JP5433982B2 - 多目的作業車の原動部空冷構造 - Google Patents

Description

この発明は、芝刈り機や清掃機等を装着して作業を行なう多目的作業車における原動部の空冷構造に関するものである。

多目的作業車は、走行機体の前側や機体下部或いは機体の後部に芝刈り機や清掃機等を装着して作業を行っている。例えば、特開２００５−３４３１８７号公報に記載の多目的作業車は、機体の前側に設ける昇降リンク装置に芝刈り機や清掃機等を装着し、機体の後部寄りに搭載するエンジンの吸引風冷却装置を機体後部に設けて、機体の後方から冷却風をエンジンに向けて吸引するように構成している。
特開２００５−３４３１８７号公報（図１、図２を参照）

エンジンを冷却する空気は粉塵が少ない方がフィルター等に目詰りを生じ難いために良いが、多目的作業車は機体の前後や下部に作業機を装着し、その作業機が発生する粉塵を吸引風冷却装置が吸引することがある。前記の従来の多目的作業車では、機体の前側に装着する芝刈り機が芝刈り中に発生する粉塵を冷却風として吸引する。

そこで、本発明では、エンジンを冷却する吸引風冷却装置の配置位置を工夫することによって作業中に発生する粉塵を吸引することが少ない多目的作業車の原動部空冷構造にすることを課題とする。

この発明は、上述の如き課題を解決するために、以下のような技術的手段を講じる。
即ち、請求項１記載の発明では、機体に左右の前輪８，８と左右の後輪９，９からなる走行装置１０を支持し、エンジン６を機体前後の中央後部に配置し、トランスミッション１４を機体前部に配置し、機体前部に操縦部２ｄを備えるキャビン１１を設け、作業機動力としてキャビン１１下部にＰＴＯ出力軸１３を備え、機体後部に荷台２ｔを設けて多目的作業車を構成し、
前記キャビン１１の後側に開口部８９を構成するフード９２を設け、
前記エンジン６の前側にエンジン６の周辺機器９０及びレシーバ９１を配置して設け、
このレシーバ９１及びエンジン６に送風する開口部８９をフード９２の後側に開口してキャビン１１の後側から冷却風を吸引すべく構成し、前記フード９２内にはオイルクーラ９７を配置したことを特徴とする多目的作業車の原動部空冷構造としたものである。

この構成で、多目的作業車の機体の前後や下部に装着する作業機が作業中に発生する粉塵が最も少ない空気を、レシーバ９１やオイルクーラ９７の冷却風として吸引することになる。

請求項２に記載の発明では、前記周辺機器９０をエアクリーナで構成し、前記レシーバ９１にモータＭとファンＦを有する構成とし、エアクリーナ９０とレシーバ９１の間に反射板９３を設け、
前記レシーバ９１の上側にオイルクーラ９７を設け、オイルクーラ９７の上側をフード９２で覆い、該フード９２の後側に開口した開口部８９から空気を吸入する構成としてレシーバ９１が吸引する吸引風でオイルクーラ９７を冷却する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の多目的作業車の原動部空冷構造としたものである。

反射板９３により、レシーバ９１の熱が直接周辺機器９０であるエアクリーナに行かないようになる。また、レシーバ９１が吸引する吸引風でオイルクーラ９７を冷却する。

請求項１記載の発明によると、レシーバ９１が機体の粉塵が少ない空気を冷却風として取り込むために、エアフィルターが粉塵で目詰りする頻度が少なくなりメンテナンスの周期を短く出来る。また、粉塵が最も少ない空気を、レシーバ９１やオイルクーラ９７の冷却風として使用するので、冷却効率が向上するようになる。

請求項２記載の発明では、請求項１の効果に加え、反射板９３により、レシーバ９１の熱が直接周辺機器９０であるエアクリーナに行かないので、エンジンに悪い影響を与えないようになる。特に、エアクリーナ９０から暖かい空気を吸引しないことで、馬力損失を防止できるようになる。また、レシーバ９１が吸引する吸引風でオイルクーラ９７を冷却できる。

次に、本発明の実施の形態について、具体的に構成された実施例について、図面を参照しつつ説明する。
本発明の適用対象となる多目的作業車は、図１と図２に全体図を示すように、モノコックフレームに左右の前輪８，８と左右の後輪９，９からなる走行装置１０を操舵可能に支持し、一般的なトラクタの構成と前後を逆に、すなわち、エンジン６を機体中央後部に配置し、トランスミッション１４を機体前部に配置する。その機体前部に操縦部２ｄを備えるキャビン１１を設け、後部に荷台２ｔを設け、かつ、作業機動力として機体前部のキャビン１１下部にＰＴＯ出力軸１３を備えている。

また、操縦部２ｄには、図３に示す如く、ハンドルコラム２ｃを立設してステアリングハンドルＳを設け、ハンドルコラム２ｃの左側部に前後進切換レバーＲ、ハンドルコラム２ｃの基部にはその右側位置にＨＳＴペダル５、左側位置にブレーキペダル１２等の操作手段をそれぞれ配置する。

また、ハンドルコラム２ｃには、エンジン６を始動するキースイッチ９４を設けている。このキースイッチ９４は、オン位置に回すとエンジン６が始動し、オフ位置に回すとエンジン６が停止するが、ステアリングハンドルＳの中央上面に緊急エンジン停止スイッチ９５を設けて、緊急時にこの緊急エンジン停止スイッチ９５を押すとエンジン６が停止するようにしている。

さらに、ブレーキペダル１２の近くに、後述する高速油圧クラッチ５１か低速油圧クラッチ５２のどちらか或いは両方を切にして走行装置１０への動力伝動を断って走行を停止する緊急走行停止スイッチ９６を設けている。

これらの緊急エンジン停止スイッチ９５と緊急走行停止スイッチ９６はどちらか一方を設けるだけでも良い。
機体の中央後側に搭載するエンジン６の前側にキャブレータに吸引する空気を浄化する周辺機器９０（エアクリーナ）と空気をファンで吸引する吸引風冷却装置９１（レシーバ）を配置している。ＦがファンでＭがファンＦを回転駆動するモータである。エアクリーナ９０とレシーバ９１の間に反射板９３を設けてレシーバ９１の熱がエアクリーナ９０に伝わらないようにしている。さらにレシーバ９１の上側にオイルクーラ９７を設け、オイルクーラ９７の上側をフード９２で覆い、このフード９２の後側に開口した開口部８９から空気を吸入するようにしている。レシーバ９１が吸引する吸引風がオイルクーラ９７を冷却する。

トランスミッション１４は、後に詳述するように、「ＨＳＴ」と略称する静油圧式無段変速機構１および多段ギア変速機構７を直列に内設して前後輪８，９とＰＴＯ出力軸１３に駆動力を伝動する。前後進切換レバーＲを操作してＨＳＴペダル５を踏むと、エンジン６からの動力はトランスミッション１４内の無段変速機構１で変速され、さらに、多段ギア変速機構７で変速されて、後輪９，９のみまたは、後輪９，９と前輪８，８の両方に伝達され、機体は前進または後進する。また、ブレーキペダル１２を踏むと前輪８，８と後輪９，９のディスクブレーキ（図示せず）を作動させるとともに、ＨＳＴの可変油圧ポンプのトラニオン軸を中立に戻し、ＨＳＴの定量油圧モータからの出力を停止する。また、ＨＳＴペダル５とブレーキペダル１２を同時に踏むとブレーキペダル１２が優先する。

ＰＴＯ出力軸１３には各種の作業機を接続して多目的作業を可能とする。例えば、路上清掃機を機体に装着して路上清掃を行ったり、芝刈機を装着して芝刈作業を行ったり、雪掻機を設けて除雪などの作業を行う。

次に、ミッションケース１４の内部構造を図４乃至図７で説明する。
ミッションケース１４は、図４と図５に示す如く、前ケース１５、繋ぎケース１６、中間ケース１７、後ケース１８の４つの中空ケースを連結した構成で、後ケース１８に軸支した入力軸１９にエンジン６の駆動力が入力し、この入力軸１９の回転がインプットケース２０内の増速ギア２１，２２で第一中継軸２３へ伝動し、さらに増速ギア２４，２５で増速され、この増速ギア２５に無段変速機構１の油圧入力軸３８をスプライン嵌合している構成である。

繋ぎケース１６は従来の前ケース１５と中間ケース１７を連結してミッションケース１４を長くするもので、前ケース１５と中間ケース１７及び後ケース１８を従来のミッションケースと共用化することで製作コストを低く出来る。

増速ギア２１，２２と増速ギア２４，２５を内装するインプットケース２０は、高速走行を可能にするためにエンジン６の出力回転を増速するために設けるもので、従来のトラクタのミッションケース１４内に伝動機構を収納可能にしている。このインプットケース２０は図５に示す如く、密封ケースにしてミッションケース１４の外部へ通じる給油管からオイルを給油するようにすれば、増速ギア２１，２２，２４，２５の修理の際にミッションケース１４内のオイルを抜かずにインプソトケース２０のみを取り外せるので、作業が楽になる。

無段変速機構１の内部では油圧変速により出力を大きく無段階で変速して、ＰＴＯ駆動軸２６と走行駆動軸２７の二つの軸へ出力する。
ＰＴＯ駆動軸２６にはＰＴＯギア軸２８を連結し、このＰＴＯギア軸２８のギア２９と第二中継軸３０に遊嵌したギア３１を噛み合わせ、このギア３１をＰＴＯ軸３２に装着したＰＴＯクラッチ３４のギア３３に噛み合わせている。ＰＴＯクラッチ３４はギア３３からＰＴＯ軸３２への回転伝動を断続する。

ＰＴＯ軸３２にはＰＴＯ延長軸３５を連結し、このＰＴＯ延長軸３５のギア３６をＰＴＯ出力軸１３にスプライン嵌合したクラッチギア３７に噛み合わせてＰＴＯ出力軸１３を駆動している。（図６参照）
ＰＴＯクラッチ３４の詳細を図７に示しているが、クラッチ入ではクラッチ盤８８が繋がってケーシング８６が回転して伝動するが、クラッチ切では戻しバネ８７の圧でクラッチ盤８８が離れてケーシング８６をフリーにする。この時にケーシング８６の付き回りを防ぐ為に繋ぎケース１６のボス部８１に当接する係止リング８５をケーシング８６の外周に装着している。

走行駆動軸２７には第三中継軸３９を連結し、この第三中継軸３９に固着したギア４０ヘギア４１，４２を噛み合わせて第四中継軸４３に伝動する。第四中継軸４３にはメインギア軸４４を連結している。

メインギア軸４４には、大ギア４５と中ギア４６を一体的に固着し、このメインギア軸４４の延長上にサブギア軸４７を分離して回転可能に軸支している。このサブギア軸４７には小ギア４８と大ギア７４及び走行伝動ギア７５を一体的に固着している。従って、大ギア４５と中ギア４６は同一回転をし、小ギア４８と大ギア７４は後述するクラッチギア７７からの回転を受ける。（図７参照）
大ギア４５はクラッチ軸４９に装着した高速油圧クラッチ５１のギア５０と噛み合い、中ギア４６はクラッチ軸４９に装着した低速油圧クラッチ５２のギア５３と噛み合い、メインギア軸４４の回転をクラッチ軸４９へ高速或いは低速で伝動する。

クラッチ軸４９の延長上にスプライン軸７６をスプライン嵌合し、このスプライン軸７６にクラッチギア７７をスプライン嵌合して、クラッチ軸４９の回転をクラッチギア７７に伝動している。また、クラッチ軸４９を支持する繋ぎケース１６のボス部８１にはクラッチ軸４９の油圧孔に通じる油圧用孔８２，８３，８４を設けて、高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２に作動油を送るようにしている。

クラッチギア７７には大ギア７８と小ギア７３を形成し、大ギア７８が前記サブギア軸４７の小ギア４８に噛み合って増速伝動して高速ギアクラッチ３ａを構成したり、小ギア７９がサブギア軸４７の大ギア７４に噛み合って減速伝動して低速ギアクラッチ３ｂを構成したり、大ギア７８と小ギア７３が共に游転して動力切になるようにして高低ギア変速クラッチ３を構成している。

サブギア軸４７の走行伝動ギア７５は、スプライン軸７６に遊嵌したべベルギア軸６２にスプライン嵌合した走行ギア５６に噛み合ってベベルギア軸６２を駆動している。ベベルギア軸６２のべベルギア６３が前輪８の車軸へ装着したベベルギアへ駆動力を伝動するのである。

ベベルギア軸６２は、高速油圧クラッチ５１からクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による四速か、高速油圧クラッチ５１からクラッチギア７７の小ギア７３とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による三速か、低速油圧クラッチ５２からクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による二速か、低速油圧クラッチ５２からクラッチギア７７の小ギア７３とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による一速かのどれかで回転することになる。

高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２と高低ギア変速クラッチ３を多段ギア変速機構７という。
また、ベベルギア軸６２の回転は、走行ギア５６からＰＴＯ軸３２に装着した大小ギア５９の小ギア部５７へ伝動し、さらに大ギア部５８に噛み合う後輪駆動軸６１のクラッチギア６０で適宜に後輪９へ駆動力を伝動可能にしている。

走行ギア５６は、ベベルギア軸６２に伝動すると共に大小ギア５９を介して後輪駆動軸６１へ伝動しているので、伝動構成を単純化して前後に長くなるのを防いでいる。
尚、高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２はコントローラからの制御信号によりソレノイドを介してどちらかを入に保持するのであるが、ブレーキペダル１２の踏み込みを検出するスイッチを設けて、このスイッチの踏込み信号で高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２のソレノイドへの電力を断って両クラッチ５１，５２をニュートラルにするようにしている。このニュートラルの状態でブレーキを作用することで素早く停止でき、ギア変速クラッチ３の切換えがスムースに行える。

図８は、変速レバー４を示し、変速溝６５を中央のニュートラル位置Ｎから前後位置Ｈ，Ｌに回動することで前記のギア変速クラッチ３を高速ギアクラッチ３ａが入か低速ギアクラッチ３ｂが入に変速し、この変速レバー４のグリップ６６の頭部に設ける増速ボタン６７を押すと高速油圧クラッチ５１を入動作し、減速ボタン６８を押すと低速油圧クラッチ５２を入動作する。

また、変速溝６５には変速レバー４の位置を検出するセンサ７０Ｈ，Ｌを設けて、変速レバー４が低速位置Ｌから高速位置Ｈに移動すると高速油圧クラッチ５１が入であっても切にして、低速油圧クラッチ５２が入になって三速になり、高速位置Ｈから低速位置Ｌに移動すると低速油圧クラッチ５２が入であっても切にして、高速油圧クラッチ５１が入になって二速になるようマイコン制御を行っている。なお、高速油圧クラッチ５１を入りにする場合には、ＨＳＴペダル５が３／４以上踏込まれて無段変速機構が高速であれば一旦低速にして変速ショックを低減させる。また、変速レバー４が低速位置Ｌで滅速ボタン７３を押すと一速になり、変速レバー４が高速位置Ｈで増速ボタン７２を押すと四速になる構成である。

図９は、マイクロコンピュータ１００の制御ブロック図である。
マイクロコンピュータ１００へ入力されるデータ信号は、ＨＳＴペダル５の踏込み角度であり、この踏み込み角度はＨＳＴペダルセンサ１０３で検出されてマイクロコンピュータ１００へ入力される。また、トラニオンセンサ（Ａ，Ｂ）１０４からＨＳＴ１のトラニオン軸の回動角度が入力され、リニアレバーセンサ１０５から前後進切換レバーＲの前後進切換信号が入力され、増減速スイッチ１０７から増減速設定信号が入力される。定速走行を行なうクルーズコントロールメモリスイッチ１０８から走行速度設定信号が入力され、ブレーキペダルセンサ１０９からブレーキペダル１２の踏込み信号が入力され、車速センサ１１０から走行速度信号が入力され、ＨＳＴ回転軸センサ１１１からＨＳＴ１で変速された走行駆動軸２７の回転数が入力される。駐車ブレーキセンサ１０１からブレーキのオン信号が入力され、外気温度センサ１０２から外気温度が入力される。

マイクロコンピュータ１００から出力される制御信号は、トラニオン前進モータ１１２とトラニオン後進モータ１１３への駆動信号と、警報ブザー１１４への鳴動信号と、警報表示パネル１１５への表示信号と、低速油圧クラッチ５２を作動する低速クラッチソレノイド１１６への一速と二速への切換信号と、高速油圧クラッチ５１を作動する高速クラッチソレノイド１１７への三速と四速への切換信号等である。

マイクロコンピュータ１００による制御は、例えば、駐車ブレーキセンサ１０１からオン信号が入力中にＨＳＴペダルセンサ１０３から踏込み信号が入力されれば、警報ブザー１１４を鳴らせるようにして、駐車ブレーキをしたままでの走行に注意を促がす構成としている。また、駐車ブレーキセンサ１０１からオン信号が入力中に車速センサ１１０から走行信号が出ると、警報ブザー１１４を鳴らして不測の走行を防ぐ構成としている。

図１０は、外気温度によるクラッチ制御のフローチャートで、外気温度が氷点下の時に一速と二速の切換えを行うと、クラッチの作動速度を速くして、低温によるクラッチ作動オイルの高粘度化によってクラッチ切換速度が低下しようとするのを防ぐ構成である。クラッチの作動速度を速くする手段は、クラッチソレノイドの作動電流値を高くしてクラッチの作動速度を速くしたり、クラッチ作動油圧を高くしてクラッチ接触圧を高めて滑り難くしたりする。これにより、適正なタイミングでクラッチが接続されるようになる。

図１１は、ＨＳＴ１を変速するトラニオン軸の変速位置を検出するトラニオンセンサ１０４を二個（Ａ，Ｂ）設けた場合のセンサ異常を検出する制御で、走行を停止するように指令してもトラニオンセンサ１０４（Ａ，Ｂ）のどちらかが中立位置を検出しない場合には、警報表示パネル１１５に中立調整が必要なことを表示して警告する構成である。これにより、異常な走行を防止できるようになる。

本実施例の多目的作業車の全体側面図である。 本実施例の多目的作業車の全体平面図である。 本実施例の多目的作業車の一部斜視図である。 ミッションケースの全体断面図である。 ミッションケースの部分拡大断面図である。 ミッションケースの部分拡大断面図である。 ミッションケースの部分拡大断面図である。 一部の拡大斜視図である。 制御のブロック図である。 制御のフローチャート図である。 制御のフローチャート図である。

２ｄ 操縦部
２ｔ 荷台
６ エンジン
８ 前輪
９ 後輪
１０ 走行装置
１１ キャビン
１３ ＰＴＯ出力軸
１４ トランスミッション
８９ 開口部
９０ 周辺機器（エアクリーナ）
９１ 吸引風冷却装置(レシーバ)
９２ フード
９３ 反射板
９７ オイルクーラ
Ｍ モータ
Ｆ ファン

Claims (2)

1. 機体に左右の前輪（８，８）と左右の後輪（９，９）からなる走行装置（１０）を支持し、エンジン（６）を機体前後の中央後部に配置し、トランスミッション（１４）を機体前部に配置し、機体前部に操縦部（２ｄ）を備えるキャビン（１１）を設け、作業機動力としてキャビン（１１）下部にＰＴＯ出力軸（１３）を備え、機体後部に荷台（２ｔ）を設けて多目的作業車を構成し、
   前記キャビン（１１）の後側に開口部（８９）を構成するフード（９２）を設け、
   前記エンジン（６）の前側にエンジン（６）の周辺機器（９０）及びレシーバ（９１）を配置して設け、
   このレシーバ（９１）及びエンジン（６）に送風する開口部（８９）をフード（９２）の後側に開口してキャビン（１１）の後側から冷却風を吸引すべく構成し、前記フード（９２）内にはオイルクーラ（９７）を配置したことを特徴とする多目的作業車の原動部空冷構造。
2. 前記周辺機器（９０）をエアクリーナで構成し、前記レシーバ（９１）にモータ（Ｍ）とファン（Ｆ）を有する構成とし、エアクリーナ（９０）とレシーバ（９１）の間に反射板（９３）を設け、
   前記レシーバ（９１）の上側にオイルクーラ（９７）を設け、オイルクーラ（９７）の上側をフード（９２）で覆い、該フード（９２）の後側に開口した開口部（８９）から空気を吸入する構成としてレシーバ（９１）が吸引する吸引風でオイルクーラ（９７）を冷却する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の多目的作業車の原動部空冷構造。

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