JP5673884B1 - コンバイン - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンを正逆転駆動するＨＳＴの設置にあたり、伝動構造を簡素化することで、冷却ファンの伝動効率を高めてエンジンの冷却効率を向上させると共に、エンジンやＨＳＴのメンテナンス性向上を図る。【解決手段】エンジンルーム（６）内に配置されるエンジン（Ｅ）と、エンジン（Ｅ）の冷却水を冷却するラジエータ（５０）と、エンジン（Ｅ）とラジエータ（５０）の間に配置される冷却ファン（１１）と、エンジン（Ｅ）の駆動力が伝達される入力軸（１５）と、入力軸（１５）からの駆動力を排出装置（１３０）へ伝達する排出伝動部（１７０）と、入力軸（１５）からの駆動力を冷却ファン（１１）へ伝達するファン伝動部（１６０）とを備え、ファン伝動部（１６０）には、入力軸（１５）から入力されたエンジン（Ｅ）の駆動力を無段階に変速して冷却ファン（１１）側へ出力する無段変速装置（１８）を有することにより解決される。【選択図】図３

Description

この発明は、コンバインに関する。

従来、例えば、特許文献１には、ラジエータ用冷却ファンを正逆転駆動するＨＳＴ（油圧式無段変速装置）をエンジンの上部に配置したものが開示されている。

特開２０１４−８８３９号公報

しかしながら、上記文献記載の技術では、ＨＳＴをエンジンの内側上部に配置しているので、長尺なＨＳＴの出力軸が必要になって、エンジンから冷却ファンへの伝動が複雑化し、冷却ファンの伝動効率が低下する虞がある。また、エンジン及びＨＳＴのメンテナンスが行い難いという問題がある。

本発明の課題は、冷却ファンを正逆転駆動するＨＳＴの設置にあたり、伝動構造を簡素化することで、冷却ファンの伝動効率を高めてエンジンの冷却効率を向上させると共に、エンジンやＨＳＴのメンテナンス性向上を図ることにある。

この発明は、上記課題を解決すべく次のような技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１記載の発明は、収穫した穀粒を貯留するグレンタンク（７）と、このグレンタンク（７）に貯留された穀粒を排出する排出装置（１３０）を備えたコンバインにおいて、エンジンルーム（６）内に配置されるエンジン（Ｅ）と、前記エンジン（Ｅ）の冷却水を冷却するラジエータ（１０）と、前記エンジン（Ｅ）とラジエータ（１０）の間に配置される冷却ファン（１１）と、前記エンジン（Ｅ）と前記グレンタンク（７）の間に配置されると共に、前記エンジン（Ｅ）の駆動力が伝達される入力軸（１５）と、前記入力軸（１５）からの駆動力を、前記排出装置（１３０）へ伝達する排出伝動部（１７０）と、前記冷却ファン（１１）へ伝達するファン伝動部（１６０）とに分岐して伝達する伝動ギヤケース（１４）を備え、前記ファン伝動部（１６０）には、前記入力軸（１５）から入力されたエンジン（Ｅ）の駆動力を無段階に変速して出力軸（１２７）から前記冷却ファン（１１）側へ出力する無段変速装置（１８）を有し、前記無段変速装置（１８）は、前記伝動ギヤケース（１４）の上部に設けられた支持部材（１９）によって伝動ギヤケース（１４）に支持され、前記支持部材（１９）には、前記出力軸（１２７）を回転自在に支持する筒部（１９ｂ）が一体的に形成されていることを特徴とするコンバインとする。

請求項２記載の発明は、前記無段変速装置（１８）の変速比を変更するトラニオン軸（２９）と、前記トラニオン軸（２９）と一体的に設けられて、制御モータ（３１）のピニオンギヤ（３１ａ）と噛合うトラニオンギヤ（３０）を備え、前記トラニオンギヤ（３０）における前記トラニオン軸（２９）の軸心方向から見た中央部分には孔部（３０ｄ）が形成され、前記無段変速装置（１８）における前記孔部（３０ｄ）に臨む部位には、前記トラニオン軸（２９）の回転角度を検出する角度センサ（３０ａ）と、前記トラニオンギヤ（３０）に設けられたストッパ（３０ｂ）と接触することでトラニオンギヤ（３０）の回転を規制するプレート（３０ｃ）を備えた請求項１に記載のコンバインとする。

請求項３記載の発明は、前記入力軸（１５）の一端部に前記エンジン（Ｅ）の駆動力が伝達される入力プーリ（１６）を有し、該入力軸（１５）における入力プーリ（１６）が設けられた側とは反対側の端部に、前記無段変速装置（１８）側へ出力する伝動プーリ（２０）を有する請求項１または請求項２に記載のコンバインとする。

請求項４記載の発明は、前記出力軸（１２７）が前記入力軸（１５）と平行に備えられ、該出力軸（１２７）は、前記入力軸（１５）における前記冷却ファン（１１）に近い側の端部よりも冷却ファン（１１）側に突出した位置まで延伸される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコンバインとする。

請求項１に記載の発明によれば、エンジン（Ｅ）の駆動力が伝達される入力軸（１５）から、排出伝動部（１７０）と、無段変速装置（１８）を有するファン伝動部（１６０）に伝動するので、エンジン（Ｅ）周辺の伝動部材を簡素化して、冷却ファン（１１）の伝動効率を高めてエンジン（Ｅ）の冷却効率を向上させると共に、エンジン周辺（Ｅ）のメンテナンスを容易化することができる。

また、伝動ギヤケース（１４）の上部に設けられた支持部材（１９）によって伝動ギヤケース（１４）に支持されているので、伝動ギヤケース（１４）と無段変速装置（１８）を上下に配置して機体を左右方向又は前後方向にコンパクト化しつつ、伝動ギヤケース（１４）と無段変速装置（１８）周辺のメンテナンスを容易化することができる。また、排出伝動部（１７０）及び排出装置（１３０）を機体の低い位置に配置することができ、グレンタンク（７）の貯留容量を拡大することができる。

また、支持部材（１９）に、出力軸（１２７）を回転自在に支持する筒部（１９ｂ）が一体的に形成されているので、伝動ギヤケース（１４）と無段変速装置（１８）による占有スペースを小さくして、伝動ギヤケース（１４）と無段変速装置（１８）周辺のメンテナンスを更に容易化することができ、また、出力軸（１２７）の支持剛性を高めて冷却ファン（１１）の伝動効率を更に高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、角度センサ（３０ａ）によってトラニオン軸（２９）の回転角度を検出することができ、ストッパ（３０ｂ）とプレート（３０ｃ）によってトラニオンギヤ（３０）の回転を規制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、入力軸（１５）における入力プーリ（１６）が設けられた側とは反対側の端部に、無段変速装置（１８）側へ出力する伝動プーリ（２０）を有するので、エンジン（Ｅ）から入力軸（１６）への伝動部材と、入力軸（１６）から無段変速装置（１８）への伝動部材を離して配置することで、これらの伝動部材のメンテナンスを容易化することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、出力軸（１２７）が、入力軸（１５）における前記冷却ファン（１１）に近い側の端部よりも冷却ファン（１１）側に突出した位置まで延伸されているので、エンジン（Ｅ）から入力軸（１６）への伝動部材と、出力軸（１２７）から冷却ファン（１１）への伝動部材を、互いに干渉することなく配置することができ、これらの伝動部材の伝動効率の低下や耐久性の悪化を抑制するとともに、メンテナンスを容易化することができる。

コンバインの側面図 コンバインの平面図 上方から見たコンバインの要部を概念的に示す説明図 コンバインの原動部の側面図 同上要部の正面図 図４の要部の側面図 図５の要部の正面図 要部の伝動線図

この発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１及び図２は、コンバインの側面図及び平面図を示すものである。コンバインは、車台１の下部に走行クローラ２を備えている。また、車台１上の後部に脱穀部（脱穀装置）４を搭載し、その前方に刈取部３を設置し，刈取部３の横側に運転席５が配置され、運転席５の後方には脱穀粒を一時的に貯留するグレンタンク７を搭載している。なお、グレンタンク７は、内部に貯留された穀粒を機外へ排出する排出装置１３０を備えている。この排出装置は、グレンタンク７の底部に備える搬出オーガ１２とグレンタンク７の後部に設けられた排出オーガ１３を含む。

運転席５の下方の車台１上にはエンジンルーム６が形成され、このエンジンルーム６内にエンジンＥが搭載されている。また、エンジンルーム６の右側後部と左側後部には、それぞれ車台１から上方へ向けて立設された右後部フレーム１ａ及び左後部フレーム１ｂを備え、この右後部フレーム１ａ及び左後部フレーム１ｂは、運転席を下方から支持する構造体の一部を成している。

エンジンルーム６のエンジンＥの外側（右側）にはラジエータカバー８が設置され、ラジエータカバー８にはエンジンルーム６内に導入される外気に含まれる塵埃等を濾過する防塵網９が設けられている。ラジエータカバー８の内側にはエンジンＥを循環する冷却水を冷やすラジエータ１０及び冷却ファン１１が配置されている。

エンジンルーム６の後方であり、かつ、グレンタンク７の前方には、エンジンＥの駆動力を、グレンタンク７の底部に設けられた排出装置１３０へ伝達する伝動ギヤケース１４が設けられている。

伝動ギヤケース１４の上方には、エンジンＥの駆動力を冷却ファン１１へ伝達する油圧式無段変速装置（ＨＳＴ，無段変速装置）１８が設けられている。なお、油圧式無段変速装置１８は、伝動ギヤケース１４の上部に設けられた支持部材１９によって、伝動ギヤケース１４に支持されている。

伝動ギヤケース１４及び油圧式無段変速装置１８の少なくとも一部は、右後部フレーム１ａ及び左後部フレーム１ｂよりも後方に配置されている。また、伝動ギヤケース１４及び油圧式無段変速装置１８は、機体の左右方向で右後部フレーム１ａと左後部フレーム１ｂの間に配置されている。
（冷却ファンの変速装置）
油圧式無段変速装置１８は、入力された回転動力を無段階に変速する機器であり、冷却ファン１１を正転及び逆転させることが可能な機器である。具体的には、入力軸１２１への入力によって作動する油圧ポンプと、出力軸１２７を駆動する油圧モータの間を、２つの油路で接続して閉回路を形成したものである。油圧ポンプには、その吐出油量と吐出方向を変更するトラニオン軸が備えられている。このトラニオン軸については後述する。

すなわち、油圧式無段変速装置１８は、冷却ファン１１を正転させることで、エンジンルーム６の外側から内側への空気の流れを発生させ、エンジンルーム６外の外気を、ラジエータカバー８の防塵網９で濾過しつつラジエータ１０を通過させてエンジンルーム６内に吸引し、エンジンＥ及びラジエータ１０を冷却する。

また、油圧式無段変速装置１８は、冷却ファン１１を逆転させることで、エンジンルーム６の内側から外側への空気の流れを発生させ、エンジンルーム６内の内気をラジエータ１０及び防塵網９を通過させて排気することで、ラジエータ１０のコア間に目詰まりした微細な塵埃を除去するとともに防塵網９の外側面に付着した塵埃を吹き飛ばして除去する。

換言すると、油圧式無段変速装置１８は、冷却ファン１１を正転させてエンジンＥ及びラジエータ１０を冷却する冷却状態と、冷却ファン１１を逆転させて防塵網９に付着した塵埃を除去する除塵状態に切替可能である。
（伝動機構）
次に、冷却ファン１１及び搬出オーガ１２の伝動機構について、説明する。

エンジンＥの回転動力は、エンジンルーム６の後方に配置され、前記伝動ギヤケース１４に入り込む入力軸１５に伝動される。そして、入力軸１５に伝動されたエンジンＥの回転動力は、この入力軸１５において、冷却ファン１１側への伝動部であるファン伝動部１６０と、排出装置１３０側への伝動部である排出伝動部１７０に分岐して伝達される。換言すると、冷却ファン１１及び排出装置１３０には、入力軸１５に伝達されたエンジンＥの回転動力が伝達される。

なお、ファン伝動部１６０は、後述する伝動プーリ２０、伝動ベルト２２、ＨＳＴ入力プーリ２１、入力軸１２１、油圧式無段変速装置１８、出力軸１２７、ＨＳＴ出力プーリ２７、ベルト１１２、ファンプーリ２８を含み、これらを総称するものである。

また、排出伝動部１７０は、後述する出力軸１２５、オーガ伝動プーリ３２、ベルト１１１、オーガ入力プーリ３３を含み、これらを総称するものである。
（冷却ファンの伝動機構）
エンジンＥの回転動力が出力される出力軸１１７の外側（右側）端部には、エンジンプーリ１７が設けられている。このエンジンプーリ１７と、前記伝動ギヤケース１４に設けられた入力軸１５の外側端部（右側端部）の入力プーリ１６に、ベルト１１０が巻き掛けられている。入力軸１５は、伝動ギヤケース１４の内側（左側）に突出し、その内側端部に伝動プーリ２０が設けられている。この伝動プーリ２０と、油圧式無段変速装置１８の入力軸１２１に設けられたＨＳＴ入力プーリ２１には、伝動ベルト２２が巻き掛けられている。

そして、油圧式無段変速装置１８の出力軸１２７の外側（右側）端部には、ＨＳＴ出力プーリ２７が設けられている。このＨＳＴ出力プーリ２７と、冷却ファン１１の回転軸１２８に設けられたファンプーリ２８には、ベルト１１２が巻き掛けられている。

この様な構成により、エンジンＥの回転動力は、入力軸１５を経由して油圧式無段変速装置１８に伝達され、無段変速装置１８は、入力された回転動力を無段階に変速して冷却ファン１１に伝達する。
（排出装置の伝動機構）
伝動ギヤケース１４には、入力軸１５と交差する方向（前後方向）に延伸する出力軸１２５が設けられている。入力軸１５の伝動ギヤケース１４内の部位には、ベベルギヤが設けられており、このベベルギヤと、出力軸１２５のベベルギヤが噛み合うことにより、入力軸１５の伝動が出力軸１２５へ伝達される。出力軸１２５の端部（後端部）には、オーガ伝動プーリ３２が設けられている。このオーガ伝動プーリ３２と、搬出オーガ１２に備えるオーガ入力プーリ３３にベルト１１１が巻き掛けられている。

この様な構成により、エンジンＥの回転動力は、入力軸１５を経由して排出装置１３０に伝達される。
なお、ベルト１１０には、このベルト１１０に張力を付与するテンションローラ１５０が設けられている。このテンションローラ１５０は、ベルト１１０に常時張力を付与する、所謂常時張りの張圧部材である。また、ベルト１１１には、このベルト１１１に張力を付与するテンションクラッチが設けられている。このテンションクラッチは、アクチュエータにより、ベルト１１１の伝動が可能な状態と伝動不能な状態に切替可能に構成されている。
（ベルト等の配置）
エンジンプーリ１７と入力プーリ１６に巻き掛けられたベルト１１０と、ＨＳＴ出力プーリ２７とファンプーリ２８に巻き掛けられたベルト１１２は、エンジンＥと冷却ファン１１の左右方向での間隔部に配置されている。また、ベルト１１２は、ベルト１１０よりも右側（機体の外側であり、冷却ファン１１に近い側である）に配置されるとともに、ベルト１１０よりも上側に配置されている。
（油圧式無段変速装置の支持構造）
上述したとおり、油圧式無段変速装置１８は、車台１上に搭載された伝動ギヤケース１４の上部に設けられた支持部材１９によって、伝動ギヤケース１４に支持されている。

支持部材１９は、伝動ギヤケース１４における入力軸１５よりも後方にずれた位置に設けられており、この支持部材１９の上部に油圧式無段変速装置１８を連結している。このことにより、油圧式無段変速装置１８の入力軸１２１及び出力軸１２７は、伝動ギヤケース１４の入力軸１５よりも後方にずれた位置に位置づけられる。

支持部材１９は、伝動ギヤケース１４に下部が連結される支持部１９ａと、支持部１９ａの上側に位置する筒部１９ｂを備えている。筒部１９ｂは、その内部に前記出力軸１２７が挿入される空間を有するとともに、外側端部に出力軸１２７の外側部を回転自在に支持する軸受部材が設けられている。

そして、油圧式無段変速装置１８は、出力軸１２７が筒部１９ｂの内部に挿入された状態で、筒部１９ｂの内側端部に４本のボルト１９ｃで締結されることで、支持部材１９に支持される。
（ベルトテンション機構）
前記伝動ベルト２２には、この伝動ベルト２２に張力を付与するベルトテンション機構２５が設けられている。ベルトテンション機構２５は、伝動ベルト２２に接触するテンションプーリ２３と、このテンションプーリ２３を回転自在に支持するテンションアーム２４を備えている。テンションアーム２４は、ピン２６に回転自在に支持されるとともに、スプリングによりテンションプーリ２３を伝動ベルト２２に近づける方向の付勢力が付与されている。

ピン２６は、プレート２６ａに溶接などの手段により接合されており、このプレート２６ａは、上述のボルト１９ｃのうち、後側の上下２本のボルト１９ｃにより油圧式無段変速装置１８及び支持部材１９に締結されている。すなわち、プレート２６ａと無段変速装置１８は、ボルト１９ｃにより支持部材１９に共締めされている。
（トラニオン軸）
上述の油圧式無段変速装置１８に備えられた油圧ポンプには、入力軸１２１の回転速度に対する作動油の吐出量を変更して、油圧式無段変速装置１８における変速比を変更するトラニオン軸２９が設けられている。

トラニオン軸２９には、トラニオンギヤ３０が一体的に設けられており、このトラニオンギヤ３０と制御モータ３１のピニオンギヤ３１ａが噛み合っている。制御モータ３１は、油圧式無段変速装置１８と前後方向で一部が重なって配置されるとともに、支持部材１９の筒部１９ｂの上部に取り付けられている。

トラニオンギヤ３０は、トラニオン軸２９の軸心方向から見て、中央部分に孔部３０ｄが形成されている。そして、この孔部３０ｄの周縁部分には、トラニオン軸２９が制御範囲を超えて角度変更されることを防止するストッパ３０ｂが設けられている。また、無段変速装置１８における孔部３０ｄに臨む部位には、トラニオン軸２９の回転角度を検出する角度センサ３０ａと、ストッパ３０ｂと接触するプレート３０ｃが設けられている。

トラニオン軸２９の正転側及び逆転側制御範囲限度までトラニオンギヤ３０が回転すると、２つのストッパ３０ｂの一方がプレート３０ｃと接触することで、トラニオンギヤ３０の回転を規制する。
（ＤＰＦ）
なお、グレンタンク７の前部側と脱穀部４の間の下方空間内には、エンジンＥの排気処理装置としてのＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）３５が配備されている。

また、伝動プーリ２０からＨＳＴ入力プーリ２１に伝動するベルト２２のベルトラインは、前記ＤＰＦ３５位置よりも機体側方部で、且つ機体前方部となる配置関係に置かれている。

Ｅ エンジン
６ エンジンルーム
７ グレンタンク
１０ ラジエータ
１１ 冷却ファン
１４ 伝動ギヤケース
１５ 入力軸
１６ 入力プーリ
１８ 油圧式無段変速装置（無段変速装置）
１９ 支持部材
１９ｂ 筒部
２０ 伝動プーリ
２１ ＨＳＴ入力プーリ
２９ トラニオン軸
３０ トラニオンギヤ
３０ａ 角度センサ
３０ｂ ストッパ
３０ｃ プレート
３０ｄ 孔部
３１ 制御モータ
３１ａ ピニオンギヤ
１２７ 出力軸
１３０ 排出装置
１６０ ファン伝動部
１７０ 排出伝動部

Claims (4)

1. 収穫した穀粒を貯留するグレンタンク（７）と、このグレンタンク（７）に貯留された穀粒を排出する排出装置（１３０）を備えたコンバインにおいて、
   エンジンルーム（６）内に配置されるエンジン（Ｅ）と、
   前記エンジン（Ｅ）の冷却水を冷却するラジエータ（１０）と、
   前記エンジン（Ｅ）とラジエータ（１０）の間に配置される冷却ファン（１１）と、
   前記エンジン（Ｅ）と前記グレンタンク（７）の間に配置されると共に、前記エンジン（Ｅ）の駆動力が伝達される入力軸（１５）と、
   前記入力軸（１５）からの駆動力を、前記排出装置（１３０）へ伝達する排出伝動部（１７０）と、前記冷却ファン（１１）へ伝達するファン伝動部（１６０）とに分岐して伝達する伝動ギヤケース（１４）を備え、
   前記ファン伝動部（１６０）には、前記入力軸（１５）から入力されたエンジン（Ｅ）の駆動力を無段階に変速して出力軸（１２７）から前記冷却ファン（１１）側へ出力する無段変速装置（１８）を有し、
   前記無段変速装置（１８）は、前記伝動ギヤケース（１４）の上部に設けられた支持部材（１９）によって伝動ギヤケース（１４）に支持され、
   前記支持部材（１９）には、前記出力軸（１２７）を回転自在に支持する筒部（１９ｂ）が一体的に形成されている
   ことを特徴とするコンバイン。
2. 前記無段変速装置（１８）の変速比を変更するトラニオン軸（２９）と、
   前記トラニオン軸（２９）と一体的に設けられて、制御モータ（３１）のピニオンギヤ（３１ａ）と噛合うトラニオンギヤ（３０）を備え、
   前記トラニオンギヤ（３０）における前記トラニオン軸（２９）の軸心方向から見た中央部分には孔部（３０ｄ）が形成され、
   前記無段変速装置（１８）における前記孔部（３０ｄ）に臨む部位には、前記トラニオン軸（２９）の回転角度を検出する角度センサ（３０ａ）と、前記トラニオンギヤ（３０）に設けられたストッパ（３０ｂ）と接触することでトラニオンギヤ（３０）の回転を規制するプレート（３０ｃ）を備えた
   請求項１に記載のコンバイン。
3. 前記入力軸（１５）の一端部に前記エンジン（Ｅ）の駆動力が伝達される入力プーリ（１６）を有し、
   該入力軸（１５）における入力プーリ（１６）が設けられた側とは反対側の端部に、前記無段変速装置（１８）側へ出力する伝動プーリ（２０）を有する
   請求項１または請求項２に記載のコンバイン。
4. 前記出力軸（１２７）が前記入力軸（１５）と平行に備えられ、
   該出力軸（１２７）は、前記入力軸（１５）における前記冷却ファン（１１）に近い側の端部よりも冷却ファン（１１）側に突出した位置まで延伸される
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコンバイン。

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