JP2012072732A - 作業車の原動部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン冷却用のファンの正逆回転切換の作動不良を低減し、信頼性の高い原動部構造を具現する。
【解決手段】エンジン（１６）の外側方に配置したラジエータ（２１）と、ラジエータ（２１）の外側に配置した防塵網（５９）と、エンジン（１６）とラジエータ（２１）の間に遊転状態に支持して設けたファン（２４）と、エンジン（１６）に備えたエンジン出力軸（１）からの駆動力が入力される入力軸（２）と、入力軸（２）の回転を正逆に切換えてファン側出力軸（５）から出力させるギヤ式の切換機構（ＧＣ）と、ファン側出力軸（５）からファン（２４）へ回転を伝動する伝動機構（Ｄ２）とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンバイン等の作業車の原動部構造に関する。

例えば、下記特許文献１には、ラジエータ用のファンを正転状態と逆転状態とに切換自在なベルト伝動装置として、駆動プーリで常時駆動される駆動ベルトの内周面と外周面に対してファンを駆動するベルト伝動の正転用プーリと逆転用プーリとを共に移動して押圧させてファンを正転状態と逆転状態とに切り換える構成が記載されている。

特開２００１−２６３０６３号公報

前記従来のラジエータ冷却用のファンの正転状態と逆転状態との切換は、正転用プーリと逆転用プーリを共に移動してベルトの内周面と外周面とに択一的に押圧させる特殊な構成で、正転用プーリと逆転用プーリを大きく動かさなければならないので、ベルトとプーリの間に滑りが発生しやすく、ベルトの摩耗等によって作動不良を生じ易くなる問題がある。

本発明は、動力の断続を行う一般的な構成を用いてファンの正逆回転切換を行えるようにすることで、作動不良を防止し、エンジンの冷却効率を高めて作業能率を向上させることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、エンジン（１６）の外側方に配置したラジエータ（２１）と、該ラジエータ（２１）の外側に配置した防塵網（５９）と、前記エンジン（１６）とラジエータ（２１）の間に遊転状態に支持して設けたファン（２４）と、前記エンジン（１６）に備えたエンジン出力軸（１）からの駆動力が入力される入力軸（２）と、該入力軸（２）の回転を正逆に切換えてファン側出力軸（５）から出力させるギヤ式の切換機構（ＧＣ）と、前記ファン側出力軸（５）からファン（２４）へ回転を伝動する伝動機構（Ｄ２）とを設けたことを特徴とする作業車の原動部構造とした。

請求項２に記載の発明は、前記切換機構（ＧＣ）を、入力軸（２）上に遊転状態に設けた第一ギヤ（７）及び第二ギヤ（９）と、該第一ギヤ（７）及び第二ギヤ（９）を入力軸（２）と一体で回転させる多板クラッチ（２３）と、前記ファン側出力軸（５）上に遊転状態で設けられ、前記第一ギヤ（７）に噛み合う第三ギヤ（８）及び前記第二ギヤ（９）に逆転用のカウンタギヤ（１０）を介して噛み合う第四ギヤ（１１）と、該第三ギヤ（８）と第四ギヤ（１１）とをファン側出力軸（５）に択一的に一体化する爪クラッチ（１２）を備えたシフタ（１３）とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車の原動部構造とした。

請求項３に記載の発明は、前記切換機構（ＧＣ）を、入力軸（２）上に固定した第一ギヤ（７）及び第二ギヤ（９）と、前記ファン側出力軸（５）上に遊転状態で設けられ、前記第一ギヤ（７）に噛み合う第三ギヤ（８）及び前記第二ギヤ（９）に逆転用のカウンタギヤ（１０）を介して噛み合う第四ギヤ（１１）と、該第三ギヤ（８）と第四ギヤ（１１）とをファン側出力軸（５）に択一的に一体化する爪クラッチ（１２）を備えたシフタ（１３）と、前記ファン側出力軸（５）の回転を制動するブレーキ（２５）とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車の原動部構造とした。

請求項４に記載の発明は、前記ファン（２４）を遊転状態に支持する支持軸（２０）を、エンジン（１６）に取り付けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の作業車の原動部構造とした。

請求項５に記載の発明は、前記入力軸（２）の回転で駆動される発電機（３）を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の作業車の原動部構造とした。

請求項１に記載の発明によると、ファン（２４）の正逆転切換がギヤ式の切換機構（ＧＣ）で行われるので、切換が滑らかに行われ、故障の頻度も少なく信頼性が高まり、エンジン（１６）の冷却状態を良好に維持して、作業車の作業能率を高めることができる。

請求項２に記載の発明によると、上記請求項１に記載の発明の効果を奏するうえに、爪クラッチ（１２）によるファン（２４）の正逆転切換に際し、シフタ（１３）の切換操作の前後で多板クラッチ（２３）の遮断及び接続を行うことで、ファン（２４）の正逆転駆動を無理なく行うことができ、更に故障しにくいものとすることができる。

請求項３に記載の発明によると、上記請求項１に記載の発明の効果を奏するうえに、爪クラッチ（１２）によるファン（２４）の正逆転切換に際し、シフタ（１３）の切換操作時にブレーキ（２５）によってファン側出力軸（５）を制動することで、ファン（２４）が正転状態から逆転状態に切り換わる際に、伝動機構に衝撃的な力が掛かるのを防止でき、更に故障しにくいものとすることができる。

請求項４に記載の発明によると、上記請求項１または請求項２または請求項３に記載の発明の効果を奏するうえで、ファン（２４）を支持するための特別な構造物を設ける必要がなく、構造を簡素化して安価に提供することができる。

請求項５に記載の発明によると、上記請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明の効果を奏するうえに、発電機（３）がエンジン（１６）の駆動力で駆動されることにより、エンジン（１６）の稼動に要する電力を自給することが可能となる。

本発明の第一実施例の動力伝動線図である。 本発明の第二実施例の動力伝動線図である。 本発明の第三実施例の動力伝動線図である。 正逆転モータの制御ブロック図である。 コンバインの側面図である。 コンバインの車体フレームの側面図である。 コンバインの車体フレームの平面図である。 一部の拡大側面図である。 コンバインの正面図である。 コンバインの側面図である。 コンバインの平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。
図１０及び図１１に基づき本発明を備えたコンバインの全体構成について説明する。
コンバイン５１の走行車体５２の下方には、左右一対のクローラ走行装置５３，５３を配設し、走行車体５２の右前側部に操縦部５４を、その後方にグレンタンク５６を配設し、左側部に脱穀部５５を配設し、脱穀部５５の後方に排藁処理装置５７を配設している。操縦部５４の下側にはエンジン１６を配置している。操縦部５４及び脱穀部５５の前方には、植立穀稈を分草し、引起しながら刈取り、後方の脱穀部５５に向けて搬送する刈取搬送部５８を昇降自在に設けている。

図１に示す伝動線図は、本発明の第一実施例で、エンジン１６の外側に防塵網５９を設け、防塵網５９とエンジン１６の間にラジエータ２１を配置してラジエータ２１の内側に冷却ファン（ファン）２４を配置している。

なお以下の説明では、冷却ファン２４を防塵網５９の外側から内側へ吸気する冷却状態で駆動する回転方向を正回転、冷却ファン７を防塵網５９の内側から外側へ吹出す除塵状態で駆動する回転方向を逆回転と言う。

エンジン１６のエンジン出力軸１には第一出力プーリ１７を一体でし、エンジン１６内のウオーターポンプの駆動軸をエンジン１６の外側方に突出させたウオーターポンプ駆動軸２０にポンプ入力プーリ１９を設け、該ポンプ入力プーリ１９とギヤケース６の入力軸２の入力プーリ１８との間に第一ベルトＤ１を巻き掛けて第一駆動系を構成し、ギヤケース６のファン側出力軸５に一体で設けたファン駆動プーリ１４と冷却ファン２４のファンプーリ１５との間に第二ベルト（伝動機構）Ｄ２を巻き掛けてファン駆動系を構成している。冷却ファン２４は、支持軸としてのウオーターポンプ駆動軸２０の軸端に軸支している。

ギヤケース６内には、入力軸２に対して回転自在に設けた中空軸７ａに第一ギヤ７と第二ギヤ９を設け、入力軸２と中空軸７ａとの間に多板クラッチ２３を設けている。ギアケース６の前記入力プーリ１８と反対側に突出させた軸端は継手２３で発電機３の発電軸４を連結して発電機３を常時駆動する。

ギヤケース６内のファン側出力軸５には第三ギヤ８と第四ギヤ１１を遊嵌し、この第三ギヤ８と第四ギヤ１１の間に設け、ファン側出力軸５に対して摺動自在に嵌合わせた爪クラッチ１２を設け、シフタ１３によってファン出力軸５の軸心方向にスライドすることで、第三ギア８と第四ギア１１の何れかの回転をファン出力軸５に伝達する。

すなわち、多板クラッチ２３を遮断状態に切換え、シフタ１３で爪クラッチ１２をスライドさせた後、多板クラッチ２３を再び接続状態としてファン側出力軸５に伝動する。第三ギヤ８は第一ギヤ７と噛み合い、エンジン１６の駆動力により逆回転し、第四ギヤ１１はカウンタギヤ１０を介して第二ギヤ９と噛み合って、エンジン１６の駆動力により正回転する。従って、爪クラッチ１２を第三ギヤ８に噛み合わすとファン側出力軸５が逆回転し、第四ギヤ１１に噛み合わすとファン側出力軸５が正回転することになる。多板クラッチ２３を設けたことにより、ファン出力軸５の回転方向反転時の衝撃力を緩和することができ、回転方向の切換を円滑に行うことができる。なお、シフタ１３は、ギヤケース６のファン出力軸５軸心方向略中央に位置する。

図２に示す伝動線図は、前記第一実施例の一部を変更した第二実施例で、ギヤケース６内の入力軸２に設ける入力クラッチ２２を無くして第一ギヤ７と第二ギヤ９を入力軸２に一体で設け、ファン側出力軸５のファン駆動プーリ１４と反対側の軸端に内拡式ブレーキ２５を装着し、爪クラッチ１２を中立にして内拡式ブレーキ２５を作動してファン側出力軸５の回転を停止した状態で、爪クラッチ１２をスライドして正逆回転の切換を行う。

この構成によって、ファン側出力軸５及び冷却ファン２４の回転を停止させてからシフタ１３を作動させて、爪クラッチ１２を接続するので、冷却ファン２４の回転方向の反転に要する時間を短縮することができ、ラジエータ２１を効率的に冷却することができる。また、爪クラッチの磨耗や破損を防止して耐久性を高めることができる。

図３に示す伝動線図は、前記第二実施例の一部を変更した第三実施例で、エンジン出力軸１からギヤケース６の入力軸２へのベルトＤ１による第一駆動系にテンション式のクラッチ２７を設けて、ファン側出力軸５の回転を正逆に切換える際にクラッチ２７を切ると共に内拡式ブレーキ２５を作動してファン側出力軸５を停止し、爪クラッチ１２のスライド切換を滑らかに行えるようにしている。なお、エンジン出力軸１に第二出力プーリ２６を一体で設けて、ウオーターポンプ駆動軸２０のポンプ入力プーリ１９との間にベルトを巻き掛けて、ウオーターポンプ駆動軸２０を常時駆動する。

図４は、コンバインにおいて回転方向を切換可能な正逆転モータ４０により冷却ファン２４を回転駆動する構成における制御ブロック図で、穀稈センサ３１と脱穀スイッチ３２と車速スイッチ３３とバックスイッチ３４と主変速レバーポジションセンサ３５とパワステレバーセンサ３６から操作信号や検出信号がコントローラ３０に入力し、正転リレー３７と逆転リレー３８に制御信号が出力されて、正逆切換回路３９を通じて正逆転モータ４０の回転が制御される。

正逆転モータ４０の制御は、機体を走行させて収穫作業を開始し、穀稈センサ３１が穀稈を検出し走行速度が一定以上になってから数秒後に冷却ファン２４を逆回転させて、ラジエータ２１や防塵網５９に付着した塵埃を吹飛ばす。

また、収穫作業の終了時には、穀稈センサ３１が穀稈を感知しなくなってパワステレバセンサ３６の旋回操作検出後或いはバックスイッチ３４のオンから数秒後に冷却ファン２４を逆回転させて、ラジエータ２１や防塵網５９に付着した塵埃を吹飛ばす。

図５は、コンバインの走行車体５２の左右片側を前後支柱４４Ｆ、４４Ｒで支持して浮かせ、浮いたクローラ４３を駆動して泥落としする作業状態で、この泥落としをすることで道路上に泥を落とさないようにする。

前後支柱４４Ｆ、４４Ｒを取り付けるブラケットを機体４２左右四か所に設け、前後支柱４４Ｆ、４４Ｒの取付を検出する支柱取付センサを設けて、このセンサが前後支柱４４Ｆ、４４Ｒを検出すると前後支柱４４Ｆ、４４Ｒと反対側の設置しているクローラ４３にブレーキを作用させる。

この前後支柱４４Ｆ、４４Ｒの取付は、機体左右水平機構で機体４２を最上昇位置に上昇させて前後支柱４４Ｆ、４４Ｒを取り付けるが、この一連の作業手順を泥落としモードボタンを押すとモニタに表示するようにすると良い。

支柱取付センサが前後支柱４４Ｆ、４４Ｒの取付を検出し、取付側が最上昇位置で、非取付側が最下位置で、パワステレバーを操作して非取付側の接地しているクローラ４３にブレーキをかけ、モニタに「支柱取付側のクローラが浮いていることを確認して下さい。」と表示し、ＨＳＴレバーを操作してクローラ４３を動かすように指示する。

なお、機体が水平でなくパワステレバーを操作しないとモニタに次の操作を表示しないようにすることで安全な作業を担保する。
図６，７は、コンバインの車体フレームを示し、クローラ４３の昇降機構を設けている。この昇降機構の回転軸支部にグリースを注入するニップル４５（４５ａ〜４５ｈ）を側面から見える位置に取り付けている。ニップル４５は、図８の如く、断面コ字状のガード４６で破損を防ぎ、ガード４６の内側角部４６ａをＣカットしてグリスガンのノズル先端を差し込み易くしている。

図９は、コンバインの正面図で、左右に並んで起立する穀稈引起装置５０の上端に刈取バイザ４９を設け、この刈取バイザ４９を開閉するバイザ取手４８を操縦席側前方に突き出して設け、操縦席前の操縦台に前取手４７を設けている。この前取手４７は、上方に湾曲隆起しているが、前記刈取バイザ４９の右端に設けるバイザ取手４８の後方側で隆起を低くして、操縦席の作業者が前取手４７を越えて手を差し伸ばしてバイザ取手４８を握り易くしている。

１ エンジン出力軸
２ 入力軸
３ 発電機
５ 回転軸（ファン側出力軸）
６ ギヤケース
７ 第一ギヤ
８ 第三ギヤ
９ 第二ギヤ
１０ カウンタギヤ
１１ 第四ギヤ
１２ 爪クラッチ
１３ シフタ
１６ エンジン
２０ ウオーターポンプ駆動軸（支持軸）
２１ ラジエータ
２３ 多板クラッチ
２４ 冷却ファン（ファン）
２５ ブレーキ
５９ 防塵網
ＧＣ 切換機構
Ｄ２ 第二ベルト（伝動機構）

Claims (5)

1. エンジン（１６）の外側方に配置したラジエータ（２１）と、該ラジエータ（２１）の外側に配置した防塵網（５９）と、前記エンジン（１６）とラジエータ（２１）の間に遊転状態に支持して設けたファン（２４）と、前記エンジン（１６）に備えたエンジン出力軸（１）からの駆動力が入力される入力軸（２）と、該入力軸（２）の回転を正逆に切換えてファン側出力軸（５）から出力させるギヤ式の切換機構（ＧＣ）と、前記ファン側出力軸（５）からファン（２４）へ回転を伝動する伝動機構（Ｄ２）とを設けたことを特徴とする作業車の原動部構造。
2. 前記切換機構（ＧＣ）を、入力軸（２）上に遊転状態に設けた第一ギヤ（７）及び第二ギヤ（９）と、該第一ギヤ（７）及び第二ギヤ（９）を入力軸（２）と一体で回転させる多板クラッチ（２３）と、前記ファン側出力軸（５）上に遊転状態で設けられ、前記第一ギヤ（７）に噛み合う第三ギヤ（８）及び前記第二ギヤ（９）に逆転用のカウンタギヤ（１０）を介して噛み合う第四ギヤ（１１）と、該第三ギヤ（８）と第四ギヤ（１１）とをファン側出力軸（５）に択一的に一体化する爪クラッチ（１２）を備えたシフタ（１３）とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車の原動部構造。
3. 前記切換機構（ＧＣ）を、入力軸（２）上に固定した第一ギヤ（７）及び第二ギヤ（９）と、前記ファン側出力軸（５）上に遊転状態で設けられ、前記第一ギヤ（７）に噛み合う第三ギヤ（８）及び前記第二ギヤ（９）に逆転用のカウンタギヤ（１０）を介して噛み合う第四ギヤ（１１）と、該第三ギヤ（８）と第四ギヤ（１１）とをファン側出力軸（５）に択一的に一体化する爪クラッチ（１２）を備えたシフタ（１３）と、前記ファン側出力軸（５）の回転を制動するブレーキ（２５）とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車の原動部構造。
4. 前記ファン（２４）を遊転状態に支持する支持軸（２０）を、エンジン（１６）に取り付けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の作業車の原動部構造。
5. 前記入力軸（２）の回転で駆動される発電機（３）を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の作業車の原動部構造。

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