ３１が昇降台３を介して作業車９０に連結され、ピストンロッド３２がロール台５を介してブーム４に連結される。これにより、ブーム４がロール方向に回動すると、流体圧シリンダ３０が伸縮する。
【００３２】
なお、上述した構成に限らず、ピストンロッド３２が昇降台３を介して作業車９０に連結され、シリンダチューブ３１がロール台５を介してブーム４に連結される構成としてもよい。また、連結手段もブラケットに限らず、流体圧シリンダ３０を昇降台３とロール台５の間に回動自在に連結できるものであればどのようなものでもよい。
【００３３】
ピストンロッド３２の端部には、シリンダチューブ３１の内周面に沿って摺動自在なピストン３３が設けられる。シリンダチューブ３１の内部は、ピストン３３によってロッド側室３４とピストン側室３５とに区画される。ピストン３３には、ロッド側室３４とピストン側室３５とを連通する流路３８が設けられる。流体圧シリンダ３０は、ピストン側室３５に作動油が給排されることで駆動する単動形流体圧シリンダである。なお、図４に示した構成は、ロッド側室３４とピストン側室３５とが流路３８によって連通しているが、これに代えて、ピストン３３にシール部材を設け、流路３８を廃止し、ロッド側室３４を大気に連通した構成としてもよい。
【００３４】
ピストン側室３５には、アキュムレータ５０が接続される。ブーム４がロール方向に回動するのに伴って、ピストン側室３５の作動油がアキュムレータ５０に出入りする。アキュムレータ５０は、ピストン側室３５に連通する油室５２と、油室５２を加圧する圧縮ガスが蓄えられたガス室５１と、ガス室５１と油室５２を仕切る仕切部材５３と、を備える。アキュムレータ５０が接続されることで、流体圧シリンダ３０はロール台５を介してブーム４を右ロール方向に付勢する付勢力を発生する。なお、仕切部材５３は、フリーピストン、ベローズ、ブラダなど、どのような形式のものでもよく、ガス室５１のガスが作動油に溶解しないものであれば、仕切部材５３を設けなくてもよい。
【００３５】
アキュムレータ５０の油室５２と流体圧シリンダ３０のピストン側室３５とを連通する流路５５には、絞りとしての減衰弁５４が設けられる。流体圧シリンダ３０が伸縮するのに伴って、ピストン側室３５から油室５２に出入りする作動油が減衰弁５４を通過する。このとき、減衰弁５４は、作動油の流れに抵抗を付与することによって、ブーム４がロール方向に振動することを抑える減衰力を発生する。減衰弁５４は、通過する作動油の流速が高まるのに応じて開口面積が増大する可変絞りである。なお、流路５５には、減衰弁５４に代えて、オリフィス等の固定絞りや、流路面積または流路長を手動で調整できる絞りを設けてもよい。また、減衰弁５４を流路５５に設けているが、これに代えて、ピストン３３のロッド側室３４とピストン側室３５とを連通する流路３８に、減衰弁５４を設ける構成としてもよい。この構成においては、流体圧シリンダ３０が伸縮するのに伴ってロッド側室３４とピストン側室３５の容積に変化が生じ、流路３８を作動油が通過する。このとき、流路３８を流れる作動油に減衰弁５４が抵抗を与えることで減衰力が発生する。
【００３６】
金属ばね６０の一端部は、昇降台３に取り付けられたばね受け６１に支持され、他端部は、ロール台５に取り付けられたばね受け６２に支持される。金属ばね６０は、昇降台３とロール台５の間に圧縮した状態で介装される。金属ばね６０は、ロール台５を介してブーム４を左ロール方向に付勢する。
【００３７】
ブームスプレーヤ１は、流体圧シリンダ３０に対して作動油を給排する作動流体給排装置７０を備える。作動流体給排装置７０が、流体圧シリンダ３０に作動油を給排することによって流体圧シリンダ３０が伸縮し、ブーム４のロール角度が設定値に調節される。作動流体給排装置７０は、ブーム４をロール方向に回動させてブーム４のロール角度を調整するロール角調整装置を構成する。
【００３８】
作動流体給排装置７０は、流体圧シリンダ３０のピストン側室３５に連通する給排通路７１と、給排通路７１に介装されるオペレートチェック弁７２と、給排通路７１に対する油圧ポンプ７４とタンク７５の連通を切換える方向切換弁７７と、を備える。
【００３９】
方向切換弁７７には、油圧ポンプ７４から吐出される作動油を導く供給通路７８と、タンク７５に作動油を戻す排出通路７９と、オペレートチェック弁７２のパイロット圧室に連通するオペレート通路７３と、ピストン側室３５に連通する給排通路７１と、が接続される。
【００４０】
方向切換弁７７は、左ロールポジションａと右ロールポジションｂと中立ポジションｃとを有し、運転者がレバー７６を操作することによってこれらのポジションが切換えられる。なお、レバー７６に代えて、入力設定や方向切換弁７７の操作をコントローラなどを用いて電気的に行うようにしてもよい。
【００４１】
方向切換弁７７が左ロールポジションａに切換えられると、供給通路７８とオペレート通路７３とが連通するとともに、給排通路７１と排出通路７９とが連通する。これに伴って、オペレート通路７３を通じてパイロット圧として導かれる油圧ポンプ７４の吐出圧によってオペレートチェック弁７２が開弁し、ピストン側室３５が給排通路７１と排出通路７９を通じてタンク７５に連通する。このとき、金属ばね６０はブーム４を左ロール方向に付勢しているので、金属ばね６０の付勢力によってピストン側室３５が収縮して流体圧シリンダ３０が収縮作動し、ブーム４が左ロール方向に回動する。
【００４２】
方向切換弁７７が右ロールポジションｂに切換えられると、排出通路７９とオペレート通路７３とが連通するとともに、給排通路７１と供給通路７８とが連通する。これに伴って、油圧ポンプ７４から吐出される作動油が供給通路７８と給排通路７１を通じてピストン側室３５に流入する。このとき、減衰弁５４によって流路５５が絞られているので、作動油はピストン側室３５に優先的に供給される。このとき、金属ばね６０はブーム４を左ロール方向に付勢しているが、ピストン側室３５の圧力が高まるにつれ流体圧シリンダ３０は金属ばね６０を圧縮しながら伸長作動する。したがって、ブーム４は右ロール方向に回動する。
【００４３】
方向切換弁７７が中立ポジションｃに切換えられると、供給通路７８、排出通路７９、オペレート通路７３、及び給排通路７１のすべてが連通する。これに伴って、油圧ポンプ７４から供給通路７８を通じて供給される作動油は、全てタンク７５に戻される。このとき、オペレート通路７３の圧力は、タンク７５と等しくなり、オペレートチェック弁７２は、ばねの付勢力によって閉弁する。これにより、流体圧シリンダ３０の伸縮作動が停止し、流体圧シリンダ３０による付勢力と金属ばね６０による付勢力とが釣り合った位置でブーム４の回動が止まる。
【００４４】
このように、運転者が方向切換弁７７を操作することによって、ブーム４が左右ロール方向に回動して停止することにより、ブーム４のロール角度が調整される。
【００４５】
なお、作動流体給排装置７０は、流体圧シリンダ３０のピストン側室３５に作動油を給排してブーム４をロール方向に回動させる構成に限らず、ロッド側室３４に作動油を給排してブーム４をロール方向に回動させる構成としてもよい。
【００４６】
次に、ブーム制振装置９の動作について説明する。
【００４７】
アキュムレータ５０のガス室５１の圧力が、油室５２、ピストン側室３５を介してピストン３３に作用する。その結果、ブーム４には、ピストン３３から伸びるピストンロッド３２を介して、右ロール方向に回動させる付勢力が作用する。一方、金属ばね６０は、昇降台３とロール台５の間に圧縮した状態で介装されている。その結果、ブーム４には、左ロール方向に回動させる付勢力が作用する。したがって、流体圧シリンダ３０による右ロール方向への付勢力と、金属ばね６０による左ロール方向への付勢力と、が釣り合う位置にブーム４は保持される。なお、ガス室５１には、ピストン３３に作用する圧力が金属ばね６０の付勢力と釣り合う付勢力になるように、あらかじめガスがチャージされている。
【００４８】
ブームスプレーヤ１は、作業車９０が圃場を走行しながら、ブーム４のノズルから防除液を散布する。この作業時に作業車９０が圃場の凹凸を乗り越えながら走行し、作業車９０の姿勢が左右ロール方向に回動することがある。
【００４９】
作業車９０の姿勢が右ロール方向に変化する場合には、流体圧シリンダ３０を介してロール台５にブーム４を右ロール方向に回動させようとする力が働く。このとき、ブーム４は慣性によりその位置にとどまろうとするので、ブーム４の慣性力によってピストンロッド３２が押し込まれ、流体圧シリンダ３０が収縮する。流体圧シリンダ３０が収縮すると、ピストン側室３５の作動油がピストン３３によって押し出され、アキュムレータ５０内の油室５２に流入する。アキュムレータ５０内に流入した作動油によってガス室５１は圧縮され、昇降台３とブーム４とのロール方向の相対的な変位を吸収する。したがって、ブーム４は水平位置に保持される。
【００５０】
逆に、作業車９０が左ロール方向に傾くと、金属ばね６０を介してロール台５にブーム４を左ロール方向に回動させようとする力が働く。このとき、ブーム４は慣性によりその位置にとどまろうとするので、ブーム４の慣性力によって金属ばね６０が収縮し、昇降台３とブーム４とのロール方向の相対的な変位を吸収する。したがって、ブーム４は水平位置に保持される。
【００５１】
以上のように、ブーム制振装置９は、アキュムレータ５０のガス室５１及び金属ばね６０の作用より昇降台３とブーム４とのロール方向の相対的な変位を吸収しつつ、ブーム４を水平位置に保持するため、ブーム４のロール方向の振動が抑えられる。
【００５２】
また、アキュムレータ５０の油室５２とピストン側室３５とを連通する流路５５に減衰弁５４が設けられることにより、振動の際にピストン側室３５と油室５２との間を行き来する流体に抵抗が付与されるため、ロール方向の振動を速やかに減衰することができる。
【００５３】
図５に、ブーム４の回転角と回転モーメントの関係の特性を示す。図５においては、横軸はブーム４の回転角であり、縦軸はブーム４の回転モーメントである。
【００５４】
図５では、流体圧シリンダ３０とアキュムレータ５０（以下、流体圧シリンダ３０とアキュムレータ５０を組み合わせた構成を単に「ガスばね」と称する。）をブーム４を右ロール方向に付勢する手段（以下、単に「右ロール方向付勢手段」と称する。）として用いた場合の特性をガスばね（Ｒ）として示し、以下同様に、金属ばねを右ロール方向付勢手段として用いた場合の特性を金属ばね（Ｒ）、ガスばねをブーム４を左ロール方向に付勢する手段（以下、単に「左ロール方向付勢手段」と称する。）として用いた場合の特性をガスばね（Ｌ）、金属ばねを左ロール方向付勢手段として用いた場合の特性を金属ばね（Ｌ）として示す。
【００５５】
図５に示す第１実施形態とは、右ロール方向付勢手段をガスばねとし、左ロール方向付勢手段を金属ばね６０とした構成である。その特性は、ガスばね（Ｒ）と金属ばね（Ｌ）の特性を合成したものである。比較例Ａとは、左右ロール方向付勢手段の両方を金属ばねとした構成である。その特性は、金属ばね（Ｒ）と金属ばね（Ｌ）の特性を合成したものである。比較例Ｂとは、左右ロール方向付勢手段の両方をガスばねとした構成である。その特性は、ガスばね（Ｒ）とガスばね（Ｌ）の特性を合成したものである。
【００５６】
ガスばねは、金属ばねに比べばね定数が低い。そのため、右ロール方向の付勢手段をガスばね、左ロール方向付勢手段を金属ばねによって構成した第１実施形態は、両方のロール方向付勢手段を金属ばねで構成した比較例Ａよりも、回転モーメントが小さくなる。比較例Ａのように両方を金属ばねとすると、ばね定数が大きくなり、回転モーメントが大きくなる。回転モーメントが大きくなると、作業車９０が傾いた時に、昇降台３とブーム４との相対的なロール方向の変位を充分に吸収することができず、ブーム４が水平状態を保てなくなる。
【００５７】
右ロール方向付勢手段をガスばね、左ロール方向付勢手段を金属ばね６０によって構成した第１実施形態は、両方のロール方向付勢手段をガスばねで構成した比較例Ｂよりも、回転モーメントが大きくなる。比較例Ｂのように両方をガスばねとすると、ばね定数が小さくなり、回転モーメントが小さくなる。回転モーメントが小さくなると、作業車９０が傾いた時に、昇降台３とブーム４との相対的なロール方向の変位をより吸収することができる。しかし、流体圧シリンダ３０のピストンロッド３２とシリンダチューブ３１にはシール部材が存在し、このシール部材によって摩擦抵抗が生じる。比較例Ｂは、ばね定数が小さいので、摩擦抵抗による影響が相対的に大きくなる。このため、摩擦抵抗によってブーム４の振動が急激に減衰される過減衰を生じ、ブーム４が水平状態を保てなくなるおそれがある。さらに、摩擦抵抗によってブーム４が中立位置に戻る手前で停止したり、中立位置で停止したまま回動しないおそれがある。また、ガスばねとして構成するためには、流体圧シリンダやアキュムレータが必要となり、コストが高く、設置するスペースも必要となる。
【００５８】
したがって、ブーム制振装置９として、第１実施形態に示す構成を採用することにより、以下の作用効果を奏する。
【００５９】
作業車９０の昇降台３の振動が、ガス室５１を有するアキュムレータ５０と金属ばね６０によって吸収され、ブーム４に伝達することを防止できる。また、ブーム４のロール方向付勢手段として一方を金属ばね６０で構成したことにより摩擦抵抗が減少するため、過減衰を抑えることができるとともに、ブーム４の中立位置を安定したものとすることができる。さらに、一方を金属ばね６０で構成したことにより、両方を流体圧アクチュエータとアキュムレータを用いて構成した場合に比べ、コストを抑えることができ、省スペース化も図ることができる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
図６、図７を参照して、本発明の第２実施形態に係るブーム制振装置１９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実施形態のブーム制振装置と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
第２実施形態は、ブーム４を左ロール方向に付勢する手段が空気ばね８０である点で、上記第１実施形態と相違する。空気ばね８０は、昇降台３に取り付けた受け台８１とロール台５に取り付けた受け台８２との間に圧縮した状態で介装される。したがって、空気ばね８０の付勢力は、ブーム４を左ロール方向へ回動させるように作用する。なお、図６では、空気ばね８０は、多段式のベローズ型空気ばねを用いているが、どのような形式のものでもよい。
【００６２】
図７に、ブーム４の回転角と回転モーメントの関係の特性を示す。図７では、流体圧シリンダ３０とアキュムレータ５０（以下、流体圧シリンダ３０とアキュムレータ５０を組み合わせた構成を単に「ガスばね」と称する。）をブーム４を右ロール方向付勢手段として用いた場合の特性をガスばね（Ｒ）として示し、以下同様に、ガスばねをブーム４を左ロール方向付勢手段として用いた場合の特性をガスばね（Ｌ）、空気ばねを左ロール方向付勢手段として用いた場合の特性を空気ばね（Ｌ）として示す。
【００６３】
図７に示す第２実施形態とは、右ロール方向付勢手段をガスばねとし、左ロール方向付勢手段を空気ばね８０とした構成である。その特性は、ガスばね（Ｒ）と空気ばね（Ｌ）の特性を合成したものである。比較例Ｃとは、左右ロール方向付勢手段の両方をガスばねとした構成である。その特性は、ガスばね（Ｒ）とガスばね（Ｌ）の特性を合成したものである。
【００６４】
空気ばね８０は、ガスばねに比べばね定数が小さい。第２実施形態は、左ロール方向に付勢する付勢手段として空気ばねを用いたことにより、比較例Ｃと比べばね定数が低くなり、回転モーメントが小さくなる。作業車９０が圃場の凹凸を乗り越えながら走行し、作業車９０の姿勢が左右ロール方向に回動した時に、第２実施形態は比較例Ｃに比べばね定数が低いので、ガスばね及び空気ばねが容易に収縮し、昇降台３とブーム４との相対的なロール方向の変位を吸収する。したがって、ブーム４は水平状態をより一層保つことができる。また、空気ばねには摩擦抵抗を生じる部分が存在しないので、第１実施形態と同様に、摩擦抵抗に起因する過減衰を抑えられ、中立位置を安定したものとすることができる。
【００６５】
上記の第２実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加え、ブーム４の左ロール方向付勢手段を空気ばね８０で構成したことにより、作業車９０の振動がガスばね及び空気ばね８０によって吸収され、ブーム４に伝達することをより一層防止できるという効果を奏する。
【００６６】
＜第３実施形態＞
図８を参照して、本発明の第３実施形態に係るブーム制振装置１０９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実施形態のブーム制振装置と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
第３実施形態は、第１実施形態におけるアキュムレータ５０と流体圧シリンダ３０とが一体化した流体圧シリンダ１３０を構成する点で、上記第１実施形態と相違する。
【００６８】
具体的には、シリンダチューブ１３１の内部には、仕切部材としてのフリーピストン１５３が摺動自在に挿入される。シリンダチューブ１３１の端部側には、フリーピストン１５３によってガス室１５１が区画される。フリーピストン１５３とピストン３３の間には、隔壁１５６が設けられる。シリンダチューブ１３１の内部には、ピストン３３と隔壁１５６とによってピストン側室１３５が区画され、フリーピストン１５３と隔壁１５６とによって油室１５２が区画される。ガス室１５１と油室１５２とフリーピストン１５３と隔壁１５６とによってアキュムレータ１５０が構成される。隔壁１５６には、ピストン側室１３５と油室１５２とを連通する流路１５５が設けられる。流路１５５には、減衰弁１５４が設けられる。
【００６９】
以上のように構成されたブーム制振装置１０９は、第１実施形態のブーム制振装置９と同様に動作するので説明を省略する。
【００７０】
なお、仕切部材は、フリーピストンに限らず、ベローズ、ブラダなど、どのような形式のものでもよく、ガス室のガスが作動油に溶解しないものであれば、仕切部材を設けなくてもよい。また、減衰弁１５４に代えて、オリフィス等の固定絞りや、絞り流路面積または絞り流路長を手動で調整できる構成としてもよい。
【００７１】
上記の第３実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、アキュムレータ１５０が流体圧シリンダ１３０内に一体に構成されているので、アキュムレータ１５０を接続するための配管が不要になり、組立工数が削減できるとともに、省スペース化が図れるという効果を奏する。
【００７２】
＜第４実施形態＞
図９を参照して、本発明の第４実施形態に係るブーム制振装置２０９について説明する。以下では、上記第３実施形態と異なる点を説明し、第３実施形態のブーム制振装置と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
第４実施形態は、第３実施形態における流体圧シリンダ１３０から隔壁１５６を取り除いた構成である流体圧シリンダ２３０を備える点で、上記第３実施形態と相違する。
【００７４】
具体的には、シリンダチューブ２３１の内部には、仕切部材としてのフリーピストン２５３が摺動自在に挿入される。シリンダチューブ２３１の端部側には、フリーピストン２５３によってガス室２５１が区画される。ピストン２３３とフリーピストン２５３とによってピストン側室２３５が区画される。
【００７５】
ガス室２５１の圧力がピストン側室２３５を介してピストン２３３に作用し、ピストンロッド３２を介してブーム４を右ロール方向に付勢する。ブーム４が右ロール方向に回動すると、ガス室２５１の圧力によってフリーピストン２５３を介してピストン側室２３５の作動油がピストン２３３を押し、ピストンロッド３２が伸長する。逆に、ブーム４が左ロール方向に回動すると、ピストンロッド３２が収縮し、ピストン側室２３５の作動油がピストン２３３によって押され、フリーピストン２５３を介してガス室２５１を収縮させる。
【００７６】
第４実施形態においては、ガス室２５１とフリーピストン２５３とがアキュムレータ２５０を構成する。また、第４実施形態は、ピストン２３３のピストン側室２３５とロッド側室２３４とを連通する流路２３８に、減衰弁２５４が設けられる。流体圧シリンダ２３０が伸縮するのに伴ってピストン側室２３５とロッド側室２３４の容積に変化が生じ、流路２３８を作動油が通過する。このとき、流路２３８を流れる作動油に減衰弁２５４が抵抗を与えることで減衰力が発生する。
【００７７】
なお、仕切部材は、フリーピストンに限らず、ベローズ、ブラダなど、どのような形式のものでもよく、ガス室のガスが作動油に溶解しないものであれば、仕切部材を設けなくてもよい。また、減衰弁２５４に代えて、オリフィス等の固定絞りや、絞り流路面積または絞り流路長を手動で調整できる構成としてもよい。
【００７８】
上記の第４実施形態によれば、第３実施形態の作用効果に加えて、隔壁を設ける必要がないため、より一層省スペース化が図れるという効果を奏する。
【００７９】
＜第５実施形態＞
図１０を参照して、本発明の第５実施形態に係るブーム制振装置３０９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説明し、第１実施形態のブーム制振装置と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
第５実施形態は、第１実施形態における流体圧シリンダ３０と金属ばね６０とがロール台５を挟んで対向する位置に配置される点で、上記第１実施形態と相違する。
【００８１】
このように構成されたブーム制振装置３０９は、流体圧シリンダ３０によってブーム４を右ロール方向へ付勢する付勢力が作用し、金属ばね６０によってブーム４を左ロール方向へ付勢力が作用する。したがって、ブーム制振装置３０９は、第１実施形態のブーム制振装置９と同様に動作する。
【００８２】
上記の第５実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、ロール台５の支持軸６に対して一方の側に流体圧シリンダ３０と金属ばね６０とが配置されるため、他方の側の空間を有効に活用できるという効果を奏する。
【００８３】
＜第６実施形態＞
図１１を参照して、本発明の第６実施形態に係るブーム制振装置４０９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説明し、第１実施形態のブーム制振装置と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
第６実施形態は、ロール台４０５がＴ字型に構成されている点で、上記第１実施形態と相違する。
【００８５】
このように構成されたブーム制振装置４０９は、流体圧シリンダ３０によってブーム４を右ロール方向へ付勢する付勢力が作用し、金属ばね６０によってブーム４を左ロール方向へ付勢力が作用する。したがって、ブーム制振装置４０９は、第１実施形態のブーム制振装置９と同様に動作する。
【００８６】
上記の第６実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、ロール台５の支持軸６に対して一方の側に流体圧シリンダ３０と金属ばね６０とが配置されるため、他方の側の空間を有効に活用できる。
【００８７】
また、Ｔ字型に形成されたロール台４０５の凸部を長くし、支持軸６から離れた位置において金属ばね６０がロール台４０５を付勢するように構成すれば、金属ばね６０の付勢力を小さくすることができる。よって、金属ばね６０を小型のものとすることができるという効果を奏する。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００８９】
例えば、第１〜第６実施形態では、流体圧シリンダをブームを右ロール方向に付勢する構成としたが、流体圧シリンダをブームを左ロール方向に付勢する構成としてもよい。また、第１〜第４実施形態では、ブームの上面側から流体圧シリンダと弾性部材とによって付勢したが、ブームの下面側から付勢するように構成してもよい。ブームスプレーヤは、エンジンやモータなどを備える自走式だけでなく、エンジンやモータなどを備える走行体に牽引される牽引式や、トラクタなどの車体に装備して使用するマウント式のいずれであってもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１    ブームスプレーヤ
２    リンクアーム（ブーム支持体）
３    昇降台（ブーム支持体）
４    ブーム
９，１９，１０９，２０９，３０９，４０９    ブーム制振装置
３０，１３０，２３０    流体圧シリンダ
３１，１３１，２３１    シリンダチューブ
３２    ピストンロッド
３３，２３３  ピストン
３４，１３４，２３４    ロッド側室
３５，２３５    ピストン側室
５０，１５０、２５０    アキュムレータ
５１，１５１，２５１    ガス室
５２，１５２    油室
５４，１５４，２５４    減衰弁
５５，１５５    流路
６０    金属ばね
８０    空気ばね
９０    作業車
９１    車体（ブーム支持体）
【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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