(57)【要約】【課題】角度センサ用取付台の取付けの簡略化を図ると共に、取付台のコンパクト化、製造コストの安価化を図る。【解決手段】ブーム角度センサ装置１５の取付台１７を、センサ本体１８を取付けるためのセンサ取付座１７ａと、スイングポスト７に取付台１７を支持するためのポスト支持座１７ｇとを備えたものとすると共に、該取付台１７をブーム用支軸８に一体的に固着し、さらに前記ポスト支持座１７ｇは、センサ取付座１７ａに取付けられたセンサ本体１８に対してブーム用支軸８の軸芯方向から視たときオーバーラップするように肉厚のセンサ取付座１７ａの一部を切欠いて肉薄に形成される一方、ポスト支持座１７ｇとセンサ本体１８とのあいだに、ポスト支持座１７ｇをスイングポスト７に支持するための第二ボルト２３が配設される間隙を有するように構成した。【選択図】        図５
2004279047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材に支軸を介して第二部材を揺動自在に軸支し、該第一部材に対する第二部材の揺動角度を検出するための角度センサを、前記第一部材に支持される取付台を用いて取付けるにあたり、該取付台は、角度センサを取付けるための取付座と第一部材に取付台を支持するための支持座とを備えて構成され、かつ取付台は前記支軸に一体的に固着されることを特徴とする角度センサの取付け構造。
【請求項２】
第一部材に支軸を介して第二部材を揺動自在に軸支し、該第一部材に対する第二部材の揺動角度を検出するための角度センサを、前記第一部材に支持される取付台を用いて取付けるにあたり、該取付台は、角度センサを取付けるための取付座と第一部材に取付台を支持するための支持座とを備えて構成され、かつ該支持座は、肉厚の取付座の一部を厚み方向に切欠いて肉薄に形成されることを特徴とする角度センサの取付け構造。
【請求項３】
請求項２において、取付台は、第一部材に第二部材を揺動自在に軸支する支軸に一体的に固着されることを特徴とする角度センサの取付け構造。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、支持座は、少なくとも一部が取付座に取付けられた角度センサに対して支軸軸芯方向から視たときオーバーラップするように設定される一方、該支持座と角度センサとのあいだには、支持座を第一部材に支持するための支持具が配設される間隙を有することを特徴とする角度センサの取付け構造。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、第一部材は建設機械の機体側に設けられるブーム支持部材、第二部材は該ブーム支持部材に上下揺動自在に軸支されるブームであり、また角度センサは、機体に対するブームの揺動角度を検出するブーム角度センサであることを特徴とする角度センサの取付け構造。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れかにおいて、第一部材は建設機械の機体側に上下揺動自在に軸支されるブーム、第二部材は該ブームの先端部に揺動自在に軸支されるアームであり、また角度センサは、ブームに対するアームの揺動角度を検出するためのアーム角度センサであることを特徴とする角度センサの取付け構造。
【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等の建設機械に設けられる角度センサの固定構造の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械のなかには、ブームやアーム等の揺動自在な部材からなる作業装置を装着したものがあるが、このものにおいて、作業装置により吊り上げられる吊り荷の荷重測定、作業装置と機体側に設けられる運転席との干渉回避、あるいは作業装置の自動化を図るような場合、機体に対するブームの揺動角度やブームに対するアームの揺動角度の検出が必要となり、このため、ブーム角度センサやアーム角度センサ等の角度センサが作業装置に取付けられる。
このような角度センサの取付け構造として、従来、支持ブラケットに枢支ピンを介して揺動自在に支持される揺動部材の揺動角度を検出するための角度センサの取付台を、支持ブラケットとの間に隙間を形成する複数のスペーサを介在して支持ブラケットに取付け、枢支ピンの端部に固着の回り止め板を前記支持ブラケットと取付台との間の隙間に配置しかつ前記スペーサに係合させたものが知られているが、このものにおいて、角度センサは、取付台に溶着したナット部材にボルトを螺合することで取付けられる構成になっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６６３６４号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来のものにおいて、取付台には、角度センサをボルト止めするためのナット部材が溶着されるが、この様な溶接加工は、手間がかかってコスト上昇の原因になる。また、角度センサは、ナット部材の軸長分だけ取付台から離間した状態になっており、このため、角度センサと取付台との間に土砂や小石等が挟まって角度センサの故障を招来する惧れがある。さらにこのものでは、取付台を支持ブラケットにスペーサを介して固定する構成のものであるため、該スペーサの分だけ取付台が支持ブラケットの外方に突出することになって、角度センサもその分外方に突出し、スペース的に余裕のない部分に取付ける場合や、周辺物体との干渉の危険性のある部分に取付ける場合に好ましくないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、第一部材に支軸を介して第二部材を揺動自在に軸支し、該第一部材に対する第二部材の揺動角度を検出するための角度センサを、前記第一部材に支持される取付台を用いて取付けるにあたり、該取付台は、角度センサを取付けるための取付座と第一部材に取付台を支持するための支持座とを備えて構成され、かつ取付台は前記支軸に一体的に固着されることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、支軸を第一部材と第二部材との軸支部に組付けることで、該支軸に一体的に固着されている取付台の取付けも共になされることになり、しかも該取付時に支軸と取付台との芯合せも必要なく、もって取付作業の大幅な簡略化が図れる。
また、本発明は、第一部材に支軸を介して第二部材を揺動自在に軸支し、該第一部材に対する第二部材の揺動角度を検出するための角度センサを、前記第一部材に支持される取付台を用いて取付けるにあたり、該取付台は、角度センサを取付けるための取付座と第一部材に取付台を支持するための支持座とを備えて構成され、かつ該支持座は、肉厚の取付座の一部を厚み方向に切欠いて肉薄に形成されることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、肉厚の取付座に角度センサ取付用のタップ孔等を形成できることになって、取付台にセンサ取付用のナット部材を溶着するもののように面倒な溶接加工が必要なく、取付台を安価に製造できるばかりか、角度センサを取付台に隙間なく取付けることができる。しかも、支持座は取付座の一部を厚み方向に切欠いて肉薄に形成されるため、取付座に取り付けられた角度センサと支持座とが支軸軸芯方向にオーバーラップするように設定して取付台のコンパクト化を図る構成にすることもできる。
このものにおいて、取付台を、第一部材に第二部材を揺動自在に軸支する支軸に一体的に固着することにより、支軸を組付けることで取付台も共に取付けられることになって、取付作業の大幅な簡略化が図れる。
さらに、支持座は、少なくとも一部が取付座に取付けられた角度センサに対して支軸軸芯方向から視たときオーバーラップするように設定される一方、該支持座と角度センサとのあいだには、支持座を第一部材に支持するための支持具が配設される間隙を有するように構成することにより、支持座がセンサ取付座から外方側に殆ど突出することなく、取付台のコンパクト化に大きく貢献できることになって、スペースに余裕のない部分に角度センサを配する場合等に有利である一方、支持座を支持するための支持具と角度センサとが干渉してしまうような不具合の発生を回避できる。
そして、本発明は、例えば、第一部材は建設機械の機体側に設けられるブーム支持部材、第二部材は該ブーム支持部材に上下揺動自在に軸支されるブームであり、また角度センサは、機体に対するブームの揺動角度を検出するブーム角度センサである場合、あるいは、第一部材は建設機械の機体側に上下揺動自在に軸支されるブーム、第二部材は該ブームの先端部に揺動自在に軸支されるアームであり、また角度センサは、ブームに対するアームの揺動角度を検出するためのアーム角度センサである場合等に、これら角度センサの取付け構造として実施できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面において、１はクレーン機能を備えた油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着される作業装置４等の各部から構成されているが、さらに該作業装置４は、本実施の形態では、上部旋回体３の前部に突設のポスト支持部５に縦軸６を介して左右揺動自在に支持されるスイングポスト７、該スイングポスト７に左右方向を向くブーム用支軸８を介して上下揺動自在に支持されるブーム９、該ブーム９の先端部に左右方向を向くアーム用支軸１０を介して前後揺動自在に支持されるアーム１１、該アーム１１の先端部にリンク部１２を介して連結されるバケット１３等の部材装置から構成されている共に、上記リンク部１２には吊りフック１４が取付けられている。そして、該吊りフック１４は、クレーン作業を行う場合にはリンク部１２から垂下するフック姿勢（図１参照）となる一方、バケット１３を用いた掘削作業等を行う場合にはリンク部１２に収納されるように構成されている。
【０００７】
扨、前記油圧ショベル１は、クレーン作業を行う場合の安全対策として、吊りフック１４の位置（作業半径、高さ）を演算して表示する機能や、吊り荷の実荷重を演算して表示する機能等を備えているが、この様な演算を行うためにはブーム９およびアーム１１の揺動角度を検出する必要があり、そこで、後述するブーム角度センサ装置１５およびアーム角度センサ装置１６が装備されている。
【０００８】
ブーム角度センサ装置１５は、後述する取付台１７を介してスイングポスト７に支持されるセンサ本体１８（該センサ本体１８には、図示しないが、ポテンショメータ等の回転角検出部が内装されている）と、該センサ本体１８にブーム９の揺動角度を伝えるべく一端側がセンサ本体１８に連結され他端側がブーム９に連結される揺動リンク１９とから構成される。ここで、２０はブーム９に固着される円筒形状の第一ボスであって、該第一ボス２０を揺動リンク１９の他端側に形成されるボス嵌合孔１９ａに嵌合せしめた状態で、第一ボス２０に第一ボルト２１を螺合して第一ボス２０のボス嵌合孔１９ａからの抜け止めをすることにより、揺動リンク１９の他端側がブーム９に連結される構成になっている。尚、図中、２１ａはワッシャである。
【０００９】
前記取付台１７は、略円柱台形状をした肉厚のセンサ取付座１７ａを有しているが、該センサ取付座１７ａは、一方の底面がセンサ本体１８を取付けるセンサ取付面１７ｂに、また他方の底面がスイングポスト７の左右外方側面７ａに面接触状態で接当するポスト接当面１７ｃに設定されていると共に、上記センサ取付面１７ｂにセンサ本体１８のベース板１８ａをボルト１８ｂ止めするためのタップ穴１７ｄ（本実施の形態では４箇所）が形成されている。さらに、センサ取付座１７ａの中心部には、ブーム用支軸８の一端部が嵌合される支軸嵌合孔１７ｅが開設されており、該支軸嵌合孔１７ｅには、ポスト接当面１７ｃ側から嵌入されたブーム用支軸８の一端部が溶接により一体的に固着されているが、該ブーム用支軸８の一端部は、センサ取付面１７ｂに取付けられるセンサ本体１８に干渉しないようにセンサ取付面１７ｂから突出しない設定になっていると共に、センサ取付面１７ａにセンサ本体１８を取付けたとき、該センサ本体１８とブーム用支軸８とが芯合せされた状態になるように設定されている。
【００１０】
さらに取付台１７は、前記センサ取付座１７ａの外周側部分の一部がセンサ取付面１７ｂ側から厚み方向（ブーム用支軸８の軸芯方向）に切欠かれており、該切欠き１７ｆによってセンサ取付座１７ａよりも肉薄の略円形状のポスト支持座１７ｇが形成されている。このポスト支持座１７ｇは、ブーム用支軸８の軸芯方向から視たときに、センサ取付面１７ｂに取り付けられたセンサ本体１８に対してオーバーラップすると共に、該センサ本体１８とのあいだに前記切欠き１７ｆ分の間隙を存するように設定されている。また、ポスト支持座１７ｇの底面は、センサ取付座１７ａのポスト接当面１７ｃと面一状となっていて、スイングポスト７の左右外方側面７ａに面接触状態で接当するように設定されている。さらにポスト支持座１７ｇの中央部には、スイングポスト７に固着される円筒形状の第二ボス２２が嵌合するボス嵌合孔１７ｈが穿設されている。一方、スイングポスト７には、前記第二ボス２２の筒内部に連通する螺子孔７ｂが形成されている。そして、ポスト支持座１７ｇのボス嵌合孔１７ｈに第二ボス２２を嵌合せしめた状態で、第二ボス２２から挿入せしめた第二ボルト２３をスイングポスト７の螺子孔７ｂに螺入することにより、ポスト支持座１７ｇがスイングポスト７に支持されるように構成されている。この場合、ポスト支持座１７ｇに形成されるボス嵌合孔１７ｈは、スイングポスト７に固着される第二ボス２２に対し、ポスト支持部１７ｇのブーム用支軸軸芯回り方向の移動が規制される状態で嵌合するようになっている。さらに、スイングポスト７の螺子孔７ｂに螺入された第二ボルト２３は、前記切欠き１７ｆによって形成されるポスト支持座１７ｇとセンサ本体１８との間隙により、センサ取付面１７ｂに取り付けられたセンサ本体１８に干渉しないように構成されている。尚、図中、２３ａはワッシャである。
因みに、本実施の形態では、ポスト支持座１７ｇは、その一部がセンサ本体１８よりも若干外径方向に突出していてセンサ本体１８に対してオーバーラップしていないが、この様にポスト支持座の一部をセンサ本体にオーバーラップさせないように構成することもでき、また、ポスト支持座の全部をセンサ本体にオーバーラップさせる構成にすることもできる。
【００１１】
扨、前記スイングポスト７とブーム９との軸支部は、スイングポスト７の左右の側板７ｃ、７ｃのあいだに、ブーム９の基端部に一体的に形成される円筒形状のボス筒部９ａを位置せしめた状態で、ブーム用支軸８を、スイングポスト７の左右の側板７ｃ、７ｃにそれぞれ開設される貫通孔７ｄ、７ｄおよびブーム９のボス筒部９ａを貫通せしめるように組み付けることにより揺動自在に軸支される構成になっているが、上記ブーム用支軸８の一端部には、前述したように、ブーム角度センサ装置１５の取付台１７が一体的に固着されている。そして、ブーム用支軸８をスイングポスト７の左右の側板７ｃ、７ｃおよびブーム９のボス筒部９ａに組み付けるときに、取付台１７のポスト支持座１７ｇのボス嵌合孔１７ｈがスイングポスト７に固着の第二ボス２２に嵌合するように位置合わせして組み付けることで、取付台１７のポスト接当面１７ｃがポストスイング７の左右外方側面７ａに接当するようになっている。この状態で、第二ボス２２側から挿入した第二ボルト２３をスイングポスト７の螺子孔７ｂに螺入することによりポスト支持座１７ｇはスイングポスト７に支持されるが、該ポスト支持座１７ｇがスイングポスト７に支持されることで、ブーム用支軸８および該ブーム用支軸８に一体的に固着される取付け台１７の回り止めがなされるように構成されている。而して、ブーム用支軸８の組付けと同時に取付け台１７の取付けがなされることになり、しかる後、取付け台１７のセンサ取付面１７ｂにセンサ本体１８を取付けると共に、該センサ本体１８に一端側が連結された連結リンク１９の他端側を、前述したように第一ボルト２１を用いてブーム９に連結することにより、ブーム角度センサ装置１５を作業装置４に装着できるようになっている。
【００１２】
一方、アーム角度センサ装置１６は、図６に示す如く、前述したブーム角度センサ装置１５と同様の構成であり、またその取付け構造もブーム角度センサ装置１５の場合と同様であるためその詳細については省略する。尚、前記図６中、９ｂはブーム９の側板、１１ａはアーム１１の基端部に一体的に形成されるボス筒部、１０はアーム用支軸、３０はアーム用支軸１０に一体的に固着されるアーム角度センサ装置１６用の取付台、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈはそれぞれ取付台３０に形成されるセンサ取付座、センサ取付面、ブーム接当面、タップ穴、支軸貫通孔、切欠き、ブーム支持座、ボス嵌合孔、３１はブーム９に固着される第二ボス、３２は該第二ボス３１に螺合する第二ボルト、３３はアーム角度センサ装置１６を構成するセンサ本体、３３ｂはセンサ本体３３のベース板３３ａをセンサ取付面３０ｂに取り付けるためのボルト、３４は連結リンク、３４ａは連結リンク３４に形成されるボス嵌合孔、３５はアーム１１に固着される第一ボス、３６は該第一ボス３５に螺合される第一ボルト、３６ａはワッシャである。また、３７はアーム角度センサ装置１６を覆うカバーであって、該カバー３７は、アーム角度センサ装置１６が運転席３８から離れていると共に作業に伴って移動するアーム１１の軸支部に設けられるものであるため、該アーム角度センサ装置１６を保護するべく設けられている。尚、前述したブーム角度センサ装置１５をカバーで覆うように構成することも、勿論できる。
【００１３】
叙述の如く構成されたものにおいて、油圧ショベル１の作業装置４には、スイングポスト７に対するブーム９の揺動角度を検出するためのブーム角度センサ装置１５、およびブーム９に対するアーム１１の揺動角度を検出するためのアーム角度センサ装置１６が装着されるが、ブーム角度センサ装置１５（アーム角度センサ装置１６）を構成するセンサ本体１８（センサ本体３３）の取付け台１７（取付台３０）は、ブーム９（アーム１１）をスイングポスト７（ブーム９）に揺動自在に軸支するブーム用支軸８（アーム用支軸１０）に一体的に固着されると共に、センサ本体１８（センサ本体３３）が取付けられるセンサ取付座１７ａ（センサ取付座３０ａ）はブーム用支軸８（アーム用支軸１０）の軸芯方向に肉厚に形成される一方、該センサ取付座１７ａ（センサ取付座３０ａ）の一部を切欠いて肉薄のポスト支持座１７ｇ（ブーム支持座３０ｇ）が形成されている。
【００１４】
この結果、ブーム用支軸８（アーム用支軸１０）をスイングポスト７とブーム９との軸支部（ブーム９とアーム１１との軸支部）に組付けることで、該ブーム用支軸８（アーム用支軸１０）に一体的に固着されている取付台１７（取付台３０）の取付けも共になされることになり、しかもブーム用支軸８（アーム用支軸１０）と取付台１７（取付台３０）とは予め芯合せされた状態で固着されているため、上記ブーム用支軸８および取付台１７（ブーム用支軸８および取付台３０）の取付時に芯合せの必要もなく、もって取付作業の大幅な簡略化が図れる。
【００１５】
しかもこのものにおいて、取付台１７（取付台３０）のセンサ取付座１７ａ（センサ取付座３０ａ）は肉厚に形成されていて、該センサ取付座１７ａ（センサ取付座３０ａ）にセンサ本体１８（センサ本体３３）を取付けるタップ穴１７ｄ（タップ穴３３ｄ）が穿設されているため、取付台にセンサ取付用のナット部材を溶着するもののように面倒な溶接加工が必要でなく、取付台１７（取付台３０）を安価に製造できる許りか、センサ本体１８（センサ本体３３）を取付台１７（取付台３０）に隙間無く取付けることができて、センサ本体１８（センサ本体３３）と取付台１７（取付台３０）との間に土砂や小石等が挟まってしまうような不具合を回避できる。
【００１６】
さらにこのものでは、取付台１７（取付台３０）とスイングポスト７（ブーム９）とのあいだにスペーサ等を介していないため、取付台１７（取付台３０）の左右外方への突出量を少なくでき、その分だけセンサ本体１８（センサ本体３３）の左右外方への突出量が少なくなって、スペース的に余裕のない部分に取付ける場合や、周辺物体との干渉の危険性のある部分に取付ける場合等に有利である。
【００１７】
しかも、取付台１７（取付台３０）に形成されるポスト支持座１７ｇ（ブーム支持座３０ｇ）は、センサ取付座１７ａ（センサ取付座３３ａ）に取付けられたセンサ本体１８（センサ本体３３）に対してブーム用支軸８（アーム用支軸１０）の軸芯方向から視たときにオーバーラップする構成であるため、ポスト支持座１７ｇ（ブーム支持座３０ｇ）がセンサ取付座１７ａ（センサ取付座３０ａ）から外方側に殆ど突出することなく、取付台１７（取付台３０）のコンパクト化に大きく貢献できることになるが、この場合に、ポスト支持座１７ｇ（ブーム支持座３０ｇ）は、該ポスト支持座１７ｇ（ブーム支持座３０ｇ）をスイングポスト７（ブーム９）に支持せしめるための第二ボルト２３（第二ボルト３２）とセンサ取付座１７ａ（センサ取付座３０ａ）に取付けられたセンサ本体１８（センサ本体３３）とが干渉しないよう肉薄に寸法設定されているため、前記センサ本体１８（センサ本体３３）とポスト支持座１７ｇ（ブーム支持座３０ｇ）とがオーバーラップする構成であっても、何ら支障なくセンサ本体１８（センサ本体３３）を取付けることができる。
【００１８】
尚、本発明は、上記実施の形態のようなクレーン機能を備えた油圧ショベルに設けられるブーム角度センサ装置、アーム角度センサ装置だけでなく、作業装置と運転室との干渉を回避するための干渉回避機構を構成するための角度センサや、作業の自動化を図るべく作業装置の位置検出用の角度センサ等、種々の角度センサに実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】作業装置の一部を省略した斜視図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はブーム軸支部の平面図、側面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はブーム用支軸が固着された取付台の正面図、側面図、斜視図である。
【図５】ブーム角度センサ装置の取付状態を示す断面図である。
【図６】アーム角度センサ装置の取付状態を示す断面図である。
【符号の説明】
８    ブーム用支軸
９    ブーム
１０    アーム用支軸
１１    アーム
１５    ブーム用角度センサ装置
１６    アーム用角度センサ装置
１７    取付台
１７ａ  センサ取付座
１７ｆ  切欠き
１７ｇ  ポスト支持座
１８    センサ本体
２３    第二ボルト
３０    取付台
３０ａ  センサ取付座
３０ｆ  切欠き
３０ｇ  ブーム支持座
３２    第二ボルト
３３    センサ本体
【図１】
2004279047.tif 000003
【図２】
2004279047.tif 000004
【図３】
2004279047.tif 000005
【図４】
2004279047.tif 000006
【図５】
2004279047.tif 000007
【図６】
2004279047.tif 000008