JP4447186B2

JP4447186B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP4447186B2
Application number: JP2001182355A
Authority: JP
Inventors: 洋澤田; 肇加藤; 登司男横山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP2002371595A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械には、下部走行体と、この下部走行体に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体とを備えたものがある。この場合、その上部旋回体に設けられる運転室に作業者（オペレータ）が乗り込んで走行用操作手段の操作レバーを操作することによって、前進させたり後退させたりする。この走行の際には、前方及び側方は、運転室に設けられた窓部からオペレータの肉眼でもって確認（視認）が可能であるが、運転室の後方を見るには、頭や身体を振り向かせて視認する必要があった。このため、上部旋回体のカウンタウエイト等の後面に監視用カメラを設けると共に、運転室にこのカメラからの画像を表示するモニタ装置を設けたものがあった（例えば、特開平１０−１４０６１９号公報、特開平１１−２８６９７１号公報参照）。すなわち、後退走行する際にモニタ装置に後退する方向の画像を表示するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、カメラがこのようにカウンタウエイトの後面に設けられる場合、カメラ位置が比較的高位置に設けられることになり、建設機械の近傍の下部の監視（視認）が不十分となる場合があった。そのため、下部走行体が障害物に接触したり、凹部に嵌ったりして、安全走行が困難であった。特に、モニタ装置に表示される画像には建設機械の一部が映し出されず、障害物があって障害物が映し出されたとしても、この障害物と建設機械との距離を把握することが困難であり、その実用性は充分なものであるとはいい難かった。
【０００４】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、後方の監視を確実に行うことができて作業安全性を向上することが可能な建設機械を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の建設機械は、下部走行体１と、この下部走行体１に旋回機構２を介して旋回自在に装着される上部旋回体３とを備えた建設機械であって、上記上部旋回体３のカウンタウエイト１２と上記旋回機構２のスイングサークル１６との間における上部旋回体３裏面側に後方監視用カメラ３８を設けると共に、この後方監視用カメラ３８により上記下部走行体３の左右の履帯端部８ａ、８ａの同時視認を可能としたことを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の建設機械では、後方監視用カメラ３８にて後方の画像を、例えばモニタ画面３９に映し出すことができ、しかも、このモニタ画面３９には下部走行体１の左右の履帯端部８ａ、８ａが映し出されることになって、後方に障害物等があって、この障害物がモニタ画面３９に映し出されば、障害物とこの建設機械との間の距離を把握することができ、安全走行を達成できる。また、左右の履帯端部８ａ、８ａが映し出されることは、下部走行体１近傍の下部の視認が可能であり、この下部走行体１近傍の障害物等の衝突や凹所への嵌り込みを有効に防止することができる。さらに、上部旋回体３のカウンタウエイト１２と旋回機構２のスイングサークル１６との間における上部旋回体３裏面側に後方監視用カメラ３８が設けられるので、この後方監視用カメラ３８は風雨にさらされず、耐久性が向上して安定した監視を行うことができる。
【０００７】
請求項２の建設機械は、さらに上記後方監視用カメラ３８によりカウンタウエイト１２の下端後部の視認を可能としたことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項２の建設機械では、後方監視用カメラ３８のモニタ画面３９によるカウンタウエイト１２の下端後部の視認が可能であるので、障害物とこの建設機械との間の距離をさらに安定して把握することができ、一段と安全性の向上を図ることができる。
【０００９】
請求項３の建設機械は、上記上部旋回体３のレボフレーム１０のアンダーカバー２１の内面側に上記後方監視用カメラ３８を設けたことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項３の建設機械では、上部旋回体３のレボフレーム１０のアンダーカバー２１の内面側に後方監視用カメラ３８を設けるので、走行中等において、走行面に岩や鉄骨等の障害物があって、もし仮にこの建設機械にこの障害物が衝突したとしても、後方監視用カメラ３８はアンダーカバー２１に保護され、破損しにくい。また、下方からの土砂等の後方監視用カメラ３８に対する付着も防止することができ、この後方監視用カメラ３８による後方の監視を安定して行うことができる。しかも、従来からの既存のアンダーカバー２１に後方監視用カメラ３８を付設するものであり、後方監視用カメラ３８を保持するために、新たな部材を必要とせず、部品点数の増加や組立工程の複雑化を防止できる。
【００１１】
請求項４の建設機械は、上記後方監視用カメラ３８がレボフレーム１０側へ収納される格納状態と、この後方監視用カメラ３８が外部に露出状となる視認可能状態との切換を可能とすると共に、この切換を上部旋回体３の運転室１１のオペレータによるスイッチ操作にて行うことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項４の建設機械では、後方監視用カメラ３８をレボフレーム１０側へ収納する格納状態とすることでき、不使用時にこの格納状態とすれば、後方監視用カメラ３８の破損や汚れを有効に防止することができ、後方監視用カメラ３８の長期の安定した使用を可能とする。また、後方監視用カメラ３８を外部に露出する視認可能状態とすれば、後方を確認することができ、安全走行が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の建設機械の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図２はこの建設機械（この場合、油圧ショベルを示している）の簡略側面図であり、図３は簡略背面図である。この建設機械は、下部走行体１と、下部走行体１の上部に旋回機構２を介して旋回可能に装着される上部旋回体３とを備え、上部旋回体３に作業機４が連設されている。この作業機４は、その基部が上部旋回体３に揺動可能に連結されているブーム５と、ブーム５の先端に揺動可能に連結されているアーム６と、アーム６の先端に揺動可能に連結されているバケット７とを備える。
【００１４】
下部走行体１は、履帯８を有する左右一対の走行部９、９を備え、各走行部９、９の履帯８、８が駆動することによって走行する。そして、左右一対の走行部９、９は、トラックフレーム１３（図５等参照）を介して連結されている。また、上部旋回体３は、図２に示すように、レボフレーム１０と、このレボフレーム１０上に設けられる運転室１１と、このレボフレーム１０の後部に設けられるカウンタウエイト１２とを備える。
【００１５】
上記旋回機構２は、図５と図６に示すように、スイングサークル（レボフレーム１０に取付けられるアウタレース１４と、トラックフレーム１３に取付けられるインナレース１５とで構成される）１６と、油圧駆動の旋回モータ（図示省略）と、この旋回モータの回転速度を減速するスイングマシナリ（図示省略）と、スイングマシナリの駆動力をインナレース１５の内歯に伝達するスイングピニオン（図示省略）等で構成される。
【００１６】
また、レボフレーム１０は、図７に示すように、センタフレーム１８と、このセンタフレーム１８の左右に連設されるサイドフレーム１９、２０とを備え、センタフレーム１８の中央部近傍の開口部２４をアンダーカバー２１にて塞いでいる。この場合のアンダーカバー２１には、その底面が後方に向かって順次下傾するテーパ面２２とされた凹所２３が設けられている。なお、このアンダーカバー２１は、上部旋回体３内への土砂等の侵入を防止するものである。
【００１７】
次に、運転室１１は図４に示すように、その中央部には運転席２５が設けられ、この運転席２５の前方に走行操作手段２６が設けられている。走行操作手段２６は、走行レバー２７、２８と、各走行レバー２７、２８と一体に揺動する走行ペダル２９、３０とを備える。また、運転席２５の側部側に作業機操作レバー３１、３２がそれぞれ設置されている。なお、運転室１１にはその前方を確認するための前窓３３と、側方を確認するための側方窓３４、３４が設けられている。
【００１８】
この場合、走行レバー２７、２８を前方に押すと下部走行体１が前進し、走行レバー２７、２８を後方に引くと下部走行体１が後進するようになっている。また、一方の走行レバー２７のみを操作すれば、これに対応した一方の走行部９のみが駆動し、他方の走行レバー２８のみを操作すれば、これに対応した一方の走行部９のみが駆動する。さらに、各走行レバー２７、２８と各走行ペダル２９、３０は一体に揺動するので、走行レバー２７、２８のみを操作しても、走行レバー２７、２８と走行ペダル２９、３０と共に操作しても、走行ペダル２９、３０のみを操作してもこれらに対応する走行部９が駆動する。また、上記作業機操作レバー３１、３２はブーム５の上下動、アーム６及びバケット７の回動、及び上部旋回体３自体の旋回操作等を行うものである。なお、走行操作手段２６の近傍には、ブレーキペダル３５が設けられ、さらに一方の側方窓３４側に計器盤３６が設けられている。
【００１９】
ところで、この運転室１１の運転席２５にオペレータが座って作業機４による作業したり、走行させたりする場合、前方及び側方は、前窓３３や側方窓３４、３４によって確認することができるが、後方（オペレータに対する後方）は確認することができない。そこで、この発明では、図１に示すように、後方監視用カメラ３８と、この後方監視用カメラ３８からの画像を表示するモニタ画面３９とを備えた後方監視手段４０を設けている。
【００２０】
後方監視用カメラ３８は、例えばＣＣＤカメラからなり、図８に示すように、上記上部旋回体３のカウンタウエイト１２と上記旋回機構２のスイングサークル１６との間における上部旋回体裏面側に設けている。この場合、上記アンダーカバー２１に内面、つまり、凹所２３に設けている。すなわち、凹所２３のテーパ面２２から支持枠３７を立設し、この支持枠３７に揺動可能として後方監視用カメラ３８を支持させ、後方監視用カメラ３８の監視方向の変更を可能としている。
【００２１】
そして、モニタ画面３９は図９に示すようなモニタ装置４１の画面にて構成される。この場合のモニタ装置４１は、図９（ａ）に示すように、後方監視用カメラ３８からの画像を表示する第1モードと、図９（ｂ）に示すように、車体状態を表示する第２モードとに切換えることが可能である。ここで、車体状態とは、この建設機械に搭載されている各種機器や構成部材の作動状態であり、例えば、油圧回路に用いられる作動油の温度、エンジン冷却水の温度等である。すなわち、モニタ装置４１の制御部には、図１０に示すように、温度目盛りや各種絵模様等の基本画像を表示する基本表示手段４３と、この表示手段４３の基本画像データと状態量を示す画像データとを合成してモニタ画面３９を表示する合成表示手段４５とを備え、これによって、モニタ画面３９に車体状態を表示するものである。
【００２２】
また、第1モードと第２モードとの切換は、上記走行用操作手段２６を操作することによって行われる。すなわち、走行レバー２７、２８や走行ペダル２９、３０を操作すれば、後方監視手段４０が作動して後方監視用カメラ３８による後方の監視（視認）を行う第1モードとなり、走行用操作手段２６を操作しない状態では、後方監視用カメラ３８からの画像がモニタ画面３９に表示されずに、図９（ｂ）に示すように車体状態が表示される第２モードとなっている。ここで、後方の監視とは、運転室１１の後方の監視である。従って、走行用操作手段２６を操作すれば、下部走行体１が前進走行状態であっても、後退走行状態であっても、図９（ａ）に示すように運転室１１の後方の画像がモニタ画面３９に表示されることになる。なお、モニタ装置４１は、例えば図４に示すように、前窓３３と一方の側方窓３４とを仕切る縦枠４７の下部に配設されている。この場合、オペレータが運転席２５に座ってこの建設機械を走行させたり、作業機４を使用して作業したりした場合に、そのモニタ画面３９の観察が可能である位置に配設すればよく、この縦枠４７の下部に限るものではない。
【００２３】
ところで、モニタ画面３９に後方監視用カメラ３８からの画像が表示される場合、図２と図３に示すように、下部走行体１に対して上部旋回体３が平行に配置される状態では、図９（ａ）に示すように、下部走行体１の左右の走行部９、９の履帯端部８ａ、８ａがモニタ画面３９の左右の下部に表示される。また、この図２と図３に示す状態から上部旋回体３が約１８０°回転（旋回）した状態でも、履帯端部８ａ、８ａがモニタ画面３９の一部に表示される。しかも、後方監視用カメラ３８の視界は、図８に示す範囲であり、モニタ画面３９の上部には、後方の画像を表示した際には、常にカウンタウエイト１２の下端後端が表示される（映し出される）。
【００２４】
このように、上記建設機械によれば、走行用操作手段２６を操作すれば、運転室１１の後方の画像がモニタ画面３９に表示されるので、オペレータはモニタ画面３９に後方監視用カメラ３８からの画像を表示させるために、特別の操作（スイッチ操作）を必要としない。すなわち、走行用操作手段２６の操作することによって建設機械を走行させれば、後方監視用カメラ３８による観察（視認）が可能となり、安全走行を達成できる。しかも、モニタ画面３９には、カウンタウエイト１２の下端後端が映し出される。このため、障害物と建設機械との間の距離を把握することができる。特に、下部走行体１に対して上部旋回体３が平行に配置される状態では、左右の履帯端部８ａ、８ａの同時視認が可能であるので、障害物がこのモニタ画面３９に映し出された場合において、この障害物と建設機械との間の距離を安定して確実に把握することができ、安全性が向上する。また、下部走行体１が前進走行している場合において、上部旋回体３が反転した状態であれば、運転室１１にいるオペレータにとっては後退している状態である。このような場合でも、走行用操作手段２６を操作しているので、後方監視用カメラ３８によるオペレータ後方の観察（視認）が可能となっており、オペレータに対する後方の確認を行うことができ、安全である。
【００２５】
また、走行操作手段２６を操作せずに下部走行体１を停止させて各種作業を行っている際には、車体状態を把握することができ、安定した作業が可能である。さらに、後方の画像を表示する画面と、車体状態とを表示する画面とを共用するものであるので、従来から運転室１１に設置されているモニタ画面を使用することができる。これにより、別途後方確認用のモニタを設ける必要がなく、運転室１１のスペースを十分確保することができる。しかも、従来からの既存のアンダーカバー２１に後方監視用カメラ３８を付設するものであり、後方監視用カメラ３８を保持するために、新たな部材を必要とせず、部品点数の増加や組立工程の複雑化を防止できる。
【００２６】
次に、図１１は他の実施の形態を示し、この場合、後方監視手段４０を作動させるスイッチ４８を、走行用操作手段２６に設けている。すなわち、スイッチ４８を操作することによって、後方監視手段４０の作動させて、後方監視用カメラ３８からの後方の画像をモニタ画面３９に表示するものである。このため、走行操作手段２６の操作に関係なく、スイッチ４８を操作することによってオペレータの後方の監視を行う第1モートとすることができる。また、この第1モードにおいてスイッチ４８を操作することによって、車体状態を表示する第２モードに切換ることができる。
【００２７】
ところで、上記図１に示す建設機械では、走行操作手段４０を操作しなければ、言い換えれば、走行させなければ、後方の監視を行うことができないので、走行運転開始時（発進時）に後方の監視を行うことができず、この時点での安全性を確保することができないおそれがある。これに対して、図１１に示す建設機械では、走行運転開始時にスイッチ４８を操作して、後方監視用カメラ３８からの後方の画像をモニタ画面３９に表示するようにすれば、この時点での安全性を確保することができる。また、下部走行体１が後退走行していても、上部旋回体３が反転した状態となって、運転室１１のオペレータが走行方向に対して前方を向いている場合、オペレータに対する後方の監視をあまり必要とせず、このような場合にスイッチ４８をＯＦＦ状態として、この後方監視手段４０による後方の監視を停止しておくことができ、バッテリの無駄な消費を防止することができる。このように、図１１に示す建設機械では、オペレータは種々の走行状態や作業状態に応じた後方の監視を行うことができる。
【００２８】
図１２に示す建設機械では、後方監視用カメラ３８がレボフレーム１０側へ収納される格納状態と、この後方監視用カメラ３８が外部に露出状となる視認可能状態との切換を可能としている。すなわち、図１３に示すように、この建設機械は、後方監視用カメラ３８を支持する支持手段５０と、この支持手段５０を作動させる駆動手段５１と、この駆動手段５１のＯＮ／ＯＦＦ操作を行うスイッチ手段５２とを備える。また、支持手段５０は、図１２に示すように、受け部材５３を有するアンダーカバー２１と、この受け部材５３に後方監視用カメラ３８を取付けるための支持枠３７と、受け部材５３の先端部を支持する鎖、金属線等からなる図示省略の支持部材とを備える。そして、駆動手段５１の図示省略のモータを駆動させることによって、上記支持部材を巻き上げたり巻き下げたりして、受け部材５３をその基端部を中心に揺動させるものである。これによって、図１２（ａ）の開状態では、水平方向に対して所定角度を成す状態が支持され、図１２（ｂ）の閉状態では、水平方向に延びる状態に支持される。このため、図１２（ａ）の開状態では、後方監視用カメラ３８が外部に露出状となる視認可能状態となり、図１２（ｂ）の状態では、後方監視用カメラ３８がレボフレーム１０側へ収納される格納状態となる。
【００２９】
従って、この図１２に示す建設機械では、スイッチ手段５２を操作することによって視認可能状態としたり、格納状態としたりすることができる。このため、後方の監視を必要としない場合、図１２（ｂ）に示すように閉状態として後方確認用カメラ３８を格納しておけば、後方確認用カメラ３８は有効に保護され、損傷しにくくしかもレンズ等が汚れるのを防止することできる。また、オペレータが後方の確認を必要とする際には、スイッチ手段５２を操作することによって、図１２（ａ）に示すように開状態とすれば、後方の監視が可能となって安全性を確保することができる。
【００３０】
この場合、スイッチ手段５２を操作することによって、後方監視用カメラ３８を露出させた際に後方監視手段４０による監視が作動し、後方監視用カメラ３８を格納させた際に後方監視手段４０による監視が停止するように構成できる。すなわち、この図１２に示す建設機械において、図１に示すように、走行操作手段２６を操作することによって、後方の画像を表示するようにするものであれば、この走行操作手段２６をもって、この切換（後方監視用カメラ３８の格納と露出との切換）のスイッ手段５２としたり、上記図１１に示したように、走行操作手段２６に設けられるスイッチ４８をもって、この切換のスイッチ手段５２としたりすることができる。もちろん、スイッチ手段５２と独立した別のスイッチを設け、後方監視用カメラ３８の格納と露出との切換操作と、後方監視手段４０の監視操作とを別操作にて行うようにしてもよい。
【００３１】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、後方監視用カメラ３８の付設位置としては、カウンタウエイト１２とスイングサークル１６との間における上部旋回体３裏面側であれば、レボフレーム１０のアンダーカバー２１に限るものではなく、例えば、レボフレーム１０の他の部位であってもよい。また、後方監視用カメラ３８を格納状態とするための機構としては、図１２に示すものに限るものではなく、例えば、受け部材５３がガイドレールに沿って上下動したりするものであてもよく、さらには、図８に示すようなアンダーカバー２１を用いて、後方監視用カメラ３８自体を公知公用の手段にて上下動させるようにしてもよい。なお、建設機械として、油圧ショベルに限らず、下部走行体１と、この下部走行体１に旋回自在として装着される上部旋回体３とを備えた各種の建設機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の建設機械の実施の形態を示す簡略ブロック図である。
【図２】上記建設機械の側面図である。
【図３】上記建設機械の背面図である。
【図４】上記建設機械の運転室の斜視図である。
【図５】上記建設機械の要部側面図である。
【図６】上記建設機械の要部平面図である。
【図７】上記建設機械のレボフレームの斜視図である。
【図８】上記建設機械の要部簡略断面図である。
【図９】上記建設機械のモニタ画面の説明図である。
【図１０】上記建設機械のモニタ装置の制御部の簡略ブロック図である。
【図１１】この発明の建設機械の他の実施の形態を示す簡略ブロック図である。
【図１２】この発明の建設機械の別の実施の形態を示す要部断面図である。
【図１３】上記建設機械の別の実施の形態の簡略ブロック図である。
【符号の説明】
１下部走行体
２旋回機構
３上部旋回体
８ａ履帯端部
１０レボフレーム
１２カウンタウエイト
１６スイングサークル
２１アンダーカバー
２５運転室
３８後方監視用カメラ
３９モニタ画面

Claims

下部走行体（１）と、この下部走行体（１）に旋回機構（２）を介して旋回自在に装着される上部旋回体（３）とを備えた建設機械であって、上記上部旋回体（３）のカウンタウエイト（１２）と上記旋回機構（２）のスイングサークル（１６）との間における上部旋回体（３）裏面側に後方監視用カメラ（３８）を設けると共に、この後方監視用カメラ（３８）により上記下部走行体（１）の左右の履帯端部（８ａ）（８ａ）の同時視認を可能としたことを特徴とする建設機械。
さらに上記後方監視用カメラ（３８）によりカウンタウエイト（１２）の下端後部の視認を可能としたことを特徴とする請求項１の建設機械。
上記上部旋回体（３）のレボフレーム（１０）のアンダーカバー（２１）の内面側に上記後方監視用カメラ（３８）を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の建設機械。
上記後方監視用カメラ（３８）がレボフレーム（１０）側へ収納される格納状態と、この後方監視用カメラ（３８）が外部に露出状となる視認可能状態との切換を可能とすると共に、この切換を上部旋回体（３）の運転室（２５）のオペレータによるスイッチ操作にて行うことを特徴とする請求項３の建設機械。