JP2019054800A - コンバインの原動部構造 - Google Patents

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嘉隆 上路
恭平 村本
Kyohei Muramoto
恭平 村本
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Abstract

【課題】ファンの正転によって吸引した外気を効率良く送風してエンジンの冷却効果を高め、ファンの逆転によってカバーの濾過体に付着した塵埃を除去して通気面積を確保する。【解決手段】エンジン(E)とラジエータ(30)の間に正逆転可能なファン(45)を設け、シュラウド(33)を有する枠体(39)の内側面に上部後側の部位から下部前側の部位に延在するファン支持部材(40)を設け、このファン支持部材(40)の中間部にファン(45)の回転軸(46)を回転自在に支持し、油圧ポンプ(62)からの送油によってファン(45)を駆動する油圧モータ(50)を、ファン(45)の回転軸(46)の軸心方向視においてファン(45)の回転軌跡の外側に配置し、油圧ポンプ(62)を回転軸(46)の軸心方向視においてファン(45)の回転軌跡の内側に入り込ませて配置する。【選択図】図3

Description

本発明は、コンバインの原動部構造に関するものである。
従来のコンバインの原動部構造として、エンジンルーム内に設けられたエンジンとラジエータの間に、外気をエンジンルーム内に吸引するファンと、このファンを出力軸上に備えたHST(油圧式無段変速装置)を設け、このHSTをエンジンの出力回転で駆動する構成のものがある。(特許文献1)
特開2008−88823号公報
しかし、特許文献1に記載された技術では、HSTが、ファンで吸引した外気をエンジンに向けて送風する際の障害になり、エンジンの冷却効率が低く、エンジンがオーバーヒートし易くなる問題がある。
そこで、本発明の課題は、ファンで吸引した外気をエンジンに向けて効率良く送風してエンジンのオーバーヒートを防止できるコンバインの原動部構造を提供することにある。
上記課題を解決した本発明は次のとおりである。
すなわち、請求項1記載の発明は、エンジンルーム(6)に内装されたエンジン(E)の外側にラジエータ(30)を設け、該ラジエータ(30)の外側に濾過体を備えたカバー(9)を設けたコンバインの原動部構造であって、前記エンジン(E)とラジエータ(30)の間に、正転状態では外気を前記カバー(9)の外側からエンジンルーム(6)内に吸引し、逆転状態では内気を前記カバー(9)の内側から外側へ送風するファン(45)を設け、該ファン(45)をシュラウド(33)の内側に入り込ませ、該シュラウド(33)を有する枠体(39)の内側面に、該枠体(39)における上部後側の部位から下部前側の部位に延在するファン支持部材(40)を設け、該ファン支持部材(40)の中間部に設けた接続部(43)に前記ファン(45)の回転軸(46)を回転自在に支持し、前記エンジン(E)で駆動される油圧ポンプ(62)からの送油によって前記ファン(45)を駆動する油圧モータ(50)を設け、前記ファン(45)の回転軸(46)の軸心方向視において、前記油圧モータ(50)をファン(45)の回転軌跡の外側に配置し、前記ファン(45)の回転軸(46)の軸心方向視において、前記油圧ポンプ(62)をファン(45)の回転軌跡の内側に入り込ませて配置したことを特徴とするコンバインの原動部構造である。
請求項2記載の発明は、前記ラジエータ(30)の外側に、前記油圧モータ(50)に供給される作動オイルを冷却するオイルクーラ(31)を設け、前記オイルタンク(60)の上側に、前記油圧モータ(50)を正転状態と逆転状態に切替える油圧バルブ(64)を配置した請求項1記載のコンバインの原動部構造である。
請求項1記載の発明によれば、エンジン(E)とラジエータ(30)の間に、正転状態では外気をカバー(9)の外側からエンジンルーム(6)内に吸引し、逆転状態では内気をカバー(9)の内側から外側へ送風するファン(45)を設け、エンジン(E)で駆動される油圧ポンプ(62)からの送油によってファン(45)を駆動する油圧モータ(50)を設け、ファン(45)の回転軸(46)の軸心方向視において、油圧モータ(50)をファン(45)の回転軌跡の外側に配置したので、ファン(45)の正転によって吸引した外気をエンジン(E)に向けて効率良く送風して、エンジン(E)の冷却効果を高め、エンジン(E)のオーバーヒートや出力低下を防ぎ、作業能率を高めることができる。また、ファン(45)の逆転によってカバー(9)の濾過体に付着した塵埃を除去して通気面積を確保することができる。
また、ファン(45)の回転軸(46)の軸心方向視において、油圧ポンプ(62)をファン(45)の回転軌跡の内側に入り込ませて配置したので、油圧モータ(50)の出力回転をファン(45)に伝動する伝達手段の長さを短くすることができる。また、油圧ポンプ(62)を効率良く冷却して油圧ポンプ(62)から油圧モータ(50)に供給する作動オイルの過度の温度上昇を抑制して油圧モータ(50)の駆動状態を良好に維持することができる。
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明による効果に加えて、ラジエータ(30)の外側に、油圧モータ(50)に供給される作動オイルを冷却するオイルクーラ(31)を設けので、ファン(45)で吸引された外気によってラジエータ(30)とオイルクーラ(31)を効率良く冷却することができ、油圧モータ(50)に供給される作動オイルの過度の温度上昇を抑制して油圧モータ(50)の駆動状態をより良好に維持することができる。
また、オイルタンク(60)の上側に、油圧モータ(50)を正転状態と逆転状態に切替える油圧バルブ(64)を配置したので、オイルタンク(60)と油圧バルブ(64)を接続する油圧ホースの長さを短くすることができる。
コンバインの左側面図である。 コンバインの右側面図である。 エンジンルームの右側面図である。 エンジンルームの平面図である。 エンジンルームの正面図である。 電動モータで冷却ファンを駆動する他の実施形態の説明図である。 エンジンルームの右側面図であり、補強フレームの説明図である。 エンジンルームの平面図であり、補強フレームの説明図である。 キャビンの底壁を支持する第1アームとステップ部を支持する第2アームの説明図である。 ステップ階段の開閉を行う操作レバーの説明図である。 機体の正面図であり、エアクリーナとエンジンを接続するホースの説明図である。 機体の右側面図であり、エアクリーナとエンジンを接続するホースの説明図である。 機体の平面図であり、エアクリーナとエンジンを接続するホースの説明図である。 エンジンの右側面図であり、エンジンの出力回転をコンプレッサに伝動する説明図である。 エンジンの正面図であり、エンジンの出力回転をコンプレッサに伝動する説明図である。
本発明について図面を参照しつつ説明する。なお、操縦者から見て、前方を前側、後方を後側、右手側を右側、左手側を左側として便宜的に方向を示して説明する。
図1,2に示すように、コンバインは、機体フレーム1の下側に土壌面を走行する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の前側に圃場の穀稈を刈取る刈取装置3が設けられ、刈取装置3の後側左部に刈取られた穀稈を脱穀・選別処理する脱穀装置4が設けられ、刈取装置3の後側右部に操縦者が搭乗する操縦部5が設けられている。
操縦部5の下側にはエンジンEを搭載するエンジンルーム6が設けられ、操縦部5の後側には脱穀・選別処理された穀粒を貯留するグレンタンク7が設けられ、グレンタンク7の後側に穀粒を外部に排出する上下方向に延在する縦排出筒と前後方向に延在する横排出筒からなる排出オーガ8が設けられている。
図3〜5に示すように、エンジンEとエンジンルーム6のエンジンルームカバー(請求項における「カバー」)9の間には、エンジンEに供給される冷却水を冷却するラジエータ30が設けられ、ラジエータ30の前側には、油圧モータ50に供給される作動オイルを冷却する第1オイルクーラ(請求項における「オイルクーラ」)31が設けられている。また、ラジエータ30の前面と第1オイルクーラ31の上面は、接続部材32を介して連結されている。これにより、ラジエータ30と第1オイルクーラ31を前後方向に隙間なく配置することができ、ラジエータ30と第1オイルクーラ31の設置スペースの省スペースにすることができる。
ラジエータ30と第1オイルクーラ31の外周には、ラジエータ30と第1オイルクーラ31からエンジンEに向かって延在する鉄板から形成され、ファン45の回転軌跡の外周を覆う筒状のシュラウド33と一体の枠体39が設けられている。また、第1オイルクーラ31の給油口と排油口に接続された油圧ホースは、枠体39の前壁を貫通して前側に延出して設けられている。これにより、第1オイルクーラ31とエンジンEの前方に設けられたオイルタンク60の接続を容易に行うことができる。
ラジエータ30における下部の前側部位の外側には、操縦部5の空調機器に供給される冷却媒体を冷却するコンデンサ34が設けられ、第1オイルクーラ31における下部の外側には、走行装置2のトランスミッション2Aに供給される作動オイル等を冷却する第2オイルクーラ35が設けられている。
ラジエータ30における上部の前側部位の外側で、且つ、コンデンサ34よりも外側には、エンジンEに供給される燃焼用の混合気体を冷却するインタクーラ36が設けられている。なお、本明細書では、ラジエータ30と、第1オイルクーラ31と、コンデンサ34、第2オイルクーラ35と、インタクーラ36を総称して、便宜的に冷却装置Aと言う。
シュラウド33を有した枠体39の内側面には、枠体39における上部の後側部位から下部の前側部位に延在するファン支持部材40が設けられている。ファン支持部材40は、前下がりに設けられた前側アーム41と、前側アーム41と平行に前下がりに設けられた後側アーム42と、前側アーム41の中間部と後側アーム42の中間部を連結する接続部43から形成されている。
接続部43には、ファン45の中心部を支持する回転軸46が回転自在に支持されている。また、回転軸46の内側部には、回転軸46にエンジンEの出力回転を伝動するプーリ47が設けられている。なお、ファン45の外側部は、シュラウド33の内側に入り込んでいる。
ファン45の外周部に位置する前側アーム41の上部と後側アーム42上部には、機体内側である左側に向かって延在する水平部と、水平部の左端部で湾曲して上側に向かって延在する立上り部からなるブラケット48が設けられている。ブラケット48の立上り部には、長手方向を左右方向に向けた姿勢でエンジンEの出力回転をプーリ47に伝動する油圧モータ50が固定されている。これにより、油圧モータ50がファン45によって吸引された空気の障害にならず、吸引された空気をエンジンEに送風してエンジンEを効率良く冷却することができる。
操縦部5の座席が固定される底壁84の後部における油圧モータ50と対向する外側の部位には上側に向かって膨出する凸状の空間Sを形成している。これにより、油圧モータ50に接続される油圧ホースを効率良く配置することができる。
枠体39の内側面とブラケット48の立上り部は、左右方向に延在する補強プレート49で連結されている。これにより、ブラケット48の剛性が高まり、ブラケット48の変形を防止することができる。
油圧モータ50の出力軸にはプーリ51が取付けられている。プーリ47とプーリ51には、ベルト52が巻回されており、ベルト52は、ブラケット48の立上り部における油圧モータ50よりも前側に設けられた左右方向に延在する支軸53に支持されたテンションアーム54によって張圧されている。
油圧モータ50には、油圧ホースを介して油圧ポンプ62が接続され、閉回路が構成されている。また、この閉回路における油圧モータ50と油圧ポンプ62の間には、油圧モータ50への送油方向の切替えによって油圧モータ50の出力回転方向の切替えを行う油圧バルブ64が設けられている。
ファン45が正転方向に回転する正転状態の場合は、エンジンルームカバー9に設けられた濾過体を介してエンジンルーム6内に外部の空気を吸引して冷却装置Aを冷却することができる。また、吸引された空気をエンジンEに向けて送風してエンジンEを冷却することができる。一方、ファン45を逆転方向に回転する逆転状態の場合には、エンジンルーム6内の空気をエンジンルームカバー9の濾過体を介して外部に排出してエンジンルームカバー9の濾過体に付着した藁屑等の塵埃を吹き飛ばして除去することができる。
閉回路に補填する作動オイルを貯留するオイルタンク60は、機体側面視においてエンジンEの下部の前側であって操縦部5のステップ部5Aの下側に設けられている。また、オイルタンク60は、機体平面視においてオイルタンク60の右部を第1オイルクーラ31の前側に位置させている。これにより、第1オイルクーラ31とオイルタンク60を接続する油圧ホースの長さを短くすることができる。
油圧ポンプ62は、機体側面視においてエンジンEの上下方向の中間部の前部であってファン45の回転軌跡の内側に臨んで設けられている。また、油圧ポンプ62は、機体平面視においてオイルタンク60の排油口の後側に設けられている。これにより、油圧ポンプ62を効率良く冷却して油圧ポンプ62から油圧モータ50に送油される作動オイルの過度の温度上昇を抑制して油圧モータ50の耐久性を高めることができる。また、オイルタンク60と油圧ポンプ62を接続する油圧ホースの長さを短くすることができる。
油圧バルブ64は、機体側面視においてオイルタンク60の前部の上側に設けられている。また、油圧バルブ64は、機体正面視においてエンジンEの右部よりも右側に設けられている。これにより、オイルタンク60と油圧バルブ64を接続する油圧ホースの長さを短くすることができる。また、油圧モータ50に送油される作動オイルの過度の温度上昇を抑制して油圧モータ50を円滑に駆動させることができる。
図6に示すように、油圧モータ50で駆動されるファン45に替えて軸流ファンである電動ファン66を設けることもできる。図6に示された形態においては、エンジンルーム6における上下方向の中間部の前側部位に第1電動ファン66Aを設け、エンジンルーム6における上下方向の上部の後側部位に第2電動ファン66Bを設け、エンジンルーム6における上下方向の下部の後側部位に第3電動ファン66Cを設けている。これにより、電動ファン66を正転方向に回転する正転状態の場合は、エンジンルームカバー9に設けられた濾過体を介してエンジンルーム6の広範囲な領域内に外部の空気を吸引して冷却装置Aを冷却することができる。一方、電動ファン66を逆転方向に回転する逆転状態の場合には、エンジンEによって暖められた空気をエンジンルームカバー9の濾過体を介して外部に排出してエンジンルームカバー9の濾過体に付着した藁屑等の塵埃を吹き飛ばして除去することができる。
図7,8に示すように、エンジンEの左前側には、走行装置2のトランスミッション2Aが設けられている。また、エンジンEの後側には、エンジンEで燃焼された排気ガス中の不純物を浄化する排気浄化装置20が設けられている。
排気浄化装置20は、排気ガス中の未燃焼ガスを酸化する触媒であるDOC21と、DOC21から排気された排気ガス中の窒素酸化物を尿素水溶液(以下、尿素水と言う。)から発生するアンモニアで還元して浄化するSCR触媒22から構成されている。また、DOC21の上側には、油圧バルブ27を載置する置台28が設けられている。
エンジンEの排気口とDOC21の下部に形成された排気ガスの流入口は、可撓性の部分を有する接続管11で接続され、DOC21の上部に形成された排気ガスの流出口とSCR触媒22の後部に形成された流入口は、両端部に可撓性の部分を有する接続管12で接続されている。また、接続管12の上流部には、接続管12内に尿素水を噴射する噴射装置23が設けられ、噴射装置23の後方には、尿素水ホース13を介して噴射装置23に尿素水を供給する供給装置24が設けられ、供給装置24の後方には、尿素水ホース14を介して供給装置24に供給される尿素水を貯留する尿素水タンク25が設けられている。なお、SCR触媒22の流出口には排気管29が接続され、尿素水タンク25の左側には、燃料タンク38が設けられている。
トランスミッション2Aの上部と操縦部6の上部の後側部位に左右方向に延在して設けられた上側左右フレーム15Aは、第1補強フレーム16で連結されている。第1補強フレーム6は、エンジンEを迂回するためにトランスミッション2Aの上部から略上側に向かって延在した後に、湾曲して後上がり傾斜して延在し、その後、湾曲して後側に向かって延在して上側左右フレーム15Aに至っている。これにより、トランスミッション2Aと上側左右フレーム15Aの剛性を高めることができる。また、エンジンEに設けられた電装部品のハーネス等を第1補強フレーム16に支持することができハーネス等の配索作業を容易に行うことができる。
SCR触媒22の後部の左側には、機体の前後方向の高さを調整するピッチングシリンダ19が設けられている。左右フレーム16から下側に向かって延在するフレームステー17の下部とピッチングシリンダ19の上部は、第2補強フレーム18で連結されている。第2補強フレーム18は、浄化装置20を迂回するためにフレームステー17の下部から後側に向かって延在して噴射装置の上方に至った後に、湾曲して後下がり傾斜して延在し、その後、湾曲して下側に向かって延在してピッチングシリンダ19の上部に至っている。これにより、上側左右フレーム15Aとピッチングシリンダ19の剛性を高めることができる。また、浄化装置20に設けられた電装部品のハーネス等を第2補強フレーム18に支持することができハーネス等の配索作業を容易に行うことができる。
図9,10に示すように、上側左右フレーム15Aの左右方向の中間部に設けられた上下方向に延在する第1支軸70には、操縦部5のキャビンの底壁84における前部の左側部位を支持する第1アーム71の後部が回動自在に連結されている。また、上側左右フレーム15Aの下側に設けられた下側左右フレーム15Bの左右方向の右部に設けられた上下方向に延在する第2支軸72には、操縦部5のキャビンのステップ部5Aにおける前部の右側部位を支持する第2アーム73の後部が回動自在に連結されている。
キャビンを収納姿勢に位置させた場合に、第1アーム71は、第1支軸70から左前側に傾斜して延在する第1アーム後側部71Aと、第1アーム後側部71Aの前端部から前側に向かって延在する第1アーム前側部71Bから形成され、第2アーム73は、第2支軸72から前側に延在する第2アーム後側部73Aと、第2アーム後側部73Aの前端部から左前側に傾斜して延在する第2アーム前側部73Bから形成されている。また、第1アーム後側部71Aの中間部には、下側に向かって延在する補強アーム74が固定され、補強アーム74の下部には、エンジンEの上部に設けられた円弧上のガイドプレート77の上面を回転しながら移動するローラ75が設けられている。これにより、第1アーム71の変形を防止してキャビンを収納姿勢から開放姿勢に容易に回動させることができる。
第2オイルクーラ35とインタクーラ36の前側には、雨水の侵入を防止するために右後側に傾斜して延在する仕切り壁37が設けられている。これにより、キャビンを収納姿勢から開放姿勢に容易に回動させた場合に、キャビンの部ステップ部5Aと仕切り壁37との接触を防止することができる。
第2アーム前側部73Bの前側には、操縦者が操縦部5に搭乗する場合に使用するステップ階段78の開閉操作を行う操作レバー79が設けられている。これにより、操縦者が搭乗時に操作レバー79を容易に操作してステップ階段78を開放姿勢にすることができる。
図11〜13に示すように、脱穀装置4で選別処理された穀粒は揚穀筒(図示省略)によってグレンタンク7に搬送される。揚穀筒の前部には、外部の空気を吸引して空気中のパーティクル状の不純物を除去するプレクリーナ80が支持されている。また、脱穀装置4の上壁における右側部位には、プレクリーナ80から供給される空気中の不純物を除去する長手方向を前後方向に向けた姿勢でエアクリーナ82が設けられている。
プレクリーナ80の排気口とエアクリーナ82の吸気口は可撓性のエアホース81で接続されている。また、エアクリーナ82の排気口とエンジンEの吸気口はエアホース83で接続されている。
機体正面視において、エアホース83は、エアクリーナ82の排気口から下側に向かって延在した後に、湾曲して右側に向かって延在して、エンジンEの上側に位置する操縦部5の座席を固定する底壁84に近接した位置を通ってエンジンEの左右方向の略中間部に至る。その後に、湾曲して下側に向かって延在してエンジンEの吸気口に至る。また、 機体側面視において、エアホース83は、エアクリーナ82の排気口から下側に向かって延在した後に、湾曲して前側に向かって延在して、底壁84に近接した位置を通ってエンジンEの前部よりも前側に至る。その後に、湾曲して下側に向かって延在した後に、湾曲して後側に向かって延在してエンジンEの吸気口に至る。これにより、エンジンEに供給される空気が加熱されるのを防止してエンジンEの燃焼効率を高めることができる。なお、エアホース83は、第1アーム71よりも機体内側の左側に配置されている。これにより、キャビンを収納姿勢から開放姿勢に回動させる場合に、エアホース83がキャビンの回動障害になるのを防止することができる。
図14,15に示すように、エンジンEの機体外側に向かって延在する右側出力軸90の出力回転は、グレンタンク7の底部に設けられた搬出螺旋と、コンプレッサに伝動される。
右側出力軸90に支持されたプーリ91と搬出螺旋の伝動部に支持されたプーリ92にはベルト93が巻回されている。また、プーリ91とコンプレッサの伝動部96に支持されたプーリ94にはベルト95が巻回されている。また、機体正面視においてベルト93はベルト95よりも機体外側である右側に設けられている。これにより、交換頻度が多いベルト93を外部から容易に交換することができる。
伝動部96は、エンジンEの前部に設けられた左右方向に延在する支軸97を中心として揺動可能に固定されている。これにより、伝動部96を支軸97を中心として揺動させてベルト95の張力の調整を行うことができ、テンションアーム等の部材を設ける必要がなく部品点数を削減することができる。
6 エンジンルーム
9 エンジンルームカバー(カバー)
30 ラジエータ
31 第1オイルクーラ(オイルクーラ)
33 シュラウド
39 枠体
40 ファン支持部材
41 前側アーム
42 後側アーム
43 接続部
45 ファン
46 回転軸
50 油圧モータ
60 オイルタンク
62 油圧ポンプ
64 油圧バルブ
E エンジン

Claims (2)

  1. エンジンルーム(6)に内装されたエンジン(E)の外側にラジエータ(30)を設け、該ラジエータ(30)の外側に濾過体を備えたカバー(9)を設けたコンバインの原動部構造であって、前記エンジン(E)とラジエータ(30)の間に、正転状態では外気を前記カバー(9)の外側からエンジンルーム(6)内に吸引し、逆転状態では内気を前記カバー(9)の内側から外側へ送風するファン(45)を設け、該ファン(45)をシュラウド(33)の内側に入り込ませ、該シュラウド(33)を有する枠体(39)の内側面に、該枠体(39)における上部後側の部位から下部前側の部位に延在するファン支持部材(40)を設け、該ファン支持部材(40)の中間部に設けた接続部(43)に前記ファン(45)の回転軸(46)を回転自在に支持し、前記エンジン(E)で駆動される油圧ポンプ(62)からの送油によって前記ファン(45)を駆動する油圧モータ(50)を設け、前記ファン(45)の回転軸(46)の軸心方向視において、前記油圧モータ(50)をファン(45)の回転軌跡の外側に配置し、前記ファン(45)の回転軸(46)の軸心方向視において、前記油圧ポンプ(62)をファン(45)の回転軌跡の内側に入り込ませて配置したことを特徴とするコンバインの原動部構造。
  2. 前記ラジエータ(30)の外側に、前記油圧モータ(50)に供給される作動オイルを冷却するオイルクーラ(31)を設け、前記オイルタンク(60)の上側に、前記油圧モータ(50)を正転状態と逆転状態に切替える油圧バルブ(64)を配置した請求項1記載のコンバインの原動部構造。
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