JP2008044482A

JP2008044482A - フィルタ装置

Info

Publication number: JP2008044482A
Application number: JP2006220627A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Iwamoto; 貴宏岩本; Makoto Ota; 誠太田; Masafumi Iguchi; 雅文井口
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-02-28

Abstract

【課題】運転室内で循環される内気および運転室外から取込まれる外気の両方を浄化することができるとともに、適切な時期にクリーンなフィルタ面を自動供給できるロール式のフィルタ装置を提供する。
【解決手段】キャブ内の後部に空調装置を配置し、空調装置のブロア吸込口に連通した底部の空気吸込ダクトに、ロールフィルタ巻取り式のフィルタ装置を接続する。フィルタ装置は、キャブ内に設置した筐体21の側面に、キャブ内の空気を吸込む内気用吸込口と、外部の空気を吸込む外気用吸込口23とを開口する。筐体21に、内気用吸込口および外気用吸込口23を挟んで、フィルタ供給部26およびフィルタ巻取部27を設ける。ロールフィルタ28の巻取側に、ロールフィルタ28を巻取駆動する駆動部51を設け、制御部61によりロールフィルタ28の巻取時期を判断して駆動部51を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロールフィルタを用いたフィルタ装置に関する。

図７に示されるように、作業機械１は、機体２上にキャブ３が搭載が搭載され、キャブ３の側方に作業装置４が搭載され、キャブ３の後方にエンジンなどの動力装置５が搭載されている。

図８に示されるように、キャブ３内のオペレータ座席（図示せず）の後方には空調装置６が設置されている。この空調装置６の吸気部6aには、内気フィルタ７が上方に抜取り可能に設けられ、またキャブ３の後背面に開口された吸気口に外気フィルタ８が設置され、この吸気口がダクト９により吸気部6aに連通されている。

そして、キャブ３内の空気を内気フィルタ７を通して循環させる内気循環機能と、キャブ３外の空気を外気フィルタ８およびダクト９を通してキャブ３内に取込むことで、キャブ内圧を外気よりもやや高めに設定するプレッシャライズ機構を採用している。

内気フィルタ７は、上方に抜取る構造となっているので、機体取扱い説明書などで定期的な清掃または交換を推奨しているが、この抜取り方式は、フィルタ交換時に内気フィルタ７に付着した埃が落ちやすい状態まで使われることが多く、エアコン性能の低下、すなわち冷却不足につながっている。また、フィルタ交換時に埃が室内に落ちるため、床などを汚してしまう問題がある。

また、外気フィルタ８を交換するときは、図７に示されるようにキャブ３の後方に設けられたフィルタ交換用ドア8dを開けて、交換作業をしている。このとき、キャブ３の後方に配置されているエンジン用エアフィルタなどの他装置との取り合いにより、ドア開き量やフィルタ抜取り方向などに制約ができてしまい、十分な作業スペースがとれないため、外気フィルタ８を抜取る作業が困難となっている。さらに、外気フィルタ８のダスト保持量を増やすとともに寿命を延ばすために面積を大きくしても、現状のダクト９の配置ではダスト吸込みに偏りが生じてしまい、有効面積を生かすことができない。

これに対し、ダンプトラックの運転室内部の空気を、２つのロール部に巻付けられたフィルタを通して浄化し、運転室内部に戻すロール式の空気浄化装置があり、これは、ロール部を制御することで、汚れたフィルタ面を巻取り、クリーンなフィルタ面を供給することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３‐１１２５２１号公報（第３頁、図２）

この従来のロール式の空気浄化装置は、運転室内部の空気を浄化して循環するのみであり、作業機械１のように外部の空気も浄化してキャブ３内に取込む空調装置６の吸気部6aには適用できない。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、運転室内で循環される内気および運転室外から取込まれる外気の両方を浄化することができるとともに、適切な時期にクリーンなフィルタ面を自動供給できるロール式のフィルタ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、運転室内に設置する筐体と、筐体に開口され運転室内の空気を吸込む内気用吸込口および運転室外の空気を吸込む外気用吸込口と、内気用吸込口および外気用吸込口を挟んで筐体に設けられたフィルタ供給部およびフィルタ巻取部と、フィルタ供給部から内気用吸込口および外気用吸込口を経てフィルタ巻取部にわたり移動自在に配設された筐体に対し脱着可能なロールフィルタと、ロールフィルタの巻取側に設けられロールフィルタを巻取駆動する駆動部と、ロールフィルタの巻取時期を判断して駆動部を制御する制御部とを具備したフィルタ装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載のフィルタ装置における制御部が、筐体の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧が設定圧を超えたときにロールフィルタが巻取時期であると判断するものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１記載のフィルタ装置における制御部が、ロールフィルタ使用時間がタイマによる設定時間を超えたときに巻取時期であると判断するものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１記載のフィルタ装置における制御部が、筐体の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧が設定圧を超えたときにロールフィルタが巻取時期であると判断し、筐体の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧が設定圧を超えないときでもロールフィルタ使用時間がタイマによる設定時間を超えたときは巻取時期であると判断するものである。

請求項１に記載された発明によれば、筐体のフィルタ供給部から内気用吸込口および外気用吸込口を経てフィルタ巻取部にわたり配設されたロールフィルタにより、運転室内で循環される内気および運転室外から取込まれる外気の両方を浄化することができるとともに、ロールフィルタの巻取時期を検出した制御部により駆動部を制御してロールフィルタを巻取駆動することにより、内気用吸込口および外気用吸込口に対して適切な時期にロールフィルタのクリーンなフィルタ面を自動供給できる。

請求項２に記載された発明によれば、ロールフィルタの目詰まりが進むにしたがって筐体の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧が増加するので、その差圧が設定圧を超えたときにロールフィルタの目詰まりが限界であるとして、ロールフィルタの汚れ度合いに応じた巻取時期を的確に判断できる。

請求項３に記載された発明によれば、安価なタイマにより所定の巻取時期を確実に設定できる。

請求項４に記載された発明によれば、筐体の内外の差圧によりロールフィルタの汚れ度合いに応じた巻取時期を的確に判断できるとともに、差圧による判断に誤りが生じても、安価なタイマにより必要な巻取時期を確保できる。

以下、本発明を、図１乃至図６に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。なお、図７に示された作業機械１は、本発明の説明でも用いることとする。

図２に示されるように、運転室としてのキャブ３内の後部には、空調装置（エアコンユニット）11が配置され、この空調装置11のブロア吸込口12に連通された底部の空気吸込ダクト13には、ロールフィルタ巻取り式のフィルタ装置14の底部開口が接続されている。

空調装置11内で温度調整された空気は、底部ダクト15によりオペレータ座席の下側に位置する底部吹出口16に供給され、また側部ダクト17によりオペレータ座席の前方に位置する前部吹出口18に供給され、後部ダクト19により後部吹出口（図示せず）に供給される。

フィルタ装置14は、空気吸込ダクト13上に設置された底部開口状の筐体21の側面に、キャブ３内の空気を吸込む内気用吸込口22と、キャブ３外の空気を吸込む外気用吸込口23とが開口されている。これらの内気用吸込口22および外気用吸込口23は、筐体21の角部を介して隣接する一側面と他側面とに設けられ、内気用吸込口22は、キャブ３内の後部にて前方に向けて配置され、外気用吸込口23は、キャブ３の側面に臨んで配置されている。すなわち、図７に示されるように、キャブ３の側面には筐体21の外気用吸込口23に連通された外気取入口部24が設置されている。

図４に示されるように、内気用吸込口22および外気用吸込口23には、フィルタ受け格子25が連続的に設けられ、また筐体21には、内気用吸込口22および外気用吸込口23を挟んで、Ｕ字溝断面のフィルタ供給部26およびフィルタ巻取部27が設けられている。

筐体21のフィルタ供給部26には、ロールフィルタ28のクリーンなフィルタ面を収納して供給する供給側のカートリッジ31が嵌脱自在に嵌着され、筐体21のフィルタ巻取部27には、ロールフィルタ28の汚れたフィルタ面を巻取って収納する巻取側のカートリッジ32が嵌脱自在に嵌着され、そして、フィルタ供給部26のカートリッジ31から内気用吸込口22および外気用吸込口23のフィルタ受け格子25の外面を経てフィルタ巻取部27のカートリッジ32にわたり、筐体21に対し脱着可能なロールフィルタ28が移動自在に配設されている。

これらのカートリッジ31，32は、カートリッジ取外し後のロールフィルタ引出し清掃、再巻取りを行える再利用可能構造を備えている。ロールフィルタ28の巻取側に設けられたカートリッジ32は、ロールフィルタ28を巻取るラチェット機構などの逆転防止機構が付いた巻取軸33を備え、この巻取軸33には、図１乃至図４に示されるようにロールフィルタ28を巻取駆動する駆動部51が接続されている。

図１に示されるように、この駆動部51は、ケース52の内部にモータ取付板53が設置され、このモータ取付板53に電動モータ54が取付けられ、この電動モータ54の駆動軸に、ウォーム、ウォームホイール、歯車列などのフィルタ巻取りスピードを適正に調整する減速機構55が接続され、この減速機構55の最終軸56の下端部が、前記巻取軸33に一体回動可能に嵌合接続されている。ケース52の蓋板57には、図３に示されるようにフィルタ巻取レバー34を開閉自在に取付けたレバー取付体35が回転自在に軸支され、このフィルタ巻取レバー34によって回動されるレバー取付体35の回転軸（図示せず）が、最終軸56の上端部と一体回動可能に係合接続される構造である。

減速機構55中または最終軸56にはラチェットなどの逆止爪機構が介在されているので、減速機構55に拘束されることなくフィルタ巻取レバー34によって前記巻取軸33をフィルタ巻取方向に回動することができる。フィルタ巻取レバー34は、自動送りの設定よりも早い段階、すなわち少ない汚れ度合いで、ロールフィルタ28を巻取りたい場合に、手動で巻取ることも可能にするものである。

この駆動部51に対し、ロールフィルタ28の巻取時期を判断して駆動部51を制御する制御部61が接続されている。この制御部61には、筐体21の内部の圧力を検出する圧力センサ62と、筐体21の外部の圧力を検出する圧力センサ63と、駆動部51の作動タイミングを設定するタイマ64とが接続されている。このタイマ64は、作業現場の状況により設定時間を数段階に切り換えできるようにすると良い。

制御部61は、筐体21の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧ΔＰが設定圧を超えたときにロールフィルタ28が巻取時期であると判断し、また、ロールフィルタ使用時間がタイマ64による設定時間を超えたときにロールフィルタ28が巻取時期であると判断し、さらに、筐体21の内部の圧力と筐体21の外部の圧力との差圧ΔＰが設定圧を超えないときでもロールフィルタ使用時間がタイマ64による設定時間を超えたときはロールフィルタ28が巻取時期であると判断するものである。

図５および図６に示されるように、筐体21内には、内気用吸込口22を閉じる位置と、外気用吸込口23を閉じる位置との間で移動可能な内外気切換ダンパ36が設けられている。すなわち、筐体21の角部内に設置された回動軸37により、内気用吸込口22と外気用吸込口23との間で回動可能な内外気切換ダンパ36を設置し、この内外気切換ダンパ36にて内気用吸込口22および外気用吸込口23の開閉を選択可能な構造とする。

図１乃至図４に示されるように、筐体21の蓋部41上には、ソレノイドなどのダンパ回動用アクチュエータ42が設けられ、このダンパ回動用アクチュエータ42により回動されるアーム43と、内外気切換ダンパ36の回動軸37上に取付けられたアーム44とが、連結ロッド45により結合されている。筐体21の蓋部41には、フィルタ供給部26を閉じる閉じ板47が嵌着されている。

次に、この実施の形態の作用を説明する。

図１に示されるように、制御部61は、圧力センサ62により検出された筐体21の内部の圧力と、圧力センサ63により検出された筐体21の外部の圧力との差圧ΔＰを検出し（ステップS1）、この差圧ΔＰが設定圧を超えた否かを判定し（ステップS2）、差圧ΔＰが設定圧を超えたときは、ロールフィルタ28の目詰まりが限界を超えているので、ロールフィルタ28が巻取時期であると判断して、ロールフィルタ28を一定量巻取り、内気用吸込口22および外気用吸込口23にクリーンなフィルタ面を供給する（ステップS3）。

さらに、筐体21の内部の圧力と筐体21の外部の圧力との差圧ΔＰが設定圧を超えないときでも（ステップS2でNO）、ロールフィルタ使用時間がタイマ64による設定時間を超えたか否かを判定して（ステップS4）、ロールフィルタ使用時間がタイマ64による設定時間を超えたときは、ロールフィルタ28が巻取時期であると判断して、ロールフィルタ28を一定量巻取り、内気用吸込口22および外気用吸込口23にクリーンなフィルタ面を供給する（ステップS3）。

他にフィルタ交換の必要が生じた場合は、図３に示されるようにフィルタ巻取レバー34を開いて手動で巻取軸33を回すことで、ロールフィルタ28を供給側のカートリッジ31から引出し、内気用吸込口22および外気用吸込口23のフィルタ受け格子25の外面で摺動させながら、巻取側のカートリッジ32に巻取り、内気用吸込口22および外気用吸込口23にクリーンなフィルタ面を供給する。

また、ダンパ回動用アクチュエータ42によりアーム43を回動して、連結ロッド45、アーム44、回動軸37を介し内外気切換ダンパ36を回動する。そして、図５に示されるように内気用吸込口22を開く場合は、内外気切換ダンパ36を外気用吸込口23を閉じる位置に制御し、また、外気用吸込口23を開く場合は、内外気切換ダンパ36を内気用吸込口22を閉じる位置に制御する。内気用吸込口22または外気用吸込口23から筐体21内に吸込んだ空気は、筐体21の下面開口から空気吸込ダクト13を経て空調装置11のブロアに吸引する。

内気吸込量と外気吸込量との比率を可変制御する場合は、図６に示されるように内外気切換ダンパ36を内気用吸込口22と外気用吸込口23との中間位置で停止させるように制御する。

なお、ロールフィルタ28の１回の巻取送り量は、原則として内気用吸込口22から外気用吸込口23にわたる全長とほぼ同一に設定するが、内気用吸込口22でのロールフィルタ28の汚れ具合は、外気用吸込口23でのロールフィルタ28の汚れ具合より軽微であるので、フィルタ巻取移動方向に対して内気用吸込口22を外気用吸込口23より上流側に配置して、内気用吸込口22で使用したロールフィルタ28を外気用吸込口23で再度使用するようにしても良い。これにより、ロールフィルタ28の有効利用を図れる。

次に、この実施の形態の効果を説明する。

筐体21のフィルタ供給部26から内気用吸込口22および外気用吸込口23を経てフィルタ巻取部27にわたり配設されたロールフィルタ28により、キャブ３内で循環される内気およびキャブ３外から取込まれる外気の両方を浄化することができるとともに、ロールフィルタ28の巻取時期を検出した制御部61により駆動部51を制御してロールフィルタ28を巻取駆動することにより、内気用吸込口22および外気用吸込口23に対して適切な時期にロールフィルタ28のクリーンなフィルタ面を自動供給でき、ユーザの巻取り忘れによるエアコン性能の低下を防止できる。

ロールフィルタ28の目詰まりが進むにしたがって筐体21の内部の圧力と筐体21の外部の圧力との差圧ΔＰが増加するので、その差圧ΔＰが設定圧を超えたときにロールフィルタ28の目詰まりが限界であるとして、ロールフィルタ28の汚れ度合いに応じた巻取時期を的確に判断できる。

筐体21の内外の差圧ΔＰによりロールフィルタ28の汚れ度合いに応じた巻取時期を的確に判断できるとともに、仮に差圧ΔＰによる判断に誤りが生じても、安価なタイマ64により必要な巻取時期を確実に設定できる。

筐体21のフィルタ供給部26から内気用吸込口22および外気用吸込口23を経てフィルタ巻取部27にわたり配設されたロールフィルタ28により、キャブ３内で循環される内気およびキャブ３外から取込まれる外気の両方を浄化することができるとともに、ロールフィルタ28の移動により内気用吸込口22および外気用吸込口23に自動的にロールフィルタ28のクリーンなフィルタ面を送込むことができる。

内外気切換ダンパ36を移動することで、内気用吸込口22と外気用吸込口23とを選択的に開口して、いずれか一方より空気を吸込むことができるとともに、内外気切換ダンパ36の位置を内気用吸込口22と外気用吸込口23との中間位置で調整することにより、キャブ３内からの空気吸込量とキャブ３外からの空気吸込量との比率を調整することができる。

ロールフィルタ28をカートリッジ31，32に収納するので、このカートリッジ31，32ごとフィルタ交換を容易にできる。

内気用吸込口22および外気用吸込口23が筐体21の角部を介して隣接する一側面と他側面とに設けられたので、内気用吸込口22からキャブ３内の空気を直接吸込むことができるとともに、外気用吸込口23からキャブ３外の空気を直接吸込むことができる。

なお、図示された実施の形態では、外気を側方の外気取入口部24から直接吸込むようにしているが、外気導入ダクト（図示せず）を介して、キャブ後方より外気を導入するようにしても良い。また、制御部61で吸込ブロワの回転数‐圧力の関係を把握できる場合は、筐体21内すなわちロールフィルタ28の内側のみの圧力センサ62でも差圧を検知することが可能である。

本発明のフィルタ装置14は、作業機械１のキャブ３、ダンプトラックなどの輸送車両の運転室などに設置される空調装置11の吸込側に利用可能である。

本発明に係るフィルタ装置の一実施の形態を示す斜視図である。同上フィルタ装置を備えた空調装置のキャブ内設置例を示す斜視図である。同上フィルタ装置のフィルタ巻取時の斜視図である。同上フィルタ装置の分解斜視図である。同上フィルタ装置の内外気切換ダンパにより外気用吸込口を閉じた状態を示す斜視図である。同上フィルタ装置の内外気切換ダンパが中間位置にある状態を示す斜視図である。同上フィルタ装置を搭載した作業機械の側面図である。従来のフィルタ装置を有する空調装置が設置された作業機械キャブ内の斜視図である。

符号の説明

３運転室としてのキャブ
14 フィルタ装置
21 筐体
22 内気用吸込口
23 外気用吸込口
26 フィルタ供給部
27 フィルタ巻取部
28 ロールフィルタ
51 駆動部
61 制御部
64 タイマ

Claims

運転室内に設置する筐体と、
筐体に開口され運転室内の空気を吸込む内気用吸込口および運転室外の空気を吸込む外気用吸込口と、
内気用吸込口および外気用吸込口を挟んで筐体に設けられたフィルタ供給部およびフィルタ巻取部と、
フィルタ供給部から内気用吸込口および外気用吸込口を経てフィルタ巻取部にわたり移動自在に配設された筐体に対し脱着可能なロールフィルタと、
ロールフィルタの巻取側に設けられロールフィルタを巻取駆動する駆動部と、
ロールフィルタの巻取時期を判断して駆動部を制御する制御部と
を具備したことを特徴とするフィルタ装置。
制御部は、
筐体の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧が設定圧を超えたときにロールフィルタが巻取時期であると判断する
ことを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
制御部は、
ロールフィルタ使用時間がタイマによる設定時間を超えたときに巻取時期であると判断する
ことを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
制御部は、
筐体の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧が設定圧を超えたときにロールフィルタが巻取時期であると判断し、
筐体の内部の圧力と筐体の外部の圧力との差圧が設定圧を超えないときでもロールフィルタ使用時間がタイマによる設定時間を超えたときは巻取時期であると判断する
ことを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。