(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）キャビン室内に空気流を吹き出すための吹出口が設けられた空調ダクトと、
（ｂ）この空調ダクト内において前記キャビン室内に向かう空気流を発生させるメイン送風機と、
（ｃ）前記空調ダクト内に配置され、この空調ダクト内を通過する空気の温度を変化させる熱交換器と、
（ｄ）前記メイン送風機とは異なるファンを備えたサブ送風機とを備え、
このサブ送風機の発生する空気流が、前記熱交換器を通過することなく前記吹出口へ導かれるように設けられた作業車両用空調装置において、
この作業車両用空調装置は、
（ｅ）外気と内気との割合を変更して前記メイン送風機に吸い込ませるメイン内外気切替手段と、
（ｆ）外気と内気との割合を変更して前記サブ送風機に吸い込ませるサブ内外気切替手段と、
（ｇ）使用者によって外気導入モードが設定され、且つ吐出風量の少ない低風量モードに設定された際に、前記メイン内外気切替手段を外気導入モードに設定するとともに、前記サブ内外気切替手段も外気導入モードに設定するコントローラとを備え、
前記コントローラは、使用者によって外気導入モードが設定され、且つ吐出風量の多い大風量モードに設定された際に、前記メイン内外気切替手段を外気導入モードに設定し、前記サブ内外気切替手段を内気導入モードに設定することを特徴とする作業車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１の作業車両用空調装置において、
前記サブ送風機の発生した空気流と前記メイン送風機の発生した空気流の合流部と、前記サブ送風機とを結ぶサブダクトには、
前記サブ送風機の運転時に前記サブダクトを開き、前記メイン送風機の運転時で前記サブ送風機の運転停止時に前記サブダクトを閉じるサブダクト開閉ドアが設けられていることを特徴とする作業車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーン車両やフォークリフト車両など、キャビンの狭い作業車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
作業車両に搭乗する作業者の作業環境を快適にするために、作業車両であっても空調装置が搭載される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
作業車両のキャビン室内には、広い視界を確保するために大きなガラス窓が取り付けられている。このため、室内の保温性は低く、夏暑く、冬寒い。特に夏期の直射日光があたるような作業条件では、キャビン室内の温度が高くなってしまう。そこで、空調装置の風量をアップして、空調フィーリングを高める要求がある。この要求に答えるために、送風機や熱交換器の改良を図って風量アップを行ってきた。
しかし、現状では熱交換器の通風抵抗増大の問題、およびドレン水の水飛びの問題があり、風量アップはほぼ限界に達している。
【０００４】
また、作業車両は、乗用車とは異なり、砂埃の多い環境で使用されるため、外気を取り入れて室内圧を高めるプレッシャライズによって、砂埃がキャビン室内へ侵入しないように防いでいる。
しかし、低風量時は外気導入量が下がるため、プレッシャライズが下がってしまう不具合がある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は熱交換器の通風抵抗増大を招くことなく、且つドレン水の水飛びの発生を招くことなく風量アップが可能であり、低風量時であっても外気導入量の低下を防ぎ、プレッシャライズが下がる不具合がなく、外気導入モードで、且つ大風量モードの時に、過剰な外気導入によって熱交換器の負荷が増大する不具合を回避できる作業車両用空調装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用して、サブ送風機を作動させることにより、サブ送風機の発生する空気流が、熱交換器を通過することなく吹出口へ導かれる。これによって、熱交換器の通風抵抗増大を招くことなく、且つドレン水の水飛びの発生を招くことなく風量をアップすることができ、空調フィーリングを高めることができる。
【０００７】
外気導入モードで、且つ低風量モードの時に、メイン内外気切替手段とともに、サブ内外気切替手段も外気導入モードに設定することにより、低風量時であっても外気導入量の低下が防がれる。このため、外気導入モードで、且つ低風量モードの時のプレッシャライズを、従来に比較して高めることができる。
【０００８】
外気導入モードで、且つ大風量モードの時は、サブ内外気切替手段を内気導入モードに設定することにより、大風量モード時に外気が過剰にキャビン室内に侵入するのを防ぎ、過剰な外気導入によって熱交換器の負荷が増大する不具合を回避できる。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用して、サブ送風機の運転時にサブダクトを開き、メイン送風機の運転時で且つサブ送風機の運転停止時にサブダクトを閉じるサブダクト開閉ドアを設けることにより、サブ送風機の運転停止時において、メイン送風機により圧送された空気流が、サブ送風機のサブ吸込口から漏れ出る不具合がない。
このように、メイン送風機により圧送された空気流が、サブ送風機のサブ吸込口から漏れ出る不具合がないため、メイン送風機による送風効率の低下を無くすことができる。
【００１０】
ここで、メイン送風機のメイン吸込口にオートエアコンのための内気温度センサがある場合の不具合を説明する。
メイン送風機により圧送されて熱交換器で熱交換された空調風がサブ送風機のサブ吸込口から漏れ出てから、メイン送風機のメイン吸込口に吸い込まれて空調風のショートサーキットが形成される場合がある。このようなショートサーキットが形成されると、メイン吸込口に空調風が直接的に導かれるため、内気温度センサが室内温度を誤検知して、適正な温調コントロールができなくなってしまう。
【００１１】
そこで、請求項２の発明を採用することにより、メイン送風機により圧送された空気流が、サブ送風機のサブ吸込口から漏れ出る不具合がないため、上記ショートサーキットが形成されず、メイン吸込口に空調風が直接的に導かれる不具合がない。このため、内気温度センサが室内温度を誤検知する不具合が解消され、適正な温調コントロールが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、２つの実施例と変形例を用いて説明する。
〔第１実施例〕
図１〜図３を参照して第１実施例を説明する。なお、図１はキャビン室内に配置された作業車両用空調装置の斜視図、図２は作業車両用空調装置の要部断面図である。
【００１３】
この実施例の空調装置は、クレーン車両やフォークリフト車両などの建設機械用車両の狭いキャビン室内１に配置されるものであり、空調ダクト２、冷却用熱交換器３、加熱用熱交換器４、メイン送風機５、メイン内外気切替手段６を備える。
また、この空調装置は、サブ送風機７、サブ内外気切替手段８およびコントローラ（図示しない）を備える。
【００１４】
空調ダクト２は、冷却用熱交換器３および加熱用熱交換器４が内部に配置されたメインダクト１０、フェイスダクト１１、ベントダクト１２およびフットダクト１３を接続したものであり、空調ダクト２の主要部分はキャビン室内１の後方下部に配置される。
メインダクト１０の上流側には、メイン送風機５が接続されており、その上流側にはメイン内外気切替手段６が接続されている。
【００１５】
フェイスダクト１１は、メインダクト１０の下流側に接続されるものであり、乗員の顔部分へ向けて空気流を吹き出すためのフェイス吹出口１４が設けられている。
ベントダクト１２も、メインダクト１０の下流側に接続されるものであり、乗員の背後より乗員の上半身へ向けて空気流を吹き出すためのベント吹出口１５が設けられている。
フットダクト１３も、メインダクト１０の下流側に接続されるものであり、乗員の足元へ空気流を吹き出すためのフット吹出口１６が設けられている。
なお、各ダクトの接続部分には、接続部分を開閉するドア１７〜１９が設けられており、選択される吹出モードに応じて各ドア１７〜１９が開閉される。
【００１６】
冷却用熱交換器３は、周知な冷凍サイクルのエバポレータであり、メインダクト１０内を通過する空気を冷却するものである。
加熱用熱交換器４は、温水あるいは作動油を熱源とする周知なヒータコアであり、メインダクト１０内を通過する空気を加熱するものである。なお、ヒータコアに代えて、ヒートポンプ式冷凍サイクルのコンデンサを用いても良い。
【００１７】
メイン送風機５は、上述した空調ダクト２内においてキャビン室内１に向かう空気流を発生させる遠心式のブロワであり、この実施例ではメインダクト１０に設けられた風量切替スイッチ２０によって、OFF 、Lo、Hiに切り替えられる。
なお、Loモードは、吐出風量の少ない低風量モードに相当するものであり、この実施例ではメイン送風機５によって２５０ｍ3 ／ｈの吐出流量を発生させるものである。
また、Hiモードは、吐出風量の多い大風量モードに相当するものであり、この実施例ではメイン送風機５によって５００ｍ3 ／ｈの吐出流量を発生させるものである。
【００１８】
メイン内外気切替手段６は、メイン外気導入口２１から吸い込まれる外気と、メイン内気導入口２２から吸い込まれる内気との割合を変更してメイン送風機５に導くものであり、メイン内外気切替ドア２３の開度によって、外気と内気との割合が調整される。メイン内外気切替ドア２３は、内外気モード操作手段（図示しない）によって開度が変化し、外気モードと内気モードに設定される。
【００１９】
外気モードに設定されると、コントローラ（図示しない）がメイン内外気切替ドア２３の開度を制御して、メイン内外気切替手段６における内気：外気の割合を７：３にするものであり、上述した風量切替スイッチ２０がLoモードの時は、メイン送風機５の吐出流量が内気＝１７５ｍ3 ／ｈ、外気＝７５ｍ3 ／ｈになり、風量切替スイッチ２０がHiモードの時は、メイン送風機５の吐出流量が内気＝３５０ｍ3 ／ｈ、外気＝１５０ｍ3 ／ｈになる。
【００２０】
また、内気モードに設定されると、コントローラ（図示しない）がメイン内外気切替ドア２３の開度を制御してメイン外気導入口２１を全閉にするものであり、上述した風量切替スイッチ２０がLoモードの時は、メイン送風機５の吐出流量が内気＝２５０ｍ3 ／ｈ、外気＝０ｍ3 ／ｈになり、風量切替スイッチ２０がHiモードの時は、メイン送風機５の吐出流量が内気＝５００ｍ3 ／ｈ、外気＝０ｍ3 ／ｈになる。
なお、メイン外気導入口２１およびメイン内気導入口２２のそれぞれには、図示しないエアフィルタが取り付けられている。
【００２１】
サブ送風機７は、メイン送風機５とは別体に搭載されるものであり、この実施例ではフェイスダクト１１に接続されるものである。これによって、サブ送風機７の発生する空気流は、冷却用および加熱用熱交換器３、４を通過することなくフェイス吹出口１４へ直接導かれる。
サブ送風機７は、風量切替スイッチ２０がLoモードあるいはHiモードのいずれに切り替えても、２００ｍ3 ／ｈの吐出流量を発生するものである。
【００２２】
サブ内外気切替手段８は、サブ外気導入口２４から吸い込まれる外気と、サブ内気導入口２５から吸い込まれる内気との割合を変更してサブ送風機７に導くものであり、サブ内外気切替ドア２６の開度によって、外気と内気との割合が調整される。
サブ内外気切替ドア２６は、上述したメイン内外気切替ドア２３と同様に、内外気モード操作手段（図示しない）によって開度が変化し、外気モードと内気モードに設定される。
【００２３】
外気モードに設定され、風量切替スイッチ２０がLoモードの時は、コントローラ（図示しない）がサブ内外気切替ドア２６の開度を制御して、サブ内外気切替手段８における内気：外気の割合を５：３にするものであり、サブ送風機７の吐出流量が内気＝１２５ｍ3 ／ｈ、外気＝７５ｍ3 ／ｈになる。
しかるに、外気モードに設定された状態であっても、風量切替スイッチ２０がHiモードの時は、コントローラ（図示しない）がサブ内外気切替ドア２６の開度を制御してサブ外気導入口２４を全閉にするため、サブ送風機７の吐出流量が内気＝２００ｍ3 ／ｈ、外気＝０ｍ3 ／ｈになる。
【００２４】
また、内気モードに設定されると、風量に関係なくコントローラ（図示しない）がサブ内外気切替ドア２６の開度を制御してサブ外気導入口２４を全閉にする。このため、風量切替スイッチ２０がLoモードあるいはHiモードの時は、サブ送風機７の吐出流量は内気＝２００ｍ3 ／ｈ、外気＝０ｍ3 ／ｈになる。
なお、サブ外気導入口２４およびサブ内気導入口２５のそれぞれにも、図示しないエアフィルタが取り付けられている。
【００２５】
上記風量の切替モード（LoモードとHiモード）と、内外気の切替モード（内気モードと外気モード）と、風量との関係を、図３のグラフと、次の表１に示す。なお、図３および表１中における▲１▼はメイン内気導入口２２から吸い込まれる空気量を示し、▲２▼はメイン外気導入口２１から吸い込まれる空気量を示し、▲１▼’はサブ内気導入口２５から吸い込まれる空気量を示し、▲２▼’はサブ外気導入口２４から吸い込まれる空気量を示すものである。
【００２６】
【表１】
0003932891.tif 000002
上記の表１中の上段はサブ送風機７を搭載していない従来タイプの空調装置の風量割合を示すものであり、下段はサブ送風機７を搭載した本実施例の空調装置における風量割合を示すものである。
また、上記の表１中の（カッコ）は外気の風量を示すものであり、｛カッコ｝はメイン送風機５およびサブ送風機７の風量を示すものである。
【００２７】
〔第１実施例の効果〕
上記の表１に示すように、従来ではLoモード時が２５０ｍ3 ／ｈ、Hiモード時が５００ｍ3 ／ｈであった風量を、本実施例ではサブ送風機７を搭載したことによって、４５０ｍ3 ／ｈ、Hiモード時が７００ｍ3 ／ｈに増量することができる。
サブ送風機７による増量分は、冷却用および加熱用熱交換器３、４を通過することなくフェイス吹出口１４へ導かれるものであるため、冷却用および加熱用熱交換器３、４によって通風抵抗が増大しない。また、冷却用熱交換器３を通過しないため、風量が増加してもドレン水の水飛びが発生する不具合もない。
このように、従来に比較して大幅な風量アップが可能になるため、空調フィーリングを高めることができ、乗員の快適性を高めることができる。
【００２８】
また、上記の表１および図３に示すように、Loモード時であっても、外気モードを選択することにより、Hiモード時の外気モードと同量の外気をキャビン室内１に導入することができる。
これにより、外気導入モードで、且つ低風量モードの時のプレッシャライズを、従来に比較して高めることができる。
【００２９】
さらに、上記の表１および図３に示すように、外気モードを選択したHiモード時は、サブ内外気切替手段８が外気を導入せず、外気の導入量は外気モードを選択したHiモード時と変わらない。つまり、Hiモード時に外気が過剰にキャビン室内１に侵入するのが防がれ、過剰な外気導入によって冷却用および加熱用熱交換器３、４の負荷が増大する不具合を回避できる。
【００３０】
〔第２実施例〕
図４〜図６を参照して第２実施例を説明する。なお、第１実施例と同一符号は、同一機能物を示すものである。
まず、図４に示す作業車両用空調装置の例を説明する。
図４の作業車両用空調装置は、第１実施例と同様、クレーン車両やフォークリフト車両などの建設機械用車両の狭いキャビン室内１（符号は図１参照）に配置されるものであり、空調ダクト２、冷却用熱交換器３、加熱用熱交換器４、メイン送風機５、サブ送風機７およびコントローラ（図示しない）を備える。
また、本実施例に示す作業車両用空調装置は、メイン送風機５のメイン吸込口５ａに取り付けた内気温度センサ３０の検出温度（キャビン室内１の温度）に基づいて吹出温度を自動調節する周知のオートエアコン機能を有するものであり、図示しないコントローラによって吹出温度が調節される。
【００３１】
図４に示す作業車両用空調装置のサブ送風機７は、第１実施例と同様、フェイスダクト１１を開閉するフェイス開閉用のドア１７の下流側のフェイスダクト１１に接続され、サブ送風機７の作動によってサブ吸込口７ａから吸い込んだ空気をフェイスダクト１１内に送り込んでフェイスダクト１１から吹き出される風量を増加させるものである。
【００３２】
図４に示す構成を採用する作業車両用空調装置では、次の不具合が生じる。
メイン送風機５を運転させ、且つサブ送風機７の運転を停止したフェイスモード時において、図４の矢印に示すように、メイン送風機５により圧送されて冷却用熱交換器３または加熱用熱交換器４で熱交換された空調風の一部が、サブ送風機７側へ逆流し、サブ送風機７のサブ吸込口７ａから漏れ出てしまう。
【００３３】
このように、空調風がサブ送風機７のサブ吸込口７ａから漏れ出ると、その漏れ出た空調風がメイン送風機５のメイン吸込口５ａに吸い込まれて、いわゆる空調風のショートサーキットが形成される場合がある。このようなショートサーキットが形成されると、メイン吸込口５ａに空調風が直接的に導かれるため、内気温度センサ３０が室内温度を誤検知することになり、適正な温調コントロールができなくなってしまう。つまり、オートエアコンによってキャビン室内１を適切な温度に制御できなくなってしまう。
【００３４】
そこで、この第２実施例では、図５、図６に示すように、サブ送風機７の発生した空気流とメイン送風機５の発生した空気流の合流部３１と、サブ送風機７とを結ぶサブダクト３２に、このサブダクト３２を開閉するサブダクト開閉ドア３３を設けた。
このサブダクト開閉ドア３３は、図示しないコントローラによって開閉制御されるものであり、少なくともサブ送風機７の運転時にはサブダクト３２が開かれ（図５参照）、メイン送風機５の運転時で且つサブ送風機７の運転停止時にはサブダクト３２が閉じられる（図６参照）ものである。
実際的なサブダクト開閉ドア３３の開閉動作は、サブ送風機７の運転時にサブダクト３２が開かれ、サブ送風機７の運転停止時にサブダクト３２が閉じられるものである。
【００３５】
（メイン送風機５とサブ送風機７の両方の運転作動）
まず、メイン送風機５とサブ送風機７の両方が運転される空調作動を図５を参照して説明する。なお、以下の作動では、一例として夏期の冷房モードでフェイスモードの運転作動を説明する。
冷房運転開始直後のように大風量の冷房モードが設定されると、メイン送風機５とサブ送風機７の両方が運転される。この時、フェイス開閉用のドア１７およびサブダクト開閉ドア３３は開かれ、フット開閉用のドア１８は閉じられる。
【００３６】
メイン送風機５の作動によって、メイン吸込口５ａからキャビン室内１の空気が吸い込まれる。このメイン吸込口５ａから吸い込まれた空気によって内気温度センサ３０が室内温度を検出し、図示しないコントローラが周知の技術によって冷却用熱交換器３の空調量（空気冷却量）を決定する。
冷却用熱交換器３で冷却された空調風（冷風）は、フェイスダクト１１に導かれる。
一方、サブ送風機７の作動によって、サブ吸込口７ａからキャビン室内１の空気を吸い込み、その空気をサブ送風機７がサブダクト３２を介してフェイスダクト１１に圧送する。
この結果、メイン送風機５によって圧送される空調風（冷風）と、サブ送風機７によって圧送される送風とがフェイスダクト１１内で合流し、大風量の冷風となってフェイス吹出口１４から乗員の上半身へ吹き出される。これによって、乗員に強い冷風感を与えることができる。
【００３７】
（メイン送風機５だけの運転作動）
次に、メイン送風機５が運転し、サブ送風機７の運転が停止される空調作動を図６を参照して説明する。なお、この作動でも、上記作動と同様、夏期の冷房モードでフェイスモードの運転作動を説明する。
キャビン室内１の温度が低下するなどして、通常風量の冷房モードが設定されると、サブ送風機７の運転は停止状態となり、メイン送風機５のみが運転される。この時、フェイス開閉用のドア１７は開かれ、フット開閉用のドア１８およびサブダクト開閉ドア３３は閉じられる。
【００３８】
メイン送風機５の作動によって、メイン吸込口５ａからキャビン室内１の空気が吸い込まれる。このメイン吸込口５ａから吸い込まれた空気によって内気温度センサ３０が室内温度を検出し、図示しないコントローラが周知の技術によって冷却用熱交換器３の空調量（空気冷却量）を決定する。
冷却用熱交換器３で冷却された空調風（冷風）は、フェイスダクト１１に導かれ、フェイス吹出口１４から乗員の上半身へ吹き出される。
【００３９】
この時、図６に示されるように、サブダクト開閉ドア３３は閉じられているため、フェイスダクト１１に導かれた空調風の一部がサブ送風機７側へ逆流する不具合がなく、サブ送風機７のサブ吸込口７ａから空調風が漏れ出る不具合は発生しない。
つまり、空調風がサブ送風機７のサブ吸込口７ａから漏れ出る不具合がないため、上述した空調風のショートサーキットが形成されず、メイン吸込口５ａに空調風が直接的に導かれる不具合がない。このため、内気温度センサ３０が室内温度を誤検知する不具合がなく、オートエアコンによって適正な温調コントロールが実行される。
【００４０】
〔変形例〕
上記の実施例では、サブ送風機７の発生する空気流をフェイス吹出口１４から吹き出させる例を示したが、ベント吹出口１５から吹き出すように設けるなど、他の吹出口から吹き出すように設けても良い。もちろん、サブ送風機７の発生する空気流をフェイス吹出口１４あるいはベント吹出口１５に切り替えるように設けても良い。
【００４１】
上記の実施例では、熱交換器の一例として冷却用および加熱用熱交換器３、４を空調ダクト２内に搭載する例を示したが、冷却用熱交換器３あるいは加熱用熱交換器４の一方を搭載する空調ダクト２であれば良い。
上記の実施例で示した数値は、実施例の理解を助けるための一例であって、適宜変更可能なものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】キャビン室内に配置された作業車両用空調装置の斜視図である（第１実施例）。
【図２】作業車両用空調装置の要部断面図である（第１実施例）。
【図３】風量割合を示すグラフである（第１実施例）。
【図４】作業車両用空調装置の概略図である（参考例）。
【図５】大風量運転時における作業車両用空調装置の概略図である（第２実施例）。
【図６】通常風量運転時における作業車両用空調装置の概略図である（第２実施例）。
【符号の説明】
１  キャビン室内
２  空調ダクト
３  冷却用熱交換器
４  加熱用熱交換器
５  メイン送風機
６  メイン内外気切替手段
７  サブ送風機
８  サブ内外気切替手段
１４  フェイス吹出口
１５  ベント吹出口
１６  フット吹出口
３１  合流部
３２  サブダクト
３３  サブダクト開閉ドア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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