JP6172172B2

JP6172172B2 - センサの取付構造及び作業機械

Info

Publication number: JP6172172B2
Application number: JP2015021074A
Authority: JP
Inventors: 宏治住本; 静江増田; 克哉入枝; 裕樹小嶋
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2035-02-05
Also published as: JP2016141556A

Description

本発明は、吊り荷作業に用いるフックの状態を検知するセンサの取付構造に関する。

作業機械のアタッチメントの中には、バケットと、バケットを回動させるバケットシリンダと、バケットとバケットシリンダとの間を連結するバケットリンクとを備えるものが存在する（例えば、特許文献１）。なお、バケットは作業機とも称され、バケットリンクは回動リンクとも称される。

特許文献１では、バケットリンク（３８）には吊り荷作業に用いられるフック（３９）が格納されている（特許文献１の図１）。フック（３９）はその後端がバケットリンク（３８）とバケット（３７）とが接続される回動軸に回動自在に接続されている。また、フック（３９）の先端側はバケットリンク（３８）に着脱自在に接続されている。

また、特許文献１では、フック（３９）が格納状態と使用状態（張出状態）とのいずれであるかを検知する近接スイッチ（１０）がバケットリンク（３８）に設けられている。近接スイッチ（１０）は、フック（３９）の回動軸（３９ｂ）側から立設されたプレート（２０）と所定距離を保って配置され、フック（３９）が格納状態にあるときにプレート（２０）と対面するように配置されている。

特開２００２−６８６７１号公報

しかし、特許文献１では、フックの格納状態において作業機（バケット）を操作した際、フックが回動リンク（バケットリンク）の内側で微妙に揺動し、近接スイッチがフックの状態を使用状態であると誤検知する可能性が有る。

この場合、センサ取り付け時においてセンサがフックの状態を正確に検出できる位置に調整できることが好ましい。

そこで本発明は、センサ取り付け時においてフックに対するセンサの位置を調整することが可能なセンサの取付構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、アタッチメントの先端に設けられる作業機と前記作業機を回動させるシリンダとの間を連結する回動リンクと、前記回動リンクの内側に配置される格納状態と自重によって垂下する張出状態との間で、前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられるフックと、前記フックを前記格納状態に維持する固定部材と、前記格納状態の前記フックを支持する支持部材と、前記フックが前記格納状態と前記張出状態とのいずれであるかを検知するセンサと、前記センサを取り付けるためのセンサ取付部材とを備え、前記フックは、前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられる取付部と、前記取付部に回転自在に連結される回転継手と、前記回転継手に取り付けられる鉤部とを有し、前記支持部材は、第１ボルト穴が形成され、前記回動リンクに接続される第１支持部材と、第２ボルト穴が形成され、前記格納状態における前記フックの前記回転継手を支持する第２支持部材とを有し、前記センサ取付部材は、前記センサが取り付けられた第１面と、第３ボルト穴が形成され、前記第１面に対して略垂直な第２面とを有し、前記センサ取付部材の前記第２面が前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に挿入された状態において、前記第１支持部材と前記第２面と前記第２支持部材とが前記第１ボルト穴と前記第３ボルト穴と前記第２ボルト穴とを介してボルトにより接続され、前記センサ取付部材は、前記第２面の面内方向において調整可能に構成されることを特徴とするセンサの取付構造を提供している。

また、前記センサは、前記フックの前記取付部のうち前記フックの回動軸に対して略垂直な側面部分を検知する位置に配置されるのが好ましい。

また、前記第３ボルト穴の穴径は、少なくとも前記フックの回動軸の方向おいて、前記第１ボルト穴及び前記第２ボルト穴の穴径よりも大きいのが好ましい。

また、前記第３ボルト穴は、前記フックの回動軸の方向に長い長穴であるのが好ましい。

また、本発明は、作業機械であって、機械本体と、前記機械本体に取り付けられるアタッチメントとを備え、前記アタッチメントは、作業機と、前記作業機を回動させるシリンダとの間を連結する回動リンクと、前記回動リンクの内側に配置される格納状態と自重によって垂下する張出状態との間で、前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられるフックと、前記フックの回動を抑制して前記フックを前記格納状態に維持する固定部材と、前記格納状態の前記フックを支持する支持部材と、前記フックが前記格納状態と前記張出状態とのいずれであるかを検知するセンサと、前記センサを取り付けるためのセンサ取付部材とを有し、前記フックは、前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられる取付部と、前記取付部に回転自在に連結される回転継手と、前記回転継手に取り付けられる鉤部とを含み、前記支持部材は、第１ボルト穴が形成され、前記回動リンクに接続される第１支持部材と、第２ボルト穴が形成され、前記格納状態における前記フックの前記回転継手を支持する第２支持部材とを含み、前記センサ取付部材は、前記センサが取り付けられた第１面と、第３ボルト穴が形成され、前記第１面に対して略垂直な第２面とを含み、前記センサ取付部材の前記第２面が前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に挿入された状態において、前記第１支持部材と前記第２面と前記第２支持部材とが前記第１ボルト穴と前記第３ボルト穴と前記第２ボルト穴とを介してボルトにより接続され、前記センサ取付部材は、前記第２面の面内方向において調整可能に構成されることを特徴とする作業機械を更に提供している。

本発明によれば、センサが取り付けられる第１面と当該第１面に略垂直な第２面を有するセンサ取付部材が当該第２面の面内方向において調整可能に構成される。そのため、センサ取り付け時においてフックに対するセンサの位置を調整することが可能である。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図。フック格納状態におけるアタッチメントの一部を示す側面図。フック張出状態におけるアタッチメントの一部を示す側面図。図２のＩＶ矢視図。図４からフックを取り除いた状態を示す図。図５のＶＩ−ＶＩ位置の断面図。センサが装着されたセンサ取付ブラケットを示す斜視図。図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ位置の断面図。センサ取付ブラケットが取り付けられる様子を示す概念図。図５のＸ−Ｘ位置の断面図。センサ取付ブラケットの穴径を説明するための概念図。回動リンクから配索物が延伸する様子を示す斜視図。変形例に係るセンサ取付ブラケットの穴径を説明するための概念図。

＜１．構成＞
本発明の実施形態による作業機械及びセンサの取付構造について図１乃至図１２に基づき説明する。以下では、本発明に係る作業機械の一例として、油圧ショベル１を例にとって説明する。

図１に示すように、油圧ショベル１は、機械本体２と、機械本体２に装着されるアタッチメント３とを備えて構成される。アタッチメント３は、ブーム４と、ブーム４の先端に接続されるアーム５と、アーム５の先端に接続されるバケット６（本発明に係る作業機の一例）とを備えて構成される。

図２に示すように、アーム５は、バケット６を回動させるためのシリンダ５１（バケットシリンダとも称する）を有している。

バケット６とシリンダ５１との間には両者を連結するための回動リンク７（バケットリンクとも称する）が設けられている。回動リンク７はシリンダ５１の伸縮に応じて回動する。

図３に示すように、回動リンク７には、回動リンク７とバケット６とを接続する接続ピン６１を利用してフック８（ハイリーチフックとも称する）が取り付けられている。フック８は、回動リンク７に対して、回動リンク７の内側に配置される格納状態ＳＴ１（図２）と自重によって垂下する張出状態ＳＴ２（図３）との間で回動自在に取り付けられている。

例えば、バケット６を用いた掘削作業が行われる場合（掘削モードの場合）には、フック８は回動リンク７の内側に固定されて格納状態ＳＴ１を維持する。一方、フック８を用いた吊り荷作業が行われる場合（クレーンモードの場合）には、フック８は回動リンク７の内側への固定が解除され、張出状態ＳＴ２に移行する。

図３，４に示すように、フック８は、鉤部８１と、回動リンク７に対して回動自在に取り付けられる取付部８２と、鉤部８１と取付部８２とを回転自在に連結する回転継手８３とを備えて構成される。

図５に示すように、回動リンク７は、互いに対向する２枚の側板７１，７２を備えている。２枚の側板７１，７２の間にはフック８を格納するための格納スペースが形成されている。

図４に示すように、フック８は、鉤部８１の内側に固定ピン９が挿通されることによって側板７１，７２の間の格納スペースに固定され、格納状態ＳＴ１を維持する。なお、固定ピン９は、本発明に係る固定部材の一例であり、側板７１，７２を貫通した状態で抜け止めピンが施されている。

また、図４に示すように、回動リンク７には、フック８が格納状態ＳＴ１（図２）と張出状態ＳＴ２（図３）とのいずれであるかを検知するセンサ１０が更に設けられている。センサ１０は、フック８の取付部８２の側面部分（詳細にはフック８の回動軸Ｃに対して略垂直な側面部分）に対向する位置に配置される。なお、センサ１０としては、例えば、磁気式の近接センサ（近接スイッチとも称する）が用いられる。

図６に示すように、センサ１０は、センサ取付ブラケット１１（本発明に係るセンサ取付部材の一例）を介して回動リンク７に取り付けられる。

図７に示すように、センサ取付ブラケット１１は、センサ１０が取り付けられる面１１１と、面１１１に対して略垂直な面１１３とを備えて構成される。面１１３にはボルト穴１１３ｈが形成されている。なお、センサ取付ブラケット１１の取り付け時において、面１１１は、面１１３よりも回動軸Ｃ側に配置される。

図８に示すように、ブロック２１は、回動リンク７に接続される部材であり、本発明に係る第１支持部材の一例である。ここでは、ブロック２１は回動リンク７に対して予め溶接されているものとする。また、ブロック２２は、格納状態ＳＴ１におけるフック８の回転継手８３を支持する部材であり、本発明に係る第２支持部材の一例である。

図９に示すように、ブロック２１にはボルト穴２１ｈが形成されており、ブロック２２にはボルト穴２２ｈが形成されている。そして、センサ取付ブラケット１１の面１１３がブロック２１とブロック２２との間に挿入された状態において、ブロック２１と面１１３とブロック２２とがボルト穴２１ｈとボルト穴１１３ｈとボルト穴２２ｈとを介してボルトにより接続される。

図６及び図８では、ブロック２１と面１１３とブロック２２とがボルト穴２１ｈとボルト穴１１３ｈとボルト穴２２ｈとを介してボルトにより接続された状態が示されている。

図１０に示すように、ボルト穴１１３ｈの穴径は、ボルト穴２１ｈの穴径よりも大きく且つボルト穴２２ｈの穴径よりも大きい。なお、説明の都合上、図１０ではボルトの図示を省略している。また、ここでは、ボルト穴２１ｈの穴径とボルト穴２２ｈの穴径とは同じ大きさで構成されている。ただし、これに限定されず、ボルト穴１１３ｈの穴径よりも小さければ、ボルト穴２１ｈの穴径とボルト穴２２ｈの穴径とは異なる大きさで構成されるようにしてもよい。

図１１の概念図に示すように、本実施形態では、ボルト穴２１ｈ及びボルト穴２２ｈは、径Ｒ２の真円で構成される。一方、ボルト穴１１３ｈは、ボルト穴２１ｈ及びボルト穴２２ｈを包含し、フック８の回動軸Ｃ方向に径Ｒ１を有する長穴で構成される。

ボルト穴２１ｈ，２２ｈ及びボルト穴１１３ｈには上述のような穴径が採用されているため、センサ取付ブラケット１１は、ボルト穴１１３ｈの穴径とボルト穴２１ｈ，２２ｈの穴径との差を利用し、面１１３の面内方向（面１１３に含まれる任意の方向）において調整可能に構成される。

また、図７に示すように、センサ取付ブラケット１１は、面１１３から図面上方に曲がって延伸する配索物ガイド部材１１５を更に備えている。図６に示すように、配索物ガイド部材１１５は、センサ取付ブラケット１１が取り付けられた状態で、回動リンク７の内側から外側に向かって延伸する。

図１２に示すように、配索物２０は回動リンク７に設けられた挿通孔を介して回動リンク７の内側から外側に向かって延伸している。そして、配索物２０は、作業時の回動リンク７の揺動に伴って配索物２０が挿通孔の角部に干渉しないように、配索物ガイド部材１１５と回動リンク７の挿通孔との間に固定される。

また、複数の機種において配索物２０を共通化した場合、機種によっては配索物２０が余ることが有る。この場合、余った配索物２０はセンサ取付ブラケット１１に固定される。

＜２．効果＞
本実施形態では、図１０に示すように、ボルト穴１１３ｈの穴径は、ボルト穴２１ｈの穴径よりも大きく且つボルト穴２２ｈの穴径よりも大きい。これにより、センサ取付ブラケット１１は、ボルト穴１１３ｈの穴径とボルト穴２１ｈ，２２ｈの穴径との差を利用し、面１１３の面内方向において調整可能に構成される。そのため、センサ１０の取り付けを行っている際に、フック８に対するセンサ１０の位置を適宜調整することが可能である。したがって、センサ１０がフック８から離れすぎて検知できないといった問題やセンサ１０がフック８に近すぎて干渉するといった問題を解消することができる。

また、本実施形態では、図９に示すように、センサ取付ブラケット１１は、面１１３がブロック２１とブロック２２との間に挿入された状態においてボルトで固定されているため、センサ１０の取り替え等のメンテナンスを容易に行うことが可能である。

また、本実施形態では、図８に示すように、ブロック２１，２２によってフック８の回転継手８３が支持される構成を採用しているため、鉤部８１と鉤部８１の内側に挿通される固定ピン９との間の隙間を調整することが可能である。その結果、作業時におけるフック８のがたつき量が低減され、フック８の取付部８２のずれが抑制されるので、フック８の状態をより確実に検知することが可能である。

また、本実施形態では、上述のように、センサ取付ブラケット１１がブロック２１とブロック２２との間に取り付けられるため、鉤部８１と鉤部８１の内側に挿通される固定ピン９との間の隙間を調整すると同時に、センサ取付ブラケット１１の位置も調整することが可能である。

また、本実施形態では、図４に示すように、センサ１０は、フック８の取付部８２の側面部分（詳細にはフック８の回動軸Ｃに対して略垂直な側面部分）に対向する位置に配置される。フック８では、回動軸Ｃに最も近い取付部８２が最もがたつき難く、左右方向の動きも最も少ない。そのため、かかる構成によれば、フック８との干渉を防ぎつつ、フック８の状態をより確実に検知することが可能である。

＜３．変形例＞
本発明によるセンサの取付構造は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

たとえば、上記実施形態では、図１１に示すようにセンサ取付ブラケット１１の面１１３に形成されたボルト穴１１３ｈが長穴である場合を例示したが、これに限定されず、ブロック２１，２２のボルト穴２１ｈ、２２ｈを包含する真円であってもよい。

また、上記実施形態では、ボルト穴１１３ｈがボルト穴２１ｈ、２２ｈの全部を包含する場合を例示したが、これに限定されない。

例えば、図１３に示すように、回動軸Ｃ方向においてはボルト穴１１３ｈの径がボルト穴２１ｈ、２２ｈよりも長く、回動軸Ｃに直交する方向においてはボルト穴１１３ｈの径がボルト穴２１ｈ、２２ｈよりも短くなるように構成してもよい。すなわち、ボルト穴１１３ｈがボルト穴２１ｈ、２２ｈの一部を包含するようにしてもよい。

かかる変形例では、少なくとも回動軸Ｃ方向においてセンサ取付ブラケット１１の位置を調整することが可能である。

また、上記実施形態では、本発明に係る第１支持部材の一例として、回動リンク７の底板に接続されたブロック２１（図１０参照）を例示したが、これに限定されない。例えば、側板７１，７２の一方又は双方に直接支持されるプレート部材等を第１支持部材として用いるようにしてもよい。あるいは、側板７１，７２の一方又は双方にブラケットを設け、当該ブラケットを介して側板７１，７２の一方又は双方に間接的に支持されるプレート部材等を用いるようにしてもよい。このように、側板７１，７２の一方又は双方に対して直接又は間接に接続されるプレート部材等を第１支持部材として用いても上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

以上のように本発明にかかる構成は、吊り荷作業に用いるフックを備える作業機のアタッチメントに用いるのに適している。

１油圧ショベル、２機械本体、３アタッチメント、４ブーム、５アーム、
６バケット、７回動リンク、８フック、９固定ピン、１０センサ、
１１センサ取付ブラケット、２０配索物、２１，２２ブロック、
２１ｈ，２２ｈボルト穴、５１シリンダ、７１，７２側板、８１鉤部、
８２取付部、８３回転継手、１１１，１１３面、１１３ｈボルト穴、
１１５配索物ガイド部材、Ｃ回動軸、Ｒ１，Ｒ２径、
ＳＴ１格納状態、ＳＴ２張出状態

Claims

アタッチメントの先端に設けられる作業機と前記作業機を回動させるシリンダとの間を連結する回動リンクと、
前記回動リンクの内側に配置される格納状態と自重によって垂下する張出状態との間で、前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられるフックと、
前記フックを前記格納状態に維持する固定部材と、
前記格納状態の前記フックを支持する支持部材と、
前記フックが前記格納状態と前記張出状態とのいずれであるかを検知するセンサと、
前記回動リンクに対して前記センサを取り付けるためのセンサ取付部材と、
を備え、
前記フックは、
前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられる取付部と、
前記取付部に回転自在に連結される回転継手と、
前記回転継手に取り付けられる鉤部と、
を有し、
前記支持部材は、
第１ボルト穴が形成され、前記回動リンクに接続される第１支持部材と、
第２ボルト穴が形成され、前記格納状態における前記フックの前記回転継手を支持する第２支持部材と、
を有し、
前記センサ取付部材は、
前記センサが取り付けられた第１面と、
第３ボルト穴が形成され、前記第１面に対して略垂直な第２面と、
を有し、
前記センサ取付部材の前記第２面が前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に挿入された状態において、前記第１支持部材と前記第２面と前記第２支持部材とが前記第１ボルト穴と前記第３ボルト穴と前記第２ボルト穴とを介してボルトにより接続され、
前記センサ取付部材は、前記第２面の面内方向において調整可能に構成されることを特徴とするセンサの取付構造。
前記センサは、前記フックの前記取付部のうち前記フックの回動軸に対して略垂直な側面部分を検知する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のセンサの取付構造。
前記第３ボルト穴の穴径は、少なくとも前記フックの回動軸の方向おいて、前記第１ボルト穴及び前記第２ボルト穴の穴径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のセンサの取付構造。
前記第３ボルト穴は、前記フックの回動軸の方向に長い長穴であることを特徴とする請求項３に記載のセンサの取付構造。
作業機械であって、
機械本体と、
前記機械本体に取り付けられるアタッチメントと、
を備え、
前記アタッチメントは、
作業機と、
前記作業機を回動させるシリンダとの間を連結する回動リンクと、
前記回動リンクの内側に配置される格納状態と自重によって垂下する張出状態との間で、前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられるフックと、
前記フックを前記格納状態に維持する固定部材と、
前記格納状態の前記フックを支持する支持部材と、
前記フックが前記格納状態と前記張出状態とのいずれであるかを検知するセンサと、
前記回動リンクに対して前記センサを取り付けるためのセンサ取付部材と、
を有し、
前記フックは、
前記回動リンクに対して回動自在に取り付けられる取付部と、
前記取付部に回転自在に連結される回転継手と、
前記回転継手に取り付けられる鉤部と、
を含み、
前記支持部材は、
第１ボルト穴が形成され、前記回動リンクに接続される第１支持部材と、
第２ボルト穴が形成され、前記格納状態における前記フックの前記回転継手を支持する第２支持部材と、
を含み、
前記センサ取付部材は、
前記センサが取り付けられた第１面と、
第３ボルト穴が形成され、前記第１面に対して略垂直な第２面と、
を含み、
前記センサ取付部材の前記第２面が前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に挿入された状態において、前記第１支持部材と前記第２面と前記第２支持部材とが前記第１ボルト穴と前記第３ボルト穴と前記第２ボルト穴とを介してボルトにより接続され、
前記センサ取付部材は、前記第２面の面内方向において調整可能に構成されることを特徴とする作業機械。