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1. (WO2018180905) 水田作業機
Document

明 細 書

発明の名称 水田作業機

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005   0006   0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036  

産業上の利用可能性

0037  

符号の説明

0038  

請求の範囲

1   2   3  

図面

1   2   3  

明 細 書

発明の名称 : 水田作業機

技術分野

[0001]
 本発明は、水田作業機の電動パワーステアリングのレイアウトに関する。

背景技術

[0002]
 特許文献1には、エンジンとミッションケースとステアリングシャフトをボンネット内に収納し、ステアリングシャフトに連結される油圧式のパワーステアリングをミッションケース前部上部に設けた作業機の構成が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2001-199251号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 水田作業機のパワーステアリングとして、電動式のものを採用する場合、油圧式のパワーステアリングの場合とは異なり、電装品であるモータ部の冷却性の向上や水田から巻き上げられる泥水からの保護という課題が新たに生じる。つまり、電動パワーステアリングを採用する場合には、アクチュエータとなるモータ部の冷却性を確保でき、かつ、水田からの泥水の影響を受けない配置を考慮する必要がある。本発明は、これらの課題を解決すべく提案されたものである。

課題を解決するための手段

[0005]
 エンジンと、前記エンジンの後方に配置され、当該エンジンから伝達ベルトを介して動力が伝達されるトランスミッションと、前記トランスミッションの上方に配置される電動のパワーステアリングと、前記エンジンの左右一側の出力軸に配置される冷却ファンと、前記エンジン、パワーステアリング、及び冷却ファンを被覆するボンネットと、を備える水田作業機であって、前記パワーステアリングの電装部品であるモータ部を、前記冷却ファンの上下方向中央位置に配置した。
[0006]
 前記パワーステアリングのモータ部を、前記エンジンの左右他側に配置される出力プーリと、前記出力プーリから伝達ベルトを介して動力が伝達される前記トランスミッションの入力プーリと、の前後方向中間位置に配置した。
[0007]
 ステアリングホイールと前記パワーステアリングを連結するステアリングシャフトを前記ボンネット内に設けるとともに、前記パワーステアリングのモータ部を、前記ステアリングシャフトよりも前方に配置した。

発明の効果

[0008]
 本発明によれば、冷却性を確保しつつ、水田から巻き上げられる泥水の影響を受けない電動パワーステアリングのモータ部の配置を実現できる。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 田植機の側面図。
[図2] ボンネット内及びトランスミッション周辺の構造を示す図。
[図3] ラジエータの冷却ファンからの風の流れを示す図。

発明を実施するための形態

[0010]
 図1を参照して、水田作業機の一例である田植機1の全体構成について説明する。田植機1は、走行機体2と、その後部に装着される植付作業機3とを備え、走行機体2によって走行しつつ植付作業機3によって植付作業を行う。水田作業機としては、田植機1と同様に、走行機体と特定の作業を行う作業機を備えているものであれば良く、播種機、移植機、水田管理作業機等が挙げられる。
[0011]
 走行機体2は、エンジン4、エンジン4からの動力を変速するトランスミッション5、エンジン4及びトランスミッション5を支持する機体フレーム6、エンジン4及びトランスミッション5から伝達される動力によって駆動される前輪7及び後輪8等を備える。エンジン4の後方にトランスミッション5が配置されている。
[0012]
 エンジン4及びトランスミッション5からの動力は、それぞれフロントアクスルケース9、リアアクスルケース10に伝達される。フロントアクスルケース10は、機体フレーム6の前部に支持されるとともに、その左右両端部に前輪7が支承される。同様に、リアアクスルケース10は、機体フレーム6の後部に支持されるとともに、その左右両端部に後輪8が支承される。機体フレーム6の上部は、ステップ11によって被覆されており、オペレータは、ステップ11上を移動可能である。
[0013]
 走行機体2の前後中途部に運転席12が配置され、その前方にステアリングホイール13、操作ペダル14、及び、ダッシュボード15等が設けられる。ステアリングホイール13及びダッシュボード15は、エンジン4を被覆するボンネット16に設けられている。ダッシュボード15には、ステアリングホイール13に加えて主変速レバー、条止めスイッチ等の各種操作用の操作具や作業情報を表示するモニタパネルが配置されている。ステップ11の前方両側部には、予備苗載台17が設けられる。予備苗載台17は、ボンネット16を挟んだ左右対向位置に配置される。
[0014]
 植付作業機3は、走行機体2に対して、昇降リンク機構20を介して連結されている。昇降リンク機構20は、左右一対の上リンク21及び下リンク22、昇降シリンダ等を備える。昇降シリンダによって下リンク22、上リンク21を回動させて植付作業機3を昇降させる。
[0015]
 植付作業機3は、植付アーム31、植付爪32、苗載台33、フロート34等を備える。植付爪32は、植付アーム31に取り付けられている。植付作業機3は、トランスミッション5から後方に向けて延出されるPTO軸によって駆動される。より詳細には、PTO軸から植付センターケース35を介して植付作業機3に設けられる植付伝動ケース36に動力が伝達されて、植付伝動ケース36から植付アーム31、植付爪32に動力が分配される。
[0016]
 植付アーム31は、植付伝動ケース36から伝達される動力によって回転する。植付爪32には、苗載台33から苗が供給される。植付アーム31の回転運動に伴って、植付爪32が圃場内に挿入され、所定の植え付け深さとなるように苗が植え付けられる。なお、本実施形態では、ロータリ式の植付爪を採用しているが、クランク式のものを用いても良い。
[0017]
 苗載台33は、板状の部材によって構成され、機体側面視において前高後低状に傾斜するように配設される。苗載台33の後面には、苗マットを載置する載置面が植付アームの数(田植機の条数)に応じて形成される。本実施形態の田植機1は、6条植えの田植機であるため、載置面が6つ形成されている。
[0018]
 次に、図2及び図3を参照して、パワーステアリング40について説明する。パワーステアリング40は、電動のパワーステアリングである。パワーステアリング40は、ステアリングホイール13の操作を補助するものであり、ステアリングホイール13の回動を前輪7・7に伝達する。パワーステアリング40は、トランスミッション5の前部上方に配置され、ボンネット16によって覆われている。
[0019]
 ステアリングホイール13は、ステアリングシャフト50、ユニバーサルジョイント51を介してパワーステアリング40に連結される。ステアリングシャフト50は、ステアリングコラム52に被覆され、ボンネット16上に突出し、ステアリングホイール13と連結されている。このように、ステアリングシャフト50とユニバーサルジョイント51を介して、ステアリングハンドル13の回動がパワーステアリング40に入力される。
[0020]
 パワーステアリング40は、ステアリングハンドル13の回動が入力される入力軸、減速ギア等を収納する本体部41、駆動部となるモータ部42、本体部41を支持するためのブラケット43、モータ部42からトランスミッション5への出力軸となる中間シャフト44等を備える。
[0021]
 モータ部42は、本体部41の一側側面から側方に向けて突出するように固定される。また、モータ部42は、本体部41に対して前斜め上方に向けて傾斜した状態で固定されている。本体部41から上方に向けて入力軸45が設けられ、本体部41から下方に向けて、中間シャフト44が設けられている。入力軸45は、ユニバーサルジョイント51と連結される。中間シャフト44は、モータ部42の出力軸と連結されて、トランスミッション5内に延出される。
[0022]
 ブラケット43は、本体部41を下方から支持する。ブラケット43の後部は、ステー43aを介してステップ11の下面側に固定され、前部はエンジン4側の機体フレーム6に固定される。ブラケット43は、ステップ11の下方側から上方側に突出するように固定されている。つまり、ブラケット43に支持される本体部41及びモータ部42は、ステップ11よりも上方に位置することとなる。
[0023]
 パワーステアリング40の上方側はボンネット16に被覆されているが、ステップ11を上下方向に貫通して、ステアリングホイール13とトランスミッション5を連結していることから、下方側は被覆されていない状態となる。ここで、本実施形態の支持構造によれば、パワーステアリング40に含まれる電装部品であるモータ部42を水田からの泥水の跳ねの影響を受けにくい上方位置に配置することができる。
[0024]
 パワーステアリング40は、本体部41から下方に向けて中間シャフト44が突出される構成である。そのため、本体部41及び本体部41に固定されるモータ部42をより上方に配置することが可能である。また、トランスミッション5に直接組み付けるものではなく、中間シャフト44を介して連結されるものであるため、中間シャフト44を先にトランスミッション5に組み付けた後に、本体部41を中間シャフト44に組み付けることができる。従って、パワーステアリング40の組立性を向上することができる。
[0025]
 パワーステアリング40のモータ部42は、エンジン4のラジエータ60の冷却ファン61の上下方向中央位置に配置される。本実施形態の田植機1では、エンジン4は、出力軸が左右方向に突出するように設置されており、ラジエータ60はエンジン4の右側方に設けられている。冷却ファン61は、ラジエータ60の内方側に設けられており、ボンネット16の外部から取り入れた空気をボンネット16内に冷却風として供給するものである。モータ部42を冷却ファン61の上下方向略中央位置に配置することにより、冷却ファン61からの風をモータ部42に当てやすくなり、使用に伴って高温となるモータ部42を効率的に冷却することが可能となる。
[0026]
 また、ラジエータ60の冷却ファン61は、エンジン4の側方に配置されているため、ステアリングホイール13(ステアリングシャフト50)と比較すると、前側に配置されることとなる。本実施形態では、モータ部42を本体部41に対して前斜め上方に向けて傾斜した状態(特に、前方に向けて傾斜させた状態)で設けていることによって、モータ部42を冷却ファン61からの冷却風通路(冷却ファン61からの風が直接当たる箇所)に近づけることが可能となり、モータ部42の冷却効率を向上することができる。
[0027]
 さらに、ボンネット16にはエンジン4が収納されていることから、内側の上部領域が高温となりやすいが、モータ部42を冷却ファン61の上下方向中央位置に配置することで、エンジン熱の影響を受けにくくすることができる。
[0028]
 以上のように、パワーステアリング40に含まれる電装部品であるモータ部42のレイアウトを、ラジエータ60の冷却ファン61の後部側の上下中央位置とすることで、モータ部42の冷却効率を向上することができるとともに、ボンネット16内の上方に溜まるエンジン熱の影響を受けにくくすることができ、モータ部42のヒートバランスを悪化させることがない。さらに、モータ部42の高さを稼ぐことで、泥水の付着を抑えることができる。
[0029]
 エンジン4のラジエータ60が配置される側と反対側(左側方)には、エンジン4の出力プーリ62が設けられる。出力プーリ62は、伝動ベルト63を介してトランスミッション5に設けられる入力プーリ64に動力を伝達する。伝動ベルト63は、出力プーリ62と入力プーリ63に巻回される。出力プーリ62と入力プーリ64は、上下方向において略同じ高さに配置されている。伝動ベルト63の中途部には、テンションプーリ65が配置されている。
[0030]
 ここで、パワーステアリング40のモータ部42は、ステアリングシャフト50よりも前方位置に配置されている。ステアリングシャフト50は、ボンネット16の後端に設けられたステアリングホイール13から前方に向けて延出されている。モータ部42をそのステアリングシャフト50よりも前方位置に配置することで、ボンネット16の外形を後方に突出させることなく、パワーステアリング40をボンネット16内に収納することができる。さらに、モータ部42をステアリングシャフト50よりも前方に配置することで、ステアリングシャフト50の前方に配置されたエンジン4の冷却ファン61の冷却風通路により近い位置にモータ部42を配置することが可能となり、モータ部42の冷却効率を向上することができる。
[0031]
 そして、パワーステアリング40のモータ部42は、機体前後方向においてエンジン4からの出力プーリ62とトランスミッション5への入力プーリ64との中間位置に配置されている。言い換えれば、モータ部42を頂点とし、出力プーリ62の回転軸心と入力プーリ64の回転軸心との三点で、側面視略二等辺三角形を形成し、モータ部42を出力プーリ62及び入力プーリ64のそれぞれから最も遠くなる位置に配置している。すなわち、水田からの泥水を巻き上げやすい回転体であるプーリ62・64から離れた箇所にモータ部42をレイアウトすることで、プーリ62・64から跳ね上げられる泥水の影響を受けにくくしている。
[0032]
 また、モータ部42を本体部41に対して前斜め上方に向けて傾斜した状態で設け、モータ部42を出来る限りプーリ62・64から逃がすようにレイアウトしている。これによって、モータ部42への泥水の付着をより少なくすることが可能である。
[0033]
 なお、本実施形態では、上述のように、冷却ファン61からの冷却風通路により近づけることで冷却効率を向上し、かつ、プーリ62・64からの距離をより大きくすることで泥水の付着を抑制するべく、モータ部42を上方に向けて傾倒させて設置している。これに限定されず、モータ部42を配置する際の取り付け作業性等を考慮して、モータ部42を本体部41に対して水平に設置することも可能である。
[0034]
 なお、モータ部42は、機体幅方向の中央位置に設けられるステアリングホイール13から左側方に向けて突出するように設けられる。一方、出力プーリ62及び入力プーリ64は、エンジン4及びトランスミッション5の左側方に設けられるものであるため、モータ部42とプーリ62・64とは、機体幅方向において離れた位置にレイアウトされている。
[0035]
 以上のように、パワーステアリング40に含まれる電装部品であるモータ部42のレイアウトを、エンジン4の出力プーリ62とトランスミッション5の入力プーリ64から遠い位置とすることで、モータ部42への泥水の付着を抑えることが可能であり、水濡れによるモータ部42の故障の可能性を低くすることができる。また、モータ部42をステップ11よりも上方に配置することで、モータ部42が水没する可能性を可能な限り低くすることができる。
[0036]
 例えば、ボンネット16内の後部右側であって、ステアリングシャフト50の右側方にスペース的な余裕がある機体であれば、上述の位置関係を保ちつつ、モータ部42の突出方向を右側にすることで、ラジエータ60の冷却ファン61の風を強く受けさせることが可能となり、より冷却効率を上げることができるとともに、プーリ62・64からの距離も大きくすることができ、モータ部42に泥水が付着する可能性をより小さくすることができる。

産業上の利用可能性

[0037]
 本発明は、電動パワーステアリングを備える水田作業機に利用可能である。

符号の説明

[0038]
 1:田植機(水田作業機)、4:エンジン、5:トランスミッション、11:ステップ、13:ステアリングホイール、16:ボンネット、40:パワーステアリング、41:本体部、42:モータ部、43:ブラケット、44:中間シャフト、60:ラジエータ、61:冷却ファン、62:出力プーリ、63:伝動ベルト、64:入力プーリ
 

請求の範囲

[請求項1]
 エンジンと、
 前記エンジンの後方に配置され、当該エンジンから伝達ベルトを介して動力が伝達されるトランスミッションと、
 前記トランスミッションの上方に配置される電動のパワーステアリングと、
 前記エンジンの左右一側の出力軸に配置される冷却ファンと、
 前記エンジン、パワーステアリング、及び冷却ファンを被覆するボンネットと、を備える水田作業機であって、
 前記パワーステアリングの電装部品であるモータ部を、前記冷却ファンの上下方向中央位置に配置したことを特徴とする水田作業機。
[請求項2]
 前記パワーステアリングのモータ部を、前記エンジンの左右他側に配置される出力プーリと、前記出力プーリから伝達ベルトを介して動力が伝達される前記トランスミッションの入力プーリと、の前後方向中間位置に配置したことを特徴とする請求項1に記載の水田作業機。
[請求項3]
 ステアリングホイールと前記パワーステアリングを連結するステアリングシャフトを前記ボンネット内に設けるとともに、前記パワーステアリングのモータ部を、前記ステアリングシャフトよりも前方に配置したことを特徴とする請求項1又は2に記載の水田作業機。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]