JP7477376B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は作業機械に係り、特に空調装置の配置の最適化を図る技術に関する。

油圧ショベルには、当該油圧ショベルを操縦するオペレータが搭乗する運転室が設けられている。また、油圧ショベルは、工事現場等の粉塵が舞う環境で作業をすることがあるため、運転室は、建屋によって機体の外部と隔てられたものがある。

またさらに、運転室には、内部の温度を調整する空調装置が搭載されている。この空調装置の搭載位置の例として、フロアパネルの上方かつ座席の下方に位置するものや（特許文献１）座席の後方に配設されるものがある（特許文献２）。

特開２０１５－２２９９０４号公報 特開２０２０－０５０２９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される技術では、空調装置がフロアパネルの上方かつ座席の下方に位置するため、座席の高さが必要以上に高くなる虞があった。このように座席の高さが必要以上に高くなることは、運転室内の空間を狭めることとなるため、好ましいことではない。

また、上記特許文献２に開示される技術では、座席の後方に空調装置を配設するための空間を形成する必要があるため、運転室内の空間を狭めることとなり、さらなる改善の余地があった。

一方、空調装置に備えられる内気を導入する部分（特許文献１の内気流入口２０Ｂに相当）は、外気と比較して粉塵等が少ない内気を吸気することを想定している。したがって、内気を導入する部分に設けられるフィルタは、外気を導入しやすい環境下で吸気すると、劣化を増進させる虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運転室内の空間を良好に保つことができるように空調装置を配置した作業機械を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の作業機械は、機体の操作を行う運転室と、前記運転室を覆う建屋と、を備えた作業機械において、前記運転室の底面を形成するフロアパネルと、前記フロアパネルの上方に位置する座席と、前記運転室内の空気の温度を調整する空調装置と、前記運転室内の空気を前記空調装置に導く内気導入ダクトと、を有し、前記フロアパネルには、前記座席の下方に対応する位置に開口部が形成され、前記空調装置は、前記開口部に挿通された状態で前記フロアパネルの上側及び下側に亘って配設され、前記内気導入ダクトには、前記運転室内に開放する開放部が形成されており、前記開放部には、フィルタが設けられるよう構成されることを特徴とする。

これにより、フロアパネルの座席の下方に対応する位置に形成された開口部に挿通された状態の空調装置を、フロアパネルの上側及び下側に亘って配設することで、運転室が狭くなることを抑制することが可能とされる。

その他の態様として、前記建屋には、機体左右方向のうち少なくともいずれか一方にオペレータが搭乗する搭乗口が形成されており、前記開放部は、機体前後方向で視て後方に向けて開放するよう形成されてなるのが好ましい。

これにより、オペレータが搭乗する搭乗口が建屋の機体左右方向のうちの少なくともいずれか一方に形成されるのに対し、開放部が機体前後方向で視て後方に向けて開放するよう内気導入ダクトに形成されることで、オペレータが運転室に搭乗する際に、開放部による外気の導入を抑制することが可能とされる。

その他の態様として、前記開放部には、前記フィルタの側部に沿って機体上下方向に延びてなるガイドが形成されており、前記ガイドは、前記フィルタの側部を支持する第１壁部と、前記フィルタの裏面を支持する第２壁部と、前記フィルタの表面を支持する第３壁部と、を含み、前記フィルタは、前記第１壁部、前記第２壁部及び前記第３壁部によって機体前後方向及び左右方向について支持されてなるのが好ましい。
これにより、内気導入ダクトの開放部にはフィルタの側部に沿って機体上下方向に延びるガイドが形成され、ガイドに沿って開放部の上方からフィルタを該開放部に取り付けるようにすることで、開放部の上方からフィルタを簡単に取り付けることが可能とされる。

その他の態様として、前記フィルタの上端には、前記内気導入ダクトの前記開放部に設けられる被係止部に係止する係止部が形成されてなるのが好ましい。
これにより、フィルタの上端に内気導入ダクトの開放部に設けられる被係止部に係止する係止部を形成することで、フィルタを着脱する際にフィルタの上方から作業を行うことができるので、整備性を向上させることが可能とされる。

本発明の作業機械によれば、フロアパネルの座席の下方に対応する位置に形成された開口部に空調装置を上下方向に延びて配設することで、運転室が狭くなることを抑制することができる。これにより、運転室内の空間を良好に保つことができるように空調装置を配置することができる。

本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベルの側面図である。 運転室に設置されるシートの周辺の側面図である。 運転室における空調装置の上視図である。 内気導入ダクトの後方斜視図である。 機体左右方向における左側から視た、フィルタケースの開放部にフィルタを取り付ける態様を説明する説明図である。 機体左右方向における左側から視た、フィルタケースの開放部にフィルタを取り付ける態様を説明する説明図である。 機体左右方向における左側から視た、フィルタケースの開放部にフィルタを取り付ける態様を説明する説明図である。 機体左右方向における左側から視た、フィルタケースの開放部にフィルタを取り付ける態様を説明する説明図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベル１の側面図が示されている。

図１に示すように、油圧ショベル１は、例えば走行体３及び旋回体５を備える所謂小旋回機である。この油圧ショベル１は、油圧ショベル１を上方から視たときに、旋回体５の旋回角度に拘わらず、左右一対の無限走行履帯３ａの前端、後端、及び両外側端で囲まれる範囲に旋回体５が収まる機種（所謂小旋回機）である。走行体３は、各々が前後方向に延びる左右一対の無限走行履帯３ａを備える。この走行体３は、図示しないエンジンの駆動力によって油圧モータを駆動して無限走行履帯３ａを駆動することにより走行する。なお、図１ではクローラ式の油圧ショベル１を図示しているが、装輪式でもよい。

旋回体５は、フロント作業機１３及び建屋１５を有し、走行体３上に旋回フレーム１１を介して旋回可能に支持されている。この旋回体５は、図示しないエンジンによって旋回モータを駆動することにより旋回する。

フロント作業機１３は、旋回体５に俯仰可能に支持されるブーム１３ａ、ブーム１３ａの先端に揺動可能に支持されるアーム１３ｂ及びアーム１３ｂの先端に揺動可能に支持されるバケット１３ｃを有してなる。このフロント作業機１３は、ブームシリンダ１３ｄ、アームシリンダ１３ｅ及びバケットシリンダ１３ｆに図示しない油圧ポンプから作動油を供給することにより動作する。

建屋１５は、油圧ショベル１を操縦するオペレータが搭乗する内部空間（運転室１６）を有する。換言すると、機体１は、運転室１６と、運転室１６を覆う建屋１５と、を備えている。この建屋１５には、機体左右方向における左側にオペレータが搭乗するための搭乗口１７が形成されており、ドア１８によって開閉可能である。運転室１６には、走行体３を走行させ、旋回体５を旋回させ、フロント作業機１３を動作させるために作業者の操作を受け付け、受け付けた操作に対応する信号を図示しないコントローラに出力する操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。すなわち、運転室１６に搭乗したオペレータは、操作装置を操作することにより油圧ショベル１を操作することができる。

図２を参照すると、運転室１６に設置されるシート２１の周辺の側面図が示されている。運転室１６には、シート（座席）２１、支持ユニット２３及び空調装置２５が、運転室１６の床面を形成するフロアパネル２７に配置されている。

シート２１は、オペレータが前方を向いて座れるように配置される座席である。このシート２１は、支持ユニット２３によってフロアパネル２７の上側に支持されている。支持ユニット２３は、キャリア２３ａやサスペンション２３ｂを有している。したがって、支持ユニット２３は、キャリア２３ａによってシート２１を前後方向に移動させてオペレータの任意の位置で支持し、サスペンション２３ｂによって機体上下方向の振動がシート２１に伝達することを軽減することができる。

図３を参照すると、運転室１６における空調装置２５の上視図が示されている。空調装置２５は、運転室１６内の空気の温度を調整する装置であり、機体上下方向から視てフロアパネル２７に形成された開口部２７ａの内側に配設され、フロアパネル２７の上方及び下方に延設（図２参照）されてなる。換言すると、空調装置２５は、開口部２７ａに挿通された状態でフロアパネル２７の上側及び下側に亘って配設されている。この空調装置２５は、稼働装置３１、導入切替装置３３、外気導入ダクト部材３５及びフィルタケース（内気導入ダクト）３７を有している。

稼働装置３１は、図示しないエンジンの駆動力を利用して稼働し、導入切替装置３３から導入される空気の温度を調整して運転室１６内に供給する装置である。導入切替装置３３は、図示しない切替弁を切り替えることで、空気を外気導入ダクト部材３５及びフィルタケース３７のいずれか一方と流通可能な態様とすることができる装置である。すなわち、導入切替装置３３は、外気及び内気を選択的に導入することが可能である。この導入切替装置３３には、機体前後方向で視た後部に、機体左右方向で視て機体１の中央に向かって延びる内気導入ダクト部（内気導入ダクト）３３ａが形成されている。

詳しくは、内気導入ダクト部３３ａは、導入切替装置３３におけるケースの後端から機体左右方向で視て機体１の中央に向かって延びて形成されるダクト部である。この内気導入ダクト部３３ａは、導入切替装置３３におけるケースの後端と運転室１６内とで空気を流通可能に形成されてなる、換言すると、運転室１６内の空気を空調装置２５に導くように形成されてなる。また、内気導入ダクト部３３ａは、機体左右方向で視て機体１の中央側の端部がフロアパネル２７の上方に開放してなる。したがって、導入切替装置３３は、運転室１６内の空気（内気）のうち、フロアパネル２７の上方に位置する空気を、内気導入ダクト部３３ａを介して積極的に導入することができる。

図４を参照すると、フィルタケース３７の後方斜視図が示されている。内気導入ダクト部３３ａの端部には、フィルタケース３７が配設されている。フィルタケース３７は、内気導入ダクト部３３ａの端部から上方後側に延び、フロアパネル２７の上側であって運転室１６内の後方に開放する樹脂製のケースである。このフィルタケース３７には、後述するフィルタ４３が設けられている。外気導入ダクト部材３５は、稼働装置３１の左側部から後方に延び、建屋１５内の左後側に開放して油圧ショベル１の外部の空気（外気）を導入可能にするダクト部材である。

これにより、空調装置２５は、オペレータの任意で導入切替装置３３を制御して外気導入ダクト部材３５または内気導入ダクト部３３ａのいずれか一方から稼働装置３１に空気を供給して温度を調整し、運転室１６内に供給することができる。また、空調装置２５は、機体上下方向から視てフロアパネル２７に形成された開口部２７ａ内に配設され、フロアパネル２７の上方及び下方に延設されてなることで、フロアパネル２７の上側に空調装置２５が位置する場合と比較してフロアパネル２７より下方に延設することができる。ゆえに、シート２１及び支持ユニット２３の機体上下方向における位置を比較的下方に位置させることができる。換言すると、空調装置２５がフロアパネル２７より下方に延設されることで、運転室１６の空間のうち、有効に活用することが可能な空間を広く設けることができる。

ここで、フィルタケース３７の後端から内気を導入する開放部４１には、フィルタ４３が設けられている。フィルタ４３は、空気中の粉塵等を吸着しつつ空気を通過させることが可能な部材であり、不織布が内蔵されている。したがって、フィルタケース３７は、開放部４１から導入される空気をフィルタ４３によって浄化して導入切替装置３３及び稼働装置３１に供給することができる。

一方、フィルタ４３は、空気中の粉塵等を吸着するため、空気を通過させる際に当該粉塵等を不織布内に蓄積する（フィルタ４３の劣化）。ここで、上記したように、フィルタケース３７の開放部４１は、フィルタケース３７がフロアパネル２７の上側であって運転室１６内の後側に開放してなる。したがって、フィルタケース３７は、外気と比較して粉塵等が少ない運転室１６内の空気を取り入れるため、フィルタ４３が劣化することを抑制することができる。

また、フィルタケース３７の開放部４１は、運転室１６の機体前後方向で視て後方に向いている、換言すると、運転室１６と油圧ショベル１の外部とを接続する入口に対し垂直方向に向いている。したがって、フィルタケース３７は、外気を取り込むことを軽減してフィルタ４３が劣化することを抑制することができる。

ここで、フィルタケース３７の開放部４１には、下端支持部５１、左右端ガイド部（ガイド）５３、左右壁部５５及び被係止部５７が形成されている。下端支持部５１は、フィルタケース３７の下端から機体前後方向で視て後方に向かって突出し、開放部４１にフィルタ４３が取り付けられる際にフィルタ４３の下端を支持する支持部である。

左右端ガイド部５３は、開放部４１にフィルタ４３が取り付けられる際にフィルタ４３の側部を支持する左右一対の支持部である。具体的には、左右端ガイド部５３は、断面で視てコの字状であって、下端がフィルタ４３の厚みと同等の幅に形成され、上方に向かうにつれて当該幅が広がるように形成されている。

より具体的には、左右端ガイド部５３は、側壁部（第１壁部）５３ａと、開放部４１の周縁から外方に延びてなる枠の一部である垂直平板部（第２壁部）５３ｂと、上側に向かうにつれて後方に傾斜して延びる傾斜平板部（第３壁部）５３ｃと、を含んでいる。したがって、左右端ガイド部５３は、側壁部５３ａによってフィルタ４３の側部４３ｄを支持し、垂直平板部５３ｂによってフィルタ４３の前面（表面）４３ｆ（後述する図５参照）を支持し、傾斜平板部５３ｃによってフィルタ４３の後面（裏面）４３ｅを支持することができる。

左右壁部５５は、左右端ガイド部５３の上方に形成され、開放部４１の左右端部から後方に向かって延びる左右一対の平板部である。この左右壁部５５は、開放部４１にフィルタ４３が取り付けられる際にフィルタ４３の側部より機体左右方向で視て外側に位置してなる。被係止部５７は、開放部４１にフィルタ４３が取り付けられる際にフィルタ４３の上端に形成された係止部４３ａが係止することが可能な周縁を有する穴である。ここで、フィルタ４３の係止部４３ａは、被係止部５７に向かって押圧されることで係止状態となり、摘み４３ｂを係止部４３ａに向かって押圧することで係止状態を解除することができる。

図５～８を参照すると、機体左右方向における左側から視た、フィルタケース３７の開放部４１にフィルタ４３を取り付ける態様を説明する説明図が示されている。以下、図５～８に沿ってフィルタケース３７の開放部４１にフィルタ４３を取り付ける際のフィルタケース３７の作用及び効果を説明する。

フィルタ４３は、フィルタケース３７の開放部４１の上方から下方に移動するようにして取り付けられる。具体的には、まず、オペレータ等の作業者は、フィルタ４３を左右壁部５５の左右方向内側に位置させ、前面４３ｆがフィルタケース３７の上端を滑るようにして下方に移動させる（図５）。次に、作業者は、フィルタ４３の下端４３ｃが左右端ガイド部５３の上端内側、すなわち、垂直平板部５３ｂと傾斜平板部５３ｃとの前後方向内側に位置するようフィルタ４３を下方に移動させる（図６）。このとき、図６に示すように、フィルタ４３の前面４３ｆがフィルタケース３７の上端から離間する場合であっても、フィルタ４３が左右壁部５５の左右方向内側に位置するように下方に移動させることが好ましい。

次に、作業者は、下端４３ｃが左右端ガイド部５３の内側を通過するようにフィルタ４３を下方に移動させて左右端ガイド部５３の下端に当接させる（図７）。そして、作業者は、下端４３ｃを軸にして上端の係止部４３ａを前方に移動させるようにフィルタ４３を揺動させて被係止部５７に係止させる（図８）。

ところで、上記一連の作業の中で、作業者は、視点がフィルタケース３７の開放部４１の上方に位置するため、フィルタケース３７の開放部４１がフィルタ４３によって隠れ、視認することが困難である。したがって、フィルタケース３７の開放部４１に下端支持部５１、左右端ガイド部５３及び左右壁部５５を形成することで、作業者は、フィルタケース３７の開放部４１を視認することなく、容易にフィルタ４３を取り付けることができる。

次に、フィルタケース３７の開放部４１からフィルタ４３を取り外す態様について説明する。まず、作業者は、摘み４３ｂを係止部４３ａに向かって押圧することで被係止部５７に係止する係止部４３ａの係止状態を解除しつつ係止部４３ａを後方に移動させるようにフィルタ４３を揺動させる（図８、図７の順で参照）。その後、作業者は、フィルタ４３を上方に引き抜く（図６、図５の順で参照）。これにより、作業者は、フィルタケース３７の開放部４１を視認することなく、フィルタ４３を取り外すことができる。

したがって、フィルタケース３７の開放部４１に下端支持部５１、左右端ガイド部５３、左右壁部５５及び被係止部５７を形成し、フィルタ４３の上端に係止部４３ａを形成することで、作業者は、フィルタケース３７の開放部４１を視認することなく、フィルタ４３を交換することができる。ゆえに、作業者がフィルタケース３７の開放部４１を視認するためのスペースを運転室１６内に確保することなく、運転室１６を形成することができ、ひいては建屋１５を小型化することができる。

以上説明したように、本発明に係る作業機械では、油圧ショベル１の操作を行う運転室１６と、運転室１６を覆う建屋１５と、を備えた作業機械において、建屋の底面を形成するフロアパネル２７と、フロアパネル２７の上方にシート２１と、建屋内の空気の温度を調整する空調装置２５と、運転室１６内の空気を空調装置２５に導く内気導入ダクト部３３ａと、を有し、フロアパネル２７には、シート２１の下方に対応する位置に開口部２７ａが形成され、空調装置２５は、開口部２７ａに挿通された状態でフロアパネル２７の上側及び下側に亘って配設され、内気導入ダクト部３３ａには、運転室１６内に開放する開放部４１が形成されており、開放部４１には、フィルタ４３が設けられるよう構成される。

従って、フロアパネル２７のシート２１の下方に対応する位置に形成された開口部２７ａの内側に空調装置２５を、フロアパネル２７の上側及び下側に亘って配設することで、運転室１６が狭くなることを抑制することができる。またさらに、フロアパネル２７の上方に開放部４１が位置するので、整備性を向上させることができる。

また、開放部４１は、フロアパネル２７の上方に位置してなるので、開放部４１が油圧ショベル１の外部の空気を導入することを抑制してフィルタ４３の劣化を軽減することができる。

そして、建屋１５には、機体左右方向のうち少なくともいずれか一方にオペレータが搭乗する搭乗口１７が形成されており、開放部４１は、機体前後方向で視て後方に向けて開放するよう形成されてなるので、オペレータが運転室１６に搭乗する際に開放部４１が油圧ショベル１の外部の空気を導入することを抑制してフィルタ４３の劣化を軽減させることができる。

そして、開放部４１には、フィルタ４３の側部に沿って機体上下方向に延びてなる左右端ガイド部５３が形成されており、左右端ガイド部５３は、フィルタ４３の側部４３ｄを支持する側壁部５３ａと、フィルタ４３の後面４３ｅを支持する垂直平板部５３ｂと、フィルタ４３の前面４３ｆを支持する傾斜平板部５３ｃと、を含み、フィルタ４３は、側壁部５３ａ、垂直平板部５３ｂ及び傾斜平板部５３ｃによって機体前後方向及び左右方向について支持されてなるので、開放部４１の上方からフィルタ４３を簡単に取り付けることができる。

そして、フィルタ４３の上端には、フィルタケース３７の開放部４１に設けられる被係止部５７に係止する係止部４３ａを形成したので、フィルタ４３を着脱する際にフィルタ４３の上方から作業を行うことができ、整備性を向上させることができる。

以上で本発明に係る作業機械の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、作業機械の具体例として油圧ショベル１を用いて説明したが、ダンプトラック、モータグレーダー、ホイールローダー等の作業機械であってもよい。
また、本実施形態では、内気導入ダクト部３３ａの端部にフィルタケース３７を設け、該フィルタケース３７の開放部４１にフィルタ４３を取り付けるようにしたが、内気導入ダクト部３３ａとフィルタケース３７とを一体に形成するようにしてもよい。

１ 油圧ショベル（機体）
１５ 建屋
１６ 運転室
１７ 搭乗口
２１ シート（座席）
２５ 空調装置
２７ フロアパネル
２７ａ 開口部
３３ａ 内気導入ダクト部（内気導入ダクト）
３７ フィルタケース（内気導入ダクト）
４１ 開放部
４３ フィルタ
４３ａ 係止部
４３ｄ 側部
４３ｅ 後面（裏面）
４３ｆ 前面（表面）
５３ 左右端ガイド部（ガイド）
５３ａ 側壁部（第１壁部）
５３ｂ 垂直平板部（第２壁部）
５３ｃ 傾斜平板部（第３壁部）
５７ 被係止部

Claims (3)

1. 機体の操作を行う運転室と、
   前記運転室を覆う建屋と、を備えた作業機械において、
   前記運転室の底面を形成するフロアパネルと、
   前記フロアパネルの上方に位置する座席と、
   前記運転室内の空気の温度を調整する空調装置と、
   前記運転室内の空気を前記空調装置に導く内気導入ダクトと、を有し、
   前記フロアパネルには、前記座席の下方に対応する位置に開口部が形成され、
   前記空調装置は、前記開口部に挿通された状態で前記フロアパネルの上側及び下側に亘って配設され、
   前記建屋には、前記機体の左右方向の一方側に搭乗口が形成されており、
   前記内気導入ダクトは、前記機体の左右方向で視て前記搭乗口側から前記機体の中央方向に向かって延びて配設されると共に、前記機体の中央側の端部が前記運転室内、かつ、前記座席の後ろの位置で前記機体の前後方向の後方に向いて開放する開放部を有し、
   前記開放部には、フィルタが設けられて構成されることを特徴とする作業機械。
2. 前記開放部には、前記フィルタの側部に沿って機体上下方向に延びてなるガイドが形成されており、
   前記ガイドは、
   前記フィルタの側部を支持する第１壁部と、
   前記フィルタの裏面を支持する第２壁部と、
   前記フィルタの表面を支持する第３壁部と、を含み、
   前記フィルタは、前記第１壁部、前記第２壁部及び前記第３壁部によって機体前後方向及び左右方向について支持されてなる、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。
3. 前記フィルタの上端には、前記内気導入ダクトの前記開放部に設けられる被係止部に係止する係止部が形成されてなる、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の作業機械。

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