(57)【要約】【課題】簡単な構成で冷却効率を向上させた、移動可能な農業機械を提供する。【解決手段】エンジンＥの動力で回転するファンＦと、そのファンＦによって冷却されるラジエータ（放熱器）Ｒと、ファンＦを覆うファンシュラウドＦＳとを備え、エンジンＥの底部１にそのエンジンＥの振動を緩和させるための緩衝部材Ｇを備え、エンジンＥとラジエータＲとが同一車体フレーム（基台）ＦＬ上に載置された移動可能な農業機械の冷却装置Ｃにおいて、ファンシュラウドＦＳをラジエータＲに固設するとともに、ファンＦをファンシュラウドＦＳに回転可能に固設する。【選択図】図１
2010242731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの動力で回転するファンと、該ファンによって冷却される放熱器と、前記ファンを覆うファンシュラウドとを備え、前記エンジンの底部に該エンジンの振動を緩和させるための緩衝部材を備え、前記エンジンと前記放熱器とが同一基台上に載置された移動可能な農業機械の冷却装置において、
前記ファンシュラウドが前記放熱器に固設されるとともに、前記ファンが前記ファンシュラウドに回転可能に固設されていることを特徴とする、移動可能な農業機械の冷却装置。
【請求項２】
前記ファンシュラウドに、前記ファンと対峙して静翼を備えることを特徴とする、請求項１に記載の移動可能な農業機械の冷却装置。
【請求項３】
前記ファンシュラウドが前記ファンの翼を全て覆うことを特徴とする、請求項１に記載の移動可能な農業機械の冷却装置。
【請求項４】
前記エンジンから突出したクランクシャフトの先端に固設されたクランクプーリと、前記ファンの回転軸に固設されたファンプーリと、前記クランクプーリと前記ファンプーリとの間に掛け回したファンベルトとを備え、該ファンベルトのテンションを一定に保持するテンション保持機構を備えることを特徴とする、請求項１に記載の移動可能な農業機械の冷却装置。
【請求項５】
前記テンション保持機構が、テンションローラと、該テンションローラを前記ファンベルトに向けて付勢する圧縮ばねとを備えることを特徴とする、請求項４に記載の移動可能な農業機械の冷却装置。
【請求項６】
前記ファンの回転軸を支持する軸受部を備え、該軸受部に、前記ファンの回転軸の半径方向の微変位を吸収するクッション材を備えることを特徴とする、請求項４に記載の移動可能な農業機械の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの動力で回転するファンと、そのファンによって冷却される放熱器と、ファンを覆うファンシュラウドとを備え、エンジンの底部にそのエンジンの振動を緩和させるための緩衝部材を備え、エンジンと放熱器とが同一基台上に載置された移動可能な農業機械の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを有する移動可能な農業機械の冷却装置は、ラジエータ（放熱器）と、ラジエータを冷却するファンと、ファンのケーシングとしてのファンシュラウドを備える。ラジエータは車体フレーム（基台）に固設されている。ファンはラジエータの後方におかれ、下流側へ空気を送ることによってラジエータ前面から比較的低温の空気を吸引している。また、ファンは、その回転軸をエンジンのクランク軸と直結し、エンジンの駆動力が伝達されて回転するように構成されている。ファンシュラウドはラジエータに固設され、ファンはこの内側に備えられる。ファンとファンシュラウドとは、ファンの翼の先端がファンシュラウドと一定のクリアランスを保ちながら回転するように配置される。エンジンはファンに対してラジエータと反対側、すなわち、ファンの排気側で、かつ、車体フレームに固設されている。なお、エンジンと車体フレームとの間にはエンジンの振動を車体フレームに伝達させないようにするための緩衝部材が配置されている。
【０００３】
このように構成された農業機械が圃場などを走行すると、車体フレームは路面から振動を受ける。このため、ラジエータとファンシュラウドとは、車体フレームに同期して振動する。一方、エンジンもラジエータ、ファンシュラウドと同一の車体フレームに固設されているが、エンジン自体が駆動による固有の振動を有するため、路面からの振動とエンジン固有の振動とが合成されて、複雑な振動をすることになる。このため、エンジンのクランク軸と直結しているファンはこの複雑な振動に同期して振動することになる。
【０００４】
このような従来の冷却装置には、（１）ラジエータの冷却効率向上および、（２）ファンの翼の保護という２つの課題があった。前者の課題に対しては、ファンの外径をできるだけ大きくして、ラジエータへの吸気量を増加させる方法であった。ファンの外径を大きくするには、ファンの翼の先端とファンシュラウドとのクリアランスを小さくする必要があった。一方、後者の課題は、ファンとファンシュラウドとが異なる振動をするため、ファンの翼がファンシュラウドに当接しないようにファンの外径を小さくしてファンシュラウドとのクリアランスを大きくする必要があった。
【０００５】
これら相対立する２つの課題を解決するために、ファンとファンシュラウドとを同一の振動系におく技術的な改善が提案されてきた。たとえば、特許文献１では、ファンとファンシュラウドとをエンジンに取り付け、ファンとファンシュラウドの双方をエンジンと同一の振動系に置く技術が開示されている。そして、別のファンシュラウドをラジエータに固設し、２つのファンシュラウドをエラストマ材料からなるブーツ（カバー）で連結する。これによって、ファンとファンシュラウドとのクリアランスを小さく設定することができるというものである。
【０００６】
また、特許文献２では、ファンとファンシュラウドとをエンジンの振動系から分離する技術が開示されている。すなわち、ラジエータに隣接して支柱を設け、その支柱でファンを支持する。そして、ファンを覆うファンシュラウドをラジエータに取り付ける。この技術では、エンジンのクランク軸とファンの回転軸とを直結しない。すなわち、クランク軸にプーリを固設するとともに、ファンの回転軸に別のプーリを固設する。そして、２つのプーリの間にベルトを掛け回し、ベルトを介してエンジンの動力をファンに伝達させる。したがって、ファンはエンジンの振動系ではなく、ファンシュラウドと同一の振動系となることから、ファンとファンシュラウドとのクリアランスを小さく設定することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−０４５２９号公報
【特許文献２】特開平６−７４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１のような冷却装置では、ファンシュラウドを２つ必要とし、加えて、エラストマ材料からなるブーツを用意する必要があり、部品点数が増え、構成を複雑にするという問題もあった。
また、特許文献２のような冷却装置では、ファンを支持するための支柱を設ける必要があり、部品点数が増え、構成を複雑にするという問題があった。
そこで、この発明の目的は、簡単な構成で冷却効率を向上させた、移動可能な農業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため請求項１に記載の発明は、エンジンの動力で回転するファンと、該ファンによって冷却される放熱器と、前記ファンを覆うファンシュラウドとを備え、前記エンジンの底部に該エンジンの振動を緩和させるための緩衝部材を備え、前記エンジンと前記放熱器とが同一基台上に載置された移動可能な農業機械の冷却装置において、
前記ファンシュラウドが前記放熱器に固設されるとともに、前記ファンが前記ファンシュラウドに回転可能に固設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の移動可能な農業機械の冷却装置において、前記ファンシュラウドに、前記ファンと対峙して静翼を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の移動可能な農業機械の冷却装置において、前記ファンシュラウドが前記ファンの翼を全て覆うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の移動可能な農業機械の冷却装置において、前記エンジンから突出したクランクシャフトの先端に固設されたクランクプーリと、前記ファンの回転軸に固設されたファンプーリと、前記クランクプーリと前記ファンプーリとの間に掛け回したファンベルトとを備え、該ファンベルトのテンションを一定に保持するテンション保持機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の移動可能な農業機械の冷却装置において、前記テンション保持機構が、テンションローラと、該テンションローラを前記ファンベルトに向けて付勢する圧縮ばねとを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の移動可能な農業機械の冷却装置において、前記ファンの回転軸を支持する軸受部を備え、該軸受部に、前記ファンの回転軸の半径方向の微変位を吸収するクッション材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、エンジンの動力で回転するファンと、そのファンによって冷却される放熱器と、ファンを覆うファンシュラウドとを備え、エンジンの底部にそのエンジンの振動を緩和させるための緩衝部材を備え、エンジンと放熱器とが同一基台上に載置された移動可能な農業機械の冷却装置において、ファンシュラウドが放熱器に固設されるとともに、ファンがファンシュラウドに回転可能に固設されているので、ファンを支持するための支柱を別途設ける必要がなく、部品点数が少なく、構成を簡単にすることができる。また、ファンとファンシュラウドが同期して振動するので、ファンの翼とファンシュラウドとの干渉の可能性を低減することができる。したがって、ファンとファンシュラウドとのクリアランスを小さく設定することが可能となり、ファンの外径を大きく設定して冷却効率を高めることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、ファンシュラウドに、ファンと対峙して静翼を備えるので、ファン後方にカルマン渦が形成されても、それを打ち消してファン後方へ効率的に送風することが可能となる。これによって、ファンが放熱器の前方より効率的に吸気することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、ファンシュラウドがファンの翼を全て覆うので、ファンの送風をラジアル方向に逃がすことなく、送風効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、エンジンから突出したクランクシャフトの先端に固設されたクランクプーリと、ファンの回転軸に固設されたファンプーリと、クランクプーリとファンプーリとの間に掛け回したファンベルトとを備え、そのファンベルトのテンションを一定に保持するテンション保持機構を備えるので、エンジンとファンとが異なる振動系にあっても、両者の間の異なる振動に対して、ファンベルトのテンションを常に一定に保持することができ、エンジンからの駆動力を安定的にファンに伝播させることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、テンション保持機構が、テンションローラと、そのテンションローラをファンベルトに向けて付勢する圧縮ばねとを備えるので、簡単な構成でテンション保持機構を構成することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、ファンの回転軸を支持する軸受部を備え、その軸受部に、ファンの回転軸の半径方向の微変位を吸収するクッション材を備えるので、エンジンとファンから異なる振動を受けてファンベルトに設定以上のテンションが加わった場合に、ファンの回転軸の振動を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係る冷却装置の側面図である。
【図２】図１の要部拡大縦断面図である。
【図３】図２のさらに要部拡大図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ矢視横断面図である。
【図５】図２のＹ−Ｙ矢視横断面図である。
【図６】ファンシュラウドのフレーム部の側面模式図である。
【図７】図６のＺ−Ｚ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１は、この発明の冷却装置の側面図である。
この発明の冷却装置Ｃは、エンジンＥとともに同一基台である車体フレームＦＬ上に固設される。冷却装置Ｃは、エンジンＥの動力で回転するファンＦと、そのファンＦによって冷却されるラジエータ（放熱器）Ｒと、ファンＦを覆うファンシュラウドＦＳとを備える。ラジエータＲは車体フレームＦＬに固設され、ファンシュラウドＦＳはラジエータＲに固設されている。そして、ファンＦはファンシュラウドＦＳに支持されている。ファンＦの回転軸５の一端には、ファンプーリ７を固設する。一方、エンジンＥの底部１には、エンジンＥの振動を緩和させるための緩衝部材Ｇを備える。すなわち、エンジンＥは緩衝部材Ｇを介して車体フレームＦＬに固設されている。エンジンＥの、ラジエータＲ側の側面からは、クランクシャフト４が突出し、クランクシャフト４の先端にはクランクプーリ６を固設する。そして、クランクプーリ６とファンプーリ７との間には、ファンベルト３を掛け回す。
【００２３】
図２、３にこの発明の要部を示す。ファンシュラウドＦＳは、ファンＦの翼１１を全て覆うように構成されている。そして、ファンシュラウドＦＳはファンＦを回転可能に支持する。ファンＦは、翼１１と、支持部１２とで構成されている。翼１１は円筒状の支持部１２の側面より延出している。なお、翼１１はファンＦが回転したときに風を効果的に起こすような形状と取り付けが適宜、選択される。支持部１２は円筒状の側部１２ａと、側部１２ａの開口の一方を塞ぐ天板１２ｂとで構成されている。そして、天板１２ｂの中心には貫通穴を形成し、回転軸５を貫入して適宜固定する。これによって、ファンＦは回転軸５に固設される。
【００２４】
ファンＦの回転軸５は軸受部Ｊを介して回転自在にファンシュラウドＦＳのフレーム部１５に取り付けられる。したがって、ファンＦはファンシュラウドＦＳに支持される構造となる。軸受部ＪはファンＦの支持部１２の内側に備えられる。軸受部Ｊは、円筒状の軸受側部１３ａとその円筒の開口の一方を塞ぐ軸受天板１３ｂとを備え、軸受側部１３ａの内側の最も奥と手前の２箇所にそれぞれボールベアリングＢを固設してなる。なお、軸受側部１３ａの内面とボールベアリングＢの外面との間にはゴム製のクッションシート（クッション材）１４をボールベアリングＢの外周にわたって連続的に取り付ける。このクッションシート１４は、ファンＦの回転軸５の半径方向の振動を吸収するものである。一方、ボールベアリングＢの内側には回転軸５を固設する。
【００２５】
さらに、図４に示すように、クランクプーリ６とファンプーリ７との間に掛け回されたファンベルト３のテンションを一定に保持するテンション保持機構２０を備える。テンション保持機構２０は、テンションローラフレーム２２と、そのテンションローラフレーム２２の先端に回転自在に設けられるテンションローラ２１と、そのテンションローラ２１をファンベルト３に向けて付勢する圧縮ばね２３とを備える。圧縮ばね２３は、その一端をテンションローラフレーム２２の後端に固設するとともに、他端を車体フレームＦＬに固設する。
【００２６】
次に、ファンシュラウドＦＳのフレーム部１５の構造を、図５〜７を用いて詳述する。ファンシュラウドＦＳは、ファンＦを取り囲むように形成された円筒状の側部１０と、その側部１０の開口の一方を覆うように形成されたフレーム部１５とからなる。フレーム部１５は、緩やかに曲がったビーム状である。その一端は、円筒状の側部１０の端部に固設され、円筒の中心方向に向かって延出される。このフレーム部１５は一定間隔で側部１０に設けられる。すなわち、フレーム部１５は側部１０の中心に向かって放射状に形成されるものである。そして、フレーム部１５の他端は、軸受部Ｊの軸受側部１３ａに固設される。そして、フレーム部１５には、ファンＦと対峙して静翼１５ａを備える。なお、翼１１の先端と側部１０の内面側とのクリアランスＤは、できるだけ小さく設定するものとする。すなわち、翼１１の大きさはクリアランスＤの許容範囲内で最大限に形成する。
【００２７】
このように構成された冷却装置Ｃでは、エンジンＥが駆動すると、クランクシャフト４が回転し、その回転動力はファンベルト３を介してファンＦの回転軸５へと伝達される。これによって、回転軸５に固設されたファンＦが回転する。ファンＦの回転によって翼１１が風の流れを形成し、その風はエンジンＥ側に向かって送られる。同時に、ラジエータＲの前面側より比較的低温の空気を吸引する。このとき、ラジエータＲの前面にある空気は、ラジエータＲを通過する際に、ラジエータＲに形成された複数のフィンで熱交換を行い、フィンから熱を受け取ってファンＦへと導かれる。そして、ファンＦがその熱せられた空気を後方（すなわちエンジンＥ側）へ送り、複数形成されたフレーム部１５の間を通ってエンジンＥ側に送り出される。
【００２８】
なお、このとき、冷却装置ＣのファンＦがファンシュラウドＦＳに回転可能に取り付けられているので、ファンＦとファンシュラウドＦＳとは振動が同期することになる。したがって、ファンＦの翼１１とファンシュラウドＦＳとの干渉の可能性を低減し、翼１１の先端とファンシュラウドＦＳの側部１０とのクリアランスＤを最小限に設定することができる。
【００２９】
また、車体フレームＦＬは車体が移動する際にその走行路面からの振動を受け、冷却装置ＣとエンジンＥはこの振動を受ける。一方、エンジンＥは駆動する際に固有の振動を発している。このため、エンジンＥは、走行路面からの振動と、自らの発する駆動時の振動との合成振動を受けることになり、冷却装置Ｃとは異なる振動系を形成することになる。したがって、両者の接点であるファンベルト３が両側の振動の相違の影響を大きく受けることになり、ある時にはファンベルト３が弛んでクランクシャフト４の駆動力をファンＦの回転軸５側に確実に伝達できなくなる恐れがある。しかし、この発明の実施例では、ファンベルト３にテンション保持機構２０を押し当ててファンベルト３のテンションを一定に保持しているので、クランクシャフト４の駆動力をファンＦの回転軸５側に確実に伝達することができる。さらに、軸受部Ｊにクッションシート１４を備えるので、エンジンＥ側と冷却装置Ｃ側との振動系の相違に起因する回転軸５の微小なブレ（変位）を吸収することができ、いっそう安定した回転を保持することができる。
【００３０】
ところで、従来より、翼１１が回転することによってその後面、すなわちエンジンＥ側にカルマン渦が形成され、ファンＦから後方への適切な排気（送風）が阻害されるという課題があった。この結果として、ラジエータＲ前面からの吸気が効率的に行われず、ラジエータＲの冷却が効率的に行われないという課題があったが、この発明では、ファンシュラウドＦＳのフレーム部１５に設けられた静翼１５ａが、そのカルマン渦の形成を阻止し、ファンＦから後方へ空気を効率よく送り出すことができる。
【００３１】
加えて、ファンシュラウドＦＳがファンＦの翼１１全体を覆うので、従来より課題となってきた、ファン送風時のラジアル方向への風の逃げを防止することができる。これも、ファンＦのエンジンＥ側への送気を促進するものである。
【００３２】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されるものではない。たとえば、この実施例では、ファンシュラウドＦＳのフレーム部１５の形状を円弧状としたが、これに限定されず、直線状、あるいはＳ字状などあらゆる形態をとり得るものである。また、ファンＦの翼１１の形状は、この実施例に限定されるものではなく、送風効率、製造コストなどを勘案した上で最適な形状を取り得るものである。また、翼１１の枚数もこの例に限定されるものではない。さらに、ファンＦは、耐熱プラスチックの他、鋳鉄などで形成されてもよい。
【００３３】
また、軸受部Ｊに用いたボールベアリングＢはこれに限定されるものではなく、ローラベアリングなど他の態様の軸受であってもよい。また、テンション保持機構２０はこの例の構成に限定されるものではなく、テンションベルト３を一定の張力に保持できるものであればどのような構成をとってもよい。さらに、圧縮ばね２３の後端は車体フレームＦＬに固設されることに限定されるものではない。たとえば、エンジンＥ自体に固設してもよいし、エンジンＥにブラケットを設け、そこに固設するようにしてもよい。
【００３４】
さらに、クッション材として用いたクッションシート１４はこれに限定されるものではなく、微小な変位を連続的に吸収することができる材料であればどのようなものを用いてもよい。また、クッション材は、ボールベアリングの外周に沿って連続的に設けることに限定されるものではなく、一定の間隔をもって断片的に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
なお、この冷却装置Ｃは、エンジンを有する自走可能な農業機械、すなわち、田植機、トラクタ、コンバインなど及び、エンジンを有する非自走式の移動可能な農業機械、すなわち、手押し式の田植機や耕運機などに装備することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  底部
３  ファンベルト
４  クランクシャフト
５  回転軸
６  クランクプーリ
７  ファンプーリ
１０  側部
１１  翼
１２  支持部
１２ａ  側部
１２ｂ  天板
１３ａ  軸受側部
１３ｂ  軸受天板
１４  クッションシート（クッション材）
１５  フレーム部
１５ａ  静翼
２０  テンション保持機構
２１  テンションローラ
２２  テンションローラフレーム
２３  圧縮ばね
Ｂ  ボールベアリング
Ｃ  冷却装置
Ｄ  クリアランス
Ｅ  エンジン
Ｆ  ファン
ＦＬ  車体フレーム（基台）
ＦＳ  ファンシュラウド
Ｇ  緩衝部材
Ｊ  軸受部
Ｒ  ラジエータ（放熱器）
【図１】
2010242731.tif 000003
【図２】
2010242731.tif 000004
【図３】
2010242731.tif 000005
【図４】
2010242731.tif 000006
【図５】
2010242731.tif 000007
【図６】
2010242731.tif 000008
【図７】
2010242731.tif 000009