JP2005002576A - 建設機械の空調装置及びこれを備える建設機械並びにこれに用いるフィルタユニット - Google Patents

建設機械の空調装置及びこれを備える建設機械並びにこれに用いるフィルタユニット Download PDF

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Abstract

【課題】運転室の居住性を向上することができる建設機械の空調装置及びこれを備える建設機械並びにこれに用いるフィルタユニットを提供する。
【解決手段】大型油圧ショベル1の運転室7内の空調を行う空調装置において、運転室ベッド8と、この運転室ベッド8上に設けた運転室7と、運転室ベッド8内に設けた空調ユニット24A,24B,24Cと、この空調ユニット24A,24B,24Cの排気側に連結され、運転室7内に設けた吹出口26A,26B,26Cと、空調ユニット24A,24B,24Cの吸込側に連結され、運転室7内に設けた吸込口20と、この吸込口20と空調ユニット24A,24B,24Cの吸込側との間に設けたフィルタユニット22とを備える。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の空調装置に係り、更に詳しくは、運転室内の居住性を向上することができる建設機械の空調装置及びこれを備える建設機械並びにこれに用いるフィルタユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、建設機械の1つである油圧ショベルは、長時間連続稼動されることも多いことから、運転室の居住性に配慮して運転室内の空調を行う空調装置を個々に搭載している。この建設機械の空調装置の先行技術としては、運転室内の空気を吸い込むための吸込口(内気導入口)と、この吸込口と一体的に運転室内に設けられ、吸込口から吸い込んだ空気を塵埃等を除去することで清浄化する集塵手段(内気フィルタ)と、この集塵手段で清浄化した空気の空調を行う空調ユニット(エアコンユニット)と、この空調ユニットで空調された空気を運転室に吹き出すための吹出口とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照。)。このような構成によって、空調ユニットで運転室から吸い込んだ空気の空調を行う前に集塵手段で塵埃等を除去して清浄化することで、内部にブロアファン、蒸発器等の精密機器を備える空調ユニットの機器寿命が短くなるのを防止することができる。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−62690号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、長期間に渡り使用できる建設機械の空調装置のニーズが高まっている。一方、油圧ショベルが使用される作業現場は一般に塵埃等が非常に多い環境であり、運転者が出入りする度に運転室内にはその塵埃等が浸入する場合も多い。このため、上記ニーズに応じ空調装置の延命化を図るには、集塵手段を高性能化して空調ユニットに導入される空気から塵埃等を確実に除去することが必要となる。
【0005】
しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、一般に集塵手段は高性能となるほど大型化する傾向があるため、集塵手段を高性能なものに交換した場合にはその設置スペースが拡大し、運転室内における運転者の有効スペースが小さくなって居住性の悪化を招く恐れがあった。
【0006】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、運転室の居住性を向上することができる建設機械の空調装置及びこれを備える建設機械並びにこれに用いるフィルタユニットを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上述した課題を解決するために、第1の発明は、建設機械の運転室内の空調を行う建設機械の空調装置において、運転室支持フレームと、この運転室支持フレーム上に設けた運転室と、前記運転室支持フレーム内に設けた空調ユニットと、この空調ユニットの排気側に連結され、前記運転室内に設けた吹出口と、前記空調ユニットの吸込側に連結され、前記運転室内に設けた吸込口と、この吸込口と前記空調ユニットの吸込側との間に設けた集塵手段とを備えたことを特徴とする建設機械の空調装置にある。
【0008】
本発明においては、運転室内の空気を吸込口から吸い込み、例えば運転室支持フレーム内における上記吸込口と空調ユニットの吸込側との間に配置した集塵手段で塵埃等を除去して清浄化し、この清浄化した空気を空調ユニットで空調して運転室内に吹出口を介して戻すことで、運転室内の空気の空調を行う。このように集塵手段を運転室外部に配置することにより、運転室内には空気を吸い込むための吸込口のみを設置すれば足り、運転室内に集塵手段を設ける従来構造に比べて運転者のための有効スペースを大きく取ることができる。したがって、運転室内の居住性を向上することができる。さらに本発明によれば、運転室外に集塵手段を設けることで運転室の居住性に係らずに集塵手段を高性能化(すなわち大型化)することが可能となるので、運転室の居住性を低下せずに空調装置の機器寿命を延ばすことができる。
【0009】
(2)上述した課題を解決するために、第2の発明は、前記集塵手段を前記運転室の下方に位置する運転室支持フレーム内に配置したことを特徴とする請求項1に記載の建設機械の空調装置にある。
【0010】
これにより、集塵手段を運転室の外部であり且つ運転室の近傍位置に設けることができる。したがって、例えば運転室内に設けた空気を吸い込むための吸込口と集塵手段とを接続するダクトの長さを最低限に抑制することができる。
【0011】
(3)上述した課題を解決するために、第3の発明は、前記集塵手段は吸入口と排出口と一方側にフィルタ取付開口とを有するケーシングと、このケーシング内に設けたフィルタ支持部材と、このフィルタ支持部材に交換可能に設けたフィルタと、前記ケーシングの前記フィルタ取付開口を覆うように前記ケーシングに着脱可能に設けた蓋部材とを備えたフィルタユニットであることを特徴とする請求項1又は2に記載の建設機械の空調装置にある。
【0012】
このような構成とすることで、空調装置の使用によってフィルタが汚れた場合に、作業者は蓋部材を開放することでケーシングのフィルタ取付開口を介してフィルタの交換作業を容易に行うことができる。
【0013】
(4)上述した課題を解決するために、第4の発明は、走行体と、この走行体に旋回可能に設けた旋回体と、この旋回体に俯仰動可能に設けたフロント装置と、前記旋回体の前方部に設けた運転室支持フレームと、この運転室支持フレーム上に設けた運転室と、前記運転室支持フレーム内に設けた空調ユニットと、この空調ユニットの排気側に連結され、前記運転室内に設けた吹出口と、前記空調ユニットの吸込側に連結され、前記運転室内に設けた吸込口と、この吸込口と前記空調ユニットの吸込側との間に設けた集塵手段とを備えたことを特徴とする建設機械にある。
【0014】
(5)上述した課題を解決するために、第5の発明は、建設機械の運転室内の空調を行う空調装置のフィルタユニットにおいて、前記運転室の外部に設けられ、吸入口と排出口と一方側にフィルタ取付開口とを有するケーシングと、このケーシング内に設けたフィルタ支持部材と、このフィルタ支持部材に交換可能に設けたフィルタと、前記ケーシングの前記フィルタ取付開口を覆うように前記ケーシングに着脱可能に設けた蓋部材とを備えたことを特徴とする空調装置のフィルタユニットにある。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建設機械の空調装置及びこれを備える建設機械並びにこれに用いるフィルタユニットの一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の建設機械の空調装置の一実施の形態を備えた大型油圧ショベルの全体構造を表す側面図であり、図2はこの大型油圧ショベルを図1中矢印A方向から見た矢視正面図である。なお、これら図1及び図2では煩雑防止のためフロント装置を図示省略している。また、以降、油圧ショベルが図1及び図2に示す状態にて操作者が運転席に着座した場合における操作者の前側(図1中下側、図2中紙面に向かって手前側)、後側(図1中上側、図2中紙面に向かって奥側)、左側(図1中紙面に向かって手前側、図2中右側)、右側(図1中紙面に向かって奥側、図2中左側)を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【0016】
これら図1及び図2において、1は大型油圧ショベルであり、2は走行手段である無限軌道履帯(クローラ)、3はこの無限軌道履帯2を左・右両側にそれぞれ備えた走行体、4は走行体3の上部に旋回可能に搭載された旋回体、5はこの旋回体4の基礎下部構造をなす旋回フレーム、6はこの旋回フレーム5の前側に設けられたフロント装置(図示せず)連結用のブラケット、7は旋回フレーム5上の左側前方部に配設された運転室、8はこの運転室7の下方に位置し運転室7を支持する運転室ベッド、9は旋回フレーム5上に配設され各種機器を収納する機械室、10は旋回フレーム5上に設けられ運転者等が通行可能な通路、11は旋回フレーム5上の後側に取り付けられたカウンタウエイトであり、このカウンタウエイト11は上記ブラケット6に連結されるフロント装置との重量バランスをとるようになっている。
【0017】
12は平面視略H字形状のトラックフレーム、13はこのトラックフレーム12の左・右両側の後端近傍にそれぞれ回転自在に支持された駆動輪、14はこの駆動輪13を駆動する走行用油圧モータである。また、15はトラックフレーム12の左・右両側の前端近傍にそれぞれ回転自在に支持された従動輪(アイドラ)であり、この従動輪15は無限軌道履帯2を介し駆動輪13の駆動力で回転される。前記走行体3は、これらトラックフレーム12、左・右駆動輪13,13、左・右走行用油圧モータ14,14、及び左・右従動輪15,15を備えている。また、16は走行体3の略中央部に配置された旋回輪であり、この旋回輪16の中心近傍に図示しない複数の旋回用油圧モータが内蔵されている。これにより、前記旋回フレーム5は走行体3に対し旋回可能となっている。
【0018】
このように構成される大型油圧ショベル1は、運転室7内の空調を行う空調装置を搭載している。以下、この空調装置の詳細について説明する。
図3は大型油圧ショベル1の空調装置の全体構成を表す概念図である。なお、この図3において、矢印は空気の流れを示している。
この図3において、20は運転室7内に設けられ運転室7内の空気を吸い込むための吸込口、21はこの吸込口20から吸い込まれた空気を後述のフィルタユニットに導入するダクト、22は運転室ベッド8内に設けられダクト21から導入される空気の塵埃等を除去して清浄化するフィルタユニット、23A,23B,23Cはこのフィルタユニット22で清浄化された空気を後述の空調ユニットにそれぞれ導入するダクト、24A,24B,24Cは運転室ベッド8内に設けられこれらダクト23A,23B,23Cから導入される空気の空調(冷暖房)をそれぞれ行う空調ユニット、25A,25B,25Cはこれら空調ユニット24A,24B,24Cで空調された空気を運転室7にそれぞれ導入するダクト、26A,26B,26Cは運転室7内に設けられこれらダクト25A,25B,25Cから導入される空気を運転室7内にそれぞれ吹き出す吹出口である。なお、上記ダクト21,23,25は所定の範囲内において変形自在なフレキシブルダクトであり、これらを使用することで各機器の振動を相互に許容でき、且つ各機器のレイアウトの自由度を増加させて取り付け作業の際の作業性を向上できるように配慮されている(なお、図3においてはフレキシブルであることを表現するために模式的に蛇腹状に図示しているが、ダクト形状をこの蛇腹形状に限るものではない)。
【0019】
また、図4は運転室ベッド8内の詳細構造を表す運転室ベッド8の側断面図、図5は図4中V−V断面による運転室ベッド8の横断面図である。なお、図5ではフィルタユニット22の内部構造を示すために後述する蓋部材22dを図示省略している。
これら図4及び図5並びに先の図3に示すように、上記フィルタユニット22は、一方側(図3及び図4中右側、図5中紙面手前側、すなわち大型油圧ショベル1の後側)にフィルタ取付開口22A(図3にのみ図示)を有するケーシング22aと、このケーシング22a内に複数(本実施の形態では3つ。但し3つに限らず2つ若しくは4つ以上でもよい。又は単数でもよい。すなわち、必ずしも空調ユニット24の数と合わせる必要はない)設けられ、運転室7内の空気から塵埃等を除去して清浄化する静電フィルタ22bと、この静電フィルタ22bを着脱可能に支持するフィルタ支持部材22cと、上記フィルタ取付開口22Aを開放及び閉塞可能にケーシング22aに設けられた蓋部材22d(但し上記したように図5には図示せず)とを備えており、ケーシング22aの上部には前記ダクト21が接続されている。また、静電フィルタ22bは蓋部材22dを開放した際にフィルタ取付開口22Aを介して交換することができるようになっている。
【0020】
また、30A,30B,30Cはコンプレッサ、31はこれらコンプレッサ30A,30B,30Cを駆動するモータ(図4参照)、32A,32B,32Cはコンデンサファン(図3及び図5参照)、33A,33B,33Cはレシーバドライヤであり、コンプレッサ30A,30B,30Cで圧縮され高温・高圧となった冷媒は、コンデンサファン32A,32B,32Cにより放熱冷却され、レシーバドライヤ33A,33B,33Cにより水分が分離されて、空調ユニット24A,24B,24Cにそれぞれ導入されるようになっている。空調ユニット24A,24B,24Cは、その内部に絞り34A,34B,34C、蒸発器35A,35B,35C、及びブロアファン36A,36B,36Cをそれぞれ備えており、上記レシーバドライヤ33A,33B,33Cから空調ユニット24A,24B,24Cに導入された冷媒は、絞り34A,34B,34Cを通過して低圧になり蒸発器35A,35B,35Cをそれぞれ冷却するようになっている。上記ブロアファン36A,36B,36Cは運転室7内の空気を吸い込んで吐き出す原動力となっており、ダクト23A,23B,23Cから各空調ユニット24A,24B,24Cに導入された空気はこれらブロアファン36A,36B,36Cによって上記冷媒で冷却された蒸発器35A,35B,35Cに導入されて冷却されるようになっている。このように、コンプレッサ30→コンデンサファン32→レシーバドライヤ33→蒸発器35のサイクルから構成される冷却系統を、各空調ユニット24A,24B,24Cのそれぞれが単独で有している。このようにして各空調ユニット24A,24B,24Cで冷却された空気は、ダクト25A,25B,25Cを経て運転室7内に導入され、吹出口26A,26B,26Cを介してそれぞれ吹き出されるようになっている。なお、特に図示はしないが、上記空調ユニット24A,24B,24Cはエンジン冷却水を導入する熱交換器を有しており、運転室7内の空気を暖めて暖房することもできるようになっている。
【0021】
以上において、フィルタユニット22は特許請求の範囲各項記載の吸込口と空調ユニットの吸込側との間に設けた集塵手段を構成し、運転室ベッド8は運転室支持フレームを構成する。
【0022】
次に、上記構成の本発明の建設機械の空調装置及びこれを備える建設機械並びにこれに用いるフィルタユニットの一実施の形態の動作を以下に説明する。
運転室7内の空気は、空調ユニット24A,24B,24Cの各ブロアファン36A,36B,36Cの吸引力により吸込口20から吸い込まれ、ダクト21を介してフィルタユニット22に導入される。このフィルタユニット22に導入された空気は、ケーシング22a内に設けられた3つの静電フィルタ22bにより塵埃等を除去されて清浄化される。この清浄化された空気は、ケーシング22aに接続された3つのダクト23A,23B,23Cにより3系統に分流され、空調ユニット24A,24B,24Cにそれぞれ導入される。
【0023】
空調ユニット24A,24B,24Cはそれぞれが単独の冷却系統を有しており、それぞれの冷却系統において、冷媒がコンプレッサ30で圧縮され高温・高圧となり、コンデンサファン32で放熱冷却され、レシーバドライヤ33で水分が分離され、空調ユニット24に導入され絞り34で低圧化されて蒸発することにより、その際の潜熱により蒸発器35が冷却される。フィルタユニット22で清浄化された空気はブロアファン36A,36B,36Cにより冷却された蒸発器35A,35B,35Cに導入され、それぞれ冷却される。このようにして各空調ユニット24A,24B,24Cで冷却された空気は、ダクト25A,25B,25Cを経て吹出口26A,26B,26Cを介し運転室7内にそれぞれ吹き出される。以上のようにして、運転室7内は空調(冷房)される。
【0024】
なお、このようにして空調装置が使用されることでフィルタユニット22の静電フィルタ22bが汚れた場合には、交換作業者が大型油圧ショベル1の通路10からドア40(図1参照)を介して運転室ベッド8に入り、この運転室ベッド8内においてフィルタユニット22の蓋部材22dを開放し、静電フィルタ22bをフィルタ支持部材22cから外して、ケーシング22aからフィルタ取付開口22Aを介して後方に取り出す。そして、新規な静電フィルタ22bをフィルタ支持部材22cに取り付け、蓋部材22dを閉塞する。このようにして静電フィルタ22bの交換作業を行う。
【0025】
以上のような動作を行う本発明の建設機械の空調装置の一実施の形態の作用を以下に説明する。
本実施の形態によれば、フィルタユニット22を運転室7の外部である運転室ベッド8内に配置することにより、運転室7内には吸込口20と吹出口26を設ければ足り、運転室7内にフィルタユニット22を設ける従来構造に比べて運転者のための有効スペースを大きく取ることができる。したがって、運転室7内の居住性を向上することができる。
【0026】
さらに本実施の形態によれば、フィルタユニット22を運転室7内に設けないので、静電フィルタ22bを高性能化させてフィルタユニット22が大型化しても、運転室7内の居住性には何ら影響を及ぼさない。したがって、運転室7内の居住性を低下させずに静電フィルタ22bを高性能化して空調装置の機器寿命を延ばすことが可能となる。
【0027】
またさらに、本実施の形態によれば、上述したように静電フィルタ22bが汚れた場合には交換作業者が運転室ベッド8内において容易にフィルタ交換を行うことが可能である。すなわち、運転室7内にフィルタユニット22を設ける従来構造の場合、交換作業の際に静電フィルタ22bに付着した塵埃等の一部が運転室7内に放散され運転室7内が汚れる恐れがあるが、本実施の形態によればそのような事態を防止することができる。したがって、運転室7内を清潔に保つことができ、これによっても居住性を向上することができる。また、上記従来構造の場合には交換作業者は静電フィルタ22bに付着した塵埃等が放散されないよう多大な気を使いながら作業を行う必要があるのに対し、本実施の形態によればそのような気を使わずに作業を行うことができるので、交換作業の作業性を向上することができる。
【0028】
なお、本発明の空調装置の一実施の形態を備えた建設機械によれば、本実施の形態の空調装置により運転室7内の居住性が向上されるので、運転者の作業効率が向上し、その結果、建設機械の作業効率を向上することができる。
【0029】
なお、上記本発明の空調装置の一実施の形態においては、集塵手段として静電フィルタを用いたが、これに限らず、例えば通常のメッシュ状のフィルタ(例えば家庭用エアコンの吸込口に設けられるフィルタ)等の他のフィルタを用いるようにしてもよい。
【0030】
また、上記本発明の空調装置の一実施の形態においては、フィルタユニット22と空調ユニット24A,24B,24Cとを一体的に構成するようにした(図4参照)が、これに限らない。すなわち、運転室ベッド8内における他の機器も含めたレイアウトを考慮し、例えばフィルタユニット22と空調ユニット24A,24B,24Cとを分離し別体として設けてダクトで接続するようにしてもよい。
【0031】
またさらに、フィルタユニット22の配置位置は運転室ベッド8内に限るものではなく、例えば屋外に露出して設けてもよいし、前記の各種機器を収納する機械室9(図1参照)内等に設けてもよい。すなわち、運転室7の外部であれば足りる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、集塵手段を運転室外部に配置することにより、運転室内に集塵手段を設ける従来構造に比べて運転者のための有効スペースを大きく取ることができ、運転室内の居住性を向上することができる。さらに、これにより運転室内の居住性に係らずに集塵手段を高性能にすることが可能となるので、空調装置の機器寿命を延ばすことができる。またさらに、周囲への塵埃等の放散を気にせずに集塵手段の交換作業を行うことができるので、その作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の建設機械の空調装置の一実施の形態を備えた大型油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図2】本発明の建設機械の空調装置の一実施の形態を備えた大型油圧ショベルを図1中矢印A方向から見た矢視正面図である。
【図3】本発明の建設機械の空調装置の一実施の形態の全体構成を表す概念図である。
【図4】本発明の建設機械の空調装置の一実施の形態を備えた大型油圧ショベルを構成する運転室ベッド内の詳細構造を表す側断面図である。
【図5】本発明の建設機械の空調装置の一実施の形態を備えた大型油圧ショベルを構成する運転室ベッド内の詳細構造を表す図4中V−V断面による横断面図である。
【符号の説明】
3 走行体
4 旋回体
7 運転室
8 運転室ベッド(運転室支持フレーム)
20 吸込口
22 フィルタユニット(集塵手段)
22A フィルタ取付開口
22a ケーシング
22b 静電フィルタ(フィルタ)
22c フィルタ支持部材
22d 蓋部材
24A,24B,24C 空調ユニット

Claims (5)

  1. 建設機械の運転室内の空調を行う建設機械の空調装置において、運転室支持フレームと、この運転室支持フレーム上に設けた運転室と、前記運転室支持フレーム内に設けた空調ユニットと、この空調ユニットの排気側に連結され、前記運転室内に設けた吹出口と、前記空調ユニットの吸込側に連結され、前記運転室内に設けた吸込口と、この吸込口と前記空調ユニットの吸込側との間に設けた集塵手段とを備えたことを特徴とする建設機械の空調装置。
  2. 前記集塵手段を前記運転室の下方に位置する運転室支持フレーム内に配置したことを特徴とする請求項1に記載の建設機械の空調装置。
  3. 前記集塵手段は吸入口と排出口と一方側にフィルタ取付開口とを有するケーシングと、このケーシング内に設けたフィルタ支持部材と、このフィルタ支持部材に交換可能に設けたフィルタと、前記ケーシングの前記フィルタ取付開口を覆うように前記ケーシングに着脱可能に設けた蓋部材とを備えたフィルタユニットであることを特徴とする請求項1又は2に記載の建設機械の空調装置。
  4. 走行体と、この走行体に旋回可能に設けた旋回体と、この旋回体に俯仰動可能に設けたフロント装置と、前記旋回体の前方部に設けた運転室支持フレームと、この運転室支持フレーム上に設けた運転室と、前記運転室支持フレーム内に設けた空調ユニットと、この空調ユニットの排気側に連結され、前記運転室内に設けた吹出口と、前記空調ユニットの吸込側に連結され、前記運転室内に設けた吸込口と、この吸込口と前記空調ユニットの吸込側との間に設けた集塵手段とを備えたことを特徴とする建設機械。
  5. 建設機械の運転室内の空調を行う空調装置のフィルタユニットにおいて、前記運転室の外部に設けられ、吸入口と排出口と一方側にフィルタ取付開口とを有するケーシングと、このケーシング内に設けたフィルタ支持部材と、このフィルタ支持部材に交換可能に設けたフィルタと、前記ケーシングの前記フィルタ取付開口を覆うように前記ケーシングに着脱可能に設けた蓋部材とを備えたことを特徴とする空調装置のフィルタユニット。
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