JP2015067214A

JP2015067214A - トラクタの空調装置

Info

Publication number: JP2015067214A
Application number: JP2013204710A
Authority: JP
Inventors: 東口　岳; Takeshi Azumaguchi; 岳東口; 宮崎　竜一; Ryuichi Miyazaki; 竜一宮崎; 健工藤; Takeshi Kudo
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13

Abstract

【課題】キャビンと一体的に着脱できる空調装置を提供する。【解決手段】トラクタ１の操縦部を覆うキャビン８のキャビンルーフ１１に空調装置１２を配置する構成において、キャビンルーフ１１の前部に熱交換器２５と電動ファン２９を収容する室内機収容空間１１ａとダクト３０を配置し、キャビンルーフ１１の後部に室外機収容空間１１ｂを形成し、該室外機収容空間１１ｂ内に、熱交換器２２と、電動モータ２０により駆動される圧縮機２１と電動ファン２８を配置した。【選択図】図２

Description

本発明は、キャビンのルーフに電動駆動の空調装置を設ける技術に関する。

従来、トラクタの操縦部を覆うキャビン内の空調を行うために、室外機となる圧縮機とコンデンサをエンジン近傍のボンネット内に配置し、室内機となるエバポレータをキャビンのルーフに配置した技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２５４９４０号公報

前記従来の技術では、ボンネット内の室外機とキャビン内の室内機は、ホースにより冷媒を循環できるように連結されていたために、組み立て作業において配管が面倒な作業となり、メンテナンス等でキャビンを取り外すときにも配管を外す必要があり、作業が面倒となっていた。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、キャビンと一体的に空調装置を着脱できるトラクタを提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、トラクタの操縦部を覆うキャビンのキャビンルーフに空調装置を配置する構成において、キャビンルーフの前部に熱交換器と電動ファンを収容する室内機収容空間とダクトを配置し、キャビンルーフの後部に室外機収容空間を形成し、該室外機収容空間内に、熱交換器と、電動モータにより駆動される圧縮機と電動ファンを配置したものである。

請求項２においては、前記室外機収容空間内に配置される熱交換器と圧縮機は左右に併設されるものである。

請求項３においては、前記圧縮機の吐出方向を切り換える切換弁を設け、該切換弁の切り換えにより冷房と暖房を切り換え可能としたものである。

以上のような手段を用いることにより、キャビンとともに空調装置を着脱できるようになり、組み立て時やメンテナンス時に空調用配管を外す必要がなく、組み立て性やメンテナンス性を向上できる。また、空調用配管の取り回しが短くなり、空調効率を向上できる。

トラクタの側面図。キャビンルーフに配置される空調装置の概略図。冷暖房可能とした空調装置の他の実施形態の概略図。ヒータを用いて暖房する空調装置の実施形態の概略図。

まず、本発明の空調装置を取り付けたキャビンを装着したトラクタ１の全体構成について、図１により説明する。
前後に前輪２、後輪３を懸架するトラクタ１の前部にボンネット４を配設し、該ボンネット４内にはエンジン５を内蔵している。ボンネット４の後方にはステアリングハンドル６を設けて、該ステアリングハンドル６の後方にはシート７を配設している。ステアリングハンドル６及びシート７の近傍には作業用や走行用の操作レバーやスイッチやペダル等が配置されて操縦部とし、該操縦部はキャビン８によって覆われている。そして、キャビン８は、例えば防震ゴム等の弾性部材を介して機体に固定されており、機体の振動が該キャビン８に伝達されにくく、キャビン８内の騒音を低減するように構成されており、後述する空調装置１２に防振手段を設ける必要がないようにしている。

また、キャビン８は前後左右両側に配置される支柱と、これら支柱間に配置されるガラスやドアと、支柱上部に配設されるキャビンルーフ１１等からなる。前側の左右両側の支柱はステップの前部両側から立設され、後側の左右両側の支柱は後輪３の上方を覆うフェンダー上から立設される。キャビン８のキャビンルーフ１１には、空調装置１２が設けられる。

エンジン５の後方にはクラッチハウジング１３を連結し、該クラッチハウジング１３の後方にはミッションケース１４を連結し、エンジン５からの動力を後輪３に伝達して駆動している。また、エンジン５の駆動力は、ミッションケース１４の後端から突出したＰＴＯ１５に伝達されて、機体後端の作業機装着装置１６に接続した図示しない作業機を駆動するように構成している。

次に、キャビンルーフ１１に配設された空調装置１２について説明する。図２において、空調装置１２は、圧縮機（コンプレッサ）２１と室外側熱交換器となるコンデンサ（凝縮器）２２とレシーバ２３とエキスパンションバルブ２４と室内側熱交換器となるエバポレータ（蒸発器）２５とこれらを接続する配管２６とを備える。

キャビンルーフ１１は上側のアウタルーフとその下方内側のインナルーフとにより収納空間を形成し、収納空間は前後に仕切られて、前側に室内機収容空間１１ａとダクト３０を配置し、後部に室外機収容空間１１ｂを形成している。室内機収容空間１１ａ内にエバポレータ２５と電動ファン２９が収納され、エバポレータ２５の前方にダクト３０が接続される。室外機収容空間１１ｂ内に圧縮機２１とコンデンサ２２とレシーバ２３と電動ファン２８と圧縮機モータ２０が収納される。室外機収容空間１１ｂ内において、圧縮機２１とコンデンサ２２は左右方向に併設され、室外機収容空間１１ｂの前後方向の長さを短くして、キャビンルーフ１１の後部がキャビン８の後面ガラスより後方にできるだけ出っ張らないようにしている。

前記圧縮機２１は、気体となっている冷媒を圧縮するものであり、キャビン８の外側に配置され、電動モータ２０により駆動される。圧縮機２１により圧縮された冷媒は、高温・高圧の気体となる。

前記コンデンサ２２は、圧縮機２１により圧縮された高温・高圧のガス状の冷媒を冷やして液化するものであり、キャビン８の外側に配置され、前記モータ２８ａにより駆動される電動ファン２８により外気が当てられて冷却される。

レシーバ２３は液化できなかった冷媒を液冷媒と分離し、水分や不純物を取り除くものであり、コンデンサ２２の出口側に配置される。

前記圧縮機２１、コンデンサ２２、レシーバ２３はキャビン８の外側に配置されるもので、本実施形態では、キャビンルーフ１１の後部に配置され、操縦部が配置される室内空間よりも後方に配置される。但し、シート７の後方の左右のキャビン支柱間に配置することも可能であり、この場合、キャビンルーフ１１の後部の出っ張りを小さくし、低重心化して、配管２６はキャビン支柱の中を通して外観をよくし、断熱性を高めることもできる。

エキスパンションバルブ２４は、膨張弁により構成され、高圧状態の液冷媒を小さな孔からエバポレータ２５内に噴射させることにより、低圧・低温の霧状の冷媒にして、気化しやすいようにしている。

エバポレータ２５は、気化された冷媒が周囲の熱を奪い冷やされる部分であり、キャビンルーフ１１内に配置して、電動ファン２９を作動させることで、ダクト３０を介してキャビン８内に冷風を送ることを可能としている。電動ファン２９はモータ２９ａによって駆動される。

ダクト３０はエバポレータ２５からの冷気をキャビン８内の所定位置に配置された吹き出し口に導くものであり、前面ガラス内側に吐出させてデフロスタとしたり、着座した作業者に冷風を当てたりできるようにしている。

また、キャビンルーフ１１の後部には換気装置が設けられている。換気装置は室内循環口５１と外気導入口５２と切換弁５３からなり、切換弁５３を切り換えることで、外気の導入と室内循環を切り換えられるようにしている。

このような構成において、圧縮機２１により圧縮された冷媒は、高温高圧の半液体状の状態でコンデンサ２２に入り、冷媒はコンデンサ２２で電動ファン２８の作動による風によって冷却され、液化されてレシーバ２３へ送られる。レシーバ２３では液化できなかった冷媒を液冷媒と分離し、液冷媒はエキスパンションバルブ２４からエバポレータ２５内へ噴射され一気に気化する。気化した冷媒はエバポレータ２５周りの熱を奪い冷やす。この冷やされた部分に電動ファン２９により風を当てて、ダクト３０を介してキャビン８内に冷気を送るようにしている。エバポレータ２５を出た冷媒は圧縮機２１に戻されて再び圧縮される。こうして冷媒を循環させて冷房サイクルが構成される。

上記のように、空調装置１２がキャビンルーフ１１に一体的に構成されることで、組み立てやメンテナンス時において、キャビン８と一体的にトラクタ１本体から着脱でき、エンジン５の駆動により圧縮機２１を駆動していた構成に比べて、配管を着脱する必要がなくなり、組み立て性、メンテナンス性を向上することができたのである。また、動力はすべて電動モータ２０・２８ａ・２９ａにより駆動されるため、動力伝達構成が簡単で、駆動と停止や回転数の変更が容易に行え、容易に所望の温度が得られる。

また、空調装置１２は、図３に示すように、四方弁からなる切換弁５５を圧縮機２１の吐出側に設けることで冷房だけでなく暖房を行うことも可能である。なお、エキスパンションバルブ２４は熱交換器側に噴出できるように、ブリッジ回路に構成している。このように構成することで、切換弁５５を暖房側に切り換えると、圧縮機２１により圧縮された冷媒は、高温高圧の半液体状の状態で熱交換器２５（この場合コンデンサとなる）に入り、冷媒は放熱されて電動ファン２９の作動によりキャビン８内に温風を送る。冷却されて液化された冷媒はレシーバ２３へ送られ、液冷媒はエキスパンションバルブ２４ｂから熱交換器２５（この場合エバポレータとなる）内へ噴射され一気に気化し、大気中の熱を奪う。熱交換器２５を出た冷媒は圧縮機２１に戻されて再び圧縮される。こうして冷媒を循環させて暖房サイクルが構成される。冷房サイクルは点線で示す流れとなり、エキスパンションバルブ２４ａを通過し、その他は前記と同様となる。こうして、切換弁５５を切り換えるだけで、冷房と暖房とに容易に切り換えることができる。

また、暖房は、エンジン５の冷却熱を利用することもできる。図４に示すように、前記室内機収容空間１１ａにヒータユニット３４を配置し、該ヒータユニット３４はエンジン５の冷却回路と配管３５を介して接続され、この場合の配管３５はキャビン８との境界近傍に配置したコネクタ３９により着脱可能として、キャビン８を本体から分離するときに容易に着脱して分離・連結できるようにしている。また、冷却水を圧送するウオータポンプ３１は電動モータ３２で駆動するようにして、任意に駆動でき、回転数も任意に変更できるようにしている。

前記ヒータユニット３４はキャビンルーフ１１の室内機収容空間１１ａに配置される。ヒータユニット３４へはエンジン５を冷却した後の温められた温水が送水され熱交換可能としている。つまり、冷却液はウオータポンプ３１によりエンジン５内に圧送されて、エンジン５が冷却され、温められた温水をヒータユニット３４へ送水できるようにしている。前記ウオータポンプ３１はモータ３２により駆動される。モータ３２はモータ駆動回路４０により制御され、モータ駆動回路４０には水温センサ３６が接続されている。従来、ウオータポンプ３１はエンジン５の出力軸と連動連結されて、常時駆動される構成としていた。よって、低温時に冷却水を循環させると冷え過ぎとなるので、エンジン５の配管出口にサーモスタットを設けて、低温時にはラジエータ３７に送水させず循環しないようにしていた。本実施例では、温度センサ３６により冷却水温を検知して、設定温度以下の低温時はモータ３２の駆動を停止し、ウオータポンプ３１を作動させないようにして、無駄にエンジン５に負荷がかからないようにしている。

冷却水の温度が設定温度以上となり、エンジン５を冷却して温められた冷却水はヒータバルブ３３を介してヒータユニット３４に送られ、ヒータユニット３４からはウオータポンプ３１に戻される。ヒータユニット３４は空調装置１２のエバポレータ２５の前面または後面に配置され、電動ファン２９が作動されることにより、温風がキャビン８内に送風される。ヒータバルブ３３は空調装置１２の操作手段３８及びモータ駆動回路４０と接続され、操作手段３８により暖房側に切り換えられると、ヒータバルブ３３が開けられて送水可能とする。また、エンジン５の冷却回路にはラジエータ３７が設けられ、配管により接続され、ラジエータ３７により冷却した冷却水はウオータポンプ３１に戻される。

このような構成において、エンジン５が冷えているときにはウオータポンプ３１は作動されず、水温センサ３６の検出値が設定温度以上になると、モータ３２が作動され、冷却水はラジエータ３７との間で循環される。また、空調装置１２の操作手段３８における暖房の操作が行われると、ヒータバルブ３３が開けられてヒータユニット３４にエンジン５冷却後の温かい冷却水が送水されるとともに、電動ファン２９が作動され、温風をキャビン８内に送る。このとき、エンジン５が低回転であっても、モータ３２は所望の回転数で駆動することができるため、キャビン８内が冷えているときに、エンジン５がアイドリング等低回転で駆動されていても、モータ３２の回転数を増加させて、ウオータポンプ３１による温水の送水量を増加させて、ヒータユニット３４からの放射熱量を増加させてキャビン８内を速やかに温めることができるのである。

以上のように、トラクタ１の操縦部を覆うキャビン８のキャビンルーフ１１に空調装置１２を配置する構成において、キャビンルーフ１１の前部に熱交換器（エバポレータ２５）と電動ファン２９を収容する室内機収容空間１１ａとダクト３０を配置し、キャビンルーフ１１の後部に室外機収容空間１１ｂを形成し、該室外機収容空間１１ｂ内に、熱交換器（コンデンサ２２）と、電動モータ２０により駆動される圧縮機２１と電動ファン２８を配置したので、キャビン８とともに空調装置１２を着脱できるようになり、組み立て時やメンテナンス時に空調用配管を外す必要がなく、組み立て性やメンテナンス性を向上できる。また、空調用配管の取り回しが短くなり、空調効率を向上できる。また、電動機のみで空調装置１２を駆動できるため、動力伝達構成が簡単となり制御が容易にできる。

また、前記室外機収容空間１１ｂ内に配置される熱交換器と圧縮機２１は左右に併設されるので、前後方向の長さを短くできコンパクトに室外機収容空間１１ｂに収納できる。
ある。

また、前記圧縮機２１の吐出方向を切り換える切換弁５５を設け、該切換弁５５の切り換えにより冷房と暖房を切り換え可能としたので、一つの空調装置によりキャビン内を年中快適な空間として作業環境を向上できる。

１トラクタ
８キャビン
１１キャビンルーフ
１１ａ室内機収容空間
１１ｂ室外機収容空間
１２空調装置
２０電動モータ
２１圧縮機
２２熱交換器（コンデンサ）
２５熱交換器（エバポレータ）
２８電動ファン
２９電動ファン
３０ダクト

Claims

トラクタの操縦部を覆うキャビンのキャビンルーフに空調装置を配置する構成において、キャビンルーフの前部に熱交換器と電動ファンを収容する室内機収容空間とダクトを配置し、キャビンルーフの後部に室外機収容空間を形成し、該室外機収容空間内に、熱交換器と、電動モータにより駆動される圧縮機と電動ファンを配置したことを特徴とするトラクタの空調装置。
前記室外機収容空間内に配置される熱交換器と圧縮機は左右に併設されることを特徴とする請求項１に記載のトラクタの空調装置。
前記圧縮機の吐出方向を切り換える切換弁を設け、該切換弁の切り換えにより冷房と暖房を切り換え可能としたことを特徴とする請求項１に記載のトラクタの空調装置。