JP2012137056A - 作業車輌の原動部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンの冷却効率に優れ、保守・点検を容易に行なうことができる作業車輌の原動部構造を提供する。
【解決手段】ファン(40)の回転軸芯方向から視て、油圧式無段変速装置(30)を、ファン(40)の回転軌跡の外側に偏倚させて設け、油圧式無段変速装置(30)の変速制御によって、ファン(40)を正転駆動して濾過体(12)の外側から内側へ外気を吸入する冷却状態と、ファン(40)を逆転駆動して濾過体(12)の内側から外側へ風を吹き出す除塵状態とに所定時間毎に切換える構成としたことにより解決される。
【選択図】図20

Description

本発明は、作業車輌のエンジンルームの限られたスペースにラジエータ、冷却ファン、油圧式無段変速機及びエンジンが配置された作業車輌の原動部構造に関するものである。
コンバインのエンジンルームの省スペースを図るため、特許文献1には、エンジンルームに機体外側から内側に向かってラジエータ、冷却ファン、油圧式無段変速機及びエンジンを並列に配置した原動部構造が開示されている。
特開2008―88823号公報
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、冷却ファンとエンジンとの間に油圧式無段変速機を設け、油圧式無段変速機の入力軸をエンジンに対向する機体内側に位置させ、出力軸を冷却ファンに対向する機体外側に位置させている為、機体正面視におけるエンジンルームの幅寸法が大きくなるという問題があった。
また、冷却ファンにより吸入された外気をエンジンに向かって送風する際に、油圧式無段変速機が障害となりエンジンの冷却効率が低いという問題もあった。
さらに、常時、冷却ファンをエンジンの出力回転速度に依存せず一定回転速度で駆動するものであり、冷却ファンを作業負荷等によって変動するエンジン負荷に応じた適切な回転速度で駆動することができず、エンジンの過熱や過冷却を生じる虞があった。
そこで、本発明の主たる課題は、かかる問題点を解消することにある。
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
請求項1に係る発明は、エンジン(20)の外側の部位にラジエータ(80)を設け、該ラジエータ(80)の外側の部位に濾過体(12)を設け、前記エンジン(20)とラジエータ(80)の間の部位にはファン(40)を設け、
該ファン(40)の回転軸芯方向から視て、前記エンジン(20)の駆動力を変速してファン(40)を駆動する正逆転出力可能な油圧式無段変速装置(30)を、該ファン(40)の回転軌跡の外側に偏倚させて設け、
該油圧式無段変速装置(30)の変速制御によって、前記ファン(40)を正転駆動して濾過体(12)の外側から内側へ外気を吸入する冷却状態と、該ファン(40)を逆転駆動して濾過体(12)の内側から外側へ風を吹き出す除塵状態とに所定時間毎に切換える構成としたことを特徴とする作業車輌の原動部構造である。
請求項2に係る発明は、車体に備える作業部(4)と前記エンジン(20)との間の動力伝達経路に設けた作業クラッチ(160)が接続された場合に、エンジン(20)の回転速度を所定速度まで増速させ、
作業クラッチ(160)が遮断された場合に、走行用無段変速装置(151)を変速操作する変速レバー(14)の中立位置からの操作量に応じて前記エンジン(20)の回転速度を変速すると共に、
前記作業クラッチ(160)が遮断され、且つ変速レバー(14)の減速操作又は車体の走行速度の低下が検出された場合には、前記油圧式無段変速装置(30)の変速比を増速側に変速制御する構成としたことを特徴とする請求項1記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項3に係る発明は、車体に備える作業部(4)と前記エンジン(20)との間の動力伝達経路に設けた作業クラッチ(160)が接続された場合に、エンジン(20)の回転速度を所定速度まで増速させ、
前記作業クラッチ(160)が接続され、且つ前記エンジン(20)の回転速度が低下した場合には、前記油圧式無段変速装置(30)の変速比を増速側に変速制御する構成としたことを特徴とする請求項1又は2記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項4に係る発明は、車体に備える作業部(4)と前記エンジン(20)との間の動力伝達経路に設けた作業クラッチ(160)の遮断状態が検出され、且つ、エンジン(20)の冷却水の水温が第一閾値温度(T1)よりも低いことが水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)の逆転駆動状態を維持し、
作業クラッチ(160)の遮断状態が検出され、且つ、前記エンジン(20)の冷却水の水温が第一閾値温度(T1)よりも高いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)を所定時間毎に正転駆動状態と逆転駆動状態とに所定時間毎に切換える構成としたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項5に係る発明は、前記エンジン(20)の冷却水の水温が第二閾値温度(T2)よりも高いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)を正転駆動状態に維持する構成としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項6に係る発明は、前記エンジン(20)の冷却水の水温が第二閾値温度(T2)よりも高いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)の逆転駆動状態の保持時間を水温の上昇に応じて短縮する構成としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項7に係る発明は、前記エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも低いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)を逆転駆動状態に切換え、
前記エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも高く、且つ、第一閾値温度(T1)よりも低いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記油圧式無段変速装置(30)の正転出力回転速度を水温センサ(223)により検出される水温の上昇に応じて増速させる構成としたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項8に係る発明は、前記エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも低いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記油圧式無段変速装置(30)を中立状態に維持する構成としたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項9に係る発明は、前記エンジン(20)の冷却水の水温の変化に応じて、前記ファン(40)の正転出力速度を増減速させる構成としたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項10に係る発明は、前記エンジン(20)の負荷率が設定負荷率よりも高くなったことが燃料センサ(222)で検出された場合に、前記冷却ファン(40)を正転駆動状態に維持する構成としたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項11に係る発明は、前記ファン(40)を正転駆動状態から逆転駆動状態に切換える場合に、油圧式無段変速装置(30)が正転出力状態から出力停止状態に至る減速加速度よりも出力停止状態から逆転状態に至る増速加速度を小さくし、
前記ファン(40)を逆転駆動状態から正転駆動状態に切換える場合には、油圧式無段変速装置(30)の逆転出力状態から出力停止状態に至る減速加速度よりも出力停止状態から正転出力状態に至る増速加速度が小さくなる構成としたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造である。
請求項1記載の発明によれば、ファン(40)の回転軸芯方向から視て、油圧式無段変速装置(30)をファン(40)の回転軌跡の外側に偏倚させて配置している為、油圧式無段変速装置(30)がファン(40)により吸入された外気の送風の障害にならずエンジン(20)を効率的に冷却することができる。
また、ファン(40)を所定時間毎に正転駆動状態と逆転駆動状態に切換える為、濾過体(12)に付着した藁屑、塵埃を効率的に除去することができる。
エンジンの回転速度低下に伴ってファンの回転速度が低下した場合、作業中の負荷により上昇した冷却水の水温に対してファンの冷却能力が不足することがあるが、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、エンジン(20)の回転速度の低下によって油圧式無段変速装置(30)の入力回転速度が低下しても、この油圧式無段変速装置(30)の変速比を増速側に変速制御することで、ファン(40)の回転速度の低下を少なくし、エンジン(20)及びラジエータ(80)を、より効率的に冷却でき、エンジン(20)のオーバーヒートを防止することができる。
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の発明の効果に加えて、作業部(4)の作業負荷によりエンジン(20)の出力回転速度が低下した場合に、油圧式無段変速装置(30)の変速比を増速側に変速制御する為、ファン(40)の回転速度の低下を少なくしてエンジン(20)の冷却水の温度上昇を抑制し、エンジン(20)のオーバーヒートを効果的に防止することができる。
請求項4記載の発明によれば、請求項1乃至3記載の発明の効果に加えて、作業クラッチ(160)の遮断状態が検出され、エンジン(20)の冷却水の水温が第一閾値温度(T1)よりも低い場合に、ファン(40)の逆転駆動状態を維持する為、濾過体(12)に付着した藁屑、塵埃をより効率的に除去することができる。
また、冷却水の水温が第一閾値温度(T1)よりも高い場合には、ファン(40)を所定時間毎に正転駆動状態と逆転駆動状態とに所定時間毎に切換えるので、エンジン(20)及びラジエータ(80)を効率的に冷却することができる。
請求項5記載の発明によれば、請求項1乃至4記載の発明の効果に加えて、エンジン(20)の冷却水の水温が第二閾値温度(T2)よりも高い場合に、ファン(40)を正転駆動状態に維持する為、ファン(40)の逆転駆動を規制し、常時ファン(40)の正転駆動を行うことで冷涼な外気を導入して、エンジン(20)及びラジエータ(80)のオーバーヒートを効率的に防止することができる。
請求項6記載の発明によれば、請求項1乃至4記載の発明の効果に加えて、エンジン(20)の冷却水の水温が第二閾値温度(T2)よりも高い場合に、ファン(40)の逆転駆動状態の保持時間を水温の上昇に応じて短縮する為、エンジン(20)の冷却水の温度上昇を抑制し、エンジン(20)のオーバーヒートを効率的に防止することができ、濾過体(12)に付着した藁屑、塵埃をより効率的に除去することができる。
請求項7記載の発明によれば、請求項1乃至6記載の発明の効果に加えて、エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも高く、且つ、第一閾値温度(T1)よりも低い場合に、前期油圧式無段変速装置(30)の出力回転速度を、水温センサ(223)により検出される水温の上昇に応じて増速する為、ファン(40)を駆動するベルトの耐久性が向上する。
請求項8記載の発明によれば、請求項1乃至6記載の発明の効果に加えて、エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも低い場合に、油圧式無段変速装置(30)を中立状態に維持する為、エンジン(20)の放熱によりラジエータ(80)の冷却水温を速やかに適正温度域まで上昇させることができるので、エンジン(29)の燃焼効率の向上によって作業車輌の作業効率が高まる。特に、寒冷地で作業車輌を使用した場合の暖機運転に要する時間を短縮し、燃料消費量を低減することができる。
請求項9記載の発明によれば、請求項1乃至8記載の発明の効果に加えて、エンジン(20)の冷却水の水温の変化に応じて、ファン(40)の正転出力速度を増減速させる為、常時エンジン(20)の冷却水を適正水温に維持することができ、また、油圧式無段変速装置(30)の駆動に要するエンジン(20)の消費馬力を低減することができる。
請求項10記載の発明によれば、請求項1乃至9記載の発明の効果に加えて、エンジン(20)の負荷率が設定負荷率よりも高くなったことが燃料センサ(222)で検出された場合に、ファン(40)を正転駆動状態に維持する為、高負荷時におけるエンジン(20)を効率的に冷却でき、エンジン(20)のオーバーヒートを防止することができる。
請求項11記載の発明によれば、請求項1乃至10記載の発明の効果に加えて、ファン(40)の駆動状態の切換える場合に、ファン(40)の減速加速度よりも増速加速度を小さくしている為、ファン(40)を駆動するベルトにスリップ等の不具合が生じず、ファン(40)の駆動状態の切換えをスムーズに行なうことができ、油圧式無段変速装置(30)からファン(40)に至る伝動機構の耐久性を向上させることができる。
第1実施形態のコンバインの右側面図である。 第1実施形態のコンバインの左側面図である。 第1実施形態のコンバインの平面図である。 第1実施形態のエンジンルームの拡大右側面図である。 第1実施形態の原動部の拡大正面図である。 第1実施形態の原動部の要部拡大正面図である。 第1実施形態の原動部の右側面図である。 第1実施形態のクラッチ動作時の原動部の右側面図である。 第1実施形態の原動部の動力伝達図である。 第1実施形態のコンバインの動力伝達図である。 油圧式無段変速機の油圧回路図である。 油圧式無段変速機の説明図である 第1実施形態の原動部の拡大正面図である。 第2実施形態の原動部の右側面図である。 第3実施形態の原動部の右側面図である。 第4実施形態の原動部の右側面図である。 第5実施形態の原動部の右側面図である。 第6実施形態の原動部の右側面図である。 制御装置の接続図である。 冷却ファンの第1駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第2駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第3駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第4駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第5駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第6駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第7駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第8駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第9駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第10駆動状態の説明図である。 冷却ファンの第11駆動状態の説明図である。
以下、本発明の作業車輌の原動部構造の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態は、作業車輌としてコンバインを例示してあるがコンバインに限定されるものではなく、トラクター、田植機等の農業用作業車輌にも適用できるものである。
以下の説明において、コンバイン1の機体内側を「内側」、機体外側を「外側」といい、キャビン9内の操作席(図示省略)に着座する操作者から見て右手側を「右側」、左手側を「左側」、上方側を「上方」、下方側を「下方」、コンバインの進行方向を「前側」と、後退方向を「後側」という。
「正転駆動状態」とは外側から内側に向かい外気を吸入する冷却ファン(ファン)40の回転方向をいい、「逆転駆動状態」とは内側から外側に向かい内気を送風する冷却ファン40の回転方向をいい、「非駆動状態」とは冷却ファン40が正転および逆転していないファンの休止状態をいうものとする。
すなわち、後述する冷却ファン40における「正転駆動状態」とは、図6にS1で示すように、エンジンカバー11の目抜き鉄板などからなる濾過体12を介して外側からエンジン20、ラジエータ80に向かって外気を吸入し送風する冷却ファン40の回転方向をいい、冷却ファン40における「逆転駆動状態」とは、図6にS2で示すように、エンジンカバー11の目抜き鉄板などからなる濾過体12を介して内側からコンバイン1の外側に向かって内気を排気し送風する冷却ファン40の回転方向をいう。
また、冷却ファン40は、図6に示すように、油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115をアーム116で回動することにより、正転駆動状態、非駆動状態及び非駆動状態に切換えられる。
「内方」とはエンジンルーム10で区画される内部領域をいい、「外方」とはエンジンルーム10で区画される領域の外部をいうものとする。また、減速加速度の絶対値を「減速加速度」、増速加速度の絶対値を「増速加速度」という。
図1〜図3には、本発明の作業車輌の原動部構造を有するコンバイン1が示されている。コンバイン1の車台2の下方には土壌面を走行するための左右一対のクローラからなる走行装置3が設けられ、車台2の上方左側には脱穀および選別をする為の脱穀装置(作業部)4が設けられ、脱穀装置4の前側には刈取装置6が設けられている。
刈稈は刈取装置6に備えた刈刃(図示省略)で刈り取られ脱穀装置4に送られる。脱穀装置4で脱穀および選別された穀粒は脱穀装置4の右側に設けられたグレンタンク7に貯留され、貯留された穀粒は穀粒排出筒8により外部へ排出される。
車台2の上方右側には操作者が搭乗する操作席を備えたキャビン9が設けられ、キャビン9の下方にはエンジンルーム10が設けられている。
図4に示すように、キャビン9には走行装置3を制動する駐車ブレーキペダル13、前後傾倒操作によって刈取装置6を上下昇降させて左右傾倒操作によって機体を旋回させる操向レバー233、走行装置3の速度を増減速する変速レバー14、制御装置220等が設けられ、エンジンルーム10のエンジンカバー11には目抜き鉄板などからなる濾過体12A,12B,12C,12Dが設けられている。
また、エンジンカバー11の濾過体12A、12B、12C、12Dの目合いを同一にすることもできるが、冷却ファン40と対向して設けられていない濾過体12A,12Dの目合いを大きくし、冷却ファン40と対向して設けられている濾過体12B、12Cの目合いを小さくするのが好ましい。
次に、本発明の作業車輌の原動部構造の第1実施形態について説明する。
図5〜図8に示すように、第1実施形態は、エンジンルーム10のエンジンカバー11の内側には、外側から順に、インタークーラ90、オイルクーラ85、ラジエータ80、冷却ファン40、エンジン20が設けられ、エンジンルーム10のエンジン20の上方前側には、冷却ファン40の回転軌跡の外側に偏倚させ油圧式無段変速装置30が設けられている。
インタークーラ90は、エンジン20の燃焼効率を高めるため、燃焼用の混合気を冷却する機器であり、エンジン11の吸気経路であるマニホールド93に接続されている。
インタークーラ90は、ラジエータ80の外側に設けられた支持部材83に着脱自在に取付けられ、インタークーラ90の上方部は、連結部材91を介して回動支持部材92に支持されている。支持部材92を時計方向に回動させることにより、図13にS3で示すように、インタークーラ90は、上方外側に向かって開放される。そのため、ラジエータ80の洗浄、ラジエータ80の外側に付着した藁屑、塵埃の除去等の保守・点検作業を容易に行なうことができる。
オイルクーラ85は、昇降用シリンダ及びミッションの駆動用オイルを冷却する機器であり、インタークーラ90の下方のラジエータ80の外側に設けられた支持部材83に取付けられている。なお、用途毎に複数個のオイルクーラ85を設けることもできる。
ラジエータ80は、エンジン11により加熱された冷却水を冷却する機器であり、エンジン11の冷却水経路であるマニホールド82に接続されている。
ラジエータ80は、インタークーラ90及びオイルクーラ85と冷却ファン40の間に設けられ、ラジエータ80の外側には、インタークーラ90及びオイルクーラ85を取付ける支持部材83が設けられ、ラジエータ80の内側には、後述する冷却ファン40の吸入効率を高めるため、冷却ファン40を取り囲むシュラウド81が設けられている。
シュラウド81の形状は、冷却ファン40の外周に沿わせて円形状あるいは多角形状に形成し、冷却ファン40による外気の吸入の抵抗を小さくするため薄板状の鋼板により成形加工するのが好適である。
冷却ファン40は、正転駆動状態にあっては、エンジンカバー11の濾過体12を介して外側から内側に外気を吸入し、ラジエータ80及びエンジン20を冷却し、逆転駆動状態にあっては、エンジンカバー11の濾過体12を介して機体内側から機体外側に内気を排気し、濾過体12に付着した藁屑、塵埃等を除去する機器である。
冷却ファン40は、羽根40Aと羽根40Aの基部を支持する中心部40Bにより構成され、冷却ファン40の中心部40Bには、内側に伸びる入力軸41が取付けられ、入力軸41の内側端部には、プーリ42が軸支されている。なお、冷却ファン40の入力軸41は、ベアリング43を介して、後述するウオータポンプ70の入力軸71に回転自在に軸支されている。
油圧式無段変速装置30は、冷却ファン40の駆動状態の切換え、油圧式無段変速装置30の入力軸31に伝動されたエンジン20の回転(動力)の増減速を行なう機器である。油圧式無段変速装置30は、エンジンルーム10の操作フレームとエンジンリアフレームに両端部が固定されている上部補強フレームに設けられたブラケットに取付けられ、エンジン20の上方前側に配置されている。
油圧式無段変速装置30の外側には、エンジン20の回転が伝動されるプーリ32を軸支する入力軸31が設けられ、油圧式無段変速装置30の内側には、油圧式無段変速装置30で増減速された回転を出力するギアボックスが設けられている。
ギアボックスは、増減速された回転を出力する出力軸33と、出力軸33に軸支されたギア34と、中間軸35と、中間軸35に軸支されたギア36と、回転を伝動する出力軸38と、中間軸38に軸支されたギア37から構成され、ギア34とギア36及びギア36とギア37が相互に噛合している。なお、第1実施形態にあっては、同一のモジュール径を有するギア34,36,37を用いているが、モジュール径が異なるギア34,36,37を用いることもでき、この場合、ギアボックスにおいても回転の増減速を行なうことができる。
油圧式無段変速装置30の機種により異なるが、第1実施形態の油圧式無段変速装置30にあっては、冷却ファン40を正転駆動状態にするには、制御装置220による出力指令によって冷却用モータ241を駆動し、この冷却用モータ241でされる操作ロッド117を介して、油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115に軸支されたアーム116を時計方向に回動させる。冷却ファン40を逆転駆動状態にするには、操作ロッド117を介して、油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115に軸支されたアーム116を反時計方向に回転させることにより行なう。
また、冷却ファン40を非駆動状態にするには、操作ロッド117を中立位置に戻し、油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115に軸支されたアーム116を12時の時計方向に位置させることにより行なう。
図11に示すように、油圧式無段変速装置30の流入管110及び流出管111は、それぞれ油圧バルブ装置200とオイルクーラ85の間の油圧回路に接続されている。油圧式無段変速装置30から流出した駆動オイルは、オイルクーラ85で冷却されるため、油圧式無段変速装置30に専用の冷媒用チャージポンプを設ける必要はない。
駆動用オイルは、オイルタンク201から浮遊物等を除去するフィルタ202を介して走行用油圧式無段変速装置151に流入し、走行用油圧式無段変速装置151に流入した一部の駆動用オイルは、走行用油圧式無段変速装置151から昇降用シリンダ及びミッションを駆動する作業バルブを有する油圧バルブ装置200に流入し、その後、油圧バルブ装置200から油圧式無段変速装置30とオイルクーラ85を介して再びオイルタンク201に流入する。
また、走行用油圧式無段変速装置151に流入した一部の駆動用オイルは、走行用油圧式無段変速装置151からフィルタ202と分流バルブ204を介して刈取用油圧式無段変速装置191に流入し、その後、刈取用油圧式無段変速装置191からオイルタンク201に流入する。
図12に示すように、油圧式無段変速装置30は、入力軸31に接続された可変式油圧ポンプ112と、出力軸33に接続された定常式油圧モータ113を有する。入力軸31に伝動された回転を増減速し出力軸33に出力するには、可変式油圧ポンプ112の斜板44の傾斜角度を変更する。
なお、第1実施形態の油圧式無段変速装置30にあっては、出力軸33に定常式油圧モータ113を接続しているが、可変式油圧モータ113を用いることもでき、この場合、出力軸33に伝動された回転を広範囲で増減速できる。
次に、エンジンの動力系について説明する。
図9に示すように、エンジン20の回転をジェネレータ60及び冷却水をエンジン20に循環させるウオータポンプ70に伝動するため、エンジン20の出力軸21に軸支され出力軸21と一体となって回転するプーリ22と、ジェネレータ60の入力軸61に軸支され入力軸61と一体となって回転するプーリ62と、ウオータポンプ70の入力軸71に軸支され入力軸71と一体となって回転するプーリ72には、ベルト51が巻き掛けられている。
ウオータポンプ70の入力軸71に伝動されたエンジン20の回転を冷却ファン40の駆動状態の切換え及び回転の増減速を行なう油圧式無段変速装置30に伝動するため、ウオータポンプ70の入力軸71に軸支され入力軸71と一体となって回転するプーリ73と、油圧式無段変速装置30の入力軸31に軸支され入力軸31と一体となって回転するプーリ32には、ベルト52が巻き掛けられている。
また、油圧式無段変速装置30の入力軸31に伝動されたエンジン20の回転は、油圧式無段変速装置30の内部で回転方向が切換え、また、増減速され、油圧式無段変速装置30の出力軸33に伝動され、相互に噛合いするキア34,36,37を介して出力軸38に伝動される。
油圧式無段変速装置30の出力軸38に伝動されたエンジン20の回転を冷却ファン40に伝動するため、油圧式無段変速装置30の出力軸38に軸支され出力軸38と一体となって回転するプーリ39と、冷却ファン40の入力軸41に軸支され入力軸41と一体となって回転するプーリ42には、ベルト53が巻き掛けられている。
また、冷却ファン40の入力軸41は、ベアリング43を介してウオータポンプ70の入力軸71に回転自在に軸支されている。
図7、図8に示すように、ベルト52のテンションは、テンションクラッチ130により調整することができる。一方、ベルト53のテンションは、常時アーム141の先端に取付けられたテンションローラ140により押圧され緊張している。
テンションクラッチ130は、ベルト52を押圧するテンションローラ131と、テンションローラ131を支持し支持部材133を中心に回動するアーム132と、支持部材133を中心に回動する電動モータ136と、電動モータ136の出力軸に取付けられクランク運動を行なう連結部材135と、アーム132と連結部材135を連結するコイルスプリング134より構成されている。
ベルト52のテンションを緩めるには、電動モータ136を駆動して連結部材135を前側に移動させ、支持部材133を中心にアーム132を時計方向に回動しテンションローラ131の押圧を弱めることにより行なう。一方、ベルト52のテンションを強めるには、電動モータ136を回動し連結部材135を後側に移動させ、支持部材133を中心にアーム132を反時計方向に回動しテンションローラ131の押圧を強めることにより行なう。
油圧式無段変速装置30における冷却ファン40の駆動状態時に同期させベルト52のテンションを緩めることが好適であり、このような場合、冷却ファン40の駆動状態の切換えがスムーズに行なえ、また、ベルト52の耐久性も向上する。
次に、コンバインの動力系について説明する。
図10に示すように、エンジン20の回転を走行用油圧式無段変速装置151に伝動するため、エンジン20の回転は、エンジン20の出力軸21に軸支され出力軸21と一体となって回転するプーリ23と、トランスミッション150の入力軸に軸支され、入力軸と一体となって回転するプーリ152には、ベルトが巻き掛けられている。
また、トランスミッション150の入力軸に伝動されたエンジン20の回転は、トランスミッション150の出力軸を介して走行用油圧式無段変速装置151に伝動される。
エンジン20の回転を選別装置部185に伝動するため、エンジン20の出力軸21に軸支されたプーリ23と、ギアボックス163の入力軸162に軸支され入力軸162と一体となって回転するプーリ161には、ベルトが巻き掛けられている。なお、脱穀クラッチ、刈取りクラッチ等の作業クラッチ160が入力された場合に限り、エンジン20の回転は、プーリ161に伝動される。
プーリ161に伝動されたエンジン20の回転は、ギアボックス163の中間軸165に軸支され中間軸165と一体となって回転するプーリ166に伝動される。
プーリ166と、選別装置部185の入力軸186に軸支され入力軸186と一体となって回転するプーリには、ベルトが巻き掛けられており、プーリ166に伝動されたエンジン20の回転は、選別装置部185に伝動される。
エンジン20の回転を脱穀装置部180に伝動するため、プーリ161に伝動されたエンジン20の回転は、ギアボックス163の出力軸167に軸支され出力軸167と一体となって回転するプーリ168に伝動される。
プーリ168と、脱穀装置部180の入力軸181に軸支され入力軸181と一体となって回転するプーリ182には、ベルトが巻き掛けられており、プーリ168に伝動されたエンジン20の回転は、脱穀装置部180に伝動される。
エンジン20の回転を刈取装置部190に伝動するため、プーリ161に伝動されたエンジン20の回転は、ギアボックス163の出力軸169を介して刈取用油圧式無段変速装置191に伝動される。
刈取用油圧式無段変速装置191に伝動されたエンジン20の回転は、出力軸192に伝動され、複数の相互に噛合うギア193を介して、刈取装置部190の入力軸195に伝動され刈取装置部190に伝動される。
第1実施形態では、油圧式無段変速装置30をエンジンルーム10の冷却ファン40と重ならないエンジン20の上方前側に設けている為、油圧式無段変速機30が冷却ファン40により吸入された外気の送風の障害にならずエンジン20の冷却効率を高めることができ、冷却ファン40により排出される内気の送風の障害にもならず濾過体12に付着した藁屑、塵埃の除去効率を高めることができ、キャビン9内から油圧式無段変速機30の保守・点検を容易に行なうことができる。
また、ベルト51,52,53がエンジン20及び油圧式無段変速装置30の外側に配置されている為、エンジンルーム10のエンジンカバー11を開放することにより保守・点検を容易に行なうことができる。
さらに、ウオータポンプ70の入力軸71に対してプーリ22,62,72に巻き掛けされたベルト51による下方後側への引張張力と、ウオータポンプ70の入力軸71に対してプーリ32,73に巻き掛けされたベルト52による上方前側への引張張力が相殺する為、ウオータポンプ70の入力軸71に生じる撓みを抑制することができる。
次に、本発明の作業車輌の原動部構造の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部材には同一符号を付し重複した説明は省略する。
図14に示すように、第2実施形態は、エンジンルーム10のエンジンカバー11の内側には、外側から順に、インタークーラ90、オイルクーラ85、ラジエータ80、冷却ファン40、エンジン20が設けられ、エンジンルーム10のエンジン20の上方後側には、冷却ファン40の回転軌跡の外側に偏倚させ油圧式無段変速装置30が設けられている。
インタークーラ90は、エンジン20の燃焼効率を高めるため、燃焼用の混合気を冷却する機器であり、エンジン11の吸気経路であるマニホールド93に接続されている。
オイルクーラ85は、昇降用シリンダ及びミッションの駆動用オイルを冷却する機器であり、インタークーラ90の下方のラジエータ80の外側に設けられた支持部材83に取付けられている。
ラジエータ80は、エンジン11により加熱された冷却水を冷却する機器であり、エンジン11の冷却水経路であるマニホールド82に接続されている。
冷却ファン40は、羽根40Aと羽根40Aの基部を支持する中心部40Bにより構成され、冷却ファン40の中心部40Bには、内側に伸びる入力軸41が取付けられ、入力軸41の内側端部には、プーリ42が軸支されている。
油圧式無段変速装置30は、冷却ファン40の駆動状態の切換え、油圧式無段変速装置30の入力軸31に伝動されたエンジン20の回転(動力)の増減速を行なう機器である。油圧式無段変速装置30は、エンジンルーム10の操作フレームとエンジンリアフレームに両端部が固定されている上部補強フレームに設けられたブラケットに取付けられ、エンジンルーム10のエンジン20の上方後側に配置されている。
第2実施形態では、油圧式無段変速装置30をエンジンルーム10の冷却ファン40と重ならないエンジン20の上方後側に設けている為、油圧式無段変速機30が冷却ファン40により吸入された外気の送風の障害にならずエンジン20の冷却効率を高めることができ、冷却ファン40により排出される内気の送風の障害にもならずエンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃の除去効率を高めることができ、エンジン20の後側から油圧式無段変速機30の保守・点検を容易に行なうことができる。
また、ベルト51,52,53がエンジン20及び油圧式無段変速装置30の外側に設けられている為、エンジンルーム10のエンジンカバー11を開放し保守・点検を容易に行なうことができる。
次に、本発明の作業車輌の原動部構造の第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部材には同一符号を付し重複した説明は省略する。
図15に示すように、第3実施形態は、エンジンルーム10のエンジンカバー11の内側には、外側から順に、インタークーラ90、オイルクーラ85、ラジエータ80、冷却ファン40、エンジン20が設けられ、エンジンルーム10のエンジン20の下方前側には、冷却ファン40の回転軌跡の外側に偏倚させ無段変速装置30が設けられている。
インタークーラ90は、エンジン20の燃焼効率を高めるため、燃焼用の混合気を冷却する機器であり、エンジン11の吸気経路であるマニホールド93に接続されている。
オイルクーラ85は、昇降用シリンダ及びミッションの駆動用オイルを冷却する機器であり、インタークーラ90の下方のラジエータ80の外側に設けられた支持部材83に取付けられている。
ラジエータ80は、エンジン11により加熱された冷却水を冷却する機器であり、エンジン11の冷却水経路であるマニホールド82に接続されている。
冷却ファン40は、羽根40Aと羽根40Aの基部を支持する中心部40Bにより構成され、冷却ファン40の中心部40Bには、内側に伸びる入力軸41が取付けられ、入力軸41の内側端部には、プーリ42が軸支されている。
油圧式無段変速装置30は、冷却ファン40の駆動状態の切換え、油圧式無段変速装置30の入力軸31に伝動されたエンジン20の回転(動力)の増減速を行なう機器である。油圧式無段変速装置30は、エンジンルーム10の操作フレームに設けられたブラケットに取付けられ、エンジンルーム10のエンジン20の下方前側に配置されている。
第3実施形態では、油圧式無段変速装置30をエンジンルーム10の冷却ファン40と重ならないエンジン20の下方前側に設けている為、油圧式無段変速機30が冷却ファン40により吸入された外気の送風の障害にならずエンジン20の冷却効率を高めることができ、冷却ファン40により排出される内気の送風の障害にもならずエンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃の除去効率を高めることができる。
また、ベルト51,52,53がエンジン20及び油圧式無段変速装置30の外側に設けられている為、エンジンルーム10のエンジンカバー11を開放することにより保守・点検を容易に行なうことができる。
さらに、キャビン9に着座している操作者と油圧式無段変速装置30との距離が離れている為、操作者への伝わる油圧式無段変速装置30の騒音を低減することができ、エンジン20に油圧式無段変速機30を一体的に固定した場合、エンジン20の重心が下がることから操作者への伝わるエンジン20の振動を低減することもできる。
次に、本発明の作業車輌の原動部構造の第4実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部材には同一符号を付し重複した説明は省略する。
図16に示すように、第4実施形態は、エンジンルーム10のエンジンカバー11の内側には、外側から順に、インタークーラ90、オイルクーラ85、ラジエータ80、冷却ファン40、エンジン20が設けられ、エンジンルーム10のエンジン20の下方後側には、冷却ファン40の回転軌跡の外側に偏倚させ油圧式無段変速装置30が設けられている。
インタークーラ90は、エンジン20の燃焼効率を高めるため、燃焼用の混合気を冷却する機器であり、エンジン11の吸気経路であるマニホールド93に接続されている。
オイルクーラ85は、昇降用シリンダ及びミッションの駆動用オイルを冷却する機器であり、インタークーラ90の下方のラジエータ80の外側に設けられた支持部材83に取付けられている。
ラジエータ80は、エンジン11により加熱された冷却水を冷却する機器であり、エンジン11の冷却水経路であるマニホールド82に接続されている。
冷却ファン40は、羽根40Aと羽根40Aの基部を支持する中心部40Bにより構成され、冷却ファン40の中心部40Bには、内側に伸びる入力軸41が取付けられ、入力軸41の内側端部には、プーリ42が軸支されている。
油圧式無段変速装置30は、冷却ファン40の駆動状態の切換え、油圧式無段変速装置30の入力軸31に伝動されたエンジン20の回転(動力)の増減速を行なう機器である。油圧式無段変速装置30は、エンジンルーム10のエンジンリアフレームに設けられたブラケットに取付けられ、エンジンルーム10のエンジン20の下方後側に配置されている。
第4実施形態では、油圧式無段変速装置30をエンジンルーム10の冷却ファン40と重ならないエンジン20の下方後側に設けている為、油圧式無段変速機30が冷却ファン40により吸入された外気の送風の障害にならずエンジン20の冷却効率を高めることができ、冷却ファン40により排出される内気の送風の障害にもならずエンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃の除去効率を高めることができ、エンジン20の後側から油圧式無段変速機30の保守・点検を容易に行なうことができる。
また、ベルト51,52,53がエンジン20及び油圧式無段変速装置30の外側に設けられている為、エンジンルーム10のエンジンカバー11を開放し保守・点検を容易に行なうことができる。
さらに、キャビン9に着座している操作者と油圧式無段変速装置30との距離が離れている為、操作者への伝わる油圧式無段変速装置30の騒音を低減することができる。
次に、本発明の作業車輌の原動部構造の第5実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部材には同一符号を付し重複した説明は省略する。
図17に示すように、第5実施形態は、エンジンルーム10のエンジンカバー11の内側には、外側から順に、インタークーラ90、オイルクーラ85、ラジエータ80、冷却ファン40、エンジン20が設けられ、エンジン20の下方後側であってエンジンルーム10とグレンタンク7との間には、冷却ファン40の回転軌跡の外側に偏倚させ油圧式無段変速装置30が設けられている。
インタークーラ90は、エンジン20の燃焼効率を高めるため、燃焼用の混合気を冷却する機器であり、エンジン11の吸気経路であるマニホールド93に接続されている。
オイルクーラ85は、昇降用シリンダ及びミッションの駆動用オイルを冷却する機器であり、インタークーラ90の下方のラジエータ80の外側に設けられた支持部材83に取付けられている。
ラジエータ80は、エンジン11により加熱された冷却水を冷却する機器であり、エンジン11の冷却水経路であるマニホールド82に接続されている。
冷却ファン40は、羽根40Aと羽根40Aの基部を支持する中心部40Bにより構成され、冷却ファン40の中心部40Bには、内側に伸びる入力軸41が取付けられ、入力軸41の内側端部には、プーリ42が軸支されている。
油圧式無段変速装置30は、冷却ファン40の駆動状態の切換え及び油圧式無段変速装置30の入力軸31に伝動されたエンジン20の回転(動力)の増減速を行なう機器である。油圧式無段変速装置30は、エンジンルーム10のエンジンリアフレームに設けられたエンジンルーム10の後側に張出したブラケットに取付けられ、エンジンルーム10のエンジン20の下方であってエンジンルーム10の後側に配置されている。
第5実施形態では、エンジンルーム10とグレンタンク7との間に油圧式無段変速装置30を設けている為、油圧式無段変速機30が冷却ファン40により吸入された外気の送風の障害にならずエンジン20の冷却効率を高めることができ、冷却ファン40により排出される内気の送風の障害にもならずエンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃の除去効率を高めることができ、グレンタンク9を開放することにより、油圧式無段変速機30の保守・点検を容易に行なうことができる。
また、ベルト51,52,53がエンジン20及び油圧式無段変速装置30の外側に設けられている為、エンジンルーム10のエンジンカバー11を開放し保守・点検を容易に行なうことができる。
さらに、キャビン9に着座している操作者と油圧式無段変速装置30との距離が離れている為、操作者への伝わる油圧式無段変速装置30の騒音を低減することができる。
次に、本発明の作業車輌の原動部構造の第6実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部材には同一符号を付し重複した説明は省略する。
図18に示すように、第6実施形態は、エンジンルーム10のエンジンカバー11の内側には、外側から順に、インタークーラ90、オイルクーラ85、ラジエータ80、冷却ファン40、エンジン20が設けられ、エンジン20の下方前側であってエンジンルーム10の前側のキャビン9のステップ95の下方には、冷却ファン40の回転軌跡の外側に偏倚させ油圧式無段変速装置30が設けられている。
インタークーラ90は、エンジン20の燃焼効率を高めるため、燃焼用の混合気を冷却する機器であり、エンジン11の吸気経路であるマニホールド93に接続されている。
オイルクーラ85は、昇降用シリンダ及びミッションの駆動用オイルを冷却する機器であり、インタークーラ90の下方のラジエータ80の外側に設けられた支持部材83に取付けられている。
ラジエータ80は、エンジン11により加熱された冷却水を冷却する機器であり、エンジン11の冷却水経路であるマニホールド82に接続されている。
冷却ファン40は、羽根40Aと羽根40Aの基部を支持する中心部40Bにより構成され、冷却ファン40の中心部40Bには、内側に伸びる入力軸41が取付けられ、入力軸41の内側端部には、プーリ42が軸支されている。
油圧式無段変速装置30は、冷却ファン40の駆動状態の切換え及び油圧式無段変速装置30の入力軸31に伝動されたエンジン20の回転(動力)の増減速を行なう機器である。油圧式無段変速装置30は、エンジンルーム10の操作フレームに設けられたエンジンルーム10の前側に張出したブラケットに取付けられ、エンジンルーム10のエンジン20の下方であってエンジンルーム10の前側のキャビン9のステップ95の下方に配置されている。
第6実施形態では、油圧式無段変速装置30をエンジンルーム10の冷却ファン40と重ならないエンジン20の下方前側のキャビン9のステップ95の下方に設けている為、油圧式無段変速機30が冷却ファン40により吸入された外気の送風の障害にならずエンジン20の冷却効率を高めることができ、冷却ファン40により排出される内気の送風の障害にもならずエンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃の除去効率を高めることができ、キャビン9を開放することなく、ステップ95の開放部より油圧式無段変速機30の保守・点検を容易に行なうことができる。
また、ベルト51,52,53がエンジン20及び油圧式無段変速装置30の外側に設けられている為、エンジンルーム10のエンジンカバー11を開放し保守・点検を容易に行なうことができる。
さらに、キャビン9に着座している操作者と油圧式無段変速装置30との距離が離れている為、操作者への伝わる油圧式無段変速装置30の騒音を低減することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第1駆動状態について説明する。
図19に示すように、制御装置220の入力ポートには、エンジン20の出力軸21の回転速度を検出する回転センサ221、エンジン20の燃料噴射量を検出する燃料センサ222、エンジン20の冷却水の水温を検出する水温センサ223、脱穀クラッチ、刈取りクラッチ等の作業クラッチ160の入切状態を検出する作業スイッチ224、冷却ファン40の入力軸41の回転速度を検出する冷却ファンセンサ(冷却ファン回転センサ)225、油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115の回転角度を検出する冷却ファンセンサ(冷却ファン開度センサ)226、冷却ファン40を正転駆動状態から逆転駆動状態に切換える正逆転スイッチ227、冷却ファン40の回転速度を設定する冷却ファン設定スイッチ228、走行装置3の駆動軸の回転速度を検出する走行センサ(走行速度センサ)229、走行装置3の駆動軸の回転速度の増減速を行なう変速レバー14の傾斜角度を検出する走行センサ(変速レバーセンサ)230、走行用油圧式無段変速装置151のトラニオン軸の回転角度を検出する走行センサ(走行用トラニオン開度センサ)231、グレンタンク7に貯留された籾量を検出する貯留センサ232が接続されている。
一方、制御装置220の出力ポートには、油圧式無段変速装置30のトラニオン軸を回動させる冷却用モータ241、エンジン20のインジェクソン、吸気スロットル等を制御するエンジン制御装置242、走行用油圧式無段変速装置151のトラニオン軸を回動させる走行用モータ243が接続されている。
図20に示すように、第1駆動状態では、冷却ファン40は正転駆動状態と非駆動状態を反復継続する。作業環境により異なるが、一般的なコンバイン1にあっては、冷却ファン40の正転駆動状態の保持時間t1は約10分であり、逆転駆動状態の保持時間t2は約10秒である。
なお、保持時間t1,t2は正逆転スイッチ227により任意に設定することができ、冷却ファン40の回転速度R2は冷却ファン設定スイッチ228により任意に設定することができる。
第1駆動状態では、冷却ファン40を所定時間毎に正転駆動状態と逆転駆動状態に反復して切換える為、エンジン20を効率的に冷却でき、エンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃等を効率的に除去することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第2駆動状態について説明する。
図21には、作業クラッチ160が接続され、且つ、走行装置3が高速の状態から、作業クラッチ160の接続が中断し、且つ、走行装置3が低速の状態へと移行するコンバイン1の各状態におけるエンジン20の負荷率L、エンジン20の回転速度M、冷却ファン40の回転速度Rの変動を示している。
すなわち、時間taにあっては、作業スイッチ224により検出される作業クラッチ160が接続状態で、走行速度センサ229により検出される走行装置3の駆動軸の回転速度Mが高速状態のコンバイン1を示し、時間tbにあっては、作業クラッチ160の接続が中断され、走行装置3の駆動軸の回転速度Mが高速状態であるコンバイン1を示し、時間tc,tdにあっては、作業クラッチ160の接続が中断され、走行装置3の駆動軸の回転速度Mが低速状態のコンバイン1を示している。
また、上段図は燃料センサ222の検出値に基づいて算出されるエンジン20の負荷率Lの変動を示し、中段図は回転センサ221により検出されるエンジン20の出力軸21の回転速度Mの変動を示し、下段図は冷却ファン回転センサ225により検出される冷却ファン40の入力軸41の回転速度Rを示している。
なお、エンジン20の負荷率Mは、「燃料センサ222の検出値/エンジン20の最大出力時における燃料センサ222の検出値×100」で算出した値である。
上段図に示すように、エンジン20の負荷率Lは、時間taでは負荷率L2、時間tbでは負荷率L3、時間tc,tdでは負荷率L5と階段状に低くなり、中段図に示すように、エンジン20の出力軸21の回転速度Mは、エンジン20の負荷率Lと相関を持ち、時間taでは回転速度M2、時間tbでは回転速度M3、時間tc,tdでは回転速度M5と階段状に低速になり、下段図に示すように、冷却ファン40の入力軸41の回転速度Rは、エンジン20の出力軸21の回転速度Mと相関を持ち、時間taでは回転速度R2、時間tbでは回転速度R3、時間tdでは回転速度R5と階段状に低速になる。
第2駆動状態では、走行速度センサ229により検出される走行装置3の駆動軸の回転速度Mが高速から低速に変動した場合に、一定の時間tcに亘り、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸を回動させて定常式油圧ポンプ112の斜板44の傾斜角度を大きくし出力軸38の回転速度を増速し、正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを増速する。
なお、走行速度センサ229による走行装置3の回転速度Mの検出に替え、変速レバーセンサ230により変速レバー14の傾斜角度が小さくなった場合、走行用開度センサ231により走行用油圧式無段変速装置151の定常式油圧ポンプの斜板の傾斜角度が小さくなった場合に、一定の時間tcに亘り、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸を回動させて定常式油圧ポンプ112の斜板44の傾斜角度を大きくし出力軸38の回転速度を増速し、正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを増速することもできる。
また、貯留センサ232により検出されるグレンタンク7の籾の貯留量が多量になった場合に、正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを増速することもできる。
第2駆動状態では、走行装置3の駆動軸の回転速度が高速から低速に変動した場合等に冷却ファン40の回転速度Rを増速する為、刈取り作業の終了時等に、エンジン20を短時間で冷却でき、エンジン20の耐久性が向上する。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第3駆動状態について説明する。
図22には、作業クラッチ160の接続が中断し、且つ、走行装置3が低速の状態から、作業クラッチ160が接続され、且つ、走行装置3が高速の状態へと移行するコンバイン1の各状態におけるエンジン20の負荷率L、エンジン20の回転速度M、冷却ファン40の回転速度Rの変動を示している。
すなわち、時間teにあっては、作業スイッチ224により検出される作業クラッチ160の接続が中断され、走行速度センサ229により検出される走行装置3の駆動軸の回転速度Mが低速状態のコンバイン1を示し、時間tf,thにあっては、作業クラッチ160が接続され、走行装置3の駆動軸の回転速度Mが高速状態のコンバイン1を示し、時間tgにあっては、刈取り量の急激な増大等によりエンジン20の負荷率Lが上昇し、エンジン20の回転速度Mが低下したコンバイン1を示している。
上段図は燃料センサ222の検出値に基づいて算出されるエンジン20の負荷率Lの変動を示し、中段図は回転センサ221により検出されるエンジン20の出力軸21の回転速度Mの変動を示し、下段図は冷却ファン回転センサ225により検出される冷却ファン40の入力軸41の回転速度Rを示している。
上段図に示すように、エンジン20の負荷率Lは、時間teでは負荷率L5、時間tf,thでは負荷率L2と階段状に高くなり、中段図に示すように、エンジン20の出力軸21の回転速度Mは、エンジン20の負荷率Lと相関を持ち、時間teでは回転速度M5、時間tf,thでは回転速度M2と階段状に高速になり、下段図に示すように、冷却ファン40の入力軸41の回転速度Rは、エンジン20の出力軸21の回転速度Mと相関を持ち、時間teでは回転速度R5、時間tf,thでは回転速度R2と階段状に低速になる。
しかし、時間tgでは、エンジン20の負荷率は負荷率L1と高くなるが、過負荷状態にあるエンジン20の回転速度Mは回転速度M1と低速になる。
第3駆動状態では、燃料センサ222の検出値に基づいて算出されるエンジン20の負荷率Lが過負荷率となり、且つ、回転センサ221により検出されるエンジン20の出力軸21の回転速度Mが低速状態になった場合、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸を回動させ定常式油圧ポンプ112の斜板44の傾斜角度を大きくし出力軸38の回転速度を増速し、正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを増速する。
また、特に、水温センサ223により検出されるエンジン20の冷却水の水温が第1閾値温度T1より高くなった場合に、正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを増速するのが効果的である。
第3駆動状態では、エンジン20に過度の負荷が加わりエンジン20の回転速度Mが低速になった場合に冷却ファン40の回転速度Rを増速する為、エンジン20の冷却水の温度上昇を抑制し、エンジン20のオーバーヒートを防止することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第4駆動状態について説明する。
図23の上段図には、エンジン20の冷却水の水温の変化を示し、下段図には、冷却ファン40の駆動状態を示している。
第4駆動状態では、 水温センサ223により検出されるエンジン20の冷却水の水温Tが第1閾値温度T1よりも低い場合、冷却ファン40を正転駆動状態から逆転駆動状態に切換える。すなわち、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115を回動させ定常式油圧ポンプ112の斜板44を反時計方向に回動させ、正転駆動状態にある冷却ファン40を逆転駆動状態に切換える。
一方、エンジン20の冷却水の水温が第1閾値温度T1よりも高い場合、第1駆動状態と同様に冷却ファン40は正転駆動状態と非駆動状態を反復継続する。
第4駆動状態では、エンジン20の冷却水の水温Tが第1閾値温度T1よりも低い場合に冷却ファン40を逆転駆動状態にする為、エンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃等を効率的に除去することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第5駆動状態について説明する。
図24の上段図には、エンジン20の冷却水の水温Tの変化を示し、下段図には、冷却ファン40の逆転駆動状態の保持時間tを示している。
第5駆動状態では、水温センサ223により検出されるエンジン20の冷却水の水温Tが第1閾値温度T1よりも高く、第2閾値温度T2よりも低い場合、第1駆動状態と同様に冷却ファン40の逆転駆動状態の保持時間t2を10秒にする。なお、保持時間は正逆転スイッチ227の内部タイマーにより計測されている。
一方、エンジン20の冷却水の水温Tが第2閾値温度T2よりも高い場合、冷却ファン40の逆転駆動状態の保持時間t2を0秒にする。すなわち、正転駆動状態にある冷却ファン40を逆転駆動状態に切換える正逆転スイッチ227が入力された場合であっても正逆転スイッチ227の入力を無効とし正転駆動状態にある冷却ファン40の状態を維持する。
第5駆動状態では、エンジン20の冷却水の水温Tが第2閾値温度T2よりも高い場合に正転駆動状態にある冷却ファン40の状態を維持する為、エンジン20の冷却水の温度上昇を抑制し、エンジン20のオーバーヒートを効率的に防止することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第6駆動状態について説明する。
図25の上段図には、エンジン20の冷却水の水温Tの変化を示し、下段図には、冷却ファン40の逆転駆動状態の保持時間tを示している。
第6駆動状態では、水温センサ223により検出されるエンジン20の冷却水の水温Tが第1閾値温度T1よりも高く、第2閾値温度T2よりも低い場合、第1駆動状態と同様に冷却ファン40の逆転駆動状態の保持時間t2を10秒にする。
一方、エンジン20の冷却水の水温Tが第2閾値温度T2よりも高い場合、エンジン20の冷却水の水温Tの上昇に応じ、冷却ファン40の逆転駆動状態の保持時間t2を10秒から徐々に短くする。
第6駆動状態では、エンジン20の冷却水の水温Tが第2閾値温度T2よりも高い場合にエンジン20の冷却水の水温Tの上昇に応じ冷却ファン40は逆転駆動状態の保持時間t2を短くする為、エンジン20のオーバーヒートを効率的に防止することができ、濾過体12に付着した藁屑、塵埃も効率的に除去することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第7駆動状態について説明する。
図26の上段図には、エンジン20の冷却水の水温Tの変化を示し、下段図には、冷却ファン40の駆動状態を示している。
第7駆動状態では、水温センサ223により検出されるエンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも低い場合、正転駆動状態にある冷却ファン40を逆転駆動状態に切換える。
一方、エンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも高く、第1閾値温度T1よりも低い場合、逆転駆動状態にある冷却ファン40を非駆動状態に切換え、その後、回転速度を緩やかに増速する。すなわち、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115を回動させ定常式油圧ポンプ112の斜板44を中立位置にした後、さらに、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115を回動させ定常式油圧ポンプ112の斜板44の傾斜角度を時計方向に徐々に大きくし、無段変速装置30の出力軸38の回転速度を緩やかに増速し、正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを緩やかに増速する。
なお、エンジン20の冷却水の水温Tが第1閾値温度T1より高い場合、第1駆動状態と同様に冷却ファン40は正転駆動状態と非駆動状態を反復継続する。
第7駆動状態では、エンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも低い場合に冷却ファン40を逆転駆動状態にする為、エンジンカバー11の濾過体12に付着した藁屑、塵埃等を効率的に除去することができる。
また、エンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも高く、第1閾値温度T1よりも低い場合に緩やかに冷却ファン40の回転速度Rを増速する為、エンジン20のオーバーヒートを効率的に防止することができ、冷却ファン40を駆動するベルト53の耐久性も向上する。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第8駆動状態について説明する。
図27の上段図には、エンジン20の冷却水の水温Tの変化を示し、下段図には、冷却ファン40の駆動状態を示している。
第8駆動状態では、水温センサ223により検出されるエンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも低い場合、正転駆動状態にある冷却ファン40を非駆動状態に切換える。すなわち、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115を回動させ定常式油圧ポンプ112の斜板を中立位置にし、正転駆動状態にある冷却ファン40を非駆動状態に切換える。
一方、エンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも高い場合、第1駆動状態と同様に冷却ファン40は正転駆動状態と非駆動状態を反復継続する。
第8駆動状態では、エンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも低い場合に冷却ファン40を非駆動状態にする為、エンジン20の放熱によりラジエータ80の冷却水、インタークーラ90の圧縮空気、オイルクーラ85を循環するオイルが暖められコンバイン1の作業効率が高まる。
また、コンバイン1を寒冷地で使用した場合、暖気運転に要する時間が短縮され、燃料消費量を低減することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第9駆動状態について説明する。
図28の上段図には、エンジン20の冷却水の水温Tの変化を示し、下段図には、冷却ファン40の駆動状態を示している。
第9駆動状態では、水温センサ223により検出されるエンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも低い場合、 第8駆動状態と同様に正転駆動状態にある冷却ファン40を非駆動状態に切換える。
一方、エンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも高い場合、エンジン20の冷却水の水温Tの上昇に応じて正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを増速する。すなわち、冷却用モータ241を駆動し油圧式無段変速装置30のトラニオン軸115を回動させ定常式油圧ポンプ112の斜板44の傾斜角度を時計方向に徐々に大きくし、無段変速装置30の出力軸38の回転速度を緩やかに増速し、正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを緩やかに増速する。
第9駆動状態では、エンジン20の冷却水の水温Tが第3閾値温度T3よりも高い場合にエンジン20の冷却水の水温Tの上昇に応じて正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rを増速する為、エンジン20の冷却水を適切な水温に維持することができ、エンジン20のオーバーヒートを効率的に防止することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第10駆動状態について説明する。
図29に示すように、燃料センサ222の検出値に基づいて算出されるエンジン20の負荷率Lが設定値以上であった場合、冷却ファン40を正転駆動状態にする。
一方、エンジン20の負荷率Lが設定値未満であった場合、正逆転スイッチ227の入力状態を判断し、正逆転スイッチ227の逆転スチッチが接続されていない場合、正転駆動状態にある冷却ファン40の状態を維持する。
また、正逆転スイッチ227の逆転スチッチが接続されている場合、冷却用モータ241を駆動し正転駆動状態にある冷却ファン40を逆転駆動状態に切換える。
第10駆動状態では、エンジン20の負荷率Lが大きい場合に正転駆動状態にある冷却ファン40の状態を維持する為、エンジン20のオーバーヒートを効率的に防止することができる。
次に、第1〜第6実施形態の冷却ファン40の第11駆動状態について説明する。
図30には、冷却ファン40の駆動状態を示している。時間t3では正転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rが減速し非駆動状態になり、時間t4では非駆動状態にあった冷却ファン40の回転速度Rが増速し逆転駆動状態になり、時間t5では逆転駆動状態にある冷却ファン40の回転速度Rが減速し非駆動状態になり、時間t6では非駆動状態にあった冷却ファン40の回転速度Rが増速し正転駆動状態になる。
第11駆動状態では、時間t4,t6が時間t3,t5より長くなっていることから明らかなように、時間t4,t6における冷却ファン40の増速加速度が、時間t3,t5における冷却ファン40の減速加速度よりも小さい。すなわち、冷却用モータ241の駆動による定常式油圧ポンプ112の斜板の傾斜角度の回動が時間t4,t6では時間t3,t5より緩やかに行なわれている。
第11駆動状態では、冷却ファン40の増速加速度を減速加速度よりも小さくしている為、正転駆動状態にある冷却ファン40を逆転駆動状態に、逆転駆動状態にある冷却ファン40を正転駆動状態に切換える場合にプーリ39,42に巻き掛けされたベルト53にスリップ等の不具合が生じることなくスムーズに冷却ファン40の駆動状態を切換えることができ、耐久性も向上する。
本発明は、農業用作業車輌に適用できるものである。
1 コンバイン
4 脱穀装置(作業部)
9 キャビン
10 エンジンルーム
11 エンジンカバー
12 濾過体
13 駐車ブレーキペダル
14 変速レバー
20 エンジン
21 出力軸
30 油圧式無段変速装置
31 入力軸
33 出力軸
38 出力軸
40 冷却ファン(ファン)
41 入力軸
60 ジェネレータ
70 ウオータポンプ
80 ラジエータ
85 オイルクーラ
90 インタークーラ
95 ステップ
112 油圧ポンプ
113 油圧モータ
115 トラニオン軸
116 アーム
117 操作ロッド
130 テンションクラッチ
140 テンションローラ
150 トランスミッション
151 走行用油圧式無段変速装置(走行用無段変速装置)
160 作業クラッチ
180 脱穀装置部
185 選別装置部
190 刈取装置部
191 刈取用油圧式無段変速装置
200 油圧バルブ装置
220 制御装置
221 回転センサ
222 燃料センサ
223 水温センサ
225 冷却ファンセンサ(冷却ファン回転センサ)
226 冷却ファンセンサ(冷却ファン開度センサ)
229 走行センサ(走行速度センサ)
230 走行センサ(変速レバーセンサ)
231 走行センサ(走行用トラニオン開度センサ)
232 貯留センサ
233 操向レバー
L エンジンの負荷率
M エンジンの回転速度
R 冷却ファンの回転速度
T1 第一閾値温度
T2 第二閾値温度
T3 第三閾値温度

Claims (11)

  1. エンジン(20)の外側の部位にラジエータ(80)を設け、該ラジエータ(80)の外側の部位に濾過体(12)を設け、前記エンジン(20)とラジエータ(80)の間の部位にはファン(40)を設け、
    該ファン(40)の回転軸芯方向から視て、前記エンジン(20)の駆動力を変速してファン(40)を駆動する正逆転出力可能な油圧式無段変速装置(30)を、該ファン(40)の回転軌跡の外側に偏倚させて設け、
    該油圧式無段変速装置(30)の変速制御によって、前記ファン(40)を正転駆動して濾過体(12)の外側から内側へ外気を吸入する冷却状態と、該ファン(40)を逆転駆動して濾過体(12)の内側から外側へ風を吹き出す除塵状態とに所定時間毎に切換える構成としたことを特徴とする作業車輌の原動部構造。
  2. 車体に備える作業部(4)と前記エンジン(20)との間の動力伝達経路に設けた作業クラッチ(160)が接続された場合に、エンジン(20)の回転速度を所定速度まで増速させ、
    作業クラッチ(160)が遮断された場合に、走行用無段変速装置(151)を変速操作する変速レバー(14)の中立位置からの操作量に応じて前記エンジン(20)の回転速度を変速すると共に、
    前記作業クラッチ(160)が遮断され、且つ変速レバー(14)の減速操作又は車体の走行速度の低下が検出された場合には、前記油圧式無段変速装置(30)の変速比を増速側に変速制御する構成としたことを特徴とする請求項1記載の作業車輌の原動部構造。
  3. 車体に備える作業部(4)と前記エンジン(20)との間の動力伝達経路に設けた作業クラッチ(160)が接続された場合に、エンジン(20)の回転速度を所定速度まで増速させ、
    前記作業クラッチ(160)が接続され、且つ前記エンジン(20)の回転速度が低下した場合には、前記油圧式無段変速装置(30)の変速比を増速側に変速制御する構成としたことを特徴とする請求項1又は2記載の作業車輌の原動部構造。
  4. 車体に備える作業部(4)と前記エンジン(20)との間の動力伝達経路に設けた作業クラッチ(160)の遮断状態が検出され、且つ、エンジン(20)の冷却水の水温が第一閾値温度(T1)よりも低いことが水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)の逆転駆動状態を維持し、
    作業クラッチ(160)の遮断状態が検出され、且つ、前記エンジン(20)の冷却水の水温が第一閾値温度(T1)よりも高いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)を所定時間毎に正転駆動状態と逆転駆動状態とに所定時間毎に切換える構成としたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
  5. 前記エンジン(20)の冷却水の水温が第二閾値温度(T2)よりも高いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)を正転駆動状態に維持する構成としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
  6. 前記エンジン(20)の冷却水の水温が第二閾値温度(T2)よりも高いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)の逆転駆動状態の保持時間を水温の上昇に応じて短縮する構成としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
  7. 前記エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも低いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記ファン(40)を逆転駆動状態に切換え、
    前記エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも高く、且つ、第一閾値温度(T1)よりも低いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記油圧式無段変速装置(30)の正転出力回転速度を水温センサ(223)により検出される水温の上昇に応じて増速させる構成としたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
  8. 前記エンジン(20)の冷却水の水温が第三閾値温度(T3)よりも低いことが前記水温センサ(223)で検出された場合に、前記油圧式無段変速装置(30)を中立状態に維持する構成としたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
  9. 前記エンジン(20)の冷却水の水温の変化に応じて、前記ファン(40)の正転出力速度を増減速させる構成としたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
  10. 前記エンジン(20)の負荷率が設定負荷率よりも高くなったことが燃料センサ(222)で検出された場合に、前記冷却ファン(40)を正転駆動状態に維持する構成としたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
  11. 前記ファン(40)を正転駆動状態から逆転駆動状態に切換える場合に、油圧式無段変速装置(30)が正転出力状態から出力停止状態に至る減速加速度よりも出力停止状態から逆転状態に至る増速加速度を小さくし、
    前記ファン(40)を逆転駆動状態から正転駆動状態に切換える場合には、油圧式無段変速装置(30)の逆転出力状態から出力停止状態に至る減速加速度よりも出力停止状態から正転出力状態に至る増速加速度が小さくなる構成としたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
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