JP2006016914A - 後方監視カメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カウンタウエイトの形状に依存することなく、その視野範囲が常に一定になるように後方監視カメラを設置する。
【解決手段】 カウンタウエイト７の後面ケーシング１０における外周円弧部１０ａの最後端部で、その上部位置に形成した凹部１１をカメラ８が装着されたカバープレート１２で覆う。カバープレート１２の上部プレート１２ａに庇部１３が形成され、下部プレート１２ｂに凹湾曲部１４と窓１５とが形成され、上部プレート１２ａの内面に、凹部１１側に向けたカメラ８を固定する取付板１５が設けられ、さらに上部プレート１２ａの上部側は当接面部１７となり、この当接面部１７は後面ケーシング１０の上面部１０ｂに固定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、上部構造が旋回可能な構成を有する油圧ショベル等の建設機械に設置され、上部旋回体の後方を監視するための後方監視カメラ装置に関するものである。

建設機械としての油圧ショベルは、下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体が設置される構成となっている。上部旋回体には、掘削作業手段等といった作業手段が作動可能に装着されており、またオペレータが機械を操作するための運転室が設けられる。そして、運転室の後方には機械室建屋が設置されており、さらに最後方部にはカウンタウエイトが装着されている。

油圧ショベルが稼動している作業現場には、この油圧ショベルの作業領域内に作業者が立ち入る可能性があり、また作業半径内に樹木や構築物等が位置していることもある。従って、油圧ショベルを操作するオペレータには、作業領域の周囲を常時監視することが要求される。このために、運転室はその周囲のほぼ全面が窓となっており、この運転室内でオペレータは広範囲にわたって視野が得られる。また、適宜の位置にはバックミラーが設けられて、オペレータが補助的な視野を得ることができるようになっている。しかしながら、作業時には常に作業手段を注視しなければならず、運転室の後方位置には機械室建屋等が設置されている関係から、これらが死角となって、後方視野が十分得られないのが実情である。

上部旋回体は下部走行体に対して旋回可能となっており、作業手段の作動状態となっている間にも上部旋回体を旋回させることがある。また、機械全体が前進、後進を繰り返しながら作業を行なう場合もある。従って、後方の安全確認は極めて重要なものであるが、オペレータが前方を向いて作業手段を注視しながら、そのままの姿勢で後方視野を得るために、後方監視カメラを設け、この後方監視カメラによる映像を運転室に設置したモニタに映し出すように構成したものは、例えば特許文献１に示されている。この公知の後方監視装置は、カウンタウエイトに切り欠き部を設けて、この切り欠き部に監視カメラを設置するようにしている。しかも、この監視カメラが危険物と干渉したり、飛来物と衝突したりするのを防止して、損傷しないように保護するために、透明な樹脂カバーで覆うように構成している。
特開平１０−１４０６１９号公報

ところで、近年においては、建設機械の稼動時の安全確保に関する要請が極めて強くなってきており、その関係から後方監視カメラの設置を標準装備とする傾向にある。カウンタウエイトは大型の部材であり、かつ機種等によってはその寸法形状も異なってくる。従って、カウンタウエイトにおいて、後方監視カメラの設置部を常に一定の位置に一定の形状で形成されないこともあり、そのままの状態で後方監視カメラを設置すると、最適な視野範囲を有するように設定できないことがある。従って、後方監視カメラを設置する際に、その視野方向の調整を行なわなければならず、このためにカメラの設置台等に角度調整機構を備えなければならず、この視野調整作業は熟練を要すると共に、作業そのものは面倒なものとなる。

カウンタウエイトは、ケーシング内に重量物を収容させたものであり、このケーシングは、通常は、鋳造により製造されるが、全体が曲面形状となっており、しかも大型の部材である。従って、カウンタウエイトのケーシングをより容易に、かつより安価に製造するために、プレス加工により製作する方式も実用化されている。このように、プレス加工でケーシングを製作する場合には、後方監視カメラの設置部も当然プレス工程で形成されることになる。ただし、後方監視カメラの設置部のプレス加工を高精度に行なうのは困難であり、また製造コストも高くなってしまい、プレス加工でケーシングを製造するというメリットを失いかねないことになる。従って、後方監視カメラの設置部の加工精度をあまり高くできなくなる結果、後方監視カメラを設置したときに、その視野に大きなばらつきが生じることになる可能性がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、カウンタウエイトの形状に依存することなく、その視野範囲が常に一定になるように後方監視カメラを設置できるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、下部走行体に上部旋回体を連結して設け、この上部旋回体の後部に位置するカウンタウエイトに装着される後方監視カメラ装置において、前記カウンタウエイトのケーシングの後面部に凹所を形成し、前記凹所を覆うようにカバープレートを装着して、後方に視野を向けるようにしてカメラを前記カバープレートの内面に支持させるように設け、かつこのカバープレートを前記ケーシングの上面部に固定する構成としたことをその特徴とするものである。

カウンタウエイトのケーシングはその全体が曲面形状となっているが、上面部は実質的に水平となっており、この部位の形状及び寸法は安定している。従って、この上面部を基準面とするようになし、ケーシングにはカメラを収容する凹部を形成しておく。これによって、建設機械の機種が変わっても、またたとえカウンタウエイトのケーシングを厳格に寸法精度を確保できないプレス加工で形成するようにしても、カバープレートとカメラとの位置関係が正確に設定されている限りは、常に一定の方向を視野とするようにしてカウンタウエイトに設置できる。

ここで、カメラの視野はカウンタウエイトの後方において、斜め下方に視野を取るように設置されるのが、後方監視という点から望ましい。従って、カメラはカバープレートに直接固定することもできるが、視野方向を所定の方向に設定するために、カバープレートの内面に取付板を所定角度となるようにして固着し、この取付板にカメラを固定するように構成とする方が視野方向の設定を行う上で有利である。

カバープレートは、従って、カウンタウエイトへのカメラの取り付け位置調整機構として機能するが、またこのカバープレートはカメラの保護機構としても機能させることができる。カメラはカバープレートの内面に取り付けられているが、このカバープレートには障害物や飛来物との衝突を考慮して高い強度を備える必要があるので、金属板で形成するのが望ましい。従って、カバープレートには窓を設けて、この窓にカメラのレンズ部を対向配設させる。そして、カバープレートにおける窓の上部位置に庇部を設けて、この庇部により外部からの飛来物等がカメラに直接衝突するのを防止できる。また、雨天時にカメラのレンズに水滴等が付着しないように保護することもできる。さらに、庇部を設けることによって、カメラのフードとして機能させ、もって強い太陽光が取り込まれるのを防止できる。そして、凹部内に雨水等が滞留するのを防止するためには、凹部を、その全体が下方に向けて傾斜する形状となし、かつカバープレートの下端部をケーシングから離間させるようにすれば良い。さらにまた、窓に透明板を装着すれば、カメラのほぼ全体が覆われることになる。

このように構成することによって、カウンタウエイトの形状や、そのカメラ設置部の形状等に依存することなく、視野範囲が常に一定になるようにして後方監視カメラを設置できる等の効果を奏する。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に後方監視カメラが設置される建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構造を示す。図中、１はクローラ式の走行手段からなる下部走行体、２は上部旋回体をそれぞれ示し、上部旋回体２は旋回装置３を介して下部走行体１に対して旋回可能となっている。上部旋回体２には、土砂の掘削等の作業を行なうための掘削作業手段４が装着されており、また掘削作業手段４の装着位置と並ぶように運転室５が設置されている。運転室５の後部位置にはエンジン等の機器類を収容させた機械室建屋６が設けられ、最後部位置にはカウンタウエイト７が装着されている。

オペレータは運転室５内で機械を操作して所定の作業を実行するが、油圧ショベルの代表的な作業としては、掘削作業手段４によって土砂を掘削して、掘削土をダンプトラックの荷台に投入する作業がある。この場合、掘削作業手段４を作動させて、土砂を掘削した後に、上部旋回体２を所定角度旋回させて、ダンプトラックの荷台上部の位置まで掘削作業手段４を変位させて、掘削土を投入する。また、掘削位置とダンプトラックの位置とが離れているときには、油圧ショベルを後進させた後に旋回を行なうようにする。

以上のような動作時において、上部旋回体２の旋回時及び車両の後進時には、特に後方の安全を確認する必要がある。例えば、油圧ショベルとダンプトラックとの間に作業者が入り込んでいたり、またダンプトラックや他の障害物と衝突したりしないように、注意しながら旋回及び後進させるように操作しなければならない。ただし、オペレータは常時掘削作業手段４を視野に入れた状態で作業を行なわなければならないから、オペレータは前方を向いた姿勢を維持することになる。従って、旋回時や後進時における後方の安全を確認するために、運転室５の内部には、オペレータが運転席に着座した状態で、斜め前方の位置にモニタ（図示せず）を設置しておき、またカウンタウエイト７に後方監視用のカメラ８を取り付けて、このカメラ８によって車両の後方の映像を取得して、モニタにそれを表示する。これによって、オペレータは振り返るというような無理な姿勢を取らずに、必要な後方安全確認を行なうことができるようになる。

ここで、カウンタウエイト７に１台のカメラ８を設置する場合、後方安全確認という面からは、このカメラ８の視野範囲と視野の方向とは極めて重要になる。一般的には、カウンタウエイト７の最後部位置であり、かつ上部側に配置し、視野中心が下方に向けて概略４５°の角度を有するように設置するのが望ましい。また、油圧ショベルは野外で周囲に障害物が存在していたり、岩石等が飛来したりする状況下で稼動することから、カメラ８が損傷しないように保護する必要もあり、しかもその保護機構により視野範囲がけられないようにしなければならない。

以上のことから、カメラ８は、その保護機構と共に、常に一定の位置に、所定の取付方式で固定しなければならない。そこで、カメラ８のカウンタウエイト７への固定構造について説明する。

まず、カメラ８が設置されるカウンタウエイト７は、ケーシングの内部に重量物を充填したものであって、上部旋回体２のフレームに載置して、ボルト等の手段で固定される。そのケーシングは複数に分割されており、図２にカメラ８が装着される後面ケーシング１０の構成を示す。ここで、後面ケーシング１０は油圧ショベル全体の輪郭の一部を構成することから、美観上、丸みを帯びた曲面形状となっている。この後面ケーシング１０は、鋳造によっても形成できるが、安価に製造するために、プレス加工により形成することができる。そして、この後面ケーシング１０における外周円弧部１０ａの最後端部で、その上部位置には凹部１１が形成されており、カメラ８はこの凹部１１内に収容されるようになっている。この凹部１１もプレス加工により形成されることから、必ずしもその寸法形状が一定にはならず、ある程度の誤差が生じている可能性がある。

カメラ８は、この凹部１１を構成する壁面に取り付けられるのではなく、図３乃至図５に示したように、この凹部１１をカバープレート１２で覆うようになし、このカバープレート１２に取り付けられている。カバープレート１２は、強度の観点から金属プレートからなり、１枚のプレートで構成することもできるが、複雑に曲げ加工を施しているので、上部プレート１２ａと下部プレート１２ｂとの２部材から構成され、上部プレート１２ａの下端部と下部プレート１２ｂの上端部とを溶接等の手段で固着することによって一体化されている。

上部プレート１２ａの下側の部位はその中央部が外向き、つまり凹部１１から外方に向けて突出するように湾曲しており、この湾曲部が庇部１３となる。また、下部プレート１２ｂの中央部分は内向き、つまり凹部１１側に向けて湾曲するように突出した凹湾曲部１４となっており、この凹湾曲部１４は上部プレート１２ａの内面側に回り込んでいる。さらに、この下部プレート１２ｂの凹湾曲部１４は途中から折り返されて、上部プレート１２ａの庇部１３に近接する方向に向けて湾曲するように延在されており、この延在部に透孔からなる窓１５が形成されている。なお、この窓１５は開口状態とすることもできるが、また透明板を嵌め込むようにしても良い。

上部プレート１２ａの内面には、凹部１１側に向けて突出するように取付板１６が溶接等の手段で固着して設けられており、この取付板１６にカメラ８が固定されている。そして、このカメラ８のレンズ部８ａは、下部プレート１２ｂに形成した窓１５に対して僅かな隙間をもって対面する状態に組み付けられている。そして、図４に示したように、カメラ８の視野は窓１５から上部プレート１２ａの庇部１３と下部プレート１２ｂの凹湾曲部１４とにより形成される外向きに拡開する空間から得られる。従って、取付板１５の上部プレート１２ａへの取り付け角度によりカメラ８の光軸Ａが所望の方向に向くように装着でき、また庇部１３と凹湾曲部１４とにより形成される空間がカメラ８への入射光路となるので、これら庇部１３と凹湾曲部１４との拡開角度を適宜設定することによって、カメラ８による広い視野角θを取得できるようにすることができる。

ここで、カウンタウエイト７の後面ケーシング１０における上面部１０ｂは水平状態に形成されている。従って、カウンタウエイト７をプレス加工で形成しても、この上面部１０ｂの平面度は正確に確保することができる。そこで、カバープレート１２をこの後面ケーシング１０における上面部１０ｂに固定するようにしている。このために、カバープレート１２を構成する上部プレート１２ａの上部側は折り曲げられて、当接面部１７が形成されている。この当接面部１７は後面ケーシング１０の上面部１０ｂに固定されるものであって、このために図６に示したように、当接面部１７には左右にねじ挿通孔１８，１８が穿設されている。また、上面部１０ｂにもねじ挿通孔１９，１９が穿設され、かつその裏面側にはナット２０，２０が固着して設けられている。

従って、カバープレート１２は、その当接面部１７をカウンタウエイト７における後面ケーシング１０の上面部１０ｂにボルト２１により固定される。しかも、カバープレート１２と後面ケーシング１０との間には防振用のゴム２２が装着されている。そして、カバープレート１２は、その当接面部１７がゴム２２を挟んで後面ケーシング１０に設置されているが、この当接面部１７以外は後面ケーシング１０とは非接触状態に保たれる。従って、カメラ８に接続したケーブル２３は、この当接面部１７と後面ケーシング１０との間を通過するように引き回されることになる。なお、カウンタウエイト７は後面ケーシング１０だけでなく、上面ケーシングも有するものであり、従ってカバープレート１２の当接面部１７をこの上面ケーシングの位置まで延在させて、前述と同様の方法で上面ケーシングに固定するようにしても良い。

以上のように、カメラ８を装着したカバープレート１２は後面ケーシング１０の上面部１０ｂに固定されており、この上面部１０ｂは概略水平面となっており、たとえ後面ケーシング１０をプレス加工により形成したとしても、正確な形状となっている部位であるから、カメラ８は常に同じ位置で、同じ方向を向くように装着されることになる。そして、凹部１１は、カバープレート１２の内面に固定されているカメラ８と干渉しない深さを有する形状となっておれば良く、その寸法精度は格別要求されない。また、凹部１１は全体として斜め下方に向けて傾斜するようになっており、これによって凹部１１内に雨水等が浸入しても、内部に滞留することなく、そのまま下方に流下して排出される。従って、カメラ８が雨水等で汚損されるおそれはない。

前述のように、カバープレート１２は、カウンタウエイト７の後面ケーシング１０における平面となった上面部１０ｂに取り付けられているので、装着状態では、カメラ８の視野は常に一定の方向に向けられることになる。つまり、カバープレート１２に対する取付板１６を所定の角度となるように固定することによって、カウンタウエイト７に装着したカメラ８の視野中心を所望の方向に向けることができ、この視野を、例えば概略斜め４５°下方に向くように、容易かつ確実に装着することができる。

カメラ８は、カバープレート１２に大半の部分が覆われており、窓１５だけが開口している。また、窓１５に透明板を嵌め込むように構成されている場合は、そのほぼ全体がカバープレート１２により覆われている。従って、障害物や飛来する岩石等からカメラ８が損傷しないように保護されることになり、損傷等を生じさせることはない。しかも、機械の作動中は大きく振動するので、カバープレート１２が振動しても、その取付板１６に固定したカメラ８はカウンタウエイト７側の後面ケーシング１０における凹部１１を構成する壁面には接触しない程度の空間を形成する。これによって、カバープレート１２は極めて高い保護機能を有するものとなる。

カバープレート１２に形成されている庇部１３は、またカメラ８のレンズ部８ａに外乱光が入射されるのを防止するフードとしての機能を有している。即ち、油圧ショベルは野外で作業を行なうものであるから、強い太陽光の下でも作業が行なわれる。このために、カメラ８が外部に露出していると、この太陽光がレンズ部８ａに取り込まれて、このカメラ８で撮影したてモニタに表示したとき、撮像手段にスミアやゴーストが発生する等、偽信号が生じて画質が低下する。しかしながら、カメラ８の上部位置には庇部１３が形成されており、この庇部１３は外方に向けて突出するように形成されている。従って、強力な太陽光下でも偽信号が発生することなく、鮮明な後方の映像を取得できる。

後方監視カメラを装着した建設機械の一例としての油圧ショベルの正面図である。 カウンタウエイトの後面ケーシングの構成を示す外観図である。 カメラが装着されているカバープレートの正面図である。 図３のＸ−Ｘ断面図である。 カバープレートの平面図である。 カバープレートの固定部を示す断面図である。

符号の説明

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
５ 運転室
７ カウンタウエイト
８ カメラ
１０ 後面ケーシング
１０ａ 外周円弧部
１０ｂ 上面部
１１ 凹部
１２ カバープレート
１２ａ 上部プレート
１２ｂ 下部プレート
１３ 庇部
１４ 凹湾曲部
１５ 窓
１６ 取付板
１７ 当接面部

Claims (3)

1. 下部走行体に上部旋回体を連結して設け、この上部旋回体の後部に位置するカウンタウエイトに装着される後方監視カメラ装置において、
   前記カウンタウエイトのケーシングの後面部に凹所を形成し、前記凹所を覆うようにカバープレートを装着して、後方に視野を向けるようにしてカメラを前記カバープレートの内面に支持させるように設け、かつこのカバープレートを前記ケーシングの上面部に固定する構成としたことを特徴とする後方監視カメラ装置。
2. 前記カウンタウエイトのケーシングは、前記凹所と共にプレス加工により形成されるものであることを特徴とする請求項１記載の後方監視カメラ装置。
3. 前記カバープレートには庇部を形成し、この庇部の下部側奥部に開口を形成し、前記カバープレートには取付板を連結して設け、この取付板に前記カメラの視野が前記開口を介して斜め下方に向けるようにして固定する構成としたことを特徴とする請求項１記載の後方監視カメラ装置。
   

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