JP3258431B2

JP3258431B2 - 作業装置の姿勢変更検出機構

Info

Publication number: JP3258431B2
Application number: JP10635693A
Authority: JP
Inventors: 好洋加藤
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1993-05-07
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: JPH06316948A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばバックホウにおけ
るブームの横折れ機構を有するもの等に使用されるもの
で、旋回台に軸支される第１ブーム部分とその第１ブー
ム部分の先端に横折れ自在に取り付けられている第２ブ
ーム部分とを有し、例えばこの第１ブーム部分を第１部
材とし、第２ブーム部分を第２部材として、互いに相対
回転する第１部材と第２部材とのうちの第１部材に内部
空間を形成し、両者の相対回転量を検出する為の検出セ
ンサを収納してその内壁面に取り付けるとともに、前記
検出センサの入力軸を前記内部空間より突設させて、そ
の入力軸の突設端を連係機構を介して前記第２部材に連
動連結して、前記第１部材と第２部材との相対回転に伴
って前記入力軸を回転駆動すべく構成し、かつ、前記連
係機構と前記内部空間を形成する壁面との間に、前記入
力軸に対する第１シール機構を設けてある作業装置の姿
勢変更検出機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記検出センサを設けるのは、第１部材
と第２部材との相対回転量からバケット等の作業装置の
位置を割り出すのにそのセンサを利用しようとする為で
あるが、従来は、前記内部空間に取り付けた検出センサ
から延出されたワイヤハーネスを、前記内部空間の内外
に連通する貫通孔を通して、前記内部空間外部に取り出
すように構成するとともに、前記貫通孔にシール材を施
して、ワイヤハーネスから前記内部空間への湿分の侵入
を阻止する構成を採っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、第１シー
ル機構で連係機構と内部空間を形成する壁面との間を通
って侵入する湿分を阻止するとともに、このシール材に
よって内部空間への湿分の侵入を阻止できるはずである
が、シール材でワイヤハーネスを通して湿分が侵入する
ことを阻止する場合には、ワイヤハーネスが動き易い柔
軟性の高いものであるところから、却って、シール構造
を完全に構築することは難しく、このワイヤハーネスの
隙間を通して、前記内部空間の内部に湿分が侵入してい
た。そして、この内部に侵入した湿分は、内部空間の内
壁面と入力軸の支持部との狭い間隙を通って、入力軸に
達して検出センサのセンサケース内に侵入して、センサ
の故障等を誘発させていた。本発明は、シール機構の設
置位置を合理的に選定して、検出センサのセンサケース
内への湿分の侵入を抑制して、センサの故障等を回避す
る作業装置の姿勢変更検出機構を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による特徴構成
は、前記検出センサにおけるセンサケースとの間で防水
処理されたワイヤハーネスを、前記内部空間の内外に連
通する貫通部を通して、前記内部空間外部に取り出すよ
うに構成するとともに、前記センサケースにおける入力
軸支持部と前記内部空間の内壁面との間に、第２シール
機構を設けてある点にあり、その作用効果は次の通りで
ある。

【０００５】

【作用】つまり、連係機構と壁面との間を通る湿気に対
しては、第１シール機構がシール機能を発揮し、入力軸
に湿気が達することを阻止すると同時に、ワイヤハーネ
スの間隙を通して侵入する湿気にたいしては、第２シー
ル機構が機能して、センサケースと入力軸支持部との間
隙を通って侵入する湿気の侵入を防止する。

【０００６】

【発明の効果】これによって、センサケース内への湿気
の侵入を阻止できて、検出センサの安定した能力の発揮
が期待できるとともに、第２シール機構をセンサケース
と入力軸支持部との固定状態にある二つの部材の間に設
けているので、摩耗損を少なくできて、長期に亘って安
定したシール機能を発揮させることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はバックホウの全体側面を示しており、バッ
クホウは、ゴムクローラ形式の走行装置１に旋回台２を
支持し、旋回台２の前部にバックホウ装置３を備えて、
掘削作業等を行う。バックホウ装置３は、油圧シリンダ
１１により上下に揺動駆動されるブーム４、油圧シリン
ダ１２により前後に揺動駆動されるアーム５、及び油圧
シリンダ１３により掻き込み揺動駆動されるバケット６
を備えて構成してある。そして、図５に示すように、旋
回台２の旋回駆動用として、油圧モータ１４を備えてい
る。バックホウ装置３におけるブーム４は図１及び図２
に示すように、上下に揺動駆動される第１ブーム部分４
ａと、この第１ブーム部分４ａの前端の軸芯Ｐ１周りに
揺動自在に連結された第２ブーム部分４ｂと、この第２
ブーム部分４ｂの前端の軸芯Ｐ２周りに揺動自在に連結
された支持ブラケット４ｃとを有し、この支持ブラケッ
ト４ｃにアーム５を連結している。そして、第１ブーム
部分４ａと支持ブラケット４ｃに亘り連係リンク８を架
設して平行四連リンクを構成し、油圧シリンダ７により
第２ブーム部分４ｂを揺動操作することによって、アー
ム５及びバケット６を平行に左右移動させることができ
るように構成している。

【０００８】図５に示すように，ブーム４の油圧シリン
ダ１１に対する制御弁２１、ブーム４における第２ブー
ム部分４ｂの油圧シリンダ７に対する制御弁２５、アー
ム５の油圧シリンダ１２に対する制御弁２２、バケット
６の油圧シリンダ１３に対する制御弁２３、及び旋回台
２の油圧モータ１４に対する制御弁２４を備えて、夫々
の制御弁で油圧機器の作動制御を行っている。この制御
弁２１〜２５は３位置切換式でパイロット操作形式であ
り、パイロット圧に基づく開度調節により流量制御が可
能である。そして、各制御弁２１〜２５に対して、開度
操作用のパイロット圧を発生する電磁比例減圧弁型式の
パイロット弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３
ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂを設けて
いる。図１，４，５に示すように、旋回台２に右操作レ
バー９及び左操作レバー１０を備え、この右及び左操作
レバー９，１０は前後左右に操作自在であり、右操作レ
バー９の前後方向の操作位置を検出するポテンショメー
タ１５、左右方向の操作位置を検出するポテンショメー
タ１６、左操作レバー１０の前後方向の操作位置を検出
するポテンショメータ１７、左右方向の操作位置を検出
するポテンショメータ１８を装備している。そして、各
ポテンショメータ１５〜１８からの操作信号を制御装置
１９に入力して、作業操作可能に構成している。

【０００９】図１及び図５に示すように、ブーム４（第
１ブーム部分４ａ）の上下角度を検出するポテンショメ
ータ３６、第２ブーム部分４ｂの左右角度を検出するポ
テンショメータ３７、及び、アーム５の前後角度を検出
するポテンショメータ３８を設け、この各ポテンショメ
ータ３６，３７，３８からの検出信号を、制御装置１９
に入力して、後記するように、バケット６に対する作業
位置制御を行う。図１及び図４に示すように、旋回台２
においては、右側にバックホウ装置３、左側に運転席２
８や右及び左操作レバー９，１０等で構成された運転部
２７を配置している。旋回台２の左右中央において、バ
ックホウ装置３と運転部２７とを仕切る窓付きの縦仕切
り板２９を設けるとともに、この縦仕切り板２９の上端
に旋回台２の外側に沿った半円形状の上仕切り板３０を
固定して、運転者に対する保護を図っている。そして、
図３及び図４に示すように、地面Ｇから所定高さにある
所定位置Ｄより上方の範囲において、縦仕切り板２９よ
り前方（外方）に所定距離だけ離れた前牽制面Ａ１、及
び、縦仕切り板２９のバックホウ装置３側の側面から右
方（外方）に所定距離だけ離れた横牽制面Ａ２を設け、
これらを制御の基準として制御装置１９に組み込んでい
る。この場合、図３に示すように、バケット６をアーム
５の先端に連結しているバケットピン６ａが、この前牽
制面Ａ１上に在る状態においてバケット６を最も運転部
２７側に近づくように操作しても、縦仕切り板２９から
所定距離だけ離れた軌跡Ｃ１上にバケット６の先端が在
るように、前牽制面Ａ１を設定している。図４に示すよ
うにバケットピン６ａが横牽制面Ａ２上に在る状態にお
いて、バケット６の横側面が縦仕切り板２９から所定距
離だけ離れた軌跡Ｃ２上に在るように、横牽制面Ａ２を
設定している。又、前及び横牽制面Ａ１，Ａ２から所定
距離だけ前方又は右方に離れた面を想定し、この想定面
と前及び横牽制面Ａ１，Ａ２との間に、前牽制領域Ｂ１
及び横牽制領域Ｂ２を設定して、制御装置１９内に制御
基準として取り込んである。バックホウ装置３により地
面Ｇの掘削を行う場合、バックホウ装置３がどれだけ走
行装置１側に寄って掘削が行えるかと言う、バックホウ
装置３自身の機械的な作動限界を設定する必要がある。
そして、作動限界に操作した場合にバケットピン６ａが
どの軌跡を通るかが算出されており、この作動限界に対
応するバケットピン６ａの軌跡よりも少し余裕（外側）
のある軌跡を境界面Ｅとして、図３に示すように、所定
位置Ｄより下方の範囲に設定し、境界面Ｅを制御装置１
９内に制御基準の一つとして取り込んである。境界面Ｅ
は前牽制面Ａ１に滑らかにつながるようになっており、
バケットピン６ａが境界面Ｅ上に在る場合においてバケ
ット６を最も走行装置１に近づくように操作した場合、
バケット６の先端は軌跡Ｃ３上を通る。以上のような前
及び横牽制面Ａ１，Ａ２、前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ
２、境界面Ｅは旋回台２を基準としているものであり、
旋回台２が旋回するのに伴い、旋回台２と一緒に移動し
て行くものである。制御装置１９においては、ポテンシ
ョメータ３６，３７，３８からの信号によるブーム４
（第１ブーム部分４ａ）の上下角度、第２ブーム部分４
ｂの左右角度及びアーム５の前後角度と、第１ブーム部
分４ａ、第２ブーム部分４ｂ及びアーム５の各長さとに
より、バケットピン６ａの位置を常時算出している。そ
して、バケットピン６ａが図３及び図４に示す前及び横
牽制領域Ｂ１，Ｂ２に入り込むと、パイロット弁３１ａ
〜３２ｂ，３５ａ，３５ｂを操作して右及び左操作レバ
ー９，１０の操作に関係なく、バックホウ装置３の油圧
シリンダ１１，１２，７の速度が減速操作される。この
場合、バケットピン６ａが前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２
に入り込むほど、つまり、バケットピン６ａが前及び横
牽制面Ａ１，Ａ２に近づくほど大きく減速操作されるよ
うに構成している。そして、バケットピン６ａが前及び
横牽制面Ａ１，Ａ２上に位置するような状態になった場
合、バケットピン６ａが前及び横牽制面Ａ１，Ａ２から
離れる方向にバックホウ装置３が操作された場合には、
前述の減速とは逆に前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２内で各
油圧シリンダ１１，１２，７の速度が増速操作されて行
き、前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２から出たときに通常の
速度に戻し操作される。逆にバケットピン６ａが前及び
横牽制面Ａ１，Ａ２上から少しでも前及び横牽制面Ａ
１，Ａ２を越えて運転部２７側に操作されようとした場
合には、パイロット弁３１ａ〜３２ｂ，３５ａ，３５ｂ
のパイロット圧が消えて、制御弁２１，２２，２５によ
りバックホウ装置３の油圧シリンダ１１，１２，７が停
止操作される。又、バケットピン６ａが前及び横牽制面
Ａ１，Ａ２上に位置する場合、バケット６の油圧シリン
ダ１３の操作は行えるのであり、バケットピン６ａが前
及び横牽制面Ａ１，Ａ２上を移動して行くような操作も
極低速にて行える。

【００１０】次に、ブーム４等の揺動角度を検出するポ
テンショメータ３６，３７，３８として、３７を代表例
としてその取り付け構造について説明する。図２及び図
６に示すように、第１ブーム部分４ａと第２ブーム部分
４ｂとの連結軸芯Ｐ１位置に、第１ブーム部分４ａの上
面より支持ボス３９を上向きに延出する。この支持ボス
３９内に内部空間Ｆを形成し、内部空間Ｆ内にポテンシ
ョメータ３７をその入力軸３７Ａが上向きに外部空間Ｇ
に突設するように内部空間Ｆの内壁面ｆに取り付け固定
して、ポテンショメータ３７を第１ブーム部分４ａに属
させる。更に、外部空間Ｇ内にベアリング４０，４０を
介して検出軸４１を枢支し、検出軸４１の軸芯を軸芯Ｐ
１に一致させている。ベアリング４０，４０を検出軸４
１に外嵌して検出軸４１の軸端鍔と軸用止め輪４３とで
ベアリング４０，４０の検出軸４１軸芯方向への移動を
阻止して、検出軸４１とベアリング４０，４０とを一体
化してある。そして、外部空間Ｇ内に穴用止め輪４４を
嵌めてベアリング４０，４０の外部空間Ｇからの抜け出
しを阻止している。検出軸４１の内端面からその軸芯に
沿って嵌合孔を形成し、図７に示すように、この嵌合孔
にゴム製のカップリング４５を嵌入固定し、Ｄ型断面の
係合孔をこのカップリング４５に形成してある。一方、
ポテンショメータ３７の入力軸３７Ａを同様にＤ型断面
に形成し、入力軸３７Ａを係合孔内に挿入係合すること
によって、係合離脱自在にかつ検出軸４１と入力軸３７
Ａとを一体回転可能に構成する。外部空間Ｇの壁面と検
出軸４１との間に第１シール機構としてのオイルシール
４６を装着して、外部空間Ｇ内への湿分の侵入を阻止す
る構成を採っている。支持ボス３９基端部横側面に内部
空間Ｆと連通する貫通部３９Ａを形成するとともに、こ
の貫通部３９Ａにワイヤハーネス４８を挿通させて、そ
のワイヤハーネス４８をポテンショメータ３７のケース
に防水構造をもって接続してある。貫通部３９Ａにおい
ては、ワイヤハーネス４８に対するシール構造は設けら
れていない。このシール構造の替わりに、ポテンショメ
ータ３７のセンサケースフランジと入力軸３７Ａを支持
する支持部３７Ｂと内部空間Ｆの内壁面ｆとの間に位置
するようにＯリング４９を支持部３７Ｂに装着して、支
持部３７Ｂと内壁面ｆとの間から入力軸３７Ａに侵入す
る湿気を阻止する構成を採っている。Ｏリング４９につ
いては、ポテンショメータ３７を内壁面ｆに取り付ける
前に支持部３７Ｂに装着する。一方、検出軸４１の一端
を支持ボス３９の外部空間Ｇより外方に突出させ、その
突出端に連結ボス４２Ａをキー止めし、この連結ボス４
２Ａより一体で連結用アーム４２を設け、その連結用ア
ーム４２の先端を第２ブーム部分４ｂの上面に取り付け
てある。このような構成によって、第１ブーム部分４ａ
と第２ブーム部分４ｂとが相対回転すると、ポテンショ
メータ３７で揺動角度を検出可能である。

【００１１】〔別実施例〕第１部材４ａと第２部材４ｂとの相対回転量を検出
するセンサとしては、ポテンショメータ３７以外にエン
コーダ等の他の回転センサを利用してもよく、これらを
総称して検出センサという。外部空間Ｇの壁面と検
出軸４１とのシール機構を第１シール機構と称し、支持
部３７Ｂと内部空間Ｆの内壁面ｆとの間のシール機構を
第２シール機構と称し、共に、オイルシールとＯリング
のいずれも使用可能であり、場合によってはメカニカル
シール等の他のシール機構を使用可能である。検出
センサ３７の入力軸３７Ａと第２部材４ｂとを連結する
連結機構を、連結用アーム４２、連結用ボス４２Ａ、及
び、検出軸４１とで構成しているが、連結用アーム４２
を直接入力軸３７Ａに連結する構成を採ってもよい。

【００１２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの全体側面図

【図２】バックホウ装置の上面図

【図３】前牽制面、前牽制領域及び境界面を示すバック
ホウの概略側面図

【図４】前及び横牽制面、前及び横牽制領域を示すバッ
クホウの概略平面図

【図５】バックホウ装置の各油圧シリンダ、制御弁、パ
イロット弁、右及び左操作レバー等の概略回路図

【図６】検出センサを取り付ける状態を示す縦断側面図

【図７】フレキシブルカップリングを示す横断平面図

【符号の説明】

４ａ第１部材４ｂ第２部材３７検出センサ３７Ａ入力軸３７Ｂ入力軸支持部３９Ａ貫通部４６第１シール機構４８ワイヤシール４９第２シール機構Ｆ内部空間ｆ内壁面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに相対回転する第１部材（４ａ）と
第２部材（４ｂ）とのうちの第１部材（４ａ）に内部空
間（Ｆ）を形成し、前記第１部材（４ａ）と第２部材
（４ｂ）との相対回転量を検出する検出センサ（３７）
を、前記内部空間（Ｆ）に収納してその内壁面（ｆ）に
取り付けるとともに、前記検出センサ（３７）の入力軸
（３７Ａ）を前記内部空間（Ｆ）より突設させて、その
入力軸（３７Ａ）の突設端を連係機構を介して前記第２
部材（４ｂ）に連動連結して、前記第１部材（４ａ）と
第２部材（４ｂ）との相対回転に伴って前記入力軸（３
７Ａ）を回転駆動すべく構成し、かつ、前記連係機構と
前記内部空間（Ｆ）を形成する壁面との間に、前記入力
軸（３７Ａ）に対する第１シール機構（４６）を設けて
ある作業装置の姿勢変更検出機構であって、前記検出センサ（３７）におけるセンサケースとの間で
防水処理されたワイヤハーネス（４８）を、前記内部空
間（Ｆ）の内外に連通する貫通部（３９Ａ）を通して、
前記内部空間（Ｆ）外部に取り出すように構成するとと
もに、前記センサケースにおける入力軸支持部（３７
Ｂ）と前記内部空間（Ｆ）の内壁面（ｆ）との間に、第
２シール機構（４９）を設けてある作業装置の姿勢変更
検出機構。