JP2009023581A - 作業機械の操作入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械の操作入力装置に関し、スイッチのレイアウトの自由度を高め、かつ、良好な操作性を提供する。
【解決手段】キャブの窓面に設けられた透過型ディスプレイ１と、操作者による透過型ディスプレイ１の室内側の表面への操作を検出する操作検出手段５と、透過型ディスプレイ１上に電装品３の操作スイッチを表示する表示制御手段２ｃと、該操作スイッチの表示位置及び操作検出手段５で検出された該操作の位置に応じて電装品３を制御する電装品制御手段２ｄとを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業機械に搭載された電装品を操作するための操作入力装置に関する。

従来、作業機械には空調装置や音響装置といったさまざまな電装品が搭載されている。これらの電装品の操作スイッチは、運転席の側方に設けられたコンソールに集約して配置されている。
特許文献１には、運転席のコンソールに操作レバー，アームレスト及びスイッチ類（電装部品）を固設した運転席装置が開示されている。この技術では、油圧ショベルの走行モードや作業モードを切り換えるための選択スイッチ，ラジオの操作スイッチ，エンジンの始動スイッチ，各スイッチの操作状況を表示する液晶パネル等がユニット化されて一つの部品にまとめられ、アームレストの下方に固定されている。このような構成により、操作者が着座したままの姿勢で各スイッチを操作して電装品を制御できるようになっている。
特開２００６−７７５４４号公報

しかしながら、コンソールの内部には操作レバー，各種操作スイッチ類に接続される油圧配管材や電気配線材等が複雑に配置されているため、操作スイッチの取り付けられる位置が制約を受けやすく、レイアウトの自由度が低いという課題がある。また、操作スイッチの近傍に操作レバーが設けられているため、オペレータは、誤って操作レバーに触れてしまわないようにスイッチ操作をしなければならず、着座姿勢や体格によっては良好な操作性が得られない場合がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、電装品のスイッチのレイアウトに係る自由度を高めることができ、かつ、良好な操作性を提供することのできる作業機械の操作入力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、作業機械に搭載された電装品の操作入力装置であって、キャブの窓面に設けられた透過型ディスプレイと、操作者による該透過型ディスプレイの室内側の表面への操作を検出する操作検出手段と、該透過型ディスプレイ上に該電装品の操作スイッチを表示する表示制御手段と、該操作スイッチの表示位置及び該操作検出手段で検出された該操作の位置に応じて該電装品を制御する電装品制御手段とを備えたことを特徴としている。

該操作検出手段で検出される操作とは、該表面への押圧操作，近接操作又は接触操作のことを意味する。また、該操作検出手段は、該透過型ディスプレイの内部又は室内側の表面に設けられている。
また、該透過型ディスプレイとは、電圧制御により可視光の透過率又は発光率が制御可能な透明ガラス状の表示用デバイスである。

また、請求項２記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項１記載の構成において、該表示制御手段が該透過型ディスプレイ上への該電装品の操作スイッチの表示又は非表示を切換自在に制御することを特徴としている。
なお、該電装品制御手段は、該操作スイッチが表示されている場合に、該操作スイッチの表示位置及び該操作検出手段で検出された該操作の位置に応じて該電装品を制御する。つまり、該操作スイッチが表示されていないときには、該操作検出手段で該操作が検出されたとしても該電装品を制御しない。

また、請求項３記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項２記載の構成において、該切換制御手段が、該操作スイッチが表示されていない場合に、該操作検出手段により該表面への操作が検出されると、該表示制御手段に該操作スイッチを表示させることを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項３記載の構成において、該切換制御手段が、該作業機械の作業装置，旋回装置又は走行装置の作動時に、該表示制御手段による該操作スイッチの表示を禁止することを特徴としている。

例えば、該作業機械が油圧ショベルの場合、該作業装置としてはブーム，スティック，バケット，アタッチメント等が挙げられる。また、該走行装置としては下部走行体の履帯装置等が挙げられる。
また、請求項５記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項３又は４記載の構成において、該切換制御手段が、該操作検出手段による該表面への操作を所定時間以上検出しない場合に、該表示制御手段に該操作スイッチの表示を非表示へ切換えさせることを特徴としている。

例えば、該操作スイッチに対する最後の操作から数秒程度の時間が経つと、該操作スイッチの画面が消えて元の透明な窓面となる。
また、請求項６記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の構成において、該透過型ディスプレイが一対の電極間に挟装された遮光部材（液晶）を有し、該表示制御手段が該一対の電極層間の電圧を制御して該透過型ディスプレイ上に該操作スイッチを表示することを特徴としている。

この場合、該遮光部材として液晶フィルム（例えば、ＴＦＴ液晶パネル等）を用いることが好ましい。
また、請求項７記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項１〜６の何れか１項に記載の構成において、該透過型ディスプレイよりも該キャブの室外側に配置されたエッジライト方式のバックライト装置をさらに備え、該表示制御手段が該操作スイッチの表示時に該バックライト装置を点灯制御することを特徴としている。

この場合、該バックライト装置として、薄板ガラスの端辺に白色ＬＥＤを搭載した透明フラット導光板を用いることが好ましい。
また、請求項８記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項７記載の構成において、該キャブの外部の照度を検出する照度検出手段をさらに備え、該表示制御手段が、該照度検出手段で検出された該照度が予め設定された所定照度未満である場合に、該バックライト装置を点灯させることを特徴としている。

この場合、夜間や天気の悪い時等、十分な外光が得られない状況下で該バックライト装置が点灯することになる。
また、請求項９記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の構成において、該透過型ディスプレイが一対の電極層と該電極層間に挟装された発光層とを有し、該表示制御手段が該一対の電極層間の電圧を制御して該透過型ディスプレイ上に該電装品の操作スイッチを表示することを特徴としている。

この場合、該透過型ディスプレイとして、ジアミン類等の蛍光発光物質で該発光層を形成した有機ＥＬパネルや、硫化亜鉛等の蛍光発光物質で該発光層を形成した無機ＥＬパネルを用いることが好ましい。
また、請求項１０記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項９記載の構成において、該キャブの内部の照度を検出する第二照度検出手段をさらに備え、該表示制御手段が該第二照度検出手段で検出された該照度に応じて該発光層における表示輝度を調節することを特徴としている。

また、請求項１１記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の構成において、該操作検出手段が、一対の透明導電膜と該透明導電膜間に挟装された中空層とを有し、該透明導電膜同士の接触位置から該操作の位置を検出する抵抗膜方式のタッチパネルであることを特徴としている。
また、請求項１２記載の本発明の作業機械の操作入力装置は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の構成において、該操作検出手段が、該操作に係る指の反射光を検出する光センサを有することを特徴としている。

この場合、外光の反射光を検出することで該指の接近（すなわち操作）を検出してもよいし、あるいは、該指の影を検出することで該接近を検出してもよい。

本発明の作業機械の操作入力装置（請求項１）によれば、透過型ディスプレイに表示された操作スイッチで、作業機械に搭載された電装品を操作することができる。また、従来キャブ内に配置されていたコンソールスイッチ類を窓面上の操作スイッチに置き換えることで、コンソール周りのスペースの有効利用が可能となり、コンソールに設けられる操作レバー等のレイアウトの自由度を高めることができる。また、操作レバーが設けられるコンソールから電装品の操作スイッチを分離することにより、操作レバーの誤操作が防止されるため、操作性を向上させることができる。

また、窓面側に設けられる電装品の操作スイッチの表示画像を任意に設定することができ、スイッチのレイアウトの自由度を高めることができる。
また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項２）によれば、電装品への操作が必要な時にのみ操作スイッチを表示させることができる。また、不使用時には操作スイッチを非表示とすることで、外部の視認性を確保することができる。

また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項３）によれば、操作スイッチの位置に対応する透明な窓面上へ操作するだけで、所望の操作スイッチを表示させることができる。つまり、操作スイッチを表示させるための装置を別途用意する必要がなく、利便性を向上させることができる。
また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項４）によれば、作業機械による作業中や走行中には窓面に操作スイッチが表示されないため、良好な視界を確保することができる。また、電装品の誤操作を防止することができる。

また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項５）によれば、所定時間以上何も操作をしなければ、自動的に窓面上の操作スイッチを消すことができる。これにより、利便性をさらに向上させることができる。
また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項６）によれば、透過型ディスプレイに内蔵された電極間の電圧を制御することにより、遮光部材における外光の遮光量（透過量）を自在に制御することができ、必要に応じて透明な窓面に操作スイッチを表示させることが可能となる。

また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項７）によれば、エッジライト方式のバックライト装置を用いることにより、外光が少ない場合であっても操作スイッチを明瞭に表示することができる。また、透過型ディスプレイの背面側が開放されるため、操作スイッチの非表示時における外部の視認性を確保することができる。
また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項８）によれば、夜間や天気の悪い時等、十分な外光が得られない場合であっても、自動的にバックライト装置を点灯させて操作スイッチを明瞭に表示することができる。

また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項９）によれば、透過型ディスプレイに内蔵された電極層間の電圧を制御することにより、発光層における発光量を自在に制御することができ、必要に応じて透明な窓面に操作スイッチを表示させることが可能となる。
また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項１０）によれば、キャブ内の室内照度に応じた明るさで操作スイッチを表示することができ、常に鮮明で目への負担の少ない画面表示が可能となる。

また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項１１）によれば、抵抗膜方式のタッチパネルを用いることができ、操作性を確保することができる。また、透明導電膜を用いることで、タッチパネル自体をほぼ透明にすることができ、操作スイッチが非表示の際にキャブ外部の視認性を向上させることができる。
また、本発明の作業機械の操作入力装置（請求項１２）によれば、光センサによるタッチセンサを用いることができ、操作性を確保することができる。また、光センサを透過型ディスプレイの中に埋め込むことができるため、窓面の板厚を薄くすることができ、外光の透過率を上昇させることができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図７は本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置を説明するためのものであり、図１は本操作入力装置の全体構成を示す模式図、図２は本操作入力装置の透過型ディスプレイの構成を示す断面図、図３は本操作入力装置における制御ブロック図、図４は本操作入力装置における制御内容を示すフローチャート、図５は本操作入力装置の操作スイッチの表示例、図６は本操作入力装置が設けられたキャブ内の斜視図、図７は本操作入力装置が適用された油圧ショベルの斜視図である。
なお、図８は変形例としての透過型ディスプレイの構成を示す断面図である。

［全体構成］
本操作入力装置は、図７に示す油圧ショベル１０に適用されている。この油圧ショベル１０は、無限軌道の走行装置を装備した下部走行体１１と、下部走行体１１の上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２とを備えて構成される。

上部旋回体１２は、機体前方へ向けて延出する油圧駆動式の作業装置１３やオペレータ（操作者）の搭乗室であるキャブ１４，各種油圧装置の駆動源であるエンジンが設置されるエンジンルーム，機体の重量バランスを保つためのカウンタウェイト等を備えて構成される。
図６に示すように、キャブ１４内には、オペレータが着席するシート（運転席）１５が設けられており、その左右側方にはそれぞれコンソール１６が配置されている。各コンソール１６の前端には、油圧ショベル１０の作業装置１３及び上部旋回体１２の旋回装置を作動させるための操作レバー１７が枢着されている。コンソール１６の上面には、油圧ショベル１０の走行モードや作業モードを切り換えるための選択スイッチや、エンジン回転数を設定するためのアクセルダイヤルスイッチ等が併設されている。コンソール１６の内部には、電子制御装置２が内蔵されている。

また、キャブ１４の外部には、室外の照度Ｅを検出する照度センサ（照度検出手段）６が設けられている。ここで検出された照度Ｅは、電子制御装置２へ入力されるようになっている。
シート１５の下部には、空調装置（エアコンユニット）３ａ及び音響装置（オーディオユニット）３ｂが配置されている。空調装置３ａはキャブ１４の室内の冷暖房を制御する電装品であり、その内部に熱交換器やヒーター等の温度調節機構を備えて構成される。これらの温度調節機構で空調された室内の空気は、図示しないダクトを介してキャブ１４内の各所へ供給，送風されている。

また、音響装置３ｂはラジオ放送を聴くための電装品である。音響装置３ｂの内部には受信アンテナ及びスピーカが設けられており、オペレータによって指定された任意のラジオ放送番組をキャブ１４内へ提供可能となっている。以下、空調装置３ａ及び音響装置３ｂをまとめて、単に電装品３とも呼ぶ。本発明の操作入力装置はこれらの電装品３を操作するための入力装置として機能するものである。

キャブ１４の前面及び左右側面には透明ガラスがはめ込まれ、天井面に形成された開口部にはポリカーボネイト製の半透明の天板が取り付けられている。これにより、シート１５に着座した状態における外部の視認性が確保されている。さらに、キャブ１４の右側面の窓枠に嵌装されたガラス（窓）１８には、図６に示すように、スイッチ表示エリア８が形成されている。

スイッチ表示エリア８は、キャブ１４の右側面において車両前方へ傾斜して延在する窓枠１９から鉛直に立設した範囲の窓面に設けられている。電装品３の操作スイッチはこのスイッチ表示エリア８に表示され、あるいは非表示に制御されるようになっている。なお、操作スイッチの非表示時にはスイッチ表示エリア８はほぼ透明であり、ガラス１８面の他の部分との区別がつかないようになっている。

［スイッチ表示エリアの構成］
図２にガラス１８及びスイッチ表示エリア８の断面を模式的に示す。スイッチ表示エリア８は、液晶ガラスパネル（透過型ディスプレイ）１及びバックライト装置４を貼り合わせた構造となっている。この液晶ガラスパネル１はＴＦＴ液晶ガラスパネルであり、複数の表示用ＴＦＴユニット１ａを備えている。それぞれの表示用ＴＦＴユニット１ａの内部には一対の透明電極とその電極間に介装された液晶層（遮光部材）とが設けられており、電極間の電圧を制御することで液晶層を透過する外光の遮光量（透過量）を制御している。各表示用ＴＦＴユニット１ａでの遮光量を制御することで、液晶ガラスパネル１の表面に任意の画像を表示できるようになっている。

本実施形態の液晶ガラスパネル１は、各透明電極間に電圧をかけると液晶層における液晶の配向が電場に対して整列し、外光の遮光量が増加するタイプの液晶パネルとなっている。一方、電圧をかけなければ液晶の配向が表示用ＴＦＴユニット１ａの内部で配向膜に沿って配置され、ガラス１８とほぼ同等の透明度が得られるようになっている。なお、液晶ガラスパネル１に表示される画像は、後述する電子制御装置２で制御される。

液晶ガラスパネル１の内部には、光センサ（操作検出手段）５が埋め込まれている。この光センサ５は、オペレータによる液晶ガラスパネル１表面への操作を検出するセンサであり、室内側の物体（オペレータの指等）の反射光を検出するものである。例えば、オペレータの指を室内側から液晶ガラスパネル１の表面へ近づけたときの指の反射光又は指の影を認識して、液晶ガラスパネル１の表面への近接操作及び接触操作を把握している。ここで検出されたこれらの操作及び操作位置は、後述する電子制御装置２へ入力されている。

バックライト装置４は、液晶ガラスパネル１よりもキャブ１４の室外側に配置されたエッジライト方式の照明装置であり、導光板４ａ及び白色ＬＥＤ４ｂを備えて構成されている。図２に示すように、白色ＬＥＤ４ｂは、スイッチ表示エリア８の下方であって窓枠１９の内部に収容されている。
また、導光板４ａは、透明度の高いアクリル製又はガラス製の板材であり、その厚みはおよそ0.2mm程度である。この導光板４ａは、白色ＬＥＤ４ｂから照射された光を内部に乱反射させることで、液晶ガラスパネル１のバックライトとして機能する。バックライト装置４の動作は、後述する電子制御装置２によって制御されている。なお、導光板４ａは、内部における光の乱反射が多いほど明るくなる一方、その透明度は低下する。そのため、導光板４ａの選定にあたっては、少なくともキャブ１４の室内から室外の景色が把握できる程度の透明度を確保するのが好ましい。

また、液晶ガラスパネル１及び光センサ５と電子制御装置２との間の電気配線は、窓枠１９の内部を通って後部ピラー及びシート下部を経由し、コンソール１６の内部へと配設されている。

［油圧回路構成］
図１を用いて、本油圧ショベル１０の油圧回路構成の概要を説明する。油圧ショベル１０の油圧ポンプ２１及びパイロットポンプ２５は、エンジン２０の駆動軸に対し直列に接続されて駆動されている。油圧ポンプ２１は、コントロールバルブ２４を介して油圧シリンダ２２や油圧モータ２３へ作動油を供給しており、パイロットポンプ２５はコントロールバルブ２４のスプールを駆動するためのパイロットライン２６へパイロット作動油を供給している。パイロットライン２６には操作レバー１７が介装されており、操作レバー１７の操作量に応じた大きさのパイロット圧Ｐがコントロールバルブ２４へ導入されている。なお、図１中の油圧シリンダ２２は前述の作業装置１３を駆動するアクチュエータであり、油圧モータ２３は旋回装置や走行装置を駆動するアクチュエータである。

また、パイロットライン２６には、コントロールバルブ２４へ導入されるパイロット圧Ｐの大きさを検出するパイロット圧力スイッチ７が介装されている。例えば、操作レバー１７が何も操作されていない場合には、パイロット圧力スイッチ７で検出されるパイロット圧Ｐの大きさはＰ＝０である。操作レバー１７の操作量が大きければ検出されるパイロット圧Ｐも増大する。
本実施形態では、パイロット圧力スイッチ７で検出されたパイロット圧Ｐによって作業装置１３や旋回装置，走行装置の作動状態が把握されており、パイロット圧Ｐの大きさは電子制御装置２へ入力されている。

［電子制御装置の内部構成］
電子制御装置（ＥＣＵ）２は電装品３の動作を制御するコンピュータであり、図３に示すように、操作位置検出部２ａ，切換判定部（切換制御手段）２ｂ，表示制御部（表示制御手段）２ｃ及び電装品制御部（電装品制御手段）２ｄを備えて構成される。電子制御装置２の入力側には、前述の光センサ５，照度センサ６及びパイロット圧力スイッチ７が接続され、出力側には液晶ガラスパネル１，バックライト装置４及び電装品３が接続されている。

操作位置検出部２ａは、光センサ５で検出された液晶ガラスパネル１表面への操作の位置を検出するものである。ここでは、スイッチ表示エリア８の内部における操作位置が検出され、その情報が切換判定部２ｂ及び電装品制御部２ｄへ伝達される。
切換判定部２ｂは、スイッチ表示エリア８内への画面表示の切換（オン・オフ）を判定する制御部である。ここで判定される表示のオン・オフの切り換えの条件は以下の通りである。また、ここでの判定結果は表示制御部２ｃへ伝達される。
（１）以下の表示条件が全て成立した場合に、操作スイッチの表示（オン）
・操作位置検出部２ａで検出された操作位置がスイッチ表示エリア８の内部にある
・操作レバー１７が操作されていない
（２）以下の非表示条件が成立した場合に、操作スイッチの消去（オフ）条件
・所定時間以上、操作位置検出部２ａで何も操作が検出されない
表示制御部２ｃは、切換判定部２ｂでの判定結果と照度センサ６で検出された室外の照度に基づいて、液晶ガラスパネル１での表示画面を制御する制御部である。

まず、切換判定部２ｂで上記の表示条件が成立した場合、表示制御部２ｃは表示用ＴＦＴユニット１ａの内部の透明電極間に電圧を与え、スイッチ表示エリア８内の液晶ガラスパネル１上に図５に示すような電装品３の操作スイッチを表示させる。このとき、室外の照度Ｅが予め設定された所定照度Ｅ₀よりも低い（室外が暗い）場合には、バックライト装置４を点灯させる。一方、室外の照度Ｅが所定照度Ｅ₀以上である場合には、バックライト装置４を消灯させたままとする。

また、上記の非表示条件が成立した場合には、透明電極間を非通電状態に制御して液晶ガラスパネル１上の操作スイッチを消去させる。このときは、バックライト装置４も消灯させる。
電装品制御部２ｄは、電装品３の動作を制御する制御部である。ここでは、液晶ガラスパネル１上に表示された電装品３の操作スイッチの表示位置と、操作位置検出部２ａで検出された操作位置とに基づいて、空調装置３ａ及び音響装置３ｂの動作が制御される。例えば、空調装置３ａや音響装置３ｂの電源のオン・オフや、温度設定，風量設定，音量設定等の動作が制御されるようになっている。

［フローチャート］
図４に示すフローチャートを用いて、電子制御装置２の内部で繰り返し実施される制御内容を説明する。
まずステップＡ１０では、切換判定部２ｂにおいて、スイッチ表示エリア８の内部への操作がなされたか否かが判定される。操作がなされていないと判定された場合には、そのままフローが終了するため、液晶ガラスパネル１には何も表示されず、スイッチ表示エリア８はほぼ透明のままである。一方、操作がなされていると判定された場合には、ステップＡ２０へ進む。

ステップＡ２０では、切換判定部２ｂにおいて、パイロット圧力スイッチ７で検出されたパイロット圧Ｐの大きさが０であるか否かが判定される。ここでは、操作レバー１７が操作されているか否かが判定されている。Ｐ≠０である場合には、そのままフローが終了し、液晶ガラスパネル１には何も表示されない。一方、Ｐ＝０である場合には、ステップＡ３０へ進む。

ステップＡ３０では、表示制御部２ｃにおいて、バックライト装置４による照明が必要であるか否かが室外の照度Ｅに基づいて判定される。ここでは、照度センサ６で検出された室外の照度Ｅが予め設定された所定照度Ｅ₀よりも低い（Ｅ＜Ｅ₀）か否かが判定される。ここで、室外の照度Ｅ＜Ｅ₀である場合には、液晶ガラスディスプレイ１の視認性を確保するため、ステップＡ４０へ進んでバックライト装置４を点灯させた後にステップＡ５０へ進む。一方、室外の照度Ｅ≧Ｅ₀である場合には、室外が十分に明るく液晶ガラスディスプレイ１の画像が鮮明になるため、バックライト装置４を点灯させることなくステップＡ５０へ進む。

そしてステップＡ５０では、表示制御部２ｃによって液晶ガラスパネル１のスイッチ表示エリア８に電装品３の操作スイッチが表示される。また、続くステップＡ６０では、電装品制御部２ｄにおいて、表示された操作スイッチに対するオペレータの操作に応じて空調装置３ａや音響装置３ｂが制御され、ステップＡ７０へ進む。
ステップＡ７０では、切換判定部２ａにおいて、スイッチ表示エリア８への最後の操作から所定時間以上の時間が経過したか否かが判定される。ここで、所定時間が経過していない場合にはステップＡ３０へ戻り、所定時間が経過するとステップＡ８０へ進む。そしてステップＡ８０では、表示制御部２ｃにより、電装品３の操作スイッチの表示が消去される。

例えば、ステップＡ７０での判定に係る所定時間が３秒であるとすると、スイッチ表示エリア８への操作がなされてから３秒間は、何も操作をしなくとも操作スイッチが表示されたままとなり、また３秒以上操作をせずに放っておくと自動的に操作スイッチの表示が消えることになる。

［効果］
このように、本操作入力装置によれば、液晶ガラスパネル１のスイッチ表示エリア８に表示された操作スイッチで、電装品３を操作することができる。また、従来はコンソール１６の上面に配置されていたスイッチ類をガラス１８面上の操作スイッチに置き換えることで、コンソール１６周りのスペースの有効利用が可能となり、コンソール１６に設けられる操作レバー１７等のレイアウトの自由度を高めることができる。また、操作レバー１７が設けられるコンソール１６から電装品３の操作スイッチを分離することにより、操作レバー１７の誤操作が防止されるため、操作性を向上させることができる。

また、ガラス１８面側に設けられる電装品３の操作スイッチの表示画像を任意に設定することができ、スイッチのレイアウトの自由度を高めることができる。
また、スイッチ表示エリア８に触れなければ操作スイッチは表示されないため、電装品３への操作が必要な時にのみ操作スイッチを表示させることができ、外部の視認性を確保することができる。同様に、操作レバー１７の操作時にも操作スイッチは表示されないため、作業時の視界も確保でき、電装品の誤操作を防止することもできる。なお、操作スイッチが表示されていたとしても、操作レバー１７の操作時には電装品３の操作に係る制御が中断され、少なくとも所定時間経過後には非表示とされるため、使い勝手がよい。

また、操作スイッチを表示させるための手順が簡単であり、利便性が高いという利点もある。また、所定時間以上何も操作をしなければ、自動的に窓面上の操作スイッチが消える点においても、従来のスイッチ類と比較して利便性が高い。
また、透過型ディスプレイとしてＴＦＴ液晶ガラスパネルを使用しているため、必要に応じて透明な窓面に操作スイッチを表示させることが容易であり、製品コストを抑えることができる。また、液晶ガラスパネル１の内部に光センサ５を埋め込んであるため、ガラスパネル１の表面にタッチセンサ等を設けたものよりも全体の厚みを薄くすることができ、外光の透過量を増加させることができる。

また、照度センサ６とバックライト装置４とを備えているため、例えば夜間や天気の悪い時等、十分な外光が得られない状況下であっても、自動的にバックライト装置４を点灯させて操作スイッチを明瞭に表示することができる。

［変形例］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
電装品３の操作スイッチをガラス１８面上に表示させる手段に関して、上述の実施形態では液晶ガラスパネル１が使用されているが、その他の方式の液晶パネルを用いることも可能である。さらに、電圧制御により可視光の透過量を制御可能な液晶パネルだけでなく、電圧制御により可視光の発光量が制御可能なデバイスを用いてもよい。例えば、一対の電極層とその電極層間に挟装された発光層とを有するＥＬパネルを利用することが考えられる。具体的には、発光層をジアミン類等の蛍光発光物質で形成した有機ＥＬパネルや、発光層を無機物の蛍光発光物質で形成した無機ＥＬパネル等が挙げられる。

また、電装品３の操作スイッチへの操作を検出する手段に関して、上述の実施形態では光センサ５が使用されているが、その他のセンサを用いることも可能である。例えば、液晶ガラスパネル１の表面に接触式のタッチパネルを貼り付けることが考えられる。具体的には、一対の透明導電膜とその透明導電膜間に挟装された中空層とを有し、透明導電膜同士の接触位置から操作の位置を検出する抵抗膜方式のタッチパネルが挙げられる。あるいは、透明導電膜と透明導電膜上の全体に均一な電界を形成する電界形成手段とを有し、透明導電膜上の表面電荷の変化から操作の位置を検出する静電容量方式のタッチパネル等も挙げられる。

図８に、有機ＥＬパネル及び抵抗膜方式のタッチパネルを利用した本発明の変形例を示す。ここでは、上述の実施形態におけるスイッチ表示エリア８の断面を模式的に示す。
スイッチ表示エリア８は、非発光時にはほぼ透明な無機ＥＬパネル（透過型ディスプレイ）３１及びタッチパネル（操作検出手段）３２を貼り合わせた構造となっている。無機ＥＬパネル３１は、発光層を硫化亜鉛等からなる発光層３１ａをインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明電極層３１ｂで挟装し、さらにこれらをガラス層３１ｃで挟装したものである。透明電極層３１ｂに電圧を与えることにより発光層３１ａで発光させて、任意の発光画像を表示できるようになっている。

また、タッチパネル３２は、無機ＥＬパネル３１におけるキャブ１４の室内側に密着されたほぼ透明なセンサであり、透明導電膜３２ａをペット樹脂等の透明プラスチック層３２ｂで挟装したものである。このタッチパネル３２は、透明導電膜３２ａへの押圧操作によって生じる電圧変化に基づいて、その押圧位置を検出できるようになっている。
無機ＥＬパネル３１は、上述の実施形態における液晶ガラスディスプレイと異なり自ら発光するため、バックライト装置４が不要であり、かつ、クリアな表示画像が得られるため、視認性をより向上させることができるという利点がある。

また、透明電極層３１ｂ間の電圧制御により発光層３１ａにおける発光量を自在に制御することができる。つまり、照度センサ６で検出された室外の照度Ｅに応じて表示される操作スイッチの明るさを変更することも容易である。
なお、キャブ１４の室内照度を検出する室内照度センサ（第二照度検出手段）を設け、その室内照度に応じて発光層３１ａにおける発光量を調節する構成とすることも考えられる。例えば、室内照度が低いほど発光量を減少させ、室内照度が高いほど発光量を増加させれば、常に鮮明で目への負担の少ない画面表示が可能となる。

また、抵抗膜方式のタッチパネル３２を用いれば、無機ＥＬパネル３１の内部に前述の光センサ５等を埋め込まなくても、スイッチ表示エリア８への押圧操作を容易に検出することができ、操作性を確保することができる。また、透明導電膜３２ａ及び透明プラスチック層３２ｂで形成することで、タッチパネル３２自体をほぼ透明にすることができ、操作スイッチが非表示の際における外部の視認性を向上させることができる。

［その他］
また、上述の実施形態における操作スイッチの表示・非表示に係る条件を変更することも考えられる。この場合、操作レバー１７の操作時以外は操作スイッチを表示させておくこととしてもよいし、あるいは、操作スイッチを表示させるための別な条件を付加（専用のボタンスイッチを別設するなど）してもよい。より簡素な構成とするならば、操作レバー１７の操作状態に関わらず、常時操作スイッチを表示させておくことも考えられる。この場合、通常作業時におけるオペレータの視界の外部にスイッチ表示エリア８を設定することが好ましい。

また、上述の実施形態では、図５に示すように、ステップＡ２０においてパイロット圧Ｐの大きさが０でない場合にはそのままフローが終了するようになっているが、これをステップＡ８０へ進むようにすれば、操作レバー１７の操作時に直ちに操作スイッチを非表示とすることができる。
また、上述の実施形態の表示条件には、操作レバー１７が操作されていないことが挙げられているが、下部走行体１１の走行装置が作動していないという条件をこれに付加してもよい。なお、上述の実施形態では、パイロットライン２６のパイロット圧Ｐから操作レバー１７の操作状態を検出しているが、作業装置１３や旋回装置の作動状態を直接検出するような構成としてもよい。

また、上述の実施形態では、図５に示すような操作スイッチの画像が例示されているが、操作スイッチのデザインを複数種類用意しておき、オペレータの好みに応じて選択できるよう構成してもよい。例えば、操作スイッチの画像中における各ボタン部分の大きさを拡大させたデザインのものを用意しておけば、電装品３をさらに使いやすくすることができる。

また、上述の実施形態では、ガラス１８面のうちスイッチ表示エリア８のみに液晶ガラスパネル１及びバックライト装置４が備えられているが、キャブ１４の右側面の全体に液晶ガラスパネル１及びバックライト装置４を拡張してもよい。この場合、操作スイッチの画像の表示位置をオペレータの好みに応じて変更可能とすることで、より使い勝手を向上させることが可能となる。

なお本発明は、油圧ショベルだけでなくクレーン等の履帯式建設機械やホイールローダ等、様々な建設機械に適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置における透過型ディスプレイの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置における制御ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置における制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置における操作スイッチの表示例である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置が設けられたキャブ内の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の操作入力装置が適用された油圧ショベルの斜視図である。 本発明の変形例に係る作業機械の操作入力装置における透過型ディスプレイ及び操作検出手段の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 液晶ガラスパネル（透過型ディスプレイ）
１ａ 表示用ＴＦＴユニット
２ 電子制御装置
２ａ 操作位置検出部
２ｂ 切換判定部（切換制御手段）
２ｃ 表示制御部（表示制御手段）
２ｄ 電装品制御部（電装品制御手段）
３ 電装品
３ａ 空調装置（エアコンユニット）
３ｂ 音響装置（オーディオユニット）
４ バックライト装置
４ａ 導光板
４ｂ 白色ＬＥＤ
５ 光センサ（操作検出手段）
６ 照度センサ（照度検出手段）
７ パイロット圧力スイッチ
８ スイッチ表示エリア
１０ 油圧ショベル
１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体
１３ 作業装置
１４ キャブ
１５ シート（運転席）
１６ コンソール
１７ 操作レバー
１８ ガラス（窓）
１９ 窓枠
３１ 無機ＥＬパネル（透過型ディスプレイ）
３２ タッチパネル（操作検出手段）

Claims (12)

1. 作業機械に搭載された電装品の操作入力装置であって、
   キャブの窓面に設けられた透過型ディスプレイと、
   操作者による該透過型ディスプレイの室内側の表面への操作を検出する操作検出手段と、
   該透過型ディスプレイ上に該電装品の操作スイッチを表示する表示制御手段と、
   該操作スイッチの表示位置及び該操作検出手段で検出された該操作の位置に応じて該電装品を制御する電装品制御手段と
   を備えたことを特徴とする、作業機械の操作入力装置。
2. 該表示制御手段が、該透過型ディスプレイ上への該電装品の操作スイッチの表示又は非表示を切換自在に制御する
   ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の操作入力装置。
3. 該切換制御手段が、該操作スイッチが表示されていない場合に、該操作検出手段により該表面への操作が検出されると、該表示制御手段に該操作スイッチを表示させる
   ことを特徴とする、請求項２記載の作業機械の操作入力装置。
4. 該切換制御手段が、該作業機械の作業装置，旋回装置又は走行装置の作動時に、該表示制御手段による該操作スイッチの表示を禁止する
   ことを特徴とする、請求項３記載の作業機械の操作入力装置。
5. 該切換制御手段が、該操作検出手段による該表面への操作を所定時間以上検出しない場合に、該表示制御手段に該操作スイッチの表示を非表示へ切換えさせる
   ことを特徴とする、請求項３又は４記載の作業機械の操作入力装置。
6. 該透過型ディスプレイが、一対の電極間に挟装された遮光部材を有し、
   該表示制御手段が、該一対の電極間の電圧を制御して該透過型ディスプレイ上に該操作スイッチを表示する
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の作業機械の操作入力装置。
7. 該透過型ディスプレイよりも該キャブの室外側に配置されたエッジライト方式のバックライト装置をさらに備え、
   該表示制御手段が、該操作スイッチの表示時に該バックライト装置を点灯制御する
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の作業機械の操作入力装置。
8. 該キャブの外部の照度を検出する照度検出手段をさらに備え、
   該表示制御手段が、該照度検出手段で検出された該照度が予め設定された所定照度未満である場合に、該バックライト装置を点灯させる
   ことを特徴とする、請求項７記載の作業機械の操作入力装置。
9. 該透過型ディスプレイが、一対の電極層と該電極層間に挟装された発光層とを有し、
   該表示制御手段が、該一対の電極層間の電圧を制御して該透過型ディスプレイ上に該電装品の操作スイッチを表示する
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の作業機械の操作入力装置。
10. 該キャブの内部の照度を検出する第二照度検出手段をさらに備え、
    該表示制御手段が、該第二照度検出手段で検出された該照度に応じて該発光層における表示輝度を調節する
    ことを特徴とする、請求項９記載の作業機械の操作入力装置。
11. 該操作検出手段が、一対の透明導電膜と該透明導電膜間に挟装された中空層とを有し、該透明導電膜同士の接触位置から該操作の位置を検出する抵抗膜方式のタッチパネルである
    ことを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の作業機械の操作入力装置。
12. 該操作検出手段が、該操作に係る指の反射光を検出する光センサを有する
    ことを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の作業機械の操作入力装置。

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