JP3517150B2 - 建設機械の作業装置 - Google Patents

建設機械の作業装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ルのブームとアームのように互いに回動可能に連結され
た部材間の相対回動角を計測する角度センサを有する建
設機械の作業装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上述した角度センサを有する建設機械の
作業装置は、例えば、実開平3−106406号公報に
開示されている。従来の装置では、ピンを介して互いに
回動可能に連結されるブームとアームとの間の相対角度
は、ブーム側面に取り付けられた角度センサにより検出
される。角度センサは入力軸と入力軸の回転角度を検出
するセンサ部とそれらを収容するケースとから構成さ
れ、入力軸はレバーによってアームに連結されている。
アームがピンに関して回動されると、アームの回転に連
動するレバーによって入力軸が回動される。この入力軸
の回転角度はセンサ部により検出され、その検出値に基
づいてアームの相対角度が求められる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、角度センサ
はブームの側面に設けられてブーム側面より突出してい
るため、作業時の土砂等の衝突や周囲の物との干渉が生
じやすかった。また、これらの衝突等から角度センサを
保護するために、大きな保護カバーが必要であった。
【0004】本発明の目的は、角度センサに対する土砂
等の衝突を低減することができる建設機械の作業装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図1および図3に対応付けて説明する。 (1)図1および図3に対応付けて説明すると、請求項
1の発明は、第1の部材4と、一体に設けられた連結部
材22を介して第1の部材4が回動自在に連結される第
2の部材3と、連結部材22に固定されるケース21a
に入力軸21bの回転角度を検出するセンサ部21cを
内蔵する角度センサ21と、第1の部材4の回動に連動
して入力軸21bを回転駆動するように第1の部材4と
入力軸21bとを連結する伝達部材23とを備える建設
機械の作業装置6に適用され、(a)連結部材22の軸
方向端面22bに凹部22aを形成してその凹部22a
にケース21aを配設するとともに、(b)伝達部材2
3の可動範囲A1〜A2を避けて入力軸21bを囲むよ
うに入力軸21bの軸方向に突出する凸状部218をケ
ース21aの端面から突設したことにより上述の目的を
達成する。 (2)図1に対応付けて説明すると、請求項2の発明
は、請求項1に記載の作業装置において、凸状部218
の連結部材22の軸方向端面22bからの突出量を、入
力軸21bの端面22bからの突出量より大きくした。 (3)請求項3の発明は、請求項2に記載の作業装置に
おいて、入力軸21bを保護するように覆う入力軸保護
カバー26を設けるとともに、入力軸保護カバー26お
よびケース21aを連結部材22へ共通の締結手段25
で固定する。
【0006】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図7を参照して本発
明を建設機械としての油圧ショベルに適用した場合の実
施の形態を説明する。図7は油圧ショベルの概略構成を
示す図であり、下部走行体1に旋回機構を介して上部旋
回体2が設けられている。上部旋回体2にはブーム3,
アーム4,バケット5によって構成されるフロント作業
装置6が設けられる。ブーム3,アーム4,バケット5
は各々ピン12,22,32に関して回動可能に連結さ
れている。
【0008】図1は本発明による作業装置における角度
センサの取付状態を説明する図であり、図7のI−I線
に沿った要部断面図である。上述したようにブーム3と
アーム4はフロント用ピン22(以下、フロントピンと
呼ぶ)により互いに回動可能に連結されている。フロン
トピン22はボルト24によりブーム3に固定され、こ
のフロントピン22にアーム4が回動自在に連結され
る。フロントピン22の端面にはその軸心と同軸に断面
形状が円形の凹部22aが形成され、この凹部22aに
角度センサ21が収納される。角度センサ21はケース
21aと入力軸21bとセンサ部21cとを有し、この
入力軸21bがフロントピン22の端面から突出するよ
うにケース21aが凹部22aに収納される。
【0009】ケース21aの端面にはフランジ218が
突設されており、ボルト25を用いてフランジ218を
フロントピン22の端面22bに固定することによって
角度センサ21がフロントピン22に取り付けられる。
26は入力軸21bを土砂の衝突等から保護する保護カ
バーであり、上述のボルト25により角度センサ21と
一体にフロントピン22に取り付けられる。
【0010】フロントピン22の端面22bから突出す
る入力軸21bにはレバー23の一方の端部が連結さ
れ、レバー23の他方の端部はブラケット27によりア
ーム4に固定される。28はブラケット27をアーム4
に取り付けるボルトである。アーム4の角度を変える
と、すなわちフロントピン22を支点としてアーム4を
回動すると、アーム4に固定されたレバー23によって
角度センサ21の入力軸21bが回転駆動される。
【0011】凹部22aはフロントピン22と同軸とな
るように形成するのが検出精度上好ましいが、凹部22
aに配設された角度センサ21の入力軸21bとフロン
トピン22との同軸度が許容される精度が保証される範
囲内であれば、凹部22aはフロントピン22と厳密に
同軸となっていなくても良い。
【0012】図2は角度センサ21の詳細を示す部分断
面図である。入力軸21bは軸受212を介してケース
21aに取り付けられる。軸受212の図示上部には、
ケース内に水、油あるいは泥などの侵入を防止するシー
ル213が設けられている。214は入力軸に固定され
て入力軸と一体で回転する抵抗体であり、抵抗体214
と対向する位置にはワイパ215が配設されている。上
述したセンサ部21cは、抵抗体214とワイパ215
とで構成される。レバー23により入力軸21bが回転
駆動されると抵抗体214が回転し、抵抗体214とワ
イパ215との相対位置が変化して出力電圧が変化す
る。この出力電圧変化はワイパ215に接続されたハー
ネス216によって油圧ショベルのコントローラ(不図
示)に送られ、コントローラにおいてブーム3に対する
アーム4の角度変化が算出される。ケース21aの側面
にはOリング等のシール材217が設けられ、水などが
凹部22aの底部分へ侵入するのを防止している。な
お、ハーネス216を角度センサ21の底部から凹部2
2a外への取り出す際の方式については後述する。
【0013】図3の(a)は図2のB矢視図、すなわち
作業装置のフロントピン22部分の側面図であり、
(b)は保護カバー26を外したときの図である。図3
に示すように、レバー23の左端部はブラケット27に
よりアーム4に固定されており、アーム4を回動して角
度を変えるとレバー23は角度センサ21の入力軸21
bを回転させる。ブーム3に対するアーム4の回転は図
示しない油圧シリンダのストロークにより所定角度範囲
内に制限されており、図3(b)に示す例では、アーム
4に連動するレバー23は二点鎖線で示す範囲A1〜A
2(±α度)で回転する。そのため、フランジ218を
円弧(レバー23の回動範囲と重複しない範囲)状に形
成してレバー23とフランジ218とが干渉しないよう
にする。なお、28はブラケット27をアーム4に固定
するボルトである。
【0014】このようにフランジ218の形状を円弧状
とすることにより、保護カバー26のブーム3側面から
の突出量(図2のh1)を小さく抑えることができる。
すなわち、図4に示すようにフランジ218を円環状の
フランジ30とした場合、入力軸21bをフランジ30
より大きく突出させて、レバー23をフランジ30より
側方(図示上方)に設けなければならない。そのため、
保護カバー31のブーム3側面からの突出量h2(>h
1)が大きくなるという欠点がある。一方、上述した実
施の形態の場合には、図4の場合に比べて突出量を小さ
く抑えることができ、土砂、岩石等の落下物が角度セン
サ21に衝突し難くなる。
【0015】また、フランジ218は入力軸21bを囲
むように突出しているので、保護カバー26が無くても
フロントピン端面22bに沿って(図2の矢印ALの方
向)落下する土砂や岩石に対して入力軸21bを保護す
る働きをする。そこで、図5に示すように入力軸21b
の端面219がフランジ218の端面220よりフロン
トピン側となるように構成することにより、図3(a)
の保護カバー26を省略することが可能となる。特に、
フロントピンの端面方向からの土砂の衝突の可能性が低
いブーム用フロントピン(図7のピン12)に対して
は、保護カバー26を省略できる。
【0016】次に、ハーネス216の配設方法について
具体的に説明する。図5に示す配設方法はその一例であ
るが、ハーネス216はケース21aの底部分からケー
ス21aに形成された通路(後述する溝41および孔4
2)を介して凹部22a外へ取り出され、コントローラ
29に接続される。図6はケース21aを示す図であ
り、(a)はケース21aの正面図、(b)は(a)の
ケース21aを図示下方から見た図、(c)は(a)の
C−C断面図である。ケース21aは略円筒状に形成さ
れ、その内部にシール213の収容部211aと、軸受
212の収容部211b,211cと、抵抗体214の
収容部211dと、ワイパ215の収容部211eがそ
れぞれ形成されている。
【0017】軸方向の溝41がOリング溝40を挟んだ
上下位置にそれぞれ形成され、これら上下の溝41を連
通する孔42がOリング溝40の内側を通るように形成
されている。なお、図示上側の溝41はケース21aの
側面だけではなく、フランジ218の下面部分にも形成
される。このフランジ218の下面に形成される溝41
は、ケース21aの径方向に形成される。ハーネス21
6は二点鎖線で示すように下方の溝41から孔42を介
して上方の溝41へと配設され、フランジ218から引
き出された後に図5に示すようにコントローラ29に接
続される。
【0018】なお、上述した実施の形態では、ブーム3
とアーム4との相対角度を検出する角度センサについて
説明したが、油圧ショベルの上部旋回体1とブーム3と
の相対角度であるブーム角度や、アーム4とバケット5
との相対角度であるバケット角度を検出する角度セン
サ、あるいは、各種クレーンのブームやジブなどの角度
を検出する角度センサ、多関節作業機の多関節アームの
角度検出センサ等にも本発明を適用することができる。
【0019】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、アーム4は第1の部材を、ブ
ーム3は第2の部材を、フロントピン22は連結部材
を、レバー23は伝達部材を、フロント作業装置6は作
業装置を、フランジ218は凸状部を、保護カバー26
は入力軸保護カバーを、ボルト25は締結手段をそれぞ
れ構成する。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連結部材の軸方向端面に凹部を形成して角度センサのケ
ースをその凹部に配設するとともに、入力軸を囲むよう
に凸状部を形成したので、角度センサの突出量が低減さ
れるとともに、土砂や岩石等の落下に対して入力軸が凸
状部により保護される。特に、請求項2の発明のように
凸状部の突出量を設定することにより、入力軸に対する
凸状部の保護機能の向上が図れる。また、請求項3の発
明では、入力軸保護カバーにより入力軸の保護機能の向
上が図れるとともに、入力軸保護カバーと角度センサと
を共通の締結手段で連結部材に固定しているので入力軸
保護カバーを設けたことによる部品点数の増加を抑制で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による作業装置における角度センサの取
付状態を説明する断面図。
【図2】図1に示す角度センサ21の詳細を示す部分断
面図。
【図3】図2のB矢視図であり、(b)は保護カバー2
6を外した場合を示す。
【図4】入力軸21bの周囲全周にわたってフランジ3
0を設けた場合を示す図。
【図5】ハーネス216の配設方法を説明する図。
【図6】図5に示すケース21aを詳細に示す図であ
り、(a)は正面図、(b)は(a)のケース21aを
図示下方から見た図、(c)は(a)のC−C断面図。
【図7】油圧ショベルの概略構成を示す図。
【符号の説明】
3 ブーム 4 アーム 21 角度センサ 21a ケース 21b 入力軸 21c センサ部 22 フロントピン 22a 凹部 23 レバー 26,31 保護カバー 30,218 フランジ
フロントページの続き (72)発明者 長谷川 利男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 鈴木 良平 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 平8−260525(JP,A) 実開 平3−106406(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 9/26

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の部材と、一体に設けられた連結部
    材を介して前記第1の部材が回動自在に連結される第2
    の部材と、前記連結部材に固定されるケースに入力軸の
    回転角度を検出するセンサ部を内蔵する角度センサと、
    前記第1の部材の回動に連動して前記入力軸を回転駆動
    するように前記第1の部材と前記入力軸とを連結する伝
    達部材とを備える建設機械の作業装置において、 (a)前記連結部材の軸方向端面に凹部を形成してその
    凹部に前記ケースを配設するとともに、 (b)前記伝達部材の可動範囲を避けて前記入力軸を囲
    むように前記入力軸の軸方向に突出する凸状部を前記ケ
    ースの端面から突設したことを特徴とする建設機械の作
    業装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の作業装置において、 前記凸状部の前記連結部材の軸方向端面からの突出量
    を、前記入力軸の前記端面からの突出量より大きくした
    ことを特徴とする建設機械の作業装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の作業装置において、 前記入力軸を保護するように覆う入力軸保護カバーを設
    けるとともに、前記入力軸保護カバーおよび前記ケース
    を前記連結部材へ共通の締結手段で固定することを特徴
    とする建設機械の作業装置。
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