JPH0351696Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、２つの回動体の連結部に取り付けら
れ、両回動体の相対的な回転角度を検出する角度
検出装置に関する。

〔考案の背景〕

油圧シヨベルのフロントを構成するブームとア
ームの連結部、ロボツトの腕の関節部。あるいは
リンク式クレーンの各リンクの接触部などにおい
ては、相対的に回転運動する２つの回動体の連結
部に角度検出装置を設けて両回動体の相対的な回
転角度を検出し、この両回動体の相対的な角度に
基ずいて種々の制御が行われる。

以下、油圧シヨベルのフロントを構成するブー
ムとアームの連結部に配置される角度検出装置を
例にとつて説明する。

第４図は従来知られているこの種角度検出装置
の第１例を示す断面図であつて、この図におい
て、１はブーム、２はアーム、３は前記ブーム１
とアーム２を回転可能に連結する連結ピン、４は
前記ブーム１の表面に設けられた角度検出器、５
は前記角度検出器４の回転軸である。６は前記連
結ピン３の軸心を示し、角度検出器４はその回転
軸５の軸心がこの軸心６と一致するように設けら
れる。ここに、角度検出装置としては、ロータリ
ーエンコーダなどが用いられる。７は角度検出器
４の回転軸５に同軸に配置された回動伝達軸、８
はこの回動伝達軸７と前記角度検出器４の回転軸
５とを一体化するたわみ継手である。９は前記ア
ーム２に立設されたロツドで、前記回転軸５とほ
ぼ平行に立設してあり、アーム２の回動の伴つて
これと一体的に回動する。１０は前記ロツド９の
回動動作を前記回転軸５に伝達する伝達レバー
で、一端はナツト１１により前記ロツド９の末端
部と一体に連結されている。１２は前記回動伝達
軸７が設けられると共に、前記伝達レバー１０が
結合される継手である。

上記した角度検出装置は、ブーム１に対して連
結ピン３を中心としてアーム２が回動すると、そ
の回転角度だけロツド９、伝達レバー１０、継手
１２、回転伝達軸７、たわみ継手８が回動し、ブ
ーム１に固定された角度検出器４の回転軸５を、
ブーム１に対するアーム２の回転角度だけ回動す
る。これによつて角度検出器４から回転軸５の回
転量に応じた信号が出力され、この信号に基ずい
て、種々の制御、例えば油圧シヨベルの掘削制御
を行うことができる。

しかしながら、第４図の角度検出装置には、次
のような欠点が指摘される。

第４図に示すように、ブーム１とアーム２の
間には、両者の円滑な回動動作を確保するため
の間隙δが設けられているので、回動動作中、
ブーム１に対してアーム２がこの間隙δ分だけ
図示のｙ方向に移動する。上記した従来の角度
検出装置は、アーム２と伝達レバーとがロツド
９を介して固着されているため、アーム２がｙ
方向に移動するとその移動量に応じてロツド
９、伝達レバー１０、継手１２、たわみ継手
８、角度検出器４に不正な引張力または圧縮力
が加えられ、これによつて出力信号に誤差を生
じたり、或いは角度検出器４を含む装置各部が
破損するおそれがある。

連結ピン３の軸心６と角度検出器４の回転軸
５の軸心とは、装置各部に不正な力が作用する
のを防止するため、および角度の検出誤差の発
生を防止するため厳密に合致されることが要求
されるが、上記した従来の角度検出装置には、
両者の軸心を厳密に合致するための手段が何ら
設けられておらず、これを高精度に実現するこ
とが困難である。連結ピン３と回転軸５との軸
心のずれはたわみ継手８によつてある程度吸収
することができるが、軸心のずれ量がその許容
量を超える場合には、上記と同様、アーム２
の回動に伴つて、ロツド９、伝達レバー１０、
継手１２、回動伝達軸７、角度検出器４に不正
な力が作用し、出力信号に誤差を生じたり、角
度検出器４を含む装置各部が破損するといつた
不具合を生ずるおそれがある。

角度検出器４の回転軸５が角度検出器４の本
体を中にしてブーム１、アーム２と反対側に向
けて取り付けられているので、ロツド９、伝達
レバー１０などの部材がブーム１およびアーム
２の外側に大きく張り出しており、使用中に外
部の障害物と衝突して損傷し易い。

第５図は従来知られているこの種角度検出装置
の第２例を示す断面図であつて、この図におい
て、ブーム１、アーム２、角度検出器４、回転軸
５、たわみ継手８については、第４図に示すもの
と同じである。１３は前記ブーム１およびアーム
２を回動可能に連結する連結ピン、１４は前記ア
ーム２に一端を固着された伝達レバーであつて、
この伝達レバー１４の先端は、前記連結ピン１３
に固着されており、アーム２の回動に伴つてブー
ム１に対して連結ピン１３をブーム１とアーム２
の相対的な回動角度だけ回転する。１５は筺体で
あつて、前記ブーム１およびアーム２より外側に
突出した連結ピン１３の突出端に連結ピン１３の
円周方向にのみ摺動可能に装着されている。１６
は前記筺体１５と前記連結ピン１３とのｙ方向の
摺動を防止する係合ピンであり、先端部が連結ピ
ン１３の周面に凹設された凹溝１７に嵌装されて
いる。１８は前記筺体１５と前記連結ピン１３と
の間に介在された○−リングである。１９は前記
筺体１５の先端部内周面に固着された角度検出器
４の取付具であつて、中央部に角度検出器４の回
転軸突出側に形成された位置決め部４ａをやや密
に嵌合する透孔２０が開設されている。角度検出
器４は、位置決め部４ａを取付具１９の外側面よ
りこの透孔２０に密に嵌合し、回転軸５を前記連
結ピン１３側に向けて突出することによつて、連
結ピン１３の軸心２１と合致する位置に配置され
る。２２は前記連結ピン１３の回動を角度検出器
４の回転軸５に伝達する回動伝達軸、２３はこの
回動伝達軸２２を保持する保持板であつて、回動
伝達軸２２は保持板２３の中央部に直角に貫通さ
れている。この回動伝達軸２２は、保持板２３の
裏面側に突出した末端部２２ａを前記連結ピン１
３の先端面の中央部に凹設された位置決め穴２４
に嵌合し、保持板２３と連結ピン１３とをボルト
２５にて締結することにより、連結ピン１３の軸
心２１上に配置される。２６は前記筺体１５を前
記ブーム１に固定するブラケツトである。

かかる角度検出装置は、連結ピン１３と角度検
出器４を保持する筺体１５との間に係止ピン１６
を設けて、両者４，１３の相対的な移動を防止し
たこと、および、連結ピン１３の軸心２１と軸心
を合致して連結ピン１３自体に取り付けられる筺
体１５の中心に角度検出器４を設定することによ
り連結ピン１３と角度検出器４の軸心を厳密に合
致できるようにしたこと、および、第３図の従来
例に備えたようなロツド９を省略してアーム２と
伝達レバー１４を近接したことにより、第３図の
従来例が有している上記乃至の欠点を解消す
ることができる。

しかしながら、その反面、連結ピン１３に全て
の関連部材が設定されているので、連結ピン１３
を交換する場合、アーム２と連結ピン１３を締結
するボルト、ブーム１と筺体１５を締結するボル
ト、連結ピン１３と筺体１５とを係合する係合ピ
ン１６、保持板２３と連結ピン１３を締結するボ
ルトを取り外さなくてはならず、作業性が極めて
悪いという欠点がある。加えて、連結ピン１３と
筺体１５との分解に伴つて角度検出器４を設けた
筺体１５の気密性が失なわれるので、角度検出器
４に異物が侵入し易く、角度検出器４に悪影響を
与えるおそれがある。特に土木作業現場において
この分解作業が行われる場合においては、汚水、
塵埃などの異物が侵入し易く、これらの異物が角
度検出器４に侵入するのを防止するための特別の
配慮と設備が必要とされるという欠点がある。

〔考案の目的〕

本考案は上記した従来の角度検出装置の欠点を
解消し、検出器の位置決めが容易で、かつ作業
性、耐久性、性能に優れた角度検出装置を提供す
ることを目的とする。

〔考案の概要〕

本考案は上記の目的を達成するため、角度検出
器の回転軸と回動伝達軸とが同軸上に位置するよ
うにして角度検出器と回動伝達軸を筺体に固設
し、この筺体から突出した回動伝達軸の先端部と
第１の回動体および第２の回動体を回転可能に連
結する連結ピンとの間に、同軸上に形成された一
対の嵌合部を有する位置決め手段を設け、第２の
回動体と伝達レバーとの間に第２の回動体を前記
伝達レバーに対して前記連結ピンの軸心と平行な
方向にのみ移動可能に連結する連結手段を設けた
ことを特徴とするものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図および第２図
に基ずいて説明する。

第１図は本考案の角度検出装置の全体の構成を
示す断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ断面
図である。

これらの図において、ブーム１、アーム２、角
度検出器４、ロツド９については第４図および第
５図に示すものと同じものである。３０はブーム
１およびアーム２の連結ピンであつて、一端の周
面に凹溝３１が凹設されており、この凹溝３１か
らブーム１の横幅Ｗ分だけ隔てた位置に大径の鍔
体３２が形成されている。前記連結ピン３０は凹
溝３１側からブーム１およびアーム２の連結部に
貫通され、ブーム１の他端から突出した前記凹溝
３１に係止片３３を嵌合することにより該部に固
設される。３４はブーム１に固定された筺体であ
つて、検出器取付板３５と回動伝達軸取付板３６
とが中空部３７を隔てて相平行に形成されてお
り、この検出器取付板３５に検出器取付孔３８
と、回動伝達軸取付板３６に回動伝達軸貫通孔３
９が同軸上に開設されている。角度検出器４の回
転軸５は、角度検出器４の位置決め部４ａを前記
検出器取付孔３８に密に嵌合することによつて、
前記検出器取付孔３８の軸心上に配置される。４
０は回動伝達軸であり、該回動伝達軸４０はベア
リング４１を介して前記回動伝達軸貫通孔３９の
軸心上に配置される。４２は前記角度検出器４の
回転軸５と前記回動伝達軸４０を連結するたわみ
継手、４３は筺体３４に被着されたカバー、４
４，４４ａは前記筺体３４の回動伝達軸貫通孔３
９と回動伝達軸４０との間、および前記筺体３４
と前記カバー４３との間に介設された○−リング
である。４５は伝達レバーであつて、連結部４５
ａに、前記連結ピン３０に形成された鍔体３２を
やや密に嵌合する凹陥部４６と、前記筺体３４か
ら突出した回動伝達軸４０の先端部をやや密に嵌
合する凹陥部４７が同軸上に形成されている。伝
達レバー４５は、凹陥部４７に前記回動伝達軸４
０の先端部を嵌合し、ネジ４８を螺合することに
よつて回動伝達軸４０に固設される。４９は伝達
レバー４５の他端側に開設されたロツド９の貫通
孔であつて、ロツド９の直径よりも充分大きな直
径に形成されている。５０はスプリングであつ
て、第２図に示すように、中央部に形成した巻回
部５０ａを伝達レバー４５に立設されたバネ掛け
突子５１に定置し、このスプリングの一端５０ｂ
を伝達レバー４５の側面に係合すると共に、他端
５０ｃをロツド貫通孔４９より貫通されたロツド
９に係合せしめ、伝達レバー４５とロツド９とが
常時一定の位置関係にて衝合するようにしてい
る。

次に、本実施例の角度検出装置の動作について
説明する。

アーム２が、ブーム１に対して連結ピン３０を
中心として回動すると、ロツド９、伝達レバー４
５もこれとともに連結ピン３０を中心として回動
する。この伝達レバー４５の回動は回動伝達軸４
０、たわみ継手４２を介して角度検出器４の回転
軸５に伝達され、回転軸５をブーム１とアーム２
の相対的な回動角度だけ回転する。これによつ
て、角度検出器４から、この回転角度に比例した
信号を出力することができる。この場合、連結ピ
ン３０と回動伝達軸４０とは、伝達レバー４５に
形成された凹陥部４６，４７に連結ピン３０の一
端に形成された鍔体３２と回動伝達軸４０の先端
部を嵌合することによつて同軸上に設定されてお
り、かつ、回動伝達軸４０と角度検出器４の回転
軸５とは筺体３４に同軸上に設定されているた
め、回転軸５の軸心が連結ピン３０の軸心上に厳
密に合致される。また、ロツド９を挿通するロツ
ド貫通孔４９をロツド９の直径よりも充分に大き
く形成したので、ブーム１とアーム２とが図示の
ｙ方向に相対的に移動しても伝達レバー４５に
は、スプリング５０の押圧力に基ずく摩擦力しか
作用されず、伝達レバー４５、回動伝達軸４０、
たわみ継手４２、角度検出器４には不正な力が負
荷されない。反面、ロツド９と伝達レバー４５と
の間にスプリング５０を張設したので、ロツド９
と伝達レバー４０は常時一定の位置関係で衝合さ
れ、アーム２がブーム１に対して正転する場合に
おいても、また、逆転する場合においても角度検
出器４の出力信号に誤差を生ずることがない。

尚、上記の実施例は、連結ピン３０の軸心と回
動伝達軸４０の軸心を合致するための位置決め手
段として、伝達レバー４５の連結部４５ａに、連
結ピン３０の先端部に形成された鍔体３２を嵌合
する凹陥部４６と、回動伝達軸４０の先端部を嵌
合する凹陥部４７を同軸上に形成し、この凹陥部
４６，４７にそれぞれ連結ピン３０の鍔体３２と
回動伝達軸４０の先端部を嵌合するようにしたも
のであるが、本考案の要旨は、接続する２つの部
材の間に凹凸一対の嵌合部を同軸上に形成し、こ
れを嵌合することによつて両者の位置決めをする
ことを特徴とするものであり、上記の実施例に限
定されるものではない。例えば、第３図に示すよ
うに、回動伝達軸４０の先端中心部に位置決め突
起５２を突設すると共に、これと対向する連結ピ
ン３０の先端中心部にこれをやや密に嵌合するに
足る凹陥部５３を凹設し、両者を同軸上に配置す
ることもできる。

また、上記の実施例は、伝達レバー４５に対し
アーム２に立設されたロツド９を連結ピン３０の
軸方向と平行な方向にのみ移動可能に連結する連
結手段として、伝達レバー４５に開設されたロツ
ド貫通孔４９にロツド９を貫通し、伝達レバー４
５のバネ掛け突子５１に巻回されたスプリング５
１の両端をそれぞれ伝達レバー４５とロツド９に
係合したものであるが、本考案の要旨はこれに限
定されるものではなく、スプリング５１をロツド
９に巻回し、そのスプリング５１の両端をそれぞ
れ伝達レバー４５とロツド９に係合することもで
きる。

また、上記の実施例は、油圧シヨベルのフロン
トを構成するブームとアームの連結部に配置され
る角度検出装置についてのみ説明したが、本考案
の用途はこれに限定されるものではなく、ロボツ
トの腕の関節部、リンク式クレーンのリンクの接
続部など、種々の回動体に適用することが可能で
ある。

〔考案の効果〕

上記のように、本考案の角度検出装置は、第１
の回動体および第２の回動体を連結する連結ピン
と角度検出器の回転軸との間に、両者の軸心を合
致するための位置決め手段を設けたので、両者の
軸心を厳密に合致することができ、第１の回動体
および第２の回動体の回動に伴つて角度検出器そ
の他装置各部に不正な力が作用することがない。
従つて、この不正な力に起因する角度検出器の破
損などの事故を未然に防止することができると共
に、高精度の角度検出を行うことができる。

また、第２の回動体と伝達レバーとの間に、第
２の回動体を伝達レバーに対して、連結ピンの軸
心と平行な方向にのみ移動可能に連結する連結手
段を設けたので、第１の回動体および第２の回動
体の間に形成される間隙δの範囲内で第１の回動
体と第２の回動体とが相対的に移動しても伝達レ
バー、たわみ継手、角度検出器などに不正な力が
作用することがない。従つて、耐久性に優れると
共に、高精度の角度検出を行うことができる。

更に、第１の回動体および第２の回動体、若し
くは連結ピンの交換に際しては、筺体を第１の回
動体に固着しているボルトおよび連結ピンの係止
片を固定しているボルトを緩めるだけで連結ピン
を引き抜くことができるので、作業性を大幅に向
上することができる。加えて、これらの分解作業
時においても角度検出器は筺体内に密封されてお
り、従来のように特別な塵埃防止設備を施さなく
とも角度検出器に塵埃などの異物が侵入すること
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る角度検出装置の一実施例
を示す断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、
第３図は本考案に係る角度検出装置の他の実施例
を示す断面図、第４図は従来の角度検出装置の一
例を示す断面図、第５図は従来の角度検出装置の
他の例を示す断面図である。 １：ブーム、２：アーム、４：角度検出器、
５：回転軸、６：軸心、９：ロツド、３０：連結
ピン、３１：凹溝、３２：鍔体、３３：係止片、
３４：筺体、３５：検出器取付板、３６：回動伝
達軸取付板、３７：中空部、３８：検出器取付
孔、３９：回動伝達軸貫通孔、４０：回動伝達
軸、４１：ベアリング、４２：たわみ継手、４
３：カバー、４４：○−リング、４５：伝達レバ
ー、４６，４７：凹陥部、４８：ネジ、４９：ロ
ツド貫通孔、５０：スプリング、５１：バネ掛け
突子、５２：突子、５３：凹陥部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 連結ピンを用いて相互に回動可能に連結され
   る第１の回動体および第２の回動体と、前記第
   １の回動体に配置され、前記第１の回動体と第
   ２の回動体の相対的な回動角度を検出する角度
   検出器と、前記第２の回動体に連結された伝達
   レバーと、この伝達レバーにより回動されその
   回動を前記角度検出器に備えられた回転軸に伝
   達する回動伝達軸とを備えた角度検出装置にお
   いて、前記角度検出器の回転軸と前記回動伝達
   軸とが同軸上に位置するようにして前記角度検
   出器と前記回動伝達軸とを筺体に固設し、この
   筺体から突出した回動伝達軸の先端部と前記連
   結ピンとの間に、同軸上に形成された一対の嵌
   合部を有する位置決め手段を設け、前記第２の
   回動体と前記伝達レバーとの間に前記第２の回
   動体を前記伝達レバーに対して前記連結ピンの
   軸心と平行な方向にのみ移動可能に連結する連
   結手段を設けたことを特徴とする、角度検出装
   置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記回動伝達軸の先端部と前記連結ピンとの位置
   決め手段が、前記回動伝達軸の先端部をやや密
   に嵌合するに足る凹陥部と前記連結ピンの先端
   部をやや密に嵌合するに足る凹陥部とを同軸上
   に開設した前記伝達レバーであることを特徴と
   する、角度検出装置。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記回動伝達軸の先端部と前記連結ピンとの位置
   決め手段が、前記回動伝達軸の先端中央部に突
   設された突起と、前記連結ピンの先端中央部に
   凹設され前記突起をやや密に嵌合するに足る凹
   陥部であることを特徴とする、角度検出装置。 ４ 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記回動伝達軸の先端部と前記連結ピンとの位置
   決め手段が、前記連結ピンの先端中央部に突設
   された突起と、前記回動伝達軸の先端中央部に
   凹設され前記突起をやや密に嵌合するに足る凹
   陥部であることを特徴とする、角度検出装置。 ５ 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記第２の回動体と前記伝達レバーとの連結手段
   が、前記第２の回動体に立設されたロツドと、
   このロツドの直径よりも大きな直径を有するロ
   ツド挿通孔を開設した伝達レバーと、この伝達
   レバーと前記ロツド挿通孔に挿通されたロツド
   との間に張設される弾性体とで構成されている
   ことを特徴とする、角度検出装置。