JP7129951B2 - 作業機 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの駆動力によって作業を行う作業機に関する。
上記のように構成された作業機として特許文献1には、エンジンをエンジンカバーで覆い、このエンジンカバーの上面に運転席を備え、エンジンカバーの外端側にラジエータと冷却ファンとを配置し、エンジンカバー内部のエンジンルームに排気処理装置を配置したコンバインが示されている。
このように構成された作業装置では、冷却ファンから送風路に流れる送風によって排気処理装置の冷却を可能にしている。
特開2017-99297号公報
作物を収穫する作業機では、ディーゼルエンジンが多く用いられ、排気ガスに含まれる粒子状物質を低減する排気処理装置を備えるものも多い。この種の作業機では、収穫に伴い発生した葉や茎の細片が多く飛散する環境で収穫を行うこともあり、例えば、葉や茎の細片を含む飛散物が排気処理装置に付着した場合には、飛散物が高温となり、飛散物が発火することも想像できた。
このような観点から、排気処理装置は冷却風によって積極的に冷却されることが望ましく、葉や茎の細片を含む飛散物の付着が抑制されることもが望ましい。このような課題に対しエンジンルームの容積の拡大が考えられるものの、収穫作業を行う作業機では機体全体の大型化を抑制する観点からエンジンルームの容積の拡大に限界がある。また、排気処理装置の冷却を積極的に行い、飛散物の付着を抑制する観点からエンジンルームでの冷却風の流れを円滑にすることが望まれるものの、作業機では、エンジンルームから冷却風が排出される部位に作業に必要な機器が配置されることも多く改善の余地があった。
このような理由から、エンジンルームを拡大することなく、排気処理装置を良好に冷却することが可能な作業機が求められる。
本発明に係る作業機の特徴構成は、エンジンと、前記エンジンを冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンによって一方の端部側から内部に冷却風が供給され、内部に前記エンジンが配置されるエンジンルームと、前記エンジンルームにおいて前記エンジンの上側に配置され前記エンジンの排気ガスを浄化する排気処理装置と、機体前部の収穫部で収穫した収穫物を上方後方に搬送する搬送装置と、が備えられ、前記エンジン及び前記排気処理装置は、前記搬送装置の後部の下方に配置され、前記エンジンルームのうち、前記冷却ファンと反対側となる他方の端部側に冷却風を排出する排出口が形成され、前記排出口のうちの上側に、前記排出口から離間する位置ほど突出端が下方に向かう姿勢で、前記排出口から排出される冷却風を案内するガイド板が設けられ、前記ガイド板は、前記排気処理装置よりも高い位置で前記搬送装置のケースに支持されている点にある。
この特徴構成によると、冷却ファンによってエンジンルームに吸引された冷却風は、エンジンの外面と、排気処理装置の外面とに接触した後に排出口から排出される。このように排出された冷却風は、排出口に設けられたガイド板に接触することで下方に案内され、外部に排出される。このようにガイド板を備えることにより、排出口より外方にミッションケースの外壁等が配置されても、この外壁等に冷却風の流れが妨げられることなく、冷却風を下方に送り出し、エンジンルーム内において排気処理装置の外面に接触する冷却風の流速を低下させることがない。
従って、エンジンルームを拡大することなく、排気処理装置を良好に冷却することが可能な作業機が構成された。特に、この構成では、例えば、収穫に伴い切断された微細な葉や茎等の飛散物が排気処理装置の外面に付着する現象も抑制する。
上記構成に加えた構成として、前記排出口が上下に並ぶ状態で複数設けられ、前記ガイド板が、前記排出口毎に設けられても良い。
これによると、上下に並ぶ複数の排出口の各々から排出された冷却風を、排出口毎に設けたガイド板によって冷却風を下方に案内するため、複数の排出口から排出される冷却風の流速を低下させることなく送り出すことが可能となる。
上記構成に加えた構成として、前記ガイド板の下方に前記排気処理装置の一部が入り込んでも良い。
これによると、平面視においてガイド板と排気処理装置とが重なり合う位置関係となるため、ガイド板でガイドされる冷却風を排気処理装置の外周の近傍に流すことにより、排気処理装置の効率的な冷却を可能にする。また、このように重なり合う位置換気になるため、冷却風が流れる方向での機体の小型化も可能となる。
本発明に係る作業機としては、エンジンと、前記エンジンを冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンによって一方の端部側から内部に冷却風が供給され、内部に前記エンジンが配置されるエンジンルームと、前記エンジンルームにおいて前記エンジンの上側に配置され前記エンジンの排気ガスを浄化する排気処理装置と、前記エンジンルームのうち、前記冷却ファンと反対側となる他方の端部側に冷却風を排出する排出口が形成され、前記排出口のうちの上側に、前記排出口から離間する位置ほど突出端が下方に向かう姿勢で、前記排出口から排出される冷却風を案内するガイド板が設けられ、機体前部の収穫部で収穫した収穫物を上方後方に搬送する搬送装置が備えられ、前記エンジンは、前記搬送装置の後部の下方に配置され、前記搬送装置の後部の下面に対し、前記搬送装置で搬送される収穫物に選別風を供給する送風部が備えられ、前記送風部の下方で、前記エンジンより上方に前記排気処理装置が配置され、前記送風部に駆動力を伝える無端回動帯を収容する駆動ケースが、前記エンジンルームの前記排出口より外側の位置に配置され、前記駆動ケースの縦壁が前記排出口に対向しており、前記ガイド板が、前記縦壁と前記排出口との間に配置され、前記ガイド板と、前記縦壁との間に間隙が形成されても良い。
これによると、例えば、エンジンルームの排出口の外側に近接する位置に伝動ケースが配置されても、伝動ケースの縦壁と排出口との間にガイド板を備えているので、ガイド板で下方に案内された冷却風は、伝動ケースの縦壁の下端から外方に排出できる。また、縦壁の内面に沿って下側に流れる冷却風は、縦壁とガイド板との間隙を通過することが可能となり、ガイド板によって流れが抑制されることがない。
上記構成に加えた構成として、前記ガイド板に、前記無端回動帯が通過する切欠部が形成されても良い。
これによると、伝動ケースの内部に配置される無端回動帯が配置される空間の一部に、ガイド部材の一部が入り込む位置関係となるため、ガイド部材の小型化を招くことがなく、大きい面で冷却風を案内できる。
トウモロコシ収穫機の側面図である。 トウモロコシ収穫機の平面図である。 エンジンルームを示す断面図である。 搬送装置と駆動ケースとの配置を示す側面図である。 駆動ケースとガイド板とを示す斜視図である。 図5のVI-VI線断面図である。 図5のVII-VII線断面図である。 ガイド板と排気処理装置との位置関係を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には作業機としてのトウモロコシ収穫機Aの側面を示し、図2にはトウモロコシ収穫機Aの平面を示し、これらの図に示す矢印Fを「前」とし、矢印Bを「後」とし、矢印Lを「左」とし、矢印Rを「右」としており、以下の説明で前後方向、左右方向は、これに準ずる。
〔全体構成〕
図1、図2に示すように、トウモロコシ収穫機Aは、左右一対の前車輪1と、左右一対の後車輪2とで走行可能な機体3にエンジン4を備え、機体3の前端に運転部5を配置し、機体3の前端に収穫部6を支持している。機体3に収穫部6で収穫したトウモロコシ房状体を機体3の後方上方に搬送する搬送装置7を備え、機体3の中央に搬送装置7で搬送されたトウモロコシ房状体から包葉を取り除く包葉除去部8を備え、機体3の後端部に貯留タンク9を備えている。更に、機体3の下部で前車輪1と後車輪2との中間にチョッパー型の残稈処理部10を備えている。尚、エンジン4はディーゼルエンジンが用いられている。
搬送装置7は、直線状で断面形状が矩形となる筒状ケースの内部にコンベアを備えた構造であり、搬送装置7の後端部に選別風を供給する送風部11が搬送装置7の後部の下面に備えられている。更に、選別風で吹き飛ばされた葉や茎の細片を排出するダクト12が搬送装置7の終端部から側方に亘る領域に備えられている。
このトウモロコシ収穫機Aで収穫作業を行う際には、植立する茎部から収穫部6がトウモロコシ房状体を引き外すように分離して収穫し、収穫されたトウモロコシ房状体を搬送装置7で包葉除去部8に供給する。包葉除去部8では、トウモロコシ房状体の包葉が除去され貯留タンク9に回収される。
収穫作業時には葉や茎の細片が発生し、これらはトウモロコシ房状体に混入した状態で搬送装置7によって搬送される。このように搬送される葉や茎の細片を吹き飛ばすため、送風部11が搬送装置7の後端部に備えられ、吹き飛ばされた葉や茎の細片がダクト12で外部に排出される。また、収穫作業時には、圃場に残された茎部が、残稈処理部10で細断され、地面に拡散される。
〔エンジンルーム〕
図1~図4に示すように、エンジン4は、クランクシャフトを機体3の左右方向に沿う姿勢でエンジンルームSに収容されている。エンジンルームSは機体3の右側の外端側から、機体3中央近くに亘る領域に形成され、エンジンルームSのうち、機体3の中央近くの内端における開口部分が冷却風の排出口Seとなる。尚、この排出口Seは、図3、図8に示すように上下に並ぶ状態で2つ形成されている。また、機体3は前後方向に沿う姿勢の機体フレームと、左右方向に沿う機体フレームとを、平面視で格子状に連結して構成され、このフレームの隙間部をエンジンルームSの空気の一部が流通できる。
エンジンルームSは、前壁15と、後壁16と、上壁17とで取り囲まれる空間として構成されている。図3、図4に示すように、搬送装置7の後部がエンジンルームSの内端側の上方に配置されている。
また、搬送装置7の一部と、搬送装置7の後部の下面に備えられた送風部11とが、エンジンルームSに入り込む位置に配置されている。つまり、搬送装置7と干渉しないように、前壁15と、後壁16と、上壁17との一部が切り欠かれている。
図1~図3に示すように、エンジンルームSを形成する前壁15と後壁16と上壁17との右外端部に防塵ケース18を備えている。図3に示すように防塵ケース18のうち機体3の内側に(図3で左側)ラジエータ19を備え、ラジエータの19より機体内側にシュラウド20と、冷却ファン21とを備えている。防塵ケース18の外面には防塵ネット18aが張設されている。冷却ファン21は油圧モータ21Mによって駆動される。
図3、図4に示すように、排気処理装置25は全体的に円柱状であり、軸芯方向を機体3の前後方向に設定した姿勢で、冷却風が流れる方向でエンジン4より下流側に配置されている。また、排気処理装置25は、送風部11の送風部ケース11aより下方で、エンジン4より上方に配置されている。このように配置される排気処理装置25の位置は、エンジン4の上端部より高い位置であるため、冷却ファン21からの冷却風を直接的にさせることが可能となる。しかも、排気処理装置25の上方の近傍に送風部ケース11aが配置される位置関係となるため、冷却風が送風部ケース11aの下面に案内される形態で排気処理装置25に導かれ、その結果、排気処理装置25の冷却効率を高めている。
つまり、冷却ファン21が駆動回転されることにより防塵ケース18を介して吸引された外気は、冷却風としてラジエータ19に供給され、エンジン4の冷却水の放熱が可能となる。また、ラジエータ19を通過した冷却風はエンジン4と排気処理装置25の外面に接触して冷却を行うと共に、排出口Seから外部に排出される。この排出口Seからの冷却風の排出を促進するために図3~図5に示すガイド板40を備えている。このガイド板40については後述する。
排気処理装置25は、排気ガスに含まれる粒子状物質を低減するDPF(Diesel particulate filter )として機能するものである。尚、排気処理装置25はDPFに限るものでなく、SCR(Selective catalytic reduction)やDOC(Diesel Oxidation Catalyst)等を用いることが可能であり、これらを組み合わせて用いることが可能である。
排気処理装置25は、図3に示すように、エンジン4から排気ガスが上流側排気管26を介して供給される。また、排気処理装置25で処理された排気ガスが下流側排気管27を介して排気ガスが外部に排出される。
特に、下流側排気管27は、第1管27aと第2管27bと第3管27cとの3つの管で構成され、第1管27aの終端と第2管27bの先端との間、及び、第2管27bの終端と第3管27cの先端とにエジェクタ部Eを備えている。尚、下流側排気管27は、第3管27cの終端部分を除いてエンジンルームSに収容されている。
エジェクタ部Eは、第2管27bの先端、及び、第3管27cの先端を、排気ガスが流れる方向での上流側ほど大径となる拡大径部27xが形成され、第1管27aの終端、及び、第2管27bの終端が、排気ガスが流れる方向での下流側ほど小径となる縮径部27yを形成している。つまり、第1管27aの終端と第2管27bの終端とを小径化しない構成では管路全体の大径化を招くものであるが、このように縮径部27yを形成することにより、下流側排気管27の全体の大径化を抑制している。
図1、図2に示すように、エンジンルームSの外部にプレクリーナ28と、このプレクリーナ28に連通する支柱状の外部吸気管29と、この外部吸気管29の下端に連通する主エアクリーナ30とを備えており、この主エアクリーナ30とエンジン4とを結ぶ内部吸気管31を前壁15に挿通する位置に備えおり、この内部吸気管31から外気がエンジン4に供給される。
〔送風部とガイド体〕
送風部11は、図3に示すように、送風部ケース11aの内部に横向き姿勢の送風駆動軸11bと一体回転する唐箕11cを備えている。送風部ケース11aを、エンジンルームSの上壁17の内端側に形成された空間に嵌め込む形態で配置することにより、送風部ケース11aが、エンジンルームS上部を覆う位置に配置されている。また、前述した排気処理装置25は、送風部11の送風部ケース11aの下側に配置されている。
搬送装置7は、内部のコンベアを駆動する搬送駆動軸(図示せず)を後端の左側面に露出させている。図3に示すように、搬送装置7の後端の左側面には駆動部カバー33を備えており、駆動部カバー33の下側に駆動ケース34を備えている。また、駆動ケース34の前側に搬送装置7に連結するように側面視で三角形の補助駆動ケース34aを備えている。
図3に示すように、送風駆動軸11bの端部に送風プーリ11pを備え、この送風プーリ11pとエンジン4の駆動力で駆動回転する出力プーリ(図示せず)とに亘って無端回動帯としての駆動ベルト35が巻回している。この駆動ベルト35の一部が駆動ケース34に収容されている。図面には示していないが、駆動ベルト35からの駆動力を搬送駆動軸(図示せず)に伝える伝動系を駆動部カバー33で覆われる位置に備えている。
図3~図8に示すように、駆動ケース34は、平坦な縦壁34Wを有すると共に、縦壁34Wの前後両端から機体右側に突出する屈曲部34Tが形成されている。尚、図5、図7には、補助駆動ケース34aについても、縦壁34Wと、屈曲部34Tとの符号を付している。
図4に示すように、側面視において、駆動ケース34と補助駆動ケース34aとの下端が、排気処理装置25と重複するように、駆動ケース34と補助駆動ケース34aとの下端位置を設定している。これにより、排出口Seから排出される冷却風を、駆動ケース34と補助駆動ケース34aとの下端位置から外部に排出できる。
この構成では、駆動ケース34と補助駆動ケース34aとの縦壁34Wが、冷却風を遮る位置に配置されているため、エンジンルームSから冷却風を円滑に排出するため。排出口Seから排出された冷却風を下側に案内する一対のガイド板40を縦壁34Wの内面(エンジンルームSに向かう面)に備えている。
このトウモロコシ収穫機Aでは、図3、図8に示すように上下に並ぶ状態で2つの排出口Seを設けた構造となっており、ガイド板40が、上下の排出口Seの各々に設けられている。
図5、図7に示すように、一対のガイド板40のうち、下側のガイド板40には、主ブラケット41が一体的に形成され、この主ブラケット41の端部を折曲げて形成した固定片41aを搬送装置7のケースの下面に連結している。また、図5、図6に示すように、主一対のガイド板40のうち、上側のガイド板40には、副ブラケット42が一体形成され、この副ブラケット42を搬送装置7のケースの側面に連結している。
図3、図8に示すように、下側のガイド板40の下方に、排気処理装置25の一部が入り込むように位置関係が設定されている。これにより、ガイド板40で案内される冷却風を排気処理装置25の外周に沿って流し、排気処理装置25の効率的な冷却を実現している。また、この構成では機体3の左右方向でのエンジンルームSの小型化にも繋がる。
このように搬送装置7に支持されることにより、夫々のガイド板40は、下側ほど排出口Seから外方に向かう斜め姿勢(前後方向視で斜め姿勢)に設定され、排出口Seから排出される冷却風を下方に案内できる。尚、ガイド板40を、駆動ケース34の内面に支持するように構成しても良い。
下側のガイド板40が冷却風を受ける面積が、上側のガイド板40が冷却風を受ける面積より大きく設定されている。更に、図8に示すように、一対のガイド板40は上下方向で所定の間隔Mだけ離間する位置関係で配置されている。また、図6~図8に示すように、一対のガイド板40の夫々の突出端と、駆動ケース34の縦壁34Wの内面(エンジンルームSに向かう面)との間に間隙Gが形成されている。このように間隙Gが形成されることにより、縦壁34Wの内面に沿って下側に向かう冷却風の流れを抑制しないように構成されている。
前述したように、駆動ケース34の内部には駆動ベルト35が配置され、この駆動ベルト35と下側のガイド板40との干渉を避けるため、図7に示すように下側のガイド板40には駆動ベルト35が通過する切欠部40aが形成されている。また、図5に示すように駆動ベルト35が案内する案内体43が縦壁34Wの内面に取付られている。
〔実施形態の作用効果〕
この構成から、冷却ファン21によって外部からエンジンルームSに吸引された冷却風は、エンジン4の外面と、排気処理装置25の外面とに接触して冷却を行った後に、エンジンルームSの排出口Seから駆動ケース34の方向に排出される。このように排出された冷却風は、一対のガイド板40に接触することで下方に案内され、駆動ケース34の下端から外部に排出される。これにより、エンジンルームSに流れる冷却風の流速を低下させることがなく、エンジン4と排気処理装置25とに対する冷却効果の低下がない。
エンジンルームSの高い位置に冷却ファン21を配置し、冷却ファン21から供給される冷却風を排気処理装置25に直接的に接触させることが可能となり、良好な冷却が可能となる。
2つのガイド板40を上下で所定の間隔Mで配置することにより、冷却風の案内の効率を高め、エンジンルームSの内部での冷却風の流速を高く維持し、例えば、上側のガイド板40で下方に案内された冷却風が下側のガイド板40に接触することで気流を乱す不都合を抑制できる。また、ガイド板40と駆動ケース34の縦壁34Wの内面との間に間隙Gが形成されているため、冷却風が縦壁34Wの内面に沿って下方に流れる際には、間隙Gを冷却風が通過することになり、ガイド板40が冷却風の流れを遮ることはない。
エンジンルームSのうち、機体3の中央近くの内端部分の上側に搬送装置7に嵌め込まれているため、搬送装置7の一部や、搬送装置7の下面に備えた送風部11のケース部分の一部をエンジンルームSの内壁として形成することが可能となり、例えば、エンジンルームSの前壁15や上壁17等として用いる板材の小型化が可能となる。
下側のガイド板40の下側に、排気処理装置25の一部が重複するように配置することにより、ガイド板40で案内される冷却風を排気処理装置25の外周に沿って流し、排気処理装置25の冷却を効率的に行える。また、排気処理装置25が送風部ケース11aの下側に配置する構成のため、送風部ケース11aをエンジンルームSの上部を覆うケースとして用いることが可能となる。
更に、下側のガイド板40に切欠部40aを形成しているので、駆動ケース34の内部に配置される駆動ベルト35を避ける位置にガイド板40を配置する必要が無い。また、駆動ケース34に案内体43を形成しているので、駆動ベルト35が振動した場合に案内体43が振動を規制することも可能となる。
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
(a)本発明では、エンジンルームSの排出口Seの外側に駆動ケース34が配置された作業機に限るものではなく、例えば、ミッションケースや脱穀装置、あるいは、グレンタンクが配置された作業機において、この排出口Seから排出された冷却風を下方に案内するためにガイド板40を備えることが可能である。
(b)排出口Seは単一であって良く、3つ以上形成されても良い。従って、ガイド板40は1つ、あるいは、3つ以上備えても良い。また、1つの排出口Seに対して複数のガイド板40を備えることも可能であり、ガイド板40の形状や大きさは任意に設定して良い。
(c)エンジンルームSを形成するための部材として搬送装置7や送風部11を用いずに、単純な壁体を用いても良い。
(d)エンジンルームSに冷却風を供給するために専用の冷却ファン21を用いることや、この冷却ファン21と、ラジエータ19を冷却する冷却ファン21と組み合わせて用いても良い。
本発明は、エンジンの駆動力によって作業を行う作業機に利用できる。
4 エンジン
6 収穫部
7 搬送装置
11 送風部
11a 送風部ケース
21 冷却ファン
25 排気処理装置
34 駆動ケース
34W 縦壁
35 駆動ベルト(無端回動帯)
40 ガイド板
40a 切欠部
G 間隙
S エンジンルーム
Se 排出口

Claims (5)

  1. エンジンと、
    前記エンジンを冷却する冷却ファンと、
    前記冷却ファンによって一方の端部側から内部に冷却風が供給され、内部に前記エンジンが配置されるエンジンルームと、
    前記エンジンルームにおいて前記エンジンの上側に配置され前記エンジンの排気ガスを浄化する排気処理装置と、
    機体前部の収穫部で収穫した収穫物を上方後方に搬送する搬送装置と、が備えられ、
    前記エンジン及び前記排気処理装置は、前記搬送装置の後部の下方に配置され、
    前記エンジンルームのうち、前記冷却ファンと反対側となる他方の端部側に冷却風を排出する排出口が形成され、
    前記排出口のうちの上側に、前記排出口から離間する位置ほど突出端が下方に向かう姿勢で、前記排出口から排出される冷却風を案内するガイド板が設けられ、
    前記ガイド板は、前記排気処理装置よりも高い位置で前記搬送装置のケースに支持されている作業機。
  2. 前記排出口が上下に並ぶ状態で複数設けられ、前記ガイド板が、前記排出口毎に設けられている請求項1に記載の作業機。
  3. 前記ガイド板の下方に前記排気処理装置の一部が入り込んでいる請求項1又は2に記載の作業機。
  4. エンジンと、
    前記エンジンを冷却する冷却ファンと、
    前記冷却ファンによって一方の端部側から内部に冷却風が供給され、内部に前記エンジンが配置されるエンジンルームと、
    前記エンジンルームにおいて前記エンジンの上側に配置され前記エンジンの排気ガスを浄化する排気処理装置と、
    前記エンジンルームのうち、前記冷却ファンと反対側となる他方の端部側に冷却風を排出する排出口が形成され、
    前記排出口のうちの上側に、前記排出口から離間する位置ほど突出端が下方に向かう姿勢で、前記排出口から排出される冷却風を案内するガイド板が設けられ、
    機体前部の収穫部で収穫した収穫物を上方後方に搬送する搬送装置が備えられ、
    前記エンジンは、前記搬送装置の後部の下方に配置され、
    前記搬送装置の後部の下面に対し、前記搬送装置で搬送される収穫物に選別風を供給する送風部が備えられ、
    前記送風部の下方で、前記エンジンより上方に前記排気処理装置が配置され、
    前記送風部に駆動力を伝える無端回動帯を収容する駆動ケースが、前記エンジンルームの前記排出口より外側の位置に配置され、
    前記駆動ケースの縦壁が前記排出口に対向しており、
    前記ガイド板が、前記縦壁と前記排出口との間に配置され、前記ガイド板と、前記縦壁との間に間隙が形成されている作業機。
  5. 前記ガイド板に、前記無端回動帯が通過する切欠部が形成されている請求項4に記載の作業機。
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