JP6518635B2 - 建設機械の回動角検出装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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）。

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。

特開２００１−３３００２２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の第１の実施の形態による回動角検出装置が搭載された油圧ショベルを示す正面図である。 図１中のブームとアームとのピン結合部を拡大して示す拡大正面図である。 ブーム、アーム、連結ピン、回動角検出装置等を図２中の矢示III−III方向から見た断面図である。 回動角検出装置のレバーを単体で示す斜視図である。 レバーを構成する取付基板、棒部材、棒部材固定リベット、ホルダ部材等を示す分解斜視図である。 レバー単体の側面図である。 レバーを図６中の矢示VII−VII方向から見た正面図である。 取付基板、棒部材、ホルダ部材、ホルダ固定リベット等を図７中の矢示VIII−VIII方向から見た断面図である。 第２の実施の形態によるレバーを図７と同様位置から見た正面図である。 第３の実施の形態による取付基板を備えたレバーを示す図５と同様な分解斜視図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (5)

1. 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おいて、
   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。
2. 前記棒部材の前記基板固定部は、前記棒部材の基端側をリング状に湾曲させたリング部によって形成されており、
   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。
3. 前記ホルダ部材は、
   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。
4. 前記ホルダ部材を構成する前記ホルダ本体の前記屈曲部には、前記棒部材が前記取付基板の板厚方向に撓み変形するのを許容する切欠き部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械の回動角検出装置。
5. 前記棒部材は、ばね用ステンレス鋼を用いて形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。

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