JP2000264036A - 車輌用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調温度が中間モードにされる場合に、温風
と冷風に層状で送り出される空調ユニットを用い、温風
と冷風を層状で内部を仕切られたダクトにより運転席周
りに供給して、頭寒足熱の状態で調温エアを吹出口から
送出できる車輌用空気調和装置を提供する。 【解決手段】 エバポレータとヒータコアおよび送風機
を備えて、送出口では中間モードにおいて冷風と温風と
を区別して送り出せるようにされる空調ユニット２０
と、この空調ユニット２０の送出口から運転室２内の運
転席３周りに設けられる吹出口を備えて内部が二通路に
区分されたダクト（１０，１０Ａ，１０Ｂ）とを有し、
そのダクトの一方の通路に通じる吹出口１５ｄが運転者
４０の上半身に向く冷風吹出口となり、他方の通路に通
じる吹出口１５，１５ｂ、１５ｃが運転者の足元などに
向く温風吹出口となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として建設機械
における作業車輌に適する車輌用空気調和装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル，ブルドーザやクローラク
レーンなどの建設機械に搭載される運転室には、作業を
快適に行えるように空気調和装置が組込まれている。こ
の空気調和装置は、一般的に運転室外に設置された空調
ユニットから、冷風または温風を、さらに中間温度でに
調温されたエアを室内にダクトで導いて吹き出させるよ
うにされている。なお、その中間温度でのエアは冷却さ
れたエアと加熱されたエアを混合して送られるようにさ
れている。

【０００３】最近では、運転者の作業快適性を向上させ
る目的で、中間モードとして運転席の足元には冷風を、
また上半身部には温風を、それぞれ分けて送風できるよ
うにする空気調和装置の採用が試みられつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷風と
温風のような温度条件の異なる二系統の調温エアをキャ
ブ内に供給するには、冷風専用ダクトと温風専用ダクト
を設置しなければならず、狭いスペースにそれらダクト
を設けるには設置スペースに無理があるという問題点が
ある。

【０００５】また、空調ユニットにおいても冷風と温風
とを分離して同時に送り出すようにするには、従来の方
式である温風供給または冷風供給、そして温風と冷風と
をミックスダンパーによって空調ユニット内で混合さ
せ、かつダクト内で混合調和させて吹き出させるという
ような構成では、実質的に供給困難であるという問題が
ある。

【０００６】なお、一般自動車用の空気調和装置として
複数の温調ができるように空調ユニと内部を仕切板で仕
切るような先行技術が特開平５−５８１４４号公報によ
って知られている。しかし、このような構成のものは油
圧ショベルなど建設機械における運転室のように設置ス
ペースが少ない車輌ではそのまま採用することができな
いものである。特に、空調ユニットから運転室内の運転
席周りにダクトを配置して、吹出口の位置に合わせて異
なる調温エアを送り出させるようにすることはできない
ものである。

【０００７】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、空調温度が中間モードにされる場
合に、温風と冷風とに層状で送り出される空調ユニット
を用い、温風と冷風の状態で内部を仕切られたダクトに
より運転席周りに供給して、頭寒足熱の状態で調温エア
を吹出口から送出できる車輌用空気調和装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、第１発明による車輌用空気
調和装置は、エバポレータとヒータコアおよび送風機を
備えて、送出口では中間モードにおいて冷風と温風とを
区別して送り出せるようにされる空調ユニットと、この
空調ユニットの送出口から運転室内の運転席周りに設け
られる吹出口を備えて内部が二通路に区分されたダクト
とを有し、そのダクトの一方の通路に通じる吹出口が運
転者の上半身に向く冷風吹出口となり、他方の通路に通
じる吹出口が運転者の足元などに向く温風吹出口となる
ことを特徴とするものである。

【０００９】このように構成される本発明の車輌用空気
調和装置では、空調ユニットにおいて中間モード時にエ
バポレータによって冷却されたエア（冷風）と、ヒータ
コアを通って加熱されたエア（温風）とを混合させるこ
となく別の流れとして送出口から送り出し、この空調ユ
ニットの送風口に接続されるダクトも、その内部を全長
にわたり二通路に仕切られたものを用いて運転席周りの
吹出口まで供給されるので、運転者の上半身に向く吹出
口からは冷風が、また、運転者の足元などに向く吹出口
からは温風が、それぞれ個々に吹き出される。したがっ
て、運転者はちょうど頭寒足熱の状態で作業できること
になり、快適な環境で作業できることになる。

【００１０】前記ダクトは、その内部を気体の流れ方向
に仕切板を配設されて二通路に区分されるものが用いら
れる。このようにされることによって、設置スペースの
狭い個所を有効利用して初期の目的を達成できる。その
仕切板は着脱可能に組込まれるようにするのがよい。ま
た、前記仕切板は、流れ方向に沿って二分割されるダク
ト内で挟み込まれて固定されダクト内部を二通路に仕切
るようにされるのがよい。ダクトの形状が屈曲部の多い
構造であっても製作を容易にして、安価に提供すること
ができるという効果を奏する。

【００１１】次に、第２発明による車輌用空気調和装置
は、送風機と、エバポレータおよびヒータコアを備える
空調ユニットにおいて、送風機、エバポレータ、ヒータ
コアの順に配列され、前記エバポレータの下流側に設け
られるヒータコアの上流側と下流側には冷房・中間・暖
房の３モードに切換えられるダンパーが設けられ、かつ
調温されたエアの送出口を前記ダンパーによる制御で中
間モード時に冷風と温風が層状に区分されてダクト側に
送られる構成であることを特徴とするものである。

【００１２】このように構成されることにより、空調ユ
ニットでの供給エアが別途制御系による指令でもってヒ
ータコアの上流側と下流側に設けられるダンパーを切換
えることにより、運転室内を冷房する場合は、両ダンパ
ーをヒーターコア側への流通路を閉じるようにすること
でエバポレ−タによる冷却操作での冷風がダクト側に送
られて室内を冷房する。また、運転室内を暖房するとき
には、エバポレータにより除湿されたエアを全てヒータ
コア内を通過するようにダンパーを操作してダクト側に
温風を供給する。そして、中間モードでの運転時には、
両ダンパーを中間位置に設定することにより、エバポレ
ータから送り出されるエアの一部をヒータコア内を通過
させて、温風としてダクトの温風側通路に流れるように
し、エバポレータからそのまま送り出される冷風はダク
トの冷風側通路に流れるように、それぞれのエアの層状
制御を行うことで、温風と冷風を層状に分けて空調でき
るという効果を奏するのである。

【００１３】なお、前記空調ユニットにおけるエバポレ
ータとヒーターコアとの配置については、搭載建設機械
の機種などによって上下にあるいは平面的に配置するこ
とができる。これら配置の条件に応じて上流側と下流側
のダンパーの配置ならびに形状を最適のものとすればよ
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明による車輌用空気調
和装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ
説明する。

【００１５】図１に本発明に係る車輌用空気調和装置の
一実施例概要図が、図２に図１のＡ−Ａ視平面図が、図
３に図２のＢ−Ｂ視断面図が、図４にダクトのベンド部
分の一例を示す側面図（ａ）と図（ａ）におけるａ−ａ
視断面図（ｂ）が、図５に図１のｂ−ｂ視断面図が、図
６に空調ユニットの一例を表す概要図が、それぞれ示さ
れている。

【００１６】これら図によって示されるように、本実施
例の車輌用空気調和装置１は、例えば油圧ショベルなど
の建設機械における運転室２内に設置されるものであっ
て、運転席３のシート３ａ下側に空調ユニット２０が配
置され、この空調ユニット２０の調温エア送出口２１か
ら運転室２の内側面下部に沿わせて前方にダクト１０が
配置され、また後方へも後部吹き出し用ダクトが分岐さ
れて配設される。なお、前記空調ユニット２０のエバポ
レータへの冷媒およびヒータコアへの熱源は、従来と同
様に運転室２外に配置される図示されないコンプレッサ
ーおよびエンジンのラジエータと繋がれて供給される。

【００１７】前記空調ユニット２０は、その詳細につい
て後述するが、空調制御によるバイレベルモード（中間
モード）で温風と冷風が層状に供給される機能を備えた
ものが用いられる。そのために、調温エア送出口２１で
は二層に分けてエアを供給できるようにされている。

【００１８】このような空調ユニット２０の調温エア送
出口２１に直結されるダクト１０は、その内部をエアの
流動方向に沿って仕切板１０ａを挿入されて仕切られ、
一方の通路には温風が、他方の通路には冷風がそれぞれ
流動できるように仕切られた１本のダクトで二通路にさ
れた構成にされている。このダクト１０から運転席３の
前方へベンド１０Ａを経て直管のダクト１０Ｂが接続配
置されている。なお、前記仕切板１０ａは、ダクト１０
を形成するケーシングを上下に二分して、その分割部分
で仕切板１０ａの縁部を挟み付けるようにして固定され
ている。

【００１９】前記二通路構成のダクト１０に接続される
以後のダクトの構成は、ベンド１０Ａ部分においては、
例えば図４に示されるように、上下に分割されるベンド
部材１１，１１′で、その分割部１１ａの内側に沿って
両側でそれぞれ仕切板受け１２，１２ａを設けられ、こ
れら仕切板受け１２，１２ａによってベンドの曲線に対
応させた仕切板１３を挟み付けて組み立てられている。
なお、この組立に際して分割部ではシール材（図示省
略）を用いて外部並びに仕切板取付部分をシールされて
いる。図中符号１４は挟み付け固定金具、１５は吹出口
である。

【００２０】また、ダクトの直線部分１０Ｂ（直管）で
は前記ベンド１０Ａのように分割せずに直管形にされ、
図５で例示されるように、内部に取付座１６ａを形成さ
れたＴ字状断面をした仕切板１６を挿入して二通路に仕
切ったものが採用される。なお、前記仕切板１６は外部
から取付座１６ａをビス１６ｂによって固定される。

【００２１】また、各ダクト１０Ａ，１０Ｂの接続部１
７においては、接続方向に差込み嵌め合せ方式を採用す
るのがよい。この接続部においてもシール材（図示せ
ず）を嵌め合い部に介在させてシールする。

【００２２】さらに、ダクト１０の中間部適所には所要
数のエアの吹出口１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄを所要の方向に向けて設けられ、それら吹出口１５，
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにはそれぞれ吹出し方
向を調整できるようにルーバーが付設されている。この
ようにされるダクトは、プラスチックで成形されたもの
が用いられる。したがって、その外形的な形状について
は運転室２のスペースなどに応じて任意の形状にするこ
とができる。

【００２３】また、運転席３の後方に設けられる後部ダ
クト１０Ｄは、空調ユニット２０の冷風側から分岐さ
れ、運転室２内の後部にて立ち上がらせて運転席３に着
座した運転者４０の頭部後方に向けてエアが吹き出すよ
うに、その吹出口１５ｅを設けて配置される。吹出口１
５ｅにはルーバーが取付けられてエアの吹き出し具合を
調整できるようにされる。

【００２４】このようにバイレベルモードにおいて冷風
と温風とを層状制御してエアを供給できる空調ユニット
２０としては、図６にその概要を示すように、送風機２
２の送風口２２ａ前方位置にエバポレータ２３が配置さ
れ、そのエバポレータ２３のエア流動下流側にヒータコ
ア２４を斜めに配置して一部のエアがエバポレータ２３
から直接調温エア送出口２１側に流動できるようにされ
ている。そして、前記エバポレータ２３から直接調温エ
ア送出口２１側に通じる冷風通路２５には、ヒータコア
２４側に支点を配されてその冷風通路２５を開閉できる
冷風ダンパー２６が設けられている。また、ヒータコア
２４から調温エア送出口２１側に通じる温風通路２７に
は、ヒータコア２４側に支点を配されてその温風通路２
７を開閉できる温風ダンパー２８が設けられている。

【００２５】このようになされた本実施例の車輌用空気
調和装置１は、例えば運転席３のシート３ａ下部に空調
ユニット２０を配置して、図示されない運転室外部に設
置されているコンプレッサーおよびエンジンのラジエー
タから前記空調ユニット２０内のエバポレータ２３およ
びヒータコア２４にそれぞれ熱交換媒体が供給できるよ
うに配管（図示せず）され、空調ユニット２０の調温エ
ア送出口２１にダクト１０を接続するとともに、そのダ
クト１０から前方へベンド１０Ａ，ダクトの直線部分１
０Ｂを順次接続して配置され、後部ダクト１０Ｄをダク
ト１０の冷風通路側に接続して吹出口１５ｅが運転者４
０の頭部後方にエアを吹出すように配置して使用され
る。なお、ダクト１０から前方へ繋がれるダクトの内部
には、前述のようにして仕切板が組込まれて二通路に形
成されたものが使用される。

【００２６】このように構成される本実施例では、公知
の手段による空調制御部を空調ユニットに接続して制御
するようにされ、高温時における冷房の場合には、ヒー
タコア２４への配管中のバルブ（図示せず、以下同様）
を閉じてエバポレータ２３のみを作動させ、かつ空調ユ
ニット２０内の冷風ダンパー３６は、図７（ａ）に示さ
れるように、ヒータコア２４側に移動させて冷風通路２
５を全開状態にするとともに、温風ダンパーで温風通路
２７を閉じて冷風全量が調温エア送出口２１からダクト
１０へ送出されるようにする（冷房モード）。

【００２７】このように制御されると、温度調整された
冷風がすべてのダクト（１０Ａ，１０Ｂおよび１０Ｄ）
に設けられる吹出口１５〜１５ｅから吹出されて運転室
２内を冷房することができる。また、ヒータコア２４へ
の配管中のバルブを開いてヒータコア２４を作動させ、
図７（ｃ）に示されるように、制御指令によって冷風ダ
ンパー２６で冷風通路２５を閉じ、温風ダンパー２８を
全開すれば、温度制御されたエバポレータ２３内を通過
して除湿されて送り出されるエア全量がヒータコア２４
内を通って加温され、温風となって温風通路２７から調
温エア送出口２１を経てダクト１０へ送出され、ダクト
の全ての吹出口１５〜１５ｅから温風を吹出させて運転
室２内を暖房できる（暖房モード）。

【００２８】それら冷房モードおよび暖房モードでは、
空調ユニット２０の調温エア送出口２１に接続されるダ
クト１０端部では、その調温エア送出口２１が二通路に
仕切られたダクト１０側に対していずれのモードでも温
風ダンパー２８および冷風ダンパー２６が単一温度のエ
アが送り出せる状態に制御されているので、仕切られた
ダクト内の二通路に単一温度のエアが供給されることに
なる。

【００２９】次に、バイレベルモードで空調するには、
図７（ｂ）に示されるように、冷風ダンパー２６および
温風ダンパー２８を半開状態にして、温度制御されたエ
バポレータ２３内を通過して除湿されて送り出されるエ
アの一部を、ヒータコア２４を通して加温して温風通路
２７に送り、エバポレータ２３を通って冷却された冷風
の一部を冷風通路２５に送り、この状態で接続されてい
るダクト１０の対応する温風通路に対しては温風が、冷
風通路に対しては冷風が、それぞれそのまま仕切られ通
路に沿って送り込まれ、ダクト（ベンド１０Ａ，直線部
分１０Ｂ）内の仕切られた上側の通路Ｃには冷風が、下
側の通路Ｄには温風がそれぞれ流動してそれら通路に開
口する吹出口１５，１５ｂ，１５ｃからはそれぞれ温風
が吹出されて足元周辺や前窓側を加温される。また、吹
出口１５ｄからは冷風が吹出され、運転者４０の上部
（顔面から前頭部）を冷風により足元よりも冷たく感じ
る状態にされる。同時にダクト１０の冷風通路に接続さ
れる後部ダクト１０Ｄに冷風が送られて、その後部ダク
ト１０Ｄ上部に位置する吹出口１５ｅから運転者４０の
後頭部付近に向けて冷風が吹出され、いわゆる頭寒足熱
の温度分布にされて運転者４０を快適な状態で作業でき
るように空調されるのである。なお、室内空気は送風機
２２の吸込口に吸い込まれて、再び熱交換部（エバポレ
ータ，ヒータコア）に送られて循環される。

【００３０】以上の説明では、ダクト部分の仕切板の組
込み構造が、いわゆる上下に分割される分割部にて仕切
板受けを介して挟みつける構造で二通路に形成するもの
であるが、図８にダクトの別例仕切構造の断面図で示さ
れるように、二分割されるダクト部材１８，１８の内部
で一方のコーナー部分に突条１８ａを設けて溝１８ｂを
形成したものを用い、上下に分割されたダクト部材１
８，１８を組み合わせて、対角位置の溝１８ｂ，１８ｂ
に端辺１９ａ，１９ａを嵌め込むようにして仕切板１９
を組込み、二通路に仕切ることができる。

【００３１】このような構成とすれば、ダクト部材１８
として同一断面形状のものを二個組み合わせてダクトを
構成できるので、直管部を形成するのに経済的である。

【００３２】このように構成される本実施例の空気調和
装置によれば、１本のダクト内を二通路に区画して使用
されるので、狭いスペースであっても有効に利用でき、
製作・組立コストも二系統のダクトを配設するのに比べ
て著しく低減できる効果を奏するのである。また、仕切
部は分解可能にされているので、メンテナンスに際して
も支障を来すことはない。さらに、仕切部を外せば中間
モードを持たない空気調和装置のダクトとして使用可能
であるため、部品を共通化して、製造コストの低減が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る車輌用空気調和装置の一
実施例概要図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ視平面図である。

【図３】図３は、図２のＢ−Ｂ視断面図である。

【図４】図４は、ダクトのベンド部分の一例を示す図で
あって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ視断
面図である。

【図５】図５は、図１のｂ−ｂ視断面図である。

【図６】図６は、空調ユニットの一例を表す概要図であ
る。

【図７】図７は、空調ユニットの作動態様説明図であっ
て、（ａ）は冷房モードを、（ｂ）はバイレベルモード
を、（ｃ）は暖房モードをそれぞれ表している。

【図８】図８は、ダクトの別例仕切構造の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 車輌用空気調和装置 ２ 運転室 ３ 運転席 １０ ダクト １０Ａ ダクトのベンド １０Ｂ ダクトの直線部分 １０Ｄ 後部ダクト １１，１１′ ベンド部材 １２，１２ａ 仕切板受け １３，１６，１９ 仕切板 １５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ
吹出口 １７ 接続部 １８ ダクト部材 １８ｂ 溝 ２０ 空調ユニット ２１ 調温エア送出口 ２２ 送風機 ２３ エバポレータ ２４ ヒータコア ２５ 冷風通路 ２６ 冷風ダンパー ２７ 温風通路 ２８ 温風ダンパー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エバポレータとヒータコアおよび送風機
   を備えて、送出口では中間モードにおいて冷風と温風と
   を区別して送り出せるようにされる空調ユニットと、こ
   の空調ユニットの送出口から運転室内の運転席周りに設
   けられる吹出口を備えて内部が二通路に区分されたダク
   トとを有し、そのダクトの一方の通路に通じる吹出口が
   運転者の上半身に向く冷風吹出口となり、他方の通路に
   通じる吹出口が運転者の足元などに向く温風吹出口とな
   ることを特徴とする車輌用空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記ダクトは、その内部を気体の流れ方
   向に仕切板を配設されて二通路に区分されるものである
   請求項１に記載の車輌用空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記仕切板は、着脱可能に組込まれてい
   る請求項２に記載の車輌用空気調和装置。
4. 【請求項４】 前記仕切板は、流れ方向に沿って二分割
   されるダクト内で挟み込まれて固定され、ダクト内部を
   二通路に仕切るようにされる請求項２または３に記載の
   車輌用空気調和装置。
5. 【請求項５】 送風機と、エバポレータおよびヒータコ
   アを備える空調ユニットにおいて、 送風機、エバポレータ、ヒータコアの順に配列され、前
   記エバポレータの下流側に設けられるヒータコアの上流
   側と下流側には冷房・中間・暖房の３モードに切換えら
   れるダンパーが設けられ、かつ調温されたエアの出口を
   前記ダンパーによる制御で中間モード時に冷風と温風が
   層状に区分されてダクト側に送られる構成であることを
   特徴とする車輌用空気調和装置。