JP2002180501A - 建設機械の運転室および該運転室に設けられるコンソール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転室の暖房性能を向上させ、また操作レバ
ー等の不所望な加熱を抑制する。 【解決手段】 送風手段により温風を供給する主暖房装
置が設けられた建設機械の運転室において、主暖房装置
作動時に運転室内空間に空気の対流を発生させるファン
手段２２を送風手段とは別に運転席１１の側部または下
部に設け、これによりオペレータの足下への空気の供給
を増加させて暖房性能の向上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等に
代表される建設機械の運転室および運転室に設けられる
コンソールに関し、特に運転室内の空調を快適に行える
よう改良したものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の運転室内を冷暖房する空調装
置として、例えば実開平５−４２３５１号明細書や特開
平８−１７５１５６号公報に開示されたものが知られて
いる。これらの空調装置は、送風手段（例えば、ブロア
ファン）によって装置本体内に空気を導入し、導入され
た空気を冷暖房ユニットによって冷却あるいは加熱して
吹出口から吹き出す。吹出口は複数箇所に設けられ、暖
房時には運転席下部の吹出口からオペレータの足下に温
風を吹き出し、冷房時には運転席前方の吹出口からオペ
レータの上半身に向けて冷風を吹き出す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】暖房時、温風の吹出量
が十分な量であれば、下吹出口から吹き出された空気は
運転室の前窓，後壁および天井等に沿って進み、オペレ
ータの上半身および下半身に十分な量の温風が吹き付け
られる。しかし、運転室内が十分に暖まり、オペレータ
が暖房を弱める操作を行うと、吹出風量が減少するため
オペレータは上半身においては暖かみを感じるが、下半
身、特に膝や大腿部において暖かみを感じることができ
なくなり、いわゆる頭寒足熱効果が得られなくなる。

【０００４】一方、建設機械の運転室には運転席の側方
にコンソールが設けられるのが一般的であり、ここに種
々の油圧アクチュエータを操作するための操作レバーが
配置されている。コンソール内には操作レバーにて切換
操作されるパイロットバルブが設けられ、その切換えに
よりメインのコントロールバルブを操作し、作動油の方
向および流量を調節して油圧アクチュエータを駆動制御
する。油圧アクチュエータの駆動により作動油の温度は
上昇し、その熱によってコンソール内のパイロットバル
ブや操作レバーまでもが加熱され、特に夏期においてレ
バー操作時に不快感を感ずることがある。

【０００５】本発明の目的は、運転室の暖房性能を向上
させ、また操作レバー等の不所望な加熱を抑制すること
が可能な建設機械の運転室を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図面
に対応づけて説明すると、請求項１〜５の発明は、送風
手段５１により温風を供給する主暖房装置が設けられた
建設機械の運転室に適用される。そして、請求項１の発
明は、主暖房装置作動時に運転室内空間に空気の対流を
発生させるファン手段２２を送風手段５１とは別に運転
席１１の側部または下部に設け、これにより上記問題点
を解決する。請求項２の発明は、運転席の側部に設けら
れたコンソール１２，１３にファン手段２２を取り付け
たものである。請求項３の発明は、コンソール１２，１
３内の加熱空気を補助暖房用として運転室内に送風する
ファン手段２２を送風手段５１とは別に設けたものであ
る。請求項４の発明は、建設機械の作動油によって加熱
され発熱する発熱体１２ｂ，１３ｂをコンソール１２，
１３内に設け、発熱体１２ｂ，１３ｂによって暖められ
た空気がファン手段２２によって運転室に送風されるよ
う構成したものである。請求項５の発明は、ファン手段
２２を正逆転可能とし、いずれか一方向の回転時にはコ
ンソール１２，１３内の空気を運転室に送風し、他方向
の回転時には、コンソール１２，１３内に設けられた発
熱体１２ｂ，１３ｂを冷却すべく運転室内の空気をコン
ソール１２，１３内に導くよう構成したものである。請
求項６の発明は、コンソール１２，１３が設けられた建
設機械の運転室に適用され、コンソール１２，１３内に
設けられた発熱体１２ｂ，１３ｂを冷却すべく運転室内
の空気をコンソール１２，１３内に導くファン手段２２
を設けたものである。請求項７の発明は、冷暖房可能な
主空調装置および発熱体１２ｂ，１３ｂを収容するコン
ソール１２，１３が設けられた建設機械の運転室に適用
される。そして、正逆転可能とされ、正転時には運転室
内の空気をコンソール１２，１３内に導き、逆転時には
コンソール１２，１３内の空気を運転室に送風するファ
ン手段２２と、主空調装置が冷房運転されているときに
は、コンソール内に設けられた発熱体１２ｂ，１３ｂを
冷却すべくファン手段２２を正転させ、主空調装置が暖
房運転されているときには、発熱体１２ｂ，１３ｂによ
る加熱空気を補助暖房用として運転室内に送風すべくフ
ァン手段２２を逆転させる制御手段６１とを具備する。
請求項８の発明は、上記発熱体として、建設機械の油圧
回路を構成し、コンソール１２，１３に突設された操作
レバー１２ａ，１３ａにより切換操作される弁手段１２
ｂ，１３ｂを用いたものである。請求項９〜１１の発明
は、操作部材１２ａ，１３ａが取り付けられ、建設機械
の運転室３に配置されるコンソールに適用される。そし
て、請求項９の発明は、運転室３を暖房する主暖房装置
の作動時に運転室内空間に空気の対流を発生させるファ
ン手段２２を備えたものである。請求項１０の発明は、
コンソール内の加熱空気を暖房用として運転室内に送風
するファン手段２２を備えたものである。請求項１１の
発明は、コンソール内に設けられた発熱体１２ｂ，１３
ｂを冷却すべく運転室内の空気をコンソール内に導くフ
ァン手段２２を備えたものである。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が
実施の形態に限定されるものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１〜図１４により本発明の一実
施の形態を説明する。図１は本実施形態におけるクロー
ラ式油圧ショベルの側面図である。下部走行体１に旋回
可能に連結された上部旋回体２には、前部に運転室３が
設けられるとともに、その側方に作業フロント４が連結
されている。

【０００９】図２，図３は運転室３の内部構成を示す正
面図および上面図である。運転室３内にはほぼ中央に運
転席１１が設けられ、その左右にコンソール１２，１３
がそれぞれ設置されている。コンソール１２，１３には
作業用の操作レバー１２ａ，１３ａがそれぞれ突設さ
れ、各操作レバー１２ａ，１３ａの基端部はコンソール
１２，１３内の油圧パイロットバルブ１２ｂ，１３ｂ
（図４）に接続されている。レバー１２ａ，１３ａの操
作によりパイロットバルブ１２ｂ，１３ｂを切換える
と、パイロット圧力が油圧パイロットホースＨＳを介し
て不図示のコントロールバルブを切換え、これにより作
業フロント４の駆動や上部旋回体２の旋回等が行われ
る。

【００１０】次に、運転室３の空調装置について説明す
る。図８に示すように、運転室３の後方には空調装置本
体１４が設置され、ここから延びる前部吹出ダクト１４
Ａ，後部吹出ダクト１４Ｂおよび下部吹出ダクト１４Ｃ
の先端にそれぞれ前吹出口１４ａ，後吹出口１４ｂおよ
び下吹出口１４ｃが設けられている。空調制御時、これ
らの吹出口１４ａ〜１４ｃから冷風または温風が吹き出
される。なお、１４ｄは窓曇りを防止するためのデフロ
スタ吹出口である。

【００１１】また本実施形態では、左右のコンソール１
２，１３の前壁に電動ファン２２がそれぞれ取り付けら
れている。図４〜図７に示すように、電動ファン２２
は、ＤＣモータ２２ａと、その出力軸に取り付けられた
複数枚の羽根２２ｂとからなり、これらがブラケット２
２ｃに支持される。ブラケット２２ｃはコンソール１２
（１３）の前部においてコンソールブラケット１２ａ
（１３ａ）にダクト２３を介して螺着され、これにより
運転室内とコンソール内部との間で空気の流通が可能と
なる。電動ファン２２の詳細な動作については後述す
る。

【００１２】図９は電動ファン２２を含む空調装置の制
御系を示すブロック図である。空調装置本体１４には、
運転室内の空気（内気）あるいは外気を導入するブロア
ファン５１と、導入された空気を冷やす、あるいは暖め
る冷暖房ユニット５２とが設けられ、このユニット５２
を通過した空気はチャンバ５３から各ダクト１４Ａ〜１
４Ｃに至り、吹出口１４ａ〜１４ｃにから吹き出され
る。冷暖房ユニット５２は、不図示の冷媒サイクルを循
環する冷媒と空気の熱交換を行って空気を冷却するエバ
ポレータ５２ａや、ラジエータ５４からのエンジン冷却
水を用いて空気を暖めるヒータ５２ｂなどを含む。な
お、５５は気体冷媒を冷却して液化させるコンデンサで
ある。

【００１３】空調装置の各部およびコンソール１２，１
３に設けられた電動ファン２２は、コントロールユニッ
ト６１によって制御される。コントロールユニット６１
には、運転室内の温度（室内温度）Ｔｉを検出する室内
温度センサ６２と、外気温Ｔｏを検出する外気温センサ
６３と、日射量Ｑを検出する日射センサ６４と、エンジ
ン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ６５とが接続され
るとともに、運転室３のコントロールパネルに設けられ
た操作スイッチ群６６が接続される。操作スイッチ群６
６は、オート制御における設定温度Ｔを入力する設定温
度スイッチ，吹出口設定スイッチ，内外気設定スイッ
チ，風量設定スイッチ，電動ファン設定スイッチなどを
含む。

【００１４】図１０〜図１４も参照してコントロールユ
ニット６１による空調制御について説明する。 （Ｉ）オート制御 オート制御においては、上記室内温度Ｔｉ，外気温度Ｔ
ｏ，日射量Ｑおよび設定温度Ｔに基づいて、冷房か暖房
かを決める基準温度Ｔｍを演算し、図１０の特性に基づ
いて制御内容を決定する。

【００１５】（Ｉ−１）冷房制御 Ｔｍ＜Ｔ２のときは冷房制御を行う。その詳細は省略す
るが、このとき図１１に示すように冷風が前吹出口１４
ａおよび後吹出口１４ｂから吹き出され、前吹出口１４
ａからの空気は直接オペレータの正面に吹き付けられ
る。また後吹出口１４ｂからの空気は運転室の後部壁面
から天井を伝わる流れとなる。なお、冷房時は下吹出口
１４ｃからは空気は吹き出されず、オペレータの足下が
不所望に冷やされることはない。

【００１６】さらに冷房時には、左右の電動ファン２２
が正転され、これにより運転室内の空気がコンソール１
２，１３内に導かれてパイロットバルブ１２ｂ，１３ｂ
の冷却に寄与する。すなわち、上述の如く油圧アクチュ
エータの駆動によって作動油の温度が上昇し、コンソー
ル１２，１３内のパイロットバルブ１２ｂ，１３ｂや操
作レバー１２ａ，１３ａが加熱されるが、電動ファン２
２によりオペレータの膝元付近の冷却空気がパイロット
バルブ１２ｂ，１３ｂに吹き付けられるため、パイロッ
トバルブ１２ｂ，１３ｂおよびレバー１２ａ，１３ａが
冷却され、オペレータがレバー操作時に不快感を感ずる
ことがなくなる。パイロットバルブ１２ｂ，１３ｂを通
過した空気はシート後部下側に吹き出されるようになっ
ており、直接オペレータの足下に吹き付けられることは
ない。

【００１７】（Ｉ−２）暖房制御 Ｔｍ＞Ｔ１のときは暖房制御を行う。このとき、図１２
に示すように下吹出口１４ｃから温風が吹き出され、こ
れがオペレータの足下の暖房に寄与するとともに、前面
ガラスを伝わってオペレータの上半身にも吹き付けられ
る。なお、暖房時は前吹出口１４ａおよび後吹出口１４
ｂからは空気が吹き出されないので、オペレータの上半
身に大量に温風が吹き付けられることはなく、頭寒足熱
効果が図れる。

【００１８】さらに暖房時には左右の電動ファン２２が
逆転され、これによりコンソール１２，１３内の空気が
運転室３内に導かれて乗員の暖房に寄与する。すなわ
ち、作動油によってパイロットバルブ１２ｂ，１３ｂが
加熱されるため、コンソール１２，１３内の空気温度は
高く、この空気が上記電動ファン２２の逆転により運転
室３内に吹き出され、これが補助暖房として機能する。
従来は、暖房が弱まると吹出風量が減少するためオペレ
ータは上半身においては十分な暖かみを感じるが、下半
身において暖かみを感じることができなくなるという問
題があった。本実施形態では、暖房を弱めても電動ファ
ン２２によりコンソール１２，１３内の暖かい空気がオ
ペレータの膝元や大腿部に吹き付けられるので、乗員は
下半身においても寒さを感ずることはない。また、コン
ソール１２，１３からの温風はオペレータの上半身に直
接作用することはないから、上半身が暖まり過ぎること
はなく、以て頭寒足熱効果が得られる。

【００１９】（Ｉ−３）バイレベル制御 Ｔ１＜Ｔｍ＜Ｔ２のとき（足下は寒いが、上半身は日射
等により暖かいとき）はバイレベル制御を行う。バイレ
ベル制御では、図１３に示すように前吹出口１４ａから
冷風が吹き出されてオペレータの上半身を冷房するとと
もに、下吹出口１４ｃから温風が吹き出されてオペレー
タの下半身を暖める。電動ファン２２は暖房時と同様に
逆転され、コンソール１２，１３内の暖かい空気をオペ
レータの下半身に供給することで補助暖房として機能す
る。

【００２０】（II）マニュアル制御 マニュアル制御では、オペレータが操作スイッチ群６６
を構成する各スイッチ類を操作することにより設定温
度，吹出口，内外気，風量等を設定する。これにより、
例えば図１４に示すように前吹出口１４ａのみから空気
を吹き出すようにもできる。この場合は、電動ファン２
２のオン・オフおよび回転方向もスイッチにより設定す
ることになる。すなわちオペレータは、主に冬季におい
て暖房効果を上げたいと思えば電動ファン２２を逆転さ
せ、コンソール１２，１３内の加熱された空気を運転室
３に吹き出させる。一方、主に夏季においては電動ファ
ン２２を正転させ、パイロットバルブ１２ｂ，１３ｂお
よびレバー１２ａ，１３ａを冷却する。

【００２１】なお、マニュアル制御時でも電動ファン２
２のみは自動設定とするようにしてもよい。例えば、外
気温度や室内温度に基づいて電動ファンのオン・オフお
よび回転方向を決定するようにしてもよい。

【００２２】以上の実施形態において、ブロアファン５
１が送風手段を、電動ファン２２がファン手段を、パイ
ロットバルブ１２ｂ，１３ｂが発熱体および弁手段を、
コントロールユニット６１が制御手段をそれぞれ構成す
る。

【００２３】以上では、電動ファン２２の回転数すなわ
ち風量を一定とした例を示したが、これを可変としても
よい。例えば上述した基準温度Ｔｍに基づき、強力な暖
房能力が必要なほど電動ファン２２の逆転時の回転数を
高くするようにしてもよい。一方、正転時には、例えば
作動油温が高いほど電動ファン２２の回転数を高くする
ようにしてもよい。

【００２４】また、いずれか一方向にのみ可能な電動フ
ァンを用いたものにも本発明を適用できる。例えばコン
ソール内に空気を送る方向にのみ回転可能な電動ファン
を用いた場合には、冷房時および暖房時のいずれにおい
ても操作レバーの加熱を抑制できる。一方、コンソール
から空気を吹き出す方向にのみ回転可能な電動ファンを
用いた場合には、冷房時には停止させておけばよい。

【００２５】さらに発熱体はパイロットバルブに限定さ
れず、例えばエンジン冷却水により空気を暖めるヒータ
手段をコンソール内に設けてもよい。また、電動ファン
を設ける位置はコンソールに限らず、運転席の側方ある
いは下方であればいずれの位置でもよい。この位置にフ
ァンを設けることにより、運転室内に空気の対流を発生
させ、オペレータの足下により多くの空気を送ることで
暖房性能の向上が図れる。したがって、パイロットバル
ブ等の発熱体は必須ではない。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、主暖房装置作
動時に運転室内空間に空気の対流を発生させるファン手
段を運転席の側部または下部に設けたので、オペレータ
の足下により多くの空気を送ることで暖房性能の向上が
図れる。ファン手段を運転席の側部に設けられたコンソ
ールに取り付けることで、コンソール内の加熱空気を補
助暖房用として利用できるとともに、オペレータの足下
に多くの空気を吹き付けられる。作動油によって加熱さ
れ発熱するパイロットバルブ等の発熱体を利用すること
で、暖房性能をより一層向上できる。請求項６の発明に
よれば、コンソール内に設けられた発熱体を冷却すべく
運転室内の空気をコンソール内に導くファン手段を設け
たので、コンソールに設けられる操作レバー等の加熱を
抑制できる。請求項７の発明によれば、正逆転可能なフ
ァン手段を設け、主空調装置が冷房運転されているとき
には、コンソール内に設けられた発熱体を冷却すべくフ
ァン手段を正転させ、主空調装置が暖房運転されている
ときには、発熱体による加熱空気を補助暖房用として運
転室内に送風すべくファン手段を逆転させるようにした
ので、１種類の送風手段でレバー等の加熱抑制と室内の
補助暖房とをそれぞれ必要時に自動的に行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるクローラ式油圧シ
ョベルを示す側面図。

【図２】上記油圧ショベルの運転室内を示す正面図。

【図３】上記油圧ショベルの運転室内を示す上面図。

【図４】運転室のコンソールの構成を示す側面図。

【図５】図４のＶ−Ｖ線から見た図。

【図６】コンソールの電動ファン取付構造を示す側面
図。

【図７】図６のVII−VII線から見た図。

【図８】運転室内の空調装置の配置を示す斜視図。

【図９】空調装置の制御系を示すブロック図。

【図１０】冷房，暖房およびバイレベルの判定方法を説
明する図。

【図１１】冷房時の空調状態を示す斜視図。

【図１２】暖房時の空調状態を示す斜視図。

【図１３】バイレベル時の空調状態を示す斜視図。

【図１４】マニュアル制御時で前吹出口のみから空気を
吹き出す状態を示す斜視図。

【符号の説明】

３ 運転室 １１ 運転席 １２，１３ コンソール １２ａ，１３ａ 操作レバー １２ｂ，１３ｂ パイロットバルブ １４ 空調装置本体 １４Ａ〜１４Ｃ ダクト １４ａ 前吹出口 １４ｂ 後吹出口 １４ｃ 下吹出口 ２２ 電動ファン ５１ ブロアファン ５２ 冷暖房ユニット ６１ コントロールユニット ６６ 操作スイッチ群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桧山 忠 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 佐々木 晋 東京都足立区中川５丁目１番地34号 株式 会社日立製作所生活ソフト開発センター内 Ｆターム(参考） 2D015 EC01 3L011 BF01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風手段により温風を供給する主暖房装
   置が設けられた建設機械の運転室において、 前記主暖房装置作動時に運転室内空間に空気の対流を発
   生させるファン手段を前記送風手段とは別に運転席の側
   部または下部に設けたことを特徴とする建設機械の運転
   室。
2. 【請求項２】 前記ファン手段は、前記運転席の側部に
   設けられたコンソールに取り付けられていることを特徴
   とする請求項１に記載の建設機械の運転室。
3. 【請求項３】 送風手段により温風を供給する主暖房装
   置およびコンソールが設けられた建設機械の運転室にお
   いて、 前記コンソール内の加熱空気を補助暖房用として運転室
   内に送風するファン手段を前記送風手段とは別に設けた
   ことを特徴とする建設機械の運転室。
4. 【請求項４】 前記コンソール内には、建設機械の作動
   油によって加熱され発熱する発熱体が設けられ、前記フ
   ァン手段は、該発熱体によって暖められた空気を運転室
   に送風するよう構成されていることを特徴とする請求項
   ３に記載の建設機械の運転室。
5. 【請求項５】 前記ファン手段は正逆転可能とされ、い
   ずれか一方向の回転時には前記コンソール内の空気を運
   転室に送風し、他方向の回転時には、前記コンソール内
   に設けられた発熱体を冷却すべく前記運転室内の空気を
   該コンソール内に導くよう構成されていることを特徴と
   する請求項３に記載の建設機械の運転室。
6. 【請求項６】 コンソールが設けられた建設機械の運転
   室において、 前記コンソール内に設けられた発熱体を冷却すべく前記
   運転室内の空気を該コンソール内に導くファン手段を有
   することを特徴とする建設機械の運転室。
7. 【請求項７】 冷暖房可能な主空調装置および発熱体を
   収容するコンソールが設けられた建設機械の運転室にお
   いて、 正逆転可能とされ、正転時には前記運転室内の空気を該
   コンソール内に導き、逆転時には前記コンソール内の空
   気を運転室に送風するファン手段と、 前記主空調装置が冷房運転されているときには、前記コ
   ンソール内に設けられた発熱体を冷却すべく前記ファン
   手段を正転させ、前記主空調装置が暖房運転されている
   ときには、前記発熱体による加熱空気を補助暖房用とし
   て運転室内に送風すべく前記ファン手段を逆転させる制
   御手段とを具備することを特徴とする建設機械の運転
   室。
8. 【請求項８】 前記発熱体は建設機械の油圧回路を構成
   し、前記コンソールに突設された操作レバーにより切換
   操作される弁手段であることを特徴とする請求項６また
   は７に記載の建設機械の運転室。
9. 【請求項９】 操作部材が取り付けられ、建設機械の運
   転室に配置されるコンソールであって、 運転室を暖房する主暖房装置の作動時に該運転室内空間
   に空気の対流を発生させるファン手段を備えたことを特
   徴とするコンソール。
10. 【請求項１０】 操作部材が取り付けられ、建設機械の
    運転室に配置されるコンソールであって、 該コンソール内の加熱空気を暖房用として運転室内に送
    風するファン手段を備えたことを特徴とするコンソー
    ル。
11. 【請求項１１】 操作部材が取り付けられ、建設機械の
    運転室に配置されるコンソールであって、 該コンソール内に設けられた発熱体を冷却すべく前記運
    転室内の空気をコンソール内に導くファン手段を備えた
    ことを特徴とするコンソール。