JP2005083106A - Working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はクレーン機能を備えた油圧ショベル等の作業機械に関するものである。 The present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator having a crane function.
油圧ショベルを例にとって従来の技術と問題点を説明する。 A conventional technique and problems will be described by taking a hydraulic excavator as an example.
図8はミニショベルと称される小形の油圧ショベルを示している。1はクローラ式の下部走行体で、この下部走行体1上に上部旋回体2が垂直軸まわりに旋回自在に搭載されてショベル本体(機械本体)が構成され、このショベル本体の上部旋回体2に作業装置Aが装着される。 FIG. 8 shows a small hydraulic excavator called a mini excavator. Reference numeral 1 denotes a crawler-type lower traveling body. An upper revolving body 2 is mounted on the lower traveling body 1 so as to be rotatable about a vertical axis to form an excavator body (machine main body). The working device A is mounted on
作業装置Aは、上部旋回体2に起伏自在に取付けられたブーム3の先端にアーム4、このアーム4の先端にバケット5がそれぞれ水平軸まわりに回動可能に取付けられるとともに、上部旋回体2とブーム3との間にブームシリンダ6、ブーム3とアーム4との間にアームシリンダ7、アーム4とバケット5との間にバケットシリンダ8がそれぞれ設けられて構成され、上部旋回体2に対するブーム3の起伏作動と、ブーム3に対するアーム4の相対回動運動と、アーム4に対するバケット5の相対回動運動により作業装置A全体が屈伸して掘削動作を行う。
In the working device A, an
なお、図では作業装置Aを左右にスイングさせるスイング方式のショベルを例示しており、上部旋回体2のアッパーフレーム9にスイングブラケット10が縦軸まわりに左右に回動可能に取付けられ、このスイングブラケット10にブーム3が取付けられる。図8中、11は上部旋回体2に設けられた運転席である。
In the figure, a swing-type excavator that swings the working device A to the left and right is illustrated, and a
このような油圧ショベルにおいて、作業装置Aのバケット5に吊りフック12を取付け、荷Wを吊り上げるクレーン機能を併備したものが公知である。
Such a hydraulic excavator is well known in that a
また、このクレーン機能付きのショベルにおいては、クレーン作業時の過負荷防止の必要からブーム3の対地角度、及びブーム3に対するアーム4の角度を監視する必要がある。
Further, in this excavator with a crane function, it is necessary to monitor the ground angle of the
そこで、上部旋回体2に対するブーム取付部分、及びブーム3とアーム4の連結部分にそれぞれ角度センサ13,14を設けている。
Therefore,
この角度センサ13,14は、たとえば結合された二部材の相対回動量をリンクによりポテンショメータ等のセンサ本体部に取り込んで電気信号に変換するように構成され、この検出信号が上部旋回体2に設けられたコントローラ(図示しない)に入力されて負荷が計算される。
The
また、別の角度検出方式として、ブームシリンダ6やアームシリンダ7のストロークを検出し、このシリンダストロークをブーム角度に換算するものが公知である(特許文献1,2参照)。
As another angle detection method, there is known a method of detecting the stroke of the
一方、各シリンダ6,7,8について、とくにピストンロッドを土砂等から保護するために、シリンダ外側にシリンダ保護カバーを設けたものが公知である(特許文献3参照)。
On the other hand, for each of the
図9に、ブームシリンダ6の保護カバー15を例示している。同カバー15は、ピストンロッド6aの外側ほぼ半周部分を覆う状態で一端がピストンロッド6aの先端部に止め付けられ、ピストンロッド6aと一体にスライドして同ロッド6aを全伸縮範囲に亘って保護する。
ところが、従来の油圧ショベルによると、ブーム3及びアーム4の角度検出に関して次のような問題があった。
However, the conventional hydraulic excavator has the following problems regarding the angle detection of the
ブーム3の角度検出部分を例にとると、図9に示すように角度センサ13はアッパーフレーム9とブーム3の結合部分の側面に突出して設けられているため、土砂等と接触し易い。
Taking the angle detection part of the
とくにスイング方式のショベルの場合、角度センサ13がスイングブラケット10に取付けられるため、スイング時にアッパーフレーム9等の構造物とも接触し易く、これによって損傷するおそれがあった。
In particular, in the case of a swing type excavator, the
この点の対策として、角度センサ13に専用の保護カバーを設けることが考えられるが、保護カバーを追加することでセンサ設置のための費用が高くなるとともに、ミニショベルのような小形機械ではスペースの制限からカバーを追加すること自体が困難となる。
As a countermeasure against this point, it is conceivable to provide a dedicated protective cover for the
一方、特許文献2に示されるような内蔵型のストロークセンサによってブームシリンダ6のストロークを検出する方式をとると、センサの損傷のおそれがなく、センサ保護カバーも不要となる。
On the other hand, when a method of detecting the stroke of the
しかし、センサ内蔵によってシリンダそのものが高価となり、とくにショベルのように本来の掘削作業のみを行い、クレーンとして全く使用されない可能性もある機械にとってはコストの点で不利となる。また、内蔵型であるため、既存の機械(シリンダ)への後付けができない。 However, the built-in sensor makes the cylinder itself expensive, and it is disadvantageous in terms of cost for a machine that performs only the original excavation work such as an excavator and may not be used as a crane at all. Moreover, since it is a built-in type, it cannot be retrofitted to an existing machine (cylinder).
そこで本発明は、角度検出用のセンサをカバーによって土砂等から保護し得る状態で、しかも低コストで、かつ、後付けで容易に設置することができる作業機械を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a work machine that can be easily installed by retrofitting in a state where the angle detection sensor can be protected from earth and sand by a cover.
請求項1の発明は、機械本体に作業装置が装着され、この作業装置は、結合された二部材が油圧シリンダにより相対回動して屈伸動作を行うように構成されるとともに、上記油圧シリンダに、ピストンロッドと一体にスライド動作してシリンダを保護するシリンダ保護カバーが設けられた作業機械において、上記シリンダ保護カバーのスライドストロークを上記油圧シリンダのストロークとして検出するストロークセンサが設けられ、このストロークセンサは、上記シリンダ保護カバーの内側に同カバーと一体に移動し得る状態で設けられた可動部と、シリンダ保護カバーで外側から覆われた状態で上記可動部の移動量を検出し得るように上記油圧シリンダのシリンダチューブに設けられたセンサ本体部とから成るものである。 According to the first aspect of the present invention, a working device is mounted on the machine body, and the working device is configured so that the coupled two members rotate relative to each other by a hydraulic cylinder to perform bending and stretching operations. In a working machine provided with a cylinder protection cover that slides integrally with the piston rod to protect the cylinder, a stroke sensor that detects the slide stroke of the cylinder protection cover as a stroke of the hydraulic cylinder is provided. The movable part provided inside the cylinder protective cover so as to be able to move integrally with the cover, and the movement amount of the movable part so as to be detected while being covered from the outside by the cylinder protective cover. It consists of a sensor main body provided in a cylinder tube of a hydraulic cylinder.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、下部走行体上に上部旋回体が縦軸まわりに旋回自在に搭載されて機械本体が構成されるとともに、上記上部旋回体にブームとアームとバケットを備えた作業装置が装着され、上記ブームを起伏作動させるブームシリンダに設けられたシリンダ保護カバーの内側にストロークセンサの可動部、シリンダチューブにセンサ本体部が設けられたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, an upper swing body is mounted on the lower traveling body so as to be pivotable about a vertical axis to constitute a machine body, and the upper swing body includes a boom and an arm. A working device equipped with a bucket is mounted, and a movable portion of a stroke sensor is provided inside a cylinder protective cover provided on a boom cylinder for raising and lowering the boom, and a sensor main body is provided on a cylinder tube.
請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、シリンダ保護カバーの内側にワイヤの一端が止め付けられて可動部とされ、上記ワイヤの移動量を可動部の移動量として電気信号に変換するセンサ本体部がシリンダチューブに設けられてストロークセンサが構成されたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, one end of a wire is fastened to the inside of the cylinder protective cover to form a movable portion, and the amount of movement of the wire is converted into an electric signal as the amount of movement of the movable portion A sensor body to be converted is provided on the cylinder tube to constitute a stroke sensor.
請求項4の発明は、請求項1または2の構成において、シリンダ保護カバーの内側に可動部としてのラックギヤが設けられ、このラックギヤに噛み合うピニオンの回転量を電気信号に変換するセンサ本体部がシリンダチューブに設けられてストロークセンサが構成されたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, a rack gear serving as a movable portion is provided inside the cylinder protective cover, and the sensor main body that converts the amount of rotation of the pinion meshing with the rack gear into an electric signal is a cylinder. A stroke sensor is provided on the tube.
請求項5の発明は、請求項1または2の構成において、シリンダ保護カバーの内側に可動部としての被検出体が設けられ、この被検出体の移動量を検出する非接触型のセンサ本体部がシリンダチューブに設けられてストロークセンサが構成されたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, a non-contact type sensor main body for detecting a moving amount of the detected body, wherein a detected body as a movable portion is provided inside the cylinder protective cover. Is provided on the cylinder tube to constitute a stroke sensor.
本発明によると、油圧シリンダ(請求項2では油圧ショベルのブームシリンダ)を保護するシリンダ保護カバーの内側にストロークセンサの可動部、シリンダチューブにセンサ本体部をそれぞれ設け、シリンダ保護カバーのストロークをシリンダのストローク(シリンダで駆動される部材の角度。請求項2ではブーム角度)として検出する構成、すなわち、シリンダ保護カバーをシリンダの保護とストロークセンサの保護とに兼用する構成であるため、センサを、土砂等から保護し得る状態で、しかもセンサ専用カバーを追加することなく低コストで設置することができる。 According to the present invention, the movable portion of the stroke sensor is provided inside the cylinder protective cover that protects the hydraulic cylinder (the boom cylinder of the hydraulic excavator in claim 2), and the sensor main body is provided in the cylinder tube. The stroke (the angle of the member driven by the cylinder. The boom angle in claim 2) is detected, that is, the cylinder protection cover is used for both the protection of the cylinder and the protection of the stroke sensor. It can be installed at a low cost without being added with a sensor-specific cover in a state where it can be protected from earth and sand.
また、センサ内蔵型のシリンダを用いる場合と比較して、シリンダが遥かに安価ですむとともに、既存の機械にも簡単に後付けすることができる。 In addition, the cylinder is much cheaper than when using a sensor built-in cylinder, and can be easily retrofitted to existing machines.
本発明の実施形態を図1〜図7によって説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
以下の実施形態では、油圧ショベルを適用対象とし、かつ、ブーム3を起伏させるためのブームシリンダ6のストロークを検出する場合を例示している。また、以下の実施形態において、図8,9と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
In the following embodiments, a case where a hydraulic excavator is applied and a stroke of the
第1実施形態(図1〜図3参照)
ブームシリンダ6の外側にシリンダ保護カバー16が設けられている。
1st Embodiment (refer FIGS. 1-3)
A cylinder
このシリンダ保護カバー16は、従来(図9)のシリンダ保護カバー15同様、ピストンロッド6aの外側ほぼ半周部分を覆う状態で一端がピストンロッド6aの先端部に止め付けられ、ピストンロッド6aと一体にスライドして同ロッド6aを全伸縮範囲に亘って保護する。図2(a)はシリンダ伸張状態、(b)は同、縮小状態をそれぞれ示す。
Like the conventional cylinder protection cover 15 (FIG. 9), one end of the
第1実施形態においては、ワイヤ式のストロークセンサ17がこのシリンダ保護カバー16によって外部から保護される状態で設けられている。
In the first embodiment, the wire
すなわち、ワイヤ18の一端がシリンダ保護カバー16の内側上部に止め付けられ、可動部としてのこのワイヤ止め付け部19の移動量をワイヤ18を介してセンサ本体部20で検出するように構成されている。
That is, one end of the
センサ本体部20は、ワイヤ18を巻き取るワイヤリール21と、このワイヤリール21に巻き取られるワイヤ量を電気信号に変換する信号変換器(たとえばポテンショメータ)22とによって構成され、シリンダ保護カバー16によって常に覆われるシリンダチューブ6bの上部に設置されている。
The sensor
この構成において、ブームシリンダ6が伸縮作動すると、ワイヤ止め付け部19がピストンロッド6aと一体に移動してワイヤ18が引っ張られ、このワイヤ移動量がシリンダ保護カバー16の移動量、つまりブームシリンダ6のストロークとしてセンサ本体部20で検出される。
In this configuration, when the
この検出信号は図示しないコントローラに入力され、この検出値から、クレーン作業時の負荷を割り出すためのブーム3の対地角度が計算で求められる。
This detection signal is input to a controller (not shown), and the ground angle of the
このように、ストロークセンサ17を、ブームシリンダ6を保護するためのシリンダ保護カバー16によって保護する構成、つまり、シリンダ保護カバー16をストロークセンサ17の保護カバーとして兼用する構成であるため、センサ17を、土砂等から確実に保護しながら、センサ専用カバーを追加する必要がなくなる。
As described above, the
このため、専用カバーを省略できる分、センサ設置のための費用が安くてすむとともに、ミニショベルのようなスペースに余裕のない小形機械でも容易に設置することができる。 For this reason, since the dedicated cover can be omitted, the cost for installing the sensor can be reduced, and even a small machine such as a mini excavator having a small space can be easily installed.
また、シリンダ6そのものにセンサを組み込む内蔵型のものと比較してシリンダ6が遥かに安価ですむとともに、既存の機械に簡単に後付けすることができる。
Further, the
第2、第3実施形態(図4〜図7参照)
第2実施形態においては、図4,5に示すようにラックギヤ方式のストロークセンサ23が用いられている。
Second and third embodiments (see FIGS. 4 to 7)
In the second embodiment, a rack gear
このストロークセンサ23は、シリンダ保護カバー16の内側に同カバー長さ方向に設けられた可動部としてのラックギヤ24を備え、このラックギヤ24に噛み合って回転するピニオン25と、このピニオン25の回転量を電気信号に変換する変換器(たとえばポテンショメータ)26とによってセンサ本体部27が構成されている。
The
センサ本体部27は、第1実施形態と同様に、シリンダ保護カバー16によって常に覆われるシリンダチューブ6bの上部に設置され、ラックギヤ24の移動量(=シリンダ保護カバー16の移動量)がこのセンサ本体部27によりシリンダストロークとして検出される。
Similar to the first embodiment, the sensor
第3実施形態においては、図6,7に示すように非接触型のストロークセンサ28が用いられている。
In the third embodiment, a non-contact
このストロークセンサ28は、シリンダ保護カバー16の内側に同カバー長さ方向に設けられた可動部としての被検出体(たとえば目盛を付した帯状シート)29と、シリンダチューブ6aの上部に設けられた光学式(または電磁式)のセンサ本体部30とから成り、被検出体28の移動量がセンサ本体部30によりシリンダストロークとして検出される。
The
この第2及び第3両実施形態によっても、第1実施形態と基本的に同じ作用効果を得ることができる。 According to both the second and third embodiments, basically the same operational effects as the first embodiment can be obtained.
ところで、上記実施形態ではブームシリンダ6にストロークセンサを設ける場合を例示したが、本発明はアームシリンダ7にストロークセンサを設ける場合にも上記同様に適用することができる。
By the way, although the case where the stroke sensor was provided in the
また、本発明はクレーン機能付きの油圧ショベルにとくに適するが、クレーン機能を併備した他の作業機械にも適用することができる。 The present invention is particularly suitable for a hydraulic excavator having a crane function, but can also be applied to other work machines having a crane function.
1 下部走行体
2 上部旋回体
A 作業装置
3 ブーム
4 アーム
5 バケット
6 ブームシリンダ
16 シリンダ保護カバー
17 ストロークセンサ
18 ワイヤ
19 可動部としてのワイヤ止め付け部
20 センサ本体部
21 センサ本体部を構成するワイヤリール
22 同、信号変換器
23 ストロークセンサ
24 ストロークセンサの可動部としてのラック
27 センサ本体部
25 センサ本体部を構成するピニオン
26 同、信号変換器
28 ストロークセンサ
29 ストロークセンサの可動部としての被検出体
30 センサ本体部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 2 Upper revolving body
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003317741A JP2005083106A (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Working machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003317741A JP2005083106A (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Working machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005083106A true JP2005083106A (en) | 2005-03-31 |
Family
ID=34417209
Family Applications (1)
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JP2003317741A Withdrawn JP2005083106A (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Working machine |
Country Status (1)
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-
2003
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061205 |