JP4449989B2 - Construction machine angle detector - Google Patents
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Description
本発明は油圧ショベル等の建設機械において、相対回動する二部材のなす角度を検出する角度検出装置に関するものである。 The present invention relates to an angle detection device for detecting an angle formed by two relatively rotating members in a construction machine such as a hydraulic excavator.
たとえば油圧ショベルにおいて、ブームとアームのなす角度を検出する角度検出装置として、両者の連結部分においてブーム側にセンサ(ポテンショメータ)を、連結軸と同軸上に位置するセンサ軸まわりに回転可能に取付け、このセンサとアームとを伝達部材を介して連結したものが公知である。 For example, in an excavator, as an angle detection device for detecting an angle formed by a boom and an arm, a sensor (potentiometer) is attached to the boom side at a connecting portion between the two so as to be rotatable around a sensor shaft coaxially connected to the connecting shaft. What connected this sensor and the arm via the transmission member is well-known.
この構成において、ブームとアームの製作(製造、組立)誤差によってセンサと相手方部材(アーム)の位置関係に狂いが生じると、組立が困難となるとともに、センサに無理な荷重が作用して誤作動を招くおそれがある。 In this configuration, if the positional relationship between the sensor and the counterpart member (arm) is distorted due to the manufacturing (manufacturing, assembly) error of the boom and arm, the assembly becomes difficult, and an excessive load acts on the sensor and malfunctions. May be incurred.
このような製作誤差を吸収し得る技術として、特許文献1に示されているように、センサにセンサ直径方向の外側に突出する状態で取付けた揺動部材と、アームに取付けた操作部材とを、操作部材の先端部に設けられた切欠でセンサ直径方向(揺動部材の長さ方向)とセンサ軸方向とに相対移動(位置可変)可能な状態で係合連結したものが公知である。
しかし、この公知技術によると、上記のように揺動部材の長さ方向とセンサ軸方向の二方向しか誤差を吸収(位置調整)できないため、誤差対策としては不十分で、組み付けが困難または不能となるおそれが大きい。 However, according to this known technique, as described above, the error can be absorbed (position adjustment) only in two directions of the length direction of the swinging member and the sensor axis direction, so that it is insufficient as a countermeasure against the error, and the assembly is difficult or impossible. There is a high risk of becoming.
また、使用中のブームまたはアームのガタ等によってセンサとアームの位置関係に狂いが生じた場合にも対応できない可能性が高く、センサの誤作動や破損につながりかねない。 In addition, there is a high possibility that it will not be possible to deal with an error in the positional relationship between the sensor and the arm due to the boom or the backlash of the arm in use, which may lead to malfunction or damage of the sensor.
そこで本発明は、製作誤差や使用中の位置ずれに対して、センサと相手方部材の位置調整可能な範囲を広げることができる建設機械の角度検出装置を提供するものである。 Accordingly, the present invention provides an angle detection device for a construction machine that can widen the range in which the position of the sensor and the counterpart member can be adjusted with respect to manufacturing errors and misalignment during use.
請求項1の発明は、連結軸によって相対回動可能に連結された第1及び第2両部材のうち第1部材にセンサを、上記連結軸と同軸上に位置するセンサ軸まわりに回転可能に設け、第1部材に対する第2部材の相対回動運動を伝達部材により上記センサに伝えて両部材のなす角度を検出する建設機械の角度検出装置において、上記伝達部材として、上記センサ軸からセンサ直径方向の外向きに延びてセンサと一体に回転する回動レバーと、上記第2部材と一体に回動する連動バーとを備え、上記回動レバーには、先端側に折り曲げ部と切欠とを設け、上記連動バーは、レバー長さ方向に延びる先端側部分と、これとほぼ直交する基端側部分とを備えたL字形に形成し、この連動バーの先端側部分を上記回動レバーの切欠に対し、同レバーと一体に回動可能で、かつ、レバー長さ方向及びセンサ軸方向に相対移動可能な状態で係合させる一方、基端側部分を、第2部材に固定されたバー取付ブラケットに対し、回動レバーの長さ方向とほぼ直交しかつセンサの接線とほぼ平行となる方向に位置可変な状態で取付けたものである。 According to the first aspect of the present invention, the sensor can be rotated around the sensor shaft located coaxially with the connection shaft, of the first and second members that are connected to each other so as to be relatively rotatable by the connection shaft. In an angle detection apparatus for a construction machine that detects the angle formed by transmitting the relative rotational movement of the second member with respect to the first member to the sensor through the transmission member, the sensor diameter from the sensor shaft as the transmission member A rotating lever that extends outward in the direction and rotates integrally with the sensor, and an interlocking bar that rotates integrally with the second member, and the rotating lever has a bent portion and a notch on the tip side. The interlocking bar is formed in an L shape having a distal end portion extending in the lever length direction and a proximal end portion substantially orthogonal thereto, and the distal end portion of the interlocking bar is formed on the rotating lever. Integrated with the lever against the notch Engage in a pivotable and relatively movable state in the lever length direction and the sensor axis direction, while the proximal end portion of the pivot lever is fixed to the bar mounting bracket fixed to the second member. It is mounted with its position variable in a direction that is substantially perpendicular to the length direction and substantially parallel to the tangent line of the sensor.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、第1及び第2両部材に跨って配索された配管がセンサ側に接近することを防止するガード部材を、回動レバー及び連動バーを外側から覆う状態で第2部材に取付けるとともに、バー取付ブラケットをこのガード部材の内側で第2部材に固定したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the guard member for preventing the pipe routed over both the first and second members from approaching the sensor side is provided with the rotating lever and the interlocking bar. It is attached to the second member in a state of covering from the outside, and the bar mounting bracket is fixed to the second member inside the guard member.
請求項3の発明は、請求項2の構成において、バー取付ブラケットをガード部材の内面に設けたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, a bar mounting bracket is provided on the inner surface of the guard member.
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの構成において、連動バーの基端側部分にねじ軸部を設け、このねじ軸部をバー取付ブラケットに設けられた取付穴に挿通させ、かつ、ブラケットを挟んだ両側でナットで止め付けることによって連動バーの基端側部分をバー取付ブラケットに取付けたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the structure according to any one of the first to third aspects, a screw shaft portion is provided at a proximal end portion of the interlocking bar, and the screw shaft portion is inserted into a mounting hole provided in the bar mounting bracket. In addition, the base end portion of the interlocking bar is attached to the bar mounting bracket by fastening with nuts on both sides of the bracket.
本発明によると、センサに取付けた回動レバーと、第2部材に取付けた連動バーとを、回動レバーの切欠によってセンサ直径(レバー長さ)方向及びセンサ軸方向に相対移動可能に連結することに加えて、連動バーを第2部材に対して回動レバーの長さ方向とほぼ直交しかつセンサ接線とほぼ平行となる方向に位置可変な状態で取付けた(請求項4では連動バーのねじ軸部をバー取付ブラケットの取付穴に挿通させてナットで取付けた)から、製作誤差や使用段階で生じた位置ずれに対してセンサと相手方部材の位置調整可能な範囲を、公知技術の二方向から三方向に広げることができる。 According to the present invention, the rotation lever attached to the sensor and the interlocking bar attached to the second member are coupled by the notch of the rotation lever so as to be relatively movable in the sensor diameter (lever length) direction and the sensor axis direction. In addition, the interlocking bar is attached to the second member so that the position of the interlocking bar is variable in a direction substantially perpendicular to the length direction of the rotating lever and substantially parallel to the sensor tangent line. The screw shaft is inserted into the mounting hole of the bar mounting bracket and attached with a nut). It can be expanded from three directions.
このため、誤差吸収性能が高くなり、製作段階での組立をより一層容易化できるとともに、使用段階での位置ずれによるセンサの誤作動や破損を防止する点の効果が高くなる。 For this reason, the error absorption performance is improved, the assembly at the production stage can be further facilitated, and the effect of preventing the malfunction and damage of the sensor due to the positional deviation at the use stage is enhanced.
請求項2,3の発明によると、油圧ショベルの作業アタッチメントのようにブームとアームとに跨って配管が設けられる建設機械において、ガード部材によって回動レバー及び連動バーと配管との干渉を防止し、両者の破損を防止することができる。 According to the second and third aspects of the invention, in a construction machine in which piping is provided across the boom and the arm, such as a work attachment of a hydraulic excavator, the guard member prevents the rotation lever and the interlocking bar from interfering with the piping. , Both can be prevented from being damaged.
この場合、請求項3の発明によると、ガード部材の内面にバー取付ブラケットを設けたから、いいかえればガード部材を連動バーの取付部材として兼用するため、部品点数が少なくなり、組み付けが容易となる。
In this case, according to the invention of
本発明の実施形態を図によって説明する。実施形態では油圧ショベルのブームとアームの相対角度を検出する角度検出装置を適用対象として例にとっている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment, an angle detection device that detects a relative angle between a boom and an arm of a hydraulic excavator is taken as an example of application.
図1において、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が縦軸Oまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体2の前部に作業アタッチメント3が装着されて油圧ショベルが構成される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a crawler type lower traveling body, and an
作業アタッチメント3は、上部旋回体2に起伏自在に取付けられたブーム4と、図1,2の実線と二点鎖線とで示すようにこのブーム4の先端に左右方向の水平軸まわりに回動可能に連結されたアーム5と、このアーム5の先端に取付けられたバケット6と、ブーム4、アーム5、バケット6を作動させるブーム、アーム、バケット各シリンダ7,8,9とから成っている。
The
ブーム4とアーム5のなす角度を検出する角度検出装置10は、両者の連結部分に設けられている。図2以降によって詳述する。
An
角度検出装置10の本体としての円筒形のセンサ(ポテンショメータ)11は、その回転中心軸であるセンサ軸12がブーム4とアーム5を連結する左右方向の水平軸(連結軸)13と同軸上に位置する状態でブーム4の左側面に取付け、このセンサ軸12の先端に、伝達部材である回動レバー14をセンサ直径方向の外向きに延びる状態でボルト止め等によって取付けている。図2〜図4中、15はセンサ11及び回動レバー14を左側方から覆う状態でブーム4に取付けたカバーである。
A cylindrical sensor (potentiometer) 11 as a main body of the
回動レバー14の先端部には折り曲げ部14aを、その先端がアーム側面に向かうように形成し、この折り曲げ部14aを含む先端側部分の幅方向中央部にレバー長さ方向に長い切欠16を設けている。
A
この切欠16は、図示のように先端が開いた形状としてもよいし、先端が閉塞した長穴としてもよい。先端が開いた形状とすれば、次に述べる連動バー17に対してセンサ直径方向に被せるように係合させることができるため組立が容易となる。
The
伝達部材の一つである連動バー17は、レバー長さ方向(センサ直径方向)に延びる先端側部分17aと、これとほぼ直角な基端側部分17bとからなるL字形の丸棒状に形成し、その先端側部分17aを回動レバー14の切欠16に対して、同レバー14と一体に回動可能で、かつ、レバー長さ方向(センサ直径方向で図4の矢印A方向)及びセンサ軸方向(左右方向で図4の矢印B方向)に相対移動可能な状態で係合させている。
The
一方、この連動バー17の基端側部分17bはアーム5の左側面に対し次のように取付けている。
On the other hand, the base
作業アタッチメント3には、ブーム4とアーム5とに跨る油圧配管として、図示しない油圧ポンプ及びタンクとバケットシリンダ9とを結ぶ油圧配管18(図2参照)が配索される。この油圧配管18は、図2に示すようにブーム4に対するアーム5の相対回動に伴ってセンサ側に接近・離間する方向に移動するため、フリー状態とすると接近時に角度検出装置10と干渉するおそれがある。
In the
そこで、アーム先端部の左側面に、油圧配管18と角度検出装置10とが干渉しないように同配管18のセンサ側への一定距離以上の接近を防止するガード部材19を設け、このガード部材19の内面に、取付穴20を備えたバー取付ブラケット21を連動バー17の基端側部分17bに対面して設けている。
Therefore, a
連動バー17の基端側部分17bには、図3,5に示すようにねじ軸部17b1を設け、このねじ軸部17b1をバー取付ブラケット21の取付穴20に挿通させ、かつ、ブラケット21を挟んだ両側でナット22,22によって止め付けている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
これにより、連動バー17をバー取付ブラケット21(ガード部材19、つまりアーム5)に対し、回動レバー14の長さ方向(センサ直径方向)とほぼ直交しかつセンサ11の接線とほぼ平行となる方向(完全平行またはこれに近い状態となる方向であって図3,5の矢印Cの方向)に位置可変な状態で取付けている。
Thereby, the
このように、この角度検出装置10によると、センサ11に取付けられた回動レバー14と、アーム5に取付けられた連動バー17とを、回動レバー14の切欠16によってセンサ直径(レバー長さ)方向、及びセンサ軸方向に相対移動可能に連結することに加えて、連動バー17をアーム5に対して回動レバー14の長さ方向とほぼ直交しかつセンサ接線とほぼ平行となる方向に位置可変な状態で取付けたから、製作段階での誤差、及び使用段階でブーム4またはアーム5のガタ等によって生じた位置ずれに対する対応範囲を、公知技術の二方向から三方向に広げることができる。
As described above, according to the
このため、誤差吸収性能が高くなり、製作段階での組立をより一層容易化できるとともに、使用段階での位置ずれによるセンサ11の誤作動や破損を防止する点の効果が高くなる。
For this reason, the error absorption performance is improved, the assembly at the production stage can be further facilitated, and the effect of preventing malfunction and breakage of the
また、実施形態によると、角度検出装置10と油圧配管18の干渉を防止するガード部材19を設けたから、回動レバー14や連動バー17、それに油圧配管18の破損を防止することができる。
Further, according to the embodiment, since the
しかも、このガード部材19の内面にバー取付ブラケット21を取付けたから、いいかえればガード部材19を連動バー17のアーム側取付部材として兼用するため、部品点数が少なくなり、組み付けが容易となる。
In addition, since the
ところで、上記実施形態のように連動バー17をバー取付ブラケット21に矢印C方向に位置可変に取付けることに代えて、あるいは加えて、ガード部材19に取付座を設け、この取付座をアーム5に対し長穴とボルトで止め付ける等の手段によってガード部材19をアーム5に対して矢印C方向に位置可変に取付けてもよい。また、ガード部材19とバー取付ブラケット21とをアーム5に別々に設けてもよい。
By the way, instead of or in addition to attaching the interlocking
一方、本発明はブーム4とアーム5のなす角度を検出する角度検出装置に限らず、図1の上部旋回体2に対するブーム4のなす角度を検出する角度検出装置や、アーム5に対するバケット6のなす角度を検出する角度検出装置、あるいは作業アタッチメント3を左右にスイングさせる油圧ショベルにおけるスイング角度検出装置等にも適用することができる。さらに、油圧ショベル以外の各種建設機械にも適用することができる。
On the other hand, the present invention is not limited to the angle detection device that detects the angle formed by the
4 第1部材としてのブーム
5 第2部材としてのアーム
10 角度検出装置
11 センサ
12 センサ軸
13 連結軸
14 回動レバー
14a 回動レバーの先端部
16 切欠
17 連動バー
17a 連動バーの先端側部分
17b 同基端側部分
17b1 基端側部分のねじ軸部
18 油圧配管
19 ガード部材
20 取付穴
21 バー取付ブラケット
22,22 ナット
4 Boom as
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