(57)【要約】【課題】バイレベルモードのときに、頭寒足熱の空調状態が確保される運転室用空調装置を提供することにある。【解決手段】運転室用空調装置は、空調ケース(10)内に配置され、空気導入口から流入した空気流を冷却するための蒸発器と、空調ケース(10)内に配置され、蒸発器の下流に位置し且つ空調ケース(10)内に自身を迂回するバイパス流路(22)を規定するヒータコア(20)と、バイパス流路(22)の一部を開閉するためのバイパスダンパを少なくとも含み、空調ケース(10)内における空気流の通路を切り換えるダンパ群とを備える。バイパスダンパは、フェイス吹出口及びフット吹出口(24)の双方から空気流を流出させるときに、バイパス流路(22)の一部を閉じ且つ自身に沿ってヒータコア(20)を通過した空気流をフット吹出口(24)に案内する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流を流入させるための空気導入口、乗員の上半身に空気流を送るためのフェイス吹出口及び乗員の足元に空気流を送るためのフット吹出口を有する空調ケースと、
前記空調ケース内に配置され、前記空気導入口から流入した空気流を冷却するための冷却用熱交換器と、
前記空調ケース内に配置され、前記冷却用熱交換器の下流に位置し且つ前記空調ケース内に自身を迂回するバイパス流路を規定する加熱用熱交換器と、
前記バイパス流路の一部を開閉するためのバイパスダンパを少なくとも含み、前記空調ケース内における空気流の通路を切り換えるダンパ群と
を備え、
前記バイパスダンパは、前記フェイス吹出口及びフット吹出口の双方から空気流を流出させるときに、前記バイパス流路の一部を閉じ且つ自身に沿って前記加熱用熱交換器を通過した空気流を前記フット吹出口に案内する
ことを特徴とする運転室用空気調和装置。
【請求項２】
前記バイパスダンパは、切欠きを有する板ドアであることを特徴とする請求項１に記載の運転室用空気調和装置。
【請求項３】
前記空調ケースのフット吹出口の一部を閉塞するように固定され、前記バイパスダンパの切欠きの形状に対応した形状を有する閉塞部材を更に備え、
前記バイパスダンパは、前記ダンパ群が前記フット吹出口を閉塞すべきときに、前記閉塞部材と協働して前記フット吹出口を閉塞する
ことを特徴とする請求項２に記載の運転室用空気調和装置。
【請求項４】
前記フェイス吹出口は、前記バイパス流路の延長線上にあり、
前記加熱用熱交換器及びフット吹出口は、前記バイパス流路又は前記バイパス流路の延長線を挟んで相互に離間している
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の運転室用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転室用空気調和装置に関し、特に建設機械に搭載するのに好適な運転室用空気調和装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
車両の車室や建設機械の操縦室等（以下、これらを単に運転室という）に用いられている運転室用空気調和装置は、運転室内に配置される空調ケースを有する。空調ケースの内部には、運転室に調和空気を吹出させるための空気通路が規定されている（例えば特許文献１参照）。
より詳しくは、空調ケースには、その空気取入口から１つ又は複数の空気吹出口に向かう空気流を生成するブロワファン及び空気流を冷却するための蒸発器（冷却用熱交換器）が収容されている。また、蒸発器の下流には、冷却された空気流の一部又は全部を加熱するためのヒータコア（加熱用熱交換器）が収容されている。ヒータコアのすぐ側には、ヒータコアを迂回し、冷却された空気の一部又は全部をそのまま通過させるバイパス流路が区画されている。
【０００３】
各空気吹出口の近傍にはダンパが設けられ、各ダンパは対応する空気吹出口を開閉する。また、ヒータコアの直上流には、エアミックスダンパが配置され、エアミックスダンパの開度によって、バイパス流路を通過する空気の量が調整される。
ダンパは、例えばモードリンク機構によって位置が変更され、ダンパの位置に応じて吹き出しモードが切り換えられる。これにより、特定の空気吹出口を経て運転室内に調和空気が吹き出す。例えば、空気吹出口には、フェイス用吹出口及びフット用吹出口があり、フェイス用吹出口のみを経て吹き出すフェイスモードや、フット用吹出口からのみ吹出すフットモード、更には、フェイス用吹出口及びフット用吹出口の２つの吹出口を経て吹き出すバイレベルモードがある。
【特許文献１】特開２００３―２３１４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の自動車用空調装置においては、車両幅方向の占有長さを小さくすべく、ブロワファンの上方にエバポレータ及びヒータコアが配置され、ヒータコアよりも上方に、フェイス吹出口及びフット吹出口が設けられている。この構成では、フェイス吹出口とフット吹出口の両方から空気流を流出させるバイレベルモードのときに、冷風と温風とが空調ケースの内部で混合されてから流出する。このため、フェイス吹出口から吹き出す空気流の温度とフット吹出口から吹き出す空気流の温度とが略同一となってしまい、乗員にとって運転若しくは作業するのに快適な頭寒足熱の空調状態が実現されない。
【０００５】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、バイレベルモードのときに、頭寒足熱の空調状態が確保される運転室用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、空気流を流入させるための空気導入口、乗員の上半身に空気流を送るためのフェイス吹出口及び乗員の足元に空気流を送るためのフット吹出口を有する空調ケースと、前記空調ケース内に配置され、前記空気導入口から流入した空気流を冷却するための冷却用熱交換器と、前記空調ケース内に配置され、前記冷却用熱交換器の下流に位置し且つ前記空調ケース内に自身を迂回するバイパス流路を規定する加熱用熱交換器と、前記バイパス流路の一部を開閉するためのバイパスダンパを少なくとも含み、前記空調ケース内における空気流の通路を切り換えるダンパ群とを備え、前記バイパスダンパは、前記フェイス吹出口及びフット吹出口の双方から空気流を流出させるときに、前記バイパス流路の一部を閉じ且つ自身に沿って前記加熱用熱交換器を通過した空気流を前記フット吹出口に案内することを特徴とする運転室用空気調和装置が提供される（請求項１）。
【０００７】
好ましくは、前記バイパスダンパは、切欠きを有する板ドアである（請求項２）。
好ましくは、前記空調ケースのフット吹出口の一部を閉塞するように固定され、前記バイパスダンパの切欠きの形状に対応した形状を有する閉塞部材を更に備え、前記バイパスダンパは、前記ダンパ群が前記フット吹出口を閉塞すべきときに、前記閉塞部材と協働して前記フット吹出口を閉塞する（請求項３）。
【０００８】
好ましくは、前記フェイス吹出口は、前記バイパス流路の延長線上にあり、前記加熱用熱交換器及びフット吹出口は、前記バイパス流路又は前記バイパス流路の延長線を挟んで相互に離間している（請求項４）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１の運転室用空調装置によれば、フェイス吹出口及びフット吹出口の双方から空気流を流出させるとき、即ちバイレベルモードのときに、バイパスダンパがバイパス流路の一部を閉塞するとともに、加熱用熱交換器を通過した空気流を自身に沿ってフット吹出口に案内する。
このバイレベルモードで暖房運転したとき、バイパス流路の閉塞されていない部分を通過した空気流を、そのままフェイス吹出口から流出させることにより、フェイス吹出口からは相対的に低温の空気流が乗員の上半身に向けて送られる。
【００１０】
一方、バイパスダンパは、バイパスダンパの背面側においてバイパス流路を通過してきた空気流の周囲が低圧になることを利用し、加熱用熱交換器を通過した空気流を自身に沿ってフット吹出口に案内する。つまり、加熱用熱交換器を通過した空気流は、バイパス流路を通過した空気流の周囲に形成される低圧の領域を通過させられ、フット吹出口に向かう。これによって、加熱用熱交換器を通過した空気流とバイパス流路を通過した空気流との混合が抑制され、フット吹出口からは、相対的に高温の空気流が乗員の足元に向けて送られる。
【００１１】
そしてこれらの結果、この運転室用空調装置によれば、バイレベルモードで暖房運転したとき、乗員が作業をするのに快適な頭寒足熱の空調状態が確実に実現される。
請求項２の運転室用空調装置は、バイパスダンパが切欠きを有する板ドアであることによって、簡単な構成を有する。
請求項３の運転室用空調装置は、バイパスダンパが、閉塞部材と協働してフット吹出口を閉塞することによりフット吹出口を閉塞するダンパを兼ねており、より簡単な構成を有する。
【００１２】
請求項４の運転室用空調装置では、加熱用熱交換器及びフット吹出口が、バイパス流路又はバイパス流路の延長線を挟んで相互に離間していても、加熱用熱交換器を通過した空気流が、バイパス流路を通過した空気流の周囲を通って、フット吹出口に向けて流れる。このため、運転室用空調装置の小形化を図るべく、ブロワファンの上方に冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を配置したとしても、バイレベルモードでの暖房運転時に頭寒足熱の空調状態が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態の運転室用空調装置について図面を参照して説明する。
図１は、運転室用空調装置の概略を示す正面図である。運転室用空調装置は、運転室に配置されて運転室内の空調を行う。なお、運転室には、車両の車室や建設機械の操縦室等が含まれる。
運転室用空調装置は空調ケース１０を有し、空調ケース１０の内部には、運転室に調和空気を送り出すための空気通路が規定されている。空調ケース１０内の最下部の中央にはモータ１２が配置され、モータ１２の両側には２つのブロワファン１４，１４が配置されている。ブロワファン１４，１４は、運転室の幅方向に並んでおり、空調ケース１０の側壁にて開口した空気導入口を有する。ブロワファン１４，１４は、モータ１２によって同時に駆動されると、内外気切換ユニット１６から空調ケース１０内に空気を取り込む。
【００１４】
図２及び図３は、図１のII-II線及びIII-III線にそれぞれ沿う概略的な断面図であり、空調ケース１０内には、モータ１２及びブロワファン１４の上方に位置して、冷却用熱交換器としての蒸発器１８が配置されている。蒸発器１８は、前後方向に対して傾斜しているけれども、空調ケース１０の前後方向及び上下方向の全域に渡っている。従って、蒸発器１８は、空調ケース１０の流路断面積の全域に亘っており、ブロワファン１４からの空気流は全て蒸発器１８を通過する。
【００１５】
また、空調ケース１０内には、蒸発器１８の上方に位置して、加熱用熱交換器としてのヒータコア２０が配置されている。ヒータコア２０は水平に配置され、空調ケース１０の幅方向全域に亘っている。ただしヒータコア２０は、空調ケース１０の前後方向でみて、空調ケース１０よりも短く、空調ケース１０の前壁側に配置されている。これにより、ヒータコア２０と空調ケース１０の後壁との間には、バイパス流路２２が形成されている。
【００１６】
ここで、空調ケース１０の後壁の上部は、オーバーハング状に傾斜しており、この上部にフット吹出口２４が形成されている。フット吹出口２４は、乗員の足元に向けて調和空気を送るための吹出口であり、斜め下方を向いている。また、フット吹出口２４は、空調ケース１０の幅方向全域に渡っており、フット吹出口２４及びヒータコア２０は、バイパス流路２２を挟んで前後方向に相互に離間している。
【００１７】
一方、空調ケース１０の天井壁には、バイパス流路２２の上方、換言すれば、バイパス流路２２の延長線上に位置してフェイス吹出口２６が形成されている。フェイス吹出口２６は、乗員の上半身に向けて調和空気を送るための吹出口であり、斜め上方に向けて開口している。フェイス吹出口２６は、空調ケース１０の幅方向全域に渡っており、天井壁の残部は、所定の間隔を存してヒータコア２０の上面と対向している。
【００１８】
空調ケース１０内には、空気通路（吹き出しモード）を切り換えるべく、ダンパ群が配置されている。なお、ダンパ群は、図示しないモードリンク機構やモータによって駆動される。
ダンパ群は、ヒータコア２０の直下に配置されるエアミックスダンパ２８を含み、エアミックスダンパ２８は、ヒータコア２０への空気流の流れを遮断する閉位置、バイパス流路２２への空気流の流れを遮断する開位置、並びに、ヒータコア２０及びバイパス流路２２の双方への空気の流れを許容する中間位置を有する。図２及び図３では、エアミックスダンパ２８は中間位置に位置づけられている。
【００１９】
また、ダンパ群は、フェイス吹出口２６を開閉するフェイスダンパ３０を含み、フェイスダンパ３０は、中央に回転軸を有する板ドアによって構成されている。フェイスダンパ３０は、フェイス吹出口２６を閉じる閉位置、フェイス吹出口２６を全開にする開位置、並びに、フェイス吹出口２６を半開にする中間位置を有する。
更にダンパ群は、フット吹出口２４を開閉するフットダンパ３２を含み、フットダンパ３２は、フット吹出口２４を開いている開位置と、フット吹出口２４を閉じている閉位置とを有する。そしてフットダンパ３２は、開位置にあるとき、バイパス流路２２の一部を閉じ、ヒータコア２０を通過した空気流を自身に沿ってフット吹出口２４に案内する。
【００２０】
より詳しくは、図４及び図５に拡大して示したように、フットダンパ３２も板ドアからなり、板部３４、及び、板部３４の片側に取り付けられて板部３４を回転自在に支持する回転軸３６によって構成されている。板部３４の中央には、四角形の切欠き３８が形成されており、板部３４は、フット吹出口２４と略等しい大きさの長方形から切欠き３８を切り取って得られる形状をなす。
【００２１】
フットダンパ３２が開位置に位置づけられたときに、板部３４の先端はヒータコア２０の近傍に位置づけられる。この配置では、板部３４はバイパス流路２２を部分的に閉塞し、板部３４の切欠き３８は、空気流の通過を許容する。
一方、フットダンパ３２が閉位置に位置づけられたとき、フットダンパ３２は、閉塞部材４０と協働してフット吹出口２４を閉塞する。
【００２２】
具体的には、閉塞部材４０は、フット吹出口２４に固定され、フット吹出口２４の一部を閉塞している。閉塞部材４０の形状及び位置は、閉位置に位置づけられたフットダンパ３２の切欠き３８の形状及び位置に略合致しており、板部３４がフット吹出口２４の残部を閉塞可能である。
以下、上述した運転室用空調装置の暖房運転について説明する。
【００２３】
図３及び図４では、ダンパ群の配置がバイレベルモードに設定されている。バイレベルモードでは、エアミックスダンパ２８及びフェイスダンパ３０はそれぞれ中間位置に位置づけられ、フットダンパ３２は開位置に位置づけられている。
この配置では、蒸発器１８を通過した空気流の一部が、フットダンパ３２の切欠き３８を通過し、そして、フェイス吹出口２６を通過して乗員の上半身へ向かう。一方、蒸発器１８を通過した空気流の残部は、ヒータコア２０を通過して加熱されて温風になる。温風の一部は、フットダンパ３２の切欠き３８を通過した空気流とともにフェイス吹出口２６を通過して乗員の上半身へ向かうが、温風の大半は、フットダンパ３２の板部３４に沿ってフット吹出口２４に案内され、乗員の足元へ向かう。
【００２４】
図６では、ダンパ群の配置がフェイスモードに設定されている。フェイスモードでは、エアミックスダンパ２８は中間位置に位置づけられ、フェイスダンパ３０は開位置に位置づけられ、そして、フットダンパ３２は閉位置に位置づけられている。
この配置では、蒸発器１８を通過した空気流は、一部がバイパス流路２２を通過し、残部がヒータコア２０を通過するものの、フット吹出口２４は、フットダンパ３２及び閉塞部材４０によって閉塞されているため、全てフェイス吹出口２６を通過して乗員の上半身へと向かう。
【００２５】
図７では、ダンパ群の配置がフットモードに設定されている。フットモードでは、エアミックスダンパ２８は中間位置に位置づけられ、フェイスダンパ３０は閉位置に位置づけられ、そして、フットダンパ３２は開位置に位置づけられている。
この配置では、蒸発器１８を通過した空気流は、一部がフットダンパ３２の切欠き３８を通過し、残部がヒータコア２０を通過するものの、フェイス吹出口２６はフェイスダンパ３０によって閉塞されているため、全てフット吹出口２４を通過して乗員の足元へと向かう。
【００２６】
上述した運転室用空調装置によれば、バイレベルモードで暖房運転したとき、バイパス流路２２の閉塞されていない部分を通過した空気流を、そのままフェイス吹出口２６から流出させることにより、相対的に低温の空気流が乗員の上半身に向けて送られる。
一方、フットダンパ３２は、フットダンパ３２の背面側においてバイパス流路２２を通過してきた空気流の周囲が低圧になることを利用し、ヒータコア２０を通過した空気流を自身に沿ってフット吹出口２４に案内する。つまり、ヒータコア２０を通過した空気流は、バイパス流路２２を通過した空気流の周囲に形成される低圧の領域を通過させられ、フット吹出口２４に向かう。これによって、ヒータコア２０を通過した空気流とバイパス流路２２を通過した空気流との混合が抑制され、フット吹出口２４からは、相対的に高温の空気流が乗員の足元に向けて送られる。
【００２７】
そしてこれらの結果、この運転室用空調装置によれば、バイレベルモードで暖房運転したとき、乗員が運転や機械の操作等の作業をするのに快適な頭寒足熱の空調状態が確実に実現される。
特に、上述した運転室用空調装置では、ヒータコア２０及びフット吹出口２４が、バイパス流路２２又はバイパス流路２２の延長線を挟んで相互に離間していても、ヒータコア２０を通過した空気流が、バイパス流路２２を通過した空気流の周囲を通って、フット吹出口２４に向けて流れる。このため、運転室用空調装置の小形化を図るべく、ブロワファン１４の上方に蒸発器１８及びヒータコア２０を配置したとしても、バイレベルモードでの暖房運転時に頭寒足熱の空調状態が実現される。
【００２８】
また、上述した運転室用空調装置は、フットダンパ３２が切欠き３８を有する板ドアによって構成されることによって、簡単な構成を有する。
更に、上述した運転室用空調装置は、フットダンパ３２が、閉塞部材４０と協働してフット吹出口２４を閉塞することにより、バイパス流路２２を部分的に閉塞可能なバイパスダンパを兼ねており、より簡単な構成を有する。
【００２９】
本発明は上述した一実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。
例えば、一実施形態では、フットダンパ３２が、バイパスダンパを兼ねていたけれども、バイパスダンパとフットダンパとを別々に設けてもよい。つまり、ダンパ群は、バイレベルモードのときにバイパス流路２２を部分的に閉塞可能なバイパスダンパを含んでいればよい。そして、バイパスダンパとフットダンパとを別体にした場合、バイパスダンパは、板ドアに限定されず、フィルムドア、ロータリドア又はスライドドアであってもよい。
【００３０】
一実施形態では、切欠き３８の形状が四角形であったけれども、切欠きの形状は特に限定されない。また、バイパスダンパにおける切欠きの位置や数も特には限定されない。更に、切欠きの大きさも特には限定されないが、切欠きの大きさは、フェイス吹出口２６から吹き出す空気流の温度と、フット吹出口２４から吹き出す空気流の温度との差が適当になるように設定される。
【００３１】
一実施形態では、吹出口がフェイス吹出口２６及びフット吹出口２４の２つであったけれども、デフロスト吹出口を加えて３つ以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施形態の運転室用空調装置の概略を示す正面図である。
【図２】図１中のII-II線に沿う概略的な断面図である。
【図３】図１中のIII-III線に沿う概略的な断面図である。
【図４】図１の運転室用空調装置において、フットダンパが開位置にあるときのバイパス流路周辺を、空調ケースを切り欠いて側方斜め上からみた概略的な斜視図である。
【図５】図１の運転室用空調装置において、フットダンパが閉位置にあるときのバイパス流路周辺を、空調ケースを切り欠いて側方斜め上からみた概略的な斜視図である。
【図６】図１中のVI-VI線に沿う概略的な断面図である。
【図７】図１中のVII-VII線に沿う概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０      空調ケース
２０      ヒータコア（加熱用熱交換器）
２２      バイパス流路
２４      フット吹出口
３２      フットダンパ（バイパスダンパ）
【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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【図７】
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