JP4292336B2 - キャビンの空調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車や運搬、建築、或いは農作業用等の作業車両に搭載するキャビンの空調装置(エアコン)の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開平8−192620号公報に示されたトラクタ等のキャビンのように、アウタールーフとインナールーフとから成るルーフを設け、前記アウタールーフとインナールーフとの間隙部に空調装置を内装するものが知られている。また、特開平11−115478に示されるように、これらアウタールーフとインナールーフの間隙部を通風路として利用し、車体後部から取り入れた内気或いは外気を、車体前部のファンへ送る構成も知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−192620号公報
【特許文献2】
特開平11−115478号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
車両にキャビンを搭載する場合は、法的な車高規制や走行環境等の理由により、ルーフの厚さを極力薄くコンパクトに構成する必要がある。また、ルーフに空調装置を備える場合は、通気量を十分確保したり熱効率を損なわない構成が望ましい。
【0005】
しかしながら、前記特開平8−192620号公報に示された空調装置(エアコン)は、ケース内部にファン、エバポレータ、ヒータを前後一直線状に設け、一定の冷房効率または暖房効率を達成するには、前記各装置の容量を大きく設定することが余儀なくされ、キャビン内に広い設置スペースが必要であった。
【0006】
また、前記特開平11−115478号公報に記載された発明を利用し、これに記載されたファンに、エバポレータやヒータを備えて空調装置を構成すると、外気と内気同一の通風路では、例えば炎天下でルーフに直射日光が照り付ける場合、内気を循環させても冷却効率が悪いという課題が有った。
【0007】
特に、キャビン内の室温を一定に保つべく僅かに冷気を循環する場合は、前記間隙部内を空気が通過する際にこの温度が上がってしまい、熱効率が悪いという課題が有った。また反対に、低温時にヒータを作動させる場合も同様に、間隙部内を空気通過する際にこの温度が冷却され暖房効果が悪いという課題が有った。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を鑑みて、キャビンの空調装置を以下のように構成した。
即ち、請求項1の発明は、アウタールーフ(1A)とインナールーフ(1B)とから成るルーフ(1)を設け、前記アウタールーフ(1A)とインナールーフ(1B)との間隙部(2)に空調装置(3)を内装する車両のキャビンにおいて、
前記空調装置(3)のケース(30)を前記ルーフ(1)の左右巾方向において横長状に形成し、このケース(30)内には左右一側部から中央部及び左右他側部に向かってファン(31)、エバポレータ(32)、ヒータ(33)の順にそれぞれ内装し、ケース(30)の前後一面に、前記エバポレータ(32)若しくはエバポレータ(32)とヒータ(33)を共に通過した空気をケース(30)の背面に設けた風向ガイド(37)側に排風する第一排風口(35r)を開口し、前記第一排風口(35r)の前後対向面に、前記エバポレータ(32)及びヒータ(33)を共に通過した空気をケース(30)の前面に設けたデフロスタ吹出口(38)側に排風する第二排風口(35f)を開口し、エバポレータ(32)を通過した空気を第一排風口(35r)へ流すか、或いはヒータ(33)側に流すかを選択する風路切替第一シャッター(41)を設け、エバポレータ(32)とヒータ(33)を共に通過した空気を第一排風口(35r)へ流すか、或いは第二排風口(35f)へ流すかを選択する風路切替第二シャッター(42)を設けたことを特徴とするキャビンの空調装置とした。
(請求項1の作用)
以上のように構成した請求項1のキャビンの空調装置では、ケース左右一側部のファン(31)から送り出され、エバポレータ(32)を通過した空気を第一排風口(35r)へ流すか、或いはヒータ(33)側に流すかを風路切替第一シャッター(41)で選択する。
また、エバポレータ(32)及びヒータ(33)を通過した空気を、そのまま第一排風口(35r)側に流すか、第二排風口(35f)側に流すかを風路切替第二シャッター(42)で選択する。
【0009】
そして、第一排風口(35r)側に流れた空気は風向ガイド(37)に排風され、第二排風口(35f)側に流れた空気はデフロスタ吹出口(38)側に排風される。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【発明の効果】
これにより、請求項1の発明では、アウタールーフ(1A)とインナールーフ(1B)とから成るルーフ(1)を設け、前記アウタールーフ(1A)とインナールーフ(1B)との間隙部(2)に空調装置(3)を内装する車両のキャビンにおいて、
前記空調装置(3)のケース(30)を前記ルーフ(1)の左右巾方向において横長状に形成し、このケース(30)内には左右一側部から中央部及び左右他側部に向かってファン(31)、エバポレータ(32)、ヒータ(33)の順にそれぞれ内装し、
ケース(30)の前後一面に、前記エバポレータ(32)若しくはエバポレータ(32)とヒータ(33)を共に通過した空気をケース(30)の背面に設けた風向ガイド(37)側に排風する第一排風口(35r)を開口し、前記第一排風口(35r)の前後対向面に、前記エバポレータ(32)及びヒータ(33)を共に通過した空気をケース(30)の前面に設けたデフロスタ吹出口(38)側に排風する第二排風口(35f)を開口する構成とすることで、
空気を空調装置のケース(30)内の一側から他側へ移動する間に、冷却または暖めることができ、通風路を単純化し装置全体をコンパクト化することができる上、例えばエバポレータ(32)及びヒータ(33)の内、使用頻度の高い方や熱変化が早い方を風上側に備えることで、冷却した空気の温度を上げず、或いは暖めた空気を冷却させず第一排風口(35r)から排風することができ、キャビン内の熱効率を高めることができる。
【0014】
また、風路切替第一シャッター(41)を設けることで、エバポレータ(32)を通過した空気を第一排風口(35r)へ流すか、或いはヒータ(33)側に流すかを選択することができる。
【0015】
また、風路切替第二シャッター(42)を設けることで、エバポレータ(32)とヒータ(33)を共に通過した空気を第一排風口(35r)へ流すか、或いは第二排風口(35f)へ流すかを選択することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の空調装置を農業用トラクタのキャビンに搭載した形態について説明する。
最初にトラクタTの構成について説明する。
【0017】
トラクタTは、図5に示すように、車体前部のボンネット11内部にエンジンEを備え、このエンジンEの回転動力をミッションケース12内の各種変速装置を経由して、後輪13Rへ伝達し二輪駆動で走行したり、或いは前後輪13F,13Rへ伝達して四輪駆動で走行する構成となっている。また前記エンジンEの回転動力を利用し、エンジン前方のバッテリ14へ電気を充電したり、後述する空調装置3の冷媒や温水を循環する構成となっている。
【0018】
そして、前記エンジンEの後方に、ハンドル15や操縦席16を取り囲むキャビンCを設ける構成となっている。
キャビンCは、図5と図6に示すように、前記ハンドル15下方から前記操縦席16まで延設されるフロア17を設け、この両側にフェンダー65を設けている。また前記フロア17の前部左右に前フレーム18,18を立設し、前記操縦席16の背もたれ部左右側方に後フレーム19,19を立設すると共に、前記左右夫れ夫れの前後フレーム18,19の上端同士を左右ルーフフレーム20,20にて接続し、左右の前フレーム18,18の上端同士をルーフ前フレーム21にて接続し、左右の後フレーム19,19の上端同士をルーフ後フレーム22にて接続する構成となっている。
【0019】
また前記左右のルーフフレーム20,20間には、数本の補助プレート27,27を掛け渡し、同プレート28に音響機器や空調装置3の各種操作部材(内外気切替レバー9a、温度調整ダイヤル9b)を取り付ける構成となっている。
そして、前記左右の前フレーム18,18間にフロントガラス23を取り付け、後フレーム19,19間にサイドガラス24及びリヤガラス25を取り付け、左右夫れ夫れの前後フレーム18,19間に、ガラスドア26を前記後フレーム19に対し回動自在に取り付ける構成となっている。
【0020】
次に、空調装置3の構成と同装置3内の風の流れについて説明する。
前記空調装置3は、図7に示すように、この本体を樹脂製ケース30にて構成し、車体前方に向かってケース30右側部(図7中上側)にファン31を配置し、中央部にエバポレータ32、左側部にヒータ33を内装する構成となっている。詳しくは、前記エバポレータ32とヒータ33は、前後位置において隣り合う側部同士を一部重複(図中符号W)させながら、且つ前記エバポレータ32は後述するケース後面の排風口35rへ向かって面し、ヒータ33は、前記ケースの側面に向かって面した状態で配置する構成となっている。
【0021】
また、前記ケース30には、前記ファン31の上部に吸風口34…を開口すると共に、ケース前面の左側に前排風口35f(第二排風口)を開口し、ケース背面中央部に後排風口35r(第一排風口)を開口する構成となっている。
また前記前排風口35fには、図3に示すように、デフロスタ吹出口38…を有するダクト39を取り付け、前記後排風口35rには、複数個の風向ガイド37…を有するダクト40を取り付ける構成となっている。また前記両ダクト39,40は、風下に至るほど先細り状に設定し、通気面積を次第に小さくすることで、各吹出口37,38から吹き出す風速を上げる構成となっている。
【0022】
また前記エバポレータ32の後方には、上下方向の軸P1…を中心に回動させる風路切替第一シャッター41…を設け、別途設けた操作レバーによりリンク機構を介して一体的に回動させて、前記後排風口35rへの風路を開閉する構成となっている。これにより、同シャッター41を切り替えて、前記ファン31側から流れてくる空気を、前記直接後排風口35rへ流すか、或いはヒータ33側へ流すかを選択する構成となっている。
【0023】
また前記ヒータ33の左側方(図7中下側)にも、上下方向の軸P2…を中心に回動させる風路切替第二シャッター42,42を設け、前記同様に別途設けた操作レバーによりリンク機構を介して一体的に作動させ、前記エバポレータ32側から流れてくる空気を、前記前排風路35fへ流すか、或いは後排風口35rへ流すかを選択する構成となっている。
【0024】
これにより、キャビンC内を冷却するときには、ファン31及びエバポレータ32を作動し、吸風口34から取り入れた空気を、エバポレータ32、第一シャッター41、後排風口35rを通じて風向ガイド37から吹き出す。またキャビンC内部を暖房するときには、ファン31及びヒータ33を作動し、吸風口34から取り入れた空気を、非作動のエバポレータ32、ヒータ33、後排風口35rを通じて風向ガイド37から吹き出す。
【0025】
また更に前記フロントガラス23に冷風あるいは温風を当てるときには、前記ファン31と、エバポレータ32またはヒータ33を作動し、吸風口34から取り入れた空気を、エバポレータ32、ヒータ33、第二シャッター42、前排風口35fを通じてデフロスタ吹出口38から吹き出す。
【0026】
以上のように構成した空調装置では、エバポレータ32とヒータ33を前後位置を一部重複且つ斜め方向に向かって内装しているので、ケース左右巾を極力コンパクトに構成することができる。エバポレータ32を排風口側へ向かって斜め方向に設け、冷却した空気を、後排風口35rから短距離で排風することができ、キャビン内の熱効率を高めることができる。
【0027】
尚、図7中に示す矢印は、ケース30内の主な風の流のパターンを示す。また前記エバポレータ32とヒータ3の位置は使用頻度や熱効率に応じて相互に交換しても良く、また空調装置3は、第一、第二切替シャッター41,42やエバポレータ32及びヒータ33等をアクチュエータにより駆動する構成とし、センサなどによりキャビン内の室温を検知して、この温度を一定に保ったり、温風を設定したときには前記後排風口35rからの吹出量を減少させるといった所謂オートエアコンタイプとしても良い。
【0028】
次に、前記空調装置3への通風路について図1乃至図4、図8に基づき説明する。
キャビンCのルーフ1は、図1に示すように、外気に晒されるアウタールーフ1Aと、内装材となるインナールーフ1Bとを、前記キャビンCのルーフの左右両側部を支持する前記左右ルーフフレーム20とルーフ後フレーム22及び補助プレート27に固定する構成となっている。
【0029】
詳細に説明すると、前記アウタールーフ1Aは、ブロー成形され、この中空部を外気通風路D1に利用する構成となっている。詳しくは、図2に示すように、この左右両端部に前記左右ルーフフレーム20の外側を覆う断面視L字型の中空部(以下、外側中空部4a)を形成し、中央部にも前後方向の列状且つ断面視偏平の中空部(以下、内側中空部4b、4b…)を形成すると共に、これら中空部4a,4bを、アウタールーフ1Aの後端部下面に開口した外気導入口5に連通する構成となっている。また前記外気導入口5には、図9に示すように、ペーパーフィルターを内装するフィルターケース28を嵌め込み、ノブボルト29,29により着脱する構成になっている。
【0030】
尚、前記偏平状の中空部4b,4b…は、単一の幅広の中空部としても良いし、更に幅狭に構成し条数を増やしても良い。
またアウタールーフ1Aの前部では、前記左右の外側中空部4a,4aと内側中空部4b…と合流させ外気通気D1を延設し、ルーフ下面の右前部に開口した連通孔6から、外気を前記インナールーフ1Bとの間隙部2へ連通する構成となっている。
【0031】
そして、前記連通孔6近傍に位置する前記ルーフ前フレーム21には、ブラケットを介して、前記連通孔6を開閉する外気内気切替シャッター8を設けている。
これにより、前記切替シャッター8が連通孔6を遮蔽しているときには、前記空調装置3のファン31へ内気を送り込み、連通孔6を開放しているときには外気と内気を前記ファン31へ送り込む構成となっている。
【0032】
また前記左右ルーフフレーム20,20は、断面視内側を開放し、外側に突出部20aを形成した凸形状のフレームにて構成され、この上面に前記アウタールーフ1Aを当接し、下面にインナールーフ1Bを当接して共通のボルト50にて共締めする構成となっている。
【0033】
また前記補助プレート27も同様に、上面にアウタールーフ1Aを当接し、下面にインナールーフ1Bを当接しながら、共通のビス51…により固定する構成となっている。
また前記左右一方、図1中左側のルーフフレーム20の突出部20a内には、前記空調装置3のエバポレータ32へ冷媒を循環させる配管52,52と、前記ファン等、ルーフ1に取り付ける各種電気機器の配線54を配索し、他方、図1中右側のルーフフレーム20の突出部20aには、前記ヒータ33へ温水を循環させるホース53,53を配索し、前記キャビンCの後フレーム19の内側を沿って下方へ延設する構成となっている。
【0034】
以上のように構成したトラクタTでは、空調装置3へ送り込む内気通風路D2を、前記アウタールーフ1Aとインナールーフ1Bに上下を挟まれ、且つ左右をルーフフレーム20,20に囲まれた間隙部2にて構成し、この間隙部2の一部上方を、アウタールーフ1Aに形成した外気通風路D1、即ち左右ルーフフレーム間に形成した内側中空部4b…にて覆う構成としている。
【0035】
これにより、ルーフ1に外気及び内気通風路を夫れ夫れ構成する場合、内気通風路の上方には外気通風路が介在するため、特に炎天下の中、冷気を僅かに循環させてキャビン内の温度を維持する場合は、前記間隙部2を通過する間に熱せられることが抑制され、内気の温度変化を抑え、冷却効率を向上することができる。また反対に寒冷な環境では、ヒータによる暖房効果を向上することができる。
【0036】
また、ここでは前記キャビンフレーム巾内の中空部4bをアウタールーフ1Bの下面を列状に突設し、キャビンフレーム外側の中空部を横L字型に形成しているので、外気の通気量を確保しつつ、キャビンの厚さを抑制して、トラクタの車高を低く構成することができる。
【0037】
更に前記空調装置3の冷媒及びヒータ配管の配索構成について説明する。
図10に示す図は、前記空調装置3の冷媒用配管52や温水用配管53或いは配線類を挿通する後フレーム19を示す。ここでは、前記キャビンCのフレーム内側に上下三箇所のプレート部材60a,60b,60cを溶接し、この上下のプレート60a,60bに前記ガラスドア26のヒンジ61,61を軸支すると共に、中間部のプレート60bに、前記空調装置や音響機器、更にはトラクタの各種制御ランプ等、各種電装品のニューズを格納するヒューズボックス64を取り付ける構成となっている。また更に、前記ヒューズボックス側方のカバー62には、開閉自在の小窓63を形成し、この窓63から前記ヒューズを点検、交換する構成となっている。これにより、メンテナンス性を向上することができる。また前記後フレーム19に沿って下方へ延設された配管52,53は、図12に示すように、フェンダー65上面のドアシール面となる凸部65aの内側に沿って車体前方、即ちエンジンEの近傍まで配索する構成となっている。
【0038】
また前記フェンダー凸部65aは、前記キャビンCの後フレーム19の内側に嵌合させるカバー62内部で操縦席後方を取り囲む凹型のリヤフレーム65に溶接する構成となっている。これにより、トラクタTの溶接部を外部に表わすことが無く美観を損なうことが無い。
【0039】
尚、図中符号70は、キャビン背面の段差部下側に収納されたウォッシャータンクを示し、この上部の開閉窓71からタンク内部の液量を点検したり補充する構成となっている。
また前記リヤガラス25には、図12に示すように、上部中間部にワイパー72を設け、このワイパーアーム73を下方へ向かって伸設すると共に、このワイパー72の収納状態に沿わせてハンドキャッチャー74を延設する構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)ルーフの断面図(図4のA−A断面)。
(B)ルーフの断面図(図4のB−B断面)。
【図2】 ルーフ端部の断面図。
【図3】 ルーフの平面図。
【図4】 ルーフ前部の断面図。
【図5】 トラクタの全体側面図。
【図6】 キャビンのフレーム枠を示す図、及びフェンダーの四面図。
【図7】 (A)空調装置の平面図
(B)空調装置の正面図。
【図8】 アウタールーフの外形を示す図。
【図9】 外気導入口及びフィルターケースの取付構成を示す図。
【図10】 後フレームに沿わせる配管の配索構成を示す図。
【図11】 フェンダー上を沿わせる配管の配索構成を示す図。
【図12】 (A)リヤガラスの背面図。
(B)リヤガラスの上面図。
【符号の説明】
T トラクタ
1 ルーフ
1A アウタールーフ
1B インナールーフ
2 間隙部
3 空調装置
4a 外側中空部
4b 内側中空部
5 外気導入口
6 連通孔
7 内気導入口
20 左右ルーフフレーム
27 補助プレート
30 空調装置ケース
31 ファン
32 エバポレータ
33 ヒータ
35f 前排風口
35r 後排風口
Claims (1)
- アウタールーフ(1A)とインナールーフ(1B)とから成るルーフ(1)を設け、前記アウタールーフ(1A)とインナールーフ(1B)との間隙部(2)に空調装置(3)を内装する車両のキャビンにおいて、
前記空調装置(3)のケース(30)を前記ルーフ(1)の左右巾方向において横長状に形成し、このケース(30)内には左右一側部から中央部及び左右他側部に向かってファン(31)、エバポレータ(32)、ヒータ(33)の順にそれぞれ内装し、
ケース(30)の前後一面に、前記エバポレータ(32)若しくはエバポレータ(32)とヒータ(33)を共に通過した空気をケース(30)の背面に設けた風向ガイド(37)側に排風する第一排風口(35r)を開口し、前記第一排風口(35r)の前後対向面に、前記エバポレータ(32)及びヒータ(33)を共に通過した空気をケース(30)の前面に設けたデフロスタ吹出口(38)側に排風する第二排風口(35f)を開口し、
エバポレータ(32)を通過した空気を第一排風口(35r)へ流すか、或いはヒータ(33)側に流すかを選択する風路切替第一シャッター(41)を設け、
エバポレータ(32)とヒータ(33)を共に通過した空気を第一排風口(35r)へ流すか、或いは第二排風口(35f)へ流すかを選択する風路切替第二シャッター(42)を設けたことを特徴とするキャビンの空調装置。
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