特許ウォッチ

公開番号2024103113
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2023007276
出願日2023-01-20
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人広和特許事務所
主分類E02F 9/00 20060101AFI20240725BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】小型化された姿勢検出器を用いて第1の構造物に対する第2の構造部の姿勢を検出する。
【解決手段】深礎掘削機1の作業装置11は、ポジショニングシリンダ21のストロークに応じた第1ブーム部材13に対する第2ブーム部材14の姿勢を検出する姿勢検出器32を備えている。姿勢検出器32は、第2ブーム部材14とポジショニングシリンダ21とを連結する連結ピン21Eの外周側に位置して第2ブーム部材14に設けられたセンサ33と、ポジショニングシリンダ21に設けられ、ポジショニングシリンダ21のストロークに応じて第2ブーム部材14とポジショニングシリンダ21との相対角度が変化することによりセンサ33との間の距離が変化する被検出部材35とを有している。センサ33は、被検出部材35との間の距離を検出することにより第2ブーム部材14の姿勢を検出する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
自走可能な車体と、前記車体に設けられた第１の構造物と、基端側が前記第１の構造物に回動可能に取付けられた第２の構造物と、一端が前記第１の構造物に回動可能に取付けられ、他端が前記第２の構造物に連結ピンを介して回動可能に取付けられて伸縮により前記第２の構造物を前記第１の構造物に対して回動させるシリンダと、前記シリンダのストロークに応じた前記第１の構造物に対する前記第２の構造物の姿勢を検出する姿勢検出器とを備えてなる作業機械において、
前記姿勢検出器は、
前記連結ピンの外周側に位置して前記第２の構造物と前記シリンダのうち一方に設けられたセンサと、
前記第２の構造物と前記シリンダのうち他方に設けられ、前記シリンダのストロークに応じて前記第２の構造物と前記シリンダとの相対角度が変化することにより前記センサとの間の距離が変化する被検出部材とを有し、
前記センサと前記被検出部材との間の距離を検出することにより前記第２の構造物の前記第１の構造物に対する姿勢を検出することを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記被検出部材は、前記連結ピンと同心状の円弧形状をなす被検出面を有する円弧状被検出部を有し、
前記姿勢検出器は、前記センサと前記円弧状被検出部の前記被検出面との間の距離を検出することにより前記第２の構造物の前記第１の構造物に対する姿勢を検出することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
前記姿勢検出器による検出結果に基づいて前記シリンダの動作を制限するシリンダ動作制限装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【請求項４】
前記車体には、オペレータによって操作される操作スイッチが設けられ、
前記シリンダ動作制限装置による前記シリンダの動作を制限する機能は、前記操作スイッチの操作によって有効、無効に切換えられることを特徴とする請求項３に記載の作業機械。
【請求項５】
前記車体には、前記姿勢検出器により前記第２の構造物の姿勢が予め定められた所定の姿勢範囲から外れたことが検出されたことを、前記操作スイッチの操作に関わらずオペレータに報知する報知装置が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の作業機械。
【請求項６】
自走可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置とからなり、
前記作業装置は、基端が前記車体に回動可能に連結された第１ブーム部材と、前記第１ブーム部材の先端に回動可能に連結された第２ブーム部材と、一端が前記第１ブーム部材に回動可能に連結され、他端が前記第２ブーム部材に連結ピンを介して回動可能に連結されて伸縮により前記第２ブーム部材を前記第１ブーム部材の背面側に回動させるシリンダと、前記シリンダのストロークに応じた前記第１ブーム部材に対する前記第２ブーム部材の姿勢を検出する姿勢検出器とを備えてなる作業機械において、
前記姿勢検出器は、
前記連結ピンの外周側に位置して前記第２ブーム部材と前記シリンダのうち一方に設けられたセンサと、
前記第２ブーム部材と前記シリンダのうち他方に設けられ、前記シリンダのストロークに応じて前記第２ブーム部材と前記シリンダとの相対角度が変化することにより前記センサとの間の距離が変化する被検出部材とを有し、
前記センサと前記被検出部材との間の距離を検出することにより前記第２ブーム部材の前記第１ブーム部材に対する姿勢を検出することを特徴とする作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、油圧シリンダによって駆動される複数の構造物を備えた作業機械に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
自走可能な車体と、車体に設けられた作業装置とを備えた作業機械として、立坑の掘削作業を行う深礎掘削機が知られている。深礎掘削機の作業装置は、通常、基端側が車体に回動可能に取付けられたブームと、ブームの先端側に回動可能に取付けられたアームと、アームに対して昇降可能に設けられたクラムシェル式のバケットと、アームに設けられたバケット昇降・開閉装置とを含んで構成されている。車体とブームとの間にはブームを駆動するブームシリンダが設けられ、ブームとアームとの間にはアームを駆動するアームシリンダが設けられている。
【０００３】
深礎掘削機は、アームの先端を立坑の上方に配置した状態で、バケット昇降・開閉装置によってバケットを立坑内に下ろし、バケットを開閉させて土砂を掘削した後、立坑の外部に土砂を排出することにより、立坑の掘削作業を行う。深礎掘削機に搭載された作業装置の姿勢、即ち、車体に対するブームの姿勢、ブームに対するアームの姿勢は、ブームシリンダおよびアームシリンダのストロークに応じて変化する。このため、ブームシリンダやアームシリンダを必要以上に伸長または縮小させた場合には、深礎掘削機の安定性が低下してしまうので、油圧シリンダのストローク等に基づいて作業装置の姿勢を検出する必要がある。
【０００４】
これに対し、シリンダのピストンロッドの先端にセンサロッドの一端を取付けると共に、シリンダのチューブにセンサロッドの他端が挿入されるセンサチューブを取付け、センサチューブ内を移動するセンサロッドの他端の位置を検出部によって検出することにより、シリンダのストロークを検出するストローク検出装置が提案されている（特許文献１）。また、油圧ショベルの車体に対するブームの姿勢を検出するため、車体に対して回動するブームフートにカムを取付けると共に、車体のブームフート周辺にリミットスイッチを設け、ブームの回動角度に応じてリミットスイッチが閉成することにより、車体に対するブームの姿勢を検出するようにした姿勢検出装置が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平９－３２３８９０号公報
特開平１１－２９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１によるストローク検出装置は、シリンダのストロークに対応した長さのセンサロッドが必要となるため、ストロークが大きな長尺なシリンダには長尺なセンサロッドが必要となる。このような長尺なセンサロッドを設けることにより、装置全体が大型化するだけでなく、長尺なセンサロッドは重量も大きいため、センサロッドの一端とピストンロッドとの取付部の強度が低下する虞がある。さらに、既存の作業機械に搭載されたシリンダのピストンロッドに、溶接等の手段を用いてセンサロッドの一端を後付けする改造作業が困難であるという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２による姿勢検出装置は、ブームフートにカムが設けられ、車体のブームフート周囲に取付座を介してリミットスイッチが取付けられている。このため、既存の作業機械のブームフートにカムを後付けし、車体のブームフート周囲にリミットスイッチの取付座を後付けする改造作業が困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、小型化された姿勢検出器を用いて、例えば、作業機械の車体に対するブームの姿勢や、ブームに対するアームの姿勢などの、第１の構造物に対する第２の構造部の姿勢を検出できるようにした作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、自走可能な車体と、前記車体に設けられた第１の構造物と、基端側が前記第１の構造物に回動可能に取付けられた第２の構造物と、一端が前記第１の構造物に回動可能に取付けられ、他端が前記第２の構造物に連結ピンを介して回動可能に取付けられて伸縮により前記第２の構造物を前記第１の構造物に対して回動させるシリンダと、前記シリンダのストロークに応じた前記第１の構造物に対する前記第２の構造物の姿勢を検出する姿勢検出器とを備えてなる作業機械において、前記姿勢検出器は、前記連結ピンの外周側に位置して前記第２の構造物と前記シリンダのうち一方に設けられたセンサと、前記第２の構造物と前記シリンダのうち他方に設けられ、前記シリンダのストロークに応じて前記第２の構造物と前記シリンダとの相対角度が変化することにより前記センサとの間の距離が変化する被検出部材とを有し、前記センサと前記被検出部材との間の距離を検出することにより前記第２の構造物の前記第１の構造物に対する姿勢を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第２の構造物とシリンダのうち一方に設けられたセンサは、第２の構造物とシリンダのうち他方に設けられた被検出部材との間の距離の変化に基づいて、第１の構造物に対する第２の構造物の姿勢を検出することができる。この場合、センサは、第２の構造物とシリンダとの間を連結する連結ピンの外周側に配置されているので、シリンダの長さに関わらず姿勢検出器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許