(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械のエンジンルーム内の機器の状態を点検する建設機械の点検装置において、
点検用カメラと、
前記点検用カメラを支持する支持部と前記点検用カメラの撮影方向を変更するための駆動機構と前記建設機械の車体に着脱可能に装着する装着部とを有する雲台と、
前記駆動機構を無線により操作制御する操作機と、
前記建設機械の運転室内に設けられ、バックモニタ用カメラの撮影映像を表示するバックモニタ用ディスプレイと、
前記バックモニタ用カメラと前記バックモニタ用ディスプレイとを接続する映像信号線の途中に設けられた１組の中継器、又は切換回路を有し、前記点検用カメラの映像信号を前記中継器の一方、又は前記切換回路を介して前記バックモニタ用ディスプレイに入力する信号入力手段とを具備し、
前記エンジンルーム内の点検作業時に、前記雲台を前記エンジンルームの周辺部に装着すると共に、前記点検用カメラの映像信号線をバックモニタ用カメラの映像信号線に代えて運転室内に設けたバックモニタ用ディスプレイに接続し、保守作業員が前記運転室内から前記操作機を操作することにより前記雲台に支持された前記点検用カメラの撮影方向を調整し、前記点検用カメラが撮影した点検箇所の映像を前記バックモニタ用ディスプレイに表示することを特徴とする建設機械の点検装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の点検作業等を行う際に用いる点検装置及びそれを用いて建設機械を点検する方法に関する。より詳しくは、本発明は、必要により運転室から建設機械へ任意の負荷操作を行いながら、ディスプレイ上の映像を通して、１人で点検作業を行うことを可能とする建設機械の点検装置及びそれを用いた建設機械の点検方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すような油圧ショベルをはじめとする建設機械は、稼動時に安定して作業を行うために点検作業を定期的に実施し、機関、圧力系統等の不具合を事前に発見及び整備する必要がある。ここで機関とは、機械的エネルギーを発するものを指し、エンジンを代表とする内燃機関をはじめ、電動モータを含むものである。また、圧力系統には、水圧又は空圧を含むものであるが、以下の説明では、建設機械の場合に主となる油圧系統を中心に述べる。一般的に、建設機械は、多数の油圧系統が複雑に接続された特殊なシステムを備えているため、専門の保守作業員が点検を担当する。
具体的な点検としては、建設機械の機関にオイル漏れ等の不具合が生じているか、油圧系統を加圧状態とした時に配管や油圧ホース・バルブ等にオイルの漏れや噴き出しがあるか等を目視によって確認すると共に、かかる不具合が発見された場合にはその整備にあたる。
ここで、図１の油圧ショベル１１を一例として挙げると、油圧ショベルにおいては、大型のエンジンルーム１３が上部旋回体後部にあたる運転室１２の後方に存在するため、エンジンルーム１３内におけるオイル漏れ等を点検する際は、エンジンフードを点線で示すように大きく開けて内部を点検する必要があるが、運転室１２からはエンジンルーム１３内の詳細を目視することはできない。
また、建設機械は多くの油圧系統が様々な箇所に複雑に配設されており、その油圧系統の作動に基づくアーム１５をはじめとする可動部が多いことから、少なくとも１人が運転室１２内に着座し、実際に建設機械を操作しながらでないと発見することが困難な不具合が存在する。
【０００３】
そこで従来は、図１に示す通り、建設機械を点検する際は、運転室で実際に運転操作する者と不具合を目視で確認する者の少なくとも２者の保守作業員で分担することにより点検がなされていた。
【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、前述の通り１台の建設機械を１人の保守作業員だけで点検することはできず、少なくとも２者によって作業を分担し且つ連携する必要があったため、点検作業の工数が増加し、ひいては点検に要する時間の増大やそれによる人件費の増加を招来していた。
【０００５】
本発明は、以上のような従来技術の事情に鑑みてなされたものである。即ち、本発明は、建設機械の点検作業において、建設機械の不具合の確認を、運転室内にいる１人の保守作業員によって安全且つ確実に実施可能とするための点検装置及びそれを用いた点検方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、建設機械のエンジンルーム内の機器の状態を点検する建設機械の点検装置において、
点検用カメラと、
前記点検用カメラを支持する支持部と前記点検用カメラの撮影方向を変更するための駆動機構と前記建設機械の車体に着脱可能に装着する装着部とを有する雲台と、
前記駆動機構を無線により操作制御する操作機と、
前記建設機械の運転室内に設けられ、バックモニタ用カメラの撮影映像を表示するバックモニタ用ディスプレイと、
前記バックモニタ用カメラと前記バックモニタ用ディスプレイとを接続する映像信号線の途中に設けられた１組の中継器、又は切換回路を有し、前記点検用カメラの映像信号を前記中継器の一方、又は前記切換回路を介して前記バックモニタ用ディスプレイに入力する信号入力手段とを具備し、
前記エンジンルーム内の点検作業時に、前記雲台を前記エンジンルームの周辺部に装着すると共に、前記点検用カメラの映像信号線をバックモニタ用カメラの映像信号線に代えて運転室内に設けたバックモニタ用ディスプレイに接続し、保守作業員が前記運転室内から前記操作機を操作することにより前記雲台に支持された前記点検用カメラの撮影方向を調整し、前記点検用カメラが撮影した点検箇所の映像を前記バックモニタ用ディスプレイに表示することを特徴とする。
本発明の建設機械の点検装置によれば、建設機械の点検作業において、建設機械の操作及び不具合の確認を、運転室内にいる１人の保守作業員によって実施することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る建設機械の点検装置及びその装置を用いた点検方法によれば、建設機械の点検作業において、建設機械の不具合の確認を、運転室内の１人の保守作業員によって実施することが可能となり、点検作業に必要な工数の減少、時間の短縮、人員の削減を達成することができる。また、ディスプレイ装置はバックモニタ用のものを用いることができるので、点検装置全体を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置の斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置の雲台ユニットが備える駆動機構を無線により制御する操作機の斜視図である。
【図４】図４は、建設機械の運転室を運転者の目線により示した図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の第１の実施形態に係る信号入力手段を示した図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の第２の実施形態に係る信号入力手段を示した図である。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明の第３の実施形態に係る信号入力手段を示した図である。
【図５ｄ】図５ｄは、本発明の第４の実施形態に係る信号入力手段を示した図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置を、建設機械を点検するためにエンジンルーム内に設置した状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る建設機械の点検装置を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。全図を通して、同一参照番号は、同一又は同等の物を表すものとする。
なお、本明細書において、建設機械の操作とは、建設機械の実際の走行と言うよりも、圧力系統を作用させて建設機械のアーム等の可動部を動かすこと、機関の回転数を上昇させるといった操作を意味する。また、本明細書において、点検或いは点検作業とは、オイル漏れ、配線同士の接触、擦れ合い等の不具合の確認作業のみに限らず、エンジンルーム内にある又は仮に設けたゲージの数値確認といった保守作業全般を意味する。
【００１０】
図２は例えば図１の油圧ショベル１１を点検するのに用いる本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置２１の斜視図である。図３は図２に示す撮影装置２１の雲台ユニットが備える駆動機構を、油圧ショベル１１の運転室１２内から無線により遠隔制御するための操作機３１の斜視図である。図４は、建設機械の運転室を運転者の目線により示した図である。図５ａから図５ｄは、本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置の、各種信号入力手段を示した図である。図６は、本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置を、エンジンルーム内の点検作業を実施するためにエンジンルーム内の端部に設置した状態を示した図である。
【００１１】
まず、図２を参照しながら、建設機械の点検対象箇所の映像を撮影する撮影装置２１の構成について説明する。
【００１２】
図２に示されるように、撮影装置２１は雲台ユニット２２及び点検用カメラ２８から構成される。雲台ユニット２２は、カメラ２８の撮影方向を変更するための駆動機構を内部に備える駆動ボックス２３、雲台ユニット２２の土台である雲台基部２４、雲台基部２４の底面に固定されたマグネット基部２５、カメラ２８を支持するための支持部となるＬ字部材２６、カメラ２８を設置するための固定ネジ２７及びアンテナ（図示せず）から構成されている。
【００１３】
駆動ボックス２３の内部には、カメラ２８をパン駆動及びチルト駆動させるための機構と、操作機３１からの制御信号を受信する無線受信回路を備えており、操作機３１からの信号に応じてサーボモータを駆動する構成となっている。具体的には、カメラ２８をパン駆動させる場合は駆動ボックス２３自体を雲台基部２４に対して相対的に低速度で回転し、他方、カメラ２８をチルト駆動させる場合は、Ｌ字部材２６をその取り付け軸を中心に駆動ボックス２３に対して相対的に低速度で回転する。パン駆動及びチルト駆動はそれぞれ別々に制御が可能であることは勿論、同時に駆動させることも可能となっている。
【００１４】
撮影装置２１の電源は適宜選択することが可能であるが、雲台ユニット２２を建設機械に設置する際の容易性や携帯性を考慮すると、雲台基部２４の内部に乾電池又は二次電池を備える構成が好適である。
【００１５】
雲台基部２４は雲台ユニット２２の土台として駆動ボックス２３を支持している。前述の通り、カメラ２８をパン駆動させる場合は雲台基部２４に対して駆動ボックス２３が回転する構成となっているため、駆動ボックス２３と雲台基部２４は回転可能な軸により連結されている。
【００１６】
装着部となるマグネット基部２５は雲台基部２４の底面に固着されており、雲台ユニット２２を建設機械の金属部に対して容易に着脱することを可能としている。ここで、マグネット基部２５は建設機械の車体に雲台ユニット２２を容易に設置できるよう配設されたものであるため、必ずしも雲台基部２４の底面全体に配設する必要はなく、大きさや厚さ等は適宜変更することが可能である。また、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）素材からなるエンジンフード等、マグネットを用いることができない場合には、マグネット基部２５に代えて吸盤部材の装着部を用いることもできる。
【００１７】
点検用カメラ２８が取り付けられるＬ字部材２６は、一片が駆動ボックス２３に対して１つの軸をもって回転可能に取り付けられており、カメラ２８をチルト駆動させる際には駆動ボックス２３内に設けられた駆動機構が当該軸を中心にＬ字部材２６を回転させる構成となっている。固定ネジ２７は、Ｌ字部材２６にカメラ２８を固定するためのネジであり、一般的なデジタルカメラ等の底面に予め設けられている取り付け用のメネジに対応するものである。Ｌ字部材２６には固定ネジ２７が移動可能な長溝が設けられており、カメラ２８の大きさ等に応じて取り付け位置を調節することが可能となっている。
【００１８】
カメラ２８は点検対象箇所を撮影するためのものであり、一般的なビデオカメラ、小型ＣＣＤカメラ等から任意に選択することが可能である。また、バックモニタ用カメラが建設機械から容易に取外すことができるものであれば、点検作業時にその取外したカメラを点検用カメラとして一時的に代用することも可能である。なお、図２はカメラ２８の底面をＬ字部材２６に固定する形態を示した図であるが、例えば側面にメネジが設けられているカメラを用いる場合は、Ｌ字部材２６に代えてコの字形状の部材を用い、駆動ボックス２３に取り付けられる片に対向する片に長溝を設けることにより、対向する２つの片の内側に、若しくは駆動ボックス２３に取り付けられる片に対向する片の外側にカメラを固定することもできる。
【００１９】
次に、図３を参照しながら、雲台ユニット２２が備える駆動機構を無線により遠隔制御する操作機３１について説明する。
【００２０】
図３に示されるように、操作機３１は本体３２、チルト制御ダイヤル３３、パン制御ダイヤル３４、アンテナ３５及び電源スイッチ（図示せず）から構成されている。チルト制御ダイヤル３３を回転させることで、カメラ２８が所定の範囲例えば±４５度の範囲でチルト駆動し、他方、パン制御ダイヤル３４を回転させることで、カメラ２８が所定範囲例えば±４５度の範囲でパン駆動する構成となっている。チルト操作とパン操作は、それぞれ別々に操作することも、同時に操作することも可能である。遠隔操作機３１の電源スイッチが切られると同時に自動的にチルト操作及びパン操作がリセットされ、カメラの撮影方向が初期位置の０度に復帰するようにすることもできる。
【００２１】
操作機３１の電源も、従来技術のものから適宜選択することが可能であるが、運転室１２における操作性や携帯性を考慮すると、本体３２の内部に乾電池又は二次電池を備える構成が好適である。二次電池の場合には、点検作業に先立って、撮影装置２１の二次電池と一緒に充電することが好ましい。
【００２２】
図３には、無線制御であることを概念的に明示する意味で、アンテナ３５を一般的なロッドアンテナとして示しているが、撮影装置２１との距離が最大でも１０ｍ程度と比較的短いこともあり、本体からあまり出っ張らないごく短い可撓性のアンテナとしたり、本体３２内にアンテナ全体を内蔵することも容易である。
【００２３】
図３には、パン制御及びチルト制御を行う操作部品として２つのダイヤルを採用する形態を示しているが、操作部品の形状はこれに限定することなく、例えば上下左右４つの独立した押しボタンスイッチを採用しても良く、更にはジョイスティックを採用しても良い。
【００２４】
次に、図４を参照しながら、本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置の映像を表示するディスプレイについて説明する。
【００２５】
図４に示されるように、建設機械の運転室１２内にはディスプレイ４２が備えられている。ディスプレイ４２は建設機械の稼動時は、後部に設けられたカメラ（バックモニタ用カメラ６３）の映像を表示して建設機械後方の安全を確認する用途に用いられているものであるが、撮影装置２１を用いて建設機械１１を点検する際には、本発明の一実施形態に係る点検装置が備える後述する信号入力手段を介してその映像信号がディスプレイ４２に入力されることによりカメラ２８の映像が表示される。ディスプレイ４２は点検を行う建設機械にバックモニタ用カメラのために既に備えられているもので良く、新たに設ける必要はない。ディスプレイ４２としては液晶画面が最適である。
【００２６】
ディスプレイ４２の左側に参照符号４４で示されるものは、カードメモリ、ＵＳＢメモリ等の外部記録媒体で、ディスプレイ４２に表示される点検作業の様子を必要により静止画又は動画として記録するための物である。
【００２７】
次に、図５ａから図５ｄを参照しながら、建設機械の点検作業時に、点検用カメラ２８の映像信号をバックモニタ用カメラ６３からの映像信号に代えてディスプレイ４２に入力するための、本発明の一実施形態に係る点検装置の信号入力手段について説明する。
【００２８】
図５ａに示す第１実施例の信号入力手段は、バックモニタ用カメラ６３とディスプレイ４２とを接続する映像信号線５１の中間に設けられた１組のプラグ・ジャック形式の中継器５２，５３で構成される。この中継器５２，５３は、建設機械１１の例えばエンジンルーム１３内の図６に示すような手が届き易い箇所に設けられる。建設機械は、通常は中継器５２，５３が接続されており、バックモニタシステムとして動作する。建設機械の点検を行う際には、図６に示されるように、中継器５２，５３の結合を一旦解除し、本発明の点検用カメラ２８の映像信号線２９の端末に設けられたプラグ端子５４をディスプレイ側の中継器５３に結合する。こうすることにより、カメラ２８が撮影したエンジンルーム６２内の点検箇所の映像がディスプレイ４２に映し出される。
【００２９】
図５ｂに示す第２実施例の信号入力手段は、バックモニタ用カメラ６３の映像信号から点検用カメラ２８の映像信号への切換をより簡単にしたものである。本実施例の場合、図５ａの実施例のような繋ぎ変え作業は必要なく、点検用カメラ２８の映像信号線２９の端末のプラグ端子５４を、切換装置５５の点検用カメラ端子５６に単に挿入し、切換スイッチ５７をバックモニタ用カメラ側５７ａから点検用カメラ側５７ｂに手動で切り換えれば良い。そうすることにより、第１実施例と同様に、点検用カメラ２８が撮影したエンジンルーム内の点検箇所の映像がディスプレイ４２に映し出される。なお、切換装置５５は、第１実施例の中継器５２，５３と同様に、建設機械１１のエンジンルーム内で、保守作業員がアクセスし易い場所に設けられる。
【００３０】
図５ｃに示す第３実施例の信号入力手段は、上記第２実施例においては手動で行っていた切換動作を自動化したものである。この実施例では、図５ｂに示す第２実施例において更に、映像信号検出回路５８が設けられていることを特徴とする。本実施例の場合、点検用カメラ２８の映像信号線２９のプラグ端子５４が点検用カメラ端子５６に挿入され、点検用カメラ２８が作動を開始すると、その映像信号が映像信号検出回路５８によって検出され、切換スイッチ５７の接点を自動的に点検用カメラ２８側に切り換える。すなわち、本実施例の場合、本発明の点検用カメラ２８の信号線端末のプラグ端子５４を信号入力手段に挿入し、点検用カメラ２８の作動が検出されると、前記実施例と同様に、点検用カメラ２８が撮影したエンジンルーム内の点検箇所の映像がディスプレイ４２に映し出されることになる。また、点検作業が終了して、プラグ端子５４を信号入力手段から引き抜くと同時に自動的にバックモニタ用カメラ６３の撮影映像に復帰する。
【００３１】
さらに、信号入力手段の他の実施例として、図５ｄに示される無線形式の構成としても良い。即ち、図５ｄに示されるように、点検用カメラ２８の映像信号を無線で受信する切換装置５５としても良い。点検用カメラ２８には映像信号を送信する送信回路２８Ｘが、切換装置５５には送信機２８Ｘが発する映像信号を受信する受信回路５５Ｒが設けられる。映像信号が上記の実施例のように有線で切換装置５５、即ち信号入力回路に送られてくるのではなく無線で送られてくることがこの実施例の特徴である。点検用カメラ２８からの映像信号の受信と同時に点検用カメラ２８の撮影映像に切り換わり、点検用カメラ２８の作動停止と同時にバックモニタ用カメラ６３の撮影映像に復帰するのは前記実施例と同様である。
本実施例によれば、点検用撮影装置から出る配線が一切無くなり、撮影装置のエンジンルーム内への設置作業は極めて安全且つ楽となる。
【００３２】
次に、図６を参照しながら、本発明の一実施形態に係る点検装置の一部を構成する撮影装置をエンジンルーム内の点検作業に用いた実施例について説明する。
【００３３】
図６は建設機械のエンジンフード６１を開け、エンジンルーム６２内を斜め後方から覗いた状態を示した図である。
図６に示されるように、撮影装置２１をエンジンルーム６２の周辺部に設置する。ここで、エンジンルーム６２の周辺部は鋼板からなっているため、マグネット基部２５を備える撮影装置２１は容易に着脱することが可能である。カメラ２８の撮影映像は、図５を中心に各種実施例を示した撮影装置２１が備える信号入力手段を介してディスプレイ４２に入力されることにより、建設機械の運転室１２内のディスプレイ４２に表示される。これにより、建設機械の運転室１２内の保守作業員は、ディスプレイ４２に表示されるカメラ２８の撮影映像を確認することにより、建設機械の操作を行いながら点検作業を容易に実施することができる。
さらに、運転室１２内で操作機３１を操作することにより、点検箇所が広範囲に亘る場合や点検箇所の部品が建設機械の運転に伴って移動する場合等においても、運転室１２内にいながらカメラ２８の撮影方向を変更及び調節することで迅速に点検作業を実施することができる。
【００３４】
以上の通り、本発明に係る建設機械の点検装置の好ましい態様を添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明は、上述の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲で規定される技術的思想の範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
例えば、雲台ユニット２２を設置する建設機械の車体は必ずしも金属部であるとは限らないため、かかる場合には、マグネット基部２５からなる装着部に代えて車体の一部を挟持して雲台ユニット２２を固定するためのクランプを装着部として採用しても良い。
【００３５】
点検用カメラに遠隔操作可能なズーム機能を有するものを用い、その遠隔操作も本発明の操作機でできるようにし、上述したチルト駆動、パン駆動に加えてズームアップ等の操作もできるようにすると、点検箇所のより詳細な点検が可能となる。
【００３６】
本明細書では、点検用カメラを１台のみ用いることで図示及び説明したが、必ずしも点検用カメラの台数は１台に限られるわけではなく、複数であっても構わない。例えば、図６において、更にもう一台の点検用カメラを開いたエンジンルームの下側に取り付けて、検査箇所を二方向から撮影することもできる。複数のカメラを用いる場合には、ディスプレイ上での表示は、画面分割同時表示、切換表示など任意に選択できる。複数のカメラを用いた場合には、外部にいる１人の保守作業員では到底できない、同一点検箇所を複数の方向から同時に撮影表示することや、相互に関連性のある離れた位置の異なる点検箇所を同時に表示することもでき、点検作業の効率は著しく向上する。
【００３７】
点検用カメラとしてビデオカメラを用い、その映像信号をバックモニタ用ディスプレイに表示することも可能である。そうすることにより、点検作業中の点検対象箇所の映像を、バックモニタ用ディスプレイ上でリアルタイムで見ながら同時にビデオカメラ本体に逐一記録することができ、後からでも時と場所を変えて点検作業の内容を再確認することが可能となる。
【００３８】
最後に、上述の実施形態及び実施例で用いた用語について補足する。例えば、バックモニタ用カメラ６３は建設機械１１の後方を撮影するものであると述べたが、バックモニタ用カメラ６３は運転者の死角にあたる場所の安全を確保することを目的としたものである。従って、バックモニタ用カメラ６３が撮影する方向は必ずしも建設機械の後方である必要はなく、運転者の死角となり得る上方や側方、更には建設機械の下側を撮影するために備えられたものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る建設機械の点検装置は、建設機械の保守点検作業を安全且つ効率良く実施するのに役立つものである。
【符号の説明】
【００４０】
１１    建設機械
１２    運転室
１３    エンジンルーム
１５    アーム
２１    撮影装置
２２    雲台ユニット
２３    駆動ボックス
２４    雲台基部
２５    マグネット基部
２６    Ｌ字部材
２７    固定ネジ
２８    点検用カメラ
３１    操作機
３２    本体
３３    チルト制御ダイヤル
３４    パン制御ダイヤル
３５    アンテナ
４２    ディスプレイ
５１    映像信号線
５２，５３    中継器
５４    端子
５５    切換装置
５６    点検用カメラ端子
５７    切換スイッチ
５８    映像信号検出回路
６１    エンジンフード
６２    エンジンルーム
６３    バックモニタ用カメラ
【図１】
0005758342.tif 000002
【図２】
0005758342.tif 000003
【図３】
0005758342.tif 000004
【図４】
0005758342.tif 000005
【図５ａ】
0005758342.tif 000006
【図５ｂ】
0005758342.tif 000007
【図５ｃ】
0005758342.tif 000008
【図５ｄ】
0005758342.tif 000009
【図６】
0005758342.tif 000010