(57)【要約】      （修正有）【課題】フレーム構造のブームの前後方向の曲がりを簡易な方法により効率的かつ効果的に調節することができるブームスプレーヤを提供する。【解決手段】基部フレームに支持された第一ブーム３と、この第一ブーム３の先端において前後方向に回動自在に支持された第二ブームと、前記第一ブーム３および前記第二ブームに伸縮自在に連結されて前記第一ブーム３に対する前記第二ブームの前後方向の角度を調整する角度調整手段８とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車両に設置される基部フレームと、この基部フレームの左右に支持されたフレーム構造のブームと、これらのブームに配置されて薬液を散布する複数の散布ノズルと、前記薬液を貯留する薬液貯留タンクと、この薬液貯留タンクから前記各散布ノズルへ前記薬液を供給する薬液供給手段とを有するブームスプレーヤであって、
前記各ブームは、前記基部フレームに支持された第一ブームと、この第一ブームの先端において前後方向に回動自在に支持された第二ブームと、前記第一ブームおよび前記第二ブームに伸縮自在に連結されて前記第一ブームに対する前記第二ブームの前後方向の角度を調整する角度調整手段とを有す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、左右に延出された長いブームを有して圃場に薬液を散布するブームスプレーヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブームスプレーヤは、トラクタ等の走行車両に搭載されて圃場に薬液を散布するものである。このようなブームスプレーヤは、左右に延出されるブームの長さを長くするほど、広い面積に薬液を散布することができるというメリットがある。しかし、ブームの長さが長いと重量が増してしまうため走行車両の操縦性が低下するなどの問題があった。
【０００３】
そこで、従来、ブームの強度を維持しつつ軽量化を図るため、ブームをフレーム構造としたブームスプレーヤに関する発明が提案されている。
【０００４】
例えば、実開昭６１−５５９６６号公報では、フレーム構造により形成されているとともにブームを折り畳むことにより伸縮自在な牽引ブームスプレーヤに関する発明が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−５５９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された発明や従来の発明におけるフレーム構造のブームは、パイプや山形鋼等を溶接により繋ぎ合わせて形成されるものが多く、ブームの長さが長くなると溶接ひずみによりブームが曲がってしまうため直線形状を維持することが難しいという問題がある。このような、ブームの曲がりは、薬液の散布ムラを生じさせる要因となってる。
【０００７】
このような問題に対する従来の対処法としては、溶接ひずみで曲がった方向と逆方向の力を加えて、強制的に修正する方法が取られていた。しかし、個々のブーム毎にひずみの程度は異なることから適正な修正が難しく、更にひずみを修正することで部材に負荷が加わるため破損のおそれが生じたり、経年変化により再び曲がってしまう等の問題が考えられ、根本的な解決方法が存在しなかった。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、フレーム構造のブームの前後方向の曲がりを簡易な方法により効率的かつ効果的に調節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している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るブームスプレーヤは、走行車両に設置される基部フレームと、この基部フレームの左右に支持されたフレーム構造のブームと、これらのブームに配置されて薬液を散布する複数の散布ノズルと、前記薬液を貯留する薬液貯留タンクと、この薬液貯留タンクから前記各散布ノズルへ前記薬液を供給する薬液供給手段とを有するブームスプレーヤであって、前記各ブームは、前記基部フレームに支持された第一ブームと、この第一ブームの先端において前後方向に回動自在に支持された第二ブームと、前記第一ブームおよび前記第二ブームに伸縮自在に連結されて前記第一ブームに対する前記第二ブームの前後方向の角度を調整する角度調整手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フレーム構造のブームの前後方向の曲がりを簡易な方法により効率的かつ効果的に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るブームスプレーヤの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本実施形態における第一ブームと第二ブームとの連結部分におけるリンク機構および角度調整手段の構成を示す拡大組立図である。
【図３】図１においてＡで囲われた部分を示す一部拡大斜視図である。
【図４】本実施形態における角度調整手段の構成を示す拡大組立図である。
【図５】本実施形態における角度調整手段を示す拡大斜視図である。
【図６】本実施形態における角度調整手段を示す拡大平面図である。
【図７】本実施形態において、ブームが折り畳まれた状態のリンク機構を示す一部拡大正面図である。
【図８】本実施形態において、ブームが展開された状態のリンク機構を示す一部拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るブームスプレーヤの一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態におけるブームスプレーヤ１を示す斜視図である。
【００１３】
本実施形態のブームスプレーヤ１は、図１に示すように、主として、基部フレーム２と、この基部フレーム２に支持される第一ブーム３と、この第一ブーム３の先端に連結される第二ブーム４と、前記第一ブーム３および前記第二ブーム４に配置される複数の散布ノズル５，５・・・と、薬液を貯留する図示しない薬液貯留タンクと、前記各散布ノズル５，５・・・へ薬液を供給する薬液供給手段６と、前記第一ブーム３および前記第二ブーム４の展開制御および折り畳み制御を行うリンク機構７と、前記第一ブーム３に対する前記第二ブーム４の前後方向の角度を調整する角度調整手段８とを有する。
【００１４】
基部フレーム２は、トラクタや牽引車等からなる走行車両（図示しない）に設置されてブームを支持するものである。
【００１５】
ブームは、複数の散布ノズル５，５・・・を配置する長尺状の部材であり、軽量化のためパイプや山形鋼等を溶接したフレーム構造によって形成されている。また、本実施形態におけるブームは、基端側と先端側との前後方向の曲がりを補正可能とするために、基部フレーム２に支持される第一ブーム３と、この第一ブーム３の先端に支持される第二ブーム４との２つのブームにより構成されている。なお、第一ブーム３および第二ブーム４は左右一対で構成されるところ、本実施形態におけるブームは左右対称の構成を備えているため、図１においては右側のブームを省略して左側ブームを図示して説明する。
【００１６】
第一ブーム３は、基部フレーム２の左右に延出された状態で支持されており、本実施形態では、格納性や移動性をよくするため、図１に示すように、基部フレーム２に対して前後方向や略垂直方向に折畳可能に支持されている。
【００１７】
第二ブーム４は、第一ブーム３および第二ブーム４の製造時に生じる溶接ひずみ等によるブームの曲がりを補正するため、後述する角度調整手段８により、第一ブーム３に対して前後方向へ回動自在に連結されている。具体的には、本実施形態における第二ブーム３は、図２に示すように、第二ブーム本体４１と、リンク機構７に連結されて前記第二ブーム本体４１を前後方向に回動自在に支持する第二ブーム基端部４２とを備えている。
【００１８】
また、本実施形態における第二ブーム４は、第一ブーム３の先端において、第一ブーム３の上方に折畳自在に連結されており、第一ブーム３の先端側の上方と第二ブーム４の基端側の上方とを回動自在に連結するブーム回転軸９により軸支されている。
【００１９】
散布ノズル５は、後述する薬液供給手段６により圧送される薬液を液状、滴状または霧状にして任意の軌跡を描くように散布するものである。本実施形態における散布ノズル５は、薬液の散布ムラを防ぐため、第一ブーム３および第二ブーム４のそれぞれに略等間隔に配置されている。なお、散布ノズル５の種類や数は特に限定されるものではなく、薬液の種類や薬液を散布する作物等によって適宜選択されるものである。
【００２０】
薬液貯留タンクは、各散布ノズル５，５・・・に供給する薬液を貯留しておくためのタンクである。本実施形態における薬液貯留タンクは、公知の一般的な薬液貯留タンクであるため特に図示しないが、ポリエチレン等からなる合成樹脂やステンレス等の鋼板により形成されており、走行車両の後方側等に設置されている。なお、薬液貯留タンクの設置場所は特に限定されるものではなく、基部フレーム２等の任意の場所に設置することができる。
【００２１】
薬液供給手段６は、薬液貯留タンクから各散布ノズル５，５・・・へ薬液を圧送するためのものであり、薬液供給ポンプ（図示しない）およびこの薬液供給ポンプと各散布ノズル５，５・・・とを流通可能に接続する薬液圧送管６１を有する。
【００２２】
次に、リンク機構７について説明する。本実施形態のリンク機構７は、第二ブーム４を第一ブーム３の上方に折り畳む作用と、折り畳んだブームを展開する作用によりブームの展開制御および折り畳み制御を行うものである。特に、本実施形態におけるリンク機構７は、ブームを展開または折り畳むときに第一ブーム３と第二ブーム４とが衝突する際の衝撃を緩和するようにしたものである。
【００２３】
本実施形態におけるリンク機構７は、図２および図３に示すように、第一ブーム３の先端側に連結される第一リンク７１と、第二ブーム４の基端側に連結される第二リンク７２と、第一リンク７１の先端部と第二リンク７２の先端部とを連結するリンク連結軸７３と、第一リンク７１および第二リンク７２を揺動させて第一ブーム３および第二ブーム４の展開制御および折り畳み制御を行うブーム展開／折り畳み制御手段７４とを有する。
【００２４】
第一リンク７１は、第一ブーム３の先端側においてその基端部が第一回転軸７５によって回転自在に連結されており、ブーム展開／折り畳み制御手段７４によって揺動されることで、第二リンク７２の昇降を行うものである。本実施形態における第一リンク７１は、ブームの展開制御および折り畳み制御を行う際に第一リンク７１、第二リンク７２およびリンク連結軸７３に対し、第二ブーム４の重力による捻れ等の負荷を低減させるため、第一ブーム３に対して前後面にそれぞれに設けられている。また、各第一リンク７１，７１の先端部には、リンク連結軸７３を挿入する軸受７１１と、ブーム展開／折り畳み制御手段７４を連結するた制御手段連結部７１２とを備えている。
【００２５】
第二リンク７２は、第二ブーム４の基端側においてその基端部が第二回転軸７６によって回転自在に連結されており、第一リンク７１により昇降されることで第二ブーム４の展開および折り畳みを行うものである。本実施形態における第二リンク７２は、第一ブーム７１と同様に、第二ブーム４の前後面にそれぞれに設けられている。また、各第二リンク７２，７２の先端には、リンク連結軸７３を挿入する軸受７２１が設けられている。
【００２６】
リンク連結軸７３は、第一リンク７１の先端部と第二リンク７２の先端部とを回転自在に連結するための回転軸であり、本実施形態では、第一リンク７１および第二リンク７２の先端部に設けられた軸受７１１，７２１に挿入されて、各先端部を回転自在に軸支している。
【００２７】
ブーム展開／折り畳み制御手段７４は、第一リンク７１と第二リンク７２とを揺動させて、ブームの展開制御および折り畳み制御を行うものである。よって、ブーム展開／折り畳み制御手段７４は、第一ブーム３に対して折り畳まれた第二ブーム４を展開する場合には、リンク連結軸７３を第二ブーム４の基端側に配置し、一方、第一ブーム３に対して展開された第二ブーム４を折り畳む場合には、リンク連結軸７３を第一ブーム３の先端側に配置するように機能する。
【００２８】
よって、本実施形態におけるブーム展開／折り畳み制御手段７４は、図１ないし図３に示すように、伸縮制御自在な油圧シリンダ７４で構成されており、第一リンク７１の先端部に設けられた制御手段連結部７１２と、第一ブーム３の上部とに伸縮自在に連結されている。そして、本実施形態においては、油圧シリンダ７４が縮むことにより第一リンク７１を第二ブーム４側から第一ブーム３側へと揺動させ、油圧シリンダ７４が伸びることにより第一リンク７１を第一ブーム３側から第二ブーム４側へと揺動させるように機能する。
【００２９】
次に、角度調整手段８について説明する。この角度調整手段８は、前述のとおり、溶接ひずみ等を要因とするブームの曲がりを補正するために、第一ブーム３に対する第二ブーム４の前後方向の角度を調整するものである。本実施形態における角度調整手段８は、図４および図５に示すように、第二ブーム本体４１の基端側に設けられるボルト連結軸４１１と、このボルト連結軸４１１に回動自在に連結されるための軸受孔８１１を備えたボルト８１と、第二ブーム基端部４２に設けられた前記ボルト８１を挿通させるボルト挿通孔４２１と、このボルト挿通孔４２１に挿通されたボルト８１とに螺合するナット８２とを有している。
【００３０】
そして、本実施形態における角度調整手段８は、螺合するナット８２を螺進させることにより、第二ブーム本体４１と第二ブーム基端部４２との間で伸縮自在となり、第一ブーム３に対する第二ブーム４の前後方向の角度を調整するようになっている。これにより第一ブーム３および第二ブーム４のひずみ等による曲がりを溶接等を行わずに適宜調整するすることによりひずみ修正の労力を低減させるとともに、ブーム全体として直線状に構成することで薬液散布の散布制度を向上させるようになっている。
【００３１】
次に、本実施形態のブームスプレーヤ１における各構成の作用について説明する。
【００３２】
まず、ブームの伸縮について説明する。ブームが縮められている状態では、図７に示すように、ブーム展開／折り畳み制御手段７４である油圧シリンダ７４は縮められた状態である。このとき、第一リンク７１は、油圧シリンダ７４によって第一ブーム３側に傾斜しており、リンク連結軸７３は、第一ブーム３の先端側に配置されている。
【００３３】
一方、第二リンク７２は、第一リンク７１により上方側に牽引されている。よって、この第二リンク７２に連結さている第二ブーム３は、ブーム回転軸９を中心に回転されて第一ブーム３の上方側に折り畳まれている。
【００３４】
ブームが縮められた状態から伸長される場合は、油圧シリンダ７４は、図７および図８に示すように、縮んだ状態から伸びた状態へと伸長する。このとき、第一リンク７１は、油圧シリンダ７４によって第一ブーム３側からブーム回転軸９と交差するように通過して第二ブーム４側へ揺動される。よって、リンク連結軸７３は第一ブーム３の先端側から第二ブーム４の基端側へ移動する。
【００３５】
また、第二リンク７２は、第一リンク７１により押し上げられ、第二ブーム４側へと揺動される。そして、第二リンク７２に連結された第二ブーム４は、ブーム回転軸９を中心に回転して、第一ブーム３と第二ブーム４とが直列に並ぶように、第一ブーム３の先端側に完全に展開される。
【００３６】
本実施形態では、第二ブーム４の基端部のブーム回転軸９を中心とした回転角速度が、油圧シリンダ７４の伸長速度に比べて遅いところ、特に、第二ブーム４と第一ブーム３とが直列になる展開状態に近づくほど顕著に遅くなる。これは、以下の理由に基づくものである。
【００３７】
まず、第二ブーム４と第一ブーム３とが直列に並ぶように完全に展開される状態に近づくにつれて、リンク回転軸７３を頂点として第一リンク７１と第二リンク７２とで構成される角度が小さくなる。
【００３８】
ここで、第一リンク７１と第二リンク７２との角度が小さくなると第一リンク７１と第二リンク７２とが略平行に並び、リンク連結軸７３の上下方向の移動距離と第二リンク７２の下降する移動距離とがほぼ等しくなる。
【００３９】
一方、第二リンク７２は、第二ブーム４に連結されている。よって、第二リンク７２の下降する移動距離は、第二ブーム４の回転角速度に連動することとなる。
【００４０】
ここで、第二ブーム４と第一ブーム３とが直列に並ぶように完全に展開される状態に近いところでは、油圧シリンダ７４が伸長することにより、リンク連結軸７３は油圧シリンダ７４の伸長方向に大きく移動するのに対し、下降する方向には少ししか移動しない。そのため、第二リンク７２が下降する移動距離が小さく、第二ブーム４の回転角速度は抑制されることになるものと考えられる。
【００４１】
以上より、本実施形態において、第二ブーム４が展開されて第一ブーム３と直列に並ぶときには第二ブーム４の回転角速度が抑えられ、第二ブーム４が展開を完了する際に第一ブーム３に対して衝突するときの衝撃を緩和することができる。
【００４２】
ブームが展開された状態では、前述のとおり、第二ブーム４の上下方向の移動距離とリンク連結軸７３の上下方向の移動距離とがほぼ等しくなっている。また、第二リンク７２が第二ブーム４の基端側で略垂直状態で安定している。これらによって第二ブーム４側にに圃場の作物が先端側のブームに接触して上方へ押し上げる力やブームが揺れることによって先端側のブームに下から突き上げるような慣性力等の外乱を受けたとしても、油圧シリンダ７４はその外乱に対して縮み難い。したがって、本実施形態における第二ブーム４は第一ブーム３に対して折り畳まれ難くなっている。
【００４３】
次に、ブームが展開された状態から再び折り畳まれる場合、油圧シリンダ７４は、図７および図８に示すように、伸長状態から縮小を開始する。このとき、第一リンク７１は、油圧シリンダ７４によって第二ブーム４側からブーム回転軸９と交差するように通過して第一ブーム３側へと揺動される。よって、リンク連結軸７３は第二ブーム４の基端側から第一ブーム３の先端側へと移動する。
【００４４】
また、第二リンク７２は、第一リンク７１により上方側に牽引されて第一ブーム３側へと揺動する。そして、第二リンク７２に連結されている第二ブーム４は、ブーム回転軸９を中心として回転して第一ブーム３の上方側に折り畳まれる。また、本実施形態では、折り畳んだブームを基部フレーム２に対して前後方向や略垂直方向に折り畳むことで、移動や格納が容易に行えるようになる。
【００４５】
このとき、第二ブーム４が展開を完了する際にの第一ブーム３に対して衝突するときの衝撃を緩和するのと同様に、第二ブーム４の基端部のブーム回転軸９を中心とした回転角速度が、油圧シリンダ７４の収縮速度に比べて遅いところ、特に、第二ブーム４が第一ブーム３の上方に折り畳まれる状態に近づことにより遅くなる。これは、以下の理由に基づくものである。
【００４６】
まず、上述の通り、第二リンク７２の昇降する移動距離は、第二ブーム４の回転角速度に連動している。
【００４７】
また、第二ブーム４が第一ブーム３の上方側に完全に折り畳まれる状態に近づくことにより、第一リンク７１と油圧シリンダ７４とで構成される角度が略直角になり油圧シリンダ７４は略水平方向に収縮する。そのため、リンク連結軸７３の上下方向の移動距離は小さくなる。
【００４８】
よって、第二リンク７２の昇降する移動距離も小さくなり、第二ブーム４の回転角速度は抑制されることになるものと考えられる。
【００４９】
以上より、本実施形態において、第二ブーム４が第一ブーム３の上方側に折り畳まれるときには第二ブーム４の回転角速度が抑えられ、第二ブーム４が折り畳まれる際の第一ブーム３に対して衝突する衝撃を緩和することができる。
【００５０】
次に、角度調整手段８の作用について詳細に説明する。
【００５１】
まず、第二ブーム４が第一ブーム３に対して後方側に曲がっていた場合について説明する。この場合、図６に示すように、ボルト８１に螺合しているナット８２を任意の方向に回転させて、ボルト８１の軸受孔８１１の方向に螺進させる。
【００５２】
また、ナット８２は、ボルト挿通孔４２１に掛止しており、第二ブーム本体４１に設けられたボルト連結軸４１１と、第二ブーム基端部４２に設けられたボルト挿通孔４２１との距離を縮めることになる。
【００５３】
これにより、第二ブーム本体４１は、前方側に引っ張られ、第一ブーム３に対して前方側に回転し、第一ブーム３に対する第二ブーム４の後方側への曲がりが補正される。
【００５４】
次に、第二ブーム４が第一ブーム３に対して前方側に曲がっていた場合、図６に示すように、ボルト８１に螺合させたナット８２を上記任意の方向とは逆回転させて、ボルト８１の先端の方向に螺進させる。ナット８２は、前述のとおり、ボルト挿通孔４２１に掛止しており、第二ブーム本体４１に設けられたボルト連結軸４１１と、第二ブーム基端部４２に設けられたボルト挿通孔４２１との距離を広げることとなる。
【００５５】
これにより、第二ブーム本体４１は、後方側に押し付けられ、第一ブーム３に対して後方側に回転し、第一ブーム３に対する第二ブーム４の前方側への曲がりが補正される。
【００５６】
従って、角度調整手段８は、ブームが伸びた状態において、ブームが溶接ひずみ等により曲がっていた場合に、簡易な方法で効率的かつ効果的にブームの前後方向の角度調整を行うことができる。
【００５７】
なお、薬液供給手段６は、薬液貯留タンクから各ブームに設けられた各散布ノズル５，５・・・に対して薬液の供給を行う。各散布ノズル５，５・・・は、供給された薬液を液状、滴状または霧状に散布する。
【００５８】
以上のような本実施形態のブームスプレーヤ１によれば、以下の効果を奏することができる。
１．溶接ひずみにより生じたブームの曲がりを簡易な方法で効率的かつ効果的に補正することができる。
２．第一ブーム３に対して第二ブーム４を直線状に開いてブームを展開する際における衝撃を緩和することができる。
３．第一ブーム３に対して第二ブーム４を上方側に折り畳む際における衝撃を緩和することができる。
４．薬液の散布作業中における第二ブーム４側にかかる外乱に対して、第二ブーム４が上下に揺れるのを抑制することができる。
【００５９】
なお、本発明に係るブームスプレーヤ１は、前述した一実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００６０】
例えば、ブームの展開や折り畳みは、左右それぞれ異なっている状態でもよく、例えば、一方のブームは展開された状態で薬液を散布し、他方のブームは折り畳まれた状態で薬液を散布してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  ブームスプレーヤ
２  基部フレーム
３  第一ブーム
４  第二ブーム
５  散布ノズル
６  薬液供給手段
７  リンク機構
８  角度調整手段
９  ブーム回転軸
４１  第二ブーム本体
４２  第二ブーム基端部
６１  薬液圧送管
７１  第一リンク
７２  第二リンク
７３  リンク連結軸
７４  ブーム展開／折り畳み制御手段（油圧シリンダ）
７５  第一回転軸
７６  第二回転軸
８１  ボルト
８２  ナット
４１１  ボルト連結軸
４２１  ボルト挿通孔
７１１  軸受
７１２  制御手段連結部
７２１  軸受
８１１  軸受孔
【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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