JP2018028188A - Turn angle detection device of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装備され、連結ピンを介して回動可能に連結された2部材間の回動角を検出するのに好適に用いられる回動角検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device that is mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator and is preferably used to detect a rotation angle between two members that are rotatably connected via a connecting pin.
建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられたフロント装置とを含んで構成されている。 A hydraulic excavator, which is a typical example of a construction machine, includes a self-propelled lower traveling body, an upper revolving body that is pivotably mounted on the lower traveling body, and a front that is provided so as to be able to move up and down in front of the upper revolving body. And the device.
油圧ショベルのフロント装置は、通常、上部旋回体の旋回フレームに連結ピンを介して回動可能に取付けられたブームと、ブームの先端側に連結ピンを介して回動可能に取付けられたアームと、アームの先端側に連結ピンを介して回動可能に取付けられたバケット(作業具)とを含んで構成され、バケットを用いて土砂の掘削作業等が行われる。また、バケットリンクに吊荷フックが格納されたクレーン仕様の油圧ショベルにおいては、バケットリンクから吊荷フックを取出すことにより、この吊荷フックを用いてクレーン作業を行うことができる。 A front device of a hydraulic excavator typically includes a boom that is pivotally attached to a pivot frame of an upper swing body via a connection pin, and an arm that is pivotally attached to the tip side of the boom via a connection pin. The bucket includes a bucket (working tool) rotatably attached to the distal end side of the arm via a connecting pin, and earth excavation work or the like is performed using the bucket. Further, in a crane-type hydraulic excavator in which a hanging load hook is stored in a bucket link, a crane operation can be performed using this hanging load hook by removing the hanging load hook from the bucket link.
ここで、油圧ショベルのフロント装置を構成するブームと旋回フレームとの間のピン結合部、ブームとアームとの間のピン結合部、アームとバケットとの間のピン結合部には、それぞれ角度センサが設けられ、連結ピンを介して回動可能に連結された2部材間の回動角が、常に角度センサによって検出されている(例えば、特許文献1参照)。 Here, an angle sensor is provided for each of the pin coupling portion between the boom and the swing frame, the pin coupling portion between the boom and the arm, and the pin coupling portion between the arm and the bucket that constitute the front device of the hydraulic excavator. Is provided, and a rotation angle between two members rotatably connected via a connecting pin is always detected by an angle sensor (see, for example, Patent Document 1).
これにより、旋回フレームに対するブームの回動角、ブームに対するアームの回動角、アームに対するバケットの回動角が、角度センサによって検出される。そして、検出された回動角に基づいてバケットの先端部の位置が算出され、例えば掘削作業時にバケットの先端部をキャブと干渉しない範囲で移動させる制御が行われる。また、検出された回動角に基づいてフロント装置の姿勢が検出され、例えばクレーン作業時にフロント装置が無理な姿勢(車体が不安定になる姿勢)とならないように、オペレータに警報等を発する制御が行われる。 Thereby, the rotation angle of the boom with respect to the turning frame, the rotation angle of the arm with respect to the boom, and the rotation angle of the bucket with respect to the arm are detected by the angle sensor. And the position of the front-end | tip part of a bucket is calculated based on the detected rotation angle, for example, control which moves the front-end | tip part of a bucket in the range which does not interfere with a cab at the time of excavation work is performed. Also, the attitude of the front device is detected based on the detected rotation angle, for example, a control that issues an alarm or the like to the operator so that the front device does not become an unreasonable posture (a posture in which the vehicle body becomes unstable) during crane work, for example. Is done.
ここで、従来技術による角度センサは、例えばブームの先端とアームとの間を連結する連結ピンの端部に取付けられている。角度センサとアームとの間はレバーによって連結され、ブームに対するアームの回動変位が、レバーを介して角度センサに伝達される構成となっている。 Here, the angle sensor by a prior art is attached to the edge part of the connection pin which connects between the front-end | tip of a boom and an arm, for example. The angle sensor and the arm are connected by a lever, and the rotational displacement of the arm with respect to the boom is transmitted to the angle sensor via the lever.
ところで、上述のレバーは、通常、アームに取付けられる平板状の板体と、角度センサに取付けられる丸棒状の棒部材とによって形成されることが多く、これら板体と棒部材とは溶接手段を用いて接合されている。これにより、例えばフロント装置の組付時の寸法公差によってアームと角度センサとの間の距離が変化した場合、あるいは掘削作業時にフロント装置からレバーに伝わる振動によってレバーに応力(ストレス)が作用した場合でも、この応力を棒部材の撓み変形によって吸収することができる構成となっている。 By the way, the above-mentioned lever is usually formed by a flat plate-like plate attached to the arm and a round bar-like rod member attached to the angle sensor, and these plate and the bar member provide welding means. Are joined together. Thus, for example, when the distance between the arm and the angle sensor changes due to dimensional tolerance when the front device is assembled, or when stress is applied to the lever due to vibration transmitted from the front device to the lever during excavation work However, this stress can be absorbed by the bending deformation of the bar member.
しかし、従来技術によるレバーのように、アームに取付けられる板体と角度センサに取付けられる棒部材とが溶接によって接合される構造では、接合部の溶接欠陥によって亀裂が生じることにより、レバーの折損を招き易くなる。特に、レバーを構成する板体の厚さ寸法(板厚)と棒部材の径寸法は小さいため、板体と棒部材とを溶接する作業が難しく、板体と棒部材との接合部に溶接欠陥が発生し易い。さらに、板体と棒部材との接合部では断面形状が大きく変化するため、板体と棒部材との接合部に応力が集中し易く、レバーの寿命が低下するという特性がある。 However, in the structure in which the plate member attached to the arm and the rod member attached to the angle sensor are joined by welding, such as a lever according to the prior art, a crack is caused by a weld defect in the joint portion, so that breakage of the lever is prevented. It becomes easy to invite. In particular, since the thickness (plate thickness) of the plate constituting the lever and the diameter of the bar member are small, it is difficult to weld the plate and the bar member, and welding is performed at the joint between the plate and the bar member. Defects are likely to occur. Furthermore, since the cross-sectional shape greatly changes at the joint between the plate and the bar member, the stress tends to concentrate on the joint between the plate and the bar member, and the life of the lever is reduced.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、他側部材の回動変位を角度センサに伝達するレバーの寿命を延ばすことができるようにした建設機械の回動角検出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a rotation angle detection device for a construction machine that can extend the life of a lever that transmits the rotation displacement of the other side member to the angle sensor. The purpose is to do.
上述した課題を解決するため、本発明は、連結ピンを介して回動可能に連結された一側部材および他側部材を備えた建設機械に適用され、前記一側部材に対する前記他側部材の回動角を検出するために前記連結ピンの端部に設けられた角度センサと、前記他側部材と前記角度センサとの間に設けられ前記他側部材の回動変位を前記角度センサに伝達するレバーとを備えてなる建設機械の回動角検出装置に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention is applied to a construction machine including one side member and another side member that are rotatably connected via a connection pin, and the other side member is connected to the one side member. An angle sensor provided at an end of the connecting pin to detect a rotation angle, and a rotation displacement of the other side member provided between the other side member and the angle sensor is transmitted to the angle sensor. And a lever for detecting a rotation angle of a construction machine.
本発明が採用する構成の特徴は、前記レバーは、前記他側部材に取付けられ前記角度センサに向けて延びた取付基板と、基端側が前記取付基板に固定される基板固定部となり、先端側が前記角度センサに取付けられるセンサ取付部となった棒部材と、前記棒部材の前記基板固定部を前記取付基板に固定する棒部材固定リベットと、前記棒部材の前記基板固定部よりも前記センサ取付部側に偏った途中部位を保持するために、前記取付基板に固定されたホルダ部材とにより構成されていることにある。 A feature of the configuration adopted by the present invention is that the lever is a mounting substrate that is attached to the other side member and extends toward the angle sensor, a base end side is a substrate fixing portion that is fixed to the mounting substrate, and a distal end side is A rod member serving as a sensor attachment portion attached to the angle sensor, a rod member fixing rivet for fixing the substrate fixing portion of the rod member to the attachment substrate, and the sensor attachment than the substrate fixing portion of the rod member In order to hold an intermediate part biased to the part side, the holder member is fixed to the mounting substrate.
本発明によれば、溶接手段を用いることなく、棒部材固定リベットを用いて棒部材の基板固定部を取付基板に固定することができる。これにより、例えば棒部材と取付基板とを溶接によって接合する構成に比較して、溶接欠陥による亀裂の発生や、接合部の急激な断面形状の変化に伴う応力集中を回避することができる。この結果、レバーに作用した応力を、棒部材の撓み変形によって吸収することができ、レバーの寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, the board fixing portion of the bar member can be fixed to the mounting board using the bar member fixing rivet without using welding means. Thereby, compared with the structure which joins a rod member and an attachment board | substrate by welding, for example, generation | occurrence | production of the crack by a welding defect and the stress concentration accompanying the sudden change of a cross-sectional shape of a junction part can be avoided. As a result, the stress acting on the lever can be absorbed by the bending deformation of the rod member, and the life of the lever can be extended.
以下、本発明の実施の形態による建設機械の回動角検出装置を、油圧ショベルのブームとアームとのピン結合部に適用した場合を例に挙げ、図1ないし図9を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a case where the rotation angle detection device for a construction machine according to an embodiment of the present invention is applied to a pin coupling portion between a boom and an arm of a hydraulic excavator will be described as an example, and will be described in detail with reference to FIGS. explain.
図1ないし図8は本発明の第1の実施の形態を示している。建設機械の代表例である油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3と、上部旋回体3の前側に設けられ土砂の掘削作業等を行う後述のフロント装置8とを含んで構成されている。
1 to 8 show a first embodiment of the present invention. A
上部旋回体3は、ベースとなる旋回フレーム4と、旋回フレーム4の後端側に設けられたカウンタウエイト5と、カウンタウエイト5の前側に位置して旋回フレーム4に搭載された原動機、油圧ポンプ、熱交換装置等の搭載機器(図示せず)と、搭載機器を覆って旋回フレーム4上に設けられた外装カバー6と、旋回フレーム4の左前側に設けられ運転室を画成するキャブ7とを含んで構成されている。
The
フロント装置8は、上部旋回体3を構成する旋回フレーム4の前側に俯仰動可能に設けられている。フロント装置8は、基端側(フート部)が旋回フレーム4の前側に上,下方向に回動可能にピン結合されたブーム9と、ブーム9の先端側に回動可能にピン結合されたアーム10と、アーム10の先端側に回動可能にピン結合された作業具としてのバケット11とを含んで構成されている。ブーム9はブームシリンダ9Aにより駆動され、アーム10はアームシリンダ10Aにより駆動され、バケット11はバケットシリンダ11Aにより駆動される。
The front device 8 is provided on the front side of the revolving frame 4 constituting the upper revolving
ここで、バケット11とバケットシリンダ11Aのロッドとの間には、バケットリンク12,13が設けられ、バケットシリンダ11Aの伸縮は、バケットリンク12,13を介してバケット11に伝達される。バケットリンク12は、左,右方向で間隔をもって対面する左,右のリンク板12A(左側のみ図示)を含んで構成され、各リンク板12A間には吊荷フック14が回動可能に設けられている。
Here,
吊荷フック14は、バケットリンク12を構成する左,右のリンク板12A間に配置されている。この吊荷フック14は、油圧ショベル1を用いて土砂の掘削作業を行うときには、各リンク板12A間に格納された格納位置に保持される。また、吊荷フック14を用いたクレーン作業を行うときには、吊荷フック14は、バケットリンク12の外部に取出される構成となっている。
The
次に、フロント装置8を構成する一側部材としてのブーム9と、他側部材としてのアーム10とを回動可能に連結するピン結合部15について説明する。
Next, the
図3に示すように、ピン結合部15は、ブーム9の先端側に設けられた左,右一対のブラケット16と、アーム10に設けられたアームボス17と、後述する連結ピン20とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 3, the
ブーム9の各ブラケット16は、その外側面に補強板16Aが設けられ、各ブラケット16と補強板16Aには、連結ピン20が挿通されるピン挿通孔16Bが左,右方向に貫通して形成されている。各ブラケット16は、アームボス17を左,右両側から挟むように配置され、各ブラケット16とアームボス17とは、連結ピン20を中心として相対回動可能に連結されている。
Each
アームボス17は、アーム10の基端側に一体的に設けられ、左,右方向に延びる円筒状に形成されている。アームボス17の内周側はピン挿通孔17Aとなり、ピン挿通孔17Aの軸方向の両端側には後述するブッシュ19が配置されている。アームボス17の軸方向の両端にはそれぞれ円弧状のフランジ板17Bが一体に設けられ、これら左,右のフランジ板17Bの外周縁はアーム10の左,右の側板10Bに溶接されている。また、一方(図3中の左側)のフランジ板17Bの外側面には、後述のレバー25を取付けるためのレバー取付台座17Cが溶接等の手段を用いて固定されている。
The
ストッパ突起18は、各ブラケット16のうち一方(図3中の左側)のブラケット16の補強板16Aに溶接等の手段を用いて固定され、補強板16Aから外向き(ブラケット16から離れる方向)に突出している。このストッパ突起18は、例えば段付き円筒状に形成され、後述する廻止めフランジ21の長溝孔21Aに嵌合することにより、連結ピン20をブラケット16に対して廻止めするものである。また、ストッパ突起18の内周側には、雌ねじ穴18Aが螺設されている。
The
一対のブッシュ19は、アームボス17の左,右両側に配置されている。各ブッシュ19は、例えば耐摩耗性に優れた硬質の金属材料からなる円筒体として形成されている。各ブッシュ19は、例えば圧入等の手段を用いてアームボス17の内周側にそれぞれ嵌着され、各ブッシュ19の内周側は、連結ピン20が摺動可能に挿嵌されるピン挿嵌孔19Aとなっている。
The pair of
連結ピン20は、各ブラケット16とアームボス17との間を連結するもので、金属材料を用いて円柱状に形成されている。連結ピン20は、軸方向の中間部がアームボス17に設けられた各ブッシュ19のピン挿嵌孔19A内に摺動可能に挿嵌され、軸方向の両端側が各ブラケット16のピン挿通孔16B内に挿通されている。
The connecting
連結ピン20の軸方向の一端側は大径部20Aとなり、この大径部20Aは、連結ピン20の両端側が各ブラケット16のピン挿通孔16B内に挿通された状態で、ストッパ突起18が設けられたブラケット16の補強板16Aの外部に突出している。大径部20Aの端面には、軸方向に延びる有底穴20Bが形成され、この有底穴20B内には、後述する角度センサ24が収容されている。
One end side of the connecting
連結ピン20の大径部20Aの外周には、廻止めフランジ21が固定されている。この廻止めフランジ21は、略長円形状をなす金属製の平板からなり、廻止めフランジ21の長さ方向の一端側は、溶接等の手段を用いて大径部20Aの外周面に一体的に固着されている。一方、廻止めフランジ21の長さ方向の他端側には、その長さ方向に沿って延びる長溝孔21Aが形成されている。
A
ここで、廻止めフランジ21は、一方のブラケット16(補強板16A)に設けられたストッパ突起18に長溝孔21Aを嵌合させることにより、一方のブラケット16に対して連結ピン20を廻止めする構成となっている。また、ストッパ突起18に廻止めフランジ21の長溝孔21Aを嵌合させた状態で、ストッパ突起18の突出端には抜止め板22が取付けられる。抜止め板22は、長溝孔21Aの溝幅よりも大きな直径を有する円板状に形成され、その中心部に挿通されたボルト22Aをストッパ突起18の雌ねじ穴18Aに螺着することにより、ストッパ突起18の突出端に固定されている。従って、連結ピン20は、ストッパ突起18および廻止めフランジ21によって廻止めされると共に、抜止め板22によって軸方向に抜止めされている。
Here, the locking
次に、本実施の形態に用いられる回動角検出装置23について説明する。
Next, the rotation
回動角検出装置23は、アーム10と連結ピン20との間に設けられ、ブーム9(一側部材)に対するアーム10(他側部材)の回動角を検出するものである。この回動角検出装置23は、連結ピン20に設けられた後述の角度センサ24と、アーム10と角度センサ24との間に設けられた後述のレバー25とを含んで構成されている。
The rotation
角度センサ24は、連結ピン20の端部となる大径部20Aの有底穴20B内に設けられている。この角度センサ24は、有底穴20B内に挿嵌された円筒状のケーシング24Aと、該ケーシング24A内に回転可能に設けられた角度検出用の回転軸24Bとを有している。角度センサ24は、回転軸24Bの回転位置を検出するポテンショメータ等の検出部(図示せず)を有し、連結ピン20を中心としたブーム9に対するアーム10の回動角度θを検出するものである。
The
ここで、角度センサ24の回転軸24Bは、連結ピン20の軸中心と同心状に配置され、ケーシング24Aから突出した回転軸24Bの突出端部には、径方向に貫通するレバー取付孔24Cが形成されている。そして、角度センサ24の回転軸24Bとアーム10との間は、後述するレバー25を介して連結され、連結ピン20を中心としてブーム9とアーム10とが相対回動したときに、ブーム9に対するアーム10の回動角度θが角度センサ24によって検出される構成となっている。
Here, the
次に、本実施の形態に用いられるレバー25について、図3ないし図8を参照しつつ説明する。
Next, the
レバー25は、アーム10と角度センサ24との間に設けられ、ブーム9に対するアーム10の回動角度θを検出するものである。ここで、レバー25は、後述する取付基板26と、棒部材28と、棒部材固定リベット29と、ホルダ部材30とを含んで構成されている。
The
取付基板26は、アームボス17に設けられたレバー取付台座17Cに取付けられ、角度センサ24に向けて延びている。この取付基板26は、ステンレス鋼板等からなる長方形の板体を折曲げることにより、例えば2mm程度の板厚を有する略J字型の屈曲板として形成されている。取付基板26は、長さ方向の途中部位に屈曲部26Aが形成され、この屈曲部26Aを挟んで短尺な平板状の固定板26Bと、長尺な棒部材取付板26Cとを有している。
The mounting
取付基板26の固定板26Bには、取付基板26の長さ方向に延びる長孔状のボルト挿通孔26Dが設けられている。このボルト挿通孔26Dに挿通されたボルト27をアームボス17のレバー取付台座17Cに螺着することにより、取付基板26の固定板26Bがレバー取付台座17Cに固定され、棒部材取付板26Cは角度センサ24に向けて延びている(図3参照)。
The fixing
取付基板26の棒部材取付板26Cの先端側(屈曲部26Aとは反対側)には、1個の長円形リベット嵌合孔26Eと2個のリベット嵌合孔26Fとが設けられている。長円形リベット嵌合孔26Eは、取付基板26の長さ方向と直交する幅方向に延びる長孔状に形成され、棒部材取付板26Cの幅方向の中央部に配置されている。この長円形リベット嵌合孔26Eは、後述する棒部材固定リベット29の軸部29Aが嵌合するものである。
One oblong rivet
一方、リベット嵌合孔26Fは、長円形リベット嵌合孔26Eよりも先端側に位置し、棒部材取付板26Cの幅方向に間隔をもって配置されている。これら各リベット嵌合孔26Fは、後述するホルダ固定リベット32の軸部32Aが嵌合するものである。
On the other hand, the rivet
棒部材28は、基端側が取付基板26に固定されると共に先端側が角度センサ24に取付けられている。この棒部材28は、例えばばね用ステンレス鋼からなる外径3mm程度の弾性に優れた1本の丸棒材を折曲げることにより、略J字型に屈曲した屈曲棒として形成されている。棒部材28は、長さ方向の略中央部に屈曲部28Aが形成され、この屈曲部28Aを挟んで取付基板26側に位置する基板側棒部28Bと、屈曲部28Aを挟んで角度センサ24側に位置するセンサ側棒部28Cとにより構成されている。
The
基板側棒部28Bの端部には、基板固定部としてのリング部28Dが形成されている。このリング部28Dは、基板側棒部28Bの端部を軸体等(図示せず)に巻付けて湾曲させることにより、リング状に形成されている。リング部28Dは、その内周側に棒部材固定リベット29の軸部29Aが挿嵌されるもので、リング部28Dの内径寸法は、軸部29Aの外径寸法よりも僅かに大きく形成されている。このように、基板側棒部28Bの端部を湾曲させてリング部28Dを形成することにより、1本の丸棒材に対して曲げ加工を施すだけで棒部材28を容易に形成することができる構成となっている。
A
一方、センサ側棒部28Cは、角度センサ24を構成する回転軸24Bの軸中心と直交する方向に延び、センサ側棒部28Cの端部はセンサ取付部28Eとなっている。このセンサ取付部28Eは、角度センサ24の回転軸24Bに形成されたレバー取付孔24Cに挿嵌されることにより、角度センサ24に取付けられている。
On the other hand, the sensor
棒部材固定リベット29は、棒部材28のリング部28Dを取付基板26に固定するものである。この棒部材固定リベット29は、円柱状の軸部29Aと、軸部29Aの一端側に設けられた円板状の頭部29Bとからなっている。棒部材固定リベット29の軸部29Aは、棒部材28のリング部28D、取付基板26の長円形リベット嵌合孔26Eに挿嵌される。
The bar
そして、長円形リベット嵌合孔26Eを通じて取付基板26の裏面26G側に突出した軸部29Aの他端側は、ハンマ等の工具(図示せず)を用いてかしめられる。これにより、軸部29Aの他端にはかしめ部29Cが形成され、このかしめ部29Cが取付基板26の長円形リベット嵌合孔26Eに対して抜止めされることにより、棒部材28のリング部28Dが、取付基板26の棒部材取付板26Cに固定される。
Then, the other end side of the
ここで、棒部材28のリング部28Dは、棒部材28の基板側棒部28Bに曲げ加工を施すことにより形成されている。このため、リング部28Dの内周側に棒部材固定リベット29の軸部29Aを挿嵌したときに、軸部29Aの中心が、棒部材28(基板側棒部28B)の軸中心線に対して偏心する(ずれる)ことがある。従って、仮に取付基板26(棒部材取付板26C)の幅方向の中央部に、長円形リベット嵌合孔26Eに代えて円形状のリベット嵌合孔を形成し、このリベット嵌合孔に棒部材固定リベット29の軸部29Aを嵌合させた場合には、棒部材28の軸中心線が取付基板26の中央部に対して幅方向にずれた状態で、棒部材28が取付基板26に固定されてしまう。これに対し、取付基板26の棒部材取付板26Cに、取付基板26の幅方向に延びる長円形リベット嵌合孔26Eを形成することにより、棒部材固定リベット29の軸部29Aの中心が、棒部材28の軸中心線に対してずれたとしても、軸部29Aが嵌合する位置を長円形リベット嵌合孔26Eに沿って幅方向に調整することができる。これにより、棒部材28を、取付基板26の幅方向の中央部に固定することができる構成となっている。
Here, the
このように、棒部材28にリング部28Dを形成し、このリング部28Dを棒部材固定リベット29を用いて取付基板26に固定するができるので、溶接手段を用いて棒部材28を取付基板26に接合する必要がない。これにより、溶接欠陥による亀裂の発生、棒部材28と取付基板26との接合部の断面形状の変化に伴う応力集中を回避することができる。また、棒部材28と取付基板26とを溶接によって接合する場合に比較して、棒部材28と取付基板26とを棒部材固定リベット29を用いて容易に接合することができる構成となっている。
In this way, the
ホルダ部材30は、取付基板26の棒部材取付板26Cの先端側に固定されている。このホルダ部材30は、棒部材28の基板側棒部28Bのうちリング部28Dよりもセンサ取付部28E側に偏った途中部位を保持するものである。ここで、ホルダ部材30は、後述するホルダ本体31と、ホルダ固定リベット32とを含んで構成されている。
The
ホルダ本体31は、例えば取付基板26よりも薄肉なステンレス鋼板等により、全体として取付基板26の幅方向に延びる長方形の板状に形成されている。ここで、ホルダ本体31は、長さ方向の中央部に位置する断面三角形状の屈曲部31Aと、屈曲部31Aを挟んで長さ方向の両側に配置された一対の基板当接部31Bとを有し、屈曲部31Aは、例えば曲げ加工によって形成されている。また、各基板当接部31Bには、それぞれリベット嵌合孔31Cが設けられ、これら各リベット嵌合孔31Cは、取付基板26の各リベット嵌合孔26Fに対応している。
The holder
ここで、図8に示すように、ホルダ本体31の屈曲部31Aは、取付基板26の棒部材取付板26Cとの間で棒部材28の基板側棒部28Bを挟持するものである。ホルダ本体31の各基板当接部31Bは、取付基板26の棒部材取付板26Cに当接するものである。この場合、ホルダ本体31の屈曲部31Aを断面三角形状に形成することにより、屈曲部31Aと棒部材取付板26Cとの間で棒部材28の基板側棒部28Bを挟持したときに、この基板側棒部28Bの外周面が、屈曲部31Aと棒部材取付板26Cとによって3点支持される。従って、ホルダ本体31の屈曲部31Aは、基板側棒部28Bの外周面を覆った状態で基板側棒部28Bを安定して保持し、棒部材28が取付基板26の幅方向に変位(変形)するのを規制する。
Here, as shown in FIG. 8, the
ホルダ固定リベット32は、ホルダ本体31の各基板当接部31Bを取付基板26の棒部材取付板26Cに固定するものである。このホルダ固定リベット32は、円柱状の軸部32Aと、軸部32Aの一端側に設けられた頭部32Bとからなっている。ホルダ固定リベット32の軸部32Aは、各基板当接部31Bのリベット嵌合孔31C、取付基板26のリベット嵌合孔26Fに挿嵌される。
The
そして、棒部材固定リベット29によって棒部材28のリング部28Dを取付基板26の棒部材取付板26Cに固定した状態で、棒部材取付板26Cとホルダ本体31の屈曲部31Aとの間に棒部材28の基板側棒部28Bが挟込まれる。この状態で、ホルダ本体31の各リベット嵌合孔31Cと取付基板26の各リベット嵌合孔26Fとに、それぞれホルダ固定リベット32の軸部32Aが挿嵌される。リベット嵌合孔26Fを通じて取付基板26の裏面26G側に突出した軸部32Aの他端側は、ハンマ等の工具(図示せず)を用いてかしめられる。これにより、軸部32Aの他端にはかしめ部32Cが形成され、このかしめ部32Cが取付基板26のリベット嵌合孔26Fに対して抜止めされることにより、ホルダ本体31が取付基板26の棒部材取付板26Cに固定される。
Then, in a state where the
このようにして、棒部材28のリング部28Dは、棒部材固定リベット29を用いて取付基板26の棒部材取付板26Cに固定され、棒部材28のリング部28Dよりもセンサ取付部28E側に偏った途中部位は、ホルダ部材30によって取付基板26の棒部材取付板26Cに保持される。これにより、棒部材28は、自らの弾性によって取付基板26の板厚方向(図6中の矢示A方向)に撓み変形(弾性変形)し、ホルダ部材30によって、取付基板26の幅方向への変形が規制される構成となっている。
In this way, the
このように、本実施の形態によるレバー25は、棒部材28の基端側に設けられたリング部28Dを、棒部材固定リベット29を用いて取付基板26に固定することにより、溶接手段を用いて棒部材28を取付基板26に固定する必要がないため、溶接作業が難しいばね用ステンレス鋼を用いて弾性に優れた棒部材28を形成することができる。これにより、棒部材28は、取付基板26の板厚方向(図6中の矢示A方向)に対して撓み変形(弾性変形)可能な状態で取付基板26に取付けられている。従って、例えば図3に示すように、アームボス17に設けられたレバー取付台座17Cの端面と角度センサ24のレバー取付孔24Cの中心との間の距離Lが、フロント装置8の組付時の寸法公差の範囲内で変化し、この距離Lの変化によって棒部材28に応力が作用したとしても、この応力を棒部材28が撓み変形することにより吸収することができる。
Thus, the
保護カバー33は、回動角検出装置23を覆った状態で廻止めフランジ21に取付けられている。この保護カバー33は、略楕円形状を有する有蓋筒体として形成され、複数のスペーサ33Aおよびボルト33Bを用いて廻止めフランジ21に取付けられている。保護カバー33は、回動角検出装置23を構成する角度センサ24、レバー25等を覆うことにより、これら角度センサ24、レバー25等を掘削作業時の土砂等から保護するものである。
The
本実施の形態による回動角検出装置23は上述の如き構成を有するもので、以下、その作動について説明する。
The rotation
油圧ショベル1が、吊荷フック14を用いたクレーン作業、バケット11を用いた掘削作業等を行うときには、ブーム9に対するアーム10の回動角が、回動角検出装置23によって検出される。
When the
即ち、アームシリンダ10Aが伸長または縮小することにより、アーム10がブーム9の先端側で連結ピン20を中心として回動すると、連結ピン20の端部に設けられた角度センサ24の回転軸24Bに対し、レバー25を介してアーム10の回動動作が伝達される。これにより、角度センサ24は、回転軸24Bの回動変位に基づいて、ブーム9に対するアーム10の回動角度θを検出することができる。
That is, when the
この場合、本実施の形態による回動角検装置23のレバー25は、アーム10のアームボス17に取付られた取付基板26と、取付基板26と角度センサ24との間に設けられた棒部材28とを含んで構成され、棒部材28の基端側に設けられたリング部28Dが、棒部材固定リベット29を用いて取付基板26に固定されると共に、棒部材28のうちリング部28Dよりもセンサ取付部28E側に偏った途中部位(基板側棒部28B)が、ホルダ部材30によって保持されている。
In this case, the
従って、本実施の形態によるレバー25は、溶接手段を用いて棒部材28を取付基板26に固定する必要がないため、溶接作業が難しいばね用ステンレス鋼を用いて弾性に優れた棒部材28を形成することができ、棒部材28は、取付基板26の板厚方向に充分に撓み変形(弾性変形)することができる。この結果、例えば図3に示すように、アームボス17に設けられたレバー取付台座17Cの端面と角度センサ24のレバー取付孔24Cの中心との間の距離Lが、フロント装置8の組付時の寸法公差の範囲内で変化し、この距離Lの変化によって棒部材28に力が作用し応力が発生することがある。仮に棒部材28に応力が発生しても、棒部材28に機械的性能が高い材料を使用できるため、許容応力値以内に収めることができる。また、例えば油圧ショベル1の作業時にフロント装置8からレバー25に伝わる振動によって棒部材28に力が作用した場合でも、同じ効果を得ることができる。
Therefore, the
ここで、仮に棒部材28が溶接によって取付基板26に接合された場合には、溶接欠陥による亀裂の発生、あるいは取付基板26と棒部材28との接合部で断面形状が変化することによる応力集中により、溶接による接合部が破損する虞れがある。
Here, if the
これに対し、本実施の形態では、棒部材28の基端側に設けられたリング部28Dを、棒部材固定リベット29を用いて取付基板26に固定すると共に、棒部材28のうちリング部28Dよりもセンサ取付部28E側に偏った途中部位(基板側棒部28B)を、ホルダ部材30によって保持している。この結果、溶接手段を用いて棒部材28を取付基板26に接合する場合に比較して、棒部材28と取付基板26との固定部に応力が集中するのを抑えることができ、レバー25の耐久性を高め、その寿命を延ばすことができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
また、本実施の形態による回動角検出装置23のレバー25は、棒部材28の基端側にリング状に湾曲させたリング部28Dを形成し、取付基板26には、リング部28Dの内周側に挿嵌された棒部材固定リベット29が嵌合する長孔状の長円形リベット嵌合孔26Eを設ける構成としている。
In addition, the
これにより、1本の丸棒材に対して曲げ加工を施すだけで、リング部28Dを有する棒部材28を容易に形成することができるので、レバー25の製造コストを削減することができる。しかも、リング部28Dの内周側に棒部材固定リベット29の軸部29Aを挿嵌したときに、軸部29Aの中心が棒部材28の軸中心線に対してずれたとしても、軸部29Aが嵌合する位置を長円形リベット嵌合孔26Eに沿って幅方向に調整することにより、棒部材28を、取付基板26の幅方向の中央部に固定することができる。
As a result, the
また、本実施の形態による回動角検出装置23のレバー25は、ホルダ部材30を、取付基板26との間で棒部材28を挟持する断面三角形状の屈曲部31A、および屈曲部31Aを挟んで両側に配置され取付基板26に当接する一対の基板当接部31Bを有するホルダ本体31と、ホルダ本体31の各基板当接部31Bを取付基板26に固定するホルダ固定リベット32とにより構成している。
Further, the
これにより、断面三角形状の屈曲部31Aと取付基板26との間で棒部材28(基板側棒部28B)を挟持したときに、この棒部材28の外周面を、屈曲部31Aと取付基板26とによって3点支持することができる。この結果、ホルダ本体31の屈曲部31Aは、基板側棒部28Bの外周側を覆った状態で基板側棒部28Bを安定して保持し、棒部材28が取付基板26の幅方向に変位(変形)するのを制限することができる。
As a result, when the bar member 28 (substrate-
次に、図9は本発明の第2の実施の形態を示している。第2の実施の形態の特徴は、ホルダ部材を構成するホルダ本体の屈曲部に、切欠き部が設けられていることにある。なお、第2の実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. The feature of the second embodiment resides in that a notch is provided in the bent portion of the holder main body constituting the holder member. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
第2の実施の形態に用いられるホルダ部材34は、第1の実施の形態によるホルダ部材30とほぼ同様に、後述のホルダ本体35と、ホルダ固定リベット32とを含んで構成されている。しかし、ホルダ部材34は、ホルダ本体35の屈曲部35Aに切欠き部36が設けられている点で、第1の実施の形態によるものとは異なるものである。
The
ホルダ本体35は、取付基板26の幅方向に延びる長方形の板状に形成され、長さ方向の中央部に位置する断面三角形状の屈曲部35Aと、屈曲部35Aを挟んで長さ方向の両側に配置された一対の基板当接部35Bとを有している。ホルダ本体35の屈曲部35Aは、基板側棒部28Bの外周面を覆った状態で基板側棒部28Bを安定して保持し、棒部材28が取付基板26の幅方向に変位(変形)するのを制限する。各基板当接部35Bには、それぞれリベット嵌合孔35Cが設けられ、これら各リベット嵌合孔35Cは、取付基板26の各リベット嵌合孔26Fに対応している。
The
切欠き部36は、ホルダ本体35の屈曲部35Aに設けられている。即ち、切欠き部36は、屈曲部35Aのうち棒部材固定リベット29とは反対側に位置する部位を、略V字型に切欠くことにより形成されている。これにより、屈曲部35Aと取付基板26(棒部材取付板26C)との間で挟持される棒部材28の長さが短くなり、この分、棒部材28は、取付基板26の板厚方向に大きく撓み変形することができる構成となっている。
The
第2の実施の形態による回動角検出装置は、上述の如きホルダ部材34を有するもので、その基本的作用については、第1の実施の形態によるものと格別差異はない。
The rotation angle detection device according to the second embodiment has the
然るに、第2の実施の形態によれば、ホルダ部材34を構成するホルダ本体35の屈曲部35Aに切欠き部36を設けた分、棒部材28は、取付基板26の板厚方向に大きく撓み変形することができる。
However, according to the second embodiment, the
次に、図10は本発明の第3の実施の形態を示している。第3の実施の形態の特徴は、取付基板の棒部材取付板に、長孔状の長円形リベット嵌合孔に代えて円形状の円形リベット嵌合孔が設けられていることにある。なお、第3の実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. A feature of the third embodiment resides in that a circular circular rivet fitting hole is provided in the rod member mounting plate of the mounting substrate in place of the oblong elliptical rivet fitting hole. Note that in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
第3の実施の形態に用いられる取付基板26′は、第1の実施の形態による取付基板26とほぼ同様に、屈曲部26Aを挟んで固定板26Bと棒部材取付板26Cとを有し、棒部材取付板26Cには2個のリベット嵌合孔26Fが形成されている。しかし、取付基板26′の棒部材取付板26Cには、第1の実施の形態による長円形リベット嵌合孔26Eに代えて、円形孔からなる円形リベット嵌合孔26E′が設けられている点で、第1の実施の形態によるものとは異なるものである。
The mounting board 26 'used in the third embodiment has a fixed
円形リベット嵌合孔26E′は、棒部材取付板26Cの幅方向の中央部に1個設けられている。この円形リベット嵌合孔26E′は、棒部材28のリング部28D内に挿通された棒部材固定リベット29の軸部29Aが嵌合するものである。ここで、円形リベット嵌合孔26E′は、棒部材固定リベット29の軸部29Aの外径よりも若干大きな孔径を有している。これにより、棒部材28のリング部28D内に棒部材固定リベット29の軸部29Aを挿通したときに、この軸部29Aの中心が棒部材28の軸中心線に対してずれたとしても、棒部材固定リベット29の軸部29Aが嵌合する位置を、円形リベット嵌合孔26E′の範囲内で調整することができる。この結果、棒部材28を、取付基板26′の幅方向の中央部に固定することができる。
One circular rivet
なお、実施の形態では、回動角検出装置として、ブーム9とアーム10との間のピン結合部15に設けた回動角検出装置23を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば旋回フレーム4とブーム9のフート部との間のピン結合部、アーム10とバケット11との間のピン結合部等に設けられる回動角検出装置にも適用することができる。
In the embodiment, the rotation
また、実施の形態では、棒部材28を、ばね用ステンレス鋼を用いて形成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば弾性に優れた高張力鋼を用いて棒部材28を形成してもよい。
Moreover, in embodiment, the case where the
9 ブーム(一側部材)
10 アーム(他側部材)
20 連結ピン
23 回動角検出装置
24 角度センサ
25 レバー
26,26′ 取付基板
26E 長円形リベット嵌合孔
28 棒部材
28D リング部(基板固定部)
28E センサ取付部
29 棒部材固定リベット
30,34 ホルダ部材
31,35 ホルダ本体
31A,35A 屈曲部
31B,35B 基板当接部
32 ホルダ固定リベット
36 切欠き部
9 Boom (one side member)
10 Arm (other side member)
DESCRIPTION OF
28E
Claims (5)
前記レバーは、
前記他側部材に取付けられ前記角度センサに向けて延びた取付基板と、
基端側が前記取付基板に固定される基板固定部となり、先端側が前記角度センサに取付けられるセンサ取付部となった棒部材と、
前記棒部材の前記基板固定部を前記取付基板に固定する棒部材固定リベットと、
前記棒部材の前記基板固定部よりも前記センサ取付部側に偏った途中部位を保持するために、前記取付基板に固定されたホルダ部材とにより構成されていることを特徴とする建設機械の回動角検出装置。 Applied to a construction machine having one side member and another side member rotatably connected via a connection pin, and for detecting the rotation angle of the other side member with respect to the one side member, Rotation of a construction machine comprising: an angle sensor provided at an end; and a lever provided between the other side member and the angle sensor that transmits a rotation displacement of the other side member to the angle sensor. In the angle detector,
The lever is
A mounting substrate attached to the other member and extending toward the angle sensor;
A base member whose base end side is a substrate fixing portion fixed to the mounting substrate, and whose tip side is a sensor mounting portion attached to the angle sensor;
A rod member fixing rivet for fixing the substrate fixing portion of the rod member to the mounting substrate;
In order to hold an intermediate portion of the bar member that is biased toward the sensor mounting portion side with respect to the substrate fixing portion, a holder member fixed to the mounting substrate is used. Moving angle detector.
前記取付基板には、前記棒部材の前記リング部の内周側に挿嵌された前記棒部材固定リベットが嵌合する長孔状の長円形リベット嵌合孔が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の建設機械の回動角検出装置。 The substrate fixing part of the bar member is formed by a ring part in which the base end side of the bar member is curved in a ring shape,
The mounting board is provided with an oblong rivet fitting hole having a long hole shape into which the rod member fixing rivet inserted into the inner peripheral side of the ring portion of the rod member is fitted. The rotation angle detection device for a construction machine according to claim 1.
前記取付基板との間で前記棒部材を挟持する断面三角形状の屈曲部および該屈曲部を挟んで両側に配置され前記取付基板に当接する一対の基板当接部とを有するホルダ本体と、
前記ホルダ本体の前記各基板当接部を前記取付基板にそれぞれ固定するホルダ固定リベットとにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の建設機械の回動角検出装置。 The holder member is
A holder body having a bent portion having a triangular cross-section sandwiching the rod member with the mounting substrate and a pair of substrate contacting portions disposed on both sides of the bent portion and contacting the mounting substrate;
2. The rotation angle detection device for a construction machine according to claim 1, wherein the rotation angle detection device is constructed of a holder fixing rivet that fixes each of the substrate contact portions of the holder body to the mounting substrate.
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