(57)【要約】【課題】  キャブ内において機械を操作するオペレータに圧迫感や閉塞感等を与えたりせずに、このキャブ内を有効に、しかも効率的に空調できるようにする。【解決手段】  キャブ５内に設置した空調機１１から運転席１０の前方で、斜め上方から空気が吹き出されるものであり、運転席１０の後部位置で側窓形成部５Ｌ側に向けて延在された接続部１４ａの端部に上方ガイドダクト部１４ｂが接続され、その先端部は天井５Ｃにおける天窓１５より後部側に位置する扁平チャンバ部１４ｃに接続され、この扁平チャンバ部１４ｃに連なる前方ガイドダクト部１４ｄ，１４ｄは天井５Ｃの天窓１５を設けた部位と左右の側窓形成部５Ｌ，５Ｒの壁部との間のコーナ部に沿って前方に延在されて、天井５Ｃと前窓形成部５Ｆとの境界部に設けた吹き出し通路１３の左右両端部に接続される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の側窓形成部と、前窓形成部及び後窓形成部、さらに天井により囲まれたキャブ内に設けた運転席の後部位置に空調機が設置され、
前記空調機にはダクトが接続されており、このダクトは前記後窓形成部の後窓と一方の側窓形成部に設けた側窓との間のコーナ部を介して前記天井内面に導かれ、少なくとも前記運転席の上部位置では前記天井と左右の側窓形成部との間の両コーナ部を通って、前窓形成部に形成した前窓と天井との境界部に延在され、
前記前窓と天井との境界部に吹き出し通路を配置して、前記ダクトの先端部をこの吹き出し通路の両端に接続させ、
この吹き出し通路には、前記運転席に向けて斜め下方に開口する吹き出し口を１乃至複数箇所配設する
構成としたことを特徴とするキャブの空調装置。
【請求項２】
前記空調機には、さらに前記運転席の後部位置に上方に向けて吹き出し口を開口させる構成としたことを特徴とする請求項１記載のキャブの空調装置。
【請求項３】
前記天井には、前記運転席の上部位置に天窓が形成されており、前記ダクトは、この天窓より後方側が前記天井の幅とほぼ一致する広い通路となし、天窓形成部の左右両側を通って延在させる構成としたことを特徴とする請求項１記載のキャブの空調装置。
【請求項４】
前記左右の側窓形成部には前記前窓形成部を開閉するためのガイドレールが設けられ、このガイドレールは前記吹き出し通路の下部位置に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のキャブの空調装置。
【請求項５】
前記ダクトは紙またはプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のキャブの空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベルその他の建設機械に設けられ、機械を操作するオペレータが搭乗するキャブの内部を空調するためのキャブの空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械のキャブには、その居住性を高めるために、空調装置が設置される。空調装置は、冷房、暖房、除湿、換気等の作動モードを選択することができるようになっており、周囲環境の温度や湿度に応じて、これらの作動モードを選択して空調装置を作動させて、キャブ内の空調を行うようにしている。
【０００３】
建設機械における空調装置は、通常、空調機の吸気口から外気と内気とを吸い込んで、送気口から冷気、暖気等を吹き出すように構成される。キャブの内部は狭いものであり、空調機の設置位置はキャブ内において、通常、運転席の後部位置に配置される。従って、空調機の送気口にダクトを接続して、このダクトの先端に吹き出し口を設けるように構成されるのが一般的である。ところで、キャブの内部から広い視野を確保する必要がある等の理由から、ダクトの吹き出し口をオペレータにとって最適な位置に配置できない場合が多い。
【０００４】
キャブの前方及び後方に向けてダクトを延在させて、キャブの前方から運転席に向けて、また後方側から上方に向けて吹き出し口を開口させるように構成したものが従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、キャノピータイプの建設機械において、キャノピーの内面にクーラユニットを装着し、このクーラユニットから複数のダクトを前方に延在させて、キャノピー前部から斜め下方に向けて冷気の吹き出し口を２、３箇所設ける構成としたものも従来から知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
ところで、キャブ内を空調するに当たって、特に冷房を行う際には、オペレータの居住性の観点からすれば、運転席に着座したときに、その斜め前方から冷気が吹き出すようにするのが最も快適である。特許文献１にあるように、吹き出し口が前方に配置されているにしても、運転席のシート乃至このシートより僅かに上部位置に開口しているために、オペレータが運転席に着座した状態では、その腹部近傍に向けて冷気が供給されることから、必ずしも快適であるとはいえない。
【０００６】
一方、特許文献２のように、キャノピーの内面に空調機とダクトとを配設して、このキャノピー前部から斜め下方に向けて冷気を送るようにしており、オペレータが冷感を得るという点では、特許文献１の構成より合理的であるといえる。しかしながら、キャノピーにおいて、その運転席の上部位置にダクトが設けられ、また運転席の後方位置にファンが設置される関係から、運転席に着座したオペレータにとって圧迫感を与えることになり、またファンがオペレータの後頭部近くに配置されていると、オペレータの耳元で不快な騒音が生じる等、オペレータの住環境としては、必ずしも好ましいものではない。
【特許文献１】特開平８−１７１５６号公報
【特許文献２】特開平１１−３１０９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の解決すべき課題は、キャブ内を空調するに当たって、機械を操作するオペレータに圧迫感や閉塞感等を与えたりせずに、このキャブ内を有効に、しかも効率的に空調できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決し、その目的を達成するために、本発明は、左右の側窓形成部と、前窓形成部及び後窓形成部、さらに天井により囲まれたキャブ内に設けた運転席の後部位置に空調機が設置され、前記空調機の送気口にはダクトが接続されており、このダクトは前記後窓形成部の後窓と一方の側窓形成部に設けた側窓との間のコーナ部を介して前記天井内面に導かれ、少なくとも前記運転席の上部位置では前記天井と左右の側窓形成部の側窓形成位置との間の両コーナ部を通って、前窓形成部に形成した前窓と天井との境界部に延在され、前記前窓と天井との境界部に吹き出し通路を配置して、前記ダクトの先端部をこの吹き出し通路の両端に接続させ、この吹き出し通路には、前記運転席に向けて斜め下方に開口する吹き出し口を１乃至複数箇所配設する構成としたことをその特徴とするものである。
【０００９】
このように構成することによって、運転席にオペレータが着座したときに、その前方において、斜め上部側から空気が吹き出されることになる。このために、空調機とその吹き出し部との間はダクトで連結される。キャブの内部空間は制限されているので、ダクトの配置によっては、オペレータが機械を操作する上で邪魔になったり、圧迫感や閉塞感等を受けたりして、長時間操作すると負担が極めて大きくなる。しかも、建設機械の作動、例えば油圧ショベルにおいては、土砂を掘削してダンプトラックに積載する操作等を行う上で、外部の視野範囲を広くする必要があり、従ってキャブの周囲を構成する左右の側窓形成部、前窓形成部及び後窓形成部にはそれぞれ広い窓が設けられ、また上方視野を確保するために、天井には天窓を設けたものもある。また、床面には運転席が取り付けられ、またコンソールや操作手段等の支持部が設けられる。以上のことから、空調機からダクトを引き出して、オペレータにとって最適な位置に吹き出し口を設けるために、単純にダクトを所望な部位に設けることはできない。
【００１０】
そこで、後窓形成部と天井との内面をダクトの配置部として利用する。ただし、建設機械を一つの作業現場から他の作業現場に移動させる際には、通常、トレーラに積載されて、一般道路を走行することになる。このために、輸送上での車高規制があり、キャブの天井をあまり高くすることはできない。本発明においては、天井の内面をダクトの配置スペースとして利用しているが、キャブ内で機械を操作するオペレータに圧迫感や閉塞感等を与えないようにするために、少なくとも運転席の上部位置では、天井と左右の側窓形成部とのコーナ部をダクトの配置スペースとしている。
【００１１】
空調機は運転席の後部位置に配置されているので、この空調機からのダクトはキャブの後部側から天井に向けて立ち上げる。このために、後窓形成部と一方の側窓形成部との境界部を利用している。そして、天井の内面部でダクトを左右に分岐させて、吹き出し通路の両端に連通させる構成とする。後窓形成部側にダクトを設けたことによって、その分だけ内側に張り出すことになるが、この運転席に着座するオペレータに対して格別の圧迫感を与えることはなく、また後方視野を実質的に制限することもない。
【００１２】
キャブの天井において、運転席の上部位置に天窓が形成されている構造のものについては、ダクトは、この天窓より後方側が幅の広い通路となし、天窓形成部の左右両側を通って延在させるようにする。勿論、天井の内面ではダクトを左右に分岐させたままで吹き出し通路の両端に連結しても良いが、天窓形成部より後部側を広い通路とすることによって、運転席の後部側上面に遮熱効果を持たせることができる。前窓形成部を開閉可能とする構成となっている場合には、この前窓形成部を開放するために、左右の側窓形成部に前窓形成部をガイドするためのガイドレールが設けられるが、このガイドレールは吹き出し通路の位置より下部側に配置する。また、キャブ内全体をむらなく空調するために、運転席の後方にも吹き出し口を配置することもできる。そして、ダクトを構成する素材としては、金属であっても良いが、紙製の板材やプラスチック材で形成するのが外気からの断熱効果が高くなり、かつダクトが安価になり、かつ断熱効果も優れている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、キャブ内において機械を操作するオペレータに圧迫感や閉塞感等を与えたりせずに、このキャブ内を有効に、しかも効率的に空調できる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態について図面を参考にして詳細に説明する。まず、図１には本発明のキャブが設置される建設機械の一例として、油圧ショベルの全体構成を示す。図中において、１は下部走行体、２は上部旋回体をそれぞれ示し、上部旋回体２は下部走行体１の上部に旋回装置３を介して旋回可能に設置されている。上部旋回体２には、建設機械としての作業手段４、例えば土砂の掘削手段が設けられており、この作業手段４と並ぶようにしてキャブ５が設置されている。そして、旋回体２の後部側には機械室建屋６が形成されており、さらに最後部位置にはカウンタウエイト７が設けられている。
【００１５】
以上が油圧ショベルの主要構成部である。キャブ５はこの機械を操作するオペレータが搭乗されるものであり、このキャブ５内で、作業手段４を操作したり、下部走行体１を走行させたり、旋回装置３により上部旋回体２を旋回させる等の操作が行われる。キャブ５は、図２に示すように、左右の側窓形成部５Ｌ，５Ｒと、前窓形成部５Ｆ及び後窓形成部５Ｂ、さらに天井５Ｃとを有する構造となっている。そして、左側の側窓形成部５Ｌに開閉用のドア８が設けられている。前窓形成部５Ｆはそのほぼ全面が前窓になっており、側窓形成部５Ｌ，５Ｒにも、さらに後窓形成部５Ｂにも広い窓が形成されている。これによって、オペレータはキャブ５内で広い外部視野が得られることになり、油圧ショベルの操作を円滑かつ正確に、しかも安全に行うことができる。さらに、上部視野も得られるようにするために、天井５Ｃにも天窓が形成されている。
【００１６】
油圧ショベルにより作業を行う間は、オペレータは常時キャブ５内に居続けることになるが、作業は数時間という長時間に及ぶこともあるので、キャブ５内でオペレータの快適な居住性が望まれる。油圧ショベル等の建設機械は野外で稼動することから、環境温度及び湿度の影響を直接受けることになる。このために、キャブ５の内部に空調装置が設置されて、キャブ５の内部温度及び湿度を調整するようにしている。
【００１７】
ここで、図２に示したように、キャブ５は比較的狭い空間であり、ほぼその中央部に運転席１０が設置されており、この運転席１０の後部位置に空調機１１が設置されている。空調機１１には、吸い込み部と吹き出し部とが設けられるが、吸い込みは内気吸い込み部と外気吸い込み部とが設けられる。内気吸い込み口１２ａは、例えば運転席１０のシートの下部に設けられ、また外気吸い込み口１２ｂは後窓形成部５Ｂの外面に形成される。ただし、必ずしも内外気の２系統の吸い込みを行わなければならない訳ではない。
【００１８】
一方、空調機１１からの空気の吹き出しは、運転席１０の前方側と後方側とから行われる。運転席１０の前方では斜め上方から運転席１０に向けて空気が吹き出され、後方においては、上方に向けて吹き出される。空調機１１の上部には吹き出し部１１ａが形成されており、これによって運転席１０の後方側で上方に向けて空気が吹き出される。図３に示したように、天井５Ｃには前窓形成部５Ｆとの境界部に吹き出し通路１３が設けられて、この吹き出し通路１３から運転席１０に向けて斜め下方に空気が吹き出される。そして、空調機１１から吹き出し通路１３までの間にはダクト１４が設けられている。
【００１９】
図４にダクト１４の引き回し構造を示す。ダクト１４は、空調機１１への接続部１４ａを有し、この接続部１４ａは、運転席１０の後部位置において、側窓形成部５Ｒ側に向けて延在されている。そして、この接続部１４ａの端部には上方ガイドダクト部１４ｂが接続されている。この上方ガイドダクト部１４ｂは、図４中のＡ−Ａ断面を示す図５に示したように、側窓形成部５Ｒと後窓形成部５Ｂとのコーナ部に沿って、しかもこれら側窓形成部５Ｌ及び後窓形成部５Ｂに設けた窓に干渉しない位置に設けられており、その断面は概略長方形状となっている。
【００２０】
上方ガイドダクト部１４ｂは天井５Ｃの内面にまで延在されている。そして、天井５Ｃ内面において、その後部側には、図４中のＢ−Ｂ断面を示す図６に示したように、扁平チャンバ部１４ｃが設けられており、上方ガイドダクト部１４ｂの先端部はこの扁平チャンバ部１４ｃに接続されている。この扁平チャンバ部１４ｃは、天井５Ｃの幅とほぼ同じ幅寸法を有する厚みの薄いチャンバであって、天井５Ｃにおける天窓１５を設けた部位より後部側に位置している。そして、この扁平チャンバ部１４ｃの左右両側には図４中のＣ−Ｃ断面を示す図７のように前方ガイドダクト部１４ｄ，１４ｄが接続されており、これら前方ガイドダクト部１４ｄ，１４ｄは天井５Ｃにおける天窓１５を設けた部位と左右の側窓形成部５Ｌ，５Ｒの壁部との間におけるコーナ部に沿って前方に延在されている。そして、これら前方ガイドダクト部１４ｄ，１４ｄの先端部は吹き出し通路１３の左右両端部に接続されて、空調機１１からの空気は吹き出し通路１３の両端部から供給される。これによって、天窓１５はダクト１４により覆われることがなく、天窓１５を介しての上方視野を妨げることがなく、また側窓形成部５Ｌ，５Ｒに設けた窓とも干渉しない。
【００２１】
吹き出し通路１３は、キャブ５における幅方向のほぼ全長に及ぶものであり、比較的細い通路となっている。従って、そして、図４中のＤ−Ｄ断面を示す図８のように、この吹き出し通路１３には、運転席１０側に向けて斜め下方に傾斜する面に１または複数箇所（本実施の形態においては図３に示すように３箇所）の吹き出し口１３ａが形成されている。これらの吹き出し口１３ａには風向ガイド板１６が縦方向に複数装着されており、これら風向ガイド板１６を傾けることによって、吹き出し口１３ａから吹き出される空気の方向が変化するようになっている。
【００２２】
ここで、前窓形成部５Ｆは開閉可能となっている。即ち、前窓形成部５Ｆを上方に持ち上げて、天井５Ｃに沿って後方側に送り出すことによって、キャブ５の前面部が全面的に開放されて、下方の視野を得ることができるようになっている。前窓形成部５Ｆの開放時には、この前窓形成部５Ｆは天井５Ｃの内面とほぼ平行な状態に格納されることになる。このために、図９に示したように、側窓形成部５Ｌ，５Ｒの内面には、前窓形成部５Ｆ側の端部近傍から天井５Ｃへの移行部近傍にかけてガイド溝１７が形成されており、前窓形成部５Ｆの左右両側部にはこのガイド溝１７内を転動するローラ（図示せず）がそれぞれ上下一対設けられている。これらのガイド溝１７は、ダクト１４を構成する扁平チャンバ１４ｃ，前方ガイドダクト部１４ｄ及び吹き出し通路１３より下方に配置されている。また、前窓形成部５Ｆが格納状態となったときには、この前窓形成部５Ｆの端部は、図９に仮想線２０で示したように、吹き出し通路１３の配設部より後方側に配置されることになる。
【００２３】
ダクト１４は鋼板等の金属材で構成することもできるが、軽量化を図るために、プラスチック材またはボール紙製とするのが望ましい。特に、ボール紙製とすれば、例えば両面粘着シート等によってキャブ５の内面に用意に固着することができる。また、プラスチック製やボール紙製とすることによって、断熱性が良好となり、かつ結露の発生を防止できる。そして、ダクト１４をプラスチックやボール紙で形成した場合には、そのキャブ５内に露出する面に塗装するか、または化粧用のフィルムまたはシートを貼り付けるようにする。
【００２４】
以上のように構成することによって、キャブ５の内部における空調を円滑かつ効率的に行うことができ、このキャブ５内の温度（及び湿度）の均一化が図られる。即ち、図２に矢印で示したように、空調機１１からの空気の吹き出しは、運転席１０の後方部に配置した空調機１１に形成した吹き出し部１１ａから上方に向けて空気を吹き出すようになし、また運転席１０の前方側上部位置に設けた吹き出し通路１３の吹き出し口１３ａから斜め下方に向けて空気が吹き出される。そして、運転席１０の下部位置における前方側に開口した内気吸い込み口１２ａから空調機１１に循環される。これによって、キャブ５の内部における空気の循環が円滑に行われることになる。
【００２５】
キャブ５の内部で操作するオペレータにおける住環境として、冷房は極めて重要である。キャブ５は密閉された狭い空間であり、そのほぼ全体が太陽光に晒されるので、温室効果により温度が著しく上昇する。特に、天井５Ｃは天窓１５が形成されているが、天窓１５の後方部は高い熱伝導率を有する鋼板が位置しているので、キャブ５のうち上部側の温度が極めて高くなる。しかしながら、空調機１１からの冷気は、前述したように、運転席１０の後方側から天井５Ｃの内面に沿って前方に送り出され、かつ運転席１０の前方側では吹き出し通路１３の吹き出し口１３ａから斜め下方に向けて送り込まれることから、運転席１０に着座しているオペレータは、その上半身が冷気と効率的に接触することになり、清涼感が得られる。
【００２６】
しかも、運転席１０の前方側に配置した吹き出し通路１３には、その左右の両端部に前方ガイドダクト部１４ｄが接続されていることから、左右方向に複数箇所設けた各吹き出し口１３ａからほぼ均等に冷気が吹き出される。また、天井５Ｃの内面において、天窓１５が設けられていない後方側の部位は冷気が供給される扁平チャンバ部１４ｃが設けられているので、キャブ５の内部における遮熱効果を発揮する。これによって、キャブ５の内部において、特に運転席１０に着座しているオペレータに向けて極めて効率的に冷気が供給される。また、暖房を行う際においては、オペレータは操作手段を主に手で操作するために、オペレータの手をできるだけ迅速に温める必要がある。吹き出し通路１３によって斜め上方からオペレータに向けて暖気が供給されるので、オペレータの手を集中的に温めることができるので、やはり都合が良い。
【００２７】
キャブ５は狭い空間であり、その内部にダクトを配設すると、その位置によっては、オペレータに圧迫感や閉塞感を与えるようになり、また各種の操作手段を操作する上で邪魔になることもある。しかしながら、ダクト１４は、キャブ５の後部側と上部側とに配置され、通常の状態ではオペレータが注視しない領域に配置されている。しかも、上部側では、オペレータが目を向ける天窓１５を設けた部位では、天井５Ｃと側窓形成部５Ｌ，５Ｒとのコーナ部に前方ガイドダクト部１４ｄが配置されているだけであるので、上部側からの圧迫感を与えることはない。そして、機械の安全な操作のためには、キャブ５の外部における視野範囲をできるだけ広くするために、各所に窓が設けられているが、ダクト１４はこれら窓を全く覆わないようになっているので、オペレータの視界が制約されることはない。
【００２８】
なお、本実施の形態では、空気の吹き出しを運転席１０の前方側と後方側との２箇所で行うようにしたが、例えばシート下部からオペレータの足元に対して吹き出すようにしても良い。この場合、内気の吸い込み口１２ａは、例えば運転席１０の後部等に設ける。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成図である。
【図２】キャブの内部において、空調機を作動させたときの空気の流れを示す説明図である。
【図３】キャブの内部において、運転席から前方を見た図である。
【図４】空調機からのダクトの引き回し構造を示す構成説明図である。
【図５】キャブに装着したダクトの図４にＡ−Ａで示した位置の断面図である。
【図６】キャブに装着したダクトの図４にＢ−Ｂで示した位置の断面図である。
【図７】キャブに装着したダクトの図４にＣ−Ｃで示した位置の断面図である。
【図８】キャブに装着したダクトの図４にＤ−Ｄで示した位置の断面図である。
【図９】側窓形成部に設けた前窓形成部の開閉機構の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
５  キャブ      ５Ｂ  後窓形成部
５Ｃ  天井      ５Ｆ  前窓形成部
５Ｌ，５Ｒ  側窓形成部
１０  運転席      １１  空調機
１１ａ  吹き出し口
１２ａ  内気吸い込み口
１２ｂ  外気吸い込み口
１３  吹き出し通路
１３ａ  吹き出し口
１４  ダクト      １４ａ  接続部
１４ｂ  上方ガイドダクト部
１４ｃ  扁平チャンバ部
１４ｄ  前方ガイドダクト部
１５  天窓      １６  風向ガイド板
１７  ガイド溝
【図１】
2005022607.tif 000003
【図２】
2005022607.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005022607.tif 000011