JP4292336B2 - キャビンの空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

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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