JP4378358B2 - 作業車の空調構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体にキャビンを備えた作業車の空調構造に関する。

上記のような作業車の空調構造としては、例えば、車体の前部側にエンジン及び空調ユニットを配備したもの（例えば特許文献１参照）や、車体の前部側にエンジンを配備し、キャビンの上部に空調ユニットを配備したもの（例えば特許文献２参照）がある。
特開２００２−９６６２４号公報（段落番号００３３，００３６，００３９、図１〜４，７） 特開２００５−１５３７号公報（段落番号００１５、図１〜３）

前者の構成では、車体前部側の限られた領域にエンジン及び空調ユニットを配備することから、それらが重合あるいは密接することになり、それらに対するメンテナンスが行い難くなる。

後者の構成では、キャビンの上部に空調ユニットを配備することから、車体の重心位置が高くなって車体の安定性が低下する。

本発明の目的は、エンジン及び空調ユニットに対するメンテナンス性、及び、車体の安定性を向上させることにある。

上記の目的を達成するため、本発明のうちの請求項１に記載の発明では、
車体の前後中間部にキャビンを備えるとともに、車体の後部で前記キャビンよりも後側にエンジンを配備し、車体の後部で前記エンジンの上方に荷台を装備し、車体の前部で前記キャビンよりも前側に、揺動開閉式のボンネットを備えて車体前部の上部を覆う上部カバーを配備し、
左右の前輪及び左右の後輪を支持するベースフレームを備え、前記ベースフレームにおける前記キャビンよりも前側に位置する前側部分に、左右の前輪サスペンションの上端部を支持する支持フレームを、その上部が前記ベースフレームの前側部分よりも上側でかつ前記ボンネットの下方に位置して、この支持フレームと前記ボンネットとの間に空間が形成される状態で配備し、
ファンをその回転軸心が上下向きになる横置き姿勢で装備した空調ユニットを、前記支持フレームと前記ボンネットとの間に形成された空間に位置するように配置して前記支持フレームにより支持してある。

この構成によると、エンジンと空調ユニットとを、車体の後部と車体の前部とに分散配備することから、それらに対するメンテナンスが行い易くなる。

しかも、車体の前部でキャビンよりも前側に空調ユニットを配備したことで、キャビンの上部に空調ユニットを配備する場合に比較して、車体の重心位置を低くすることができ、又、キャビンの上部から下部側に向けた空調ダクトの引き回しを行うことなく、搭乗者の上半身側だけでなく、搭乗者の下半身側に対する調節空気の供給を良好に行える。
更に、ファンを縦置きに装備する場合に比較して、キャビンの下部前方に配備した空調ユニットの嵩を低く抑えることができ、その分、車体の前下方に対する視界を広げることや、座席位置とともにキャビンのルーフ位置を低く抑えることが可能になる。

従って、エンジン及び空調ユニットに対するメンテナンス性、車体の安定性、及び、居住性の向上を図ることができる。又、車体の前下方に対する視界が広がることによる運転性の向上や、車体重心を低くすることによる安定性の向上を図ることができる。

本発明のうちの請求項２に記載の発明では、上記請求項１に記載の発明において、
車体の前部で前記キャビンよりも前側に車体前部の下部を覆う下部カバーを配備し、
前記支持フレームを、この支持フレームと前記下部カバーの前部の左右中央部との間に空間が形成される状態で配備し、
空調用のコンデンサを、左右の前記前輪サスペンションの間で、前記支持フレームと前記下部カバーの前部の左右中央部との間に形成された空間に横長の縦置き姿勢で配置してある。

本発明のうちの請求項３に記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の発明において、
前記ベースフレームを、前記キャビンよりも後側に位置して前記左右の後輪を支持する後側部分が前記ベースフレームの前側部分よりも上側に位置するように形成し、
前記ベースフレームの後側部分の上側に前記荷台を配備し、前記ベースフレームの後側部分の下方で車体の左右中央部に前記エンジンを配備し、前記荷台の下方で前記エンジンの横側方にコンプレッサを配備してある。
この構成によると、エンジン動力によるコンプレッサの駆動を、伝動ベルトなどを利用した簡単な伝動構成で行える。

しかも、エンジンの上方にコンプレッサを配備する場合に比較して、荷台の高さ位置を低く抑えることができ、その分、車体の重心位置を低くすることができるとともに、荷台に対する荷物の移載が行い易くなる。

従って、コンプレッサ駆動構造の簡素化を図りながら、車体の安定性を更に向上させることができ、又、荷台に対する移載作業性の向上を図ることができる。

本発明のうちの請求項４に記載の発明では、上記請求項３に記載の発明において、
車体の後部における前記荷台の下方で前記エンジンの左右一側方における前記キャビンと前記後輪との間に形成される空間にラジエータを配備してある。

この構成によると、エンジンの前後一側方にラジエータを配備する場合に比較して車体の全長を短くすることができる。
又、コンデンサとラジエータとを車体の前後に分散配備して、それらに対する冷却風の供給を独自に行うことが可能になる。

従って、車体の小型化を図ることができる。又、コンデンサ及びラジエータでの冷却効率の向上を図ることができる。

本発明のうちの請求項５に記載の発明では、上記請求項４に記載の発明において、
車体の後部における前記荷台の下方で前記エンジンの左右他側方における前記キャビンと前記後輪との間に形成される空間に燃料タンクを配備してある。

ラジエータと燃料タンクとをエンジンの左右に分散配備することから、車体の左右バランスの均衡が図り易くなる。

従って、車体の左右バランスの向上を図ることができる。

図１には輸送などに適した作業車の全体側面が、図２にはその全体平面が示されており、この作業車は、車体フレーム１に防振支持された水冷式のエンジン２からの動力を、静油圧式無段変速装置３やギヤ式変速装置４などを介して、左右一対の前輪５及び後輪６に伝達する四輪駆動型に構成されている。

車体の前部には、前輪フェンダ兼用の下部カバー７や上部カバー８などが配備され、上部カバー８には、その上部の左右中央に形成した開口を開閉可能に覆う揺動開閉式のボンネット９が備えられ、それらで形成した収納空間に空調ユニット１０などが装備されている。

車体の前後中間部には、前輪操舵用のステアリングホイール１１や、簡易着脱可能に支持された長椅子型の座席１２、などを配備して搭乗部１３を形成するとともに、搭乗空間を形成するキャビン１４が配備されている。

車体の後部には、ギヤ式変速装置４の上方に配備した油圧式のダンプシリンダ１５の作動で、車体フレーム１の後端部に配備した左右向きの支軸１６を支点にして上下揺動する荷台１７が配備されている。

図１〜８に示すように、車体フレーム１は、ベースフレーム１８とキャビンフレーム１９とを溶接によって連結した溶接一体構造であって、搭乗者を保護するための高い強度を有するように構成されたキャビンフレーム１９が、車体フレーム１の強度部材として機能するように構成されている。

ベースフレーム１８は、左右一対のサイドメンバー２０、複数のクロスメンバー２１、キャビン用の複数の連結部材２２、及び、空調ユニット用の支持フレーム２３、などを溶接して構成され、その後部に防振連結装備された支持フレーム２４を介して、エンジン２やギヤ式変速装置４などを支持する。

キャビンフレーム１９は、乗降口を形成する左右一対のサイドフレーム２５、複数のクロスメンバー２６、左右一対の座席支持部材２７、左右の座席支持部材２７の前上部同士にわたる連結部材２８、及び、左右一対の手摺部材２９、などを溶接して箱状に枠組み連結することで、高い強度を有するように構成されている。

左右の各サイドフレーム２５は、単一の断面形状略瓢箪形の異形パイプに、外観や空力特性の向上を図ることができる三次元曲線を有するように、前後左右に小さい曲率や比較的小さい曲率で緩やかに湾曲させる三次元曲げ加工を施した後、その後部中央箇所において上下方向に一直線状に連なる両端部を溶接し、その溶接箇所を研削して均すことで、閉ループ形に形成されている。

このように、左右の各サイドフレーム２５を、外観や空力特性の向上を図ることができる三次元曲線を有する閉ループ形に形成すれば、外観や空力特性の向上を図れるだけでなく、キャビンフレーム１９にかかる外力が左右のサイドフレーム２５において吸収・分散され易くなることから、局部的な応力集中に起因したキャビンフレーム１９の変形や破損などを効果的に抑制できる。

しかも、各サイドフレーム２５を単一の異形パイプで形成することから、サイドフレーム２５のフレーム幅を狭くすることによる視界性や開放感の向上を図りながら、サイドフレーム２５を軽量で高い強度を有するものに構成でき、又、サイドフレーム２５の構成部品を削減でき、溶接箇所や研削箇所を削減できることから、製造コストの削減や生産性の向上などを図ることができる。

キャビンフレーム１９の各クロスメンバー２６には、絞り加工を施すことで強度の向上が図られた板金材が採用されており、これによって、キャビンフレーム１９として高い強度を確保しながら軽量化を図ることができる。

図１、図２及び図８に示すように、キャビン１４は、キャビンフレーム１９に、座席１２、ルーフパネル３０、フロントパネル３１、リヤパネル３２、及び、外開き式の左右一対のドア３３、などを備えて構成されている。

フロントパネル３１は、透明の曲面ガラス３４の周縁部にウェザーストリップ３５を装着して構成され、キャビンフレーム１９に、その上縁部が左右一対のヒンジ３６を介して連結され、その下縁部が左右一対の開閉保持具３７を介して連結されたことで、各ヒンジ３６の枢支軸３６Ａを支点にした上支点周りでの前後揺動による開閉操作が可能に、かつ、所定の開き位置と閉じ位置での位置保持が可能に構成されている。

リヤパネル３２は、透明の曲面ガラス３８の周縁部にウェザーストリップ３９を装着して構成され、キャビンフレーム１９に、その上縁部が左右一対のヒンジ４０を介して連結され、その下縁部が左右一対の開閉保持具４１を介して連結されたことで、各ヒンジ４０の枢支軸４０Ａを支点にした上支点周りでの前後揺動による開閉操作が可能に、かつ、所定の開き位置と閉じ位置での位置保持が可能に構成されている。

左右の各ドア３３は、周縁部にウェザーストリップ４２を装着した透明の曲面ガラス４３に、キャビン外部からの開閉操作を可能にする外側ハンドル４４、キャビン内部からの開閉操作を可能にする内側ハンドル４５、及び、内外からの解除操作が可能な保持機構４６、などを備えたフレームレス構造に構成され、キャビンフレーム１９に、その後縁部が上下一対のヒンジ４７を介して連結されたことで、各ヒンジ４７の枢支軸４７Ａを支点にした後支点周りでの左右揺動による開閉操作が可能に構成され、その閉じ操作による所定の閉じ位置への到達に伴って、保持機構４６がキャビンフレーム１９に備えた固定金具（図示せず）に係合することで、所定の閉じ位置に位置保持できるように構成されている。

そして、上記のように、揺動開閉操作可能に構成されるフロントパネル３１、リヤパネル３２、及び、左右の各ドア３３に曲面ガラス３４，３８，４３を採用したことで、それらの保形性が高くなって、車体の振動などに起因した撓み変形などを効果的に抑制することができ、それらの閉じ状態でのキャビンフレーム１９に対する密着度を高い状態に維持し易くなることから、優れた防水性や気密性を安定して得られるようになり、結果、キャビン１４での居住性の向上を図ることができる。

図１、図２及び図９に示すように、エンジン２は、その出力軸（図示せず）が車体の前後方向に沿って延出する姿勢で、その前部側が側面視でキャビン１４と重合する車体後部側の位置に配備され、そのエンジン２の後端にギヤ式変速装置４が直結され、ギヤ式変速装置４の後端に静油圧式無段変速装置３が連結装備されている。

つまり、エンジン２を、車体の前部に配備される空調ユニット１０から離れた車体後部側の位置に配備したことで、エンジン２と空調ユニット１０とを車体前部の収納空間に配備する場合に比較して、それらに対するメンテナンスが行い易くなる。

エンジン２の左側方には、電動式の冷却ファン４８を備えたラジエータ４９や、油圧式のパワーステアリングユニット（図示せず）に供給するオイルを冷却するオイルクーラ５０、などが左斜め前方向きの姿勢で配備され、エンジン２の右側方には燃料タンク５１などが配備されている。

このように、ラジエータ４９及びオイルクーラ５０と燃料タンク５１とをエンジン２の左右に分散配備したことで、エンジン２の前後一側方にラジエータ４９などを配備する場合に比較して車体の全長を短くすることができ、又、車体の左右バランスを向上させることができ、更に、冷却風の取り入れが行い易くなる。

図１〜５、図９及び図１０に示すように、支持フレーム２３は、その左右に溶接装備された板金製の支持部材５２で前輪サスペンション５３の上端部を受け止め支持する比較的高い位置に配備されている。

空調ユニット１０は、樹脂製のケーシング５４の内部に、エバポレータ５５とヒータ５６とを前後に配備し、シロッコファン５７をその回転軸心が上下向きになる横置き姿勢で配備した薄型に構成され、支持フレーム２３に搭載支持されている。

つまり、空調ユニット１０を薄型に構成したことで、空調ユニット１０を、前輪サスペンション５３の上端部を受け止め支持する支持フレーム２３と、上部カバー８やボンネット９との間に、上部カバー８やボンネット９の上端位置を高くすることなく配備することができ、これによって、車体の前下方に対する視界が狭くなる、あるいは、その視界を確保するために座席１２とともにルーフパネル３０の高さ位置を高くすることで車体重心が高くなる、といった不都合を招くことなく、キャビン１４の下部前方に空調ユニット１０を配備することができる。

しかも、キャビン１４の下部前方に空調ユニット１０を配備したことで、空調ユニット１０をキャビン１４の上部に配備する場合に比較して、車体の重心位置を大幅に低くすることができ、又、キャビン１４の上部から下部側に向けた空調ダクトの引き回しを行うことなく、空調ユニット１０からキャビン１４の内部に向けて調節空気を案内する空調ダクト５８を備えるだけで、キャビン内部のインストルメントパネル５９に備えた複数の吹出口５９Ａから、搭乗者の上半身側や下半身側に向けた調節空気の供給を良好に行える。

図１、図２及び図９に示すように、下部カバー７の正面中央には、複数の通気口７Ａが形成され、下部カバー７などで形成した車体前部の収納空間における通気口７Ａと支持フレーム２３との間に、電動式の冷却ファン６０を備えた空調用のコンデンサ６１及びレシーバタンク６２が配備されている。

つまり、車体の後部に配備したラジエータ４９及びオイルクーラ５０には、専用の冷却ファン４８で生起した冷却風を供給し、車体の前部に配備したコンデンサ６１には、専用の冷却ファン６０で生起した冷却風を供給することから、それらに単一の冷却ファンで生起した冷却風を供給する場合に比較して冷却効率の向上を図ることができる。

図９に示すように、エンジン２の左側方には、伝動ベルト６３を介して伝達されるエンジン２からの動力で駆動される空調用のコンプレッサ６４が配備されている。

これによって、エンジン２の上方にコンプレッサ６４を配備する場合に比較して、それらの上方に配備した荷台１７の高さ位置を低く抑えることができ、その分、車体の重心位置を低くすることができるとともに、荷台１７に対する荷物の移載が行い易くなる。

図２、図４、図５、図７及び図９に示すように、左右の座席支持部材２７には、それらの間に形成された開口６５を塞ぐための板金製のカバー６６が簡易着脱可能に取り付けられており、このカバー６６を座席１２とともに取り外して開口６５を開放することで、キャビン１４の後部下方に配備したパワステ用のオイルタンク６７に対する給油などを簡単に行える。

右側の座席支持部材２７の下方にはエアクリーナ６８が配備されており、このエアクリーナ６８のエレメント交換は、右側の座席支持部材２７の右側部に着脱可能にボルト連結したカバー６９を取り外すことで簡単に行える。

〔別実施形態〕

〔１〕キャビン１４としては、ベースフレーム１８に着脱可能に装備したものであってもよく、又、ベースフレーム１８に防振搭載支持したものであってもよい。

〔２〕キャビン１４の構成としては種々の変更が可能であり、例えば、左右一側方のみにドア３３を備える、あるいは、スライド開閉式のドア３３を備えるように構成してもよく、サイドフレーム２５に板金材や角パイプ材などを採用して構成してもよく、フロントパネル３１、リヤパネル３２、及び、左右のドア３３に、平面ガラス、あるいは、ガラスに比較して軽量で加工し易く強度などの面で優れる透明のポリカーボネート樹脂板や、軽量で、透明性、耐侯性、耐衝撃性、などに優れたアクリル樹脂板、などを採用して構成してもよい。

〔３〕コンプレッサ６４を、エンジン２の右側方に配備してもよい。

〔４〕コンデンサ用の冷却ファン６０を備えずに、走行に伴って下部カバー７の通気口７Ａから流入する外気でコンデンサ６１を冷却するように構成してもよい。

〔５〕エンジン２の左右一側方に、電動式の冷却ファン４８を備えたラジエータ４９を、外斜め後方向きの姿勢で配備してもよく、又、真横向きの姿勢で配備してもよい。

作業車の全体側面図 作業車の全体平面図 作業車のフレーム構造を示す側面図 作業車のフレーム構造を示す平面図 作業車のフレーム構造を示す斜視図 作業車のフレーム構造を示す要部の縦断正面図 座席下方のフレーム構造を示す要部の縦断正面図 キャビンの構成を示す要部の側面図 エンジンや空調ユニットなどの配置を示す概略横断平面図 空調ユニットの支持構造を示す要部の縦断正面図

２ エンジン
５ 前輪
６ 後輪
７ 下部カバー
８ 上部カバー
９ ボンネット
１０ 空調ユニット
１４ キャビン
１７ 荷台
１８ ベースフレーム
２３ 支持フレーム
４９ ラジエータ
５１ 燃料タンク
５３ 前輪サスペンション
５７ ファン
６１ コンデンサ
６４ コンプレッサ

Claims (5)

1. 車体の前後中間部にキャビンを備えるとともに、車体の後部で前記キャビンよりも後側にエンジンを配備し、車体の後部で前記エンジンの上方に荷台を装備し、車体の前部で前記キャビンよりも前側に、揺動開閉式のボンネットを備えて車体前部の上部を覆う上部カバーを配備し、
   左右の前輪及び左右の後輪を支持するベースフレームを備え、前記ベースフレームにおける前記キャビンよりも前側に位置する前側部分に、左右の前輪サスペンションの上端部を支持する支持フレームを、その上部が前記ベースフレームの前側部分よりも上側でかつ前記ボンネットの下方に位置して、この支持フレームと前記ボンネットとの間に空間が形成される状態で配備し、
   ファンをその回転軸心が上下向きになる横置き姿勢で装備した空調ユニットを、前記支持フレームと前記ボンネットとの間に形成された空間に位置するように配置して前記支持フレームにより支持してある作業車の空調構造。
2. 車体の前部で前記キャビンよりも前側に車体前部の下部を覆う下部カバーを配備し、
   前記支持フレームを、この支持フレームと前記下部カバーの前部の左右中央部との間に空間が形成される状態で配備し、
   空調用のコンデンサを、左右の前記前輪サスペンションの間で、前記支持フレームと前記下部カバーの前部の左右中央部との間に形成された空間に横長の縦置き姿勢で配置してある請求項１に記載の作業車の空調構造。
3. 前記ベースフレームを、前記キャビンよりも後側に位置して前記左右の後輪を支持する後側部分が前記ベースフレームの前側部分よりも上側に位置するように形成し、
   前記ベースフレームの後側部分の上側に前記荷台を配備し、前記ベースフレームの後側部分の下方で車体の左右中央部に前記エンジンを配備し、前記荷台の下方で前記エンジンの横側方にコンプレッサを配備してある請求項１又は２に記載の作業車の空調構造。
4. 車体の後部における前記荷台の下方で前記エンジンの左右一側方における前記キャビンと前記後輪との間に形成される空間にラジエータを配備してある請求項３に記載の作業車の空調構造。
5. 車体の後部における前記荷台の下方で前記エンジンの左右他側方における前記キャビンと前記後輪との間に形成される空間に燃料タンクを配備してある請求項４に記載の作業車の空調構造。