JP2012144928A

JP2012144928A - 運転室内気圧上昇防止装置

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Publication number: JP2012144928A
Application number: JP2011005147A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakamura; 弘之中村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-13
Also published as: JP5410457B2

Abstract

【課題】複雑化することなく簡素な構成で、しかも特別な動力も必要としない運転室内気圧上昇防止装置を得る。
【解決手段】回動可能なドアを有する運転室内には空調装置２６が設けられている。該空調装置は、送風機２８を収容した吸気ボックス４２と、該吸気ボックスの前記送風機吸込側に外気を取り入れるための外気ダクト２９と、前記外気ダクトの前記吸気ボックス側開口を開閉する外気導入ダンパ４３と、前記吸気ボックスの前記送風機吸込側に運転室内の空気を取り入れるための内気取入口４１と、前記吸気ボックス内と前記外気ダクト内とを連通するように設けられた内気圧排出通路４４と、この内気圧排出通路を圧力差で自動的に開閉して前記吸気ボックス内の空気を前記内気圧排出通路に排出する減圧弁４５とを備えている。運転室のドアが閉止動作され運転室内の気圧が上昇すると前記減圧弁が開かれ、内気が前記内気圧排出通路を介して外部に放出される。
【選択図】図４

Description

本発明は、運転室内気圧上昇防止装置に関し、特に油圧ショベルなどの作業機械における運転室（キャブ）などの気圧上昇防止装置として好適なものである。

油圧ショベルなどの作業機械の運転室においては、高気密化が要求されていることから、室内の気密性が高くなってきており、ドアの閉止時に瞬間的に運転室内の気圧が上昇することにより、ドアが閉まりにくくなり、半ドア状態になり易くなっている。

そこで、特許文献１に示すように、油圧ショベルなどの作業機械の運転室におけるドアの開閉動作を検出するリミットスイッチを設け、ドアの開動作が検出されたとき、運転室内を換気する換気口を開閉するダンパ装置のダンパを開動作させるようにして、ドアの閉止動作時には運転室の気圧が上昇して半ドア状態になるのを防止するようにした半ドア防止装置が提案されている。

また、特許文献２に示すように、乗用車などの車両でも、半ドア状態になるのを防止するための車室内気圧上昇防止装置が提案されている。この特許文献２に開示された車室内気圧上昇防止装置は、車室の内外を連通する流路管の内部にファンと流路切換バルブとを設け、加速度センサがドアの開放動作開始状態を検出したときに、流路切換バルブを内気排出の向きに自動的に切換え、加速度センサがドアの閉止動作開始状態を検出したとき、ファンが回転して車室内の内気排出が行われるように構成したものである。

特開２００４−１４２６６７号公報特開平１０−１４７１３９号公報

上記従来の運転室内気圧上昇防止装置は何れも、ドアの開閉動作を検出するリミットスイッチや加速度センサを設ける必要があり、更にダンパ装置のダンパを開動作させたり、或いは流路切換バルブを切り替えると共にファンを回転させて車室内の内気排出を行う必要があった。

このように従来のものでは、リミットスイッチや加速度センサが必要であると共に、ダンパ、或いは流路切換バルブやファンを作動させる動力も必要であり、運転室内気圧上昇防止装置の構成が複雑化するという課題があった。
本発明の目的は、複雑化することなく簡素な構成で、しかも特別な動力も必要としない運転室内気圧上昇防止装置を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、乗降口を有する運転室と、該運転室に回動可能に設けられ前記乗降口を開閉するドアと、前記運転室内に設けられ外気を取入れつつ室内に調和空気を供給する空調装置とを備え、前記ドア閉止時に瞬時に上昇する運転室内の気圧上昇を防止するようにした運転室内気圧上昇防止装置であって、前記空調装置は、送風機を収容した吸気ボックスと、該吸気ボックスの前記送風機の吸込側に外気を取り入れるための外気ダクトと、この外気ダクトの前記吸気ボックス側開口を開閉するための外気導入ダンパと、前記吸気ボックスの前記送風機吸込側に前記運転室内の空気を取り入れるための内気取入口と、前記吸気ボックス内と前記外気ダクト内とを連通する内気圧排出通路と、この内気圧排出通路を圧力差で自動的に開閉して前記吸気ボックス内の空気を前記内気圧排出通路に排出する減圧弁とを備え、前記運転室ドアの閉止動作による運転室内の気圧上昇により前記減圧弁が開かれて内気が前記内気圧排出通路を介して外部に放出可能に構成されていることを特徴とする。

上記運転室内気圧上昇防止装置において、前記外気ダクトにはその外気入口側に外気フィルタが設けられ、前記内気圧排出通路の外気ダクト側開口は前記外気フィルタに対向するように配置して設けるようにすると良い。
また、前記外気ダクトの吸気ボックス側開口に設けられている前記外気導入ダンパに連通孔を形成し、この連通孔に前記吸気ボックス側と前記外気ダクト側とを接続する前記内気圧排出通路を取り付け、この内気圧排出通路に減圧弁を設けるように構成しても良い。
前記減圧弁は、前記内気圧排出通路内の吸気ボックス側に設けられた弁座と、この弁座に押圧される弁体と、該弁体を前記吸気ボックス側に押圧する押圧手段を備えた構成にすると良い。

本発明によれば、運転室内と連通した空調装置の吸気ボックス内と、外気を前記空調装置に取り入れる外気ダクト内とを連通するように内気圧排出通路を設け、この内気圧排出通路を圧力差で自動的に開閉して前記吸気ボックス内の空気を前記内気圧排出通路に排出する減圧弁を備える構成としたので、前記運転室ドアの閉止動作によって運転室内の気圧が上昇すると前記減圧弁が自動的に開かれ、内気は前記内気圧排出通路を介して外部に放出されるから、運転室内の気圧が所定値以上に上昇するのを防止できる。従って、複雑化することなく簡素な構成で、しかも特別な動力も必要としない運転室内気圧上昇防止装置を得ることができる効果がある。

本発明の運転室内気圧上昇防止装置の実施例１が適用された油圧ショベルを示す全体図である。図１中の運転室（キャブ）を拡大して示す正面図である。運転室を図２中の矢印III−III方向からみた断面図である。図３に示す空調装置を一部断面で示す詳細平面図である。本発明の実施例２を説明する図で、図４に相当する図である。

以下、本発明の運転室内気圧上昇防止装置の実施例を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１〜図４により、本発明の運転室内気圧上昇防止装置の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例１が適用された油圧ショベルを示す全体図、図２は図１中の運転室（キャブ）を拡大して示す正面図、図３は運転室を図２中の矢印III−III方向からみた断面図、図４は図３に示す空調装置を一部断面で示す詳細平面図である。

図１において、１は建設機械としての油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、図に示すように自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、作業装置７とにより大略構成されている。

油圧ショベル１の前記上部旋回体３は、建設機械のフレームを構成する旋回フレーム４を有し、該旋回フレーム４上には、運転室（キャブ）１０と、該運転室１０の後側に位置し、原動機及び油圧ポンプ（図示せず）等を収容した建屋カバー５と、該建屋カバー５の後側に位置するカウンタウエイト６等が設けられている。
上部旋回体３の前部に設けられた作業装置７は、旋回フレーム４の前部中央に俯仰動可能に設けられ、例えばバケット７Ａ等を用いて土砂等の掘削作業を行うものである。

前記運転室１０は、図１〜図３に示すように、運転室ボックス１１、ドア２１、前記運転室ボックス１１を下側から覆う床板２２（図３参照）等により構成されている。また、前記運転室１０の内部には、図３に示すように、運転席２３、操作レバー装置２４，２５及び空調装置２６等が設けられている。

運転室１０の外殻をなす運転室ボックス１１は、図２及び図３に示すように、箱形状のボックス構造に形成され、上側を覆う上面部１２、前側の前面部１３、後側の後面部１４及び左右両側に位置する側面部１５，１６を有している。

運転室ボックス１１の前記側面部１５，１６のうち、車両の後方からみて左側に位置する一方の側面部１５は、図１に示すように上部旋回体３（車体）の左，右方向に関して作業装置７とは反対側に位置し、この側面部１５には、オペレータが運転室１０内に乗降するためのドア２１が設けられている。

前記側面部１５は、薄肉の鋼板等からなる２枚のパネル１５Ａ，１５Ｂ（以下、外側パネル１５Ａ，内側パネル１５Ｂという）等を、スポット溶接等の手段で互いに接合することにより中空構造物として構成されている。

また、前記運転室ボックス１１の側面部１５には、図３に示すように、前，後に離間してフロントピラー１７とリヤピラー１８とが設けられ、該フロントピラー１７とリヤピラー１８との間には、センタピラー２０が設けられている。そして、運転室ボックス１１の側面部１５には、フロントピラー１７とセンタピラー２０との間に位置してドア用開口部となる乗降口１９が形成され、該乗降口１９はドア２１によって開閉される。

一方、リヤピラー１８とセンタピラー２０との間には、図２、図３に示すように側面部１５の一部をなす窓ガラス１５Ｃが取付けられている。また、運転室ボックス１１の側面部１５には、図２に示す如く窓ガラス１５Ｃの下側となる位置に外気吸込口３２、点検カバー３３等が設けられている。

なお、運転室ボックス１１の右側に位置する他方の側面部１６は、フロントピラー１７とリアピラー１８との間を１枚のパネルで接合することにより構成されている。

前記センタピラー２０は、図３に示すように、外側パネル１５Ａと内側パネル１５Ｂとの間で中空構造体として形成され、乗降口１９の後側位置で上下方向に延びている。また、このセンタピラー２０には、横断面が略Ｌ字状に屈曲したヒンジ取付部２０Ａが形成され、このヒンジ取付部２０Ａにはヒンジ３７がボルト、溶接等の手段で取付けられている。

即ち、センタピラー２０は、運転室ボックス１１（側面部１５）の前後方向の中間部位で上下方向に延び、該センタピラー２０の前側は乗降口１９、後側は外気吸込口３２となっている。前記ヒンジ３７には昇降用のドア２１と点検カバー３３がそれぞれ開閉可能に取付けられている。前記ドア２１は、２枚の金属パネル等を互いに接合することにより形成されたドア枠体２１Ａと、該ドア枠体２１Ａの内側に取付けられた窓ガラス２１Ｂなどにより構成されている。

運転室１０の床を構成する前記床板２２は、運転室ボックス１１の前面部１３、後面部１４及び左，右の側面部１５，１６の下端に取付けられ、運転室ボックス１１を下側から覆うものである。
運転席２３の左右両側に設けられた前記操作レバー装置２４，２５には、作業装置７等を作動制御するための操作レバー２４Ａ，２５Ａ等が設けられている。

図３において、２６は前記運転席２３の後側に位置して運転室ボックス１１内に設けられた空調装置で、この空調装置２６は、図３及び図４に示すように、内部に冷房用のエバポレータ（蒸発器）、暖房用のヒータコア（いずれも図示せず）等を収容したユニットケース２７と、該ユニットケース２７内に空気を流通させる送風機２８と、該送風機２８の吸込側に接続された外気ダクト２９と、該外気ダクト２９の先端側に設けられ外気フィルタ３１が着脱可能に取付けられているフィルタケース３０等により構成されている。

前記フィルタケース３０は、一方側が、前記運転室ボックス１１を構成する前記側面部１５の内側パネル１５Ｂに溶接等の手段を用いて固着され、前記フィルタケース３０の他方側は、前記外気ダクト２９の流入側（先端側）に接続されている。
空調装置２６の前記送風機２８は、前記外気ダクト２９及び内気取入口４０（図４参照）から吸込んだ空気をユニットケース２７内の前記エバポレータまたはヒータコアに流通させ、冷却または加熱された空気を前記ユニットケース２７の吹出口２７Ａ及び２７Ｂ等から運転室１０内に向けて吹き出するものである。

前記外気フィルタ３１はフィルタケース３０内に着脱可能に取り付けられ、外部の空気を清浄化（外気中のダストを除去）した状態で外気ダクト２９内へと流通させるものである。前記外気フィルタ３１には、係止爪（図示せず）などが設けられており、外気フィルタ３１は前記フィルタケース３０内に抜止め状態で装着されている。

前記外気フィルタ３１を前記フィルタケース３０に取り付けたり、取り外す場合には、前記運転室ボックス１１の側面部１５に設けられている前記点検カバー３３を開くことで、オペレータなどにより行うことができ、外気フィルタ３１の保守、点検、交換作業等が可能な構成となっている。

前記点検カバー３３には、図２に示すように、上下方向に細長く延びるスリット状の複数の外気取入孔３３Ｂが形成され、これらの外気取入孔３３Ｂから取り入れられた外気は、前記外気フィルタ３１に向け流通される。

なお、図２において、３４はドア２１を全開位置に保持するために前記運転室ボックス１１の側面部１５に設けられたドアキャッチャ、３５は前記ドア２１から外側に突出して設けられたフックで、このフック３５は前記ドア２１が全開にされたとき前記ドアキャッチャ３４に係止され、それによってドア２１は全開状態に保持されるものである。前記ドアキャッチャ３４は窓ガラス１５Ｃよりも下側で前記点検カバー３３よりも上側に取り付けられ、また前記フック３５はドア２１の窓ガラス２１Ｂよりも下側のドア枠体２１Ａに取り付けられている。

次に、本実施例における空調装置２６の詳細構成を図４により説明する。
図において、４０は運転室内の空気を空調装置２６内に取り入れるための内気取入口、４１はこの内気取入口４０に設けられた内気フィルタで、運転室内の空気は前記内気フィルタ４１によりダストを除去され清浄化された状態で前記空調装置２６の吸気ボックス４２内に取り込まれ、前記外気フィルタ３１から外気ダクト２９を介して取り込まれた外気と混合されて前記送風機２８に吸い込まれる。送風機２８に吸い込まれた空気はユニットケース２７内に吹き出され、該ユニットケース２７内のエバポレータやヒータコアで冷却または加熱される。この冷却または加熱された空気は、ユニットケース２７の上面部に設けられた吹出口２７Ａ及び前面側に設けられた吹出口２７Ｂから運転室内に吹き出されるように構成されている。

また、図４において、４３は前記吸気ボックス４２の外気ダクト２９側に設けられ外気ダクト２９の吸気ボックス側開口を開閉する外気導入ダンパで、前記吸気ボックス４２内に外気を取り入れて空調を行う場合に開かれ、内気のみ循環させて空調を行う場合には閉じられている。

４４は前記吸気ボックス４２内と前記外気ダクト２９内とを連通するように設けられた内気圧排出通路、４５は前記吸気ボックス４２の前記内気圧排出通路４４側に設けられ吸気ボックス４２内の空気を内気圧排出通路４４に排出する減圧弁で、この減圧弁４５は前記吸気ボックス４２側の圧力と前記外気ダクト２９側の圧力との圧力差で開閉するように構成されている。この減圧弁４５は、前記内気圧排出通路４４内の吸気ボックス４２側に設けられた弁座４５ａと、この弁座４５ａに押圧される弁体４５ｂと、該弁体４５ｂを前記吸気ボックス４２側に押圧する押圧手段４５ｃを備えている。前記押圧手段４５ｃは、この実施例ではコイルばねで構成しているが、板ばねや他の弾性部材で押圧したり、或いは弁体４５ｂ自体に弾力性を持たせるなどして弁体が弁座に押圧されるようにすれば良い。

このように構成することにより、運転室１０のドア２１が閉止動作されると運転室内の気圧が上昇して所定の圧力、例えば１８０Ｐａを超えると、前記減圧弁４５の弁体４５ｂに作用する圧力が、前記コイルばね（押圧手段）４５ｃの押圧力に打ち勝って、減圧弁４５を開き、運転室１０内の空気が内気フィルタ４１、吸気ボックス４２、内気圧排出通路４４、外気ダクト２９及び外気フィルタ３１を介して外部に放出される。

即ち、前記吸気ボックス４２内は、運転室１０とは内気取入口４０で連通され、また大気側（外部）とも前記内気圧排出通路４４で連通されているので、前記内気圧排出通路４４を開閉する減圧弁４５が吸気ボックス４２内の圧力上昇（圧力差）により自動的に開くように構成しておくことにより、内気が前記内気圧排出通路４４を介して外部に放出され、運転室内の気圧が所定の圧力以上に上昇するのを防止できるものである。

従って、本実施例によれば、前記ドア２１の閉止動作によって運転室１０内の気圧が上昇し、運転室１０内の気圧が減圧弁４５の設定圧力を超えると、運転室内の空気が空調装置２６に設けた前記内気圧排出通路４４を介して、自動的に外部に放出されるから、運転室内の気圧が前記設定圧力値以上に上昇するのを防止することができる。これにより、運転室のドア２１が閉まりにくくなって半ドア状態になるのを防止できる。また、運転室内の気圧が瞬時に上昇して、不快感を感じるようなことも防止できる効果がある。

更に、本実施例によれば、前記内気圧排出通路４４の外気ダクト側開口は外気フィルタ３１に対向するように配置して設けられている。これによって、ドア開閉動作時に運転室内の空気が、内気圧排出通路４４から外部に噴出される際に、空調装置の前記外気フィルタ３１に吹き付けられるので、外気フィルタ３１に付着しているダストを風圧で除去することができ、空調装置の外気フィルタの掃除を不要にしたり、掃除の間隔を長くすることもできるという効果も得られ、メンテナンス性の向上も図ることができる。

なお、本実施例では、減圧弁４５を、弁体が押圧手段で弁座に押圧されるもので説明したが、前記減圧弁４５は、運転室内の気圧（内気と外気の圧力差も含む）が所定値以上に上昇すると自動的に開かれて運転室内の空気を外部に放出できるものであれば良い。

図５は、本発明の運転室内気圧上昇防止装置の実施例２を説明する図で、図４に相当する図である。図５において図４と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示している。

実施例１では、内気圧排出通路４４を、吸気ボックス４２と外気ダクト２９を貫通するように設けた例について説明したが、この実施例２では、前記外気ダクト２９の吸気ボックス４２側開口を開閉する外気導入ダンパ４３を利用し、この外気導入ダンパ４３に連通孔４７を形成して、該連通孔４７に筒状部材で形成し前記吸気ボックス側と前記外気ダクト側とを接続する内気圧排出通路４４′を取り付けるようにしたものである。この内気圧排出通路４４′には実施例１と同様の減圧弁４５が設けられている。他の構成については実施例１と同様であるので、説明を省略する。

この実施例２においても、前記ドア２１の閉止動作によって運転室１０内の気圧が上昇し、運転室１０内の気圧が減圧弁４５の設定圧力（例えば１８０Ｐａ）を超えると、運転室内の空気が、空調装置２６の吸気ボックス４２を通り、外気導入ダンパ４３に設けた前記内気圧排出通路４４を介して、外部に自動的に放出されるから、運転室内の気圧が前記設定圧力以上に上昇するのを防止できる。従って、運転室のドア２１が閉まりにくくなって半ドア状態になったり、また運転室内の気圧が瞬時に上昇して不快感を生じることも防止できる効果がある。

また、本実施例によれば、内気圧排出通路４４′を、吸気ボックス４２や外気ダクト２９に孔を形成して取り付ける必要がないから、空調装置２６の組立時に、前記内気圧排出通路４４′を、外気導入ダンパ４３の弁板に予め取り付けておけば、本実施例の運転室内気圧上昇防止装置を極めて容易に構成することができる効果もある。

以上説明したように、上述した本発明の各実施例によれば、従来のように、ドアの閉止動作時に運転室の気圧が上昇して半ドア状態になるのを防止するために、ドアの開閉動作を検出するリミットスイッチや加速度センサを設ける必要がなく、またダンパ、或いは流路切換バルブやファンを作動させる必要もないから、それらのための動力も不要となる。従って、複雑化することなく簡素な構成で、しかも特別な動力も必要としない運転室内気圧上昇防止装置を得ることができる。

１：油圧ショベル、２：下部走行体、３：上部旋回体、４：旋回フレーム、
５：建屋カバー、６：カウンタウェイト、７：作業装置、
１０：運転室（キャブ）、１１：運転室ボックス、１９：乗降口、
２１：ドア、２２：床板、２３：運転席、２４，２５：操作レバー装置、
２６：空調装置、２７：ユニットケース、２７Ａ，２７Ｂ：吹出口、
２８：送風機、２９：外気ダクト、３０：フィルタケース、３１：外気フィルタ、
３３：点検カバー、３３Ｂ：外気取入孔、
４０：内気取入口、４１：内気フィルタ、４２：吸気ボックス、４３：外気導入ダンパ、
４４，４４′：内気圧排出通路、
４５：減圧弁（４５ａ：弁座、４５ｂ：弁体、４５ｃ：押圧手段）。

Claims

乗降口を有する運転室と、該運転室に回動可能に設けられ前記乗降口を開閉するドアと、前記運転室内に設けられ外気を取入れつつ室内に調和空気を供給する空調装置とを備え、前記ドア閉止時に瞬時に上昇する運転室内の気圧上昇を防止するようにした運転室内気圧上昇防止装置であって、
前記空調装置は、送風機を収容した吸気ボックスと、該吸気ボックスの前記送風機の吸込側に外気を取り入れるための外気ダクトと、この外気ダクトの前記吸気ボックス側開口を開閉するための外気導入ダンパと、前記吸気ボックスの前記送風機吸込側に前記運転室内の空気を取り入れるための内気取入口と、前記吸気ボックス内と前記外気ダクト内とを連通する内気圧排出通路と、この内気圧排出通路を圧力差で自動的に開閉して前記吸気ボックス内の空気を前記内気圧排出通路に排出する減圧弁とを備え、
前記運転室ドアの閉止動作による運転室内の気圧上昇により前記減圧弁が開かれて内気が前記内気圧排出通路を介して外部に放出可能に構成されている
ことを特徴とする運転室内気圧上昇防止装置。
請求項１に記載の運転室内気圧上昇防止装置において、前記外気ダクトにはその外気入口側に外気フィルタが設けられ、前記内気圧排出通路の外気ダクト側開口は前記外気フィルタに対向するように配置して設けられていることを特徴とする運転室内気圧上昇防止装置。
請求項１に記載の運転室内気圧上昇防止装置において、前記吸気ボックスの前記外気ダクトの側に設けられている前記外気導入ダンパに連通孔を形成し、この連通孔に前記吸気ボックス側と前記外気ダクト側とを接続する内気圧排出通路を取り付け、この内気圧排出通路に減圧弁が設けられていることを特徴とする運転室内気圧上昇防止装置。
請求項１に記載の運転室内気圧上昇防止装置において、前記減圧弁は、前記内気圧排出通路内の吸気ボックス側に設けられた弁座と、この弁座に押圧される弁体と、該弁体を前記吸気ボックス側に押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする運転室内気圧上昇防止装置。