(57)【要約】【課題】油圧ショベル等のキャブ式運転室５に空調用の吹出し口１４を設けるにあたり、空調風の吹出し方向をオペレータの希望する方向に自動的に調整できるようにする。【解決手段】モニタ装置１２に搭載したカメラ１９によりオペレータの顔中心位置の座標（ｘ、ｙ）を演算し、この顔中心位置に対してオペレータが予め設定した補正値（ａ、ｂ）で補正して目標傾斜角度（θｖ、θｈ）を演算し、これに基づいて駆動モータ１７、１８を駆動させてフィン１５、１６の傾斜角度を自動設定するようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業部およびキャブとを備えて構成される建設機械において、空調手段により空調された空調風をキャブ内に吹出す吹出し口を設けるにあたり、キャブ内にいるオペレータの顔位置を認識する顔認識手段と、該顔認識手段により認識された顔位置に基づいて吹出し口からの空調風の吹出し方向を調整する吹出し方向調整手段とを備えて構成されることを特徴とする建設機械における空調装置。
【請求項２】
吹出し方向調整手段には、認識された顔位置から予め定められた量の補正をした位置に向けて吹出し方向を設定できる吹出し方向設定手段が備えられていることを特徴とする請求項１記載の建設機械における空調装置。
【請求項３】
吹出し方向設定手段は、認識された顔位置に基づいて複数の吹出し方向を設定することができ、吹出し方向調整手段は、吹出し方向を前記設定された複数の吹出し方向に順次切換えるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の建設機械における空調装置。
【請求項４】
吹出し方向調整手段は、複数の吹出し方向へ向けての吹出し時間を各吹出し方向毎に設定できるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の建設機械における空調装置。
【請求項５】
吹出し方向調整手段には、吹出し方向を切換えるときの切換え速度を調整する切換え速度調整手段が備えられていることを特徴とする請求項３又は４記載の建設機械における空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調風の方向を、キャブ内で作業するオペレータの動きに応じて変化させることができる建設機械における空調装置の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、建設機械において、オペレータが作業するキャブ内での作業環境を良好にするため、空調装置を設けているが、このような空調装置は、空調風が吹出し口（ダクト）から吹出されることになる。この吹出し口に設けられる手動式のフィンは一方向しか向いていないため、オペレータは、ショベル作業をしながらフィンを手動で調整して希望する風向にする必要があって作業性、操作性に劣るという問題があった。
そこで風向の異なる吹出し口を複数設けて空調風が多方向に向くようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２-１５４０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、建設機械において作業をするオペレータは、単に座席に座して作業するだけでなく、座席から立上ったり、体を左右方向や前後方向に動かしたりして作業することもあり、このようなとき、前記風向の異なる複数のダクトを設けたとして、必ずしもオペレータの希望する風向になっていない場合があって、快適な空調環境を確保できていないという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、作業部およびキャブとを備えて構成される建設機械において、空調手段により空調された空調風をキャブ内に吹出す吹出し口を設けるにあたり、キャブ内にいるオペレータの顔位置を認識する顔認識手段と、該顔認識手段により認識された顔位置に基づいて吹出し口からの空調風の吹出し方向を調整する吹出し方向調整手段とを備えて構成されることを特徴とする建設機械における空調装置である。
請求項２の発明は、吹出し方向調整手段には、認識された顔位置から予め定められた量の補正をした位置に向けて吹出し方向を設定できる吹出し方向設定手段が備えられていることを特徴とする請求項１記載の建設機械における空調装置である。
請求項３の発明は、吹出し方向設定手段は、認識された顔位置に基づいて複数の吹出し方向を設定することができ、吹出し方向調整手段は、吹出し方向を前記設定された複数の吹出し方向に順次切換えるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の建設機械における空調装置である。
請求項４の発明は、吹出し方向調整手段は、複数の吹出し方向へ向けての吹出し時間を各吹出し方向毎に設定できるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の建設機械における空調装置である。
請求項５の発明は、吹出し方向調整手段には、吹出し方向を切換えるときの切換え速度を調整する切換え速度調整手段が備えられていることを特徴とする請求項３又は４記載の建設機械における空調装置である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、作業をしているオペレータが動いていたとしても、認識されるオペレータの顔位置に基づいて空調風の吹出し方向が自動的に調整されることになって、快適な空調環境下での作業ができることになる。
請求項２の発明とすることにより、空調風の吹出し方向をオペレータが希望する位置に補正することができ、快適作業が行えることになる。
請求項３の発明とすることにより、吹出し方向を複数設定でき、しかも吹出し方向が順次切換えられるため、より高度な快適作業が行えることになる。
請求項４の発明とすることにより、空調風を長く当てたい部位、短く当てたい部位の設定ができることになってより快適性が高くなる。
請求項５の発明とすることにより、吹出し方向を切換えるときの速度調整ができるため、ゆっくりとした切換え、早めの切換えの選択ができ、より快適性が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】油圧ショベルの全体側面図である。
【図２】運転室内の一部を示す斜視図である。
【図３】制御部のブロック回路図である。
【図４】制御手順を記すフローチャート図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は顔認識から目標角度演算までの状態を示す作用説明図である。
【図６】フィン角度制御状態を示す作用説明図である。
【図７】空調条件設定ルーチンのフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。図面において、１は建設機械の一つである油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３とから構成されると共に、該上部旋回体３は、掘削等の作業を行なうフロント作業部４、キャブ式の運転室５、エンジン（図示せず）等の各種機器装置が収納されるエンジンルーム６、カウンタウエイト７等を備えて構成されていること等は何れも従来通りである。
一方、前記運転室５には、オペレータが座する運転席８が配されると共に、操作レバー９、走行レバー１０、走行ペダル１１、モニタ装置（表示装置）１２等の運転に必要な各種部材装置が配されている。
【０００９】
前記モニタ装置１２は、運転室５の右側フロントピラー１３の下部に設けられた取付台１３ａの上部に取付けられており、該モニタ装置１２の下側に空調装置２４の吹出し口１５が設けられているが、該吹出し口１４には、吹出し口１４から吹出される空調風の風向きを左右方向に調整するための縦向きフィン１５と、上下方向に調整するための横向きフィン１６とを備えている。縦向きフィン１５、横向きフィン１６は、図示しないリンクを介してに駆動モータ１７、１８に連結されており、該駆動モータ１７、１８を駆動させることで空調装置２４から供給される空調風の風向きを左右方向、上下方向に自動調整できるようになっている。
ここで駆動モータ１７、１８としては、ステッピングモータ、ＤＣモータ、サーボモータ等の各種の通常知られたモータを採用することができるが、ステッピングモータのようにフィードフォアード制御に基づいてフィン角度を直接制御できるものについては角度センサは不要であるが、ＤＣモータのようにフィン角度の制御が直接できない場合には角度センサを用いたフィードバック制御によりフィン角度の制御をするようにする必要がある。
【００１０】
一方、前記モニタ装置１２にはカメラ１９が内蔵されているが、該カメラ１９は制御部２０に接続されているが、該制御部２０では、カメラ１９で認識した画像データを画像処理部２１で解析してオペレータの特徴点として顔認識をし、顔の中心位置を座標（ｘ、ｙ）として算出するようになっている（Ｓ１）。
そして該顔中心座標（ｘ、ｙ）を入力した演算部２２では、この顔中心座標（ｘ、ｙ）に対して予め設定され、後述するように記憶部２５に記憶されている補正量（ａ、ｂ）を読み出し（Ｓ２）、これらに基づいてフィン１５、１６の縦方向、横方向の目標位置（ｘ−ａ、ｙ−ｂ）を演算し（Ｓ３）、この目標位置からフィン１５、１６の縦方向、横方向の目標角度（θｖ、θｈ）を演算するようになっている（Ｓ４）。
θｖ＝ｆ１（ｘ−ａ、ｙ−ｂ）
θｈ＝ｆ２（ｘ−ａ、ｙ−ｂ）
この目標角度は、例えば顔中心位置に基づいて演算される胸位置、右肩位置等のようにオペレータが希望する吹出し方向である。
そしてこのように演算された目標傾斜角度（θｖ、θｈ）がモータ制御部２３から出力されることで駆動モータ１７、１８を駆動制御して縦向きフィン１５、横向きフィン１６のフィン角度を制御し、空調風の風向き調整をするようになっている（Ｓ５）。
ここでは認識される顔中心座標について単純化のため（ｘ、ｙ）と二次元座標としているが、これに限定されるものでなく、カメラ１９のピント合わせ量やキャリブレーション処理等に基づいて顔位置について前後方向位置（奥行ｄ）や顔の傾き（α）を認識し、これに基づきフィン１５、１６の縦方向、横方向の目標角度を演算するように構成することも勿論できる。
【００１１】
前記モニタ装置１２には、空調風の吹出し方向、吹出し強さ、空調風温度等の空調条件を設定できる空調条件設定手段が設けられている。この空調条件設定手段は、例えばオペレータが運転席８に座し、エンジン始動をした場合に、モニタ装置１２に、通常作業画面表示がなされ、時刻、アクセルダイヤル一、燃料レベル等の基本情報の表示がなされる。このモニタ表示をサービス画面表示に切換え、ユーザ設定を選択すると各種モニタの設定ができるが、ここで「空調条件設定」を選択すると空調条件設定ルーチンが開始される。この場合に、初期設定として顔中心位置に向けて空調風が吹出されるように設定されており（Ｓ６）、モータ制御部２３は、駆動モータ１７、１８に対して吹出し口１４から吹出される空調風が前記制御部２０による制御に基ずき顔中心に向くよう制御指令を出力すると共に、空調装置２４を駆動する。オペレータは、モニタ装置１２に設けた上下左右方向のスイッチ１２ａが操作されたか否か（Ｓ７）の判断がなされ、操作されたとしてＹＥＳの判断がなされると、操作された側の駆動モータ１７、１８に正逆駆動指令を出力し（Ｓ８）、ファン１５、１６が空調風の風向きを変化させる。この風向き変化は、スイッチ１２ａの操作がなくなるまで実行され（Ｓ９）、操作がなくなって駆動モータ１７、１８が停止（Ｓ１０）することになり、この停止位置に基づいて補正値（ａ、ｂ）を演算する（Ｓ１１）。
また（Ｓ７）でスイッチ１２ａの操作がなくＮＯと判断された場合、顔中心位置（ｘ、ｙ）が目標傾斜角度θｖ、θｈとなるよう駆動モータ１７、１８に駆動指令を出力する（Ｓ１２）。
この空調条件設定ルーチンは、スイッチ１２ａの操作が所定時間（例えば５秒）ない場合（Ｓ１３）、リターンし、あるいは他の表示切換え操作がなされた場合に対応する制御ルーチンに切換わるようになっている。
【００１２】
さらにこの場合、例えばスイッチ１２ｂの切換えによって「空調条件設定」の追加ができるように設定することができ、この追加設定としては、吹出し方向を一方向だけでなく、複数方向の設定ができるようにしてもよく、複数方向の設定をした場合、各設定した吹出し方向での吹出し時間、吹出し方向を切換えるときの切換え速度等の設定ができるようにすることもできる。
【００１３】
叙述の如く構成された本発明を実施するための形態において、オペレータが運転室５に乗り込み、運転席８に座した状態でエンジンを始動し、フロント作業部4を用いて作業をすることになり、その場合に、運転室５には、空調装置２４で空調された空調風が、吹出し口１４から吹出されることになるが、その吹出し方向は、モニタ装置１２に設けたカメラ１９によってオペレータの顔の位置を認識し、該認識された顔位置に基づいて調整されることになり、この結果、深掘り作業をするような場合に、オペレータが立ち上がっていたとしても、顔認識位置に基づいた風向となり、快適な作業環境下での作業ができることになる。
【００１４】
しかもこのものでは、認識された顔位置から予め定められた量の補正をした位置に向けて吹出し方向を設定できる結果、空調風を、オペレータが希望する吹出し方向にすることができ、快適性が向上する。
そのうえ、認識された顔位置に基づいて複数の吹出し方向を設定することができ、この場合に、吹出し方向を前記設定された複数の吹出し方向に順次切換えることができるため、オペレータは、希望する空調風の吹出し方向を複数設定し、しかも設定した吹出し方向が順次切換えられるため、より高度な快適作業が行えることになる。
この場合に、複数の吹出し方向へ向けての吹出し時間を各吹出し方向毎に設定できることとなり、空調風を長く当てたい部位、短く当てたい部位の設定ができることになってより快適性が高くなる。
さらにこのものにおいて、吹出し方向を切換えるときの切換え速度を調整する切換え速度調整手段が備えられているため、ゆっくりとした切換え、早めの切換えの選択ができ、より快適性が高いものとなる。
【００１５】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないものであることは勿論であって、前記実施の形態では演算された顔中心位置に基づいてフィン角度の制御をするようになっているが、オペレータの目、鼻、口位置に基づいて制御するようにしてもよく、目である場合、左右目位置の中心を基準にしたり、左右何れか一方の目位置を基準にして制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械における空調装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１  油圧ショベル
５  運転室
１２  モニタ装置
１４  吹出し口
１５、１６  フィン
１７、１８  駆動モータ
１９  カメラ
２０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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