JPH0732606Y2 - 作業角検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、油圧ショベル等の建設機械における作業部の
回転角を検知するための作業角検知装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 第５図は油圧パワーショベルのフロント作業部を示し、
スイングフレーム11に対しサポートピン12によりブーム
13が回転自在に取付けられ、ブームシリンダ14によりサ
ポートピン12を支点にブーム13が回転される。さらに、
ブーム13に対しサポートピン15によりスティック16が回
転自在に取付けられ、スティックシリンダ17によりサポ
ートピン15を支点にスティック16が回転される。また、
スティック16に対しサポートピン18によりバケット19が
回転自在に取付けられ、バケットシリンダ20によりサポ
ートピン18を支点にバケット19が回転される。バケット
シリンダ20は、スティック16にサポートピン21で回転自
在に枢着されたリンクプレート22により支持され、バケ
ットリンケージ23を介しバケット19を回転する。

このような建設機械の作業部にて、サポートピン12,15,
21を介し回転自在に設けられた一方の部材と他方の部材
との間に、両部材間の回転角を検知する回転角センサが
設けられている。

例えば、スティック16をサポートピン15により枢着する
部分では、第４図に示されるように、回転角センサとし
てのレゾルバ31の本体31aが、スティック16の側面取付
部32にボルト33で固定されたレバープレート34に取付け
られ、さらに、レゾルバ31の検知軸31bが、カップリン
グ35を介して固定ピン36に接続されている。この固定ピ
ン36は、ブーム13に固定プレート37を介し一体化された
サポートピン15から一体的に突設されている。したがっ
て、ブーム13とスティック16との間に回転があると、レ
ゾルバ31の本体31aと検知軸31bとの間にも等角の回転が
生じ、スティック16の回転角を検知できる。

第５図に示されるように、前記サポートピン12,21に対
しても、同様に回転角センサとしてのレゾルバ31が設け
られ、サポートピン12に取付けられたレゾルバ31により
ブーム13の回転角を検知でき、また、サポートピン21に
取付けられたレゾルバ31によりリンクプレート22の回転
角を検知することで、バケット19の回転角を検知でき
る。

よって、フロントの各作業部の動きを把握し、油圧回路
等に連動させて作業部の制御を容易に行うことができ
る。

（考案が解決しようとする課題） 以上のような従来の作業角検知装置は、構造的にレゾル
バ31を確実にカバーすることが難しく、例えば、本体31
aの側はカバーできるが、検知軸31bの側からの土砂や水
等の侵入は避けがたく、これらの侵入物によりレゾルバ
31が破損するおそれがある。

さらに、従来のレバープレート34では、サポートピン15
の中心と、レバープレート34の回転中心との位置合せを
正確に行うことが困難であり、その両方の中心にずれが
生じやすく、また、レバープレート34が変形した場合も
前記ずれが生ずるため、その中心のずれが生じたままの
状態で回転されるレゾルバ31は破損しやすい。

また、前記レゾルバ31の本体31aがレバープレート34に
直接固定されているため、スティック16等の振動がこの
レバープレート34を介してレゾルバ31の本体31aおよび
検知軸31bに伝わり、レゾルバ破損の原因となる。

その上、レゾルバ31の本体31aが回転される構造である
ため、従来は、第５図に示されるように、レゾルバ31か
ら引出された配線38にたるみを持たせる必要がある。し
かし、作業時にこの配線38を障害物に引掛けたりする危
険性がある。

本考案は、このような点に鑑みなされたものであり、そ
の第１の目的は、建設機械の作業部に大きな改造を行う
ことなく、部品交換することで回転角センサを確実に保
護し、回転角センサの破損を防止することにあり、第２
の目的は、回転角センサの配線にたるみを持たせる必要
をなくすことにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 請求項１の考案は、建設機械の作業部にてサポートピン
15を介し回転自在に設けられた一方の部材13と他方の部
材16との間に、両部材13,16間の回転角を検知する回転
角センサ47が設けられた作業角検知装置において、前記
一方の部材13に一体に取付けられたサポートピン15の端
部に、衝撃吸収部材44によってサポートユニット43が弾
力的に取付けられ、このサポートユニット43のサポート
ピン中心軸上に前記回転角センサ47の本体47aが一体に
取付けられ、前記サポートユニット43の周囲にてサポー
トピン15と一体的かつ同心状にリング状部材42が設けら
れ、このリング状部材42の周面に、前記他方の部材16に
回転伝達プレート54を介して連結された密閉形の保護カ
バー52,64が回転自在に嵌合され、この保護カバー52,64
の内側にボールジョイント70を介して回転伝達部材72の
一端が取付けられ、この回転伝達部材72の他端は、前記
サポートユニット43のサポートピン中心軸上に回転自在
に嵌合された回転伝達軸75に、ラジアル方向およびスラ
スト方向に摺動可能かつ回転方向に遊動不可に嵌合さ
れ、この回転伝達軸75がカップリング79を介して前記回
転角センサ47の検知軸47bに連結された作業角検知装置
である。

請求項２の考案は、請求項１の考案の構成要件に加え
て、サポートピン15の中心軸部に一端から他端にわたっ
て貫通孔81が穿設され、この貫通孔81の内部にコネクタ
82がＯリング83を介して弾力的に嵌着され、このコネク
タ82の一方の端子84に、回転角センサ47の本体47aから
引出された配線85が接続され、コネクタ82の他方の端子
86に接続された配線87が、前記サポートピン15の他端に
取付けられた配線カバー92の配線引出部93を通して外部
に引出された作業角検知装置である。

（作用） 請求項１の考案は、一方の部材13に対する他方の部材16
の回転が、回転伝達プレート54、密閉形の保護カバー5
2,64、回転伝達部材72、回転伝達軸75およびカップリン
グ79を経て、回転角センサ47の検知軸47bに伝えられ、
サポートピン15の端部に衝撃吸収部材44を介して弾力的
に取付けられた回転角センサ47の本体47aから前記部材1
3,16間の回転量に応じた出力が得られる。

また、一方の部材13と他方の部材16との間にサポートピ
ン軸方向のがたが生じた場合は、ボールジョイント70を
中心とする回転伝達部材72の回動と、回転伝達軸75のス
ラスト方向への回転伝達部材72の摺動とにより前記軸方
向のがたを吸収する。さらに、一方の部材13と他方の部
材16との間にサポートピン半径方向のがたが生じた場合
は、回転伝達軸75のラジアル方向への回転伝達部材72の
摺動により前記半径方向のがたを吸収する。そして、一
方の部材13と他方の部材16との間にサポートピン回りの
回転があったときは、回転伝達部材72の回転運動が回転
伝達軸75に正確に伝達される。

請求項２の考案は、一方の部材13に一体に取付けられた
サポートピン15に対し、回転角センサ47の本体47a、コ
ネクタ82および配線カバー92の配線引出部93が回転しな
いように設けられているので、配線に回転に対応するた
るみを設ける必要がない。

（実施例） 以下、本考案を第１図乃至第３図に示される実施例を参
照して詳細に説明する。なお、第４図および第５図に示
された従来例と同様の部材には同一符号を付してその説
明を省略する。

第１図には、スティック16の回転支点となるサポートピ
ン15の端部に設けられた作業角検知装置が一例として示
されている。

この第１図に示されるように、一方の部材としてのブー
ム13とサポートピン15とが固定板41を介して一体化され
ている。この固定板41にリング状部材42がサポートピン
15と同心状に溶接付けされ、このリング状部材42の内部
にて、サポートユニット43の２箇所に嵌着されたゴム等
の衝撃吸収部材（ショックマウント）44が、スペーサ45
を介して挿入されたボルト46により前記リング状部材42
の底板部42aに取付けられている。前記サポートユニッ
ト43のサポートピン中心軸上に、回転角センサとしての
レゾルバ47の本体47aがフランジ状サポート48を介しボ
ルト49により固定されている。

前記リング状部材42の外周面に、回転ブシュ51を介して
保護カバー52が回転自在に嵌合されている。この保護カ
バー52の凸部53にはＬ字形に折曲された回転伝達プレー
ト54の一端がボルト55により固定されており、この回転
伝達プレート54の他端は、他方の部材としてのスティッ
ク16の側面の凸部56にボルト57により取付けられてい
る。このＬ字形の回転伝達プレート54は、ラジアル方向
およびスラスト方向の衝撃や過大な負荷を吸収できるだ
けのフレキシブル性を有する。但し保護カバー52とリン
グ状部材42との回転による摩擦力で回転方向に変形しな
い強度を有する。前記保護カバー52は、ボルト58により
リング状部材42に固定されたストッパプレート59により
抜止め係止されている。

前記保護カバー52とリング状部材42との間は、保護カバ
ー52の内周面に嵌着されたＯリング61により気密、液密
が保たれ、また、保護カバー52の外側のフランジ部62に
Ｏリング63を介して保護カバー64が被着され、ボルト65
により固定されている。前記保護カバー52とこの保護カ
バー64とによって、内部が密閉されている。

前記保護カバー52の内側面に凸部71が一体に形成され、
この凸部71に第１図に示されるようにボールジョイント
を有する回転伝達部材72の一端72aがボルト73によって
固定され、この回転伝達部材（ロッドエンド）72の他端
72bは、前記サポートユニット43のサポートピン中心軸
上にベアリング74を介して回転自在に嵌合された回転伝
達軸75の凹溝76（第３図に示す）に嵌合され、そして、
ピン77により嵌合状態を係止保持されている。この回転
伝達部材72の他端72bは、凹溝76に対し、ラジアル方向
およびスラスト方向には動き得るが、回転方向の「が
た」はない状態で嵌合されている。さらに、前記回転伝
達軸75の内端に一体成形された小径軸部78が、サポート
ユニット43の内空部に設けられたカップリング79を介し
て前記レゾルバ47の検知軸47bに接続されている。

上記のように、保護カバー52の内側にボールジョイント
70を介して回転伝達部材72の一端が取付けられ、この回
転伝達部材72の他端は、前記サポートユニット43のサポ
ートピン中心軸上に回転自在に嵌合された回転伝達軸75
に、ラジアル方向およびスラスト方向に摺動可能かつ回
転方向に遊動不可に嵌合されている。

このため、一方の部材としてのブーム13と他方の部材と
してのスティック16との間にサポートピン軸方向のがた
が生じた場合は、ボールジョイント70を中心とする回転
伝達部材72の回動と、回転伝達軸75のスラスト方向への
回転伝達部材72の摺動とにより前記軸方向のがたを吸収
する。さらに、ブーム13とスティック16との間にサポー
トピン半径方向のがたが生じた場合は、回転伝達軸75の
ラジアル方向への回転伝達部材72の摺動により前記半径
方向のがたを吸収する。そして、ブーム13とスティック
16との間にサポートピン回りの回転があったときは、回
転伝達部材72の回転運動が回転伝達軸75に正確に伝達さ
れる。

前記サポートピン15の中心軸部には、第１図および第２
図に示されるように、一端から他端にわたって貫通孔81
が穿設され、この貫通孔81の内部にコネクタ82がＯリン
グ83を介して弾力的に嵌着され、このコネクタ82の一方
の端子84に、回転角センサ47の本体47aから引出された
配線85が接続され、コネクタ82の他方の端子86に接続さ
れた配線87は、第２図に示されるように、前記サポート
ピン15の他端にボルト91により取付けられた配線カバー
92およびこの配線カバー92に螺合された配線引出部とし
てのホースコネクタ93を通して外部に引出されている。
この配線カバー92の外部に引出された配線も、ホースコ
ネクタ93に接続されたホースによってカバーされる。配
線カバー92は、そのフランジ部94にボルト95によって固
定された蓋板部96によって密閉されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

ブーム13に対しスティック16が回転すると、回転伝達プ
レート15を介して保護カバー52も一体的に回転され、こ
の保護カバー52とともに回転伝達部材72、回転伝達軸75
およびカップリング79を介してレゾルバ47の検知軸47b
が回転され、ブーム13と一体の関係にあるレゾルバ47の
本体47aからスティック16の回転量に応じた電気的出力
が得られる。

その際、回転伝達プレート54が、スティック16と保護カ
バー52との間に生ずるラジアル方向およびスラスト方向
の動き、取付誤差による変位を吸収し、また、回転伝達
部材72と回転伝達軸75の凹溝76との嵌合構造が、保護カ
バー52と回転伝達軸75との間に生ずるラジアル方向およ
びスラスト方向の動き、取付誤差による変位を吸収し、
レゾルバ47を保護する。

さらに、レゾルバ47、カップリング79および回転伝達軸
75を一体的に取付けたサポートユニット43が衝撃吸収部
材（ショックマウント）44により支持されているので、
この衝撃吸収部材44により機械の振動が緩和され、レゾ
ルバ47の保護が向上する。

また、レゾルバ47の本体47a、コネクタ82および配線カ
バー92は回転しないので、レゾルバ47の本体47aからコ
ネクタ82を経てホースコネクタ93に至る配線85,87にね
じれが生じない。したがって、この配線85,87には、回
転のためのたるみが必要ない。同様に、ホースコネクタ
93から外部に引出された配線も最短とすることができ
る。

同様に、第５図に示された前記ブーム13の回転支点であ
るサポートピン12、前記バケット用リンクプレート22の
回転支点であるサポートピン21にも、それぞれ本考案の
作業角検知装置を設けるとよい。

なお、本考案の回転角センサとしては、実施例のレゾル
バに限定されるものではなく、ポテンショメータ、シン
クロ等を用いてもよい。

［考案の効果］ 請求項１の考案によれば、サポートピンの端部における
簡単な改造で取付けられた保護カバーによって、回転角
センサや内部配線が確実に密閉されるので、これらを土
砂や水等から保護できる。

また、サポートピンと同心状のリング状部材の周面に、
密閉形の保護カバーが回転自在に嵌合され、この保護カ
バーが回転伝達部材、サポートピン中心軸上の回転伝達
軸、カップリングを介して回転角センサの検知軸に連結
されたから、サポートピンを基準にして、保護カバー、
回転伝達軸、回転角センサが同心状に位置合せされると
ともに、その位置関係に狂いが生じにくいので、回転角
センサに無理な外力がかからず、回転角センサの破損を
有効に防止できる。

そして、一方の部材と他方の部材との間にラジアル方向
およびスラスト方向のがたが生じても、ボールジョイン
ト、回転伝達部材および回転伝達軸の可動構造によって
そのラジアル方向およびスラスト方向のがたを吸収で
き、この点からも回転角センサを保護できるとともに、
一方の部材と他方の部材との間にサポートピン回りの回
転があったときは、その回転量を回転伝達部材および回
転伝達軸を介して回転角センサに正確に伝達できる。

さらに、サポートピンの端部に、衝撃吸収部材によって
サポートユニットが弾力的に取付けられ、このサポート
ユニットのサポートピン中心軸上に回転角センサの本体
が一体に取付けられたから、前記衝撃吸収部材により機
械振動を吸収し、回転角センサを機械振動から防護でき
る。

請求項２の考案によれば、サポートピンの中心軸部に一
端から他端にわたって貫通孔が穿設され、この貫通孔の
内部にコネクタがＯリングを介して弾力的に嵌着され、
このコネクタの一方の端子に、回転角センサの本体から
引出された配線が接続され、コネクタの他方の端子に接
続された配線が、前記サポートピンの他端に取付けられ
た配線カバーの配線引出部を通して外部に引出されたか
ら、回転角センサの本体、コネクタおよび配線引出部が
同じ固定側となり、内部配線および外部配線に回転対応
用のたるみをもたせることなく最短の配線が可能であ
る。また、前記サポートピンの内部にコネクタをコンパ
クトに収納でき、このコネクタを保護カバー内に収納す
る場合に比べ収納スペースを削減できる。さらに、前記
Ｏリングは、コネクタにとって衝撃吸収部材（ショック
マウント）として機能するとともに、保護カバーの内部
への土砂、水等の侵入を防止する働きもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の作業角検知装置の一実施例を示す断面
図、第２図はその作業角検知装置の配線を外部へ引出す
部分の断面図、第３図は第１図に示される保護カバーを
開口した状態の正面図、第４図は従来の作業角検知装置
を示す断面図、第５図は従来の作業角検知装置の配線上
の問題点を示すフロント作業部の正面図である。 13……一方の部材としてのブーム、15……サポートピ
ン、16……他方の部材としてのスティック、42……リン
グ状部材、43……サポートユニット、44……衝撃吸収部
材、47……回転角センサ、47a……本体、47b……検知
軸、52,64……保護カバー、54……回転伝達プレート、7
2……回転伝達部材としてのロッドエンド、75……回転
伝達軸、79……カップリング、81……貫通孔、82……コ
ネクタ、83……Ｏリング、84,86……端子、85,87……配
線、92……配線カバー、93……配線引出部としてのホー
スコネクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 波左間 修一 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−81504（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−165051（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】建設機械の作業部にてサポートピンを介し
   回転自在に設けられた一方の部材と他方の部材との間
   に、両部材間の回転角を検知する回転角センサが設けら
   れた作業角検知装置において、 前記一方の部材に一体に取付けられたサポートピンの端
   部に、衝撃吸収部材によってサポートユニットが弾力的
   に取付けられ、このサポートユニットのサポートピン中
   心軸上に前記回転角センサの本体が一体に取付けられ、
   前記サポートユニットの周囲にてサポートピンと一体的
   かつ同心状にリング状部材が設けられ、このリング状部
   材の周面に、前記他方の部材に回転伝達プレートを介し
   て連結された密閉形の保護カバーが回転自在に嵌合さ
   れ、この保護カバーの内側にボールジョイントを介して
   回転伝達部材の一端が取付けられ、この回転伝達部材の
   他端は、前記サポートユニットのサポートピン中心軸上
   に回転自在に嵌合された回転伝達軸に、ラジアル方向お
   よびスラスト方向に摺動可能かつ回転方向に遊動不可に
   嵌合され、この回転伝達軸がカップリングを介して前記
   回転角センサの検知軸に連結されたことを特徴とする作
   業角検知装置。
2. 【請求項２】サポートピンの中心軸部に一端から他端に
   わたって貫通孔が穿設され、この貫通孔の内部にコネク
   タがＯリングを介して弾力的に嵌着され、このコネクタ
   の一方の端子に、回転角センサの本体から引出された配
   線が接続され、コネクタの他方の端子に接続された配線
   が、前記サポートピンの他端に取付けられた配線カバー
   の配線引出部を通して外部に引出されたことを特徴とす
   る請求項１記載の作業角検知装置。