JP2016008577A - 作業車輌の原動部構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置(40)によって駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、エンジン(E)の冷却水の水温(T)が所定の第2設定水温(T2)よりも高温であると診断された場合に、エンジン(E)の回転動力を穀桿を脱穀する脱穀装置(3)に伝動する脱穀クラッチ(41A)の接続を解除し、エンジン(E)の回転を低下させる構成とし、制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、エンジン(E)の冷却水の水温が第2設定水温(T2)よりも低温であると診断された場合には、エンジン(E)を停止する構成とすることにより解決される。
【選択図】図16
Description
コンバインの刈取脱穀作業中に外部に排出された藁屑、塵埃が、エンジンルームのカバーに装着された濾過体に付着して濾過体を目詰まらせた場合、濾過体を介して十分な外気をエンジンルームの内側に吸入できなくなり、ラジエータによる冷却水の冷却効率が低下してエンジンがオーバヒートとする虞がある。
また、特許文献2には、ラジエータの内側に設けられたファンの回転方向の切換えをテンション操作体の移動により行なう構成が開示されている。
また、特許文献2に開示された構成では、ファンの正転駆動時における外気のエンジンルームの内側への吸入能力に比べて、ファンの逆転駆動時における内気のエンジンルームの外側への排気能力が低いために、濾過体に付着した藁屑、塵埃を十分に除去できず濾過体が目詰まりを起こす問題があった。
また、伝動ベルトを備えるテンション操作体を回転させることにより、ファンを正転方向と逆転方向への切換えを行なっているために、伝動ベルトの劣化が著しく保守点検作業の頻度が多い問題があった。
請求項1に係る発明は、エンジン(E)と該エンジン(E)の冷却水を冷却するラジエータ(50)の間に、駆動状態と停止状態に切換可能な外気吸入用のラジエータファン(20)と駆動状態と停止状態に切換可能な排気用の排塵ファン(30)を配置し、前記ラジエータファン(20)と排塵ファン(30)を一方が駆動状態となり他方が非駆動状態となるように互いに背反的に切換える駆動状態切換手段(45)を設け、前記エンジン(E)の冷却水の水温(T)と駆動状態切換手段(45)の作動状態を診断する制御装置(40)を設け、該制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、前記エンジン(E)の冷却水の水温(T)が所定の第2設定水温(T2)よりも高温であると診断された場合に、前記エンジン(E)の回転動力を穀桿を脱穀する脱穀装置(3)に伝動する脱穀クラッチ(41A)の接続を解除し、前記エンジン(E)の回転を低下させる構成とし、前記制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、前記エンジン(E)の冷却水の水温が第2設定水温(T2)よりも低温であると診断された場合には、前記エンジン(E)を停止する構成とした作業車輌の原動部構造である。
また、ラジエータファン(20)が非駆動状態時には、排塵ファン(30)が駆動状態となるので、エンジン(E)や酸化触媒装置(11)によって暖められた内気は外部に素早く排出できエンジン(E)のオーバヒートを抑制することができる。
また、インタークーラ52とエンジンEを接続するプレート1Fの左側に位置する金属製の配管57Bは、エンジンルーム8における酸化触媒装置11と同一高さに設けられている。これにより、エンジンEとラジエータ50の間の空間に配管57Bを設ける必要がなく、エンジンEとラジエータ50の間に大きな空間を確保することができる。
また、エンジンEのクランクシャフト60と中間伝動部150のプーリ63を接近して設けることができ、ベルト62に起因する回転動力の伝動ロスを少なくすることができる。
さらに、中間伝動部150の保守・点検作業も容易に行なうことができ、中間伝動部150を小型・軽量に製作することが可能となる。
図6等に示すように、駆動状態切換手段45は、エンジンルーム8の左後側に位置する左後側フレーム1Dの後側に設けられている。より詳細には、駆動状態切換手段45は、左後側フレーム1Dから後側に向かって延出するエンジンEやラジエータ50を循環する冷却水の一部を一時的に貯留するリザーバタンク92を支持するするステー90の上部にボルト等の締結手段によって着脱自在に連結されたブラケット91に取付けられている。これにより、駆動状態切換手段45の保守・点検作業を容易に行うことができ、また、駆動状態切換手段45がラジエータファン20や排塵ファン30の送風を妨げることを防止できる。
図7,8に示すように、一側の連繋手段80のアウターケーブル80Aの前端部は、後述するブラケット140の後アーム部142の後側上部に設けられたステー81に支持され、ステー81は、回転軸24の軸心方向視においてラジエータファン24と排塵ファン30の外周よりも外側に設けられている。これにより、連繋手段80とステー81が、ラジエータファン20と排塵ファン30の送風の障害にならずラジエータファン20と排塵ファン30の送風効率を向上させることができる。
図8に示すように、駆動状態切換手段45によりプレート45Eを回転させて、連繋手段80のインナーケーブル80Bを引込みテンションローラ26のベルトストッパ26Cが時計方向に回転した場合には、テンションローラ26のローラ26Aは、ベルト122を押圧し、テンションローラ26のベルトストッパ26Cは、ベルト122から離間して非制動状態となり、プーリ121に伝動されたエンジンEの回転動力をプーリ23に伝動する。
一方、駆動状態切換手段45によりプレート45Eを回転させて、連繋手段80のインナーケーブル80Bを押出しテンションローラ36のベルトストッパ36Cが反時計方向に回転した場合には、テンションローラ36のローラ36Aは、ベルト132から離間し、テンションローラ36のベルトストッパ36Cは、ベルト132を押圧して制動状態となり、プーリ131に伝動されたエンジンEの回転動力のプーリ23への伝動を速やかに遮断する。これにより、図8においては、排塵ファン30の回転を速やかに停止し、ラジエータファン20の送風を妨げることを防止することができる。
しかし、駆動状態切換手段45を設ける位置については、特に制限はなく、駆動状態切換手段45を、グレンタンク5と操縦席6の間に形成される空間に設けたり、エンジンルーム8内に設けたり、操縦席6の後側にエンジンEに供給する外気を浄化するエアクリーナを設ける場合には、エアクリーナを格納するエアクリーナボックス(図示省略)内に設けることができる。
また、駆動状態切換手段45を、エンジンルーム8のカバー8Aに隣接するインタークーラ52の下側に設けたり、操縦席6のステップの下側に形成される空間に設けることもできる。これにより、ラジエータファン20により吸引された外気によって駆動状態切換手段45を効率良く冷却することができる。
図7,8に示すように、ブラケット140は、ブラケット140の中心部に回転軸24を内嵌し、筒状回転軸34を外嵌する支持部25が固着され、図3に示すように、ブラケット140における支持部25は、ラジエータ50の上下方向の中心部よりも上側に偏倚した位置に設けられている。これにより、ラジエータファン20により吸入された外気がエンジンEの上側に送風され、エンジンEや、エンジンEの上側に設けられた酸化触媒装置11を効率良く冷却することができる。
これにより、ラジエータファン20と排塵ファン30の送風の障害にならずラジエータファン20と排塵ファン30の送風効率を向上させることができる。また、ブラケット140の剛性が高まり、回転軸24、筒状回転軸34を安定して支持することができ、ラジエータファン20、排塵ファン30を安定して回転させることができる。さらに、前アーム部141と下アーム部143の先端側は、右側(機体外側)に向かい傾斜しているので、ブラケット140の前側、下側において間隔部Bを広く形成できるので、ラジエータファン20、排塵ファン30、エンジンE等の保守・点検作業が容易に行なうことができる。
図9に示すように、エンジンEの回転動力が伝動されるプーリ63は、後部伝動軸110にキー64により固定されている。後部伝動軸110の外周面にキー溝111が形成されている。キー溝111内に挿入されたキー64が、プーリ63と後部伝動軸110の間に介在することで、プーリ63が、後部伝動軸110に相対回転不能な状態で固定される。なお、キー溝111は、後部伝動軸110の軸心方向に間隔をおいて、後部伝動軸110の外周面の2箇所に形成されている。
また、後部伝動軸110の外周面には、カラー112,113が外嵌されている。カラー112,113は、プーリ63が後部伝動軸110の軸心方向に移動することを規制する部材である。なお、図9におけるカラー113の左右方向の長さは、カラー112の左右方向の長さよりも大きく形成されている。
図9(a)は、プーリ63が後部伝動軸110の軸心方向の左側部に取付けられた状態を示し、図9(b)は、プーリ63が後部伝動軸110の軸心方向の右側部に取付けられた状態を示している。プーリ63の取付け位置を変更する場合には、キー64の挿入位置を変更し、プーリ63の左右側に配置されるカラー112,113を左右入替えて後部伝動軸110に外嵌する。また、プーリ63の位置変更に伴って、プーリ61とプーリ63に巻回されたベルト62を押圧するテンションローラ115A,115Bの位置を変更する。
図15に示すように、操作席6等に設けられる制御装置40の入力側には、エンジンEのクランクシャフト60の回転数を検出する回転センサ15と、エンジンEの出力回転を走行装置2、脱穀装置3、刈取装置4、排出筒7に伝動する作業クラッチ41の接続/解除状態を検出する作業クラッチセンサ16と、駆動状態切換手段45の出力軸45Dの回転角度を検出するポテンションメータ等の切換センサ17と、エンジンEとラジエータ50の間を循環する冷却水の水温を検出する水温センサ18と、インタークーラ52に供給される空気の温度を検出する温度センサ19が所定の入力インターフェース回路を介して接続されている。
また、作業クラッチセンサ16は、エンジンEの出力回転を脱穀装置3に伝動する脱穀クラッチ41Aの接続/解除状態を検出する脱穀クラッチセンサ16Aと、エンジンEの出力回転を刈取装置4に伝動する刈取クラッチ41Bの接続/解除状態を検出する刈取クラッチセンサ16Bと、エンジンEの出力回転を排出筒7に伝動する排出クラッチ41Cの接続/解除状態を検出する排出クラッチセンサ16Cと、エンジンEの出力回転を走行装置2に伝動する走行クラッチ41Dの接続/解除状態を検出する走行クラッチセンサ16Dを備えて構成されている。
なお、回転センサ15は、エンジンEのクランクシャフト60に装着され、脱穀クラッチセンサ16A、刈取クラッチセンサ16B、排出クラッチセンサ16C、走行クラッチセンサ16Dは、制御装置40に内装され、切換センサ17は、駆動状態切換手段45の出力軸45Dに装着され、水温センサ18は、ラジエータ50とエンジンEを接続するラジエータホース50Aを固定するエンジンE側の吸水口に設けられ、温度センサ19は、インタークーラ52とエンジンEを接続する配管57Bを固定するエンジンE側の吸気口に設けられている。
また、作業クラッチセンサ16には、エンジンEの出力回転を脱穀装置3に伝動する脱穀クラッチ41Aと、エンジンEの出力回転を刈取装置4に伝動する刈取クラッチ41Bと、エンジンEの出力回転を排出筒7に伝動する排出クラッチ41Cと、エンジンEの出力回転を走行装置2に伝動する走行クラッチ41Dの接続/解除状態を検出する走行クラッチセンサ16Dを備えて構成されている。
なお、脱穀クラッチ41Aは、エンジンEと脱穀装置3の間のエンジンEの出力回転を伝動する部位に設けられ、刈取クラッチ41Bは、エンジンEと刈取装置4の間のエンジンEの出力回転を伝動する部位に設けられ、排出クラッチ41Cは、エンジンEとグレンタンク5の間のエンジンEの出力回転を伝動する部位に設けられ、走行クラッチ41Dは、エンジンEと走行装置2の間のエンジンEの出力回転を伝動する部位に設けられ、スロットル弁42、インジェクタ43はエンジンEに内装され、駆動状態切換手段45は、好適には、エンジンルーム8の左後側フレーム1Dから後側に向かって延出するステー90の上部にボルト等の締結手段によって着脱自在に連結されたブラケット91に取付けられている。
雨等に起因する水分や、圃場から巻上げられた粉塵により駆動状態切換手段45が作動不良を起こす恐れがある。駆動状態切換手段45が作動不良を起こし排塵ファン30からラジエータファン20への切換操作ができなくなるとエンジンルーム8内に外気を吸引できずエンジンEがオーバヒートする恐れがある。
図16には、駆動状態切換手段45が作動不良を起こした場合に、エンジンEの内部溶解を防止するエンジンEの停止方法が図示されている。
ここで、作業クラッチセンサ16の入力が有った場合とは、上述した脱穀クラッチセンサ16A、刈取クラッチセンサ16B、排出クラッチセンサ16C、走行クラッチセンサ16Dのいずれかのセンサから制御装置40に脱穀クラッチ41A、刈取クラッチ41B、排出クラッチ41C、走行クラッチ41Dの接続が接続されていることを示す出力信号が入力された状態である。すなわち、コンバインが、走行装置2と、脱穀装置3と、刈取装置4を駆動して刈取脱穀作業を行なっている状態、走行装置2と、脱穀装置3と、刈取装置4の駆動を停止し排出筒7を駆動して穀粒の排出作業を行なっている状態、脱穀装置3と、刈取装置4の駆動を停止し走行装置2して移動作業をしている状態である。なお、ステップS1は、任意であり省略することもできる。
ここで、駆動状態切換手段45が作動不良を起こしていると判断する場合とは、駆動状態切換手段45をラジエータファン20の駆動側に操作した場合に、駆動状態切換手段45の出力軸45Dに装着された切換センサ17の検出角度θが、予め設定していた排塵ファン30からラジエータファン20に切換えてラジエータファン20を駆動する駆動状態切換手段45の出力軸45Dの設定角度θ1に対して、以下の式1を満たさなくなった場合、又は、駆動状態切換手段45を排塵ファン30の駆動側に操作した場合に、駆動状態切換手段45の出力軸45Dに装着された切換センサ17の検出角度θが、予め設定していたラジエータファン20から排塵ファン30に切換えて排塵ファン30を駆動する駆動状態切換手段45の出力軸45Dの設定角度θ2に対して、以下の式2を満たさなくなった場合は、駆動状態切換手段45が作動不良を起こしていると判断する。なお、式1及び式2において、許容差αとは、単位検出角度に対するテンションローラ26,36の作動量を考慮して、ラジエータファン20及び排塵ファン30による十分な送風機能が得られる範囲で設定される値である。
式1 設定角度θ1―許容差α < 検出角度θ < 設定角度θ1+許容差α
式2 設定角度θ2―許容差α < 検出角度θ < 設定角度θ2+許容差α
一方、式1,2を満たす場合には、駆動状態切換手段45は正常作動していると判断する。
また、操縦席6に搭乗した操縦者に駆動状態切換手段45の作動不良の発生を告知するために、操縦席6のフロントパネルに装着されたモニタ(図示省略)に切換センサ17の検出角度θを随時表示するのが好適である。
なお、水温センサ18の検出水温Tが、継続して10秒以上に亘って第1設定水温T1よりも高い場合に、水温センサ18の検出水温Tが、第1設定水温T1よりも高温であると判断する。
なお、第2設定水温T2の110℃は、エンジンEの内部融解が生じる冷却水の水温の下限値であり、水温センサ18の検出水温Tが、継続して10秒以上に亘って第2設定水温T2よりも高い場合に、水温センサ18の検出水温Tが、第2設定水温T2よりも高温であると判断する。
上述したコンバインが、走行装置2と、脱穀装置3と、刈取装置4を駆動して刈取脱穀作業を行なっている状態の場合は、走行クラッチ41Dと、脱穀クラッチ41Aと、刈取クラッチ41Bの接続を解除するのが好適である。しかし、脱穀クラッチ41Aのみの接続を解除してエンジンEにかかる負荷が最も大きい脱穀装置3の駆動を停止したり、脱穀クラッチ41Aと、刈取クラッチ41Bの接続を解除して脱穀装置3と、刈取装置4の駆動を停止してコンバインを畦等の安全な場所に移動することも可能である。
また、コンバインが、刈取脱穀作業を中断し排出筒7を旋回させて穀粒の排出作業を行なっている状態の場合は、排出クラッチ41Cの接続を解除し、脱穀装置3と、刈取装置4の駆動を停止し走行装置2を駆動して移動作業を行なっている状態の場合には、走行クラッチ41Dの接続を解除する。これにより、エンジンEにかかる負荷が軽減されエンジンEの出力回転が減速してエンジンEの温度が下がり、エンジンEの内部溶解等を防ぐことができる。なお、ステップS5においては、ラジエータ50からエンジンEへの冷却水の供給と、インタークーラ52からエンジンEへの燃焼空気の供給は行なわれ、エンジンEにより加熱されたエンジンルーム8内の内気は排塵ファン30により外部に向かって送風されている。
また、エンジンEの停止に替えて、エンジンEを上述したアイドリング状態に維持することもできる。この場合、ラジエータ50からエンジンEへの冷却水の供給と、インタークーラ52からエンジンEへの燃焼空気の供給は引続いて維持されるために、エンジンEの温度を効率良く冷却することができる。
20 ラジエータファン
23 プーリ(第3プーリ)
24 回転軸
30 排塵ファン
33 プーリ(第4プーリ)
34 筒状回転軸
40 制御装置
41A 脱穀クラッチ
41B 刈取クラッチ
41D 走行クラッチ
45 駆動状態切換手段
50 ラジエータ
50A ラジエータホース
52 インタークーラ
110 後部伝動軸
121 プーリ(第1プーリ)
122 ベルト(第1ベルト)
131 プーリ(第2プーリ)
132 ベルト(第2ベルト)
E エンジン
T 検出水温(水温)
T1 第1設定水温
T2 第2設定水温
t 検出温度(温度)
t1 設定温度
Claims (10)
- エンジン(E)と該エンジン(E)の冷却水を冷却するラジエータ(50)の間に、駆動状態と停止状態に切換可能な外気吸入用のラジエータファン(20)と駆動状態と停止状態に切換可能な排気用の排塵ファン(30)を配置し、
前記ラジエータファン(20)と排塵ファン(30)を一方が駆動状態となり他方が非駆動状態となるように互いに背反的に切換える駆動状態切換手段(45)を設け、
前記エンジン(E)の冷却水の水温(T)と駆動状態切換手段(45)の作動状態を診断する制御装置(40)を設け、
該制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、前記エンジン(E)の冷却水の水温(T)が所定の第2設定水温(T2)よりも高温であると診断された場合に、前記エンジン(E)の回転動力を穀桿を脱穀する脱穀装置(3)に伝動する脱穀クラッチ(41A)の接続を解除し、前記エンジン(E)の回転を低下させる構成とし、
前記制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、前記エンジン(E)の冷却水の水温が第2設定水温(T2)よりも低温であると診断された場合には、前記エンジン(E)を停止する構成とした作業車輌の原動部構造。 - 前記制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、前記エンジン(E)の冷却水の水温が第2設定水温(T2)よりも高温であると診断された場合に、前記エンジン(E)の回転動力を圃場の穀桿を収穫する刈取装置(4)に伝動する刈取クラッチ(41B)の接続を併せて解除する請求項1記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態が不良と診断され、且つ、前記エンジン(E)の冷却水の水温が第2設定水温(T2)よりも高温であると診断された場合に、前記エンジン(E)の回転動力を走行装置(2)に伝動する走行クラッチ(41D)の接続を併せて解除する請求項1又は2記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記制御装置(40)によってエンジン(E)の冷却水の水温(T)が、前記第2設定水温(T2)よりも低い所定の第1設定水温(T1)よりも高温であると診断された場合に、前記制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態と、前記エンジン(E)の冷却水の水温(T)が第2設定水温(T2)よりも高温であるか否か診断する請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記制御装置(40)によってエンジン(E)に供給される圧縮空気の温度(t)が所定の設定温度(t1)よりも高温であると診断された場合に、前記制御装置(40)によって前記駆動状態切換手段(45)の作動状態と、前記エンジン(E)の冷却水の水温(T)が第2設定水温(T2)よりも高温であるか否か診断する請求項1〜4のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記ラジエータファン(20)と排塵ファン(30)を同一軸心上に設け、
前記エンジン(E)から排出される排気ガス中の未燃燃料を酸化する酸化触媒装置(11)をエンジン(E)の上側に配置し、
前記排塵ファン(30)を支持する筒状回転軸(34)内を貫通してラジエータファン(20)を支持する回転軸(24)を設け、
前記回転軸(24)をラジエータ(50)の上下方向の中心よりも上側に配置した請求項1〜5のいずれか1項に作業車輌の原動部構造。 - 前記回転軸(24)の軸心方向視において前記酸化触媒装置(11)をラジエータファン(20)と排塵ファン(30)の外周部よりも外側に配置した請求項6記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記回転軸(24)の軸心方向視において前記駆動状態切換手段(45)をラジエータファン(20)と排塵ファン(30)の外周部よりも外側に配置し、且つ、前記駆動状態切換手段(45)を酸化触媒装置(11)よりも機体後側に配置した請求項6又は7記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記エンジン(E)とラジエータ(50)を接続するラジエータホース(50A)を、前記ラジエータファン(20)と排塵ファン(30)の外周部よりも上側に配置した請求項6〜8のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記エンジン(E)の回転が伝動される後部伝動軸(110)をエンジン(E)の機体後側に設け、
該後部伝動軸(110)に第1プーリ(121)と第2プーリ(131)を設け、前記回転軸(24)に第3プーリ(23)を設け、前記筒状回転軸(34)に第4プーリ(33)を設け、
前記第1プーリ(121)と第3プーリ(23)に第1ベルト(122)を巻回し、前記第2プーリ(131)と第4プーリ(33)に第2ベルト(132)を巻回し、前記第1ベルト(122)を第2ベルト(132)よりもエンジン(E)側に配置した請求項6〜9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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