JP4909960B2 - 油圧ショベルの空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベルのキャブに設置される空調装置に関する。

油圧ショベル等の建設機械には、乗降用ドアと窓を有する壁面とで運転席周囲を囲った室内に、作業機操作装置および走行操縦装置を設けたキャブを備えたものがあり、このキャブ内に操作性向上（窓ガラスのデフロスタ等）および居住性向上（冷暖房、エアコンディション）のため空気調和装置（以下、空調装置と言う。）を設置したものが近年多く使用されている。従来、この空調装置は、キャブ内スペースを広く確保すること、そしてオペレータの視界性を確保することを目的として、例えばオペレータシートとキャブ後壁面との間（例えば、特許文献１参照。）、キャブ後壁部やオペレータシート下方の床面（例えば、特許文献２参照。）、またはキャブ天井面（例えば、特許文献３参照。）などに設置されている。

特開平８−１８３３２３号公報（第３頁、第１図） 特開２００１−５５７６０号公報（第４頁、第２，４図） 実開昭５３−５２５４９号公報（第３−５頁、第１−４図）

しかしながら、上記従来の空調装置には、次の問題がある。
空調装置から吹き出されるエアを、オペレータの足元部および顔面部の近傍の吹き出し口と、前面および／または側面の窓ガラス近傍のデフロスタ用吹き出し口とに導くために、空調装置と各個所の吹き出し口とを接続する配風ダクトを布設する必要がある。ところが、これをキャブ内に布設すると、ダクトスペースの分だけキャブ内スペースが狭くなるという問題がある。また、空調装置と特定の吹き出し口とを接続するダクトが長くなり、特許文献１に記載されている例では、キャブ内後部の空調装置からオペレータ顔面部の近傍、前面と側面の窓ガラス近傍までそれぞれ布設するダクトが長くなり、特許文献２に記載されている例では、オペレータシート下方の空調装置からオペレータ顔面部の近傍、前面と側面の窓ガラス近傍までそれぞれ布設するダクト長が長くなり、特許文献３に記載されている例では、キャブ天井面の空調装置から足元部までのダクトが長くなるので、これらダクトの布設作業に時間がかかり、製造コストを高める要因となっている。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、キャブ内スペースを広く確保でき、またキャブ内各要所に配風するダクトの布設作業が容易にできる油圧ショベルの空調装置を提供することを目的としている。

本発明は、旋回フレームの前部中央部から左端部に亘ってキャブが設けられているとともに、前記旋回フレームの前端部にはブーム、アーム、バケット等を有する作業機が取着された油圧ショベルのキャブに設置される空調装置において、キャブの右側壁面の前部に、空調ユニットを取り付け、前記空調ユニットに被せる内装カバーの裏面部に、該空調ユニットから送風されたエアを導入するダクトを一体成形で設け、前記ダクトには、前記キャブの前面ガラスに前記エアを吹き付ける吹き出し孔を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、オペレータの顔面部および足元部と、前面および側面の窓ガラスとに共に近い位置である、キャブの右側壁面の前部に、空調ユニットを取り付けたため、長いダクト等の布設をすることなく、オペレータの顔面部および足元部、前面ガラスへの配風が非常に容易にできる。従って、ダクト布設作業時間が短くなり、製作コストを低減できる。また、これによってダクトスペースが少なくなると共に、空調ユニットを壁面に取り付けたため、キャブ内スペースを広く確保できる。

また、空調ユニットに被せる内装カバーが、該空調ユニットから送風されたエアを前面ガラスに配風するダクトを有しているため、新たにダクトを取り付ける必要が無く、ダクト布設スペースを節約してキャブ内スペースを広く確保できる。しかも、空調ユニットとダクトがこのカバーで隠れるので、見栄えを向上できる。

本発明では、前記空調ユニットは、キャブの内側および外側から出し入れ可能に、右側壁面に取り付けられた構成とすることが好ましい。

このような構成によれば、空調ユニットをキャブの内側および外側から出し入れ可能に取り付けたため、キャブ単体での車両組立時には外側から右側壁面に取り付けでき、車両搭載後のメンテナンス等の時にはキャブ内側から取り出し、据付けができる。これにより、組立時およびメンテナンス時の作業性を向上できる。

本発明では、前記空調ユニットは、右側壁面の一部を兼ねて取り付けられた構成とすることが好ましい。

このような構成によれば、空調ユニットを、右側壁面の一部を兼ねて取り付けているため、空調ユニットのキャブ内への出っ張り量が小さくなり、キャブ内スペースを広く確保できる。また、これにより、空調ユニットをキャブの内側および外側から出し入れ可能に取り付けるための構造を簡素化できる。

本発明では、前記空調ユニットの配管接続部は、キャブ外側に露出した部位に設けた構成とすることが好ましい。

このような構成によれば、空調ユニットへの温水、冷媒ガスの配管を、キャブ外側に露出した部位に設けた配管接続部に接続できるため、キャブの側壁面や床面に配管を通すための孔や接続部が不要となり、これによって配管シール箇所が減ってシールが容易となると共に、ガス漏れや水漏れ箇所が少なくなり信頼性を向上できる。また、空調ユニットとラジエータ、ガスコンプレッサ等との間を略直線的にダイレクトに配管できるので、配管経路を短縮でき、配管作業が容易となる。

本発明では、車両前側上部が前下がりの傾斜でカットされた形状を有する空調装置とすることが好ましい。

このような構成によれば、空調装置（空調ユニットと、該空調ユニットに被せる内装カバーとを含む）は、車両前側上部が前下がりの傾斜でカットされた形状を有しているため、オペレータからの車両の前部右側方向の視野が空調装置で妨げられることがなく、オペレータの右前方視界を十分に確保できる。また、従来は、右前方視界性の低下を恐れて空調装置を設置することが無かったキャブ右側前部の位置に、空調装置を設置できるようになり、前述までの優れた効果が得られる。

本発明では、空調ユニットへ外気を導入する導入口は、キャブの右側壁面の、外装カバーよりも上方部位に設けた構成とすることが好ましい。

このような構成によれば、キャブの右側壁面の、外装カバーよりも上方部位に設けた導入口の近傍は車両略中央に位置するため、この導入口から導入するエアは塵埃の混入や、エンジン冷却後の暖まったエアによる温度上昇の影響等が少ないので、空調用として好適なエアを導入できる。これにより、外気用フィルタの寿命の向上、空調効率の向上等が図れる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

先ず図１〜３により、本発明の適用機例である後方超小旋回型の油圧ショベルの概要構成を説明する。図１は、本発明の適用機例である油圧ショベルの側面図であり、図２は同油圧ショベルの上部旋回体の側面一部断面図で、図３は図２のＸ−Ｘ矢視図である。

これらの図において、油圧ショベル１は、下部走行体２上に上部旋回体３を旋回自在に搭載しており、上部旋回体３の下部に備えた旋回フレーム３ａの前部中央部から左端部に亘ってキャブ１０が設けられ、旋回フレーム３ａの後端部にはカウントウエイト４が取り付けられている。このキャブ１０は、旋回フレーム３ａの前端部に設けたブラケット１５に水平ピン１６を介して前後方向揺動自在に連結されており、水平ピン１６の回りに所定角度チルト可能となっている。キャブ１０の中央部よりもやや後寄りに設けたオペレータシート１１の下方で、カウンタウエイト４の前方には、エンジン７が設けられている。キャブ１０の右側方の、旋回フレーム３ａの右部には作動油タンク、燃料タンクが設置され、これらは外装カバー８で覆われている。また、旋回フレーム３ａの前端部には、ブーム、アーム、バケット等を有する作業機５が垂直面内で揺動自在に取着されたスイングブラケット６が、左右揺動（以下、スイングという）自在に取り付けられている。なお、上記油圧ショベル１は、上部旋回体３の後端部の旋回軌跡が下部走行体２の左右履帯幅以内に収まる後方超小旋回型となっている。

キャブ１０の右側壁面の前部に、空調装置２０が設けられている。この空調装置２０は、冷房、暖房等の機能を有する空調ユニット２１と、該空調ユニット２１をキャブ１０の内側から覆う内装カバー、および空調ユニット２１が送風したエアを所定方向に配風するための空調用ダクトを兼ねた空調カバー２２とを備えている。空調ユニット２１は右側壁面の一部をなすように、すなわち右側壁板５１に貫通して形成された開口部内に嵌め込むようにして設けられ、空調ユニット２１のケースの外側の一部は右側壁板５１よりも外方にはみ出しており、このキャブ１０の外に出ているケース部位に空調ユニット２１の配管接続部が設けられている。空調ユニット２１および空調カバー２２の少なくともいずれか一方（本実施例では両方）は、図１，２に示すように、側面視で車両前側の上部（キャブ内側から見て左側上部）が車両前方下がりに傾斜した形状を成している。また、この傾斜部より上方のキャブ側壁面には、略三角形状窓ガラス１２が嵌め込まれている。

次に、空調ユニット２１の構成を図４により説明する。図４は、空調ユニットの側面図である。
図４において、空調ユニット２１は、ケース２１ａ内の後部側（図示の右側）に設けた仕切り板２７ａにより、車両前側の熱交換室２３と後側の外気導入室２７とが形成されており、仕切り板２７ａの下部に設けた貫通孔（図示せず）により熱交換室２３と外気導入室２７とは連通している。熱交換室２３内には、冷房、除湿機能を有するエバポレータ２４、および暖房機能を有するヒータコア２５を備えており、底部にはドレン管２４ａを有するトレイを備えている。熱交換室２３の車両前側の側面で、前記右側壁板５１より外方にはみ出すキャブ外側の部位には、ヒータコア２５に温水を給排する温水管６１，６２と、エバポレータ２４に冷却用媒体ガスを給排する冷媒ガス管６３，６４が設けられている。温水管６１，６２には、エンジン７から分岐する温水用配管が接続され、冷媒ガス管６３，６４には、ガスコンプレッサおよびレシーバドライヤからの各冷媒ガス用配管がそれぞれ接続される。また、熱交換室２３のキャブ内側の側面には内気導入孔２６が形成されており、この内気導入孔２６から導入されたエアの大部分が前記エバポレータ２４の熱交換部を通過するようにエバポレータ２４の外周部はゴム等のパッキンでシールされている。

また、熱交換室２３の上部には図示しない送風機が設けられ、熱交換室２３の上面には送風孔２９，２９が形成されている。なお、外気導入室２７の入口近傍には、図示しない内外気切り換え弁が設けられており、この内外気切り換え弁は、後述（図５参照）の空調装置２０横に設置した空調操作部７０に設けてある内外気切り換えスイッチ７４によって切り換え可能となっている。空調ユニット２１は、内気または外気を導入し、エバポレータ２４およびヒータコア２５によって空気調整したエアを送風機によって送風孔２９，２９から上方に送風するようにしている。

次に、図５〜図９により空調カバー２２を詳細に説明する。
図５は、空調カバーおよび空調操作部の斜視図である。図５に示すように、空調カバー２２は、空調ユニット２１をキャブ内側から覆う内気用カバー３０と、該内気用カバー３０の裏面に装着される、外気導入のための外気用ダクト４０とを備えている。内気用カバー３０および外気用ダクト４０は、合成樹脂の真空成形やプレス成形により製作されている。また、キャブ１０の右側壁板５１の、空調カバー２２の右横部には、空調ユニット２１の作動を操作するための空調操作部７０が取り付けられている。空調操作部７０には、電源スイッチ７３と、温度調節部７１と、風量調節部７２と、内外気切り換えスイッチ７４とが設けられている。

図６および図７は、それぞれキャブ１０の内側から、および外側から見た内気用カバーの斜視図である。内気用カバー３０の裏面部には中空のダクトが一体成形されており、空調ユニット２１の上面の送風孔２９，２９に対面する位置に中部ダクト３１ａが、内気用カバー３０の上部外周部に略水平に、前記中部ダクト３１ａに連通する上部ダクト３１ｂが、そして、内気用カバー３０の下部外周部に、前記中部ダクト３１ａに連通する下部ダクト３１ｃがそれぞれ成形されている。中部ダクト３１ａの、前記空調ユニット２１の送風孔２９，２９に対面する位置には、空調されたエアを導入するための導入口３２が設けられている。

また、中部ダクト３１ａ、上部ダクト３１ｂ、および下部ダクト３１ｃには、それぞれ中部、上部及び下部の吹き出し孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃを形成し、キャブ１０の室内に連通させている。これらの吹き出し孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃには、風向きの調節が可能な吹き出し部材３９ａ，３９ｂ，３９ｃ（図５参照）がそれぞれ挿入される。
また、前記中部ダクト３１ａおよび上部ダクト３１ｂに囲まれた部位には、外気用ダクト装着部３４が凹状に形成されている。

内気用カバー３０の下部は、キャブ内側に向けて凸状に形成されており、その凸部に内気導入用孔（本実施例ではスリットで構成してある。）３５が形成されている。また、該内気導入用孔３５の左側で、前記凸部の側面に位置する部位には、該内気導入用孔３５の上下方向長さよりもやや長い縦長のフィルタ交換孔３６が形成され、該内気導入用孔３５の裏面上下部にはフィルタガイド溝３７，３７が形成されている。前記フィルタ交換孔３６から内気用フィルタ３８が挿入され、フィルタガイド溝３７，３７でガイドされて内気導入用孔３５の裏面側に装着される。

内気用カバー３０の下端部には取付ブラケット３０ａが取り付けられており、内気用カバー３０はこの取付ブラケット３０ａを介してキャブ１０のフロアプレート１３に取り付けられる。

次に、図８および図９により外気用ダクト４０について詳細に説明する。
図８および図９は、それぞれキャブ１０の外側から、および内側から見た外気用ダクトの斜視図である。外気用ダクト４０は、箱状のフィルタ室部４１と、該フィルタ室部４１に連通するダクト部４２とを有している。このフィルタ室部４１は、キャブ１０室外方に開口した外気導入口４６を有し、また左右側面部の内側にフィルタ当接部４３とフィルタ係止部４４とを形成している。外気用フィルタ４５が前記外気導入口４６から挿入され、後述の図１１に示すように、当接部４３に当接して位置決めされ、前記フィルタ係止部４４により外気用フィルタ４５の左右端部に設けた係止部（図示せず）が係止されるようになっている。フィルタ室部４１の左右外面部には、取付ブラケット４９ａ，４９ｂが設けられている。

図５に示すように、外気用ダクト４０は、その外気導入口４６をキャブ１０の外方へ向けた状態で前記内気用カバー３０の外気用ダクト装着部３４内に嵌め込まれ、外気用ダクト４０の取付ブラケット４９ａ，４９ｂを右側壁板５１に取り付ける。そして、内気用カバー３０を空調ユニット２１の正面から被せて、キャブ１０のフロアプレート１３および右側壁板５１に取り付ける。なお、外気用ダクト４０と内気用カバー３０を、予め一体化して空調ユニット２１の正面から被せる構成としてもよい。

図１０および図１１は、それぞれ、空調装置２０をキャブ外側から見た斜視図、および図１０のＹ−Ｙ矢視図である。
右側壁板５１の、空調ユニット２１に対向する部位、および外気用ダクト４０の外気導入口４６に対向する部位には、それぞれ取付孔５５および通気孔５６が形成されている。空調ユニット２１は、上記取付孔５５内に挿入し、そのケース２１ａの外側一部を右側壁板５１よりも外方に突出させた状態で、右前部側板５１に外側から断面Ｌ字形状のブラケット５２を介してボルト５３，５４で取り付けられる。なお、取付孔５５は、メンテナンス時に、ブラケット５２をキャブ室外から取外すと、空調ユニット２１及びその側面の配管接続部をキャブ内側に引き込むことができる大きさとしている。
また、通気孔５６を外側から覆うように、ルーバを有する吸気カバー４７がボルト４８により右側壁板５１に取り付けられている。前記通気孔５６は、キャブ１０右側に設けた作動油タンクや燃料タンク等を覆う外装カバー８よりも上方に位置するように形成している。なお、該吸気カバー４７を取外すと、外気用ダクト４０の外気用フィルタ４５を外気導入口４６から着脱可能となっている。

次に、図４，５，７，１１を参照して、上記空調装置２０による、エアの吸入、吹き出し経路を説明する。
内気は、図５に示すように、内気用カバー３０の内気導入用孔３５および内気用フィルタ３８を経由して、空調ユニット２１の熱交換室２３内に導入される。また、外気は、図１１に示すように、吸気カバー４７のルーバ、および外気用ダクト４０の外気用フィルタ４５、ダクト部４２を経由して、空調ユニット２１の外気導入室２７および熱交換室２３内に導入される。そして、図４に示すように、熱交換室２３内で空調されたエアは送風孔２９，２９から送風され、図５および図７に示すように、内気用カバー３０の導入口３２を経由して中部ダクト３１ａ、上部ダクト３１ｂ、および下部ダクト３１ｃにそれぞれ送風され、さらに吹き出し部材３９ａ，３９ｂ，３９ｃからキャブ１０の室内に吹き出される。

図２，３に示すように、上記吹き出し部材３９ａから吹き出されるエアはキャブ１０の前面ガラス１４に向けて送風され、吹き出し部材３９ｂから吹き出されるエアはオペレータの顔面部に向けて送風され、また吹き出し部材３９ｃから吹き出されるエアはオペレータの足元部に向けて送風される。オペレータは操作時の姿勢に応じて、これらの吹き出し部材３９ａ，３９ｂ，３９ｃの風向きを手で調節する。

なお、上記実施形態では、空調ユニットをキャブの右側壁面の前部に取り付ける構成例で説明したが、床面の右側前部に設置してもよい。この場合にも、右前方の視界性確保のために、空調装置（空調ユニットと空調カバーとを含む）の車両前側の上部を前下がりの傾斜面でカットした形状をなすように構成すればよい。また、右側壁面に開口部を設け、この開口部に嵌め込むように上記空調ユニットを床面に設置すれば、該空調ユニットはキャブの内側および外側から出し入れ可能となると共に、キャブ外に露出した部位に配管接続部を設けることもできる。さらに、右側壁面の一部を兼ねることもできるので、キャブ内スペースを広く確保することが可能となる。

また、空調装置から吹き出すエアを前面ガラスに吹き付ける構成としたが、前面ガラスおよび側面ガラスの少なくともいずれかに吹き付けるように、空調カバーの中部ダクトに吹き出し口を設けても構わない。
さらに、本発明の適用機例として、後方超小旋回型の油圧ショベルで説明したが、これに限定されず、他の油圧ショベルにも適用可能である。

以上の構成により、本発明は以下のような効果を奏する。
空調ユニットをキャブの右側前部の壁面又は床面に設置したため、この空調ユニットから、オペレータの足元部および顔面部、前面および側面の窓ガラスまでの距離が近くなり、これらへの配風が非常に容易となり、これらオペレータの足元部および顔面部、前面および側面の窓ガラスへエアを吹き出す吹き出し口までのダクトを非常に短くすることができ、最良の場合にはダクトを無くすこともできる。従って、ダクト布設スペースが小さいので、キャブ内の居住スペースを広く確保できる。また、これによって、ダクトの布設作業時間が短くなり、製作コストを安くできる。

また、このとき、キャブの右側壁面の前部に該空調ユニットを取り付けることにより、空調ユニットのキャブ内側への出っ張り量が非常に少なくなるため、キャブ内の居住スペースをさらに広く確保することができる。

また、空調ユニットを、キャブの内側および外側からの出し入れが可能なように取り付けている。上記実施形態では、右側壁面の開口部内に空調ユニットを内側または外側から嵌め込んで、この空調ユニットを断面Ｌ字形状のブラケットで右側壁面に取り付けるようにしたため、空調ユニットを取外す時には該ブラケットを外してキャブの内側または外側から引き出せるようにした。このため、車両組立時には空調ユニットを前記右側壁面の開口部内に外側から嵌め込んで取り付けることができ、また組立後のメンテナンス時には、外側からの出し入れが困難であるが、内側から出し入れすることができ、これにより組立性、整備性の向上が図れる。

さらに、空調ユニットを、右側壁面の一部を兼ねるように、開口部内に嵌め込んで取り付けているため、空調ユニットのキャブ内への出っ張り量を少なくすることができ、これによりキャブ内スペースを広く確保することができる。また、これにより、内側および外側から空調ユニットを出し入れ可能とする構造を簡単な構成で実現できる。

またさらに、キャブ外側に露出した空調ユニットの部位に配管接続部を設けたので、配管を通すための孔や接続部が床面や壁面に不要となり、シール箇所が少なくなってシールが容易となると共に、ガス漏れや水漏れ箇所が少なくなり信頼性を向上できる。また、空調ユニットとエンジン、ガスコンプレッサ等との間を略直線的にダイレクトに配管できるので、配管経路を短縮でき、配管作業が容易となる。

また、空調装置（空調ユニット、空調カバーを含む）をキャブの右側前部に設けているが、この空調装置の形状は車両前側上部が前下がりの傾斜でカットされた形状を有しているため、オペレータからの車両の前部右側方向の視野が空調装置で妨げられることがなく、オペレータの右前方視界を十分に確保できる。なお、上記実施形態においては、空調ユニットと空調カバーの形状を共に上記のように構成したが、これに限定されず、例えば空調ユニットに被せる空調カバーのみを上記形状とするようにしてもよいし、または、空調カバーを被せない場合には空調ユニットのみを上記形状とするようにしてもよい。さらに、従来は、右前方視界性の低下を恐れて空調装置を設置することが無かったキャブ右側前部の位置に、空調装置を設置できるようになり、前述までの優れた効果が得られる。

さらにまた、空調ユニットに被せる空調カバー（内装カバー）が、該空調ユニットから送風されたエアを配風するダクトを有しているため、新たにダクトを取り付ける必要が無く、ダクト布設スペースを節約してキャブ内スペースを広く確保できる。しかも、空調ユニットとダクトがこのカバーで隠れるので、見栄えを向上できる。
また、空調カバーは外気を吸入する外気用ダクトも備えているため、これらのダクトを新たに布設する必要が無く、キャブ内スペースを広く確保できる。

また、空調ユニットへ外気を導入する導入口を、キャブの右側壁面の、外装カバーよりも上方部位に設けた。この導入口の近傍は車両略中央に位置するため、この導入口から導入するエアは塵埃の混入や、エンジン冷却後の暖まったエアによる温度上昇の影響等が少ないので、空調用として好適なエアを導入できる。これにより、外気用フィルタの寿命の向上、空調効率の向上等が図れる。
さらに、空調ユニットと該空調ユニットへ外気を導入する上記導入口との距離が近いので、外気を吸入する外気用ダクトがコンパクトになり、この外気用ダクトを装着する空調カバーをコンパクトに構成できるから、キャブ内スペースを広く確保できる。

本発明の適用機例である油圧ショベルの側面図である。 同油圧ショベルの上部旋回体の側面一部断面図である。 図２のＸ−Ｘ矢視図である。 空調ユニットの側面図である。 空調カバーおよび空調操作部の斜視図である。 キャブの内側から見た内気用カバーの斜視図である。 キャブの外側から見た内気用カバーの斜視図である。 キャブの外側から見た外気用ダクトの斜視図である。 キャブの内側から見た外気用ダクトの斜視図である。 空調装置をキャブ外側から見た斜視図である。 図１０のＹ−Ｙ矢視図である。

符号の説明

１…油圧ショベル、３ａ…旋回フレーム、５…作業機、８…外装カバー、１０…キャブ、１４…前面ガラス、２０…空調装置、２１…空調ユニット、３０…内装カバーである内気用カバー、３１ａ…ダクトである中部ダクト、５１…右側壁板。

Claims (1)

1. 旋回フレーム（３ａ）の前部中央部から左端部に亘ってキャブ（１０）が設けられているとともに、前記旋回フレーム（３ａ）の前端部にはブーム、アーム、バケット等を有する作業機（５）が取着された油圧ショベルのキャブ（１０）に設置される空調装置において、
   キャブ（１０）の右側壁面（５１）の前部に、空調ユニット（２１）を取り付け、
   前記空調ユニット（２１）に被せる内装カバー（３０）の裏面部に、該空調ユニット（２１）から送風されたエアを導入するダクト（３１ａ）を一体成形で設け、
   前記ダクト（３１ａ）には、前記キャブ（１０）の前面ガラス（１４）に前記エアを吹き付ける吹き出し孔（３３ａ）を設けた
   ことを特徴とする油圧ショベルの空調装置。

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