(57)【要約】【課題】建設機械の運転室内の外気導入による換気状況を監視することができる建設機械の運転室内の換気監視装置を提供する。【解決手段】内外気切替用のダンパ１０ｇの切替により、外気を空調装置１０を通して運転室９に供給する外気導入系統と、運転室９内の内気を空調装置１０を通して運転室９に供給する内気循環系統と備える建設機械の運転室内の換気監視装置であって、外気吸込ダクト１８に設けた空気流量検出器２２と、内気吸込ダクト１６に設けた内気絞り弁２１と、予め基準値（推奨値）を記憶した記憶部と前記空気流量検出器からの外気風量が前記記憶部に記憶した基準値（推奨値）よりも小さい場合には、換気が正常でない旨と前記空調装置の増風を指示する旨の表示信号を出力するとともに、前記内気絞り弁に開放量を小さくする指令を出力する演算部とを有する換気制御装置１１とを備える。【選択図】図３
2012229535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外気切替用のダンパの切替により、外気フィルタ、外気吸込ダクトを通して取り込んだ外気を空調装置を通して運転室に開口した吹出口に供給する外気導入系統と、内気フィルタ、内気吸込ダクトを介して取り込んだ運転室内の内気を、空調装置を通して運転室に開口した吹出口に供給する内気循環系統と備える建設機械の運転室内の換気監視装置であって、
前記外気吸込ダクトに設けた空気流量検出器と、
前記内気吸込ダクトに設けた内気絞り弁と、
予め基準値（推奨値）を記憶した記憶部と前記空気流量検出器からの外気風量が前記記憶部に記憶した基準値（推奨値）よりも小さい場合には、換気が正常でない旨と前記空調装置の増風を指示する旨の表示信号を出力するとともに、前記内気絞り弁に開放量を小さくする指令を出力する演算部とを有する換気制御装置とを備えた
ことを特徴とする建設機械の運転室内の換気監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の運転室内の換気監視装置において、
前記制御手段は、前記空気流量検出器からの外気風量が前記記憶部に記憶した基準値（推奨値）よりも大きい場合には、換気が正常である旨の表示信号を出力するとともに、前記内気絞り弁に全開指令を出力する
ことを特徴とする建設機械の運転室内の換気監視装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の建設機械の運転室内の換気監視装置において、
前記制御手段は、前記空気流量検出器からの外気風量が前記記憶部に記憶した基準値（推奨値）よりも小さい場合には、換気が正常でない旨と前記空調装置の増風を指示する旨の表示信号を出力するとともに、前記内気絞り弁の開放量を現状の開放量よりも小さくする開放指令を前記内気絞り弁に出力する
ことを特徴とする建設機械の運転室内の換気監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械の運転室内の換気監視装置において、
前記換気制御装置からの前記表示信号を取り込み、換気状態を表示する表示装置を更に備えたことを特徴とする建設機械の運転室内の換気監視装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械の運転室内の換気監視装置において、
前記空気流量検出器は、風量計であることを特徴とする建設機械の運転室内の換気監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の運転室内の外気導入による換気状況を監視することができる建設機械の運転室内の換気監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の１つである油圧ショベルは、長時間連続稼動されることが多いので、運転室内の作業者に対する居住性を配慮して、運転室内の空気調和、暖房、及び換気を行う空調装置を備えている。この空調装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１には、単一の外気導入口および内気導入口を複数台の蒸発器で共用して外気フィルタおよび内気フィルタの設置箇所を１箇所ずつとし、フィルタの着，脱作業を容易にした空調装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−６２６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した建設機械の空調装置においては、運転室内の空気を空調装置の蒸発器を通して循環させる内気循環系統と、室外の空気を空調装置の蒸発器を通して運転室内に取り入れる外気導入系統とを備えている。この内気循環系統と外気導入系統は、空調装置内のブロワの入
口に設けた内外気切替用のダンパの回動により切換えられる。
【０００６】
運転室内に導入される風量の内気と外気の割合は、内外気切替用のダンパが、内気循環系統と外気導入系統との各吸入口を塞ぐ面積比で設定されている。例えば、内気循環系統使用時と外気導入系統使用時との風量割合が５．５：４．５の空調装置を使用し、運転室内に導入される風量が、１００ｍ３  ／ｈである場合、内気循環系統使用時と外気導入系統使用時との風量割合は５．５ｍ３  ／ｈ：４．５ｍ３  ／ｈとなる。
【０００７】
上述した風量は、内気循環系統の入口に設けた内気フィルタと外気導入系統の入口に設けた外気フィルタとを通過するが、内気フィルタと外気フィルタは、生産性及びコストの観点から同じものをする場合ある。その際、外気フィルタには、粉塵等を含む外気が通過するため、外気フィルタは、内気フィルタに比べて汚れやすく、目詰まりも生じやすい。
【０００８】
このため、空調装置で設定された内気と外気との導入割合に係わらず、空調装置は外気を吸い込みにくくなる傾向にある。この傾向は時間の経過に伴って増大するので、外気フィルタの使用可能な期間内であっても、外気の導入風量が減少する。
【０００９】
そして、運転室内の換気に必要な外気導入風量の推奨値として、ＪＩＳのＡ８３３０−４の６．１．２項に「空気調和、暖房又は換気のすべての試験の間、運転室には少なくとも運転員１人当たり４３ｍ３  ／ｈのろ過された新鮮な外気が導入されるのがよい。」と記載されているが、外気の導入風量が上記の推奨値を下回る恐れがある。
【００１０】
このように、運転室内への外気の導入風量が低下すると、運転室内の換気性が低下し、運転者に対する環境性が低下し、運転者の作業効率に大きな影響を与えるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上述の課題に基づいてなされたもので、その目的は、建設機械の運転室内の外気導入による換気状況を監視することができる建設機械の運転室内の換気監視装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、内外気切替用のダンパの切替により、外気フィルタ、外気吸込ダクトを通して取り込んだ外気を空調装置を通して運転室に開口した吹出口に供給する外気導入系統と、内気フィルタ、内気吸込ダクトを介して取り込んだ運転室内の内気を、空調装置を通して運転室に開口した吹出口に供給する内気循環系統と備える建設機械の運転室内の換気監視装置であって、前記外気吸込ダクトに設けた空気流量検出器と、前記内気吸込ダクトに設けた内気絞り弁と、予め基準値（推奨値）を記憶した記憶部と前記空気流量検出器からの外気風量が前記記憶部に記憶した基準値（推奨値）よりも小さい場合には、換気が正常でない旨と前記空調装置の増風を指示する旨の表示信号を出力するとともに、前記内気絞り弁に開放量を小さくする指令を出力する演算部とを有する換気制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記制御手段は、前記空気流量検出器からの外気風量が前記記憶部に記憶した基準値（推奨値）よりも大きい場合には、換気が正常である旨の表示信号を出力するとともに、前記内気絞り弁に全開指令を出力することを特徴とする。
【００１４】
更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記制御手段は、前記空気流量検出器からの外気風量が前記記憶部に記憶した基準値（推奨値）よりも小さい場合には、換気が正常でない旨と前記空調装置の増風を指示する旨の表示信号を出力するとともに、前記内気絞り弁の開放量を現状の開放量よりも小さくする開放指令を前記内気絞り弁に出力することを特徴とする。
【００１５】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記換気制御装置からの前記表示信号を取り込み、換気状態を表示する表示装置を更に備えたことを特徴とする。
【００１６】
更に、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記空気流量検出器は、風量計であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、建設機械の運転室内への換気に係る外気導入量が基準値（推奨値）以下である場合に、外気導入による換気状況とその解決方法を提示することができるので、運転室内の換気性が改善され、運転者の作業効率が向上し、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態を備える建設機械の側面図である。
【図２】本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態の構成を示す系統図である。
【図３】図２に示す本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態を部分的に拡大して示す系統図である。
【図４】本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態の動作を説明するフローチャト図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の実施の形態を図面を用いて説明する。  
図１は、本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態を備える建設機械の側面図である。この図１において、本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態を備える建設機械（この例では油圧ショベルを示している。）１は、走行体２と、走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に設けた旋回体４と、旋回体４の前側部分に設けられ、該作業装置４はブーム５ａ，アーム５ｂ，バケット５ｃ等を有する作業装置５とを備えている。
【００２０】
旋回体４の後方には、機械室６が設けられ、この機械室６の後方の旋回体４の後端部には、カウンタウェイト７が設けられている。機械室６内には、エンジン，油圧機器，燃料タンク，作動油タンク（いずれも図示せず）等が収容されている。さらに、旋回体４上には、機械室６の前側に位置する台座フレーム８と、この台座フレーム８上に搭載された運転室９が設けられている。運転室９内には、オペレータが着座する運転席や走行体および作業装置５等を動作させる複数の操作レバー等（図示せず）及び空調装置のコントローラ（後述する）が設けられている。
【００２１】
次に、図２及び図３を用いて、空調装置及び本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態を説明する。  
図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略する。  
台座フレーム８の下面には、図２に示すように、台座フレーム８内と外部とを連通する外気通過用の孔８ａが複数個設けられている。空調装置１０は台座フレーム８内に配置され、本発明の建設機械の運転室内の換気監視制御装置１１の一実施の形態は、運転室９内と台座フレーム８内に渡って設けられている。運転室９内には、運転室９内の居住空間が大きいので、この例では３台の空調装置１０からの冷気、図３に示すヒータコア１２からの暖気を運転室９内に吹き出す３つの吹出口１３と、運転室９内の内気を吸い込む内気吸込口１４が設けられている。
【００２２】
空調装置１０は、油圧モータにより駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機１０ａと、圧縮された冷媒を液化する凝縮器１０ｂと、液化された冷媒を収容するレシーバタンク１０ｃと、レシーバタンク１０ｃから流出する冷媒の圧力を下げる膨張弁１０ｄと、冷媒が蒸発するときに周囲の空気を冷却する蒸発器１０ｅと、冷却された空気又はヒータコア１２で暖められた暖気を運転室９側に送風するブロアファン１０ｆと、ブロアファン１０ｆの入口側に設けた内外気切替用のダンパ１０ｇと、ヒータコア１２と、ヒータコア１２で暖められた暖気の風量を調整する暖気調整用のダンパ１０ｈと、冷媒配管１０ｉと、凝縮器冷却ファン１０ｊ等を備えている。なお、作図の都合上、ヒータコア１２と暖気調整用のダンパ１０ｈは、図２において省略している。
【００２３】
各蒸発器１０ｅの下流側は、各吹出ダクト１５を通して各吹出口１３にそれぞれ連通している。ブロアファン１０ｆの入口側は、各内気吸込ダクト１６を介して１つの内気吸込口１４に連通している。各内気吸込ダクト１６には、内気フィルタ１７がそれぞれ設けられている。また、ブロアファン１０ｆの入口側は、内外気切替用のダンパ１０ｇ、外気吸込ダクト１８を経由して台座フレーム８内に連通している。外気吸込ダクト１８には、台座フレーム８に設けた外気通過用の孔８ａから台座フレーム８内に流入した外気が吸い込まれる。外気吸込ダクト１８の開放端には、外気フィルタ１９が設けられている。
【００２４】
内外気切替用のダンパ１０ｇを図３の実線又は２点鎖線で示すような切替により、外気フィルタ１９、外気吸込ダクト１８を通して取り込んだ外気を空調装置１０を通して運転室９に開口した吹出口１３に供給して運転室９内を換気する外気導入系統と、内気吸込口１４、内気フィルタ１７、内気吸込ダクト１６を介して取り込んだ運転室９内の内気を、空調装置１０を通して運転室９に開口した吹出口１３に供給する内気循環系統とに選択される。
【００２５】
前述した空調装置１０の各制御部を動作制御するコントローラ２０が、運転室９内に設置されている。コントローラ２０は、空調装置１０を構成する圧縮機１０ａ、凝縮器冷却ファン１０ｊ、ブロアファン１０ｆを起動制御する。また、コントローラ２０には、暖気調整用のダンパ１０ｈ、内外気切替用のダンパ１０ｇの切替スイッチ（図示せず）が接続されているとともに、ブロアファン１０ｆの風量を調節する風量調節スイッチ（図示せず）が接続されている。ブロアファン１０ｆの風量は、この例では、０％、２５％、５０％、７５％、１００％の５段階に切換可能になっている。
【００２６】
次に、本発明の建設機械の運転室内の換気監視装置の一実施の形態を図２及び図３を用いて説明する。  
３つの空調装置１０の内の１つの空調装置１０（図２の右側の空調装置１０）における内気吸込ダクト１６には、換気監視制御装置１１によって制御される内気絞り弁２１が設けられている。また、この空調装置１０における外気吸込ダクト１８には、外気吸込ダクト１８を通過する空気量を検出する空気量検出器２２が設けられている。空気流量検出器２２としては例えば、風量計が用いられる。空気量検出器２２によって検出された検出空気量値は、換気監視制御装置１１に取り込まれる。
【００２７】
換気監視制御装置１１は、運転室内の換気に必要な外気導入風量の推奨値である４３ｍ３  ／ｈを基準値として記憶するとともに、空調装置１０の風量（０％、２５％、５０％、７５％、１００％）を取り込み記憶する記憶部１１ａと、記憶部１１ａに記憶した基準値（推奨値：４３ｍ３  ／ｈ）と空気量検出器２２によって検出された検出空気量値とを比較し、検出空気量値が基準値よりも小さい場合、空調装置１０の風量（２５％、５０％、７５％、１００％）を現在の風量よりも上げる指令を表示装置２３に出力するとともに、内気絞り弁２１の開放量が１００％の場合には開放量を７５％に、内気絞り弁２１の開放量が７５％の場合には開放量を５０％に、内気絞り弁２１の開放量が５０％の場合には開放量を２５％に、内気絞り弁２１の開放量が２５％の場合には開放量を０％に調整する指令を、内気絞り弁２１に出力し、また、内気絞り弁２１の開放量が０％の場合には、「換気不正常、外気フィルタ１９の交換」の表示指令を表示装置２３に出力する演算部１１ｂとを備えている。演算部１１ｂの詳細な処理手順は後述する。
【００２８】
前述した検出空気量値が基準値よりも小さくなった場合には、外気フィルタ１９の交換をオペレータに促すが、この状態では、外気フィルタ１９が未だ使用可能な状態にあるので、使用を継続するが、外気フィルタ１９の目詰まりによる外気取り込み量の低下分を、内気の取り込みにより補足するために、上述のように、内気絞り弁２１の開放量を絞り調整している。
【００２９】
次に、上述した本発明の建設機械の運転室内の換気監視制御装置１１の一実施の形態、及び空調装置１０の動作を、図４を用いて説明する。  
車体電源のＯＮ後（ステップＳ１）、空調装置１０のコントローラ２０は、空調装置１０の電源がＯＮかＯＦＦかを判断し（ステップＳ２）、空調装置１０の電源がＯＦＦの場合、ステップＳ３に移行し、表示装置２３に「モニター表示（異常）。コメントＡ：運転室９内の換気が正常に行われていません。エアコンを稼働して下さい。」の表示信号を出力する（ステップＳ３）。
【００３０】
次に、空調装置１０の電源ＯＮにより、空調装置１０が稼働した場合、空調装置１０のコントローラ２０は、空調装置１０は外気モード（外気導入系統）か否かを調べ（ステップＳ４）、外気モード（外気導入系統）になっていない場合、表示装置２３に「モニター表示（異常）。コメントＢ：運転室９内の換気が正常に行われていません。外気モードに切り替えて下さい。」の表示信号を出力する（ステップＳ５）。
【００３１】
次に、空調装置１０が外気モード（外気導入系統）に切り替えられると、外気フィルタ１９、外気吸込ダクト１８を通して取り込まれた外気が、空調装置１０を通して運転室９に開口した吹出口１３から運転室９内に吹き出され、運転室９内が換気される。
【００３２】
そして、換気監視制御装置１１は、予め記憶した基準値（（推奨値：４３ｍ３  ／ｈ）と空気量検出器２２によって検出された検出空気量値とを比較し（ステップＳ６）、検出空気量値が基準値よりも大きいと判断した場合には、内気絞り弁２１に１００％開度の指令を出力し（ステップＳ７）、更に、表示装置２３に「モニター表示（正常）。コメントＣ：運転室９内の換気が正常に行われています。」の表示信号を出力し（ステップＳ８）、上記の動作を繰り返す。
【００３３】
ステップＳ６に戻り、換気監視制御装置１１が予め記憶した基準値（（推奨値：４３ｍ３  ／ｈ）と空気量検出器２２によって検出された検出空気量値とを比較し（ステップＳ６）、検出空気量値が基準値よりも小さいと判断した場合、空調装置１０の風量（０％、２５％、５０％、７５％）を確認し（ステップＳ９）、空調装置１０の現在の風量よりも風量を上げる指令及びフィルタ１９が正常でない旨の指令、例えば、「モニター表示（異常）。コメントＤ：運転室９内の換気が正常に行われていません。エアコンの風量を上げて下さい。」の表示信号を表示装置２３に出力する（ステップＳ１０）。
【００３４】
また、換気監視制御装置１１は、内気絞り弁２１の開放量を取り込み（ステップＳ１１）、内気絞り弁２１の開放量が１００％の場合には、開放量を７５％に調整する信号を内気絞り弁２１に出力し（ステップＳ１２）、内気絞り弁２１の開放量が７５％の場合には、開放量を５０％に調整する信号を内気絞り弁２１に出力し（ステップＳ１３）、内気絞り弁２１の開放量が５０％の場合には、開放量を２５％に調整する信号を内気絞り弁２１に出力し（ステップＳ１４）、内気絞り弁２１の開放量が２５％の場合には、開放量を０％に調整する指令を内気絞り弁２１に出力する（ステップＳ１５）。この内気絞り弁２１の開放量の調整によって、予め記憶した基準値（（推奨値：４３ｍ３  ／ｈ）よりも低下した外気量を、内気量の取り込みにより補正調整している。
【００３５】
次に、ステップＳ１１に戻り、内気絞り弁２１の開放量が０％継続した場合には、換気監視制御装置１１は、「モニター表示（異常）。コメントＥ：運転室９内の換気が正常に行われていません。エアコンフィルタを交換して下さい。」の表示信号を表示装置２３に出力する（ステップＳ１６）。この指示により、外気フィルタ１９を交換することにより、運転室９内の換気性能を正常に戻すことができる。
【００３６】
上述した本発明の実施の形態によれば、建設機械の運転室内への換気に係る外気導入量が基準値（推奨値）以下である場合に、外気導入による換気状況とその解決方法を提示することができるので、運転室内の換気性が改善され、運転者の作業効率が向上し、生産性を高めることができる。
【００３７】
なお、上述の実施の形態においては、３台の空調装置１０の内の１台の空調装置１０を制御して、運転室内の換気監視を行っているが、３台の空調装置１０を制御することも可能である。また、１台の空調装置１０の場合にも、同様に実施することができる。
【００３８】
また、上述の実施の形態においては、３台の空調装置１０を台座フレーム８内に水平方向に並設したが、台座フレーム８内に上下方向に配設することも可能である。また、上述の実施の形態においては、凝縮器１０ｂと凝縮器冷却ファン１０ｊも、同様に台座フレーム８内に水平方向に並設したが、台座フレーム８を構成する側壁に水平方向に並設することも可能である。さらに、前記の実施の形態では、油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧クレーン，ブルドーザ等の他の建設機械にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１        建設機械
２        走行体
４        旋回体
５        作業装置
８        台座フレーム
９        運転室
１０      空調装置
１０ａ    圧縮機
１０ｂ    凝縮器
１０ｃ    レシーバタンク
１０ｅ    蒸発器
１０ｆ    ブロアファン
１０ｇ    内外気切替用のダンパ
１３      吹出口
１４      内気吸込口
１６      内気吸込ダクト
１７      内気フィルタ
１８      外気吸込ダクト
１９      外気フィルタ
２０      空調装置１０のコントローラ
２１      内気絞り弁
２２      空気量検出器
２３      表示装置
【図１】
2012229535.tif 000003
【図２】
2012229535.tif 000004
【図３】
2012229535.tif 000005
【図４】
2012229535.tif 000006