JP2018033336A - 作業車両の原動部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン冷却用のファンと除塵用のファンを一つのファンに置換えて、冷却と除塵作用をシンプルな構成でファンを正逆転駆動させる構成を提供する。
【解決手段】エンジン１１の外側にラジエーター１３を設け、ラジエーター１３とエンジン１１との間にファン１２を設け、ファン１２の駆動回転方向を正転方向と逆転方向に切換える伝動機構Ｋを設け、伝動機構Ｋには、エンジン１１の回転が入力される入力軸２３を軸装したギヤボックス２２を備え、ギヤボックス２２内において、入力軸２３に固定した逆転用の第一平歯車３０と、ファン１２に逆回転を出力する逆転軸３２に固定した第二平歯車３１とを噛み合わせ、入力軸２３と逆転軸３２とを軸装したギヤボックス２２を、車体の側面視で傾斜させて配置すると共に、ファン１２の外周に設けたシュラウドの開口部の外側に入力軸２３と逆転軸３２とを配置させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、コンバイン等の作業車両の原動部構造に係るものである。

従来、エンジン冷却用のファンと、ラジエターカバーの防塵ネットの付着物を除去する除塵用のファンを設け、この二つのファンを正回転と逆回転とに切り替えて、エンジンの冷却と防塵ネットの塵埃を除去する構成は、公知である（特許文献１）。

特許５６４１１６０号公報

前記公知例は、エンジン冷却用のファンと、除塵用のファンを必要とするので、構成が複雑になるという課題がある。
本願は、ファンの伝動機構を工夫し、エンジンの回転により一つのファンを正逆回転駆動できるものとし、構成の簡素化を図るものである。

請求項１記載の発明は、エンジン１１の外側にラジエーター１３を設け、該ラジエーター１３の外側には防塵用の濾過体１５を設け、前記ラジエーター１３と前記エンジン１１との間にファン１２を設け、該ファン１２の駆動回転方向を正転方向と逆転方向に切換える伝動機構Ｋを設け、該伝動機構Ｋには、前記エンジン１１の回転が入力される入力軸２３を軸装したギヤボックス２２を備え、該ギヤボックス２２内において、前記入力軸２３に固定した逆転用の第一平歯車３０と、前記ファン１２に逆回転を出力する逆転軸３２に固定した第二平歯車３１とを噛み合わせ、前記入力軸２３と逆転軸３２とを軸装したギヤボックス２２を、車体の側面視で傾斜させて配置すると共に、前記ファン１２の外周に設けたシュラウド１６の開口部３８の外側に前記入力軸２３と逆転軸３２とを配置した作業車両の原動部構造としたものである。
請求項２記載の発明は、前記伝動機構Ｋは、入力軸２３に設けた第一出力プーリー２６とファン１２の回転軸２７に設けた第一入力プーリー２８との間に第一伝動ベルト２９を掛け回して正転伝動経路Ｓを構成し、前記逆転軸３２に設けた第二出力プーリー３３とファン１２の回転軸２７に設けた第二入力プーリー３４との間に第二伝動ベルト３５を掛け回して逆転伝動経路Ｇを構成し、前記第一伝動ベルト２９に、前記正転伝動経路Ｓにおける動力伝達を接続および遮断する第一テンションプーリー４０を設け、前記第二伝動ベルト３５に逆転伝動経路Ｇにおける動力伝達を接続および遮断する第二テンションプーリー４１を設け、動力伝達遮断状態の第一テンションプーリー４０および第二テンションプーリー４１の回転軸心が前記開口部３８の外側に位置する構成とした請求項１記載の作業車両の原動部構造としたものである。
請求項３記載の発明は、前記第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１による動力伝達の接続および遮断を、単一のモーター５０により行う構成とし、該モーター５０は前記開口部３８の外側に位置する構成とした請求項１または請求項２記載の作業車両の原動部構造としたものである。

請求項１に記載の発明では、シンプルな構成でファン１２を正逆転駆動させることができると共に、各部材をファン１２の送風への干渉を減少させるように配置でき、エンジン１１の冷却効果を高め、エンジン出力の低下を防止することができる。
請求項２に記載の発明では、上記請求項１記載の発明の効果に加え、動力伝達遮断状態の第一テンションプーリー４０および第二テンションプーリー４１がシュラウド１６の開口部３８の外側に位置するので、各部材をファン１２による送風の妨げになりにくいように配置でき、エンジン１１の冷却効果を高め、エンジン出力の低下を防止することができる。
請求項３に記載の発明では、上記請求項１または請求項２記載の発明の効果に加え、ファン１２の正逆転を切り換えるモーター５０をファン１２による送風の妨げになりにくいように配置でき、エンジン１１の冷却効果を高め、エンジン出力の低下を防止することができる。

コンバインの側面図。 ラジエーターカバーの側面図。 エンジン周辺の正面図。 伝動機構の概略図。 ファン付近の拡大平面図。 伝動機構の一部側面図。 ギヤボックスの正面図。 同側面図。 ファン付近の側面図 ギヤボックスの底面図。

本発明の作業車両をコンバインの例にて図面により説明すると、１はコンバインの機体フレーム、２は走行装置、３は走行装置２の上方の一側に設けた脱穀装置、４は刈取装置、５は脱穀装置４の側方に設けたグレンタンク、６は操縦部である（図１）。
前記走行装置２等のコンバインの各部は、運転座席８の下方付近に設けたエンジン１１により駆動し、エンジン１１の外側（走行方向右側）にはファン１２を設け、ファン１２の外側にラジエーター１３を設け、ラジエーター１３の外側にはラジエターカバー１４を設ける。ラジエターカバー１４に設けた開口部には濾過体１５を設ける（図４）。１６はファン１２を包囲するシュラウドである。
ファン１２は、伝動機構Ｋにより、正逆駆動回転自在に構成する。

前記伝動機構Ｋは、前記ファン１２を機体外部から機体内部方向へ送風するべく正回転駆動する冷却状態と、前記ファン１２を機体内部から機体外部方向へ送風するべく逆回転駆動する除塵状態とに切替自在に構成する。
即ち、伝動機構Ｋは、通常作業時でファン１２を、機体外部から機体内部方向へ送風する正回転させ、所定の場合に、伝動機構Ｋから逆回転を伝達して機体内部から機体外部方向へ送風する逆回転させ、ラジエターカバー１４の濾過体１５の表側に付着している藁屑や塵埃等の付着物を吹散させて除去する。
ファン１２は平歯車を噛み合わせて構成した伝動機構Ｋにより、正逆駆動回転自在に構成する。
そのため、シンプルな構成でファン１２を正逆転駆動させられる。

伝動機構Ｋの一例を、図４に示すと、エンジン１１の出力軸２０の出力プーリー２１とギヤボックス２２の入力軸２３の入力プーリー２４との間にベルト２５を掛け回す。入力軸２３には別途第一出力プーリー２６を設け、第一出力プーリー２６とファン１２の回転軸２７の第一入力プーリー２８との間に第一伝動ベルト２９を掛け回し、正転伝動経路Ｓを構成する。
前記ギヤボックス２２内の入力軸２３には逆転用の第一平歯車３０を固定し、第一平歯車３０に第二平歯車３１を噛み合わせ、第二平歯車３１はギヤボックス２２の逆転軸３２に固定する。逆転軸３２には別途第二出力プーリー３３を設け、第二出力プーリー３３とファン１２の回転軸２７の第二入力プーリー３４との間に第二伝動ベルト３５を掛け回し、逆転伝動経路Ｇを構成する。
そのため、伝動機構Ｋは、プーリーと逆転歯車３１を有するギヤボックス２２のシンプルな構成でファン１２を正逆転駆動させられる。

また、ファン１２の回転軸２７に設けた第一入力プーリー２８と第二入力プーリー３４は２連プーリーとして構成し（図５）、２連プーリーの各溝に正転用の第一伝動ベルト２９と逆転用の第二伝動ベルト３５を掛け回す。
そのため、１個のファン１２でエンジン１１の冷却とラジエターカバー１４の除塵とを行える。
この場合、ファン１２の回転軸２７に設けた第一入力プーリー２８の第一伝動ベルト２９と第二入力プーリー３４の第二伝動ベルト３５は、側面視において、一部が重なるように配置する（図６）。
そのため、ファン１２からの冷却風の抵抗となるのを抑制できる。
また、ファン１２の回転軸２７に設けた第一入力プーリー２８と第二入力プーリー３４は、第一入力プーリー２８をファン１２から離すように内側に配置する。
そのため、第一入力プーリー２８に掛け回した第一伝動ベルト２９への風当たりを抑制する。

ファン１２の回転軸２７に設けた第一入力プーリー２８と第二入力プーリー３４とは、所謂２連プーリーとして一体化して形成し（図５）、第二入力プーリー３４は第一入力プーリー２８より右側に一定間隔をおいて配置してギヤボックス２２から放している。
そのため、回転軸２７には２本の第一伝動ベルト２９、３５の張力が掛かるが、第二入力プーリー３４を遠ざけているので、回転軸２７に発生するモーメントを小さくしている。
前記ギヤボックス２２は、入力軸２３の軸装部分である入力受部（上側部分）３６を、逆転軸３２の軸装部分である逆転受部（下側部分）３７より、軸方向の厚さを薄く形成する（図７）。

そのため、下側が幅広で上方は薄く構成でき、各プーリーに発生するベルトの張力によるモーメントに耐える構成にすることができる。また、下方が幅広で左右に厚みを有して膨らんでいるので、潤滑油の量を増やすことができる。
前記ギヤボックス２２は、上下方向の下方に入力軸２３を、上方に逆転軸３２を夫々配置する（図８）。
エンジン１１からの駆動回転の入力をギヤボックス２２の下方に受けることにより、テンション力によるギヤボックス２２のモーメントが発生しにくい。
即ち、ギヤボックス２２は、機体フレーム１側に取付けた逆転受部３７の軸方向の厚さを厚く形成しているので（図７）、上部に比し剛性が高く、支持剛性の確保が容易となる、合理的構成にしている。
また、入力軸２３からファン１２に正転駆動する構成としているので、ギヤボックス２２内の平歯車３０、３１が破損したとしても、エンジン１１からの駆動をファン１２に伝達でき、エンジン１１への冷却風を確保できる。

側面視において、ギヤボックス２２の入力軸２３と逆転軸３２とは斜めに配置する（図８、，図９）。
そのため、シュラウド１６の円形の開口部（送風口）３８の中心外側に入力軸２３と逆転軸３２を配置でき、冷却風の通過面積を減少させない。
しかして、図６のように、第一伝動ベルト２９には第一テンションプーリー４０を接離自在に設けて正転駆動用のテンションクラッチを構成し、第二伝動ベルト３５には第二テンションプーリー４１を接離自在に設けて逆転駆動用のテンションクラッチを構成する。
この第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１とによりエンジン１１からの駆動回転をファン１２に正転と逆転とに切り替えて伝達する。

第一出力プーリー２６と第二出力プーリー３３の位置（距離間）は、夫々の第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１が第一伝動ベルト２９と第二伝動ベルト３５に接触しないように配置する。
即ち、第一テンションプーリー４０は第一伝動ベルト２９の下側移動部分に接離させ、第二テンションプーリー４１は第二伝動ベルト３５の下側移動部分に接離するように配置し（図６）、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１は、互いに、他方のベルト２５の上側移動部分に第二テンションプーリー４１が接触しないように、第二伝動ベルト３５の下側移動部分に第一テンションプーリー４０が接触しないようにしている。
したがって、第一テンションプーリー４０と第二伝動ベルト３５との干渉、および、第二テンションプーリー４１とベルト２５との干渉を防止する。

ファン１２は、図９のように、回転軸２７を支持プレート４３に軸装し、支持プレート４３は前記開口部３８を跨ぐパイプ状の２本の支持体４４に取付け、支持体４４はシュラウド１６の縦板部分４５に取付ける。
このファン１２を支持する支持プレート４３に第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１のテンションアーム４６の基部を夫々取付軸４７により回動自在に取付ける。
そのため、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１の各テンションアーム４６の回動支点の支持構成を、ファン１２の支持構成と兼用でき、合理的構成となる。
第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１の各テンションアーム４６は、図示は省略するが、テンションバネにより入り方向に常時付勢されている。

この場合、各テンションアーム４６の取付軸４７は、支持体４４近傍の支持プレート４３に配置する。
そのため、比較的肉厚の薄い支持プレート４３でも第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１の支持強度を確保できる。
また、支持体４４は、ファン１２と第一入力プーリー２８および第二入力プーリー３４の２連プーリーとの間に配置する（図３、図５）。
そのため、ファン１２に近い位置にて支持体４４は回転軸２７を支持するので、ファン１２の支持剛性を高め、しかも、第一入力プーリー２８および第二入力プーリー３４の２連プーリーのベルト交換を容易にできる。
第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１は、何れも、切り状態の時、シュラウド１６の開口部３８より外れた位置に移動するように構成する（図９）。

そのため、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１が切りの時冷却風の通りを妨げず、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１が第一伝動ベルト２９と第二伝動ベルト３５に接触して入りとなっている時、ベルトを冷却できる。
第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１の動力伝達接続および遮断は、単一のモーター５０により行う構成とし、切替モーター５０と第二テンションプーリー４１とはロッド５１によりダイレクトに連結するが、切替モーター５０と第一テンションプーリー４０とはリンク機構Ｌを介在させて連結する構成としている。
そのため、第一テンションプーリー４０が上方回動して入りとなると、第二テンションプーリー４１を上方回動させて切りとする構成にでき、単一の切替モーター５０による動力伝達接続および遮断を実現できる。

切替モーター５０の出力軸（図示省略）には回転体５２を設け、回転体５２には一対のピン５３を１８０度位相を変えて設け（図６、図９）、各ピン５３にアーム５４の一端を夫々取付け、一対のアーム５４の内の一方にはロッド５１の一端を軸着する。ロッド５１の他端はプレート５５の先端に取付け、プレート５５の基部は第二テンションプーリー４１のテンションアーム４６の取付軸４７に固定する。
一対のアーム５４の内の他方アーム５４にはリンク機構Ｌの一部を構成するロッド５８の一端（上端）を軸着し、ロッド５８の他端（下端）は第二テンションプーリー４１のテンションアーム４６の取付軸４７に別途回動自在に設けたプレート５９の先端に取付け、プレート５９にはリンク機構Ｌのロッド６０の一端を取付け、ロッド６０の他端は第一テンションプーリー４０のテンションアーム４６の取付軸４７に設けたアーム６１に取付ける。

そのため、切替モーター５０により回転体５２を回転させると、一対のアーム５４の一方は牽引され、他方は弛められ、これにより、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１の一方は入りになって、他方は切りになる。
このように、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１とは、何れも途中にプレート５５とプレート５９を介して作動するが、このプレート５５とプレート５９は第二テンションプーリー４１の回動支点である取付軸４７に取付けているので、正転と逆転との切替える際の切替モーター５０の引き代を略同一としつつ、しかも、引き方向を同一にすることができ、一つの切替モーター５０による切替えを可能にする合理的構成となっている。
なお、プレート５５とプレート５９は図示は省略するが、取付軸４７の軸方向にずらせて取り付けており、理解を容易にするため、図６では回動方向に位置をずらせて図示しているが、これにより配置構成が限定されない。

第一テンションプーリー４０に切替モーター５０の操作力を伝達するプレート５９とロッド６０からなるリンク機構Ｌは、左右方向において、第一伝動ベルト２９と第二伝動ベルト３５を迂回して配置しているので、第一テンションプーリー４０を確実に作動させる。
ファン１２の回転軸２７に設けた第一入力プーリー２８と第二入力プーリー３４とを２連プーリーとして一体化し、第一入力プーリー２８と第二入力プーリー３４を迂回して第一テンションプーリー４０のロッド６０とロッド５８とプレート５９とアーム６１により構成するリンク機構Ｌを配置する。
そのため、第一テンションプーリー４０のテンションアーム４６が入力プーリー２４と第一出力プーリー２６の影響を受けない。
それゆえ、機体の左右幅を広げずに、第一テンションプーリー４０のリンク機構Ｌを配置できる。

第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１を動力伝達接続および遮断させる、一対のアーム５４は、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１のテンションアーム４６を引く方向に対して死点越えした位置で停止するように構成する（図６、図９）。
即ち、アーム５４は回転体５２が１８０度回転すると、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１との入切位置が入れ替わるが、このとき、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１のテンションアーム４６を引く方向に対して死点越えした位置で停止させる。具体的には、ロッド５１とロッド５８の牽引方向と回転体５２のピン５３の位置とを直線状に配置している。
そのため、切替モーター５０にテンション負荷が掛かるのを抑制でき、テンション力を低下させずに、動力伝達接続および遮断作動を安定させる。

また、入力軸２３を下方に、逆転軸３２を上方に配置し、第一伝動ベルト２９と第二伝動ベルト３５の張り側どうしを内側に設け、また、第一伝動ベルト２９と第二伝動ベルト３５の緩み側どうしを外側に設ける（図６）。
そのため、入力軸２３と逆転軸３２の軸間距離を小さくでき、伝動機構の小型化が図れる。
この場合、入力軸２３と逆転軸３２の軸間距離は、入力軸２３に設けた第一出力プーリー２６と逆転軸３２の第二出力プーリー３３の夫々に第一伝動ベルト２９と第二伝動ベルト３５を掛けるスペースを有するように設定する。
そのため、必要最小限の大きさとなる。
切替モーター５０による第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１との動力伝達接続および遮断の切替は、切替モーター５０をゆっくり作動させて正逆転切替を行う。
そのため、伝動機構Ｋに過大な負荷が掛かるのを抑制する。

また、この場合、「ゆっくり」とは、正逆転切替時に、正逆何れか一方回転が停止してから、他方回転させる構成とすると、所謂、ベルトの「鳴き」を抑制できる。
また、第一テンションプーリー４０と第二テンションプーリー４１との入切切替は、現在「入り」となっているテンションクラッチの「切り」は早く行ってよいが、逆側の「切り」のテンションクラッチを入りにするときはゆっくり行う。
ファン１２はテンションクラッチを切りにしても、慣性で空転するため、テンションクラッチを切りでの異音発生は「入り」のときより少ないので、「切り」は早く行ってよいが、逆側の「切り」のテンションクラッチを入りにするときはゆっくり行って、異音発生を抑制する。
切替モーター５０は、シュラウド１６の開口部３８から外れた位置に配置する（図９）。
そのため、切替モーター５０の存在が冷却風の抵抗とならない。

また、ベルト２５にファン駆動入切プーリー６５を接離自在に設け、ファン駆動入切プーリー６５のテンションアーム６６の基部を逆転軸３２を支持するギヤボックス２２の支柱部分６７に回動自在に取付ける（図７）。
そのため、ファン駆動入切プーリー６５の支持構成を、ギヤボックス２２を利用できて、支持構造を簡素にして、コストダウンできる。
逆転軸３２は伝動機構Ｋのギヤボックス２２から第二出力プーリー３３と反対側に突出させ、この突出部分の逆転軸３２にエアーコンデショナー６８の入力プーリー６９に出力する出力プーリー７０を設ける（図４、図７）。
そのため、ファン１２の伝動機構Ｋからエアーコンデショナー６８に駆動を伝達でき、別途、エンジン１１からの伝動機構を設けずにすみ、シンプルな構成にでき、コストダウンを図れる。

ギヤボックス２２の下面に潤滑油の排出用のドレン７１を設ける（図１０）。
そのため、ギヤボックス２２の下面にドレン７１を設けているので、潤滑油を完全に排出でき、また、下面に設けているので、ギヤボックス２２の幅を小型にできる。
ギヤボックス２２は、左右に分割して形成し、ギヤボックス２２内に第一平歯車３０と第二平歯車３１を内装し、左右のケース７２を固定する締め付けナットは第一出力プーリー２６と第二出力プーリー３３の端面よりはみ出ないように構成する。
そのため、エンジン１１とラジエーター１３との間隔（距離）を小さくできる。また、締め付けナット７３がベルト交換の邪魔にならない。

１…機体フレーム、２…走行装置、３…脱穀装置、４…刈取装置、５…グレンタンク、６…操縦部、１１…エンジン、１２…ファン、１３…ラジエーター、１４…ラジエターカバー、１５…濾過体、１６…シュラウド、２０…出力軸、２１…出力プーリー、２２…ギヤボックス、２３…入力軸、２４…入力プーリー、２５…ベルト、２６…第一出力プーリー、２７…回転軸、２８…第一入力プーリー、２９…第一伝動ベルト、３０…第一平歯車、３１…第二平歯車、３２…逆転軸、３３…第二出力プーリー、３４…第二入力プーリー、３５…第二伝動ベルト、３６…入力受部、３７…逆転受部、３８…開口部、４０…第一テンションプーリー、４１…第二テンションプーリー、４３…支持プレート、４４…支持体、４５…縦板部分、４６…テンションアーム、４７…取付軸、５０…切替モーター、５１…ロッド、５２…回転体、５３…ピン、５４…アーム、５５…プレート、５８…ロッド、５９…プレート、６１…アーム、６５…ファン駆動入切プーリー、６６…テンションアーム、６７…支柱部分、６８…エアーコンデショナー、６９…入力プーリー、７０…出力プーリー、７１…ドレン、７２…ケース、Ｌ…リンク機構。

Claims (3)

1. エンジン（１１）の外側にラジエーター（１３）を設け、該ラジエーター（１３）の外側には防塵用の濾過体（１５）を設け、前記ラジエーター（１３）と前記エンジン（１１）との間にファン（１２）を設け、該ファン（１２）の駆動回転方向を正転方向と逆転方向に切換える伝動機構（Ｋ）を設け、該伝動機構（Ｋ）には、前記エンジン（１１）の回転が入力される入力軸（２３）を軸装したギヤボックス（２２）を備え、該ギヤボックス（２２）内において、前記入力軸（２３）に固定した逆転用の第一平歯車（３０）と、前記ファン（１２）に逆回転を出力する逆転軸（３２）に固定した第二平歯車（３１）とを噛み合わせ、前記入力軸（２３）と逆転軸（３２）とを軸装したギヤボックス（２２）を、車体の側面視で傾斜させて配置すると共に、前記ファン（１２）の外周に設けたシュラウド（１６）の開口部（３８）の外側に前記入力軸（２３）と逆転軸（３２）とを配置した作業車両の原動部構造。
2. 前記伝動機構（Ｋ）は、入力軸（２３）に設けた第一出力プーリー（２６）とファン（１２）の回転軸（２７）に設けた第一入力プーリー（２８）との間に第一伝動ベルト（２９）を掛け回して正転伝動経路（Ｓ）を構成し、前記逆転軸（３２）に設けた第二出力プーリー（３３）とファン（１２）の回転軸（２７）に設けた第二入力プーリー（３４）との間に第二伝動ベルト（３５）を掛け回して逆転伝動経路（Ｇ）を構成し、前記第一伝動ベルト（２９）に、前記正転伝動経路（Ｓ）における動力伝達を接続および遮断する第一テンションプーリー（４０）を設け、前記第二伝動ベルト（３５）に逆転伝動経路（Ｇ）における動力伝達を接続および遮断する第二テンションプーリー（４１）を設け、動力伝達遮断状態の第一テンションプーリー（４０）および第二テンションプーリー（４１）の回転軸心が前記開口部（３８）の外側に位置する構成とした請求項１記載の作業車両の原動部構造。
3. 前記第一テンションプーリー（４０）と第二テンションプーリー（４１）による動力伝達の接続および遮断を、単一のモーター（５０）により行う構成とし、該モーター（５０）は前記開口部（３８）の外側に位置する構成とした請求項１または請求項２記載の作業車両の原動部構造。

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