(57)【要約】【課題】吹出空気に温度分布が生じても、前面ガラスの曇りを防止できる建農機用空調装置を提供する。【解決手段】キャビン２の天井３に搭載され、後方から前方に向かって空気が流れる空気通路を形成する空調ケース１１と、空調ケース１１の内部に配置され、空気を冷却する蒸発器１３と、蒸発器１３を通過した空気を加熱するヒータコア１４と、蒸発器１３を通過した空気を、ヒータコア１４を迂回させるバイパス通路１５と、ヒータコア１４によって加熱される加熱空気と、バイパス通路１５を通過する冷却空気との合流割合を調整するエアミックスドア１６と、天井３のうちキャビン２の前面ガラス４側に設けられ、加熱空気と冷却空気とが合流した空気を、下方に向かって吹き出す吹出口５とを備える構成において、ヒータコア１４をバイパス通路１５の上側に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビンの天井に搭載され、後方から前方に向かって空気が流れる空気通路を形成する空調ケース（１１）と、
前記空調ケースの内部に配置され、空気を冷却する冷却手段（１３）と、
前記空調ケースの内部に配置され、前記冷却手段で冷却された冷却空気を加熱する加熱手段（１４）と、
前記空調ケースに設けられ、前記冷却空気が前記加熱手段を迂回して流れるバイパス通路（１５）と、
前記加熱手段によって加熱される加熱空気と、前記バイパス通路を通過する前記冷却空気との合流割合を調整する割合調整手段（１６）と、
前記天井のうち前記キャビンの前面ガラス側に設けられ、前記加熱空気と前記冷却空気とが合流した空気を、下方に向かって吹き出す吹出口（５）とを備え、
前記加熱手段は、前記バイパス通路の上側に配置されていることを特徴とする建農機用空調装置。
【請求項２】
前記空調ケースが前記キャビンの天井に搭載された状態において、前記加熱手段は前記キャビンの天井中央部よりも前方に位置することを特徴とする請求項１に記載の建農機用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械（建機）およびトラクタ等の農業機械（農機）といった建設農業機械（建農機）に用いられる空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建農機用空調装置は、特許文献１〜３に記載のように、キャビンの上方に配置される空調ケースと、空調ケースの内部に配置され、空気の冷却や加熱を行う冷却手段および加熱手段とを備えている。また、特許文献１に記載の空調装置は、空気温度の調整方式として、エアミックス方式を採用している。エアミックス方式では、冷却手段の空気流れ下流側に、加熱手段と加熱手段を迂回して流れるバイパス通路とを設け、加熱手段で加熱される加熱空気と、冷却手段で冷却された後、バイパス通路を流れる冷却空気との割合を調整する。
【０００３】
また、現在、実際に農機に用いられている空調装置は、空調ケースがキャビン上部から後方に突出するように、キャビン上方の後方側に空調ケースが配置されており、空調ケースの内部で温度調整された空気を、キャビンの天井のうち前面ガラス側に設けられた吹出口から吹き出していた。なお、この空調装置は、冷却手段で冷却された空気をすべて、加熱手段で加熱することで、空気温度を調整していた（リヒート方式）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−９２１３３号公報
【特許文献２】特開平１０−１０８５２８号公報
【特許文献３】特開平１１−２５４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したキャビン上方の後方側に空調ケースが配置されている従来の空調装置において、エアミックス方式を採用した場合、加熱手段の位置から前面ガラス側の吹出口までの距離が長いので、冷却空気と加熱空気とを十分に混合でき、吹出口から温度が均一に近い状態の空気を吹き出すことができる。
【０００６】
しかし、空調ケースの搭載位置を、上記した従来の空調装置よりも前方側に変更した場合、加熱手段の位置から前面ガラス側の吹出口までの距離が短く、冷却空気と加熱空気との混合が不十分となり、吹出口からの吹出空気に温度分布が生じてしまう。
【０００７】
このとき、吹出空気の温度分布が、前面ガラス側の温度が低いという温度分布であると、前面ガラスが曇ってしまう。
【０００８】
上記した問題は、空調ケースがキャビンの天井に搭載された状態において、加熱手段がキャビンの天井中央部よりも前方に位置する場合に顕著となる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、吹出空気に温度分布が生じても、前面ガラスの曇りを防止できる建農機用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
キャビンの天井に搭載され、後方から前方に向かって空気が流れる空気通路を形成する空調ケース（１１）と、
空調ケースの内部に配置され、空気を冷却する冷却手段（１３）と、
空調ケースの内部に配置され、冷却手段で冷却された冷却空気を加熱する加熱手段（１４）と、
空調ケースに設けられ、冷却空気が加熱手段を迂回して流れるバイパス通路（１５）と、
加熱手段によって加熱される加熱空気と、バイパス通路を通過する冷却空気との合流割合を調整する割合調整手段（１６）と、
天井のうちキャビンの前面ガラス側に設けられ、加熱空気と冷却空気とが合流した空気を、下方に向かって吹き出す吹出口（５）とを備え、
加熱手段は、バイパス通路の上側に配置されていることを特徴としている。
【００１１】
ここで、空調ケースの内部を後方から前方に向かって空気が流れ、吹出口から下方に向かって空気が吹き出される場合、空調ケースの内部上方を流れる空気が、吹出口の前面ガラス側から吹き出される。
【００１２】
したがって、本発明によれば、加熱手段をバイパス通路の上側に配置しているので、吹出空気に温度分布が生じても、前面ガラス側の空気温度を高くでき、前面ガラスの曇りを防止できる。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における空調ユニットが搭載されたキャビンの断面図である。
【図２】図１の空調ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図１、２に基づいて説明する。本実施形態は、トラクタ用の空調装置に本発明を適用している。なお、図１、２の上下、前後の矢印は、座席に着座した乗員から見たトラクタの上下、前後方向を示している。
【００１６】
図１に示すように、空調装置の空調ユニット１０およびダクト２０は、トラクタ１のキャビン２の天井３に搭載される。
【００１７】
キャビン２は、内部に運転席２ａが配置された空間を形成しており、天井３と前方に位置する前面ガラス４とを有している。天井３の前方側（前面ガラス４側）に、すなわち、前面ガラス４の近傍に吹出口５が設けられている。吹出口５は、ダクト２０を介して、空調ユニット１０とつながっている。吹出口５から下方に向かって空調ユニット１０で温度調整された空気が吹き出され、吹き出された空気は前面ガラス４に沿って流れる。
【００１８】
図示しないが、空調ユニット１０およびダクト２０は、キャビン２の天井３に搭載された状態では、キャビン２の屋根を構成するカバーによって覆われる。
【００１９】
図２に示すように、空調ユニット１０は、空調ケース１１と、送風機１２と、蒸発器１３と、ヒータコア１４と、エアミックスドア１６とを備えている。
【００２０】
空調ケース１１は、樹脂製であり、後方から前方に向かって空気が流れる空気通路を内部に形成している。この空気通路に、蒸発器１３とヒータコア１４とが配置されている。
【００２１】
空調ケース１１の前後方向の寸法は、天井３の前後方向の寸法の半分よりも小さく、空調ケース１１は、天井３の前後方向中央部よりも前方に配置される（図１参照）。このため、空調ケース１１がキャビン２の天井３に搭載された状態において、ヒータコア１４はキャビン２の天井３中央部よりも前方に位置している（図１参照）。
【００２２】
送風機１２は、空調ケース１１の内部のうち空気流れ最上流部に配置されている。送風機１２は、キャビン２の内部空間に向かって空気を送風する送風手段であり、電動モータ１２ｂにより回転駆動される遠心式の送風ファン１２ａにより構成されている。なお、図示しないが、送風機１２の空気流れ上流側には、内外気切換装置が設けられており、内気と外気とが選択的に空調ケース１１の内部に吸い込まれるようになっている。
【００２３】
蒸発器１３は、空調ケース１１の内部のうち送風機１２の空気流れ下流側に配置されている。蒸発器１３は、冷媒を圧縮する図示しない圧縮機等とともに冷凍サイクルを構成する構成部品である。蒸発器１３は、冷媒と空気とを熱交換させて、冷媒を蒸発させるとともに、空気を冷却する冷却用熱交換器（冷却手段）である。送風機１２からの送風空気のすべてが蒸発器１３を通過する。
【００２４】
ヒータコア１４は、空調ケース１１の内部のうち蒸発器１３の空気流れ下流側に配置されている。ヒータコア１４は、エンジン冷却水と空気とを熱交換させて、空気を加熱する加熱用熱交換器（加熱手段）である。
【００２５】
また、空調ケース１１の内部には、空気流れに対してヒータコア１４と並列にバイパス通路１５が設けられている。バイパス通路１５は、蒸発器１３で冷却された冷却空気を、ヒータコア１４を迂回させて流すための空気通路である。ヒータコア１４とバイパス通路１５の位置関係については、ヒータコア１４はバイパス通路１５の上側に位置している。
【００２６】
エアミックスドア１６は、空調ケース１１の内部のうち蒸発器１３の空気流れ下流側かつヒータコア１４の空気流れ上流側に配置されている。エアミックスドア１６は、ヒータコア１４によって加熱される加熱空気と、バイパス通路１５を通過する冷却空気との合流割合を調整する割合調整手段である。エアミックスドア１６は、ドア板の一端を中心に回動する片持ちドアで構成されている。
【００２７】
空調ケース１１の内部のうちヒータコア１４の空気流れ下流側には、ヒータコア１４によって加熱される加熱空気と、バイパス通路１５を通過する冷却空気とを空調ケース１１の中央部にガイドする板状のガイド部１７、１８が設けられている。このガイド部１７、１８は、加熱空気と冷却空気との混合促進を図ったものである。
【００２８】
空調ケース１１の空気流れ最下流部が、樹脂製のダクト２０の一端側と接続されている。ダクト２０の他端側は吹出口５と接続されている。ダクト２０は、前方に向かう空気流れを下方に向かう空気流れとする曲がり部２１を有している。
【００２９】
なお、図示しないが、キャビン２の天井３には、吹出口５の他に他の吹出口が設けられている。例えば、天井３の左右側面側にサイド吹出口が設けられ、天井３の中央部に中央吹出口が設けられている。これらの吹出口は、乗員が手動で開閉することが可能となっている。これらの吹出口も、図示しないダクトを介して、空調ケース１１の空気流れ最下流部と接続されている。
【００３０】
また、図示しないが、空調装置は制御装置を備えている。制御装置は、運転席に設けられた空調操作パネルからの設定入力に応じて、送風機１２、エアミックスドア１６等の作動を制御する。具体的には、制御装置は、温度設定スイッチで設定される設定温度に応じて、エアミックスドア１６の位置を決定し、その位置となるように、エアミックスドア１６を作動させる。
エアミックスドア１６の位置がヒータコア１４を塞ぐ最大冷房位置のとき、蒸発器１３で冷却された冷却空気は、すべて、バイパス通路１５を通過し、ダクト２０を介して、吹出口５から吹き出される。エアミックスドア１６の位置がバイパス通路１５を塞ぐ最大暖房位置のとき、蒸発器１３を通過した空気は、すべて、ヒータコア１４を通過して加熱され、ダクト２０を介して、吹出口５から吹き出される。
【００３１】
エアミックスドア１６の位置が最大冷房位置と最大暖房位置の間の中間位置のとき、蒸発器１３で冷却された冷却空気は、エアミックスドア１６によって分離され、一方はヒータコア１４を通過して加熱され、他方はバイパス通路１５を通過する。そして、ヒータコア１４で加熱された加熱空気とバイパス通路１５を通過した冷却空気は、ヒータコア１４よりも空気流れ下流側で合流し、吹出口５から吹き出される。
【００３２】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の空調装置は、エアミックスドア１６の位置が中間位置のとき、図１に示すように、ヒータコア１４から吹出口５までの距離が短いので、冷却空気と加熱空気との混合が不十分となり、吹出口５からの吹出空気に温度分布が生じる。
【００３３】
そこで、本実施形態では、空調ケース１１の内部において、ヒータコア１４をバイパス通路１５の上側に配置している。
【００３４】
図２に示すように、空調ケース１１の内部を後方から前方に向かって空気が流れ、吹出口５から下方に向かって空気が吹き出される場合、空調ケース１１の内部上方を流れる空気が、吹出口５の前面ガラス４側から吹き出される。このため、ヒータコア１４で加熱された加熱空気は、吹出口５のうち前面ガラス４側から吹き出され、バイパス通路１５を通過した冷却空気は、吹出口５のうち前面ガラス４から離れた側から吹き出される。なお、吹出口５のうち前後方向の中央部から、加熱空気と冷却空気の混合空気が吹き出される。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、吹出口５からの吹出空気に温度分布が生じても、ガラス側の空気温度を高くできる。換言すると、本実施形態では、吹出口５からの吹出空気に対して、前面ガラス４側の温度が高く、前面ガラス４から離れた側の温度が低いという温度分布を形成している。これにより、前面ガラス４を暖めることができ、前面ガラス４の曇りを防止できる。
【００３６】
また、本実施形態では、冷却空気と加熱空気との混合が不十分な状態で良いため、ヒータコア１４から吹出口５までの距離の短縮化が可能である。このため、空調ユニット１０のヒータコア１４の空気流れ下流側部分とダクト２０の短縮化が可能であり、空調ユニット１０およびダクト２０の小型化が可能となる。
【００３７】
本発明は上記した一実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００３８】
（１）上記実施形態では、冷却手段として、蒸発器１３を採用したが、ペルチェ素子を採用しても良い。また、上記実施形態では、加熱手段として、ヒータコア１４を採用したが、電気ヒータを採用しても良い。
【００３９】
（２）上記実施形態では、空調ケース１１と別体のダクト２０を用いたが、ダクト２０を省略し、空調ケース１１の最下流部と吹出口５とを直に接続させても良い。
【００４０】
（３）上記実施形態では、エアミックスドア１６を蒸発器１３とヒータコア１４の間に配置したが、ヒータコア１４の空気流れ下流側に配置しても良い。また、上記実施形態では、エアミックスドア１６を片持ちドアで構成したが、ドア板がスライドするスライドドア等の他の構成としても良い。
【００４１】
（４）上記実施形態では、トラクタ用の空調装置を例として説明したが、トラクタ以外の農機に用いられる空調装置や建機に用いられる空調装置に対しても、本発明の適用が可能である。
【００４２】
（５）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４３】
３      天井
５      吹出口
１１    空調ケース
１３    蒸発器（冷却手段）
１４    ヒータコア（加熱手段）
１５    バイパス通路
１６    エアミックスドア（割合調整手段）
【図１】
2014151671.tif 000003
【図２】
2014151671.tif 000004