JP7427469B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、後方を撮影するカメラを備えた作業機械に関する。

近年の作業機械には、周囲（特に、後方）を撮影するカメラが搭載されていることが多い。カメラで撮影された画像は、例えば、俯瞰画像に加工されてキャブ内のディスプレイに表示されたり、画像処理によって周囲の障害物を検知するのに用いられる。

また、作業機械の後方を撮影するカメラは、広い視界を確保するために、上部旋回体の後端に取り付けられたカウンタウェイト上に設置されるのが一般的である（例えば、特許文献１、２を参照）。

特許第６２６９５６９号公報 特開２００３－３３６２９３号公報

しかしながら、作業機械では、フロント作業機とのバランスを保つために、重さの異なるカウンタウェイトに交換する必要がある。そして、特許文献１、２の構成では、カウンタウェイトの着脱時にカメラを取り外す必要があるので、カメラを再装着する際に画角がずれる可能性がある。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、カウンタウェイトの着脱時に、カメラを取り外す必要のない作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、前記上部旋回体に支持されて前方に延びるフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に着脱可能に装着されたカウンタウェイトとを備え、前記上部旋回体における前記カウンタウェイトの前方には、少なくとも駆動源を収容する内部空間が設けられると共に、前記内部空間を覆うカバーが設けられた作業機械であって、前記上部旋回体の後方を撮影するカメラと、前記カバーの後壁の一部が前方に凹んで後方に向けて開放されて形成され、前記カメラを収納するための凹部と、前記上部旋回体に設けられ、前記カメラを支持するブラケットと、を備え、前記ブラケットは、前記カウンタウェイトの上方に位置し且つ前記カメラのレンズが前記上部旋回体の後方を向いた撮影位置と、前記カメラが前記カウンタウェイトより前方に退避して前記凹部に収納された収納位置とに、前記カメラを移動可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、カメラを取り外さずに、カウンタウェイトを着脱することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベルの側面図である。 カバーが閉塞位置で、カメラが撮影位置のときの上部旋回体の後方斜視図である。 カバーが開放位置で、カメラが撮影位置のときの上部旋回体の後方斜視図である。 カバーが閉塞位置で、カメラが収納位置のときの上部旋回体３の後方斜視図である。 （Ａ）がブラケットの斜視図であり、（Ｂ）がブラケットに支持されたカメラの側面図である。

本発明に係る作業機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベル１の側面図である。なお、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、下部走行体、上部旋回体、フロント作業機、及びカウンタウェイトを備えるあらゆる機械（例えば、クレーン、解体作業機、アースドリル等）であってもよい。また、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２は、左右一対のクローラ８を備える。そして、走行モータ（図示省略）の回転が伝達されて左右一対のクローラ８が回転すると、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、クローラ８に代えて、装輪式であってもよい。

上部旋回体３は、下部走行体２に旋回可能に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前端中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃを駆動させる油圧シリンダ４ｄ、４ｅ、４ｆとを含む。

カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上部旋回体３の後部（後端）に取り付けられた重量物である。カウンタウェイト６は、上部旋回体３に対して着脱可能に構成されている。カウンタウェイト６は、例えば、クレーンで吊上げることによって上部旋回体３から取り外され、クレーンで吊下ろすことによって上部旋回体３に取り付けられる。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部には、オペレータが着席するシート（図示省略）と、シートに着席したオペレータが操作する操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。そして、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。

上部旋回体３は、フロント作業機４及びキャブ７より後方で且つカウンタウェイト６より前方に建屋９を有する。建屋９は、油圧ショベル１の構成部品（例えば、エンジン、冷却ファン、ラジエータ、作動油タンク、油圧回路など）を収容する内部空間を有する。さらに、建屋９の上面には、カバー１０が設けられている。

さらに、上部旋回体３は、カメラ２０を有する。カメラ２０は、レンズ２１（図２参照）を通して上部旋回体３の後方を撮影する。すなわち、レンズ２１が向けられた方向がカメラ２０の撮影方向である。カメラ２０で撮影された画像は、例えば、キャブ７内のディスプレイ（図示省略）に表示されたり、コントローラ（図示省略）によって俯瞰画像に加工されたり、コントローラによって画像処理されて障害物検知に用いられたりする。

図２は、カバー１０が閉塞位置で、カメラ２０が撮影位置のときの上部旋回体３の後方斜視図である。図３は、カバー１０が開放位置で、カメラ２０が撮影位置のときの上部旋回体３の後方斜視図である。図４は、カバー１０が閉塞位置で、カメラ２０が収納位置のときの上部旋回体３の後方斜視図である。

図２及び図３に示すように、カバー１０は、建屋９の内部空間の上面を開閉する。カバー１０は、ヒンジ（カバーヒンジ）１１、１２によって、上部旋回体３に対して回動可能に支持されている。これにより、カバー１０は、閉塞位置（図２）及び開放位置（図３）の間を回動可能に構成されている。

ヒンジ１１、１２は、カバー１０の後端（より詳細には、後壁１３の下端）において、上部旋回体３の左右方向に離間して設けられている。そして、ヒンジ１１、１２は、上部旋回体３の左右方向に延びる回動軸線Ｌ回りに回動可能に、上部旋回体３に対してカバー１０を支持する。

閉塞位置は、建屋９の内部空間の上面を覆う位置である。すなわち、カバー１０が閉塞位置のとき、オペレータは、建屋９の内部空間に収容された構成部品にアクセスすることができない。また、油圧ショベル１が動作（例えば、下部走行体２が走行、上部旋回体３が旋回、フロント作業機４が作業）するときは、カバー１０が閉塞位置にされる。

開放位置は、建屋９の内部空間の上面を開放する位置である。すなわち、カバー１０が開放位置のとき、オペレータは、建屋９の内部空間に収容された構成部品にアクセスすることができる。また図３に示すように、開放位置のカバー１０は、建屋９の内部空間の後方に立設される。そのため、開放位置のカバー１０は、上部旋回体３上で作業するオペレータが後方側に落ちるのを防止する柵としても機能する。

また、カバー１０の後壁１３には、凹部１４が形成されている。後壁１３は、カバー１０の後端において、上部旋回体３の上下方向及び左右方向に広がる壁である。凹部１４は、後壁１３の一部が前方に凹むことによって形成された空間である。すなわち、凹部１４は、上部旋回体３の前後方向において、カウンタウェイト６より前方に位置している。また、凹部１４は、上方及び後方に向けて開放されている。さらに、凹部１４は、上部旋回体３の左右方向において、ヒンジ１１、１２の間に形成されている。

図２～図４に示すように、カメラ２０は、ブラケット２２によって、上部旋回体３に対して回動可能に支持されている。カメラ２０は、撮影位置（図２及び図３）及び収納位置（図４）の間を、回動軸線Ｌ周りに回動可能の構成されている。

撮影位置は、カメラ２０がカウンタウェイト６の上方に位置し、且つカメラ２０のレンズ２１が上部旋回体３の後方を向いた位置である。そのため、撮影位置のカメラ２０は、広い視界を確保したうえで、上部旋回体３の後方を撮影することができる。また、撮影位置のカメラ２０は、着脱されるカウンタウェイト６に干渉する。

収納位置は、カメラ２０がカウンタウェイト６より前方に退避し、凹部１４に収納された位置である。すなわち、収納位置は、カメラ２０がカウンタウェイト６の上方から外れる位置である。そして、収納位置のカメラ２０は、レンズ２１が上方を向いているので、上部旋回体３の後方を撮影することができない。また、収納位置のカメラ２０は、着脱されるカウンタウェイト６に干渉しない。

図５は、（Ａ）がブラケット２２の斜視図であり、（Ｂ）がブラケット２２に支持されたカメラ２０の側面図である。ブラケット２２は、上部旋回体３に対してカメラ２０を回動可能に支持する。ブラケット２２は、固定プレート２３と、支持プレート２４と、ヒンジ（ブラケットヒンジ）２５と、台座２６とを主に備える。

固定プレート２３は、平板形状の部材である。図４に示すように、固定プレート２３は、凹部１４の下方において、カバー１０の後壁１３に固定される。支持プレート２４は、長尺状の平板である。支持プレート２４は、ヒンジ２５を介して固定プレート２３に回動可能に支持される。

ヒンジ２５は、固定プレート２３の上端と、支持プレート２４の長手方向の一端とを接続する。また、ヒンジ２５は、上部旋回体３の左右方向に延びる回動軸線Ｌ周りに、固定プレート２３（すなわち、カバー１０）に対して支持プレート２４を回動可能に支持する。すなわち、ヒンジ１１、１２、２５の回動軸線Ｌは、同一である。換言すれば、ヒンジ１１、１２の回動軸と、ヒンジ２５の回動軸とは、同一軸線上に配置されている。

台座２６は、主壁２７と、一対の側壁２８ａ、２８ｂとを備える。主壁２７は、平板形状の部材である。主壁２７には、厚み方向に貫通するボルト穴２７ａ、２７ｂ及び貫通孔２７ｃが形成されている。一対の側壁２８ａ、２８ｂは、主壁２７の左右方向の両端部から、主壁２７と交差する向きに延設されている。

台座２６は、所定の隙間を隔てて支持プレート２４に取り付けられている。より詳細には、一対の側壁２８ａ、２８ｂの突出端が支持プレート２４に固定されることによって、支持プレート２４と主壁２７との間に隙間が形成される。この隙間は、カメラ２０が撮影位置のとき（図２及び図３）に前後方向に開放され、カメラ２０が収納位置のとき（図４）に上下方向に開放されている。

ボルト穴２７ａ、２７ｂには、台座２６にカメラ２０を取り付けるためのボルト（図示省略）が挿入される。すなわち、カメラ２０は、主壁２７の支持プレート２４と反対側の面に取り付けられる。また、貫通孔２７ｃには、カメラ２０から延設されたハーネス２９が挿入される。

ハーネス２９は、カメラ２０で撮影された画像を示す画像信号を出力するための信号線である。ハーネス２９は、貫通孔２７ｃを通じて支持プレート２４及び主壁２７の間の隙間に進入し、開放されたヒンジ２５側の端部から引き出され、凹部１４の下面に設けられた開口１４ａを通じて建屋９の内部空間に進入し、キャブ７に設けられたディスプレイ（図示省略）或いは制御装置（図示省略）に接続される。

図２に示すように、カメラ２０が撮影位置のとき、支持プレート２４は台座２６の下方に位置し、カメラ２０は台座２６の上方に位置する。そして、ハーネス２９は、支持プレート２４及び台座２６に上下方向から挟まれた状態で、後方に延びている。また、撮影位置のカメラ２０は、閉塞位置のカバー１０（図２）に干渉せず、開放位置のカバー１０（図３）にも干渉しない。

一方、図４に示すように、カメラ２０が収納位置のとき、支持プレート２４は台座２６の後方に位置し、カメラ２０は台座２６の前方に位置する。そして、ハーネス２９は、支持プレート２４及び台座２６に前後方向から挟まれた状態で、下方に延びている。また、収納位置のカメラ２０は、閉塞位置のカバー１０（図４）に干渉せず、開放位置のカバー１０に干渉する。すなわち、カメラ２０を収納位置に配置した状態で、カバー１０を閉塞位置から開放位置に回動させると、凹部１４の奥壁に押されたカメラ２０が収納位置から撮影位置に回動する。

さらに、図４に示すように、カバー１０には、保持バンド（保持部材）１５を着脱することができる。保持バンド１５は、カメラ２０を収納位置に保持する役割を担う。保持バンド１５は、例えば、線状の弾性ゴムである。保持バンド１５は、例えば、一端が凹部１４の左側において後壁１３に取り付けられ、他端が凹部１４の右側において後壁１３に取り付けられる。これにより、収納位置から撮影位置に回動しようとするカメラ２０（より詳細には、支持プレート２４）に当接して、撮影位置への回動を阻止する。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態によれば、撮影位置及び収納位置の間でカメラ２０を回動させることができる。そのため、油圧ショベル１の動作時にカメラ２０を撮影位置に配置することによって、カメラ２０の広い視界を確保することができる。また、カウンタウェイト６の着脱時にカメラ２０を収納位置に配置することによって、カメラ２０を取り外すことなくカウンタウェイト６を着脱することができる。

また、上記の実施形態によれば、ヒンジ１１、１２、２５の回動軸線Ｌを同一にすることによって、カメラ２０を収納位置に配置した状態でカバー１０を閉塞位置から開放位置に回動させたとしても、カバー１０の回動に伴ってカメラ２０が収納位置から撮影位置に回動することができる。その結果、仮にカメラ２０を撮影位置に戻すのを忘れてカバー１０を開放位置に回動させたとしても、カメラ２０及びブラケット２２が破損するのを防止することができる。

また、上記の実施形態によれば、支持プレート２４及び台座２６の間の隙間にハーネス２９を配索すると共に、カメラ２０が収納位置のときに支持プレート２４がハーネス２９より後方に位置するようにレイアウトした。これにより、支持プレート２４が盾となって、着脱作業中のカウンタウェイト６がハーネス２９に引っ掛かって、ハーネス２９が切断されるのを防止することができる。

なお、上記の実施形態では、撮影位置及び収納位置の間をカメラ２０が回動する例を説明したが、カメラ２０の移動方法は回動に限定されない。他の例として、ブラケット２２は、撮影位置及び収納位置の間を前後方向にスライド可能に、上部旋回体３に対してカメラ２０を支持してもよい。

また、上記の実施形態では、カバー１０に凹部１４を設けた例を説明したが、凹部１４の位置はこれに限定されない。すなわち、凹部１４は、カウンタウェイト６より前方の位置において、後方に向けて開放されていれば、上部旋回体３の任意の位置に設けることが可能である。

また、上記の実施形態において、凹部１４が形成されるのは、カバー１０に限定されない。凹部１４を有するカバーは、少なくとも駆動源（例えば、エンジン、電動モータなど）が収容された内部空間の一部を覆っていればよく、例えば、マフラーカバー等であってもよい。また、凹部１４が形成されたカバーは、開閉可能であることに限定されず、内部空間を覆っていれば開閉できなくてもよい。

さらに、保持部材の具体的な構成は、保持バンド１５に限定されない。また、保持部材は、カメラ２０を収納位置に保持することに加えて、カメラ２０を撮影位置に保持する機能を有していてもよい。すなわち、保持部材は、カメラ２０を撮影位置及び収納位置のそれぞれに保持するものであってもよい。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント作業機（作業装置）
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
８ クローラ
９ 建屋
１０ カバー
１１，１２，２５ ヒンジ
１３ 後壁
１４ 凹部
１４ａ 開口
１５ 保持バンド（保持部材）
２０ カメラ
２１ レンズ
２２ ブラケット
２３ 固定プレート
２４ 支持プレート
２６ 台座
２７ 主壁
２７ａ，２７ｂ ボルト穴
２７ｃ 貫通孔
２８ａ，２８ｂ 側壁
２９ ハーネス

Claims (5)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に支持されて前方に延びるフロント作業機と、
   前記上部旋回体の後部に着脱可能に装着されたカウンタウェイトとを備え、
   前記上部旋回体における前記カウンタウェイトの前方には、少なくとも駆動源を収容する内部空間が設けられると共に、前記内部空間を覆うカバーが設けられた作業機械であって、
   前記上部旋回体の後方を撮影するカメラと、
   前記カバーの後壁の一部が前方に凹んで後方に向けて開放されて形成され、前記カメラを収納するための凹部と、
   前記上部旋回体に設けられ、前記カメラを支持するブラケットと、を備え、
   前記ブラケットは、前記カウンタウェイトの上方に位置し且つ前記カメラのレンズが前記上部旋回体の後方を向いた撮影位置と、前記カメラが前記カウンタウェイトより前方に退避して前記凹部に収納された収納位置とに、前記カメラを移動可能に構成されていることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記ブラケットは、前記カメラを前記撮影位置と前記収納位置との間で回動可能に支持するブラケットヒンジを有し、
   前記ブラケットヒンジは、前記カメラが前記上部旋回体の左右方向に延びる回動軸周りに回動するように取り付けられていることを特徴とする作業機械。
3. 請求項２に記載の作業機械において、
   前記カバーの後端に取り付けられて、前記上部旋回体に対して前記カバーを回動可能に支持するカバーヒンジを備え、
   前記カバーヒンジの回動軸と、前記ブラケットヒンジの回動軸とは、同一軸線上に配置されていることを特徴とする作業機械。
4. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に支持されて前方に延びるフロント作業機と、
   前記上部旋回体の後部に着脱可能に装着されたカウンタウェイトとを備え、
   前記上部旋回体における前記カウンタウェイトの前方には、少なくとも駆動源を収容する内部空間が設けられると共に、前記内部空間を覆うカバーが設けられた作業機械であって、
   前記上部旋回体の後方を撮影するカメラと、
   前記カバーの後側に設けられ、後方に向けて開放された凹部と、
   前記上部旋回体に設けられ、前記カメラを支持するブラケットと、を備え、
   前記ブラケットは、前記カウンタウェイトの上方に位置し且つ前記カメラのレンズが前記上部旋回体の後方を向いた撮影位置と、前記カメラが前記カウンタウェイトより前方に退避して前記凹部に収納された収納位置とに、前記カメラを移動可能に構成され、
   前記ブラケットは、前記カメラを前記撮影位置と前記収納位置との間で回動可能に支持するブラケットヒンジを有し、
   前記ブラケットヒンジは、前記カメラが前記上部旋回体の左右方向に延びる回動軸周りに回動するように取り付けられ、
   前記カメラで撮影された画像を出力するためのハーネスを備え、
   前記ブラケットは、
   前記カメラを支持する台座と、
   前記台座に所定の隙間を隔てて取り付けられた支持プレートとを有し、
   前記支持プレートは、前記カメラが前記撮影位置のときに前記台座の下方に位置し、前記カメラが前記収納位置のときに前記台座の後方に位置し、
   前記ハーネスは、前記台座及び前記支持プレートの間の隙間を通って、前記上部旋回体の前方に延設されていることを特徴とする作業機械。
5. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記カメラを前記収納位置に保持する保持部材を備えることを特徴とする作業機械。

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