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JP2013023865A - Revolving angle measuring device - Google Patents

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Publication number
JP2013023865A
JP2013023865A JP2011158341A JP2011158341A JP2013023865A JP 2013023865 A JP2013023865 A JP 2013023865A JP 2011158341 A JP2011158341 A JP 2011158341A JP 2011158341 A JP2011158341 A JP 2011158341A JP 2013023865 A JP2013023865 A JP 2013023865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
shaft
detected
turning angle
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011158341A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Kotake
陽介 小竹
Masahito Kageyama
雅人 影山
Yukio Shoji
幸夫 庄司
貴志 ▲瀬▼口
Takashi Seguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2011158341A priority Critical patent/JP2013023865A/en
Publication of JP2013023865A publication Critical patent/JP2013023865A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

【課題】加工の煩雑化及び強度上の問題を招来することなく、旋回体の旋回角度を計測すること。
【解決手段】建設機械の下部走行体100に対して上部旋回体200が旋回した場合にロータ10とシャフト20とが相対回転するようにスイベルジョイント1を配設し、ロータ10及びシャフト20を介して回転センサにより、下部走行体100に対する上部旋回体200の旋回角度を検出するようにした旋回角度計測装置において、シャフト20にロータ10の回転中心を軸心とした円周に沿う被検出面41を設け、回転センサにはロータ10及びシャフト20が相対回転した場合の被検出面41の変位を検出する回転検出部80を設けた。
【選択図】図1
An object of the present invention is to measure a turning angle of a revolving body without incurring complicated processing and problems in strength.
A swivel joint 1 is disposed so that a rotor 10 and a shaft 20 rotate relative to each other when an upper swing body 200 rotates with respect to a lower traveling body 100 of a construction machine, and the rotor 10 and the shaft 20 are interposed therebetween. In the turning angle measuring device in which the turning angle of the upper turning body 200 relative to the lower traveling body 100 is detected by the rotation sensor, the detected surface 41 along the circumference with the rotation center of the rotor 10 as the axis of the shaft 20. The rotation sensor is provided with a rotation detector 80 for detecting the displacement of the detected surface 41 when the rotor 10 and the shaft 20 are rotated relative to each other.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、建設機械において上部旋回体等の旋回体の旋回角度を計測するのに好適な旋回角度計測装置に関するものである。   The present invention relates to a turning angle measuring device suitable for measuring a turning angle of a turning body such as an upper turning body in a construction machine.

パワーショベルやクローラキャリア、クレーン等の建設機械では、下部走行体と上部旋回体との間に旋回角度計測装置が配設されており、この旋回角度計測装置の出力結果に基づいて下部走行体に対して上部旋回体を目標旋回角度に旋回させる制御が行われている。建設機械に用いられる旋回角度計測装置としては、例えば、特許文献1に記載されているように、下部走行体と上部旋回体との間に介在されるスイベルジョイントに、ロータリポテンショメータを付設したものが提供されている。   In construction machines such as power shovels, crawler carriers, and cranes, a turning angle measuring device is disposed between the lower traveling body and the upper turning body, and the lower traveling body is attached to the lower traveling body based on the output result of the turning angle measuring device. On the other hand, control for turning the upper turning body to a target turning angle is performed. As a turning angle measuring device used for a construction machine, for example, as described in Patent Literature 1, a rotary potentiometer is attached to a swivel joint interposed between a lower traveling body and an upper turning body. Is provided.

スイベルジョイントは、ロータの中心孔にシャフトを回転可能に配設するとともに、これら相対回転するロータ及びシャフトの間に渡って油通路を構成し、この油通路を介して上部旋回体及び下部走行体の間に油を流通させるものである。より具体的には、シャフトの回転中心が上部旋回体の旋回中心と一致する位置において、例えばロータが下部走行体に支持され、かつシャフトが上部旋回体に支持されており、下部走行体に対して上部旋回体が旋回した場合、シャフトがロータに対して回転するように配設されている。   The swivel joint rotatably arranges a shaft in the center hole of the rotor, and configures an oil passage between the rotor and the shaft that rotate relative to each other, and the upper swing body and the lower traveling body are passed through the oil passage. Oil is circulated between the two. More specifically, at a position where the rotation center of the shaft coincides with the rotation center of the upper swing body, for example, the rotor is supported by the lower travel body and the shaft is supported by the upper swing body, When the upper swing body is swung, the shaft is arranged to rotate with respect to the rotor.

ロータリポテンショメータは、本体に対して入力軸が回転した場合に回転角に応じた検出信号を出力するもので、本体がスイベルジョイントのシャフトに支持され、入力軸が連結軸を介してスイベルジョイントのロータに連結されている。   The rotary potentiometer outputs a detection signal corresponding to the rotation angle when the input shaft rotates with respect to the main body. The main body is supported by the shaft of the swivel joint, and the input shaft is connected to the rotor of the swivel joint via the connecting shaft. It is connected to.

この旋回角度計測装置では、下部走行体に対して上部旋回体が旋回すると、スイベルジョイントのロータ及びシャフトを介してロータリポテンショメータの本体と入力軸とが相対的に回転するため、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出信号として出力することができるようになる。   In this turning angle measuring device, when the upper turning body turns with respect to the lower traveling body, the main body of the rotary potentiometer and the input shaft rotate relative to each other via the rotor and shaft of the swivel joint. The turning angle of the turning body can be output as a detection signal.

実開昭62−7458号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-7458

ところで、ロータの回転をロータリポテンショメータの入力軸に伝達する連結軸は、シャフトの回転中心上、つまりシャフトの中心部を貫通しなければならない。このため、上述の旋回角度計測装置を構成するには、スイベルジョイントのシャフトに対してその中心部に連結軸を貫通させるための貫通孔を設ける必要がある。   By the way, the connecting shaft that transmits the rotation of the rotor to the input shaft of the rotor potentiometer must pass through the center of rotation of the shaft, that is, the center of the shaft. For this reason, in order to comprise the above-mentioned turning angle measuring device, it is necessary to provide the through-hole for penetrating a connecting shaft in the center part with respect to the shaft of a swivel joint.

上述したように、スイベルジョイントは、ロータ及びシャフトの間に渡って油通路を有したものであり、特にシャフトには軸方向に沿って複数の油通路が形成されている。従って、内部に油通路を有したシャフトに対して、さらにその中心部に貫通孔を設けた場合には、加工の煩雑化を招来するばかりでなく、スイベルジョイントの強度上の問題を招来する恐れがある。   As described above, the swivel joint has an oil passage between the rotor and the shaft. In particular, the shaft has a plurality of oil passages formed along the axial direction. Therefore, when a through-hole is further provided in the central portion of the shaft having an oil passage inside, not only the processing is complicated, but also the strength of the swivel joint may be caused. There is.

本発明は、上記実情に鑑みて、加工の煩雑化及び強度上の問題を招来することなく、旋回体の旋回角度を計測することのできる建設機械の旋回角度計測装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a turning angle measuring device for a construction machine capable of measuring the turning angle of a turning body without causing complication of processing and problems in strength. To do.

上記目的を達成するため、本発明に係る建設機械の旋回角度計測装置は、中心孔を有したロータ及び前記ロータの中心孔に回転可能に配設したシャフトを備え、これら相対回転するロータ及びシャフトの間に渡って油を流通可能な油通路が設けられたスイベルジョイントと、前記ロータ及び前記シャフトのいずれか一方に支持させ、かつ他方を検出対象として前記ロータ及び前記シャフトの相対回転角度を検出する回転センサとを備え、建設機械の走行体に対して旋回体が旋回した場合に前記ロータと前記シャフトとが相対回転するように前記スイベルジョイントを配設し、前記ロータ及び前記シャフトを介して前記回転センサにより、前記走行体に対する前記旋回体の旋回角度を検出するようにした建設機械の旋回角度計測装置において、前記回転センサの検出対象となる前記ロータもしくは前記シャフトに前記ロータの回転中心を軸心とした円周に沿う被検出面を設け、前記回転センサには前記ロータ及び前記シャフトが相対回転した場合の前記被検出面の変位を検出する検出部を設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a turning angle measuring device for a construction machine according to the present invention includes a rotor having a center hole and a shaft rotatably disposed in the center hole of the rotor, and the rotor and the shaft that rotate relative to each other. The swivel joint provided with an oil passage through which oil can be passed between and the rotor and the shaft are supported by one of them, and the relative rotation angle of the rotor and the shaft is detected using the other as a detection target. The swivel joint is disposed so that the rotor and the shaft rotate relative to each other when the swinging body turns relative to the traveling body of the construction machine. In the turning angle measuring device for a construction machine that detects the turning angle of the turning body with respect to the traveling body by the rotation sensor, When the rotor or the shaft to be detected by the rotation sensor is provided with a detection surface along the circumference centering on the rotation center of the rotor, the rotation sensor is rotated when the rotor and the shaft are relatively rotated. A detection unit for detecting a displacement of the detected surface is provided.

また、本発明は、上述した建設機械の旋回角度計測装置において、前記ロータの外周面に前記被検出面を設けるとともに、前記シャフトに前記回転センサを支持させ、前記回転センサは、外周面を介して前記ロータの被検出面を転動する転動ローラを備え、前記検出部は、前記転動ローラの回転変位を検出することを特徴とする。   According to the present invention, in the turning angle measuring device for a construction machine described above, the detected surface is provided on the outer peripheral surface of the rotor, the rotation sensor is supported on the shaft, and the rotation sensor is interposed via the outer peripheral surface. And a rolling roller that rolls on the detected surface of the rotor, and the detection unit detects rotational displacement of the rolling roller.

また、本発明は、上述した建設機械の旋回角度計測装置において、前記スイベルジョイントは、前記シャフトの外周面に前記ロータの開口端部を覆うカバー部材を備え、前記回転センサは、前記カバー部材の一部をセンサ収容体として前記シャフトに支持させたことを特徴とする。   In the turning angle measuring device for a construction machine, the swivel joint includes a cover member that covers an opening end portion of the rotor on an outer peripheral surface of the shaft, and the rotation sensor A part is supported by the shaft as a sensor container.

また、本発明は、上述した建設機械の旋回角度計測装置において、前記転動ローラの周面を前記被検出面に押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that in the turning angle measuring device for a construction machine described above, a pressing means for pressing the peripheral surface of the rolling roller against the detected surface is provided.

また、本発明に係る建設機械の旋回角度計測装置は、中心孔を有したロータ及び前記ロータの中心孔に回転可能に配設したシャフトを備え、これら相対回転するロータ及びシャフトの間に渡って油を流通可能な油通路が設けられたスイベルジョイントと、前記シャフトに支持させ、前記ロータが相対的に回転した場合に前記ロータ及び前記シャフトの相対回転角度を検出する回転センサとを備え、建設機械の走行体に対して旋回体が旋回した場合に前記ロータと前記シャフトとが相対回転するように前記スイベルジョイントを配設し、前記ロータ及び前記シャフトを介して前記回転センサにより、前記走行体に対する前記旋回体の旋回角度を検出するようにした建設機械の旋回角度計測装置において、前記スイベルジョイントは、前記シャフトの外周面に前記ロータの開口端部を覆うカバー部材を備え、前記ロータの外周面に前記ロータの回転中心を軸心とした円周に沿う被検出面を設けるとともに、前記カバー部材に前記回転センサを支持させ、前記回転センサは、前記カバー部材に対して回転可能に配設し、外周面を介して前記ロータの被検出面を転動する転動ローラと、この転動ローラの回転変位を検出する検出部とを備え、さらに前記転動ローラの周面を前記被検出面に押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする。   The turning angle measuring device for a construction machine according to the present invention includes a rotor having a center hole and a shaft rotatably disposed in the center hole of the rotor, and the rotor and the shaft that rotate relative to each other are provided. A swivel joint provided with an oil passage through which oil can be circulated, and a rotation sensor that is supported by the shaft and detects a relative rotation angle of the rotor and the shaft when the rotor rotates relatively, and is constructed. The swivel joint is disposed so that the rotor and the shaft rotate relative to each other when the swinging body rotates with respect to the traveling body of the machine, and the traveling body is configured by the rotation sensor via the rotor and the shaft. In the swivel angle measuring device for a construction machine that detects the swivel angle of the swivel body with respect to the swivel, the swivel joint includes the shuffle joint A cover member that covers the opening end of the rotor is provided on the outer peripheral surface of the rotor, and a detected surface is provided on the outer peripheral surface of the rotor along a circumference centered on the rotation center of the rotor, and the rotation is provided on the cover member. The rotation sensor is supported so as to be rotatable with respect to the cover member, and a rolling roller that rolls on the detected surface of the rotor via an outer peripheral surface, and a rotational displacement of the rolling roller And a pressing means for pressing the circumferential surface of the rolling roller against the detected surface.

本発明によれば、回転センサの検出対象となるロータもしくはシャフトに、ロータの回転中心を軸心とした円周に沿う被検出面を設け、回転センサとしてはロータ及びシャフトが相対回転した場合の被検出面の変位を検出するものを適用しているため、被検出面に対向する部位に回転センサを設ければ良く、シャフトやロータに対して複雑で強度に影響を与えるような加工を要することなく、旋回体の旋回角度を計測することが可能となる。   According to the present invention, the rotor or shaft to be detected by the rotation sensor is provided with a detection surface along the circumference centered on the rotation center of the rotor, and the rotation sensor is a case where the rotor and the shaft rotate relative to each other. Since a sensor that detects the displacement of the surface to be detected is applied, it is sufficient to provide a rotation sensor at the part facing the surface to be detected, and the shaft and rotor need to be processed in a complicated manner that affects the strength. It is possible to measure the turning angle of the turning body without any problem.

図1は、本発明の実施の形態である建設機械の旋回角度計測装置を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a turning angle measuring device for a construction machine according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示した旋回角度計測装置の要部拡大断面側面図である。2 is an enlarged cross-sectional side view of a main part of the turning angle measuring device shown in FIG. 図3は、図1に示した旋回角度計測装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the turning angle measuring apparatus shown in FIG. 図4は、図1における矢視X図である。FIG. 4 is an arrow X view in FIG. 図5は、図1に示した旋回角度計測装置を適用した建設機械を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a construction machine to which the turning angle measuring device shown in FIG. 1 is applied.

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る建設機械の旋回角度計測装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a turning angle measuring device for a construction machine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1〜図4は、本発明の実施の形態である旋回角度計測装置を示したものである。ここで例示する旋回角度計測装置は、図5に示すように、パワーショベルやバックホー等の建設機械において下部走行体100に対する上部旋回体200の旋回角度を計測するためのものである。   1 to 4 show a turning angle measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The turning angle measuring device illustrated here is for measuring the turning angle of the upper turning body 200 with respect to the lower traveling body 100 in a construction machine such as a power shovel or a backhoe as shown in FIG.

旋回角度計測装置の適用対象となる建設機械には、下部走行体100と上部旋回体200との間に旋回サークル300が設けてある。旋回サークル300は、互いに回転可能となる内外2つのサークル部301,302を備えて構成した環状部材である。この旋回サークル300は、内方サークル部301が下部走行体100に固定され、かつ外方サークル部302が上部旋回体200に固定されており、下部走行体100に対して上部旋回体200を鉛直方向に沿った軸心を中心として旋回させることが可能である。この建設機械には、下部走行体100と上部旋回体200との間にスイベルジョイント1が配設してある。   In the construction machine to which the turning angle measuring device is applied, a turning circle 300 is provided between the lower traveling body 100 and the upper turning body 200. The turning circle 300 is an annular member configured to include two inner and outer circle portions 301 and 302 that can rotate with respect to each other. In this turning circle 300, the inner circle portion 301 is fixed to the lower traveling body 100, and the outer circle portion 302 is fixed to the upper rotating body 200, and the upper turning body 200 is perpendicular to the lower traveling body 100. It is possible to swivel about an axis along the direction. In this construction machine, the swivel joint 1 is disposed between the lower traveling body 100 and the upper swing body 200.

スイベルジョイント1は、図1〜図4に示すように、中心孔11を有し上端が開口するとともに下端が閉塞したロータ10と、ロータ10の中心孔11に回転可能に配設したシャフト20とを備えて構成したものである。このスイベルジョイント1は、下部走行体100に対して上部旋回体200が旋回した場合に、ロータ10に対してシャフト20が回転するように、図5に示すように、シャフト20の回転中心を上部旋回体200の旋回中心に合致させた状態で、ロータ10を下部走行体100に取り付け、かつシャフト20を上部旋回体200に取り付けてある。   1 to 4, the swivel joint 1 includes a rotor 10 having a center hole 11 having an upper end opened and a lower end closed, and a shaft 20 rotatably disposed in the center hole 11 of the rotor 10. It is comprised and is comprised. As shown in FIG. 5, the swivel joint 1 has an upper center of rotation of the shaft 20 so that the shaft 20 rotates with respect to the rotor 10 when the upper swing body 200 rotates with respect to the lower traveling body 100. The rotor 10 is attached to the lower traveling body 100 and the shaft 20 is attached to the upper turning body 200 in a state in which the turning body 200 matches the turning center.

図1〜図4に示すように、スイベルジョイント1には、ロータ10及びシャフト20の間に渡って複数の油通路30が設けてある。本実施の形態では、ロータ10に4つの環状油路部31A,31B,31C,31D及び4つのロータ側ポート部32A,32B,32C,32Dを設けるとともに、シャフト20に4つのシャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dを設けることによって互いに独立した4つの油通路30A,30B,30C,30Dが構成してある。   As shown in FIGS. 1 to 4, the swivel joint 1 is provided with a plurality of oil passages 30 between the rotor 10 and the shaft 20. In the present embodiment, the rotor 10 is provided with four annular oil passage portions 31A, 31B, 31C, 31D and four rotor side port portions 32A, 32B, 32C, 32D, and the shaft 20 is provided with four shaft side port portions 33A. , 33B, 33C, and 33D, four oil passages 30A, 30B, 30C, and 30D that are independent from each other are configured.

環状油路部31A,31B,31C,31Dは、図1に示すように、それぞれシャフト20の回転中心を軸心とした環状を成し、個々の内周がロータ10の中心孔11に開口するもので、互いの間に間隔を確保した状態でシャフト20の回転中心に沿って並設してある。ロータ側ポート部32A,32B,32C,32Dは、個々の環状油路部31A,31B,31C,31Dからロータ10の径方向に沿って延在したもので、図4に示すように、個々の延在端部がロータ10の外表面に開口している。シャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dは、図3に示すように、シャフト20の回転軸心を中心とした円周上に等間隔に配設し、それぞれシャフト20の回転軸心に沿って延在したものである。シャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dの基端部は、それぞれシャフト20の端面に開口している。シャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dの先端部は、図2に示すように、それぞれシャフト20の径方向に沿って外方に屈曲した後、シャフト20の外周面に開口している。シャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dがシャフト20の外周面に開口する位置は、シャフト20の回転中心に沿って互いにずれており、それぞれが個別の環状油路部31A,31B,31C,31Dに対向している。   As shown in FIG. 1, the annular oil passage portions 31 </ b> A, 31 </ b> B, 31 </ b> C, and 31 </ b> D each form an annular shape with the rotation center of the shaft 20 as an axis, and each inner periphery opens into the center hole 11 of the rotor 10. However, they are juxtaposed along the center of rotation of the shaft 20 with a space between them. The rotor-side port portions 32A, 32B, 32C, 32D extend along the radial direction of the rotor 10 from the individual annular oil passage portions 31A, 31B, 31C, 31D. As shown in FIG. The extended end portion opens on the outer surface of the rotor 10. As shown in FIG. 3, the shaft-side port portions 33A, 33B, 33C, and 33D are arranged at equal intervals on the circumference centered on the rotational axis of the shaft 20, and are respectively along the rotational axis of the shaft 20. It is extended. The base end portions of the shaft side port portions 33A, 33B, 33C, and 33D are open to the end surface of the shaft 20, respectively. As shown in FIG. 2, the distal end portions of the shaft-side port portions 33A, 33B, 33C, and 33D are bent outward along the radial direction of the shaft 20, and then opened to the outer peripheral surface of the shaft 20. The positions where the shaft-side port portions 33A, 33B, 33C, and 33D are opened on the outer peripheral surface of the shaft 20 are shifted from each other along the rotation center of the shaft 20, and each of the annular oil passage portions 31A, 31B, 31C, It faces 31D.

上記のように構成したスイベルジョイント1の油通路30A,30B,30C,30Dは、ロータ10に対してシャフト20が回転した場合にも、シャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dにおいてシャフト20の外周面に開口する位置が対応する環状油路部31A,31B,31C,31Dに対向した状態に維持される。これにより、ロータ10に対するシャフト20の回転角度に関わらず、ロータ10の外周面に開口するロータ側ポート部32A,32B,32C,32Dとシャフト20の端面に開口するシャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dとの間に常に油を流通させることが可能となる。図には明示していないが、ロータ10の外周面に開口するロータ側ポート部32A,32B,32C,32Dには、走行モータとの間に油を流通させる油圧配管101(図5)が接続され、またシャフト20の端面に開口するシャフト側ポート部33A,33B,33C,33Dには、油圧ポンプとの間に油を流通させる油圧配管201(図5)が接続される。尚、図2中の符号34は、ロータ10の中心孔11において各環状油路部31A,31B,31C,31Dの両側となる位置に配設したオイルシールである。   The oil passages 30A, 30B, 30C, and 30D of the swivel joint 1 configured as described above have the shaft 20 at the shaft-side port portions 33A, 33B, 33C, and 33D even when the shaft 20 rotates with respect to the rotor 10. The position opened to the outer peripheral surface is maintained in a state facing the corresponding annular oil passage portions 31A, 31B, 31C, 31D. Thereby, irrespective of the rotation angle of the shaft 20 with respect to the rotor 10, the rotor side port portions 32A, 32B, 32C, 32D that open to the outer peripheral surface of the rotor 10 and the shaft side port portions 33A, 33B that open to the end surface of the shaft 20 It becomes possible to always distribute oil between 33C and 33D. Although not clearly shown in the drawing, hydraulic piping 101 (FIG. 5) for circulating oil between the traveling motor and the rotor side port portions 32A, 32B, 32C, and 32D that opens to the outer peripheral surface of the rotor 10 is connected. In addition, a hydraulic pipe 201 (FIG. 5) through which oil flows is connected to the shaft-side port portions 33A, 33B, 33C, and 33D that open to the end surface of the shaft 20 with the hydraulic pump. Note that reference numeral 34 in FIG. 2 denotes an oil seal disposed at positions on both sides of each of the annular oil passage portions 31A, 31B, 31C, 31D in the center hole 11 of the rotor 10.

図1及び図2に示すように、このスイベルジョイント1には、旋回角度計測装置を構成すべく、ロータ10の上端部に被検出面41が設けてあるとともに、シャフト20の外周面において被検出面41に隣接する部位にカバー部材50が設けてある。ロータ10の被検出面41は、ロータ10の上端部外周に中空円筒状のガイド部材40を装着することによってガイド部材40の外周面に構成したものである。この被検出面41は、シャフト20の回転中心を軸心とした円周に沿って設けてある。カバー部材50は、図3に示すように、平面視が多角形状を成し、嵌合孔51aを介してシャフト20の外周面に嵌合した基準プレート部51と、円筒状を成し、基準プレート部51においてロータ10側に位置する端面からガイド部材40を覆う態様で配設した外周カバー部52とを有したものである。このカバー部材50は、ロータ10の開口端部を覆うものである。外周カバー部52の下端部には、ロータ10の被検出面41との間に異物が進入するのを防止するためのダストシール部材53が設けてある。   As shown in FIGS. 1 and 2, the swivel joint 1 is provided with a detected surface 41 at the upper end of the rotor 10 so as to constitute a turning angle measuring device, and is detected on the outer peripheral surface of the shaft 20. A cover member 50 is provided at a site adjacent to the surface 41. The detected surface 41 of the rotor 10 is configured on the outer peripheral surface of the guide member 40 by mounting a hollow cylindrical guide member 40 on the outer periphery of the upper end portion of the rotor 10. The detected surface 41 is provided along a circumference with the rotation center of the shaft 20 as an axis. As shown in FIG. 3, the cover member 50 has a polygonal shape in plan view, and has a cylindrical shape with a reference plate portion 51 that is fitted to the outer peripheral surface of the shaft 20 via a fitting hole 51 a. The plate portion 51 includes an outer peripheral cover portion 52 disposed in a manner covering the guide member 40 from an end surface located on the rotor 10 side. The cover member 50 covers the opening end of the rotor 10. A dust seal member 53 is provided at the lower end portion of the outer peripheral cover portion 52 to prevent foreign matter from entering between the detected surface 41 of the rotor 10.

図1〜図4に示すように、カバー部材50には、その一部にセンサ収容体54が構成してある。センサ収容体54は、カバー部材50における外周カバー部52の一部から外方に膨出するように設けた中空部分であり、ロータ10の被検出面41に対向する部位にのみ開口している。図1に示すように、このセンサ収容体54には、プッシャ60、転動ローラ(回転センサ)70及び回転検出部(回転センサ)80が配設してある。   As shown in FIGS. 1 to 4, the cover member 50 has a sensor housing 54 formed in a part thereof. The sensor housing 54 is a hollow portion provided so as to bulge outward from a part of the outer peripheral cover portion 52 of the cover member 50, and opens only at a portion facing the detected surface 41 of the rotor 10. . As shown in FIG. 1, the sensor housing 54 is provided with a pusher 60, a rolling roller (rotation sensor) 70, and a rotation detector (rotation sensor) 80.

図2に示すように、プッシャ60は、センサ収容体54の内部においてロータ10の被検出面41に近接離反する方向に沿って移動可能に配設した筒状部材である。このプッシャ60には、センサ収容体54を構成するカバー部材50との間にプッシャ60をロータ10の被検出面41に向けて常時押圧する押圧スプリング(押圧手段)61が介在させてある。   As shown in FIG. 2, the pusher 60 is a cylindrical member disposed inside the sensor housing 54 so as to be movable along a direction approaching and moving away from the detected surface 41 of the rotor 10. A press spring (pressing means) 61 that presses the pusher 60 toward the detected surface 41 of the rotor 10 is interposed between the pusher 60 and the cover member 50 that constitutes the sensor housing 54.

転動ローラ70は、中心孔71にセンサシャフト72を嵌着したものであり、センサシャフト72の両端部とユニットケース73との間にそれぞれベアリング74を介在させることにより、ユニットケース73に回転可能に支持させてある。この転動ローラ70は、センサシャフト72の軸心がシャフト20の回転中心と平行となる状態で、ユニットケース73を介してプッシャ60とガイド部材40との間に位置する部位に支持させてある。図1からも明らかなように、転動ローラ70の外周面は、ユニットケース73から外部に露出しており、押圧スプリング61の押圧力により、プッシャ60、ユニットケース73、ベアリング74及びセンサシャフト72を介してロータ10の被検出面41に常時押圧された状態に維持されている。   The rolling roller 70 has a sensor shaft 72 fitted in a center hole 71, and can rotate on the unit case 73 by interposing bearings 74 between both ends of the sensor shaft 72 and the unit case 73. Is supported. The rolling roller 70 is supported by a portion located between the pusher 60 and the guide member 40 via the unit case 73 in a state where the axis of the sensor shaft 72 is parallel to the rotation center of the shaft 20. . As apparent from FIG. 1, the outer peripheral surface of the rolling roller 70 is exposed to the outside from the unit case 73, and the pusher 60, the unit case 73, the bearing 74, and the sensor shaft 72 are pressed by the pressing force of the pressing spring 61. The state is always kept pressed against the detected surface 41 of the rotor 10 via the.

図1に示すように、回転検出部80は、センサシャフト72の端部に配設した永久磁石75の磁力に応じた電気信号を出力するもので、例えばホール素子によって構成してある。図には明示していないが、本実施の形態では、2つのホール素子をセンサシャフト72の回転方向に沿って90°位相をずらして配設し、これら位相が異なるホール素子からの2つの出力信号に基づいて、センサシャフト72の絶対角度及び回転方向を検出するように回転検出部80が構成してある。尚、図2中の符号90は、信号ケーブル91を接続するための端子台である。この端子台90には、上部旋回体200に搭載された図示せぬ制御手段との間に電気信号を送受信する信号ケーブル91が接続されている。   As shown in FIG. 1, the rotation detector 80 outputs an electrical signal corresponding to the magnetic force of the permanent magnet 75 disposed at the end of the sensor shaft 72 and is constituted by a Hall element, for example. Although not explicitly shown in the figure, in the present embodiment, two Hall elements are arranged 90 ° out of phase along the rotation direction of the sensor shaft 72, and two outputs from Hall elements having different phases are arranged. The rotation detector 80 is configured to detect the absolute angle and rotation direction of the sensor shaft 72 based on the signal. Note that reference numeral 90 in FIG. 2 denotes a terminal block for connecting the signal cable 91. The terminal block 90 is connected with a signal cable 91 that transmits and receives electrical signals to and from a control unit (not shown) mounted on the upper swing body 200.

上記のように構成した旋回角度計測装置では、図示せぬ旋回アクチュエータの駆動により下部走行体100に対して上部旋回体200が旋回すると、下部走行体100を基準とした場合、スイベルジョイント1のロータ10に対してシャフト20が同方向に同一角度だけ回転することになる。ロータ10に対してシャフト20が回転すると、ロータ10の被検出面41に押圧された転動ローラ70がロータ10及びシャフト20の相対回転角度に応じて回転し、転動ローラ70の回転変位が回転検出部80によって検出されて電気信号が出力される。   In the turning angle measuring apparatus configured as described above, when the upper turning body 200 turns with respect to the lower traveling body 100 by driving a turning actuator (not shown), the rotor of the swivel joint 1 when the lower traveling body 100 is used as a reference. The shaft 20 rotates in the same direction by the same angle with respect to 10. When the shaft 20 rotates with respect to the rotor 10, the rolling roller 70 pressed against the detection surface 41 of the rotor 10 rotates according to the relative rotation angle of the rotor 10 and the shaft 20, and the rotational displacement of the rolling roller 70 is changed. It is detected by the rotation detector 80 and an electric signal is output.

ここで、上記の旋回角度計測装置によれば、押圧スプリング61の押圧力によって転動ローラ70がロータ10の被検出面41に押圧された状態となる。従って、ロータ10とシャフト20との間に多少のがたつきが発生した場合にも、常にロータ10及びシャフト20の相対回転変位に応じて転動ローラ70を回転させることが可能となり、下部走行体100に対する上部旋回体200の旋回角度を、より正確に検出することが可能となる。上述したように、ロータ10の中心孔11とシャフト20の外周面との間には、オイルシール34を介在させることが必須となり、ロータ10とシャフト20との間に隙間を設けなければならないため、ロータ10とシャフト20とのがたつきに応じて転動ローラ70が追従できる構成はきわめて有効である。   Here, according to the turning angle measuring device, the rolling roller 70 is pressed against the detected surface 41 of the rotor 10 by the pressing force of the pressing spring 61. Therefore, even when some rattling occurs between the rotor 10 and the shaft 20, the rolling roller 70 can always be rotated in accordance with the relative rotational displacement of the rotor 10 and the shaft 20, and the lower traveling The turning angle of the upper turning body 200 with respect to the body 100 can be detected more accurately. As described above, it is essential to interpose the oil seal 34 between the center hole 11 of the rotor 10 and the outer peripheral surface of the shaft 20, and a gap must be provided between the rotor 10 and the shaft 20. A configuration in which the rolling roller 70 can follow the backlash between the rotor 10 and the shaft 20 is extremely effective.

これらの結果、回転検出部80から出力される電気信号に基づいて旋回アクチュエータ(図示せず)の駆動を制御すれば、下部走行体100に対して上部旋回体200を所望の旋回角度に正確に旋回させることが可能となる。   As a result, if the drive of the turning actuator (not shown) is controlled based on the electrical signal output from the rotation detector 80, the upper turning body 200 is accurately set to a desired turning angle with respect to the lower traveling body 100. It can be turned.

しかも、上述の旋回角度計測装置では、ロータ10に設けたガイド部材40の外周面を被検出面41とし、この被検出面41を転動する転動ローラ70の回転変位を回転検出部80によって検出するように構成しているため、シャフト20やロータ10に対して複雑で強度に影響を与えるような加工を何ら施す必要がない。従って、加工の煩雑化及び強度上の問題を招来することなく、下部走行体100に対する上部旋回体200の旋回角度を正確に検出することが可能となる。   Moreover, in the above-described turning angle measuring device, the outer peripheral surface of the guide member 40 provided on the rotor 10 is the detected surface 41, and the rotational displacement of the rolling roller 70 rolling on the detected surface 41 is detected by the rotation detecting unit 80. Since it is configured to detect, there is no need to perform any complicated processing that affects the strength of the shaft 20 or the rotor 10. Therefore, it is possible to accurately detect the turning angle of the upper turning body 200 with respect to the lower traveling body 100 without causing complication of processing and a problem in strength.

尚、上述した実施の形態では、回転センサを構成する転動ローラ70及び回転検出部80をシャフト20に支持させるようにしているが、転動ローラ70及び回転検出部80をロータ10に支持させるように構成しても良い。この場合、被検出面41をシャフト20に設ける必要があるのはいうまでもない。また、スイベルジョイント1のロータ10を下部走行体100に支持させ、かつシャフト20を上部旋回体200に支持させるようにしているが、逆の態様でロータ10及びシャフト20を建設機械に搭載しても良い。   In the above-described embodiment, the rolling roller 70 and the rotation detection unit 80 constituting the rotation sensor are supported by the shaft 20. However, the rolling roller 70 and the rotation detection unit 80 are supported by the rotor 10. You may comprise as follows. In this case, it goes without saying that the detected surface 41 needs to be provided on the shaft 20. Further, the rotor 10 of the swivel joint 1 is supported by the lower traveling body 100 and the shaft 20 is supported by the upper swing body 200. However, the rotor 10 and the shaft 20 are mounted on the construction machine in the reverse manner. Also good.

さらに、上述した実施の形態では、ガイド部材40の外周面を被検出面41として構成したものを例示しているが、ガイド部材40の内周面を被検出面41として旋回角度計測装置を構成することも可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the outer peripheral surface of the guide member 40 is exemplified as the detected surface 41, but the turning angle measuring device is configured with the inner peripheral surface of the guide member 40 as the detected surface 41. It is also possible to do.

またさらに、上述した実施の形態では、回転センサとして被検出面41を転動する転動ローラ70を備えるとともに、転動ローラ70の回転変位を検出する回転検出部80を備えたものを例示しているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、転動ローラを要することなく、ロータ及びシャフトが相対回転した場合の被検出面の変位を光学的に検出したり、磁気的に検出する検出部を設けて回転センサを構成することも可能である。尚、転動ローラ70の回転変位を検出する回転センサを適用した場合に上述した実施の形態では、センサシャフト72の端部に配設した永久磁石75の磁力に応じた電気信号を出力するものを例示しているが、転動ローラの回転変位を光学的に検出するように回転センサを構成しても構わない。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example is provided that includes the rolling roller 70 that rolls on the detection surface 41 as a rotation sensor and the rotation detector 80 that detects the rotational displacement of the rolling roller 70. However, it is not necessarily limited to this. For example, without requiring a rolling roller, it is possible to optically detect the displacement of the surface to be detected when the rotor and shaft rotate relative to each other, or to provide a detection unit that detects magnetically to constitute a rotation sensor. It is. In the above-described embodiment, when the rotation sensor that detects the rotational displacement of the rolling roller 70 is applied, an electric signal corresponding to the magnetic force of the permanent magnet 75 disposed at the end of the sensor shaft 72 is output. However, the rotation sensor may be configured to optically detect the rotational displacement of the rolling roller.

1 スイベルジョイント
10 ロータ
11 中心孔
20 シャフト
30A,30B,30C,30D 油通路
40 ガイド部材
41 被検出面
50 カバー部材
51 基準プレート部
52 外周カバー部
53 ダストシール部材
54 センサ収容体
60 プッシャ
61 押圧スプリング
70 転動ローラ
75 永久磁石
80 回転検出部
100 下部走行体
200 上部旋回体
300 旋回サークル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Swivel joint 10 Rotor 11 Center hole 20 Shaft 30A, 30B, 30C, 30D Oil passage 40 Guide member 41 Detection surface 50 Cover member 51 Reference | standard plate part 52 Outer periphery cover part 53 Dust seal member 54 Sensor container 60 Pusher 61 Pressing spring 70 Rolling roller 75 Permanent magnet 80 Rotation detector 100 Lower traveling body 200 Upper revolving body 300 Turning circle

Claims (5)

中心孔を有したロータ及び前記ロータの中心孔に回転可能に配設したシャフトを備え、これら相対回転するロータ及びシャフトの間に渡って油を流通可能な油通路が設けられたスイベルジョイントと、
前記ロータ及び前記シャフトのいずれか一方に支持させ、かつ他方を検出対象として前記ロータ及び前記シャフトの相対回転角度を検出する回転センサと
を備え、建設機械の走行体に対して旋回体が旋回した場合に前記ロータと前記シャフトとが相対回転するように前記スイベルジョイントを配設し、前記ロータ及び前記シャフトを介して前記回転センサにより、前記走行体に対する前記旋回体の旋回角度を検出するようにした建設機械の旋回角度計測装置において、
前記回転センサの検出対象となる前記ロータもしくは前記シャフトに前記ロータの回転中心を軸心とした円周に沿う被検出面を設け、前記回転センサには前記ロータ及び前記シャフトが相対回転した場合の前記被検出面の変位を検出する検出部を設けたことを特徴とする建設機械の旋回角度計測装置。
A rotor having a center hole and a shaft rotatably disposed in the center hole of the rotor, and a swivel joint provided with an oil passage through which oil can flow between the rotor and the shaft rotating relative to each other;
A rotation sensor that is supported by one of the rotor and the shaft and detects the relative rotation angle of the rotor and the shaft with the other as a detection target; In this case, the swivel joint is disposed so that the rotor and the shaft rotate relative to each other, and the rotation angle of the revolving body with respect to the traveling body is detected by the rotation sensor via the rotor and the shaft. In the construction machine turning angle measuring device,
When the rotor or the shaft to be detected by the rotation sensor is provided with a surface to be detected along a circumference centered on the rotation center of the rotor, the rotation sensor is rotated when the rotor and the shaft are relatively rotated. A turning angle measuring device for a construction machine, comprising a detecting unit for detecting a displacement of the detected surface.
前記ロータの外周面に前記被検出面を設けるとともに、前記シャフトに前記回転センサを支持させ、
前記回転センサは、外周面を介して前記ロータの被検出面を転動する転動ローラを備え、前記検出部は、前記転動ローラの回転変位を検出することを特徴とする請求項1に記載の建設機械の旋回角度計測装置。
While providing the detected surface on the outer peripheral surface of the rotor, the rotation sensor is supported on the shaft,
The rotation sensor includes a rolling roller that rolls on a detected surface of the rotor via an outer peripheral surface, and the detection unit detects a rotational displacement of the rolling roller. The turning angle measuring device for the construction machine described.
前記スイベルジョイントは、前記シャフトの外周面に前記ロータの開口端部を覆うカバー部材を備え、前記回転センサは、前記カバー部材の一部をセンサ収容体として前記シャフトに支持させたことを特徴とする請求項2に記載の建設機械の旋回角度計測装置。   The swivel joint includes a cover member that covers an opening end portion of the rotor on an outer peripheral surface of the shaft, and the rotation sensor has a part of the cover member supported by the shaft as a sensor container. The turning angle measuring device for a construction machine according to claim 2. 前記転動ローラの周面を前記被検出面に押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする請求項2に記載の建設機械の旋回角度計測装置。   The turning angle measuring device for a construction machine according to claim 2, further comprising pressing means for pressing a circumferential surface of the rolling roller against the detected surface. 中心孔を有したロータ及び前記ロータの中心孔に回転可能に配設したシャフトを備え、これら相対回転するロータ及びシャフトの間に渡って油を流通可能な油通路が設けられたスイベルジョイントと、
前記シャフトに支持させ、前記ロータが相対的に回転した場合に前記ロータ及び前記シャフトの相対回転角度を検出する回転センサと
を備え、建設機械の走行体に対して旋回体が旋回した場合に前記ロータと前記シャフトとが相対回転するように前記スイベルジョイントを配設し、前記ロータ及び前記シャフトを介して前記回転センサにより、前記走行体に対する前記旋回体の旋回角度を検出するようにした建設機械の旋回角度計測装置において、
前記スイベルジョイントは、前記シャフトの外周面に前記ロータの開口端部を覆うカバー部材を備え、
前記ロータの外周面に前記ロータの回転中心を軸心とした円周に沿う被検出面を設けるとともに、前記カバー部材に前記回転センサを支持させ、
前記回転センサは、前記カバー部材に対して回転可能に配設し、外周面を介して前記ロータの被検出面を転動する転動ローラと、この転動ローラの回転変位を検出する検出部とを備え、
さらに前記転動ローラの周面を前記被検出面に押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする建設機械の旋回角度計測装置。
A rotor having a center hole and a shaft rotatably disposed in the center hole of the rotor, and a swivel joint provided with an oil passage through which oil can flow between the rotor and the shaft rotating relative to each other;
A rotation sensor that is supported by the shaft and detects a relative rotation angle of the rotor and the shaft when the rotor rotates relatively. A construction machine in which the swivel joint is arranged so that the rotor and the shaft rotate relative to each other, and the turning angle of the turning body with respect to the traveling body is detected by the rotation sensor via the rotor and the shaft. In the turning angle measuring device of
The swivel joint includes a cover member that covers the opening end of the rotor on the outer peripheral surface of the shaft,
While providing a detected surface along the circumference centered on the rotation center of the rotor on the outer peripheral surface of the rotor, and supporting the rotation sensor on the cover member,
The rotation sensor is arranged to be rotatable with respect to the cover member, and rolls on a detected surface of the rotor via an outer peripheral surface, and a detection unit that detects a rotational displacement of the roller. And
Furthermore, a turning angle measuring device for a construction machine, characterized in that pressing means for pressing the circumferential surface of the rolling roller against the detected surface is provided.
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