JP5252319B2 - 作業車輌の原動部構造 - Google Patents
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Description
コンバインは、穀稈の刈取、脱穀、選別、排藁処理を行う過程で、前部の刈取装置からは、立毛穀稈の切断や搬送によって藁屑や塵埃が発生し、後部からは、脱穀処理や脱穀後の排稈切断処理によって発生した藁屑、塵埃等を排出するので、コンバインの機体周囲には多量の藁屑や塵埃が巻き上げられる。この巻き上げられた藁屑等がエンジンカバーやラジエータカバーの濾過体に付着し、これらの濾過体が目詰まった場合、濾過体の外側から内側に十分な外気を吸入することができなくなり、冷却器の冷却効率が低下し、場合によってはエンジンがオーバヒートする恐れがある。
したがって、ファンの回転方向を反転させた直後の風量が小さくなり、正転状態におけるラジエータの冷却効率が低下し、逆転状態においてはラジエータカバーの濾過体に付着した藁屑、塵埃等の除去効率が低くなるために、正転状態でのラジエータの冷却効率が更に低下してエンジンがオーバヒートしやすくなる問題があった。
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。
請求項1に係る発明は、エンジン(11)の冷却水を冷却するラジエータ(21)と、該ラジエータ(21)の外側に配置した外気濾過用の濾過体(24)と、前記ラジエータ(21)の機体内側に配置した正転駆動状態と非駆動状態とに切換可能な外気吸入用のラジエータファン(26)と、前記ラジエータ(21)の機体内側に配置した逆転駆動状態と非駆動状態とに切換可能な排気用の排塵ファン(27)と、
前記ラジエータファン(26)の正転駆動状態と非駆動状態との切換および排塵ファン(27)の逆転駆動状態と非駆動状態との切換を行なう駆動状態切換手段(45)とを設け、
前記ラジエータファン(26)と排塵ファン(27)を同一軸心上に設けると共に、
前記ラジエータファン(26)よりも機体内側に排塵ファン(27)を設け、
前記排塵ファン(27)を支持する筒状回転軸(27A)内を貫通してラジエータファン(26)の回転軸(26A)を設け、排塵ファン(27)及びラジエータファン(26)をエンジン(11)の出力により駆動する構成とし、
逆転駆動状態から非駆動状態に切換られた後における排塵ファン(27)の慣性での逆転による排気風量よりも、非駆動状態から正転駆動状態に切換られた後における該ラジエータファン(26)の外気吸入風量を大に設定した作業車輌の原動部構造である。
その結果、エンジン(11)のオーバヒートを効果的に防止して作業能率を高めることができる。
また、ラジエータファン(26)よりも機体内側に排塵ファン(27)を設けたことから、ラジエータファン(26)がラジエータ(21)の内側面に接近し、ラジエータファン(26)によるラジエータ(21)の冷却を効率よく行なえ、エンジン(11)のオーバヒートを効果的に防止できる。
さらに、排塵ファン(27)を支持する筒状回転軸(27A)内を貫通してラジエータファン(26)の回転軸(26A)を設け、排塵ファン(27)及びラジエータファン(26)はエンジン(11)の出力により回転することから、ラジエータファン(26)と排塵ファン(27)を同一軸心上に配置しながら互いに異なった速度で回転させることができ、このラジエータファン(26)と排塵ファン(27)をコンパクトに配置できると共に、エンジン(11)のオーバヒートを効果的に防止できる。
図19〜図22に示すように、エンジンルーム10の後側にはコンバイン1の駆動源であるエンジン11設けられ、エンジン11の前側にはエンジン11の燃焼用の混合気を冷却するインタークーラ12、昇降用シリンダ及びミッション駆動用オイルを冷却するオイルクーラ57A,57B、エンジン11の冷却水が循環するラジエータ21が、ラジエータカバー22の内側に順に配置されている。なお、インタークーラ12はエンジン11の吸気経路であるマニホールド13に接続されており、オイルクーラ57A,57Bはオイルタンク89の供給口に接続されている。
後述するラジエータファン26の正転時に、エンジンカバー15の濾過体16を介し、コンバイン1の外側から内側に外気の吸入効率を高めるため、インタークーラ12は多孔が形成されたステー96により支持部材(図面省略)に取付けられている。インタークーラ12のステー96と同様に、オイルクーラ57A,57ABのステーも多孔が形成されたステーを用いることができる。
ラジエータファン26はラジエータ用羽根26Bとラジエータ用中心部26Cとにより構成され、ラジエータ用中心部26Cは、後述する筒状回転軸である排塵ファン27の排塵用回転軸27Aの内側を貫通するラジエータ用回転軸26Aに軸支されている。また、排塵ファン27は排塵用羽根27Bと排塵用中心部27Cとにより構成され、排塵用中心部27Cは回転軸27Aに軸支されている。
排塵ファン27の回転数はラジエータファン26の回転数に対し約2倍大きく設定されている。なお、ラジエータファン26及び排塵ファン27の回転数は、後述するプーリ31,33,62,63,64等の直径、作動ギヤのキヤ64C,64Dの直径を変更することにより任意に設定することができる。
前方フレーム87の上部外側にはラジエータファン26のラジエータ用羽根26Bの内側部分の外周及び排塵ファン27は排塵用羽根27Bの外周を囲む第2シュラウド82の下片部が取付けられ、前方フレーム87の上部内側と第2シュラウド82の上片部とには第2シュラウド82の上下方向の剛性を高めるため一定の間隔を有して一対の支持片86が取付けられている。また、支持片86の中部内側と第2シュラウド82の左片部とには
第2シュラウド82の左右方向の剛性を高めるため支持片86Aが取付けられている。
後方フレーム88の上部外側にはテンションローラ37,37Aの回転軸41,41Aを軸支する上部片90Aが取付けられ、後方フレーム88の中部内側にはギアボックス64を固定する中部片90Bが取付けられ、後方フレーム88の下部外側には車台2に後方フレーム88と取付ける下部片90Cが取付けられている。
連結パイプ93の外側部は支持片86及び支持片86Aに固定され、連結パイプ93の内側部は後方フレーム88及び上部片90Aに固定されている。
よって、ラジエータファン26、排塵ファン27、テンションローラ37,37A、ギアボックス64の保守、点検作業時には、フレーム80を車台2から取外して容易に行なうことができる。
第2シュラウド82は薄板状の鋼板により成形加工されており、八角形状の第2シュラウド82のそれぞれの対角辺の幅W2がラジエータファン26の外径Dに対し約105%に形成されている。
特に、排塵ファン27による内部から外側への送風を効率的に行なうため、排塵ファン27の排塵用羽根27Bの外周部位を覆っている。これにより、排塵ファン27の逆転時に、第2シュラウド82により区画された部位に存在する内気に排塵ファン27の逆転力が効率的に作用し区画された部位に存在する内気を効率的に外側に送風することができる。
なお、第2シュラウド82の形状は、八角形状に制限されることはなく六角形状等の多角形状、ラジエータファン26の外周に沿う円形形状にすることもでき、また、第2シュラウド82を排塵ファン27の全幅を覆うように延伸させることもできる。
第1シュラウド81の形状は、第2シュラウド82と同様にラジエータファン26の外周に沿わせて円形状あるいは多角形状に形成し、ラジエータファン26による外気の吸入の抵抗を小さくするため、第1シュラウドは薄板状の鋼板により成形加工する。
ギアボックス64は、入力側の中間軸65Aに軸支されたギヤ64Cと出力側の中間軸65Bに軸支されたギヤ64Dとが噛合い、例えば、入力側のプーリ64Aが時計方向に回転する場合、出力側のプーリ64Bは反時計方向に回転する。
なお、ギヤ64Cと中間軸65A及びギヤ64Dと中間軸65Bは一体に形成することもできる。また、排塵ファン27に換え、反対方向に傾斜した排塵羽根27Bを有する排塵ファン27を用いた場合、ギアボックス64を介在させる必要はなく部品点数を削減することができる。
なお、プーリ31に対向する位置に設けられた中間軸33Eに軸支され中間軸33Eと一体となって回転するプーリ33Dは、ラジエータミッション101の入力軸101Bに軸支され入力軸101Bと一体となって回転するプーリ101Aには、ベルト(図示省略)が掛け回されている。
一方、回転軸41Aに軸支され回転軸41Aを中心に回転するアーム42Aを時計方向に回転させ、アーム42Aの先端部に設けられたテンションローラ37Aをプーリ64Bとプーリ63にベルト掛けされたベルト73から離間させベルト73のテンションを弱め、エンジン11のクランク軸31Aの回転のプーリ63が軸支された回転軸27Aへの伝動を遮断する。
なお、電動モータ45は後述するコントローラ84により制御されており、脱穀装置4を起動する作業クラッチ(脱穀クラッチ)104または刈取装置6を起動する作業クラッチ(刈取クラッチ)115が入力されていない場合、操作者が誤って電動モータ45の駆動入力操作をしても電動モータ45は作動しない。また、ラジエータファン26の慣性による正転、排塵ファン27の慣性による逆転を強制的に停止するため、アーム42,42Aにそれぞれブレーキ板(図示省略)を設けることができる。
一方、回転軸41Aに軸支され回転軸41Aを中心に回転するアーム42Aを反時計方向に回転させ、アーム42Aの先端部に設けられたテンションローラ37Aをプーリ64Bとプーリ63にベルト掛けされたベルト73に押圧しベルト73緊張させ、エンジン11のクランク軸31Aの回転をプーリ63が軸支された回転軸27Aに伝動する。
排塵ファン27の逆転駆動/駆動停止状態の切換えを排塵ファン27が軸支された回転軸27Aのプーリ63と別の中間軸に軸支されたプーリ64Bとに軸架されているベルト73のテンションで行なうことから、排塵ファン27の逆転/停止状態の切換えを短時間で行なうことができる。
また、ラジエータファン26の正転駆動/駆動停止状態を切換えるアーム42および排塵ファン27の逆転/停止状態の切換えるアーム42Aが一つの電動モータ45により行なわれていることから、切換え構造を簡易にでき信頼性が高まる。
なお、以下のようにコンプレッサ66の作動を任意に停止する構成としても良い。コンプレッサ66を作動させる場合、回転軸41Bに軸支され回転軸41Bを中心に回転するアーム42Bを時計方向に回転させ、アーム42Bの先端部に設けられたテンションローラ37Bをプーリ33Bとプーリ67にベルト掛けされたベルト71に押圧しベルト71のテンションを強め、エンジン11のクランク軸31Aの回転をプーリ67が軸支された入力軸66Aに伝動する。
一方、コンプレッサ66を停止させる場合、テンションローラ37Bをプーリ33Bとプーリ67にベルト掛けされたベルト71から離間させベルト71のテンションを弱め、エンジン11のクランク軸31Aの回転のプーリ67が軸支された入力軸66Aへの伝動を遮断する。
ギアボックス64を小型化するために、入力側の中間軸65Aは入力側のケース60Aに内装されたベアリング70Aを介しケース60Aに回転自在に取付けられ、中間軸65Aと一体で形成したギヤ64Cの内周には、出力側ケース60Bに形成された軸60Dに軸支されたベアリング68Bが内装されている。
一方、出力側の中間軸65Bは出力側のケース60Bに内装されたベアリング70Bを介しケース60Bに回転自在に取付けられ、中間軸65Bと一体で形成したギヤ64Dの内周には、入力側ケース60Aに形成された軸60Cに軸支されたベアリング68Aが内装されている。なお、部品の共用化によってコストの低減を図るため、ギアボックス64のケース60A、60B及び中間軸65A、65B等は同一形状に形成されている。
図13〜図15に示すように、第2実施形態は正転状態と回転停止状態とに切換可能な外気吸入用のラジエータファン26の外側に逆転状態と回転停止状態とに切換可能な排塵ファン27が設けられている。
ラジエータファン26はラジエータ用羽根26Bとラジエータ用中心部26Cとにより構成され、ラジエータ用中心部26Cは、筒状回転軸であるラジエータ用回転軸26Dに軸支されている。
排塵ファン27は排塵用羽根27Bと排塵用中心部27Cとにより構成され、排塵用中心部27Cはラジエータファン26の筒状回転軸であるラジエータ用回転軸26Dの内側を貫通する回転軸27Dに軸支されている。
図15〜図17に示すように、第3実施形態は正転状態と回転停止状態とに切換可能な外気吸入用のラジエータファン26の内側に逆転状態と回転停止状態とに切換可能な排塵ファン27が設けられている。
ラジエータファン26はラジエータ用羽根26Bとラジエータ用中心部26Cとにより構成され、ラジエータ用中心部26Cは、筒状回転軸である排塵ファン27の排塵用回転軸27Aの内側を貫通するラジエータ用回転軸26Aに軸支されている。また、排塵ファン27は排塵用羽根27Eと排塵用中心部27Cとにより構成され、排塵用中心部27Cは回転軸27Aに軸支されている。
手動操作によってラジエータファン26と排塵ファン27を冷却モードから排塵モードに切替えるキャビン9内に逆転スイッチを設けてもよい。
なお、脱穀クラッチ104は扱胴106等の脱穀部のクラッチ104Aと唐箕123等の選別部のクラッチ104Bとからなり、脱穀クラッチセンサ104a,104bは脱穀クラッチ104A,104Bが接続状態となることで夫々ONするように構成し、刈取クラッチセンサ115aは刈取クラッチ115が接続状態となることでONするように構成している。
次に、刈取クラッチセンサ115aの入力状態を判断し、刈取クラッチセンサ115aがON状態である場合には、排塵モードと冷却モードを反復して実行する反復モードを開始する。一方、脱穀クラッチセンサ104a,104bと刈取クラッチセンサ115aがいずれもOFF状態である場合には、電動モータ45を正転側に駆動しラジエータファン26を正転駆動状態にし、排塵ファン27を非駆動状態にする。
なお、排塵モード及び冷却モードの設定時間は、コンバインの使用環境等により任意に設定できる。
図29に示すように、エンジン11の動力はプーリ31,プーリ103を介し作業クラッチ104、ギヤボックス105、扱胴106に伝動され扱胴106を回転させる。また、ベルト109を介しコンベア111、オプションであるスプレッタ110またはセカンドモア112に伝動される。なお、スプレッタ110とセカンドモア112とはいずれか一方を選択し使用する。
2 車台
10 エンジンルーム
11 エンジン
12 インタークーラ
14 エンジン冷却用ファン
21 ラジエータ
22 ラジエータカバー
24 濾過体
26 ラジエータファン
26A ラジエータ用回転軸
26B ラジエータ用羽根
26C ラジエータ用中心部
26D ラジエータ用回転軸(筒状回転軸)
27 排塵ファン
27A 排塵用回転軸(筒状回転軸)
27B 排塵用羽根
27C 排塵用中心部
27D 排塵用回転軸
27E 排塵用羽根
45 駆動状態切換手段(電動モータ)
57A オイルクーラ
57B オイルクーラ
62 プーリ
63 プーリ
64 ギアボックス
80 フレーム
89 オイルタンク
94 保護カバー
95 オイルレベルゲージ
96 ステー
97 保護ネット
104 作業クラッチ(脱穀クラッチ)
115 作業クラッチ(刈取クラッチ)
Claims (6)
- エンジン(11)の冷却水を冷却するラジエータ(21)と、該ラジエータ(21)の外側に配置した外気濾過用の濾過体(24)と、前記ラジエータ(21)の機体内側に配置した正転駆動状態と非駆動状態とに切換可能な外気吸入用のラジエータファン(26)と、前記ラジエータ(21)の機体内側に配置した逆転駆動状態と非駆動状態とに切換可能な排気用の排塵ファン(27)と、
前記ラジエータファン(26)の正転駆動状態と非駆動状態との切換および排塵ファン(27)の逆転駆動状態と非駆動状態との切換を行なう駆動状態切換手段(45)とを設け、
前記ラジエータファン(26)と排塵ファン(27)を同一軸心上に設けると共に、
前記ラジエータファン(26)よりも機体内側に排塵ファン(27)を設け、
前記排塵ファン(27)を支持する筒状回転軸(27A)内を貫通してラジエータファン(26)の回転軸(26A)を設け、排塵ファン(27)及びラジエータファン(26)をエンジン(11)の出力により駆動する構成とし、
逆転駆動状態から非駆動状態に切換られた後における排塵ファン(27)の慣性での逆転による排気風量よりも、非駆動状態から正転駆動状態に切換られた後における該ラジエータファン(26)の外気吸入風量を大に設定した作業車輌の原動部構造。 - 前記ラジエータファン(26)の羽根(26B)の基部を支持する中心部(26C)の直径よりも、排塵ファン(27)の羽根(27B)の基部を支持する中心部(27C)の直径を小さくした請求項1記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記ラジエータファン(26)の羽根(26B)の枚数よりも、排塵ファン(27)の羽根(27B)の枚数を少なくした請求項1又は2記載の作業車輌の原動部構造。
- 前記ラジエータファン(26)の回転速度よりも、排塵ファン(27)の回転速度を高速に設定した請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
- 作業クラッチ(104,115)が接続された後に前記駆動状態切換手段(45)が作動する構成とした請求項1〜4のいずれか1項に記載の作業車輌の原動部構造。
- 作業クラッチ(104,115)が接続された場合に、ラジエータファン(26)を正転駆動状態から非駆動状態へ切り換えると共に排塵ファン(27)を非駆動状態から逆転駆動状態へ切り換える排塵モードを第1設定時間に亘り継続し、該第1設定時間経過後に、ラジエータファン(26)を非駆動状態から正転駆動状態へ切り換えると共に排塵ファン(27)を逆転状態から非駆動状態へ切り換える冷却モードを第2設定時間に亘り継続し、以後、該排塵モードの実行と冷却モードの実行とを背反的に反復して実行するように前記駆動状態切換手段(45)を制御する構成とした請求項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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