JP4443486B2 - 作業車のキャビン用空調構造 - Google Patents

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Description

本発明は、キャビンルーフ部の後部に空調ユニット配置してある作業車のキャビン用空調構造に関する。
空調ユニットを配置するに、ルーフ部の前半部を下向きに膨出する下り天井部に形成するとともに、その下り天井部の前端部に空調ユニットを配置し、その空調ユニットに空調用の外気を導入する外気導入口をルーフ部の後端位置に形成し、ルーフ部の後端に位置する外気導入口からルーフ部の前部に位置する空調ユニットまでに長い連通路を設けていた(例えば、特許文献1)。
特開2005−1537号公報(段落番号〔0016〕、図1、図2)
上記構成においては、空調ユニットを収納する為に、ルーフ部を下り天井部に形成してあるので、前方上方視界が狭められる虞があった。そうすると、フロントローダ作業を行う際に、運転席に座った状態ではバケットで掬い上げた作業部位の確認が難しい面があるところから、作業性が低下する虞があった。路上走行時には信号機が見え難いという面もあった。
また、空気導入口と空調ユニットとが長い連通路で接続されていることとなり、その連通路での圧力損失が大きくなる虞があり、空調ユニットしてその圧力損失を補うだけの容量の大きなものが必要となることもあった。
本発明の目的は、空調ユニットの配置構成に工夫を凝らすことによって、前方上方視界の良好化を図るとともに、圧力損失の少ない空気取入構造を提供する点にある。
(構成)
求項1に係る発明は、キャビンのルーフ部の後部に空調ユニットを配置してある作業車のキャビン用空調構造において、
前記ルーフ部を、中空状で二重壁構造のアウタルーフ部と、インナールーフ部とで構成し、前記インナールーフ部の後半部に下向きに膨出した下り天井部を形成し、前記アウタルーフ部の後部に前記インナールーフ部との接合面よりも上側に凹入した凹入部を形成して、前記下り天井部と前記凹入部とにより形成される空間に前記空調ユニットを収納し、前記空調ユニットの機体前方側で機体左右側方位置に、前記空調ユニットから左右に分岐されて前記ルーフ部の前部に延出された左右の横空調ダクトを配置し、前記インナールーフ部の左右両側部に下向きに膨出した左右のダクト用膨出部を形成して、前記左右のダクト用膨出部の内部に前記左右の横空調ダクトを配置し、前記左右のダクト用膨出部の間に形成される前記インナールーフ部の天井凹部の後部に、キャビン内の空気を前記空調ユニットに取り入れる循環口を形成すると共に、前記アウタルーフ部の下向き面に、外気を前記空調ユニットに取り入れる外気供給口を前記循環口と上下に向き合う状態で形成し、前記循環口及び前記外気供給口を開閉する開閉弁体を、前記循環口及び前記外気供給口の前部の横軸心周りで上下揺動自在に支持し、前記空調ユニットによって調整を受ける外気を取り込む外気導入口を、前記アウタルーフ部における前記空調ユニットの後方又は横側方に配置し、前記外気導入口からの外気を前記アウタルーフ部の内部を連通させて前記外気供給口に供給するように構成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
(作用効果)
調ユニットをルーフ部の後部に配置する構成によって、空調ユニットをルーフ部の機体前方側に配置する必要はなく、前面ウインド位置を高く採ることができる。これによって、前方上方視界を良好なものにできたのである。
しかも、空調ユニットを後部に配置することによって外気導入口をキャビンの後部に配置していても外気導入口から空調ユニットに連通する外気導入ダクトを短くでき、その外気導入ダクトにおける圧力損失を低減できる。
これによって、空調ユニットの大容量化を図る必要がなく、円滑に外気を空調ユニットに導入することができる。
さらに、開閉弁体の切換操作によって、外気を導入して空調を施してキャビン内に投入する状態と、内気に空調ユニットで空調を施して循環させる状態とを切り替えることができる。
この開閉弁体の切換操作によって、埃が立ち易い耕耘作業時等においては、内気を循環させ、路上走行時には、外気を取り入れるといった使いができる。
農用トラクタを作業車の一例として説明する。農用トラクタのキャビン1は、図1及び図2に示すように、骨組みを構成する枠組みフレームBの縦向きフレーム2とその縦向きフレーム2で囲まれた部分を覆う透明ガラス面を備えた乗降用サイドドア3、後サイドウインド4、後面ウインド5とを備え、各縦向きフレーム2の上面に亘って設けてある環状のアッパフレーム6とそのアッパフレーム6に載置されるルーフ部7とで構成されている。
キャビン1内には、運転操縦部8が設けてあり、その運転操縦部8には、エンジンボンネット9側に位置するハンドルポスト10に操縦ハンドル11が設けてあり、ハンドルポスト10の後方に運転席12が配置してある。
ルーフ部7にはキャビン1内を空調する空調ユニットAが配置してある。
本発明の実施形態
以後、空調ユニットAの取り付け形態の違いに応じて説明していく。まず、本発明の実施形態として、図2及び図3に示すように、空調ユニットAが、枠組みフレームBを構成すべく縦向きフレーム2の上面に亘って設けてある環状のアッパフレーム6の後端部の上方側に位置する状態で配置されているものについて説明する。ここに、環状のアッパフレーム6におけるフード部7における後部に位置する後フレーム部分6Bを横フレームと称する。
空調ユニットAを取り付ける枠組みフレームBの構成について説明すると、図2に示すように、環状のアッパフレーム6における前後向きフレーム部分6Aと横フレームとしての後フレーム部分6Bとの接続曲がり部分に左右の縦向きフレーム22を立設して後サイドウインド4の窓枠に兼用するとともに、両縦向きフレーム22に渡ってかつ後部フレーム部分6Bより一段下がった高さ位置に支持フレーム6Cを架設してある。
この支持フレーム6Cの上面とこの支持フレーム6Cを支える両隣の縦向きフレーム22との間に落としこむ状態で空調ユニットAを載置してある。ここに、支持フレーム6Cを空調ユニット取付部分と称する。
図3に示すように、支持フレーム6Cの上面に左右一対のブラケット16,16が前後向き姿勢で取り付けられるとともに、前記ユニットケース24で囲まれた空調ユニットAが左右のブラケット16,16上にボルトで載置固定されている。
ルーフ部7の構成について説明する。
図3〜図5に示すように、ルーフ部7は、アウタルーフ部13とインナールーフ部14とからなり、夫々、アッパフレーム6に取付支持されている。インナールーフ部14は、樹脂の一体成形品であり、運転席12の上方に位置する後半部は下向きに膨出した下り天井部14Rに形成してあり、この下り天井部14Rと、アウタルーフ部13の後部の凹入部13Rとにより形成される空間に空調ユニットAを収納してある。
図2及び図3に示すように、アウタルーフ部13は、アッパフレーム6の上面に載置され、その載置面より広い平板状のものである。アウタルーフ部13の下向き面には、リング状に形成した長方形断面のシールリング19を装着してあり、アウタルーフ部13をアッパフレーム6上に載置した状態で、シールリング19の断面の一部がそのアッパフレーム6の上面に当接して、外部との空気の流通を遮断する。
図3〜図5に示すように、アウタルーフ部13のアッパフレーム6の両横側方に突出する横向き庇部13Eの下向き面には外気導入口13B13Bが形成してあるとともに、シールリング19の内側に位置する部分に前記した外気導入口13Bに連通する外気供給口13Cを形成してある。図中33は、外気導入口13Bに設けてある防塵フィルタである。
外気導入口13Bから取り入れた外気は、アウタルーフ部13の二重壁内に形成した外気導入ダクトとしての連通路bを通して機体前方側に誘導され、前記連通路bの機体前方側に形成した外気供給口13Cより後記する空調ユニットAへ通ずる空間aに吹き出すべく構成されている。
インナールーフ部14の内部構造について説明する。図1〜図4に示すように、空調ユニットAは、エバポレータ20とその前方に位置するヒータ21とを備え、エバポレータ20は、図示していないコンプレッサー、膨張弁、コンデンサー等と協働して冷媒循環回路を構成している。ヒータ21はエンジンボンネット9内のラジエータ22と配管で繋がっている。
エバポレータ20の右側方には前記した外気供給口13Cより取り込んだ外気をエバポレータ20とヒータ21に向けて送り込むシロッコファン23が設けられてある。
外気供給口13Cより導入された外気は、図3に示すように、アウタルーフ部13の下向き面とインナールーフ部14との間に形成された空間aを流通路として、ユニットケース24で囲まれたシロッコファン23の誘導孔24aまで吸引誘導される。
図3〜図4に示すように、エバポレータ20とシロッコファン23とはユニットケース24によって囲まれており、ユニットケース24に連続する状態でエバポレータ20の両側端から機体前方側に向けて、空調ユニットAからの空調済み空気を左右横側端に誘導する横向き姿勢の後空調ダクト15Aを設けてあるとともに、後空調ダクト15Aの両側端より前方に向けて横空調ダクト15B15Bが延出してある。
左右の横空調ダクト15B15Bについて説明する。図3〜図5に示すように、左右各々の横空調ダクト15B15Bには、内向きの吹出口15b15bが設けてあり、後側の吹出口15b15bが運転者の顔近くに適量の涼風を送る位置取りとなっている。一方、横空調ダクト15B15Bの前端部には、キャビン1の前面ウインド25に向けて空調風を吹き出す前下向きの吹出口15a15a、その吹出口15a15aの後方にドアガラスに向けてデフロスト風を吹き出す吹出口15dが形成されている。
図2及び図3に示すように、後空調ダクト15Aの両側端より後方側に向けて枝ダクト15C、15Cが延出してあり、延出端に後サイドウインド4、後面ウインド5に空調風を吹き出す吹出口15c15cが設けてある。上記した横空調ダクト15B等はインナールーフ部14内に位置しており、図5に示すように、インナールーフ部14の両側端に形成してあるダクト用膨出部14S内に設けてある。
図3に示すように、インナールーフ部14の空調ユニットAの収納部より機体前方側には、キャビン内の空気を取り入れる為に、循環口14Aを備えている。循環口14Aは、下側インナールーフ部14bの下り天井部14Rを形成する傾斜面の上面から上向きにユニットケース24に沿って壁面を立ち上げ、その立ち上げた部分14cの上端における水平部分に形成されている。ここに、上側インナールーフ部14aの立ち上げ部分14cを内気導入ダクトと称する。
一方、外気供給口13Cと循環口14Aとは上下に向き合う状態に位置しており、両者の間には、外気供給口13Cと循環口14Aを開閉する弁機構としては開閉弁体17を設けてある。外気導入口13Bを通して、外気をインナールーフ部14とアウタルーフ部13との間に形成した空間a内に取り込む状態と、外気を遮断しキャビン内の空気を前記空間aとの間で循環させる状態とに切り換えるように構成してある。
弁機構としては、揺動式のものではなく、スライド式のものでもよい。また、図示はしていないが、弁機構を操作する切換操作レバーが運転席12の上方近傍まで立ち下げて設けてある。
図3に示すように、インナールーフ部14は、キャビン内の空気を取り入れる為に、循環口14Aを備えているが、その循環口14Aを形成している後上側インナールーフ部分14aとキャビン1の前部側に位置する前側インナールーフ部分14bとを備えて構成されている。インナールーフ部14は、機体前後方向での中間位置でアウタルーフ部13に密着されており、密着された中間位置で後側インナールーフ部分14aと前側インナールーフ部分14bとに隔離される。このような構成になる前側インナールーフ部分14bの空間にCDラジカセ29等を収納設置することによって、循環口14Aから取り入れた室内空気の背圧が直接CDラジカセ29等に作用せず、CDラジカセ29等が埃等を吸い込むことが少なくなる。
図3〜図5に示すように、空調ユニットAの近くに外気導入口13Bを配置してあるので、アウタルーフ部13内に外気導入口13Bに連通する状態で形成されている連通路bを短くすることができ、シロッコファン23による吸入抵抗を低減できる。
支持フレーム6Cの後方側には支持カバー18が延出してあり、空調ユニットAをカバーしている。支持カバー18の下面で支持フレーム部分6Cには、横軸芯X回りで後方揺動自在に後面ウインド5が支持されており、閉塞状態においては後面ウインド5の後方側への張出しが抑えられており、図示はしていないが、耕耘装置等を支持するリンク機構等との干渉を回避する構成を採ってある。
第1別実施形態
次に、第1別実施形態として、図6に示すように、空調ユニットAが、環状のアッパフレーム6の後端部より機体前方側に位置する状態で配置されているものについて説明する。
図6及び図7に示すように、空調ユニットAを囲むように、アウタルーフ部13とインナールーフ部14とが配置され、アウタルーフ部13の空調ユニットAの前方側に外気供給口13Cとこの外気供給口13Cに外気を送り込む外気導入口13Bがアウタルーフ部13の機体後方に張出した庇部13Aの下向き面に設けてある。インナールーフ部14には、外気供給口13Cと相対向する状態でキャビン1内の空気を導入する循環口14Aを設けてあり、外気供給口13Cと循環口14Aとの間に外気供給口13Cと循環口14Aを開閉する弁機構としての開閉弁体17を設けてある。外気導入口13Bを通して、外気をインナールーフ部14とアウタルーフ部13との間に形成した空間a内に取り込む状態と、外気を遮断しキャビン内の空気を前記空間aとの間で循環させる状態とに切り換えるように構成してある。
空間a内に取り込まれた空気は、空調ユニットAのユニットケース24の上面に形成した誘導孔24aを介してシロッコファン23に吸入されて、エバポレータ20等によって空調を受けた後に、空調ダクト15A15Bに押し込まれる。
図4に示すように、エバポレータ20の両端より前記したように後空調ダクト部15Aが延出され、その後空調ダクト部15Aの両側端から機体前部に向けて横空調ダクト15B、15Bを延出してあり、上記発明の実施形態と同様に、調整済み空気がキャビン1内に吹出供給されるのである。
次に、後サイドウインド4と後面ウインド5の取り付け構造について説明する。図7に示すものは、環状アッパフレーム6の後端部の機体前方側に空調ユニットAを配置したものであり、空調ユニットAを環状のアッパフレーム6の後端部の機体前方側に配置する構成を採るために、環状のアッパフレーム6の後端部を後面ウインド5の位置より後方に変位させて設けてある。このために、後面ウインド5と後サイドウインド4との境目に位置する縦向きフレーム2としてのリアピラーとアッパフレーム6とを継ぎフレーム30で連結して、フレーム同士の連結強度を高めている。尚、後面ウインド5は、アッパフレーム6の後部フレーム部分6Bに取り付けたブラケット31に枢支した揺動アーム32によって後方に揺動開放可能に支持されている。
第2別実施形態
次に、第2別実施形態として、空調ユニットAが、図8に示すように、横フレームとしての後部フレーム部分6Bに形成した吊り下げフレーム部分6Dの下方に配置されているものについて説明する。
空調ユニットAを取り付ける枠組みフレームBの構成について説明すると、図8及び図9に示すように、環状のアッパフレーム6における前後向きフレーム部分6Aと後部フレーム部分6Bとの接続曲がり部分に左右の縦向きフレーム22を立設して後サイドウインド4の窓枠に兼用するとともに、両縦向きフレーム22に渡ってかつ後部フレーム部分6Bより一段上がった高さ位置に吊り下げフレーム部分6Dを架設してある。
この吊り下げフレーム部分6Dの下面とこの吊り下げフレーム部分6Dを支える両隣の縦向きフレーム22との間に潜りこませる状態で空調ユニットAを吊り下げ支持してある。ここに、吊り下げフレーム部分6Dを空調ユニット取付部分と称する。
図9に示すように、吊り下げフレーム部分6Dの下面に左右一対のブラケット27を前後向き姿勢で取り付けるとともに、ユニットケース24で囲まれた空調ユニットAを左右のブラケット27,27にボルトで固定するように構成してある。
図9に示すように、空調ユニットAを囲むように、アウタルーフ部13とインナールーフ部14とを配置してあり、アウタルーフ部13の空調ユニットAの前方側に外気供給口13Cと、この外気供給口13Cに外気を送り込む外気導入口(図示せず)がアウタルーフ部13の機体横側方に張出した庇部(図示せず)に設けてある。インナールーフ部14には、外気供給口13Cと相対向する状態でキャビン1内の空気を導入する循環口14Aを設けてあり、外気供給口13Cと循環口14Aとの間に外気供給口13Cと循環口14Aを開閉する弁機構としての開閉弁体17を設けてある。外気導入口13Bを通して、外気をインナールーフ部14とアウタルーフ部13との間に形成した空間a内に取り込む状態と、外気を遮断しキャビン1内の空気を前記空間aとの間で循環させる状態とに切り換えるように構成してある。
空間a内に取り込まれた空気は、空調ユニットAのユニットケース24の上面に形成した誘導孔(図示せず)を介してシロッコファン23に吸入されて、エバポレータ20等によって空調を受けた後に、空調ダクト15A15Bに押し込まれる。
図4に示すように、エバポレータ20の両端より前記したように、後空調ダクト部15Aが延出され、その後空調ダクト部15Aの両側端から機体前部に向けて横空調ダクト15B、15Bを延出してあり、上記発明の実施形態と同様に、調整済み空気がキャビン1内に吹出供給されるのである。
図9に示すように、インナールーフ部14の縦向きフレーム2より後方に張出した部分の下面には後面ウインド5が支持されており、後方側への張出しを抑えて、図示はしていないが、耕耘装置等を支持するリンク機構等との干渉を回避する構成を採ってある。
第3別実施形態
次に、第3別実施形態として、空調ユニットAが、図10に示すように、横フレームとしての後部フレーム部分6Bの更に後方に配置されているものについて説明する。
空調ユニットAを取り付ける枠組みフレームBの構成について説明すると、図10及び図11に示すように、環状のアッパフレーム6における前後向きフレーム部分6Aと後部フレーム部分6Bとの接続曲がり部分に左右の縦向きフレーム22を立設して後サイドウインド4の窓枠に兼用する。
図11に示すように、後部フレーム部分6Bの下面に左右一対のブラケット27を前後向き姿勢で取り付けるとともに、前記ユニットケース24で囲まれた空調ユニットAを左右のブラケット27,27にボルトで固定するように構成してある。
図11に示すように、後部フレーム部分6Bに取り付けた空調ユニットAを囲むように、後部カバー28をその後部フレーム部分6Bに取り付けて設けるとともに、後部フレーム部分6Bに支持する状態でアウタルーフ部13を設け、後部カバー28に支持する状態でインナールーフ部14を配置してある。
アウタルーフ部13には外気供給口13Cが設けてあり、この外気供給口13Cに外気を送り込む外気導入口(図示せず)がアウタルーフ部13の機体横側方に張出した庇部(図示せず)に設けてある。インナールーフ部14には、外気供給口13Cと相対向する状態でキャビン1内の空気を導入する循環口14Aが設けてあり、外気供給口13Cと循環口14Aとの間に外気供給口13Cと循環口14Aを開閉する弁機構としての開閉弁体17が設けてある。外気導入口13Bから導入した外気をインナールーフ部14とアウタルーフ部13との間を通して後部カバー部28の内部空間a内に取り込む状態と、外気を遮断しキャビン内の空気を前記内部空間aとの間で循環させる状態とに開閉弁体17が切り換えるように構成してある。図中bは外気導入ガイドであり、14cは内気導入ガイドである。
空間a内に取り込まれた空気は、空調ユニットAのユニットケース24の上面に形成した誘導孔24aを介してシロッコファン23に吸入されて、エバポレータ20等によって空調を受けた後に、空調ダクト15A15Bに押し込まれる。
図4に示すように、エバポレータ20の前方に、後空調ダクト部15Aが配置され、その後空調ダクト部15Aの両側端から機体前部に向けて横空調ダクト15B15Bを延出してあり、上記発明の実施形態と同様に、調整済み空気がキャビン1内に吹出供給されるのである。
インナールーフ部14と後部カバー部28との接続部位の下面には後面ウインド5が支持されており、後方側への張出しを抑えて、図示はしていないが、耕耘装置等を支持するリンク機構等との干渉を回避する構成を採ってある。
〔別実施の形態〕
以下記載する別実施構造については、上記本発明の実施形態、及び第1〜第3別実施形態に適用するものとする。
(1) 図示してはいないが、左右の横空調ダクト15B15Bと後空調ダクト15Aとの接続部に蛇腹状の繋ぎ部を設けてもよい。そうすると、ダクト自体の伸縮及び製作誤差等を吸収できて、接続状態が安定する。
(2) アウタルーフ部13としては、アッパフレーム6より横側方又は前後方向にはみだす庇部を形成して、ガラス面の大きなキャビンに直射日光が入るのを阻止する構成を採っても良い。
(3) 上記実施形態においては、農用トラクタに本発明を利用した形態について説明したが、コンバイン等の他の農機や建機に適用してもよい。
トラクタの全体側面図 本発明の実施形態における枠組みフレームを示す斜視図 本発明の実施形態におけるキャビン内の縦断側面図 図2におけるインナールーフ部のアウタルーフ側から見た内面を示す横断平面図 ルーフ部の横側部に配置されたダクトを示す正面図 第1別実施形態における枠組みフレームを示す斜視図 第1別実施形態における空調ユニットの取付構造を示す縦断側面図 第2別実施形態における枠組みフレームを示す斜視図 第2別実施形態における空調ユニットの取付構造を示す縦断側面図 第3別実施形態における枠組みフレームを示す斜視図 第3別実施形態における空調ユニットの取付構造を示す縦断側面図
1 キャビン
7 ルーフ部
13 アウタルーフ部
13B 外気導入口
13C 外気供給口
13R 凹入部
14 インナールーフ部
14A 循環口
14R 下り天井部
14S ダクト用膨出部
15B 横空調ダクト
17 開閉弁体
A 空調ユニッ

Claims (1)

  1. キャビンルーフ部の後部に空調ユニット配置してある作業車のキャビン用空調構造であって、
    前記ルーフ部を、中空状で二重壁構造のアウタルーフ部と、インナールーフ部とで構成し、
    前記インナールーフ部の後半部に下向きに膨出した下り天井部を形成し、前記アウタルーフ部の後部に前記インナールーフ部との接合面よりも上側に凹入した凹入部を形成して、前記下り天井部と前記凹入部とにより形成される空間に前記空調ユニットを収納し、
    前記空調ユニットの機体前方側で機体左右側方位置に、前記空調ユニットから左右に分岐されて前記ルーフ部の前部に延出された左右の横空調ダクトを配置し、前記インナールーフ部の左右両側部に下向きに膨出した左右のダクト用膨出部を形成して、前記左右のダクト用膨出部の内部に前記左右の横空調ダクトを配置し、
    前記左右のダクト用膨出部の間に形成される前記インナールーフ部の天井凹部の後部に、キャビン内の空気を前記空調ユニットに取り入れる循環口を形成すると共に、前記アウタルーフ部の下向き面に、外気を前記空調ユニットに取り入れる外気供給口を前記循環口と上下に向き合う状態で形成し、
    前記循環口及び前記外気供給口を開閉する開閉弁体を、前記循環口及び前記外気供給口の前部の横軸心周りで上下揺動自在に支持し、
    前記空調ユニットによって調整を受ける外気を取り込む外気導入口を、前記アウタルーフ部における前記空調ユニットの後方又は横側方に配置し、前記外気導入口からの外気を前記アウタルーフ部の内部を連通させて前記外気供給口に供給するように構成してある作業車のキャビン用空調構造。
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