JPH0635609U - 油圧固定継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動油等による外部の汚染が防止され、回転
軸に対する固定作業が容易で、かつランニングコストを
低減することが可能な油圧固定継手を提供する。 【構成】 増圧器23の圧縮室23fは、通油路７cによって
油圧室３に連通し、ロータリジョイント30は、回転可能
に支持されたニップル30aが本体部21の回転中心に固定
され、ニップル30a及びボディ30b内の配管によって、膨
張室23gと油圧ホース54とを連通させる。増圧器23は、
油圧ホース54から供給された作動油によって、油圧室３
の作動油を高圧化し、膨張室23gから流出した作動油
は、油圧ホース54を通って油タンク等に回収される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油圧固定継手に係り、特に回転軸が挿入される嵌合孔内周面に沿っ て形成された油圧室と、油圧室に高圧の作動油が充填された時に膨出して嵌合孔 内周面を回転軸に圧着させる隔壁と、過大なトルクの伝達を防止する機構とを備 え、回転軸に固定される油圧固定継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の油圧固定継手の一例を示す一部を破断面とした斜視図、図５は図 ４に示した油圧固定継手の側面断面図、図６は図４に示した油圧固定継手の動作 の説明図である。

【０００３】 １はリング状に形成された本体部、２は本体部１において軸線方向に形成され た嵌合孔、３は嵌合孔２の内周面２aに沿って環状に形成された油圧室、４は回 転軸51に固着されたカバー、５は例えば歯車52がボルト等によって固定されるフ ランジ部である。

【０００４】 本体部１には、外周面からシャーチューブ６が挿入されており、シャーチュー ブ６は、一端部が油圧室３に連通し、かつ他端部が蓋部６aによって封止された 流出孔６bを備え、蓋部６aは、本体部１外周面から突出し、外周面に沿った方向 の力によって容易に剪断される形状に形成されている。またカバー４には、Ｕ字 状の切欠部４aが形成され、本体部１は、シャーチューブ６の蓋部６aを周方向に おいて切欠部４aをセンタとするように位相が調整されている。

【０００５】 図６に示すように本体部１には、油圧室３及び注油口８に連通する通油路７b が形成され、注油口８には、注油ニップル９がねじ込まれている。注油ニップル ９は、先端部が半球状に形成され、注油口８との間に形成された隙間及び後端部 において開口する注油路９aを備えている。注油ニップル９を十分締めることに より、先端部が通油路７bの開口に圧着して通油路７bを封止し、緩めることによ り、注油口８を通って注油路９a及び通油路７bが連通する。

【０００６】 注油ニップル９に油圧ホース53を接続し、図示を省略した油ポンプによって高 圧の作動油を油圧室３に充填することにより、内周面２aと油圧室３との間に形 成された隔壁10は、２点鎖線によって示すように半径方向に膨出する。この時、 注油ニップル９を十分締めることにより、油圧室３内に高圧の作動油が封入され 、隔壁10が膨出した状態に維持される。

【０００７】 図４及び図５に示すように嵌合孔２に回転軸51が挿入されている場合、隔壁10 が油圧によって膨出することにより、内周面２aが回転軸51の外周面51aに圧着し て作動油の圧力に比例する摩擦力を外周面51aとの間に発生させる。

【０００８】 歯車52は、図示を省略した他の歯車と噛合って他の歯車からトルクを伝達され 、又は回転軸51のトルクを他の歯車に伝達する。歯車52に他の歯車から許容トル ク以上のトルクが伝達された場合、又は回転軸51から歯車52に伝達されるトルク が許容トルクより大きくなった場合、本体部１の内周面２aは、作動油の圧力に 比例する摩擦力に抗して回転軸51の外周面51aで滑ることにより、回転軸51に対 する本体部１の位相が変化する。

【０００９】 回転軸51に対する本体部１の位相が変化すると、カバー４の切欠部４aがシャ ーチューブ６の蓋部６aを剪断し、流出孔６bの端部が開放され、流出孔６bから 油圧室３の高圧の作動油が流出する。油圧室３から高圧の作動油が流出すること により、隔壁10は、フラットな形状に復元して内周面２aと回転軸51の外周面51a との間の油圧によって生じていた摩擦力を消失させる。この時、回転軸51に対し て本体部１は空転してトルクの伝達を中断する。

【００１０】 許容トルクより大きいトルクの伝達時に本体部１を空転させてトルクの伝達を 中断することにより、歯車52や図示を省略した駆動機構等において過負荷が発生 することを防止できる。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の油圧固定継手においては、トルクの伝達を中断するとき に、シャーチューブ６の蓋部６aが剪断され、作動油が外部に流出する。外部に 流出した作動油は、装置付近を汚し、蓋部６aは、歯車等の間に挟ったりして外 部装置の故障原因となることがある。

【００１２】 また、油圧固定継手を再び回転軸51にセットするには、シャーチューブ６を新 しいものに交換し、流出した作動油を補充し、油圧ホース53を接続し、さらに高 圧の作動油を油圧室３に充填した後に油圧ホース53を取外す必要があるため、ラ ンニングコストが高価となり、かつセット作業が煩雑である。

【００１３】 本考案の目的は、作動油等による外部の汚染が防止され、回転軸に対する固定 作業が容易で、かつランニングコストを低減することが可能な油圧固定継手を提 供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の課題を解決するため、略円柱状の本体部と、この本体部に形 成され、回転軸が挿入される嵌合孔と、この嵌合孔内周面に沿って前記本体部に 形成された環状の油圧室と、この油圧室と前記嵌合孔内周面との間に形成され、 前記油圧室に高圧の作動油が充填された時に膨出して嵌合孔内周面を前記回転軸 に圧着させる隔壁とを備えた油圧固定継手において、本体部に形成され、油圧室 に連通する通油路と、この通油路に先端部が開口するように本体部に固定された ニップルを回転可能に支持し、外部の固定された油圧配管及び前記通油路を連通 させるロータリジョイントとを備えたことを特徴とする。

【００１５】 さらに前記油圧配管に、制御信号に対応して高圧の作動油を供給し、又は油圧 配管と油タンクとを連通させ、又は充填された作動油の圧力を保持するように封 止される油圧回路を接続したことを特徴とする。

【００１６】 さらに前記油圧室に高圧の作動油が充填された時、前記回転軸に対して前記本 体部の位相が変化したことを検知して検知信号を出力する位相変化検知手段と、 前記検知信号を受けて前記油圧回路に前記油圧配管と前記油タンクとを連通させ る前記制御信号を出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１７】 さらに前記通油路に、前記油圧回路から供給された第１の圧力の作動油によっ て作動して前記油圧室における作動油を前記第１の圧力より高い第２の圧力に圧 縮する圧力変換器を設けたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】

上記の手段によれば、油圧室に連通する通油路と、本体部に固定されたニップ ルを回転可能に支持し、かつ外部の油圧配管及び通油路を連通させるロータリジ ョイントとによって、本体部の回転時に油圧配管を通して外部に作動油を流出さ せることが可能となり、かつ作動油を油圧室に供給することが可能となる。

【００１９】 さらに油圧配管に接続された油圧回路によって、制御信号に対応して油圧室に 高圧の作動油が供給され、又は本体部から流出した作動油が油タンクに回収され 、又は油圧室に充填された作動油の圧力が保持される。

【００２０】 さらに油圧室に高圧の作動油が充填された時、回転軸に対して本体部の位相が 変化したことを検知して検知信号を出力する位相変化検知手段と、前記検知信号 を受けて油圧回路に制御信号を出力する制御手段とによって、回転軸に対する本 体部の位相変化時に油圧室の作動油が油タンクに流出する。

【００２１】 さらに通油路に設けられた圧力変換器によって、低圧の第１の圧力の作動油を 外部から供給すると、油圧室の作動油が第１の圧力により高い第２の圧力に圧縮 される。

【００２２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。尚、図１乃至図３において 図４乃至図６に基づいて説明した部材に対応する部材については、同一符号を付 して説明を省略する。

【００２３】 図１は本考案の油圧固定継手の一実施例の構成図である。

【００２４】 円柱状の本体部21には、軸線方向において一方の端面で開口した嵌合孔22が形 成され、嵌合孔22には、回転軸51が挿入されている。また他方の端面から本体部 21には、ブロック状に形成された圧力変換器である増圧器23が埋設されている。

【００２５】 増圧器23内には、小径のシリンダ23aと大径のシリンダ23bとが形成され、シリ ンダ23a，23b内にはロッド23cによって連結された小径のピストン23dと大径のピ ストン23eとが移動可能に配置されている。シリンダ23aとピストン23cとは、通 油路７cと連通する圧縮室23fを形成し、シリンダ23bとピストン23eとは、ロータ リジョイント30のニップル30aの先端が開口している膨張室23gを形成する。

【００２６】 本実施例においては、公知なロータリジョイント30として例えばジョンソン社 のＳ型ロータシール(商品名)を用いる。

【００２７】 ロータリジョイント30は、回転体に外部の固定された配管を接続するためのも のであり、パイプ状のニップル30a及び配管の接続口(図示省略)を形成されたボ ディ30bによって構成されている。ニップル30aは、本体部21の回転中心に固定さ れ、かつ先端部が膨張室23gにおいて開口している。またボディ30bは、ニップル 30aを回転可能に支持し、接続口に油圧ホース54が接続されている。

【００２８】 ロータリジョイント30は、本体部21の回転時に本体部21と共にニップル30aを 回転させ、かつボディ30bを一定の位置に保持する。さらにロータリジョイント 30は、ボディ30b及びニップル30a内において固定された配管(図示省略)によって 膨張室23gとボディ30bの接続口とを連通させている。

【００２９】 回転軸51の外周面51a及び本体部21の外周面には、金属円板であるマーカ31a， 31bが止着されており、回転軸51の外周面51a及び本体部21の外周面には、図示を 省略した支持部材によって近接スイッチ32a，32bが支持されている。

【００３０】 近接スイッチ32aはマーカ31aが対向する近接位置にあるときマーカ検知信号 Ｐaを、また近接スイッチ32bはマーカ31bが対向する近接位置にあるときマーカ 検知信号Ｐbをコンパレータ33のそれぞれの端子に出力する。

【００３１】 図２は本実施例における油圧回路の一例を示す回路図である。

【００３２】 41は作動油をストックする油タンク、42は油タンク41から作動油を吸入して配 管43aにおける作動油を設定圧力に昇圧する油ポンプ、44は配管43aにおける作動 油の圧力が設定圧力を越えたときに配管43bを通して作動油を油タンク41に流出 させるリリーフ弁、45は電磁切換弁である。

【００３３】 油ポンプ42は、圧力スイッチ(図示省略)を備え、配管43aにおいて作動油が設 定圧力範囲の下限値になると自動駆動し、かつ設定圧力範囲の上限値になると自 動停止し、さらに回転軸51の回転時及び電磁切換弁45が油圧ホース53と配管43c とを連通させている時、駆動しないようにインターロックされる。

【００３４】 電磁切換弁45は、制御信号である励磁電流Ｉoを印加されて油圧ホース53と配 管43aを連通させ、又は励磁電流Ｉrを印加されて油圧ホース53と配管43cとを連 通させ、又は電流の非印加時に油圧ホース53と配管43aとを封止する。

【００３５】 回転軸51に油圧固定継手を固定する方法を説明する。

【００３６】 油圧室３，通油路７c及び圧縮室23fには、注油ニップル９を通して予め低圧の 作動油を封入する。この時、ピストン23d，23eは、圧縮室23fを最大体積とし、 かつ膨張室23gを最小体積とする位置に移動し、また作動油が低圧であることに より、隔壁10は膨出しない。

【００３７】 次に回転軸51の位相を調整することにより、近接スイッチ32aによってマーカ 31aを検知させ、さらに回転軸51を固定して本体部21の位相を調整することによ り、近接スイッチ32bによってマーカ31bを検知させる。

【００３８】 次に操作部(図示省略)を操作することにより、制御部34によって励磁電流Ｉo を電磁切換弁45に印加させ、さらに油ポンプ42を駆動させる。油ポンプ42によっ て膨張室23gに設定圧力の作動油が充填されることにより、ピストン23d，23eは 、膨張室23gの体積を増加させ、かつ圧縮室23fの体積を減少させるように移動す る。この時、圧縮室23fの最大体積に対して油圧室３及び通油路７cの体積が非常 に小さいと、油圧室３に充填された作動油の圧力は、シリンダ23aとシリンダ23b との内径比に対応して膨張室23gの作動油の圧力より高くなるように圧縮される 。高圧化された作動油が油圧室３に充填されることにより、隔壁10は、半径方向 に膨出して内周面２aを回転軸51の外周面51aに圧着させ、内周面２aと外周面51a との間に摩擦力を発生させる。ここで、増圧器23によって、ロータリジョイント 30が高圧に耐えられる特別な構造でなくとも、油圧室３の作動油を十分高圧化す ることが可能となり、一般的なロータリジョイント30を適用できる。

【００３９】 例えば回転軸51が駆動軸である場合、回転軸51のトルクは、油圧固定継手を介 して歯車52に伝達される。この時、マーカ検知信号Ｐa，Ｐbは、図３に示すよう に回転軸51及び本体部21が１回転する間に短時間出力され、回転軸51に対する本 体部21の位相が初期調整された位置から変化しなければ、マーカ検知信号Ｐbは 、マーカ検知信号Ｐaと略同一のタイミングで出力される。もし歯車52が伝達す るトルクが許容トルクより大きくなったとき、本体部21は、回転軸51の外周面 51aで滑るので、回転軸51に対する位相が変化する。この時、マーカ検知信号Ｐb の出力タイミングはマーカ検知信号Ｐaの出力タイミングに対して遅れ、コンパ レータ33は、マーカ検知信号Ｐbの遅れ時間がΔtになった時に位相変化検知信号 Ｐcを制御部34に出力する。

【００４０】 位相変化検知信号Ｐcが入力した制御部34は、電磁切換弁45に励磁電流Ｉrを印 加する。励磁電流Ｉrが印加された電磁切換弁45は、前述したように油圧ホース 53と配管43cとを連通させる。このことにより、膨張室23gの作動油が流出して油 タンク41に回収されると共に、ピストン23e，23dが移動して圧縮室23fの体積を 増加させ、油圧室３の作動油の圧力を低下させる。この時、隔壁10がフラットな 形状に復元して、油圧によって内周面２aと回転軸51の外周面51aとの間に生じる 摩擦力を消失させるので、油圧固定継手は、回転軸51を空転させて歯車52に対す るトルク伝達を中断させる。

【００４１】 再び油圧固定継手を回転軸51に固定する場合には、回転軸51及び本体部21の位 相を初期位置に調整し、操作部を操作することにより、制御部34によってリセッ ト信号を出力させて励磁電流Ｉrをオフさせ、かつ励磁電流Ｉoを電磁切換弁45に 印加させ、油ポンプ42によって膨張室23gに作動油を充填した後、励磁電流Ｉoを オフする。

【００４２】 以上、説明したように、本実施例の油圧固定継手によれば、ロータリジョイン ト30によって、シャーチューブ６の交換や油圧ホースの接続・取外しが不要とな ることにより、回転軸51に対する油圧固定継手の固定作業を簡素化でき、さらに 本体部21から流出する作動油が油タンク41に回収されることにより、作動油が外 部を汚染することを防止でき、かつ作動油のリサイクルが可能となって、ランニ ングコストを低減でき、さらにシャーチューブ６が不要であることにより、故障 原因となり得る蓋部６aが飛散せず、故障の発生を抑制でき、さらに油圧回路が 励磁電流等の制御信号によって制御可能であることにより、回転軸51に対する油 圧固定継手の固定及び開放を遠隔操作できる。

【００４３】

【考案の効果】

以上、説明したように、本考案によれば、油圧室に連通する通油路と、ニップ ルを回転可能に支持し、かつ油圧配管及び通油路を連通させるロータリジョイン トとによって、本体部の回転時に油圧配管を通して外部に作動油を流出させるこ とが可能となり、かつ作動油を油圧管に供給することが可能となることにより、 作動油の飛散を防止でき、かつ作動油の供給時に例えば油圧ホースを接続する作 業が不要となって回転軸に対する油圧固定継手の固定作業を簡素化でき、さらに 油圧配管に接続された油圧回路によって、制御信号に対応して油圧室に高圧の作 動油が供給され、又は油圧室から流出した作動油が油タンクに回収され、又は油 圧室に充填された作動油の圧力が保持されることにより、遠隔地で操作して油圧 固定継手を固定若しくは開放でき、又は例えばシャーチューブ等の消耗部材が不 要となり、かつ油タンクに回収した作動油をリサイクルできるためランニングコ ストを低減でき、さらに位相変化検知手段と、制御手段とによって、回転軸に対 する本体部の位相変化時に油圧室の作動油が油タンクに流出することにより、許 容トルクより大きいトルクの伝達を防止できるため、例えば駆動機構や歯車にお ける過負荷の発生を防止でき、さらに通油路に設けられた圧力変換器によって、 低圧の第１の圧力の作動油を外部から供給して、油圧室の作動油が第１の圧力よ り高い第２の圧力に圧縮されることにより、ロータリジョイントのシールに加わ る作動油の圧力を低減できるため、例えば市販のロータリジョイントを使用して 十分なクランプ力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の油圧固定継手の一実施例の構成図であ
る。

【図２】本実施例における油圧回路の一例を示す回路図
である。

【図３】本実施例におけるマーカ検知信号，位相変化検
知信号及び励磁電流のタイミングチャートである。

【図４】従来の油圧固定継手の一例を示す一部を破断面
とした斜視図である。

【図５】図４に示した油圧固定継手の側面断面図であ
る。

【図６】図４に示した油圧固定継手の動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

３…油圧室、 10…隔壁、 21…本体部、 22…嵌合
孔、 23…増圧器、 30…ロータリジョイント、 31
a，31b…マーカ、 32a，32b…近接スイッチ、 34…制
御部、 41…油タンク、 42…油ポンプ、 45…電磁切
換弁、 51…回転軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 宇佐美 和彦 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内 (72)考案者 泉 浩二 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内 (72)考案者 橋本 幸雄 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内 (72)考案者 小柴 宮比古 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内 (72)考案者 室山 言 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内 (72)考案者 能勢 幹哉 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式会 社中村自工内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円柱状の本体部と、この本体部に形成
   され、回転軸が挿入される嵌合孔と、この嵌合孔内周面
   に沿って前記本体部に形成された環状の油圧室と、この
   油圧室と前記嵌合孔内周面との間に形成され、前記油圧
   室に高圧の作動油が充填された時に膨出して嵌合孔内周
   面を前記回転軸に圧着させる隔壁とを備えた油圧固定継
   手において、本体部に形成され、油圧室に連通する通油
   路と、この通油路に先端部が開口するように本体部に固
   定されたニップルを回転可能に支持し、外部の固定され
   た油圧配管及び前記通油路を連通させるロータリジョイ
   ントとを備えたことを特徴とする油圧固定継手。
2. 【請求項２】 前記油圧配管に、制御信号に対応して高
   圧の作動油を供給し、又は油圧配管と油タンクとを連通
   させ、又は充填された作動油の圧力を保持するように封
   止される油圧回路を接続したことを特徴とする請求項１
   記載の油圧固定継手。
3. 【請求項３】 前記油圧室に高圧の作動油が充填された
   時、前記回転軸に対して前記本体部の位相が変化したこ
   とを検知して検知信号を出力する位相変化検知手段と、
   前記検知信号を受けて前記油圧回路に前記油圧配管と前
   記油タンクとを連通させる前記制御信号を出力する制御
   手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の油圧固
   定継手。
4. 【請求項４】 前記通油路に、前記油圧回路から供給さ
   れた第１の圧力の作動油によって作動して前記油圧室に
   おける作動油を前記第１の圧力より高い第２の圧力に圧
   縮する圧力変換器を設けたことを特徴とする請求項１乃
   至請求項３のいずれか１項記載の油圧固定継手。