JP2005256356A - 建設機械のアーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーン作業を可能にすると共に、アームの動きが規制されやすい厳しい作業環境における掘削作業をも可能にする建設機械のアーム構造の提供。
【解決手段】アーム角度センサ１７が収納されるブラケット１１を、アーム６の端部６ａに対して着脱可能に、また、アーム６の幅方向内に備えた構成にしてある。ブラケット１１は、アーム角度センサ１７を挟むように互いに対向して配置される第１壁部材１１ａと第２壁部材１１ｂとに分割形成させてあり、アーム角度センサ１７を第１壁部材１１ａに装着させ、カバー部材１１ｃを第２壁部材１１ｂに一体に設けてある。さらに、アーム角度センサ１７が装着された第１壁部材１１ａと、カバー部材１１ｃが一体的に設けられた第２壁部材１１ｂとを互いに取付ける接続金具１１ａ１等を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、アーム部分に、このアームの幅寸法内の領域に配置されるアーム角度センサを装着可能な建設機械のアーム構造に関する。

この種の従来技術として特許文献１に示されるものがある。この特許文献１には、ブームとの連結部付近に位置するアームの端部に、互いに対向する一対の支持板を設け、これらの支持板間に、すなわちアームの幅寸法内の領域に、アーム角度センサを装着させた構成が示されている。
特許第２８７７７１６号公報

アーム角度センサは、例えばバケット部分で物を吊上げるクレーン作業時の安全性確保のためなどに活用される。しかし、周囲に建物等が存在する厳しい作業環境において実施される土砂の掘削作業では、アーム角度センサの活用が必要でない場合があり、また、アームの端部がアーム角度センサを取付けるための突出部を形成することから、この突出部によって掘削作業に制約を受け、この掘削作業の能率が低下することがある。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、クレーン作業を可能にすると共に、アームの動きが規制されやすい厳しい作業環境における掘削作業をも可能にする建設機械のアーム構造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、アーム部分に、このアームの幅寸法内の領域に配置されるアーム角度センサを装着可能な建設機械のアーム構造において、上記アーム角度センサが収納されたブラケットを、上記アームに対して着脱可能に備えたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、アーム角度センサが活用されるクレーン作業にあっては、アーム角度センサが収納されたブラケットをアームに装着させ、この状態において作業を実施すればよい。これによりアーム角度センサの信号に基づいて車体を安定させながら、クレーン作業を安全に行なうことができる。また、アーム角度センサの活用が必要でない掘削作業にあっては、アーム角度センサが収納されたブラケットをアームから外し、この状態において作業を実施すればよい。これにより突出部を形成していたブラケットがなくなることから、掘削作業が可能となる範囲が広がり、アームの動きが規制されやすい厳しい作業環境における掘削作業も可能となる。

また本発明は、上記発明において、上記ブラケットが、上記アーム角度センサを挟むように互いに対向して配置される第１壁部材及び第２壁部材と、上記アーム角度センサを覆うカバー部材とを含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、第１壁部材と、第２壁部材と、カバー部材とによって、内部に収納されたアーム角度センサを保護可能な強固な箱型構造を実現できる。

また本発明は、上記発明において、上記第１壁部材と上記第２壁部材とを互いに分割形成し、上記アーム角度センサを上記第１壁部材に装着させ、上記カバー部材を上記第２壁部材に一体に設け、上記アーム角度センサが装着された第１壁部材と、上記カバー部材が一体に形成された第２壁部材とを取付ける取付け手段を備えたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、全体を２分割できるので、分割された第１壁部材にアーム角度センサを装着させることができ、この第１壁部材に対するアーム角度センサの装着が容易となる。また、分割したそれぞれの重量は、ブラケットの全体重量に比べて軽くなることから、分割したそれぞれの取扱いが容易となる。

また本発明は、上記発明において、上記第１壁部材は、この第１壁部材を上記アームに取付けるための寸法精度の高い第１ボルト穴を有し、上記第２壁部材は、この第２壁部材を上記アームに取付けるための上記第１ボルト穴よりも大きい第２ボルト穴を有することを特徴としている。

このように構成した本発明は、第１壁部材が寸法精度の高い第１ボルト穴を有するので、アームに対する第１壁部材の取付け精度が高められ、この第１壁部材に装着されたアーム角度センサをアームに対して高精度に位置決めできる。また、第２壁部材が第１壁部材の第１ボルト穴よりも大きい第２ボルト穴を有するので、アームにカバー部材を含む第２壁部材を取付ける際に、上述の第２ボルト穴を介して第２壁部材の取付け誤差を吸収させることができる。すなわち、アームに対する第２壁部材の取付け位置のずれを吸収させることができる。したがって、このカバー部材を含む第２壁部材をアームに容易に取付けることができる。

本発明は、アーム角度センサが収納されたブラケットをアームに対して着脱可能に備えたので、クレーン作業時にはアーム角度センサが収納されたブラケットをアームに装着して作業を行なえばよく、また、アーム角度センサの活用が必要とされない掘削作業時には、アーム角度センサが収納されたブラケットを外して作業を行なえばよく、クレーン作業及び掘削作業の双方に好適である。特に掘削作業時には、突出部を形成していたブラケットが除かれることから、アームの動きが規制されやすい厳しい作業環境における掘削作業も容易となり、従来に比べてこのような状況下における掘削作業の能率を向上させることができる。

以下，本発明に係る建設機械のアーム構造を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明のアーム構造の一実施形態が備えられる油圧ショベルの一例を示す側面図である。

この図１に示すように、本実施形態が備えられる油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２とを備えている。旋回体２上には運転席３が配置されている。旋回体２の前側には、スイングポスト４を介して、ブーム５が上下方向の回動可能に接続されている。ブーム５の先端には本実施形態の対象とするアーム６が上下方向の回動可能に接続され、このアーム６の先端にはバケット７が上下方向の回動可能に接続されている。また、ブーム５を駆動するブームシリンダ８、アーム６を駆動するアームシリンダ９、バケット７を駆動するバケットシリンダ１０が備えられている。上述したブーム５に接続されるアーム６の端部６ａに、本実施形態の特徴とするブラケット１１がこのアーム６の端部６ａに対して着脱可能に備えられている。後述するように、このブラケット１１内にはアーム角度センサが収納されている。また、ブーム５とアーム６とは支持ピン１２を介して相対的回動可能に連結されている。

図２は図１に示す油圧ショベルのアーム部分を示す図で、図１の紙面の裏側から見た状態に相応する拡大側面図、図３は図２の要部を示し、しかもブラケットを構成する第２壁部材及びカバー部材を省略した状態を示す拡大図、図４は図３のＡ方向から見た状態に対応し、しかもブラケットを構成するカバー部材の一部を省略した状態を示す図、図５は本実施形態に備えられるブラケット部分の分解斜視図である。

上述したブラケット１１は、例えば図５に示すように、アーム角度センサ１７を挟むように互いに対向して配置される第１壁部材１１ａ及び第２壁部材１１ｂと、アーム角度センサ１７を覆うカバー部材１１ｃとを含んでいる。第１壁部材１１ａと第２壁部材１１ｂとは、例えば互いに分割形成されている。アーム角度センサ１７は、第１壁部材１１ａに装着させてあり、カバー部材１１ｃは溶接等によって第２壁部材１１ｂに一体に設けてある。

第１壁部材１１ａには、複数の接続金具１１ａ１を溶接等によって一体に設けてあり、カバー部材１１ｃには、接続金具１１ａ１の穴１１ａ２に適合する位置に穴１１ｃ１を形成してある。接続金具１１ａ１の穴１１ａ２の径寸法に比べてカバー部材１１ｃの穴１１ｃ１の径寸法を予め大きく設定してある。接続金具１１ａ１の穴１１ａ２、及びカバー部材１１の穴１１ｃ１には、図示しない取付け用のボルトが挿入されるようになっている。上述した穴１１ａ２を有する接続金具１１ａ１と、カバー部材１１ｃの穴１１ｃ１と、これらの穴１１ａ２，１１ｃ１に挿入される図示しないボルトとによって、アーム角度センサ１７が装着された第１壁部材１１ａと、カバー部材１１ｃが一体に設けられた第２壁部材１１ｂとを取付ける取付け手段が構成されている。

同図５に示すように、上述した第１壁部材１１ａは、この第１壁部材１１ａをアーム６の端部６ａに取付けるための寸法精度の高い複数の第１ボルト穴１１ａ３を有する。すなわち、第１ボルト穴１１ａ３のそれぞれの径寸法を、この第１ボルト穴１１ａ３に挿入されるボルト１３、及びアーム６の端部６ａに形成されるボルト穴６ｂの径寸法に対応させて高精度に設定してあると共に、これらの第１ボルト穴１１ａ３間のピッチ寸法を、アーム６の端部６ａに形成される複数のボルト穴６ｂ間のピッチ寸法に対応させて高精度に設定してある。また、第２壁部材１１ｂは、この第２壁部材１１ｂをアーム６の端部６ａに取付けるための上述の第１ボルト穴１１ａ３の径寸法よりも大きい径寸法に予め設定された複数の第２ボルト穴１１ｂ１を有している。すなわち、この第２壁部材１１ｂの複数の第２ボルト穴１１ｂ１は、上述した第１壁部材１１ａの第１ボルト穴１１ａ３に比べて寸法精度を緩やかに設定してある。このように構成したブラケット１１は、図４に示すように、アーム６の幅寸法内に配置される。すなわち、アーム角度センサ１７は、アーム６の幅寸法内の領域に配置される。

また、同図５に示すように、第１壁部材１１ａは、その第１ボルト穴１１ａ３が図３に示すアーム６の端部６ａのボルト穴６ｂに適合された状態で、これらのボルト穴１１ａ３，６ｂにボルト１３が挿入され、このボルト１３によって第１壁部材１１ａはアーム６の端部６ａに締結される。第２壁部材１１ｂは、図５に示す第２ボルト穴１１ｂ１がアーム６の端部６ａに形成した図示しないボルト穴に適合された状態で、これらのボルト穴１１ｂ１等にボルト１３が挿入され、そのボルト１３によって第２壁部材１１ｂはアーム６の端部６ａに締結される。

また、図５に示すように、アーム角度センサ１７を作動させる作動レバー１６は、固定金具１５に締結されている。この固定金具１５は、図３，４に示すように、アームシリンダ９のロッド部９ａの先端部に接続ピン１４を介して固定される。

なお、図３において、１８はアーム角度センサ１７から出力される信号を導くケーブル、１９は例えばアームシリンダ９を作動させる圧油が導かれる油圧配管、すなわちホースである。これらのケーブル１８及びホース１９は、アームシリンダ９の動作、及びアーム角度センサ１７の作動に支障を生じさせない場所に沿って引き回して配置してある。

このように構成した本実施形態は、例えばクレーン作業に際しては、図１に示すように、アーム６の端部６ａにブラケット１１が装着される。この場合、図５に示すように、ブラケット１１を構成する第１壁部材１１ａにアーム角度センサ１７を装着する。そして例えば、この第１壁部材１１の第１ボルト穴１１ａ３のそれぞれを、アーム６の端部６ａに形成されたボルト穴６ｂのそれぞれに適合させ、ボルト１３をこれらのボルト穴１１ａ３，６ｂに挿入させて、第１壁部材１１をアーム６の端部６ａに締結する。また、図５に示す接続金具１５を、図３，４に示すように、接続ピン１４を介してアームシリンダ９のロッド部９ａの先端部に固定する。

例えばこの状態において、カバー部材１１ｃを一体に有する第２壁部材１１ｂの第２ボルト穴１１ｂ１のそれぞれを、アーム６の端部６ａに形成された該当するボルト穴に適合させると共に、カバー部材１１ｃの穴１１ｃ１を第１壁部材１１ａの接続金具１１ａ１の穴１１ａ２に適合させる。ここで図示しないボルトを穴１１ｃ１，１１ａ２のそれぞれに挿入し、この図示しないボルトによってカバー部材１１ｃを第１壁部材１１ａの接続金具１１ａ１のそれぞれに締結する。

そして、第２壁部材１１ｂの第２ボルト穴１１ｂ１と、アーム６の端部６ａに形成されたボルト穴にボルト１３を挿入し、そのボルト１３によって第２壁部材１１ｂをアーム６の端部６ａに締結する。

このようにアーム６の端部６ａに、アーム角度センサ１７が収納されたブラケット１１を装着して行なわれるクレーン作業では、例えばバケット７によって物が吊上げられ、このときのアーム６のブーム５に対する回動角がアーム角度センサ１７で検出され、このアーム角度センサ１７から出力される信号に応じて、車体が転倒等を生じないように例えば警報を鳴らして作業者に注意を促す。これによって、所望のクレーン作業を安全に実施することができる。

また、アーム角度センサ１７の活用が必要とされない土砂の掘削作業に際しては、例えば上述と逆の手順によってアーム角度センサ１７が収納されたブラケット１１、及び固定金具１５が外され、アームシリンダ９のロッド部９ａの先端部を図３，４に示すピン１４によってアーム６の端部６ａに連結することが行なわれる。

図６は図１に示す状態からブラケットを外した状態を示す油圧ショベルの側面図、図７は図６に示す油圧ショベルのアーム部分を示す図で、図６の紙面の裏側から見た状態に相応する拡大側面図である。

これらの図６，７に示すように、アーム角度センサ１７が収納されたブラケット１１が外された状態では、アーム６の端部６ａに突起部が形成されなくなるので、掘削作業が可能となる作業範囲が広がり、周囲に建物等があって掘削作業の条件が厳しいような場合でも、作業環境から受ける掘削作業に対する制約を緩和させることができる。これにより、このような厳しい作業環境下における掘削作業も能率良く行なうことができる。

また本実施形態は、ブラケット１１が、第１壁部材１１ａと、第２壁部材１１ｂと、カバー部材１１ｃとによって、内部に収納されたアーム角度センサ１７を保護可能な強固な箱型構造を形成するので、アーム角度センサ１７がブラケット１１の外方に突出することがなく、掘削によって生じた岩石等の接触によるアーム角度センサ１７の破損を防止でき、信頼性の高いアーム角度センサ１７の配置構造を実現できる。

また本実施形態は、全体を第１壁部材１１ａ側と、第２壁部材１ｂ側とに２分割できるので、分割した状態でアーム角度センサ１７を第１壁部材１１ａに装着させることができ、この第１壁部材１１ａに対するアーム角度センサ１７の装着が容易となる。また、分割したそれぞれの重量がブラケット１１の全体重量よりも軽くなるので、分割したそれぞれの取扱いも容易となる。

また本実施形態は、第１壁部材１１ａが寸法精度の高い第１ボルト穴１１ａ３を有するので、アーム６の端部６ａに対する第１壁部材１１ａの取付け精度が高められ、この第１壁部材１１ａに装着されたアーム角度センサ１７を、アーム６の端部６ａに対して高精度に位置決めすることができる。したがって、ブーム５に対するアーム６の回動角度を高精度に検出させることができる。また、カバー部材１１ｃが第１壁部材１１ａの接続金具１１ａ３の穴１１ａ２よりも径寸法の大きい穴１１ｃ１を有すると共に、第２壁部材１１ｂが、第１壁部材１１ａの第１ボルト穴１１ａ３よりも径寸法の大きい第２ボルト穴１１ｂ１を有するので、上述のようにアーム角度センサ１７が装着され、アーム６の端部６ａに取付けられた第１壁部材１１ａと、アーム６の端部６ａとに、カバー部材１１ｃを含む第２壁部材１１ｂを取付ける際に、上述のカバー部材１１ｃの穴１１ｃ１と第２ボルト穴１１ｂ１とを介して取付け寸法誤差を吸収させることができる。すなわち、カバー部材１１ｃの第１壁部材１１ａに対する取付け位置のずれ、及び第２壁部材１１ｂのアーム６の端部６ａに対する取付け位置のずれを吸収させることができる。したがって、このカバー部材１１ｃを含む第２壁部材１１ｂを、アーム角度センサ１７が装着された第１壁部材１１ａとアーム６の端部６ａとの双方に容易に取付けることができる。すなわち、アーム６の端部６ａに対するブラケット１１の着脱作業を容易に行なうことができる。

本発明のアーム構造の一実施形態が備えられる油圧ショベルの一例を示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルのアーム部分を示す図で、図１の紙面の裏側から見た状態に相応する拡大側面図である。 図２の要部を示し、しかもブラケットを構成する第２壁部材及びカバー部材を省略した状態を示す拡大図である。 図３のＡ方向から見た状態に対応し、しかもブラケットを構成するカバー部材の一部を省略した状態を示す図である。 本実施形態に備えられるブラケット部分の分解斜視図である。 図１に示す状態からブラケットを外した状態を示す油圧ショベルの側面図である。 図６に示す油圧ショベルのアーム部分を示す図で、図６の紙面の裏側から見た状態に相応する拡大側面図である。

符号の説明

６ アーム
６ａ 端部
６ｂ ボルト穴
９ アームシリンダ
１１ ブラケット
１１ａ 第１壁部材
１１ａ１ 接続金具（取付け手段）
１１ａ２ 穴
１１ａ３ 第１ボルト穴
１１ｂ 第２壁部材
１１ｂ１ 第２ボルト穴
１１ｃ カバー部材
１１ｃ１ 穴（取付け手段）
１２ 支持ピン
１３ ボルト
１４ 接続ピン
１５ 固定金具
１６ 作動レバー
１７ アーム角度センサ

Claims (4)

1. アーム部分に、このアームの幅寸法内の領域に配置されるアーム角度センサを装着可能な建設機械のアーム構造において、
   上記アーム角度センサが収納されたブラケットを、上記アームに対して着脱可能に備えたことを特徴とする建設機械のアーム構造。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記ブラケットが、上記アーム角度センサを挟むように互いに対向して配置される第１壁部材及び第２壁部材と、上記アーム角度センサを覆うカバー部材とを含むことを特徴とする建設機械のアーム構造。
3. 上記請求項２記載の発明において、
   上記第１壁部材と上記第２壁部材とを互いに分割形成し、
   上記アーム角度センサを上記第１壁部材に装着させ、上記カバー部材を上記第２壁部材に一体に設け、
   上記アーム角度センサが装着された第１壁部材と、上記カバー部材が一体に形成された第２壁部材とを取付ける取付け手段を備えたことを特徴とする建設機械のアーム構造。
4. 上記請求項３項記載の発明において、
   上記第１壁部材は、この第１壁部材を上記アームに取付けるための寸法精度の高い第１ボルト穴を有し、上記第２壁部材は、この第２壁部材を上記アームに取付けるための上記第１ボルト穴よりも大きい第２ボルト穴を有することを特徴とする建設機械のアーム構造。
   

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