JP2013154778A - 作業車輌の原動部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの保守・点検を容易に行なうことができ、冷却効率に優れる作業車輌の原動部構造を提供する。
【解決手段】エンジンよりも外側の部位にラジエータ８０を配置し、ラジエータ８０の外側の部位に濾過体を配置し、エンジンとラジエータ８０の間の部位にはファン４０を配置し、ラジエータ８０とファン４０を一体的に備えるユニットＵを構成し、ユニットＵの上部にファン４０の回転軸心と交差する方向の支軸８３を設け、支軸８３を中心としてユニットＵの下部を外側方へ揺動自在に構成したことにより解決される。
【選択図】図８

Description

本発明は、作業車輌の原動部構造に関するものである。

作業車輌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、ファン、油圧式無段変速機及びエンジンを並列に配置する原動部構造が開示されている。

特開２００８−８８８２３号公報

しかし、特許文献１記載の発明における原動部は、ラジエータのファン側の面、及びエンジンの保守・点検作業が困難であり、油圧式無段変速機をエンジンとファンとの間に配置しているために、油圧式無段変速機の保守・点検作業が困難であった。
また、ファンによって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を低下させる虞があった。

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、操作者が搭乗する操縦部（６）の下方にエンジンルーム（８）を設け、該エンジンルーム（８）におけるエンジン（２０）よりも外側の部位にラジエータ（８０）を配置し、該ラジエータ（８０）の外側の部位に濾過体（１２）を配置し、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）を配置し、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機（３０）を設け、前記油圧式無段変速機（３０）の変速作動によって、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、前記ファン（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切換自在に構成し、前記ラジエータ（８０）とファン（４０）を一体的に備えるユニット（Ｕ）を構成し、該ユニット（Ｕ）の上部にファン（４０）の回転軸心と交差する方向の支軸（８３）を設け、該支軸（８３）を中心としてユニット（Ｕ）の下部を外側方へ揺動自在に構成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、前記ユニット（Ｕ）におけるラジエータ（８０）よりも外側の部位にオイルクーラ（８５）を支持した請求項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、前記ユニット（Ｕ）におけるラジエータ（８０）よりも外側の部位にインタークーラ（９０）を支持した請求項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、前記油圧式無段変速機（３０）をエンジン（２０）の上部内側に配置し、該油圧式無段変速機（３０）から外側に向かって延伸した出力軸（３３）を前記操縦部（６）の下方に位置するフレーム（６Ａ）に支持した請求項１〜３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、前記油圧式無段変速機（３０）の少なくとも一部を、前記操縦部（６）の内側に設けられたカバー（３Ｂ）の下側に配置した請求項１〜４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１記載の発明によれば、ラジエータ（８０）とファン（４０）を一体的に備えたユニット（Ｕ）を、該ユニット（Ｕ）の上部に設けられたファン（４０）の回転軸心と交差する方向の支軸（８３）を中心として外側方へ揺動させることで、ラジエータ（８０）及びエンジン（２０）の保守・点検作業を容易に行なうことができる。

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、ユニット（Ｕ）におけるラジエータ（８０）よりも外側の部位にオイルクーラ（８５）を支持しているので、ラジエータ（８０）とオイルクーラ（８５）を一体的に外側へ揺動させることができ、ラジエータ（８０）及びエンジン（２０）の保守・点検作業を更に容易に行なうことができる。

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、ユニット（Ｕ）のラジエータ（８０）よりも外側の部位にインタークーラ（９０）を支持しているので、ラジエータ（８０）及びエンジン（２０）の保守・点検作業を更に容易に行なうことができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３記載の発明の効果に加えて、油圧式無段変速機（３０）をエンジン（２０）の上部内側に配置し、油圧式無段変速機（３０）から外側に向かって延伸した出力軸（３３）を操縦部（６）の下方に位置するフレーム（６Ａ）に支持しているので、エンジン（２０）の上方に広い空間を確保できるために、エンジン（２０）上方への外気の送風が効率的に行なわれエンジン（２０）の冷却効率を高めることができ、エンジン（２０）の上部に配置された部品の保守・点検作業を容易に行なうことができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４記載の発明の効果に加えて、油圧式無段変速機（３０）の少なくとも一部を、操縦部（６）の内側に設けられたカバー（３Ｂ）の下側に配置しているので、ファン（４０）からエンジン（２０）への送風が更に効率的に行われ、エンジンの冷却効率を高めることができ、カバー（３Ｂ）によって、油圧式無段変速機（３０）への塵埃の堆積を防止することができる。

コンバインの右側面図である。 コンバインの左側面図である。 コンバインの平面図である。 原動部の正面図である。 原動部の平面図である。 図５のＡ−Ａ矢視図である。 図５のＢ−Ｂ矢視図である。 ラジエータ等の動作説明図である。 他のファン取付けフレームを備えたラジエータの左側面図である。 他のファン取付けフレームを備えたラジエータの正面図である。 原動部の要部正面図である。 原動部の要部平面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ詳説する。なお、理解を容易にするために便宜的に方向を示して説明しているが、これらにより構成が限定されるものではない。

コンバインは、図１〜図３に示すように、機体フレーム１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２が設けられ、機体フレーム１の上方左側には脱穀・選別を行う脱穀装置３が設けられ、脱穀装置３の前方には圃場の穀桿を収穫する刈取装置４が設けられている。脱穀装置３で脱穀・選別された穀粒は脱穀装置３の右側に設けられたグレンタンク５に貯留され、貯留された穀粒は排出筒７により外部へ排出される。また、機体フレーム１の上方右側には操作者が搭乗する操作部を備えたキャビン６が設けられ、キャビン６の下方にはエンジンルーム８が設けられている。

エンジンルーム８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が設けられている。また、濾過体１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの目合いを同一にすることもできるが、ファン４０と対向して設けられていない濾過体１２Ａの目合いを大きくし、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。

エンジンカバー１１の内側には、図４〜図８に示すように、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、ファン４０、エンジン２０が配置され、エンジン２０の内側（ファン４０とは反対側）の上方に、ファン４０の回転軌跡の外側に偏倚させてファン用油圧式無段変速装置（油圧式無段変速装置）３０が配置されている。

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、ラジエータ８０の前後側部に幅方向に沿って設けられた前後側支持部材８２Ａ，８２Ｂに着脱自在に取付けられている。
剛性を高めるために、前後側支持部材８２Ａ，８２Ｂの前後側の上端部は、それぞれ上側連結部材８２Ｃ，８２Ｃで連結され、前後側の下端部は、それぞれ下側連結部材８２Ｄ，８２Ｄで連結され、前後側支持部材８２Ａ，８２Ｂの上部内側部は、それぞれ機体フレーム１の前後側フレーム１３，１４に支持された支軸８３に回転自在に取付けられている。
なお、インタークーラ９０は、図８の矢印で示すように、ファン４０、ラジエータ８０、及びオイルクーラ８５と共に揺動体１０に固定されてユニットＵを構成しており、エンジン２０等の保守点検時等に、ユニットＵは、支軸８３を中心として内外側に揺動する。

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、ラジエータ８０の前後側部に幅方向に沿って設けられた前後側支持部材８２Ａ，８２Ｂに着脱自在に取付けられている。また、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。
なお、オイルクーラ８５は、ファン４０、ラジエータ８０、及びインタークーラ９０と共に揺動体１０に固定されており、図８の矢印で示すように、エンジン２０等の保守点検時等には、揺動体１０を、支軸８３を中心として内外側に揺動させ、ユニットＵの下部を機体外側方へ揺動させて開放することができる。

ラジエータ８０は、エンジン２０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２０の冷却水経路であるマニホールドに接続されている。
ラジエータ８０は、オイルクーラ８５とファン４０の間に配置され、ラジエータ８０の内側には、ファン４０の吸入効率を高めるため、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、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、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。
なお、エンジン２０等の保守点検時等には、ラジエータ８０は、図８の矢印で示すように、ファン４０、オイルクーラ８５、及びインタークーラ９０と共に揺動体１０に固定され、揺動体１０は、支軸８３を中心として内外側に揺動する。

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１２Ａ〜１２Ｃを介して外気を吸入し、ラジエータ８０、エンジン２０を冷却し、逆転駆動状態にあっては、濾過体１２Ａ〜１２Ｃを介して機体内側の内気を排気し、併せて、濾過体１２Ａ〜１２Ｃに付着した藁屑、塵埃等を除去する機器である。
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、ファン４０の中心部４０Ｂには、内側（エンジン２０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。また、入力軸４１は、基部がシュラウド８１に支持され、先端部が入力軸４１に向かって延びるフレーム８４にベアリング８４Ａを介して軸支されている。
エンジン２０等の保守点検時等には、後述するテンションアーム３５Ａの基部に接続されているスプリング３５Ｃを連結部材３５Ｄから外して、ベルト３５のテンションを緩め、プーリ４２からベルト３５を取外すことによって容易に行なうことができる。
なお、エンジン２０等の保守点検時等には、ファン４０は、図８の矢印で示すように、ラジエータ８０、オイルクーラ８５、及びインタークーラ９０と共に揺動体１０に固定され、揺動体１０は、支軸８３を中心として内外側に揺動する。

ファン用油圧式無段変速装置３０は、ファン４０の正転・逆転駆動状態の切換え、ファン用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（駆動力）の増減速を行なう機器である。
ファン用油圧式無段変速装置３０は、ファン４０の吸入・排気を能率良く行ない、エンジン２０の振動による影響を低減するために、機体フレーム１から立設したエンジンルーム８の前側フレーム１３と後側フレーム１４に架設した上側フレーム１５上にブラケット（取付けメタル）を介して取付けられている。また、エンジン２０は、エンジ２０から発生する振動の伝達を防止するために、エンジンマウント２４を介して機体フレーム１に取付けられており、ブラケットには、部品点数を低減するために、ファン用油圧式無段変速装置３０の正転・逆転駆動状態の切換えを行なうトラニオン、回転（駆動力）の増減速を行なう制御ギヤ等が取付けられている。なお、トラニオンによって、後述する走行用油圧式無段変速装置１５０から伝動された回転は逆回転に変更される。すなわち、走行用油圧式無段変速装置１５０から伝動された回転が正転の場合、ファン用油圧式無段変速装置３０の回転は逆転となり、伝動された回転が逆転の場合、ファン用油圧式無段変速装置３０の回転は正転に変更される。

ファン用油圧式無段変速装置３０は、図４、図５に示すように、エンジン２０の内側（ファン４０とは反対側）の上方で、且つ、操作者の安全を確保するために、脱穀装置３の前側に設けられた入り口漏斗３Ａとキャビン６の間に設けられたカバー３Ｂの下側に配置されており、圧縮空気を送風するコンプレッサ４５は、図５、図６に示すように、ファン用油圧式無段変速装置３０の略後方に並列して配置されている。

エンジン２０の内側（ファン４０とは反対側）のクランク軸２１の先端部に軸支されたプーリ２２と、エンジン２０の前方に配置された走行用油圧式無段変速装置１５０の入力軸１５１の先端部に軸支されたプーリ１５２には、図６に示すように、ベルト２３が巻き掛けられており、エンジン２０の回転は、ベルト２３を介して走行用油圧式無段変速装置１５０に伝動される。
また、走行用油圧式無段変速装置１５０の入力軸１５１の先端部に軸支されたプーリ１５２と、ファン用油圧式無段変速装置３０の内側（ファン４０とは反対側）の入力軸３１の先端部に軸支されたプーリ３２には、ベルト１５３が巻き掛けられており、走行用油圧式無段変速装置１５０に伝動された回転は、ベルト１５３を介してファン用油圧式無段変速装置３０に伝動される。

ファン用油圧式無段変速装置３０の外側（ファン４０側）には、エンジン２０の上方を幅方向に横断してファン４０にエンジン２０の回転を伝動する出力軸３３が設けられている。また、エンジン２０の上方に広い空間を確保して、ファン４０によって吸引された外気の流れを良好に維持し、エンジン２０の上部に設けられた部材の保守点検を容易にするために、出力軸３３が内装された出力管３３Ａは、キャビン６の下側に設けられたフレーム６Ａの支持部材６Ｂの下端部に取付けられている。

ファン用油圧式無段変速装置３０の出力軸３３の先端部に軸支されたプーリ３４と、ファン４０の入力軸４１の先端部に軸支されたプーリ４２には、ベルト３５が巻き掛けられており、ファン用油圧式無段変速装置３０に伝動された回転は、ベルト３５を介してファン４０に伝動される。
また、プーリ３４は、図６、図７に示すように、ファン４０によって吸引された外気の流れを良好に維持するために、ファン４０の回転軌跡の外側に偏倚して配置されており、ベルト３５は、ベルト３５の耐久性を向上させるために、図７の矢印で示すファン４０の正転駆動状態時にベルト３５の緩み側をテンションアーム３５Ａのローラ３５Ｂによって押圧している。
なお、エンジン２０等の保守点検時等には、テンションアーム３５Ａの基部に接続されているスプリング３５Ｃを連結部材３５Ｄから外して、ベルト３５のテンションを緩めた後に、プーリ４２からベルト３５を取外すことによって行なうことができる。

次に、他のファン４０の取付けフレーム９４を備えた他の実施形態について説明する。なお、同一部材には同一符号を付し重複した説明は省略する。

ラジエータ８０に対するファン４０の取付け位置のズレを防止するために、図９、図１０に示すように、フレーム９４は、フレーム９４の基部をラジエータ８０に上下部に設けられたボルト等の締結部材８０Ａを利用して直接的にラジエータ８０に取付けられている。
フレーム９４の前後幅は、軽量化を図るために、ラジエータ８０の前後幅よりも小さく形成され、フレーム９４の上部は、水平に延びた後に下側に向かって後方傾斜し、その後にファン４０の入力軸４１に向かって下方に向かって延伸している。また、フレーム９４の下部は、水平に延びた後に上側に向かって後方傾斜し、その後にファン４０の入力軸４１に向かって上方に向かって延伸している。
また、フレーム９４の略中心部には、支持孔９４Ａが開孔され、ファン４０の入力軸４１は、ベアリング８４Ａを介して支持孔９４Ａの周縁部に軸支されている。

次に、エンジン２０に供給する空気の不純物を除去するエアクリーナ５０の配置について説明する。

エアクリーナ５０に内装されてフィルタ等の保守・点検を容易にするために、図１１に示すように、エアクリーナ５０の吸気口５０Ａを外側に、排気口５０Ｂを内側に配置し、エアクリーナ５０の後端部をエンジンカバー１１の内側に近接して配置する。
なお、エアクリーナ５０の後端部には、開閉カバーが設けられており、内装するフィルタ等の着脱作業を行なうことができる。

次に、エンジン２０から排出される排気ガスに含まれる不純物を除去するディーゼル微粒子捕集フィルタ２６について説明する。

排気ガスの温度を高温に維持して排気ガス中の不純物を効率的に除去するために、図１２に示すように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ２６をエンジン２０の後側と脱穀機３の一番掲穀筒３Ｃの間に配置する。
ディーゼル微粒子捕集フィルタ２６は、前側（エンジン２０側）から順に、ＤＯＣ２６Ａ、ＤＰＦ２６Ｂ、ＳＣＲ２６Ｃの順に配置されており、エンジン２０の排気ガスの排出口とＤＯＣ２６Ａの供給口は、鋼管からなる接続管２７Ａによって接続され、ＳＣＲ２６Ｃの排気口には、排気ガスを外部に排出する鋼管からなる接続管２７Ｂが接続されている。
なお、脱穀機３とグレンタンク５の間に形成される空間を有効に活用するために、ディーゼル微粒子捕集フィルタ２６は、脱穀機３の下部とグレンタンク５の下部の間に形成された空間に配置するのが好適である。

本発明は、農業用作業車輌に適用できるものである。

３ 脱穀装置
３Ａ 入り口漏斗
３Ｂ カバー
５ グレンタンク
６ キャビン（操縦部）
６Ａ フレーム
６Ｂ 支持部材
８ エンジンルーム
１０ 揺動体
１１ エンジンカバー
１２ 濾過体
２０ エンジン
２６ ディーゼル微粒子捕集
３０ ファン用油圧式無段変速装置（油圧式無段変速装置）
３３ 出力軸
３４ プーリ
４０ ファン
８０ ラジエータ
８１ シュラウド
８３ 支軸
８５ オイルクーラ
９０ インタークーラ
Ｕ ユニット

Claims (5)

1. 操作者が搭乗する操縦部（６）の下方にエンジンルーム（８）を設け、
   該エンジンルーム（８）におけるエンジン（２０）よりも外側の部位にラジエータ（８０）を配置し、該ラジエータ（８０）の外側の部位に濾過体（１２）を配置し、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）を配置し、
   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機（３０）を設け、
   前記油圧式無段変速機（３０）の変速作動によって、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、前記ファン（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切換自在に構成し、
   前記ラジエータ（８０）とファン（４０）を一体的に備えるユニット（Ｕ）を構成し、
   該ユニット（Ｕ）の上部にファン（４０）の回転軸心と交差する方向の支軸（８３）を設け、該支軸（８３）を中心としてユニット（Ｕ）の下部を外側方へ揺動自在に構成したことを特徴とする作業車輌の原動部構造。
2. 前記ユニット（Ｕ）におけるラジエータ（８０）よりも外側の部位にオイルクーラ（８５）を支持した請求項１記載の作業車輌の原動部構造。
3. 前記ユニット（Ｕ）におけるラジエータ（８０）よりも外側の部位にインタークーラ（９０）を支持した請求項１又は２記載の作業車輌の原動部構造。
4. 前記油圧式無段変速機（３０）をエンジン（２０）の上部内側に配置し、該油圧式無段変速機（３０）から外側に向かって延伸した出力軸（３３）を前記操縦部（６）の下方に位置するフレーム（６Ａ）に支持した請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車輌の原動部構造。
5. 前記油圧式無段変速機（３０）の少なくとも一部を、前記操縦部（６）の内側に設けられたカバー（３Ｂ）の下側に配置した請求項１〜４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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