(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン（３）のローアイドル状態における送風機作動スイッチ（６）の操作により、前記内燃エンジン（３）の動力を送風機（４）に伝達する断続器（５）と、前記内燃エンジン（３）の前記送風機（４）に対する動力伝達開始直後に前記内燃エンジン（３）をアイドルアップするアイドルアップ装置（２）と、を備え、該アイドルアップ装置（２）が、スロットルレバー（３ａ）の引きストロークを前半では大きく、後半では小さくするような操作特性を持つことを特徴とするスピードスプレーヤ。
【請求項２】
前記内燃エンジン（３）がローアイドル状態のときにのみ前記断続器（５）を接続可能にするインターロック手段（７）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスピードスプレーヤ。
【請求項３】
前記アイドルアップ装置（２）が、引き戻し付勢力に抗して前記内燃エンジン（３）のスロットルレバー（３ａ）を引き方向にのみ操作するアクチュエータ（２）よりなることを特徴とする請求項１に記載のスピードスプレーヤ。
【請求項４】
前記アイドルアップ装置（２）が、前記内燃エンジン（３）から分離して設けられていることを特徴とする請求項１又は3に記載のスピードスプレーヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローアイドル状態の内燃エンジンに、送風機を接続した際に前記内燃エンジンを自動的にアイドルアップできるスピードスプレーヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
果樹園等で薬液を散布するのにスピードスプレーヤと呼ばれる作業装置が広く用いられている。前記スピードスプレーヤは、果樹園の樹間の通路を走行しながら作業機としての軸流ファン等の送風機を作動して、噴霧ノズルから噴出された薬液を送風を利用して必要とする方向に散布、霧散させるように機能する。
【０００３】
一般に、前記スピードスプレーヤは、内燃エンジンを動力源として用い、前記送風機の作業開始用スイッチの投入操作によって接続される断続器である電磁クラッチを介し、前記内燃エンジンの回転を前記送風機に伝えるようにしている。また、前記電磁クラッチの接続を前記内燃エンジンのローアイドル状態においてのみ可能にするインターロック機構を設け、これにより、ローアイドル状態以外での前記電磁クラッチの接続による該電磁クラッチ本体の損傷や異常摩耗を防止したり、前記電磁クラッチ本体の小型化、低コスト化を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の如き従来のスピードスプレーヤにあっては、内燃エンジンのローアイドル状態での送風機の接続は、内燃エンジンにとって大きな負担（例えば出力の七割近く）となり、送風機のファンが大きくなるほど負荷が大きくなるとともに、特に、産業用ディーゼル内燃エンジンはもともと定格での安定運転を主用途としているため、ローアイドル回転域での負荷変動に対して一定速度で回転しようとする自己復元力に乏しいために、回転速度の低下による内燃エンジンの振動を誘発し、この内燃エンジンの本体を搭載したスピードスプレーヤの機体全体を大きく揺るがし、大きな振動や騒音を発生するという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するものであり、前記内燃エンジンに前記送風機などの送風機が断続器により接続された際に、前記内燃エンジンの回転が低下して大きな振動や騒音が発生したりするのを防止でき、引き続き安定的な前記内燃エンジンの回転による安定運転を実現できるスピードスプレーヤを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、請求項１の発明にかかるスピードスプレーヤは、内燃エンジンのローアイドル状態における送風機作動スイッチの操作により、前記内燃エンジンの動力を送風機に伝達する断続器を有し、前記内燃エンジンの前記送風機に対する動力伝達開始直後にアイドルアップ装置により、前記内燃エンジンをアイドルアップするとともに、該アイドルアップ装置が前記スロットルレバーの引きストロークを前半では大きく、後半では小さくするような操作特性を持つことを特徴とする。
この請求項１に係る発明によれば、低回転数（例えば１０００ｒ／ｍｉｎ程度）のローアイドル状態の前記内燃エンジンに大負荷である前記送風機が接続されても、直後の自動的なアイドルアップ動作（例えば、４０００ｒ／ｍｉｎ程度の増加）によって、前記内燃エンジンが速やかに立ち上がり、大きな振動や騒音を発生したり、停止したりするのを未然に防止でき、前記送風機の安定運転が行われる。
【０００７】
請求項２に示す本発明の実施の一形態は、前記内燃エンジンがローアイドル状態のときにのみ前記断続器を接続可能にするインターロック手段が設けられていることを特徴とする。この請求項２の実施の一形態によれば、前記断続器の入出力二つの断続部材が、接続時に大きな摩擦力を受けて異常に摩耗したり、破損したりするのを防止できるほか、前記断続器の小型化、ローコスト化を実現できる。
【０００８】
請求項３に示す本発明の実施の一形態は、前記アイドルアップ装置が、引き戻し付勢力に抗して、前記内燃エンジンのスロットルレバーを引き方向にのみ牽引するアクチュエータよりなることを特徴とする。この請求項３の実施の一形態によれば、前記スロットルレバー操作を、スピードスプレーヤの走行加速に用いられるアクセスペダルなどの動きに干渉することなく、独立して行わせることができる。
【００１０】
請求項４に示す本発明の実施の一形態は、前記アイドルアップ装置が、前記内燃エンジンから分離して設けられていることを特徴とする。これにより、前記内燃エンジンの振動が前記アイドルアップ装置に直接伝わるのを防止でき、各種部品の取付にずれやゆるみが生じたりするのを回避できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の一形態を図について説明する。図１は、本発明のスピードスプレーヤの一実施の形態を示す概念図である。このスピードスプレーヤ１は、自動的にアイドルアップ操作を行うアクチュエータであるアイドルアップ装置２を並設したディーゼルエンジン等の内燃エンジン３と、該内燃エンジン３に対し作業機である軸流送風機４を断接する断続器である電磁クラッチ５と、薬液タンクＴおよび薬液噴射ノズルＮ等を備えてなる。なお、図中、矢印Ｙは吸気方向を表し、矢印Ｚは吐風および薬液散布方向を表す。
【００１２】
また、図２は、前記アイドルアップ装置２および前記電磁クラッチ５を持つ前記スピードスプレーヤ１の動作を電気的に制御する回路図の実施の一形態を示す図である。同図において、６は運転席部に配置されて前記送風機４を作動させるとき操作される送風機作動スイッチ、７は前記内燃エンジン３のスロットルレバー３ａが図示しないリターンスプリング等による引き戻し付勢力により、スロットルバルブ全閉のローアイドル状態のときにのみオンとなるインターロック手段としてのインターロックスイッチ、８は前記送風機作動スイッチ６および前記インターロックスイッチ７とともにリレーコイル８ａを直流電源＋に接続している送風機用リレーである。
【００１３】
また、８ｂは前記送風機用リレー８の自己保持用スイッチ、５は前記電磁クラッチであり、これらは、前記送風機作動スイッチ６を介して前記直流電源＋に共に直列接続されている。９は前記インターロックスイッチ７と前記送風機用リレーコイル８ａとの接続点と前記電磁クラッチ５とを結ぶ回路中に接続された、前記電磁クラッチ５の誤動作防止用ダイオードである。
【００１４】
前記電磁クラッチ５には、アイドルアップリレー１０のリレーコイル１０ａが並列接続され、このアイドルアップリレー１０には、前記リレーコイル１０ａの消勢および付勢によって切り換えられる１回路２接点型の第一リレースイッチ１０ｂが設けられている。この第一リレースイッチ１０ｂは、第一可動接片ｐとこの第一可動接片ｐが選択的に接触される二つの第一固定接点ｑ、ｒとからなる。
【００１５】
さらに、１１は前記アイドルアップ装置２を構成する回転往復動モータ、１２は該回転往復動モータ１１を正転駆動および逆転駆動に切り換えるモータ反転スイッチで、第二可動接片ｓとこの第二可動接片ｓに選択的に接触される二つの第二固定接点ｔ、ｕとからなる。そして、前記直流電源＋は前記第一及び第二固定接点の一方ｑ、ｕにそれぞれ接続され、また、前記第一可動接片ｐは前記回転往復動モータ１１を介して前記第二可動接片ｓに接続され、前記第一及び第二固定接点の他方ｒ、ｔは接地されている。なお、前記モータ反転スイッチ１２は、前記回転往復動モータ１１のモータエンドに設けられた一対のリミットスイッチ（図示しない）および該リミットスイッチのスイッチ動作によりオン、オフするソレノイドなどによって切換制御される。
【００１６】
図３は、前記アイドルアップ装置２のスロットルレバー駆動部を示す側面図である。前記アイドルアップ装置２は、前記スピードスプレーヤ１において前記内燃エンジン３とは分離して、例えば、運転席部付近に設置される前記回転往復動モータ１１と、該回転往復動モータ１１において１８０°の角度領域内で正転、反転する減速出力軸１３と、該減速出力軸１３の先端に、一端部１４ａが固定された揺動アーム１４と、該揺動アーム１４の他端部１４ｂに取り付けられたガイドローラ１５と、を備えている。
【００１７】
一方、前記回転往復動モータ１１を車体側に取り付けている図示しないブラケット上には、大径の水平軸１６が架設されている。該水平軸１６には、全体として略Ｌ字状のカム板１７が垂直面内で回動自在に支持されており、前記カム板１７の一方のアーム部１７ａには前記減速出力軸１３を中心とする円弧状のカム溝１８が形成されている。該カム溝１８内には、前記ガイドローラ１５がこれの縁部に沿ってガイドされるように転動自在に挿入されている。
【００１８】
また、前記カム板１７の他方のアーム部１７ｂの先端には、ケーブル取付孔１９が設けられており、該ケーブル取付孔１９には、伝動部材としてのボーデンケーブルなどのケーブル２０の一端部と一体の係止部材２０ａが係合保持されている。なお、前記ケーブル２０の他端部２０ｂは、前記内燃エンジン３の運転席部に配置されたスロットルレバー３ａを介して引き戻し付勢力を付与するリターンスプリング（図示せず）に連係され、図示の二点鎖線の矢印方向に常時牽引されている。
【００１９】
なお、前記スロットルレバー３ａには、前記スピードスプレーヤ１の走行を加速するためのアクセルペダル等に連結された、別のケーブル（図示しない）の一端も係止され、前記ケーブル２０とは独立して操作可能とされ、かつ一方のケーブルの引込みが他方のケーブルに影響しないように、前記スロットルレバー３ａに連結されている。
【００２０】
また、前記一方のアーム部１７ａに設けられた前記カム溝１８は、前記のように略円弧状をなすものの、前記減速出力軸１３の図２で見て時計方向への回動時に、前記揺動アーム１４の前記他端部１４ｂの前記ガイドローラ１５が、Ｐ位置から１８０°回動したＱ位置へ移動する際（実線矢印の動き）に、前記カム板１７を前記水平軸１６を中心として初めの６０°近くまでは大きく回動させて、６０°を超えると次第に回動量を小さくし、１１０°〜１８０°では殆ど回動させないように形成されている。図４は、前記カム板１７の動きに対する前記ケーブル２０のストロークを示す特性図である。
【００２１】
従って、前記カム板１７に前記ケーブル２０を介して接続された前記スロットルレバー３ａの動きは、前記カム板１７の動きに応じたものとなり、前記内燃エンジン３のローアイドル状態では、前記ケーブル２０の引きストロークに対しスロットルバルブ（図示せず）の開動作の立上りが速くなり、前記内燃エンジン３の駆動力（回転数）が急速に増す。すなわち、前記電磁クラッチ５の接続直後の前記内燃エンジン３の回転数の低下をアイドルアップによって自動的に回避し、前記送風機４の駆動を滑らかに開始させ、大きな振動や騒音が発生するのを防止できる。
【００２２】
次に動作を説明する。いま、前記スピードスプレーヤ１の前記内燃内燃エンジン３がローアイドル状態で、前記スピードスプレーヤ１が走行中または走行を停止している場合であって、前記送風機４を作動させる場合には、まず、図２に示す前記送風機作動スイッチ６を投入する。この場合において、前記スロットルレバー３ａ部に配設された前記インターロックスイッチ７が、前記内燃エンジン３のローアイドル状態を検出すると、オンになる。このローアイドル状態、つまり前記内燃エンジン３の前記スロットル３ａが全閉状態であることが検出されると、前記送風機作動スイッチ６および前記インターロックスイッチ７を介して、前記直流電源＋から電流が流れ、前記送風機用リレーコイル８ａが付勢される。
【００２３】
従って、前記送風機用リレーコイル８ａの付勢によって自己保持用の前記リレースイッチ８ｂがオンとなり、アクセル操作のミスなどによって前記インターロックスイッチ７が何らかの原因でオフとなっても、前記送風機用リレーコイル８ａの付勢状態が保持される。これにより、該送風機用リレーコイル８ａの付勢による前記リレースイッチ８ｂのオンによって前記電磁クラッチ５が作動し、図１に示す前記内燃エンジン３の駆動軸３ｂと前記送風機４の従動軸４ａとが前記電磁クラッチ５により連結され、前記内燃エンジン３の回転駆動力が前記送風機４に伝えられることとなる。
【００２４】
一方、前記リレースイッチ８ｂのオンによって前記アイドルアップリレー１０の前記リレーコイル１０ａが付勢され、この付勢によって前記第一リレースイッチ１０ｂの前記第一可動接片ｐが前記第一固定接点の一方ｑに接触する。このため、前記直流電源＋から前記第一リレースイッチ１０ｂの前記第一固定接点の一方ｑおよび前記第一可動接片ｐ、前記回転往復動モータ１１、前記モータ反転スイッチ１２の前記第二可動接片ｓおよび前記第二固定接点の他方ｔと通じて直流電流が流れ、前記回転往復動モータ１１が正転する。このため、前記揺動アーム１４は図３において鎖線で示す前記Ｐ位置から実線で示す前記Ｑ位置へ向って回動する。
【００２５】
従って、前記揺動アーム１４の前記他端部１４ｂの前記ガイドローラ１５は、前記減速出力軸１３を中心とする半径上において前記カム溝１８内を移動する。このとき、前記カム溝１８は、前記減速出力軸１３を中心とする同一径上にないため、前記カム板１７は、前記水平軸１６を中心として、前記減速出力軸１３の前半の回動可能領域の、例えば６０°付近までは大きく回動し、後半の回動可能領域では次第に小さく回動し、１１０°から１８０°の領域では回動が実質的に停止するという動作を行う。
【００２６】
前記カム板１７の回動によって、該カム板１７の前記他方のアーム部１７ｂの先端に連結された前記ケーブル２０のストロークは、図４に示すようになり、前記ケーブル２０の他端部２０ｂが係止された前記スロットルレバー３ａを介して前記スロットルバルブを、当初では、予め設定された開度に急速に大きく開かせ、続いて次第に開度を小さく抑えるように動作する。従って、前記内燃エンジン３のローアイドル状態において、前記電磁クラッチ５により前記内燃エンジン３と前記送風機４とを接続した場合には、該接続の直後に前記内燃エンジン３の駆動トルクおよび回転数を、自動アイドルアップにより上昇させることができ、ローアイドル状態で新たに大きな負荷となった前記送風機４を、必要とする回転数でスムースに始動回転させることができる。
【００２７】
前記の結果、前記内燃エンジン３は、前記送風機４の接続にも拘らず自動的なアイドルアップ運転によって回転が安定し、大きな振動や騒音を発生することがなく、前記スピードスプレーヤ１の機体自身の揺れの発生をも回避できることとなる。
【００２８】
なお、前記の場合において、前記アイドルアップ装置２を前記内燃エンジン３とは離れた運転席部等に配置し、前記のように前記スロットルレバー３ａと前記カム板１７とを前記ケーブル２０で連結する構成をとれば、前記内燃エンジン３の振動が前記アイドルアップ装置２に直接伝わるのを防止できる。これにより高精度な開度調整が要求される前記スロットルバルブの開度が狂ったり、各部の締結がゆるんだりするのを未然に回避できる。また、既存機に対する後付けを可能にするというメリットもある。また、前記カム板１７のカムプロファイルの変更によって、前記内燃エンジン３の種類や、前記送風機４を含む負荷の負荷変動特性に合ったスロットルコントロールが可能になる。
【００２９】
また、前記アイドルアップを実施し、前記カム板１７が所定量（モータエンドまで）回転すると、前記モータエンドを検出する一対のリミットスイッチ（図示しない）の一方の動作によって、例えばソレノイドを付勢させるなどして、図２に示す前記モータ反転スイッチ１２が切り換えられる。つまり、前記第二可動接片ｓが前記第二固定接点の他方ｔから前記固定接点の一方ｕに切り換え接続される。このため、前記回転往復動モータ１１には電流は流れなくなり、この回転往復動モータ１１は回転を停止する。
【００３０】
次に、前記送風機作動スイッチ６または図示しないキースイッチをオフにすると、前記送風機用リレー８の前記リレーコイル８ａが消勢されるため、該リレーコイル８ａの付勢および前記電磁クラッチ５の接続が解除される。また、このときの前記リレースイッチ８ｂのオフによって前記アイドルアップリレー１０の前記リレーコイル１０ａが消勢され、従って、前記リレースイッチ１０ｂが切り換わる。つまり、前記第一可動接片ｐが前記第一固定接点の一方ｑから前記第一固定接点の他方ｒに切り換え接続される。
【００３１】
このように前記リレースイッチ１０ｂの切り換えによって、こんどは前記直流電源＋に対し前記回転往復動モータ１１は逆接続（極性が入れ替わる）され、前記停止していた前記回転往復動モータ１１は逆転する。そして、この逆転により前記回転往復動モータ１１の回転がもう一方のモータエンドに達すると、他方の前記リミットスイッチ（図示しない）が作動し、前記ソレノイドの消勢によって、前記モータ反転スイッチ１２が切り換わり、つまり前記第二可動接片ｓが前記第二固定接点の他方ｔに接続される。こうして、このアイドルアップ制御回路は初期状態に復帰することとなる。
【００３２】
なお、本発明は、前記送風機４の作動開始時に、振動や騒音を発生する領域まで前記内燃エンジン３の回転を低下させないような機構とすればよいため、ガバナ機構を改良したものも利用でき、前記アイドルアップ装置２としても、前記回転往復動モータ１１に代えて直動モータ、ソレノイド、バキュームアクチュエータ等を採用できる。また、前記揺動アーム１４や前記カム板１７を含む前記カム機構に代えて、前記ケーブル２０の引き量や引きタイミングを任意に変えられる周知のタイマ機構やステッピング機構なども採用することができる。また、前記電磁クラッチ５としては、前記のように電気的な動力伝達オン、オフ機能を持つ電磁クラッチや、オイルクラッチなどの連結手段を、任意に採用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内燃エンジンのローアイドル状態における送風機作動スイッチの操作により、内燃エンジンの動力を送風機に伝達する断続器を有し、前記内燃エンジンの送風機に対する動力伝達開始直後に、アイドルアップ装置により該内燃エンジンを自動的にアイドルアップするとともに、スロットルレバーの引きストロークを前半では大きく、後半では小さくするような操作特性を持つようにしたので、ローアイドル状態の前記内燃エンジンに大負荷の前記送風機が接続されても、直後の自動的なアイドルアップ動作によって、前記内燃エンジンが速やかに立ち上がり、大きな振動や騒音を発生したり、停止したりするのを未然に防止できる。
【００３４】
また、本発明の他の実施の一形態によれば、前記内燃エンジンがローアイドル状態のときにのみ前記断続器を接続可能にするインターロック手段が設けられているので、前記断続器の入出力二つの前記断続部材がこれらの接続時に大きな摩擦力を受けて異常に摩耗したり、破損したりするのを防止できるほか、前記断続器の小型化、ローコスト化を実現できる。また、前記アイドルアップ装置が、引き戻し付勢力に抗して、前記内燃エンジンのスロットルレバーを引き方向にのみ牽引するアクチュエータとすることで、前記スロットルレバーをアクセスペダルなどの動きとは独立して行わせることができる。
【００３５】
さらに、本発明の他の実施の一形態によれば、前記アイドルアップ装置を、前記内燃エンジンから分離して設けることで、該内燃エンジンの振動が前記アイドルアップ装置に直接伝わるのを防止でき、これによりこの前記アイドルアップ装置における構成部材の取付位置にずれが生じたり、取付部品の取り付けにゆるみが生じたりするのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るスピードスプレーヤを示す側面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るアイドルアップ制御回路を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るアイドルアップ装置の一例を示す側面図である。
【図４】図３に示すアイドルアップ装置によるスロットルレバー操作用ケーブルのストローク特性図である。
【符号の説明】
１  スピードスプレーヤ
２  アイドルアップ装置（アクチュエータ）
３  内燃エンジン
３ａ  スロットルレバー
４  送風機
５  断続器（電磁クラッチ）
６  送風機作動スイッチ
７  インターロックスイッチ（インターロック手段）
【図１】
0004040885.tif 000002
【図２】
0004040885.tif 000003
【図３】
0004040885.tif 000004
【図４】
0004040885.tif 000005