JP5844767B2 - 建設機械の表示装置および建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の表示装置および建設機械に係り、情報化施工システムを備えた建設機械に適用可能な表示装置、およびこの表示装置が搭載された建設機械に関する。

従来、建設機械等の作業車両に搭載される表示装置として、オペレータが乗り込むキャブ内の支持台上に設置されるものが知られている（例えば、特許文献１）。このような表示装置には、建設機械での作業状況や各種機器の状態等が表示される。

一方、近年では、建設機械を用いた土木作業等への情報化施工の導入が急速に進んでいる。情報化施工とは、土木工事等の施工作業を油圧ショベルやブルドーザ、あるいはモータグレーダといった建設機械を用いて行う際、情報化通信技術（ICT ;Information and Communication Technology）を駆使して、それら建設機械の作業機の位置検出を行い、検出された作業機の位置に基づいて作業機を自動制御させたり、施工作業現場の地形とその地形に対する作業機の位置といった情報をキャブ内の表示装置に表示させたりすることにより、当該施工作業（以下、単に作業）を高効率に行い、高精度な施工結果を取得することを目的とするものである。

特開２００５−３５４２６号公報

情報化施工を実施するにあたっては、オペレータに提示すべき情報量が多いことから、特許文献１に記載の表示装置だけでは、必要な情報を十分かつ適時に表示できない。このため、そのような表示装置とは別に、情報化施工用の表示装置が必要になる。そして、情報化施工用の表示装置は、作業時にオペレータが運転席に着座した位置から容易に視認できる場所、例えば、キャブ内の前方側に取り付けられることが好ましい。

他方、多くの情報を扱う情報化施工では、数値演算処理やグラフィック処理等を高速で実行する必要があることから、情報化施工用の表示装置はコンピュータ装置として機能させることが望ましい。さらに、オペレータは、当該表示装置をキャブ内の取付位置から外して、作業現場の管理事務所等に持ち帰る等し、必要な情報を作業現場以外でダウンロードしたり、アップロードしたりすることが、表示装置の機能として要求される。必要な情報とは、例えば、日々の施工結果の情報や情報化施工に必要な設定値、あるいはグラフィック処理のためのプログラムなどである。加えて、背丈の異なるオペレータが乗車した場合や、作業によってオペレータの姿勢が変わるような場合でも、視認性を確保する必要があるため、表示装置の位置や向きを自在に調整できることが望まれる。

また、特に、建設機械においては、作業中に生じる振動や衝撃が大きいことから、表示装置に求められる品質として、大きな振動や衝撃にも確実に耐え得る耐久性が要求される。

本発明の目的は、建設機械から容易に着脱可能として高い携帯性を有するとともに、建設機械へ取り付けた際には、高い視認性を確保でき、かつ高い耐振動性および耐衝撃性を備えた建設機械の表示装置および建設機械を提供することにある。

本発明の表示装置は、建設機械の表示装置であって、前記建設機械のフレームに自在継手を介して着脱自在に支持される金属製の金属ケースを備え、前記金属ケースには、表示部と、前記表示部に対する表示制御を行う制御基板とが取り付けられることを特徴とする。

本発明の表示装置において、前記金属ケースには、樹脂製の樹脂ケースが取り付けられるとともに、前記金属ケースおよび前記樹脂ケースによりリアケースが構成され、前記リアケースには、樹脂製のフロントケースが取り付けられ、前記フロントケースおよび前記リアケースで形成される内部収容空間内に前記表示部および前記制御基板が収容されることが好ましい。

本発明の表示装置において、前記制御基板に実装された電子部品と前記金属ケースとは、放熱手段を介して接触していることが好ましい。

本発明の表示装置において、前記金属ケースは、前記自在継手が設けられる部分から放射状に延びた複数のリブを有することが好ましい。

本発明の表示装置において、前記表示部は、液晶ディスプレイであり、前記液晶ディスプレイは、液晶モジュールと、前記液晶モジュールを少なくとも側面側から保持する金属枠とを有することが好ましい。

また、本発明の表示装置は、建設機械の表示装置において、前記建設機械は油圧ショベルであり、前記建設機械のフレームに自在継手を介して着脱自在に支持される金属製の金属ケースを備え、前記金属ケースには、表示部と、前記表示部に対する表示制御を行う制御基板とが取り付けられ、前記金属ケースには、樹脂製の樹脂ケースが取り付けられるとともに、前記金属ケースおよび前記樹脂ケースによりリアケースが構成され、前記リアケースには、樹脂製のフロントケースが取り付けられ、前記フロントケースおよび前記リアケースで形成される内部収容空間内に前記表示部および前記制御基板が収容され、前記液晶ディスプレイは、液晶モジュールと、前記液晶モジュールを背面側、側面側、および正面側から保持する金属枠とを有し、前記油圧ショベルの運転席近傍に配置されることを特徴とする。

本発明の建設機械は、以上に説明したいずれかの表示装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、表示装置は、自在継手を介して建設機械のキャブのフレームに支持される。表示装置の支持は、自在継手によって１点支持されるため、表示装置の位置や向きを自在に調整できるとともに、表示装置の着脱に要する手間も少なくてよく、キャブのフレームからの着脱を容易にできる。従って、表示装置を取り扱うに際しての利便性を向上させることができる。

しかも、表示装置を構成する表示部や制御基板は重量物であるが、これらの重量物は強度および剛性の面で優位な金属ケースに一体に取り付けられ、この金属ケースが自在継手を介してキャブのフレームに支持されているので、建設機械による作業に伴い発生する振動や衝撃によって、例えば自在継手と表示装置との接合部分といった箇所が破損することなく、高い耐久性を有した表示装置を提供できる。また、本発明によれば、表示装置内での表示部や制御基板を強固に固定しているため、表示部や制御基板の破損防止を図ることができる。よって、表示装置全体として耐振動性および耐衝撃性に優れた高い耐久性を有した表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る建設機械を示す全体斜視図。 建設機械のキャブの内観図。 表示装置の支持構造を示す側面図。 表示装置を支持する支持部材を示す分解斜視図。 表示装置の分解斜視図。 表示部を示す分解斜視図。 リアケースを示す分解斜視図。 表示装置の断面図であり、図９のＡ−Ａ線断面図。 表示装置を背面側から示す斜視図。 表示装置内の要部を拡大して示す拡大図。

［建設機械の概略説明］
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る建設機械としての油圧ショベル１を示す全体斜視図である。図２は、油圧ショベル１に設けられたキャブ５の内観図である。
図１において、油圧ショベル１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、作業機４とを主に備えている。

下部走行体２は、左右一対の履帯を有している。一対の履帯が回転することにより、油圧ショベル１は、旋回あるいは走行することが可能である。
上部旋回体３は、下部走行体２に対して旋回自在に設置されている。上部旋回体３の前方側Ｆ（車両前側）で左側Ｌには、オペレータが油圧ショベル１を操縦するために乗り込むキャブ５が設けられている。上部旋回体３の後方側Ｂには、エンジンを収納するエンジンルームが設けられ、さらにその後方側Ｂには、カウンターウェイトが設けられている。

なお、本実施形態では、オペレータがキャブ５内の運転席９１（図２）に着座したときに、オペレータの左手側となる方向を左側Ｌ、右手側となる方向を右側Ｒ、前方となる方向を前方側Ｆ、後方となる方向を後方側Ｂと称する。

土砂の掘削などを行う作業機４のブーム６は、キャブ５の右側Ｒで上部旋回体３に軸支されている。作業機４は、上部旋回体３に上下揺動自在に取り付けられたブーム６と、ブーム６の先端に揺動自在に取り付けられたアーム７と、アーム７の先端に揺動自在に取り付けられたバケット８とを有している。ブーム６、アーム７、およびバケット８はそれぞれ、油圧シリンダであるブームシリンダ６Ａ、アームシリンダ７Ａ、バケットシリンダ８Ａのシリンダロッドの先端に連結（バケット８の場合は、バケットシリンダ８Ａのシリンダロッドの先端に連結されたリンク部材を介してバケット８に連結）されており、各シリンダのシリンダロッドを伸縮動作させることによって作業機４は揺動動作する。

［情報化施工システムの概略説明］
本実施形態の油圧ショベル１には、情報化施工システムを構築する構成が搭載されている。ここで、情報化施工システムについて概略説明する。情報化施工システムでは、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）で作成された施工設計データが、所定のメモリなどにより構成される記憶部に保存されている。このような記憶部は、油圧ショベル１に搭載された図示しない記憶装置、あるいは後述する表示装置１０の制御基板１６に設けられる。後述する本実施形態の表示装置１０は、その画面上に油圧ショベル１の現状位置や作業機４の位置および姿勢、具体的にはバケット８の刃先位置をリアルタイムで更新表示し、オペレータに対して油圧ショベル１の作業機４の操作を誘導できるようになっている。バケット８の刃先位置は、油圧ショベル１に搭載した、ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム、Global Navigation Satellite System）アンテナ３Ａから得られる現在位置情報や油圧ショベル１の車体寸法の情報などを用い、図示しない演算装置によって演算して求められる。

油圧ショベル１に搭載された図示しないコントローラは、施工設計データとバケット８の刃先位置とをリアルタイムで比較し、その比較結果に基づいて各シリンダ６Ａ，７Ａ，８Ａを動作させることにより、作業機４の動きを制御する。具体的には、施工設計データに従って施工されるべき位置とバケット８との相対位置を演算して求めながら、施工設計データに基づく施工面を深掘りしすぎないように作業機４を制御し、掘削または整地などの所定の施工を行うことができる。また、施工時には、表示装置１０にバケット８の刃先位置や施工設計データなどが表示される。これらにより、施工設計データに基づいて油圧ショベル１の作業機４が自動制御され、オペレータに作業機４の操作を誘導するので、従来の施工で必要であった、施工時の目印となる杭といった丁張りを設置する必要がなく、施工効率が向上する。加えて、高い施工精度を有した施工結果を容易に得ることが可能になる。

［キャブ内部の説明］
図２に示すキャブ５内部の前方側Ｆの右側Ｒにおいて、キャブ５のデッキから上方に延びた支持台上には、多目的表示装置９が設けられ、その上方には、表示装置１０がキャブ５のフレームとしてのピラー５Ａに取り付けられている。このうち、表示装置１０が本発明に係る表示装置である。表示装置１０の詳細については後述する。なお、表示装置１０の取り付け場所は、図２に示した場所に限らず、運転席９１近傍であれば、例えば、左側のピラー５Ａに取り付けられるようにしてもよい。

多目的表示装置９は、前出の特許文献１に記載の表示装置に相当する。すなわち、多目的表示装置９は、情報化施工以外の部分で油圧ショベル１を駆動するのに必要なインジケータや稼働状態などの情報を表示する。例えば、表示される情報の種類としては、油圧ショベル１の累積稼働時間、オートデセル設定状態、作業モード設定状態、走行速度設定状態、エンジンの冷却水の温度を示すエンジン水温ゲージ、各油圧シリンダ等の油圧機器を動作するための作動油の温度を示す作動油温ゲージ、エンジンを駆動するための燃料の残量を示す燃料レベルゲージ、燃料消費量を示すエコゲージ、エンジン水温の値、作動油温の値、燃料消費量の値、各種設定等のためにスイッチ操作を案内するためのファンクションスイッチメニュー等である。

また、多目的表示装置９には、カウンターウェイト上に搭載された図示しない車載カメラにより得られた画像を表示する画面への切り換え、インジケータや稼働状態などの情報の表示内容の切り換え、各種メンテナンス履歴などを表示する画面への切り換えといったことを実行するためのファンクションキー（スイッチ）が設けられている。さらに、多目的表示装置９には、オートデセル、作業モード選択、走行速度段選択、ブザーキャンセル、ワイパ作動、ウインドウウォッシャ噴射、エアコン設定を実行するための基本操作スイッチが設けられている。

キャブ５内部の略中央には、オペレータが着座する運転席９１が設けられている。運転席９１の前方側Ｆには、下部走行体２を操作する左右一対の走行操作レバー９２，９２が設けられている。運転席９１の左側Ｌおよび右側Ｒには、作業機４（ブーム６、アーム７、バケット８）の揺動動作および上部旋回体３の旋回をさせるための作業機操作レバー９３，９３が設けられている。また、運転席９１の右側Ｒには、エンジンへの燃料噴射量を調整するための燃料ダイヤル等を設けたコンソール９４が設けられている。

［表示装置の支持構造の説明］
図３は、表示装置１０の支持構造を示す側面図、図４は、表示装置１０を支持する支持部材８０を示す分解斜視図である。
図３、図４において、表示装置１０は、自在継手としての支持部材８０を介してキャブ５のピラー５Ａに設けられた支持ブラケット５Ｂに支持されている。支持ブラケット５Ｂには、ボルト８６が貫通可能な複数の孔が設けられており、ベース部材８１をボルト８６でブラケット５Ｂに締結し固定することができる。

支持部材８０は、支持ブラケット５Ｂの内側表面に取り付けられたベース部材８１と、表示装置１０の背面側に取り付けられたジョイント部材８２と、ベース部材８１およびジョイント部材８２の間に亘って設けられた一対のアーム部材８３，８３とを備えている。なお、ベース部材８１、ジョイント部材８２、アーム部材８３，８３は、金属製であって、表面は所定の色の塗装が施されている。また、球体部８４、８７は、表面処理などによって硬化させたものであってもよい。

ベース部材８１は、球形状の球体部８４と、円盤状の平板部８５とを有している。平板部８５には、厚み方向に貫通する貫通孔８５Ａが複数設けられている。貫通孔８５Ａを貫通してボルト８６が設けられることにより、ベース部材８１が支持ブラケット５Ｂに締結される。なお、ベース部材８１と支持ブラケット５Ｂとは、ボルト８６による締結ではなく、溶接により接合されていてもよい。

ジョイント部材８２は、基本的にベース部材８１と同じ構成であり、球形状の球体部８７と、円盤状の平板部８８とを有している。平板部８８には、厚み方向に貫通する貫通孔８８Ａが複数設けられている。貫通孔８８Ａを表示装置１０側からのスタッドボルト２３Ａ（図７、図８）が貫通し、スタッドボルト２３Ａにナット２３Ｃ（図８、図９）をワッシャ２３Ｄとともに締結することで、ジョイント部材８２が表示装置１０に締結される。

アーム部材８３，８３は、一方の端部でベース部材８１の球体部８４を挟み、他方の端部でジョイント部材８２の球体部８７を挟むように構成されている。一方のアーム部材８３にはボルト孔８３Ａが設けられている。他方のアーム部材８３には貫通孔８３Ｂが設けられている。これらのアーム部材８３は、貫通孔８３Ｂを貫通してボルト孔８３Ａに締結される角ボルト等の接合部材８９により、一体に接合される。なお、接合部材８９の四角形の頭部は摘み部８９Ａになっており、摘み部８９Ａを摘んで接合部材８９を回転させることで、アーム部材８３同士の接合の強弱度合を調整可能である。なお、掴み部８９Ａは、四角形に限らず、例えば円盤状になっていて側面に滑り止めの溝が刻まれたようなものでもよい。

ベース部材８１の球体部８４を介してアーム部材８３が支持ブラケット５Ｂに連結されていることにより、アーム部材８３は、支持ブラケット５Ｂに対して回動可能に設けられている。このことによって支持部材８０は、支持ブラケット５Ｂに対する取付角度を自在に変化させることが可能である。

ジョイント部材８２の球体部８７を介して表示装置１０がアーム部材８３に連結されていることにより、表示装置１０は、支持部材８０に対して回動可能に設けられている。このことによって表示装置１０は、アーム部材８３の延出方向に対する取付角度を自在に変化させることが可能である。

この際、アーム部材８３同士を接合部材８９にて強固に接合することにより、ベース部材８１およびジョイント部材８２の各球体部８４，８７がアーム部材８３によって強く挟み込まれる。従って、表示装置１０は、支持ブラケット５Ｂが設けられたピラー５Ａに対して固定され、固定状態が保持される。

反対に、アーム部材８３同士を接合部材８９にて緩く接合することにより、支持部材８０は支持ブラケット５Ｂに対して回動可能となり、表示装置１０もアーム部材８３に対して回動可能となる。従って、表示装置１０は、支持部材８０によって定められた可動範囲内において、ピラー５Ａに対して自在に位置や向きを変えて移動可能である。

以上に説明したように、自在継手としての支持部材８０、ベース部材８１、ジョイント部材８２を用いて、表示装置１０をピラー５Ａに固定しているため、オペレータの好みの位置や向きに表示装置１０を移動させることができる。オペレータは、表示装置１０の画面を視認しやすい位置に表示装置１０を移動させたり、表示装置１０を必要としない場合で、ピラー５Ａの方向に見える外界をより視認したい際に、表示装置１０を外界の視認が妨げられない位置に移動させたり、表示装置１０をジョイント部材８２ごとアーム部材８３から外し、表示装置１０を脱着させ持ち運ぶこともできる。

上記のように接合部材８９の締め付け具合によっては、表示装置１０を支持部材８０から容易に取り外すことも可能である。従って、表示装置１０をジョイント部材８２ごとアーム部材８３から外して持ち出すことができ、表示装置１０の記憶部に蓄えた情報のうち必要な情報を作業現場以外でダウンロードしたり、当該記憶部に新たな情報をアップロードしたりすることができる。表示装置１０には、後述するＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ３１が設けられており、そのような入出力装置を用いることで、情報のアップロードやダウンロードが可能である。

［表示装置の概略説明］
図５は、表示装置１０の分解斜視図である。図６は、液晶ディスプレイ１３を示す分解斜視図である。図７は、リアケース１２の分解斜視図である。表示装置１０のフロントケース１１側を正面とする。以下、方向を定めて説明する際は、図中に定義した方向を参照しながら説明する。
図５において、表示装置１０は、中央に大きな矩形状の開口部１１Ａを有するフロントケース１１と、フロントケース１１にネジ等によって取り付けられるリアケース１２と、フロントケース１１およびリアケース１２によって形成される内部収容空間内に収容される表示部としての液晶ディスプレイ１３と、同じく内部収容空間内に収容されて液晶ディスプレイ１３の背面側に配置される制御基板１４とを備えている。液晶ディスプレイ１３および制御基板１４は共に、リアケース１２に固定されている。このリアケース１２の詳細については、後述する。

フロントケース１１は、例えば、ポリカーボネートおよびポリブチレンテレフタレートを混合した材料からなる合成樹脂製である。フロントケース１１の外周縁には、図示しないガスケットが配置され、フロントケース１１の外周縁とリアケース１２の外周縁との間でシールされ、内部収容空間の気密性が保たれる。
また、フロントケース１１には、矩形状の開口部１１Ａが設けられている。フロントケース１１の裏面には、開口部１１Ａを塞ぐようにしてパネル１５が取り付けられている。パネル１５は、タッチパネルであって、例えば静電容量方式のタッチパネルを用いることができる。パネル１５は、可視光の高い透過率を有した合成樹脂製であり、その表面に酸化インジウムスズによる透明導電膜を有することで、タッチパネルとして機能する。

液晶ディスプレイ１３は、図５、図６に示すように、液晶モジュール１６と、液晶モジュール１６を背面側および側面側（左右側）から保持する、例えば枠状でアルミニウム製（以下、アルミニウムをアルミと略す）のホルダ１７と、液晶モジュール１６を正面側から押さえ込む、例えば枠状でスチール製のプレート１８とを備える。ホルダ１７およびプレート１８により、本発明に係る金属枠が形成される。

ホルダ１７は、枠状の形状であるとともに受け部１７Ｂを有しており、液晶モジュール１６の背面側を後述する緩衝シート１６Ｂを介して受け部１７Ｂに当てて液晶モジュール１６を背面側から保持させることができる。ホルダ１７は、ダイキャスト製法により作ることができる。プレート１８は、鋼板をレーザ加工してプレス成形することにより作ることができる。表示装置１０（液晶ディスプレイ１３）は、情報化施工といった用途に用いるため、多くの情報をできるだけ視認性よくオペレータに見せる必要がある。従って、液晶ディスプレイ１３は、カラー液晶であって例えば１２．１インチの大きさのものが用いられる。そのような大きさであるため、液晶ディスプレイ１３は、重量が大きくなっている。

ホルダ１７の左右側から、図示しないネジを固定孔Ｈ１に通し、さらにそのネジを液晶モジュール１６の側面に設けたネジ穴Ｈ２にねじ込むことで、液晶モジュール１６は、該ホルダ１７内にネジ止めされ保持される。さらに、図示しないネジを用いて、そのネジをプレート１８の固定孔Ｈ３に通し、さらにホルダ１７のネジ穴Ｈ４にねじ込むことで液晶モジュール１６は正面側からホルダ１７にネジ止めされる。プレート１８によって左右側だけでなく正面側からも液晶モジュール１６は保持されるのである。なお、プレート１８を用いず、液晶モジュール１６は、側面に設けたネジ穴Ｈ２にねじ込まれた図示しないネジのみで側面側のみからだけ保持されるようにしてもよい。
液晶モジュール１６の左右および上下の側面および背面側の裏面には、ホルダ１７の枠内における対向面との間に介装される緩衝シート１６Ａ，１６Ｂが貼設される。プレート１８の正面側にも、緩衝シート１８Ａが貼設される。緩衝シート１６Ａ、１６Ｂ、１８Ａは、ゴム材や発泡材が用いられる。

ホルダ１７の外周、すなわち上下左右には、複数の腕部１７Ａが外方に突出して設けられている。これらの腕部１７Ａの各々には、図示しないネジが挿通される貫通孔が設けられている。
ここで、複数ある腕部１７Ａのうちの一部、具体的に上下に各々３つある腕部１７Ａのうちの左右中心位置に配置された一つと、さらに左右に各々２つある腕部１７Ａとの突出位置は、制御基板１４の外周と略同じ位置になっている。このような腕部１７Ａに対応した位置には、リアケース１２から取付ボス２２Ｅ（図５、図７）が立設されている。取付ボス２２Ｅの先端は、制御基板１４に設けられた切欠部１４Ａを通してホルダ１７側（正面側）に延出している。後述するネジ１７Ｂ（図１０）が腕部１７Ａの貫通孔を挿通し、取付ボス部２２Ｅに設けられたネジ穴に締結される。
これに対して残りの腕部１７Ａ、具体的には上下に各々３つある腕部１７Ａの左右に配置された２つは、制御基板１４の外周よりもさらに所定長さ外方（上下方向）に突出している。従って、このような腕部１７Ａに設けた貫通孔に挿通される図示略のネジは、制御基板１４の外縁位置よりも上下方向に離れた位置に対応してリアケース１２に設けられた脚部２２Ｃ（図５、図７）に締結される。つまり、脚部２２Ｃにもネジ穴が設けられている。

制御基板１４は、液晶ディスプレイ１３に対する表示制御等を行うための電子部品等が実装された回路基板である。制御基板１４の裏面側（背面側）には、図８に示すように、表示装置１０をコンピュータ装置として機能させる際の基本ソフトウェアを駆動させるＯＳ（Operating System）駆動部１４Ｂが設けられている。ＯＳ駆動部１４Ｂは、数値演算プロセッサなどで構成されており、駆動時に熱を発する電子部品である。従って、ＯＳ駆動部１４Ｂは、その数値演算プロセッサ等の電子部品の表面に、図示しない放熱シートが貼り付けられている。さらにその放熱シートの上面（背面側）には、アルミ製の放熱ブロックが接触するように配置されている。つまり、当該放熱シートと放熱ブロックとが放熱手段として機能する。図８は、数値演算プロセッサ等の電子部品と当該放熱シートおよび放熱ブロックとが一体とされてＯＳ駆動部１４Ｂとして図示している。さらに、そのような放熱手段の背面側（放熱面）には、熱伝導性を有する放熱シート１９が貼り付けられ、この放熱シート１９も放熱手段として構成し、放熱シート１９を介してＯＳ駆動部１４Ｂと金属プレート２３とが接触している。

また、制御基板１４の他の分部には、電源部や、外部との信号の入出力を行うインターフェース部、情報化施工に用いられる各種情報に基づいて必要な演算処理を行う演算処理部、各種情報を記憶する記憶部などが設けられる。さらに、制御基板１４の裏面側（背面側）には、６本の単３乾電池型の２次電池ＳＢ（図８）が接着剤等で固着されている。これら２次電池ＳＢは、表示装置１０のバックアップ電源として利用される。それらの２次電池ＳＢは、図８に示す表示装置１０の断面図にて示すように、左右方向に並んだ２本を一組とし、上下方向に三組配置されている。このように制御基板１４には２次電池ＳＢが実装されているため、制御基板１４は、重量が大きくなっている。

［リアケースの説明］
図７は、リアケース１２を示す分解斜視図である。図８は、表示装置１０の断面図であり、図９のＡ−Ａ線における断面図である。図９は、表示装置１０を背面側から示す斜視図である。
図７ないし図９において、リアケース１２は、フロントケース１１と同様な材料からなる樹脂ケース２１と、樹脂ケース２１の内側に配置される例えばアルミ製の金属ケース２２と、金属ケース２２のさらに内側に配置される例えばアルミ製の金属プレート２３とを備える。金属ケース２２は、ダイキャスト製法により作られ、必要なネジ穴や面出しなどの機械加工を施して作られる。金属プレート２３は、アルミ板からシャーリングなどによって切り出され、必要な穴あけ加工を施して作られる。

樹脂ケース２１には、矩形状の開口部２１Ａが設けられている（図７）。この開口部２１Ａを塞ぐように金属ケース２２が樹脂ケース２１の内側に配置される。樹脂ケース２１の開口部２１Ａの周囲には、樹脂ケース２１の内外を貫通する複数の貫通孔２１Ｂが設けられている。これらの貫通孔２１Ｂには外方、すなわち背面側からネジ２１Ｃ（図８、図９）が挿通され、各ネジ２１Ｃを金属ケース２２と締結することにより、樹脂ケース２１が金属ケース２２に取り付けられる。

この際、金属ケース２２の背面（樹脂ケース２１との対向面）には、ネジ２１Ｃの締結部分を囲うように、図示しない環状の溝が設けられ、溝内にはＯリング２４が配置される。また、金属ケース２２の前記開口部２１Ａ周りに対応した位置には、四角環状のガスケット２５が配置される。これらのＯリング２４およびガスケット２５により、樹脂ケース２１と金属ケース２２との接触部がシールされ、内部収容空間の気密性が保たれる。

さらに、金属プレート２３の背面側の略中央には、背面側に向けて４本の長めのスタッドボルト２３Ａが立設され、図７中でのその左右両側には、スタッドボルト２３Ａの長さに比べて短めの２本のスタッドボルト２３Ｂが立設されている。スタッドボルト２３Ａは、支持部材８０を構成するジョイント部材８２を表示装置１０へ固定するためのものであり、スタッドボルト２３Ａには、金属ケース２２の背面側からナット２３Ｃがワッシャ２３Ｄとともに締結される（図９）。スタッドボルト２３Ｂは、金属プレート２３自身を金属ケース２２へ固定するためのものであり、スタッドボルト２３Ｂには、金属ケース２２の背面側からナット２３Ｃおよびワッシャ２３Ｄと同様なナットおよびワッシャが２箇所で締結される（図９）。なお、金属ケース２２に直接、スタッドボルト２３Ａを立設させていないのは、以下の事由による。金属ケース２２はダイキャスト製法により作られているため、金属ケース２２に直接、スタッドボルトを立設して、スタッドボルトの立設部分における金属ケース２２とスタッドボルトとの結合強度を確保することが難しい。よって、金属ケース２２とは別部品の金属プレート２３にスタッドボルト２３Ａ、２３Ｂを立設している。

金属ケース２２には、金属プレート２３のスタッドボルト２３Ａ，２３Ｂが貫通する貫通孔２２Ａ，２２Ｂが設けられている（図７）。金属ケース２２の内面（金属プレート２３との対向面）には、貫通孔２２Ａ，２２Ｂを囲うように環状の溝が設けられ、溝内にはＯリング２６が配置される。これらのＯリング２６により、金属ケース２２と金属プレート２３との接触部がシールされ、内部収容空間の気密性が保たれる。

さらに、金属ケース２２と金属プレート２３との間には、熱伝導性を有する放熱シート２７が介装される。この放熱シート２７にも、スタッドボルト２３Ａが貫通する貫通孔２７Ａが設けられている。貫通孔２７Ａの直径は、Ｏリング２６が配置される溝の直径よりも大きく、Ｏリング２６によるシール機能を阻害しない。このような金属プレート２３の正面側の面は、前述した放熱シート１９と接触する。従って、放熱シート２７を設けることにより、制御基板１４のＯＳ駆動部１４Ｂで生じた熱は、上記の放熱手段（放熱シート１９を含む放熱手段）から、金属プレート２３、放熱シート２７、および金属ケース２２を伝導し、金属ケース２２の背面から表示装置１０の外部に放熱されるため、表示装置１０を正常に駆動させることを可能する。

［樹脂ケースの詳細説明］
樹脂ケース２１の内面には、図７ないし図９に示すように、外周に沿って複数の取付ボス２１Ｄが設けられている。この取付ボス２１Ｄは、図示しないフロントケース１１固定用のネジを挿通できる貫通孔を有しており、当該ネジを背面側からその貫通孔に通して、フロントケース１１に設けたネジ穴に当該ネジをねじ込んで締結される。このように、樹脂ケース２１は、金属ケース２２が締結されるとともに、樹脂ケース２１と同じ材質である樹脂製のフロントケース１１が取り付けられる。

すなわち、重量の大きい液晶ディスプレイ１３や制御基板１４は、後述するように、金属ケース２２に締結して取り付けられるのであって、樹脂ケース２１には取り付けられていない。フロントケース１１、液晶ディスプレイ１３、制御基板１４、樹脂ケース２１は、直接的または間接的に金属ケース２２に取り付けられており、金属ケース２２にジョイント部材８２が取り付けられることからわかるように、表示装置１０全体がこの金属ケース２２を介して支持部材８０で支持されている。

その他、樹脂ケース２１の背面には表示装置１０を起動あるいは停止する際に操作される電源のオン・オフスイッチ２８、速やかに表示装置１０を停止する際に操作される緊急オフスイッチ２９が設けられ、側面にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ３１などが設けられている。

［金属ケースの詳細説明］
金属ケース２２の内面には、図５や図７に示すように、上下の辺縁に沿って合計４つの脚部２２Ｃが設けられている。これらの脚部２２Ｃは、ネジ穴を有しており、制御基板（図５、図８）の外周よりもさらに外方に設けられ、液晶ディスプレイ１３のホルダ１７に設けられた一部の腕部１７Ａとで締結し固定される。その一部の腕部１７Ａとは、ホルダ１７の上下に３つ設けられたうちの、左右２つの腕部１７Ａである。また、金属ケース２２の内面には、複数の短めの取付ボス２２Ｄおよび複数の長めの取付ボス２２Ｅが設けられている。取付ボス２２Ｅは、ネジ穴を有しており、ホルダ１７の他の腕部１７と取付ボス２２Ｅとは図示しないネジによって締結されネジ止めされる。

短めの取付ボス２２Ｄには、制御基板１４があてがわれて、図示しないネジが正面側から制御基板１４に設けた貫通孔１４Ｄを通って取付ボス３２Ｄに設けたネジ穴に締結されネジ止めされる。長めの取付ボス２２Ｅは、設置された制御基板１４の上下左右の外側の場所において正面側に延出している。このような取付ボス２２Ｅには、ホルダ１７に設けられた他の腕部１７Ａがあてがわれ、図示しないネジによって液晶ディスプレイ１３が締結されネジ止めされる。このように、比較的重量のある液晶ディスプレイ１３および制御基板１４は、金属ケース２２に設けられた脚部２２Ｃ、取付ボス２２Ｄ、および取付ボス２２Ｅを介して金属ケース２２に取り付けられる。

金属ケース２２の内面にはさらに、２本並んで配置された２次電池ＳＢを保持する電池保持部２２Ｆが設けられている。電池保持部２２Ｆの表面には、発泡樹脂製の緩衝シート３２が貼設されている（図８）。この電池保持部２２Ｆおよび緩衝シート３２により、油圧ショベル１に大きな耐振や衝撃が生じた場合でも、制御基板１４に接着剤で固着された２次電池ＳＢが保持され、２次電池ＳＢの脱落防止および２次電池ＳＢの通電状態の維持を図ることができる。

一方、図８、図９に示すように、金属ケース２２の背面側では、円形の固定面２２Ｇが設けられている。固定面２２Ｇには、スタッドボルト２３Ａの位置に対応した貫通孔が複数設けられている。従って、この固定面２２Ｇからは、金属プレート２３に設けたスタッドボルト２３Ａが背面側に突出している。このスタッドボルト２３Ａにジョイント部材８２が挿通され、ジョイント部材８２は固定面２２Ｇにナット２３Ｃとワッシャ２３Ｄにて固定される。つまり、ナット２３Ｃを締め上げることで、ジョイント部材８２の平板部８８と金属プレート２３とで金属ケース２２を挟持するようにして、該ジョイント部材８２が固定面２２Ｇに固定される。

このように、金属ケース２２の内面側（正面側）には、液晶ディスプレイ１３および制御基板１４が固定され、金属ケース２２の背面側には、ジョイント部材８２が固定されている。このため前述したように、液晶ディスプレイ１３や制御基板１４といった重力物を含む表示装置１０全体が、強度および剛性の面で優位な金属ケース２２を介して支持部材８０、ひいてはピラー５Ａに支持されることとなり、表示装置１０の耐振動性および耐衝撃性を確保することができる。つまり、金属ケース２２と重量物（液晶ディスプレイ１３と制御基板１４）が一体として構成され、ピラー５Ａに支持されている。

図７に示すように、金属ケース２２の背面にはさらに、固定面２２Ｇを中心として放射状に延びた複数のリブ２２Ｈの他、多数のリブ２２Ｈが設けられている。これらのリブ２２Ｈによって金属ケース２２の強度を確保させているのに加え、放熱性能を確保させており、制御基板１４側から伝導された熱を効率的に外部に放熱させることが可能である。

その他、金属ケース２２には、ネットワーク用のケーブルが接続されるネットワークコネクタ３３、ＵＳＢコネクタ３４、電源ケーブルが接続される電源コネクタ３５、およびＵＳＢ以外の信号用のケーブルが接続されるインターフェースコネクタ３６等が取り付けられる。

［制御基板の支持構造］
図１０には、表示装置１０内の要部として、金属ケース２２による、液晶ディスプレイ１３をはめ込んでいるホルダ１７および制御基板１４の支持構造が拡大して示されている。
図１０において、ホルダ１７に設けられた腕部１７Ａは、金属ケース２２に立設された取付ボス２２Ｅにネジ１７Ｂによって固定されている。前述したように、この取付ボス２２Ｅの先端は、制御基板１４に設けられた切欠部１４Ａを通してホルダ１７側に延出している。

一方、ホルダ１７の腕部１７Ａには、ネジ１７Ｂが挿通される部分に対応して、取付ボス２２Ｅ側に開口した袋状の凹部１７Ｃが設けられている。凹部１７Ｃには、取付ボス２２Ｅの上端側が呑み込まれている。凹部１７Ｃを形成する天面部１７Ｄには、取付ボス２２Ｅの上端が当接し、当接した状態で腕部１７Ａが締結し固定されている。

取付ボス２２Ｅの外周には、立設方向に沿って４条のリブ２２Ｊが設けられ、リブ２２Ｊの先端側には、切欠が施された段差部２２Ｋが設けられている。段差部２２Ｋには、制御基板１４に設けられた切欠部１４Ａの内周縁が載置されている。切欠部１４Ａの内周縁は、その表裏にかけて緩衝シート１４Ｃで覆われている。

腕部１７Ａの凹部１７Ｃの開口側の端部（図１０の下端）は、制御基板１４の切欠部１４Ａ周りにおいて、緩衝シート１４Ｃの被押圧部１４Ｅを押圧している。このため、制御基板１４は、緩衝シート１４Ｃごと腕部１７Ａと取付ボス２２Ｅの段差部２２Ｋとの間で挟持されることとなる。このことにより、特に制御基板１４での２次電池ＳＢが固着されている辺縁近くでは、偏荷重が作用することになって振動による揺れが増幅される可能性があるが、そのような辺縁近くでは、制御基板１４が緩衝シート１４Ｃを介して腕部１７Ａで確実に押さえ込まれており、振動そのものを抑制できる。また、金属ケース２２と制御基板１４およびホルダ１７とが一体として構成されることで、表示装置１０全体としての耐振動性および耐衝撃性を確保することができる。

以上に説明した実施形態によれば、表示装置１０は、ジョイント部材８２を介して支持されていることにより、その位置や向きを自在に調整できる。また、表示装置１０は、ジョイント部材８２によって１点支持されているため、アーム部材８３による把持具合を強めたり、弱めたりするだけで着脱も容易にできる。

しかも、表示装置１０を構成する重量物である液晶ディスプレイ１３や制御基板１４は、強度および剛性の面で優位な金属ケース２２に取り付けられ、この金属ケース２２がジョイント部材８２を含む支持部材８０を介してピラー５Ａに支持され、さらに金属ケース２２と制御基板１４およびホルダ１７とが一体として構成されている。このため、油圧ショベル１が作業中に受ける振動や衝撃によってジョイント部材８２と表示装置１０との接合部分が破損するのを防止できるうえ、表示装置１０内での液晶ディスプレイ１３や制御基板１４の固定強度を確実に確保でき、表示装置１０の耐振動性および耐衝撃性を確保することができる。また、表示装置１０は、上記のように強度および剛性が必要なものは金属製として、フロントケース１１や樹脂ケース２１は、樹脂製としているため、美感を備えているとともに表示装置１０を過度に重くすることなく携帯性をも確保している。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ベース部材８１、ジョイント部材８２、およびアーム部材８３を備えた支持部材８０を介して表示装置１０がピラー５Ａに固定されていた。しかし、本発明はこれに限定されず、ベース部材８１をピラー５Ａ等のフレームに固定するとともに、表示装置１０の金属ケース２２にベース部材８１を着脱自在に把持する把持部材を設けてもよい。このような場合には、ベース部材８１および把持部材により本発明に係る自在継手が構成され、ベース部材８１および把持部材間で表示装置１０を着脱できる。
また、これとは逆に、把持部材をフレームに固定するとともに、金属ケース２２にジョイント部材８２を設けてもよい。このような場合は、把持部材およびジョイント部材８２により本発明の自在継手が構成され、把持部材およびジョイント部材８２間で表示装置１０を着脱できる。以上のような構成であっても自在継手を用いることとなるため、表示装置１０の向きを自在に調整することができる。

前記実施形態では、本発明の表示部として液晶ディスプレイについて説明したが、これに限定されない。本発明の表示部としては、液晶ディスプレイの他、プラズマディスプレイやＬＥＤ（Light-Emitting Diode）ディスプレイ、ＥＬ（Electroluminescence Display）ディスプレイなどであってもよい。

前記実施形態では、情報化施工に適用可能な表示装置１０を例にとって説明したが、本発明の表示装置はこれに限定されず、多目的表示装置９のような表示装置を本発明の表示装置に置き換えてもよい。

前記実施形態では、表示装置１０が油圧ショベル１に搭載されていたが、本発明の表示装置が搭載される建設機械としては、ブルドーザ、モータグレーダ、アスファルトフィニッシャ等であってもよい。

本発明は、情報化施工システムを備えた建設機械の表示装置として好適に利用できる。

１…建設機械である油圧ショベル、５Ａ…フレームであるピラー、１０…表示装置、１１…フロントケース、１２…リアケース、１３…表示部である液晶ディスプレイ、１４…制御基板、１６…液晶モジュール、１７…金属枠を構成するホルダ、１８…金属枠を構成するプレート、１９…放熱シート、２１…樹脂ケース、２２…金属ケース、２２Ｈ…リブ、８０…自在継手である支持部材。

Claims (6)

1. 建設機械の表示装置において、
   前記建設機械のフレームに自在継手を介して着脱自在に支持される金属製の金属ケースを備え、
   前記金属ケースには、表示部と、前記表示部に対する表示制御を行う制御基板とが取り付けられ、
   前記制御基板に実装された電子部品と前記金属ケースとは、放熱手段を介して接触している
   ことを特徴とする建設機械の表示装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の表示装置において、
   前記金属ケースには、樹脂製の樹脂ケースが取り付けられるとともに、
   前記金属ケースおよび前記樹脂ケースによりリアケースが構成され、
   前記リアケースには、樹脂製のフロントケースが取り付けられ、
   前記フロントケースおよび前記リアケースで形成される内部収容空間内に前記表示部および前記制御基板が収容される
   ことを特徴とする建設機械の表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の建設機械の表示装置において、
   前記金属ケースは、前記自在継手が設けられる部分から放射状に延びた複数のリブを有する
   ことを特徴とする建設機械の表示装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の建設機械の表示装置において、
   前記表示部は、液晶ディスプレイであり、
   前記液晶ディスプレイは、液晶モジュールと、前記液晶モジュールを少なくとも側面側から保持する金属枠とを有する
   ことを特徴とする建設機械の表示装置。
5. 建設機械の表示装置において、
   前記建設機械は油圧ショベルであり、
   前記建設機械のフレームに自在継手を介して着脱自在に支持される金属製の金属ケースを備え、
   前記金属ケースには、表示部としての液晶ディスプレイと、前記表示部に対する表示制御を行う制御基板とが取り付けられ、
   前記金属ケースには、樹脂製の樹脂ケースが取り付けられるとともに、
   前記金属ケースおよび前記樹脂ケースによりリアケースが構成され、
   前記リアケースには、樹脂製のフロントケースが取り付けられ、
   前記フロントケースおよび前記リアケースで形成される内部収容空間内に前記表示部および前記制御基板が収容され、
   前記液晶ディスプレイは、液晶モジュールと、前記液晶モジュールを背面側、側面側、および正面側から保持する金属枠とを有し、
   前記油圧ショベルの運転席近傍に配置され、
   前記制御基板に実装された電子部品と前記金属ケースとは、放熱手段を介して接触している
   ことを特徴とする建設機械の表示装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の表示装置を備える
   ことを特徴とする建設機械。

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