(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回体と、この旋回体に対し回動可能にピン結合されたブームと、このブームを駆動するためのブームシリンダと、前記ブームの先端に上下方向に回動可能にピン結合されたアームと、このアームを駆動させるためのアームシリンダと、このアームシリンダのロッド先端とアームをピン結合するためにアームシリンダのロッド先端のボス部を挟むようにアームの後端部に位置する１対の支持板とを有する建設機械のアーム角度検出装置であって、
角度センサと、前記ブームに対するアームの揺動角を前記角度センサに伝達するリンク機構とを備え、前記角度センサと前記リンク機構を前記１対のアームの支持板の内側に配置した建設機械のアーム角度検出装置において、
前記リンク機構が、
前記アームシリンダのロッド先端に対し、前記１対のアームの支持板に対するアームシリンダの回動と共に回動するよう取り付けられた角度伝達板と、
前記角度センサの回転軸部に固定されたレバーと、
前記角度伝達板とレバーとを連結し、前記角度伝達板に伝達された前記アームシリンダの回動角を前記レバーに伝達する連結機構とから構成され、
前記角度伝達板が、前記アームシリンダのロッド先端のボス部と前記１対のアームの支持板の一方との間に挟まれていることを特徴とする建設機械のアーム角度検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械のアーム角度検出装置において、
前記角度伝達板は、前記アームシリンダのロッド先端のボス部とアームの支持板との間に挟まれている本体部分と、この本体部分から角度センサ側に突出する舌状突起と、本体部分からアームシリンダのロッド側に曲げた折り曲げ部とを有し、
前記本体部分に前記ボス部のピン穴とほぼ同径で、前記アームシリンダのロッド先端とアームをピン結合するピンが貫通する穴があいており、前記舌状突起に前記連結機構とピン結合する穴があいており、前記折り曲げ部に平行な２本の腕部を設け、この２本の腕部でアームシリンダのロッドを挟むようにしたことを特徴とする建設機械のアーム角度検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の建設機械のアーム角度検出装置において、前記折り曲げ部の２本の腕部と前記アームシリンダのロッドとの間に弾性材料を挟んだことを特徴とする建設機械のアーム角度検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の建設機械のアーム角度検出装置において、
前記リンク機構は、前記アームがブームに対して回動するとき、前記角度伝達板と前記連結機構との連結点の軌跡と前記レバーと前記連結機構との連結点の軌跡の少なくとも一部が、前記角度センサの回転軸部の中心と前記アームシリンダのロッド先端のボス部の中心を結んだ線分の反対側を通り、
かつ前記連結機構の一部が前記角度センサの上面を通るように構成されていることを特徴とする建設機械のアーム角度検出装置。
【請求項５】
請求項１記載の建設機械のアーム角度検出装置において、前記角度伝達板の少なくとも本体部分の表面が、これらボス部及びアームの支持板の材質と親和性のない、異なる材質であることを特徴とする建設機械のアーム角度検出装置。
【請求項６】
請求項２記載の建設機械のアーム角度検出装置において、
前記折り曲げ部の２本の腕部の側面に腕部に対して斜めに穿設した長穴を介して樹脂製の隙間調整板をボルト止めし、
この隙間調整板を介して前記アームシリンダのロッドを挟むようにしたことを特徴とする建設機械のアーム角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームとアームをピン結合してなる作業機を備えた建設機械のアーム角度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より使用されている建設機械の代表的なものの１つに油圧ショベルがある。この油圧ショベルは、走行体と、走行体の上部に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体の前部に上下方向に回動可能に設けられた作業機とから構成されている。
【０００３】
作業機は、旋回体に上下方向に回動可能にピン結合されたブームと、このブームの先端に前後方向に回動可能にピン結合されたアームと、このアームの先端に前後方向に回動可能にピン結合されたバケットを有し、それぞれブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダにより駆動される構成となっている。また、アームの後端部には、アームシリンダのロッドとアームをピン結合できるようアームシリンダのロッド先端のボス部（ピンが通る円筒部）を挟む平行な１対の支持板が位置している。
【０００４】
また、油圧ショベルとしてオフセット式と呼ばれているものがある。これはブームを第１ブーム、第２ブーム、第３ブームの３部品に分け、第１ブームを旋回体に上下方向に回動可能にピン結合し、第２ブームを第１ブームの先端に左右方向に回動可能にピン結合し、第３ブームを第２ブームの先端に左右方向に回動可能にピン結合し、第３ブームの先端にアームを上下方向に回動可能にピン結合したものであり、アームシリンダは第３ブームに支持されている。また、第２ブームに対してはそれを駆動するオフセットシリンダを設け、かつ第１ブーム先端側部と第３ブーム側部間にそれらを連結するリンクロッドを設け、第２ブームとリンクロッドで平行リンク機構を構成している。このような構成により、オフセットシリンダで第２ブームを駆動し、第２ブームを第１ブームに対して左右方向に揺動すると、平行リンク機構の作用で第３ブームが第１ブームと平行を維持しながら第２ブームに対して左右方向に揺動し、第３ブームに支持されるアームとバケット全体が左右方向にオフセット移動する。
【０００５】
ところで近年、作業機を操作するとき、ブーム、アーム等の各作業部材の動作を制御する技術が種々提案されており、その一例として干渉防止装置がある。これは、運転者の不注意又は操作ミスなどにより作業機が誤って建設機械本体に干渉衝突することのないよう、コンピュータを用いて各作業部材の動きを監視・制御するものである。
【０００６】
このような作業部材の制御を行うためにはそれらの位置及び姿勢を検出する必要があり、そのために各作業部材間の連結部にはそれらの角度を検出する角度センサが設けられている。このような角度センサの１つにブームとアーム間の角度を検出するアーム角度センサがあり、この角度センサは、従来一般に、アーム又は第３ブームの外側面に取り付けられ、その外側をカバーで覆われ外部の障害物との接触を防止している。
【０００７】
このような従来一般の角度センサに対し、特許２８７７７１６号公報には、アームシリンダのロッド先端のボス部を挟むよう位置する平行な１対のアームの支持板間に角度センサを設置したアーム角度検出装置が提案されている。このように角度センサを１対のアームの支持板間に角度センサに設置することにより、特別なカバーを設けること無く外部の障害物との接触を防止し、土砂、砂利、泥水などが飛散するような作業環境であっても角度センサの損傷を防止できる。
【０００８】
また、特許２８７７７１６号公報に記載のアーム角度検出装置では、角度センサの具体的取付方法として、一方のアームの支持板の内面に角度センサを取り付けている。また、ブームに対するアームの回動角を角度センサの反取付側に位置する回転軸部に伝えるため、シリンダロッド先端のボス部の外周部にブラケット（レバー）を固定的に取り付け、かつ角度センサの回転軸部にもブラケット（レバー）を取り付け、これらブラケットの先端同士をロッド（連結機構）で連結し、概略平行リンク機構を構成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【００１０】
一般に、建設機械の安定性を向上させるために、作業機はできるだけ軽くする必要がある。また、モーメントは距離に比例するために、アームのように作業機の基端から距離が離れている部位は特に軽量化が求められる。また、オフセット式の油圧ショベルでは、ブームが第１ブーム、第２ブーム、第３ブームの３つに分かれ、第３ブームの先にアームが取り付くため、通常のモノブームに比べてブームの先端側が重くなっており、特に作業機の軽量化が求められる。
【００１１】
ところで、上記従来技術のアーム角度検出装置では、シリンダロッド先端のボス部側のブラケットはボス部の外周部に固定的に取り付けられる構成であるため、その取付のために溶接又はボルト止めをする必要がある。しかし、溶接の場合は溶接ビートの幅が必要であり、その分ブラケットが長くなる。また、ボルト止めの場合はブラケットの基部にボルト止め用のフランジを設ける必要があり、同様にその分ブラケットが長くなる。
【００１２】
また、角度センサは一方のアームの支持板の内面に取り付けられるが、角度センサの高さ（角度センサの取付面から反対側の角度検出用の回転軸部の先端までの距離）は、５トン以下の小型油圧ショベルあるいはミニショベルの場合、アームの支持板間の幅方向距離よりも僅かに小さい程度である。一例として、アームの支持板間の距離が約８２ｍｍで、角度センサの高さが約７０ｍｍ程度である。このため、角度センサの回転軸部の先端に取り付けられるブラケットは、アームの支持板間で、角度センサの取付面と反対側のアームの支持板の内面に近接して位置するようになる。
【００１３】
一方、シリンダロッドの先端のボス部側は、ボス部とアームの支持板との間に隙間調整及びかじり防止のための薄い金属板であるシムが挿入されており、このシムは、その機能上、ボス部の外径より若干大きく、ボス部の外周面より若干突出させる必要がある。このため、ボス部の外周部にブラケットを取り付ける場合、ブラケットはシムの内側、つまりアームの支持板間の幅方向においてボス部の中央付近に取り付けざるを得ない。その結果、上記角度センサ側のブラケットとボス部側のブラケットは支持板間の幅方向で大きく異なる位置にある。
【００１４】
そして、このように幅方向位置の異なる２つのブラケット間をロッドで連結する場合、両ブラケット先端部の幅方向位置を一致させるべく、少なくとも一方、通常は角度センサ側のブラケットをクランク形状に変位させる必要があり、そのためにクランク形状の片側のレバー部分だけブラケットが長くなる。
【００１５】
以上のように従来技術では、シリンダロッド先端のボス部側、角度センサ側の両方でブラケットが長くなり、その結果、ボス部と角度センサ間の距離も長くなっていた。このため、２つのブラケットとロッドで構成するリンク機構が大きくなり、アームの回動によりそのリンク機構が描く軌跡の占めるスペースも広くなり、アーム角度検出装置を設置するのに広いスペースを必要としていた。
【００１６】
また、上記従来技術では、２つのブラケットとロッドを概略平行リンク機構を構成するように連結していたため、ボス部の中心と角度センサの回転軸部の中心を結ぶ直線に対して、２つのブラケットとロッドの連結点は共に同じ側で揺動し、それらの描く軌跡がボス部と角度センサ間のスペース外に位置することになる。このため、ボス部と角度センサ間のスペースは当該連結点の揺動に対してデッドスペースとなり、この点でもアーム角度検出装置を設置するのに広いスペースを必要としていた。
【００１７】
従って、従来技術では、広い設置スペースを必要とするアーム角度検出装置を保護するためアーム支持板もそれに応じて面積を大きくする必要がある。
【００１８】
しかし、アーム支持板は強度部材であるため板厚が大きく、わずかな面積の増加でもアームの重量を実質的に増加させる。このアームの重量の増加は、前述したように作業機のモーメントを増加させ、油圧ショベルの安定性が低下する。
【００１９】
本発明の目的は、アームの１対の支持板間に角度センサを設置したもので、角度伝達のためのリンク機構をコンパクトにし、アームを軽量化できる建設機械のアーム角度検出装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、旋回体と、この旋回体に対し回動可能にピン結合されたブームと、このブームを駆動するためのブームシリンダと、前記ブームの先端に上下方向に回動可能にピン結合されたアームと、このアームを駆動させるためのアームシリンダと、このアームシリンダのロッド先端とアームをピン結合するためにアームシリンダのロッド先端のボス部を挟むようにアームの後端部に位置する１対の支持板とを有する建設機械のアーム角度検出装置であって、角度センサと、前記ブームに対するアームの揺動角を前記角度センサに伝達するリンク機構とを備え、前記角度センサと前記リンク機構を前記１対のアームの支持板の内側に配置した建設機械のアーム角度検出装置において、前記リンク機構が、前記アームシリンダのロッド先端に対し、前記１対のアームの支持板に対するアームシリンダの回動と共に回動するよう取り付けられた角度伝達板と、前記角度センサの回転軸部に固定されたレバーと、前記角度伝達板とレバーとを連結し、前記角度伝達板に伝達された前記アームシリンダの回動角を前記レバーに伝達する連結機構とから構成され、前記角度伝達板が、前記アームシリンダのロッド先端のボス部と前記１対のアームの支持板の一方との間に挟まれているものとする。
【００２１】
このように角度伝達板をアームシリンダのロッド先端のボス部とアームの支持板との間に挟むことにより、角度伝達板の角度センサ側では従来技術のような溶接ビード代やボルト取付フランジが不要となり、角度伝達板の角度センサ側の長さが短くなる。また、角度伝達板をアームシリンダのロッド先端のボス部とアーム支持板との間に挟むことにより、角度伝達板を角度センサの回転軸部に固定されるレバーと同じ支持板の内面に近接して位置させることができるようになり、レバーをクランク状にする必要がなく、レバーの長さも短くなる。このため、ボス部と角度センサ間の距離も短くなり、レバーと角度伝達板と連結機構とで構成するリンク機構がコンパクトになると共に、リンク機構が描く軌跡のスペースも小さくなる。その結果、アームの支持板の面積が小さなり、アームを軽量化できる。
【００２２】
（２）また上記（１）の建設機械のアーム角度検出装置において、好ましくは、前記角度伝達板は、前記アームシリンダのロッド先端のボス部とアームの支持板との間に挟まれている本体部分と、この本体部分から角度センサ側に突出する舌状突起と、本体部分からアームシリンダのロッド側に曲げた折り曲げ部とを有し、前記本体部分に前記ボス部のピン穴とほぼ同径で、前記アームシリンダのロッド先端とアームをピン結合するピンが貫通する穴があいており、前記舌状突起に前記連結機構とピン結合する穴があいており、前記折り曲げ部に平行な２本の腕部を設け、この２本の腕部でアームシリンダのロッドを挟むようにしている。
【００２３】
これにより角度伝達板は１対のアームの支持板に対するアームシリンダの回動と共に回動するようになり、アームシリンダの回動角を連結機構に伝達できる。
【００２４】
（３）また上記（２）の建設機械のアーム角度検出装置において、好ましくは、前記折り曲げ部の２本の腕部と前記アームシリンダのロッドとの間に弾性材料を挟んだものとする。
【００２５】
これにより角度伝達板はアームシリンダの回動角をアームシリンダのロッドを傷つけること無く伝達できる。また、角度伝達板とシリンダロッド間の遊びを最小にでき、検出精度を向上できる。
【００２６】
（４）また上記（１）の建設機械のアーム角度検出装置において、好ましくは、前記リンク機構は、前記アームがブームに対して回動するとき、前記角度伝達板と前記連結機構との連結点の軌跡と前記レバーと前記連結機構との連結点の軌跡の少なくとも一部が、前記角度センサの回転軸部の中心と前記アームシリンダのロッド先端のボス部の中心を結んだ線分の反対側を通り、
かつ前記連結機構の一部が前記角度センサの上面を通るように構成されていることを特徴とする前記リンク機構は、前記アームがブームに対して回動するとき、前記角度伝達板と前記連結機構との連結点の軌跡と前記レバーと前記連結機構との連結点の軌跡の少なくとも一部が、前記角度センサの回転軸部の中心と前記アームシリンダのロッド先端のボス部の中心を結んだ線分の反対側を通り、かつ前記連結機構の一部が前記角度センサの上面を通るように構成されている。
【００２７】
これにより角度伝達板及びレバーと連結機構との連結点が描く軌跡の一部がボス部と角度センサ間のスペースを通るようになり、当該軌跡が占めるスペースが縮小する。また、連結機構の一部を角度センサの上面を通すことにより、連結機構の移動軌跡が占めるスペースも縮小する。このため、アームの支持板の面積が更に小さくなり、アームの一層の軽量化が可能となる。
【００２８】
（５）また上記（１）の建設機械のアーム角度検出装置において、好ましくは、前記角度伝達板の少なくとも本体部分の表面が、これらボス部及びアームの支持板の材質と親和性のない、異なる材質であるものとする。
【００２９】
これにより、角度伝達板の本体部分でかじり防止用のシムの役割を果たせ、角度伝達板側で従来ボス部と支持板との間に配置していたシムを省略できる。
【００３０】
（６）また上記（１）の建設機械のアーム角度検出装置において、好ましくは、前記折り曲げ部の２本の腕部の側面に腕部に対して斜めに穿設した長穴を介して樹脂製の隙間調整板をボルト止めし、この隙間調整板を介して前記アームシリンダのロッドを挟むようにしたものとする。
【００３１】
これにより角度伝達板は隙間調整板を介してロッドに接するため、アームシリンダの回動角をアームシリンダのロッドを傷つけること無く連結機構に伝達できると共に、斜めの長穴により隙間調整板のシリンダロッドに対する位置を自由に調整することができるので、寸法のばらつきに係わらず隙間調整板をシリンダロッドに常に密に接触させ、角度伝達板とシリンダロッド間の遊びを無くし、検出精度を更に向上できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態によるアーム角度検出装置を備えたオフセット方式の油圧ショベルを示すものであり、油圧ショベルはその全体を符号１で示されている。
【００３４】
図１において、油圧ショベル１は、走行体２と、走行体２の上部に旋回可能に設けられた旋回体３と、旋回体３の前部に上下方向に回動可能に設けられた作業機４とから構成されている。
【００３５】
作業機４は、旋回体３にピン６により上下方向に回動可能に結合されたブーム７と、このブーム７の先端にピン９により前後方向に回動可能に結合されたアーム１０と、このアーム１０の先端にピン１２により前後方向に回動可能に結合されたバケット１３を有し、それぞれブームシリンダ５、アームシリンダ８、バケットシリンダ１１により駆動される構成となっている。
【００３６】
ブーム７は第１ブーム１４、第２ブーム１５、第３ブーム１６の３部品に分けられており、第１ブーム１４は旋回体３に上記のピン６により上下方向に回動可能に結合され、第２ブーム１５は第１ブーム１４の先端にピン５０により左右方向に回動可能に結合され、第３ブーム１６は第２ブーム１５の先端にピン５１（図２参照）により左右方向に回動可能に結合され、第３ブーム１６の先端にアーム１０が上記のピン９により上下方向に回動可能に結合されており、アームシリンダ８は第３ブーム１６にピン５２により上下方向に回動可能に支持されている。
【００３７】
また、第２ブーム１５に対してはそれを駆動するオフセットシリンダ１８が設けられ、第１ブーム１４の先端側部と第３ブーム１５の側部間にそれらを連結するリンクロッド１７を設け、第２ブーム１５とリンクロッド１７で平行リンク機構を構成している。このような構成により、オフセットシリンダ１８で第２ブーム１５を駆動し、第２ブーム１５を第１ブーム１４に対して左右方向に揺動すると、平行リンク機構の作用で第３ブーム１６が第１ブーム１４と平行を維持しながら第２ブーム１５に対して左右方向に揺動し、第３ブーム１６に支持されるアーム１０とバケット１３全体が左右方向にオフセット移動する。
【００３８】
アーム１０の後端には、アームシリンダ８のロッド８ａの先端のボス部２１（図３参照）を挟むよう平行な１対の支持板１９ａ，１９ｂが取り付けられ、ボス部２１と支持板１９ａ，１９ｂにピン５３を通すことでアームシリンダ８のロッド８ａ先端とアーム１０をピン結合している。
【００３９】
以上のようなオフセット方式の油圧ショベルに本実施形態のアーム角度検出装置が設けられている。図２は第３ブーム１６とアーム１０との連結部を拡大して示す図であり、図示の便宜上１対のアームの支持板１９ａ，１９ｂのうち支持板１９ｂの上部を切除して示している。また、図３は本実施形態のアーム角度検出装置部分を更に拡大して示している。
【００４０】
図２及び図３において、本実施形態のアーム角度検出装置はその全体を符号２０で示されており、アーム角度検出装置２０は、角度センサ２９と、第３ブーム１６に対するアーム１０の揺動角を角度センサ２９に伝達するリンク機構５５とを備え、角度センサ２０とリンク機構５５は１対のアームの支持板１９ａ，１９ｂの内側に配置されている。
【００４１】
１対のアームの支持板１９ａ，１９ｂはアームシリンダ８の反対側に半円形状の端部を有し、角度センサ２９はその支持板端部の内側に支持板端部の半円形状と同心的に位置している。また、支持板端部における支持板１９ａ，１９ｂ間には、支持板端部の半円形状に沿って半円筒形状の保護カバー３２が取り付けられ、角度センサ１９及びリンク機構５５を保護している。
【００４２】
角度センサ２９はポテンショメータを内蔵したセンサであり、１対のアームの支持板１９ａ，１９ｂのうち支持板１９ａの内面に取り付けられたセンサ本体２９ａと、センサ本体２９ａの取付面と反対側に突出した角度入力部である回転軸部３０とで構成されている。
【００４３】
リンク機構５５は、アームシリンダ８のロッド８ａ先端に対し、１対のアームの支持板１９ａ，１９ｂに対するアームシリンダ８の回動と共に回動するよう取り付けられた角度伝達板２２と、角度センサ２９の回転軸部３０に固定されたレバー３１と、角度伝達板２２とレバー３１とを連結し、角度伝達板２２に伝達されたアームシリンダの回動角をレバー３１に伝達する連結プレート２４とから構成されている。
【００４４】
角度伝達板２２は、アームシリンダ８のロッド８ａ先端のボス部２１とアームの支持板１９ｂとの間に挟まれている。ここで、角度伝達板２２を挟むアームの支持板は１９ｂは１対のアームの支持板１９ａ，１９ｂのうち、角度センサ２９の取付面と反対側の回転軸部３０の自由端が対面する側の支持板である。
【００４５】
角度伝達板２２の構造を図４を用いて更に詳しく説明する。
【００４６】
角度伝達板２２は、アームシリンダ８のロッド８ａ先端のボス部２１とアームの支持板１９ｂとの間に挟まれている本体部分２２ａと、この本体部分２２ａから角度センサ２９側に突出する舌状突起２５と、本体部分２２ａからアームシリンダ８のロッド８ａ側に直角に曲げられた折り曲げ部２６とを有している。本体部分２２ａは角度センサ２９側の舌上部分２５以外の部分が円形の輪郭形状を有し、かつ本体部分２２ａの中央には、ボス部２１のピン穴とほぼ同径の穴２３があいており、この穴２３にアームシリンダ８のロッド８ａ先端とアーム１０をピン結合するピン５３が通される。舌状突起２５はアームシリンダ８の長手方向の中心軸の延長線より下側に位置し、かつその先端部分に連結プレート２４とピン５６により結合するための穴２５ａがあいている。折り曲げ部２６には平行な２本の腕部２６ａ，２６ｂが設けられ、この２本の腕部２６ａ，２６ｂでアームシリンダ８のロッド８ａを挟むようにしている。また、腕部２６ａ，２６ｂには硬質ゴム等の弾性材料でできたキャップ２７が被覆されている。
【００４７】
アームシリンダ８を伸縮してアーム１０を第３ブーム１６に対して回動するとき、アームシリンダ８が１対の支持板１９ａ，１９ｂに対して相対的に回動する。角度伝達板２２を上記のように構成することにより、角度伝達板２２は１対の支持板１９ａ，１９ｂに対しアームシリンダ８と同じ回動角で相対回転し、アームシリンダ８の回動角を連結プレート２４に伝達できる。また、腕部２６ａ，２６ｂを弾性材料でできたキャップ２７で被覆することにより、腕部２６ａ，２６ｂとロッド８ａとの間に弾性材料が挟まれるため、アームシリンダ８の回動角をアームシリンダ８のロッド８ａを傷つけること無く伝達でき、かつ角度伝達板２２の腕部２６ａ，２６ｂとシリンダロッド８ａ間の遊びを最小にでき、検出精度を向上できる。
【００４８】
図２及び図３に戻り、角度センサ２９の回転軸部３０に固定されたレバー３１は１枚の平板状のプレートであり、その先端に連結プレート２４とピン５７により結合するための穴３１ａがあいている。
【００４９】
ここで、例えば５トン以下の小型の油圧ショベルあるいはミニショベルの場合、１対のアームの支持板１９ａ，１９ｂ間の幅方向距離Ｘはそれほど大きくなく、角度センサ２９の高さ（角度センサ２９の支持板１９ａの取付面から回転軸部３０の先端までの距離）はアームの支持板１９ａ，１９ｂ間の幅方向距離Ｘの大部分を占める。このため、回転軸部３０に固定するレバー３１は、図３（ａ）に示す如く、アームの支持板１９ａ，１９ｂ間で、角度センサ２９の取付面と反対側の支持板１９ｂに近接して位置する。しかし、本実施形態では、上記のように角度伝達板２２をアームシリンダ８のロッド８ａ先端のボス部２１とアームの支持板１９ｂとの間に挟んでいるので、角度伝達板２２も同じ支持板１９ｂに近接して位置する。このため、レバー３１をクランク状に曲げることなく、レバー３１と角度伝達板２２を連結プレート２４により連結し、リンク機構５５を構成できる。
【００５０】
連結プレート２４は、周囲部品との干渉を回避するため、図示の如く湾曲した形状になっている。
【００５１】
また、リンク機構５５は、角度伝達板２２と連結プレート２４との連結点（ピン５６）とレバー３１と連結プレート２４との連結点（ピン５７）の位置関係を次のように設定している。
【００５２】
図５は、第３ブームに対してアームを回動させたときの回動範囲の両端位置、即ち第３ブームに対してアームを最も閉じたときとアームを最も開いたときのピン５６，５７の位置関係を示す図である。図中、「５６ｘ」、「５７ｘ」はアームを最も閉じたときのピン５６，５７の位置を示し、「５６ｙ」、「５７ｙ」はアームを最も開いたときのピン５６，５７の位置を示す。また、図５では、図示の便宜上、ブーム側を回動して示し、更にアーム１０に備えられるバケット及びバケットシリンダは省略してある。
【００５３】
図６は図５のリンク機構部分の拡大図である。図６において、Ａはアーム１０が回動するときの角度伝達板２２と連結プレート２４との連結点（ピン５６）の描く軌跡、Ｂはアーム１０が回動するときのレバー３１と連結プレート２４との連結点（ピン５７）の描く軌跡であり、Ｃは角度センサ２９の回転軸部３０の中心とアームシリンダ８のロッド８ａ先端のボス部２１の中心を結んだ線分である。
【００５４】
図６から分かるように、リンク機構５５は、アーム１０が回動するとき、２つの連結点（ピン５６，５７）の描く軌跡Ａ，Ｂの少なくとも一部、本実施形態では大部分が線分Ｃの反対側を通り、かつ連結プレート２４の一部が角度センサ２９の上面を通るように連結点の位置関係を設定していている。
【００５５】
図３に再び戻り、アームシリンダ８のロッド８ａ先端のボス部２１とアームの支持板１９ａの補強部６０ａとの間には隙間調整及びかじり防止用のシム２８が挿入されている。一方、アームの支持板１９ｂ側では、角度伝達板２２材質をステンレス、合成樹脂製等、ボス部２１及び支持板１９ｂの補強部６０ｂの材質と親和性のない、異なる材質とし、ボス部２１に対し角度伝達板２２がシムの役割を果たしている。なお、この目的のためには角度伝達板２２の全体がそのような材質である必要がなく、少なくとも角度伝達板２２の本体部分２２ａの表面がそのような材質であればよい。そして、角度伝達板２２がシムの役割を果たすので、従来ボス部２１と支持板１９ｂとの間に配置していたシムを省略できる。ただし、角度伝達板２２は鋼板で作成しても良く、この場合は角度伝達板２２と支持板補強部６０ｂとの間にシムを挿入し、補強部６０ｂとかじり防止を図れば良い。
【００５６】
以上のように構成した本実施形態のアーム角度検出装置によれば次の効果が得られる。
【００５７】
本実施形態においては、角度伝達板２２をアームシリンダ８のロッド８ａ先端のボス部２１とアーム１０の支持板１９ｂとの間に挟む構成としたので、角度伝達板２２の角度センサ２９側では従来技術のような溶接ビード代やボルト取付フランジが不要となり、角度伝達板２２の角度センサ２９側の長さＬ１（図３参照）が短くなる。また、角度伝達板２２をボス部２１とアーム支持板１９ａ，１９ｂとの間に挟むことにより、角度伝達板２２を角度センサ２９の回転軸部３０に固定されるレバー３１と同じ支持板１９ｂの内面に近接して位置させることができるようになり、レバー３１をクランク状にする必要がなく、レバー３１の長さＬ２（図３参照）も短くなる。このため、ボス部２１と角度センサ２９間の距離Ｌ３も短くなり、レバー３１と角度伝達板２２と連結プレート２４とで構成するリンク機構５５がコンパクトになると共に、リンク機構５５が描く軌跡のスペースも小さくなる。その結果、アームの支持板１９ａ，１９ｂの面積が小さくなり、アーム１０を軽量化できる。
【００５８】
また、リンク機構５５を、アーム１０が回動するとき、２つの連結点（ピン５６，５７）の描く軌跡Ａ，Ｂの少なくとも一部が角度センサ２９の回転軸部３０の中心とアームシリンダ８のロッド８ａ先端のボス部２１の中心を結んだ線分Ｃの反対側を通るように構成したので、図６に示すように２つの連結点（ピン５６，５７）の描く軌跡Ａ，Ｂの一部がボス部２１と角度センサ２９間のスペースを通るようになり、当該軌跡Ａ，Ｂが占めるスペースが縮小する。また、連結プレート２４の一部が角度センサ２９の上面を通るようにしたので、連結プレート２４の移動軌跡が占めるスペースも縮小する。このため、この点でもアームの支持板１９ａ，１９ｂの面積が小さくなり、アーム１０の一層の軽量化が可能となる。
【００５９】
以上のように本実施形態によれば、アーム角度検出装置を設け、アーム１０の位置及び姿勢を検出して作業機４の動作を制御できるようになると共に、アーム１０を軽量化できるので、作業機４のモーメントが小さくなり、油圧ショベル１の安定性を向上できる。
【００６０】
また、本実施形態では、角度検出板２２の折り曲げ部２６の２本の腕部２６ａ．２６ｂを弾性材料でできたキャップ２７で被覆するので、腕部２６ａ，２６ｂとロッド８ａとの間に弾性材料が挟まれ、アームシリンダ８の回動角をアームシリンダ８のロッド８ａを傷つけること無く伝達できる。また、角度伝達板２２の腕部２６ａ，２６ｂとシリンダロッド８ａ間の遊びを最小にでき、検出精度を向上できる。
【００６１】
更に、角度検出板２２をステンレス製あるいは合成樹脂製とし、角度伝達板２２の少なくとも本体部分２２ａの表面を、ボス部２１及びアームの支持板１９ｂの材質と親和性のない、異なる材質にしたので、角度伝達板２２の本体部分２２ａでかじり防止用のシムの役割を果たせる。
【００６２】
本発明の他の実施形態を図７により説明する。図中、図４に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。
【００６３】
図７において、本実施形態のアーム角度検出装置に用いられる角度伝達板２２は、図４に示す第１の実施形態のものと同様、本体部分２２ａ、舌状突起２５、折り曲げ部２６を有し、折り曲げ部２６は２本の腕部２６ａ，２６ｂを備えている。しかし、本実施形態では、折り曲げ部２６の２本の腕部２６ａ，２６ｂを弾性材料でできたキャップ２７で被覆する代わりに、硬質樹脂製の隙間調整板３３ａ，３３ｂをボルト止めする構成としている。この目的のため、腕部２６ａ，２６ｂにネジ穴３６ａ，３６ｂがあけられ、硬質樹脂製の隙間調整板３３ａ，３３ｂ上に押さえ板３４ａ，３４ｂ及びワッシャ３８ａ，３８ｂを介装し、押さえ板３４ａ，３４ｂの上からボルト３５ａ，３５ｂを差し込み、腕部２６ａ，２６ｂの側面に隙間調整板３３ａ，３３ｂをボルト止めする。
【００６４】
ここで、硬質樹脂製の隙間調整板３３ａ，３３ｂにはボルト３５ａ，３５ｂの遊嵌穴として図示の如く腕部２６ａ，２６ｂに対して斜めに穿設した長穴３７ａ，３７ｂを設け、この斜めの長穴３７ａ，３７ｂを介して介して隙間調整板３３ａ，３３ｂをボルト止めし、この隙間調整板３３ａ，３３ｂを介してアームシリンダ８のロッド８ａを挟むようにしている。抑え板３４ａ，３４ｂの遊嵌穴は普通の丸穴であっても良いが、図示の例では隙間調整板３３ａ，３３ｂと同じく斜めの長穴としている。
【００６５】
このような構成により、角度伝達板２２は隙間調整板３３ａ，３３ｂを介してロッド８ａに接するため、アームシリンダ８の回動角をアームシリンダ８のロッド８ａを傷つけること無く連結プレート２４に伝達できる。また、斜めの長穴３７ａ，３７ｂにより隙間調整板３３ａ，３３ｂのシリンダロッド８ａに対する位置を自由に調整することができるため、寸法にばらつきがあっても隙間調整板３３ａ，３３ｂをシリンダロッド８ａに常に密に接触させ、角度伝達板２２とシリンダロッド８ａ間の遊びを皆無とし、検出精度の更なる向上を図れる。
【００６６】
なお、以上の実施形態では、建設機械としてオフセット方式の油圧ショベルに本発明のアーム角度検出装置を設けたが、モノブームを備えた普通の油圧ショベル、あるいはブームを第１ブームと第２ブームの２つのブームに分割した２ピースブーム式の油圧ショベルなど、それ以外のブームとアームを有する建設機械に本発明のアーム角度検出装置を設けてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、アーム角度検出装置に備えられるリンク機構がコンパクトになり、リンク機構が描く軌跡のスペースが小さくなるので、アームの支持板の面積が小さくなり、アームを軽量化できる。このため、作業機のモーメントが小さくなり、建設機械の安定性を向上できる。
【００６８】
また、本発明によれば、リンク機構の２つの連結点の描く軌跡が占めるスペースも縮小し、連結機構の移動軌跡のスペースも縮小するので、この点でもアームの支持板の面積が小さくなり、アームの一層の軽量化、建設機械の安定性の向上が可能となる。
【００６９】
また、本発明によれば、角度伝達板によりアームシリンダの回動角をアームシリンダのロッドを傷つけること無く伝達でき、かつ角度伝達板とシリンダロッド間の遊びを最小にでき、検出精度を向上できる。
【００７０】
更に、本発明によれば、角度伝達板の本体部分でかじり防止用のシムの役割を果たせる。
【００７１】
また、本発明によれば、角度伝達板によりアームシリンダの回動角をアームシリンダのロッドを傷つけること無く連結機構に伝達できると共に、斜めの長穴により隙間調整板のシリンダロッドに対する位置を自由に調整することができ、隙間調整板をシリンダロッドに密に接触させ、角度伝達板とシリンダロッド間の遊びを無くし、検出精度を更に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアーム角度検出装置を備えたオフセット方式の油圧ショベルを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
【図２】ブームとアームの連結部を拡大して示す図である。
【図３】アーム角度検出装置部分を拡大して示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】角度伝達板を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】第３ブームに対してアームを回動させたときの回動範囲の両端位置でのリンク機構の２つの連結点の位置関係を示す図である。
【図６】図５のリンク部分を拡大して示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるアーム角度検出装置の角度伝達板を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１  油圧ショベル
２  走行体
３  旋回体
４  作業機
５  ブームシリンダ
６、９、１２  ピン
７  ブーム
８  アームシリンダ
８ａ  ロッド
１０  アーム
１１  バケットシリンダ
１３  バケット
１４  第１ブーム部材
１５  第２ブーム部材
１６  第３ブーム部材
１７  リンクロッド
１８  オフセットシリンダ
１９ａ、１９ｂ  アームの支持板
２０  アーム角度検出装置
２１  ボス部
２２  角度伝達板
２２ａ  本体部分
２３  穴
２４  プレート
２５  舌状突起
２５ａ  穴
２６  折り曲げ部
２６ａ、２６ｂ  腕部
２７  キャップ
２８  シム
２９  角度センサ
３０  回転軸部
３１  レバー
３１ａ  穴
３２  保護カバー
３３ａ、３３ｂ  硬質樹脂板
３４ａ、３４ｂ  押さえ板
３５ａ、３５ｂ  ボルト
３６ａ、３６ｂ  ネジ穴
３７ａ、３７ｂ  長穴
５０，５１，５２，５３  ピン
５５  リンク機構
５６，５７  ピン
Ａ，Ｂ  連結点の軌跡
Ｃ  角度センサの回転軸部の中心とボス部の中心を結んだ線分
【図１】
0003842934.tif 000002
【図２】
0003842934.tif 000003
【図３】
0003842934.tif 000004
【図４】
0003842934.tif 000005
【図５】
0003842934.tif 000006
【図６】
0003842934.tif 000007
【図７】
0003842934.tif 000008