特許 7500910 回転継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】回転継手

(51)【国際特許分類】

   F16L 27/08 20060101AFI20240611BHJP

   G01B 7/30 20060101ALI20240611BHJP

   E02F 9/12 20060101ALI20240611BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20240611BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

F16L27/08 Z

G01B7/30 M

E02F9/12 Z

E02F9/26 B

E02F9/00 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023066523

(22)【出願日】2023-04-14

【審査請求日】2023-11-30

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100176072

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 功

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(73)【特許権者】

【識別番号】524074873

【氏名又は名称】株式会社ナチ東北精工

(72)【発明者】

【氏名】池生 慎一

(72)【発明者】

【氏名】冨樫 雅

【審査官】伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２１４０３７２９５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】実開昭６２－００７４５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０７－０２６７０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０２０／１８９２４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１４３６８４０４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０８２４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／０７１４２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭６３－０６０７９３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１２８１５９０６（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０６９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１７８０６６２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ２７／００

Ｅ０２Ｆ ９／００

Ｇ０１Ｂ ７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フランジと、
一端が前記フランジに接続される筒状のローターと、
前記ローターの中心軸を回転軸として回転可能に前記ローターの内周に外周が接続され、前記中心軸に沿うようにドレン油路である孔部が形成されており、前記孔部から外周に向かう排出孔を有しているシャフトと、
一端が前記フランジに接続され、前記シャフトの一端側から前記中心軸に沿って延在するように前記孔部内に設けられるロッドと、
前記シャフトの他端側から前記ロッドの他端に向かうように前記孔部に接続され、前記ロッド及び前記シャフトの間の前記中心軸を回転軸とする回転角度を測定する角度測定部と、
カップ状に形成されており、前記中心軸に沿って回転可能に外周が前記孔部に接続され、内周に前記ロッドの他端が接続され、前記孔部内において前記ロッド及び前記角度測定部の間を遮蔽し、前記角度測定部に対して離れて設けられる遮蔽部材と、
を備える回転継手。

【請求項2】

前記遮蔽部材は、前記遮蔽部材の外周に設けられている環状部材によって、前記中心軸に沿って回転可能に前記孔部の内周に嵌合される、
請求項１に記載の回転継手。

【請求項3】

前記ロッドの他端及び前記遮蔽部材の内側底面の間に設けられる磁石、
をさらに備え、
前記角度測定部は、前記遮蔽部材の外側底面に対向する面に設けられた磁気センサによって前記磁石から発生する磁場の変化を測定し、当該測定の結果に基づいて前記回転角度を測定する、
請求項１又は２に記載の回転継手。

【請求項4】

前記フランジは、外部から前記シャフトの一端に向かう管路を有しており、
前記シャフトは、前記中心軸を回転軸として回転可能に前記孔部における前記シャフトの一端側が前記管路に接続される、
請求項３に記載の回転継手。

【請求項5】

フランジと、
一端が前記フランジに接続される筒状のローターと、
前記ローターの中心軸を回転軸として回転可能に前記ローターの内周に外周が接続され、前記中心軸に沿うようにドレン油路である孔部が形成されているシャフトと、
一端が前記フランジに接続され、前記シャフトの一端側から前記中心軸に沿って延在するように前記孔部内に設けられるロッドと、
前記シャフトの他端側から前記ロッドの他端に向かうように前記孔部に接続され、前記ロッド及び前記シャフトの間の前記中心軸を回転軸とする回転角度を測定する角度測定部と、
カップ状に形成されており、前記中心軸に沿って回転可能に外周が前記孔部に接続され、内周に前記ロッドの他端が接続され、前記孔部内において前記ロッド及び前記角度測定部の間を遮蔽する遮蔽部材と、
を備え、
前記フランジは、外部から前記シャフトの一端に向かう管路を有しており、
前記シャフトは、前記孔部から前記シャフトの外周に向かう排出孔を有しており、前記中心軸を回転軸として回転可能に前記孔部における前記シャフトの一端側が前記管路に接続される、
回転継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転継手に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、固定された管路に流れる流体を回転する物体に搬送する回転継手が知られている。

【0003】

これに関し、特許文献１には、内側ボディ及び外側ボディの一方に固定されており、内側ボディに設けられているパイロット油の流路に挿通されているロッドの回転角度を、内側ボディ及び外側ボディの他方に固定されているセンサによって検出する回転継手が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６５９２３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、センサが油の流路に面しているため、流路を流れる異物や油中に含まれる異物等がセンサに付着することによって回転角度の測定の精度が低下してしまう可能性があった。

【0006】

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度で回転角度を測定できる回転継手を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の回転継手は、フランジと、一端が前記フランジに接続される筒状のローターと、前記ローターの中心軸を回転軸として回転可能に前記ローターの内周に外周が接続され、中心軸に沿うように孔部が形成されているシャフトと、一端が前記フランジに接続され、前記シャフトの一端側から前記中心軸に沿って延在するように前記孔部内に設けられるロッドと、前記シャフトの他端側から前記ロッドの他端に向かうように前記孔部に接続され、前記ロッド及び前記シャフトの間の前記中心軸を回転軸とする回転角度を測定する角度測定部と、カップ状に形成されており、前記中心軸に沿って回転可能に外周が前記孔部に接続され、内周に前記ロッドの他端が接続され、前記孔部内において前記ロッド及び前記角度測定部の間を遮蔽する遮蔽部材と、を備える。

【0008】

また、前記遮蔽部材は、前記遮蔽部材の外周に設けられている環状部材によって、前記中心軸に沿って回転可能に前記孔部の内周に嵌合される。

【0009】

また、本発明の回転継手は、前記ロッドの他端及び前記遮蔽部材の内側底面の間に設けられる磁石、をさらに備え、前記角度測定部は、前記遮蔽部材の外側底面に対向する面に設けられた磁気センサによって前記磁石から発生する磁場の変化を測定し、当該測定の結果に基づいて前記回転角度を測定する。

【0010】

また、前記孔部は、ドレン油路である。

【0011】

また、前記フランジは、外部から前記シャフトの一端に向かう管路を有しており、 前記シャフトは、前記孔部から前記シャフトの外周に向かう排出孔を有しており、前記中心軸を回転軸として回転可能に前記孔部における前記シャフトの一端側が前記管路に接続される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、回転継手は、高精度で回転角度を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態に係る回転継手が搭載された建設機械を示す図である。

【図2】図１に示す回転継手の構成を示す斜視図である。

【図3A】図１に示す回転継手の側面図である。

【図3B】図１に示す回転継手の上面図である。

【図3C】図１に示す回転継手の底面図である。

【図4】図１に示す回転継手のフランジ及びロッドの接続箇所の構成を示す斜視図である。

【図5】図１に示す回転継手のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。

【図6】図５に示すロッド、磁石、遮蔽部材及び角度測定部のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態（以下、「本実施形態」という。）について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素及びステップに対しては可能な限り同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0015】

図１は、本実施形態に係る回転継手１０が搭載された建設機械１を示す図である。図１に示すように、建設機械１は、例えば、ショベルカーやクレーン車などであり、走行体２と、旋回体３と、アーム部４と、回転継手１０とを含んで構成される。

【0016】

走行体２は、例えば、建設機械１の下部に設けられており、建設機械１全体を支持するとともに、建設機械１の運転者の操作によって旋回体３にある運転台から伝達される制御信号や制御命令、制御動作等にしたがって建設機械１を前後に走行させる。走行体２は、例えば、無限軌道などの履帯と、履帯の車輪を回転させるための油圧式回転アクチュエータ(以下、油圧モータと称す)とを含んで構成される。また、走行体２は、上部に回転支柱が設けられており、回転支柱を介して、走行体２の設置面に対して垂直な軸を回転軸として回転可能に旋回体３が接続される。また、走行体２は、上部及び下部が中心軸を回転軸として互いに回転可能に形成されている回転継手１０が上部に接続される。走行体２は、回転継手１０を介して、旋回体３から油圧制御用の油が供給される。

【0017】

旋回体３は、走行体２の上部に設けられており、下部に接続されている回転支柱を介して、走行体２の設置面に対して垂直な軸を回転軸として走行体２に対して回転可能に走行体２に接続されている。旋回体３は、例えば、建設機械１の運転者が搭乗して建設機械１の動作を制御するための運転台と、建設機械１の油圧で動作する各構成要素に油を供給するための油圧ポンプとを含んで構成される。旋回体３は、上部にアーム部４が接続されており、油圧ポンプからアーム部４に油を供給する。また、旋回体３は、下部に回転継手１０が接続されており、回転継手１０を介して、油圧ポンプから走行体２に油を供給する。

【0018】

アーム部４は、例えば、先端に土木作業に用いるバケットなどの作業部が設けられている多関節型の油圧式のアームであり、旋回体３の上部に設けられている。アーム部４は、旋回体３の運転台から伝達される制御信号や制御命令、制御動作等にしたがって、油圧ポンプから供給される油によって各関節部や作業部を動作させる。

【0019】

回転継手１０は、例えば、ロータリースイベルジョイントであり、旋回体３から走行体２に油を供給する。回転継手１０は、走行体２及び旋回体３の間に設けられており、上端が旋回体３の下部に接続され、下端が走行体２の上部に接続される。また、回転継手１０は、筒状かつ、上部及び下部が筒の中心軸を回転軸として互いに回転可能に形成されている。また、回転継手１０は、走行体２に油を供給するにあたって、走行体２に設けられている油圧モータにおけるドレン油を旋回体３に設けられているタンクに排出する。

【0020】

続いて、回転継手１０の構成について説明する。図２は、図１に示す回転継手１０の構成を示す斜視図である。また、図３Ａは、図１に示す回転継手１０の側面図である。また、図３Ｂは、図１に示す回転継手１０の上面図である。また、図４は、図１に示す回転継手１０のフランジ１１及びロッド１４の接続箇所の構成を示す斜視図である。また、図５は、図１に示す回転継手１０のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。

【0021】

図２、図３Ａ～図３Ｃ、図４及び図５に示すように、回転継手１０は、例えば、フランジ１１と、ローター１２と、シャフト１３と、ロッド１４と、磁石１５と、遮蔽部材１６と、角度測定部１７と、固定部材１８と、ピン１９とを含んで構成される。なお、本実施形態において、回転継手１０の設置面に対して垂直であり、かつ回転継手１０の下端側から中心軸Ｏに沿って上端側に向かう方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸に対して垂直であり、かつフランジ１１の中心部からフランジ１１の板状部分の両端のうち通し穴１１３Ａ及び１１３Ｂがある一端に向かう方向をＹ軸方向とする。また、Ｚ軸及びＹ軸に対して垂直であり、かつフランジ１１の管路１１１Ｂの外周部の接続口１１６Ａから管路１１１Ａの外周部の接続口に向かう方向をＸ軸方向とする。

【0022】

図４及び図５を参照しつつフランジ１１の構造について説明する。フランジ１１は、回転継手１０を回転継手１０の設置面に固定するための部材である。フランジ１１は、例えば、板状部分と、板状部分の底面側の中心近傍に、両端のうち一端がＸ軸方向側に、他端がＸ軸方向と反対の方向に向くように延在して形成されている筒状部分とを含んで構成される。また、フランジ１１は、Ｚ軸方向から見た場合における板状部分の中心部に円状の凹部１１２が設けられている。また、フランジ１１は、凹部１１２の中心にフランジ１１の上面から底面まで、板状部分及び筒状部分を貫通する孔部１１５が設けられている。凹部１１２は、回転継手１０内にドレン油を流すためのドレン油路の一部として機能する。

【0023】

フランジ１１は、凹部１１２における孔部１１５の周辺に、２つの接続口１１７Ａ及び１１７Ｂが設けられている。フランジ１１は、筒状部分の両端のうちＸ軸方向側の一端の面に管路１１１Ａを介して接続口１１７Ａに繋がる接続口１１６Ａが設けられている。また、フランジ１１は、筒状部分の両端のうちＸ軸方向と反対側の他端の面に管路１１１Ｂを介して接続口１１７Ｂに繋がる接続口１１６Ｂが設けられている。接続口１１６Ａから接続口１１７Ａを介して凹部１１２に向かう管路１１１Ａは、回転継手１０内にドレン油を流すためのドレン油路として機能する。また、接続口１１６Ｂから接続口１１７Ｂを介して凹部１１２に向かう管路１１１Ｂは、回転継手１０内にドレン油を流すためのドレン油路として機能する。

【0024】

フランジ１１は、Ｚ軸方向からロッド１４の一端が孔部１１５に挿入され、ロッド１４の一端が固定部材１８を介して接続される。具体的には、フランジ１１は、孔部１１５のＺ軸方向と反対の底面側に固定部材１８が嵌合される。ここで、固定部材１８は、フランジ１１に対してロッド１４を固定接続するための部材であり、キャップ状に形成されている。固定部材１８は、外周に環状部材１８１が設けられている。環状部材１８１は、例えば、樹脂によって形成されているＯリングであり、固定部材１８の外周を一周するように、固定部材１８に接続されている。固定部材１８は、環状部材１８１を介して外周が孔部１１５の底面側の内周に嵌合される。

【0025】

また、固定部材１８は、内周にロッド１４の一端の外周が嵌合される。固定部材１８は、ロッド１４との嵌合部分に内周から外周に貫通する孔部１８２が設けられている。また、ロッド１４の一端には、固定部材１８に設けられている孔部１８２と同じ直径の孔部１４１が設けられている。固定部材１８は、孔部１８２及び孔部１４１を貫通するようにピン１９が嵌合され、さらに固定部材１８がフランジ１１の孔部１１５に底面側から嵌合されるか又はねじ込まれることによって、ロッド１４をフランジ１１に固定接続する。

【0026】

フランジ１１は、板状部分の両端のうちＹ軸方向側の一端に通し穴１１３Ａ及び１１３Ｂが設けられている。また、フランジ１１は、板状部分の両端のうちＹ軸方向と反対側の他端に通し穴１１３Ｃ及び１１３Ｄが設けられている。フランジ１１は、通し穴１１３Ａ～１１３Ｄにそれぞれボルトが挿入され、さらに当該ボルトが走行体２の上面の取付穴に挿入されることによって、底面が走行体２の上部に接続される。また、フランジ１１は、板状部分の孔部を囲うように、通し穴１１４Ａ～１１４Ｄが設けられている。フランジ１１は、通し穴１１４Ａ～１１４Ｄにそれぞれボルトが挿入され、さらに当該ボルトがローター１２の一端にある雌ネジに挿入されることによって、上面に筒状のローター１２の一端が接続される。

【0027】

図３Ａ、図３Ｃ及び図５を参照しつつローター１２の構造について説明する。ローター１２は、筒状に形成されている部材であり、内部に設けられている油路を介して、シャフト１３から流入する油をローター１２の外周に接続される走行体２に設けられている部材に供給する。シャフト１３に流入する油は、例えば、油圧モータへの供給油、油圧モータからの戻り油、及びパイロット油である。また、ローター１２の内部に設けられている油路は、例えば、油圧モータへの供給油、油圧モータからの戻り油、及びパイロット油路である。ローター１２は、両端のうちＺ軸方向と反対の底面側の一端が、フランジ１１の板状部分の上面側に接続される。また、ローター１２は、中心軸Ｏを回転軸として回転可能に、シャフト１３の外周が内周に接続される。

【0028】

ローター１２は、シャフト１３から流入する油をローター１２の外周に接続される走行体２に設けられている部材に供給するための油路１２１Ａ～１２１Ｈが外周及び内周の間に設けられている。油路１２１Ａ～１２１Ｈは、ローター１２の内周にある油路から外周にある接続口に繋がる管路である。油路１２１Ａ～１２１Ｈは、内周の油路がそれぞれに対応付けられているシャフト１３の外周にある接続口に接続される。また、油路１２１Ａ～１２１Ｈは、外周の接続口が、走行体２に設けられている部材のうちそれぞれに対応付けられている部材の接続口に接続される。

【0029】

図３Ａ、図３Ｂ及び図５を参照しつつシャフト１３の構造について説明する。シャフト１３は、筒状に形成されている部材であり、内部に設けられている油路を介して、シャフト１３の上面に接続される旋回体３に設けられている部材から流入する油をシャフト１３の外周に接続されているローター１２に供給する。また、シャフト１３は、内部に設けられている孔部１３２を介して、フランジ１１から流入するドレン油をシャフト１３の外周に設けられている排出孔１３４から排出する。

【0030】

シャフト１３は、ローター１２の中心軸Ｏを回転軸として回転可能にローター１２の内周にＺ軸方向と反対側である下部の外周が接続される。また、シャフト１３は、両端のうち下部側の一端に中心軸Ｏを中心とする凹部１３３が設けられている。シャフト１３は、中心軸Ｏを回転軸として回転可能に、Ｚ軸方向と反対側の一端がフランジ１１の上面側に接続される。さらに、シャフト１３は、中心軸Ｏを回転軸として回転可能に、凹部１３３がフランジ１１の管路１１１Ａ及び１１１Ｂに接続される。また、シャフト１３は、凹部１３３から中心軸Ｏを沿って両端のうちＺ軸方向側である上部の他端に至る孔部１３２が形成されている。また、シャフト１３は、孔部１３２からシャフト１３の上部の外周に向かう排出孔１３４を有している。孔部１３２、凹部１３３及び排出孔１３４は、フランジ１１の管路１１１Ａ及び１１１Ｂと合わせてドレン油路として機能する。

【0031】

シャフト１３は、上部の上面における孔部１３２の周囲にシャフト１３及び旋回体３の間で油が流通するための接続口１３１Ａ～１３１Ｄが設けられている。また、シャフト１３は、上部の外周にシャフト１３及び旋回体３の間で油が流通するための接続口１３１Ｅ～１３１Ｈが設けられている。接続口１３１Ａ～１３１Ｈは、それぞれ、シャフト１３の内部に設けられている油路を介して、下部の外周に設けられている複数の油路のうちそれぞれに対応付けられている油路に繋がっている。

【0032】

シャフト１３は、フランジ１１の凹部１１２及びシャフト１３の凹部１３３を介して、Ｚ軸方向と反対側である一端側からロッド１４が孔部１３２内に孔部１３２の内周に直接接しないように設けられている。また、シャフト１３は、Ｚ軸方向側である他端側から角度測定部１７が孔部１３２に例えばねじ込みによって接続されている。また、シャフト１３は、ロッド１４の他端の外周を覆うカップ状に形成されている遮蔽部材１６の外周が、中心軸Ｏを回転軸として回転可能に孔部１３２の内周に嵌合されている。

【0033】

図４～図６を参照しつつロッド１４、磁石１５、遮蔽部材１６及び角度測定部１７について説明する。ロッド１４は、円柱状に形成されており、Ｚ軸方向と反対側の一端が固定部材１８の内周に接続されることによって、固定部材１８を介してフランジ１１の孔部１１５に接続され、シャフト１３の一端側から中心軸Ｏに沿って延在するように孔部１３２内に設けられる。また、ロッド１４は、カップ状に形成されている遮蔽部材１６の内周１６２にＺ軸方向側の他端の外周が嵌合やねじ込みによって接続されており、他端の上面及び遮蔽部材１６の内側底面１６３の間に磁石１５が設けられている。また、ロッド１４は、一端から他端までの間の部分が直接孔部１３２の内周に接しないように、孔部１３２に設けられる。

【0034】

磁石１５は、例えば、永久磁石であり、磁場を発生させる。磁石１５は、遮蔽部材１６の内側底面１６３及びロッド１４の他端の上面の間に設けられている。磁石１５は、角度測定部１７によるシャフト１３及びロッド１４の間の中心軸Ｏを回転軸とした回転角度を測定するために用いられる。

【0035】

遮蔽部材１６は、非磁性体の素材によってカップ状に形成されており、シャフト１３の孔部１３２内において、ロッド１４及び角度測定部１７の間を遮蔽する。また、遮蔽部材１６は、底面の中心部に孔部が形成されている。遮蔽部材１６は、内周１６２にロッド１４の他端の外周が嵌合やねじ込みによって接続される。また、遮蔽部材１６は、内側底面１６３及びロッド１４の他端の上面の間に、Ｚ軸方向側の面が遮蔽部材１６の底面の中心部に設けられている孔部から露出するように、磁石１５が設けられる。なお、遮蔽部材１６は、磁石１５を油密に保つために、内周１６２にシール材が塗布される。また、遮蔽部材１６は、外周１６１を一周するように環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂが外周１６１に設けられている。遮蔽部材１６は、環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂを介して、外周１６１が中心軸Ｏに沿って回転可能に孔部１３２の内周に嵌合される。また、遮蔽部材１６の外側底面１６４は、角度測定部１７の孔部１３２内にある測定面に対向している。

【0036】

環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂは、例えば、樹脂によって形成されているＯリングであり、遮蔽部材１６の外周１６１を一周するように、遮蔽部材１６に設けられている。環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂは、シャフト１３の孔部１３２内のロッド１４が設けられている側に流れるドレン油が、角度測定部１７が接続されている側に漏れない程度に、ロッド１４に対してシャフト１３が中心軸Ｏを回転軸として回転できるような摩擦を生むように、遮蔽部材１６の及び孔部１３２の内周の間に設けられる。

【0037】

角度測定部１７は、例えば、磁気式の角度センサであり、中心軸Ｏを回転軸とするロッド１４及びシャフト１３の間の回転角度を測定する。角度測定部１７は、旋回体３や走行体２などにある建設機械１の制御機器に、測定した回転角度を電気信号として伝達する。角度測定部１７は、磁気センサ１７１と、ソケット１７２と、固定部材１７３とを含んで構成される。

【0038】

ソケット１７２は、筒状に形成されており、シャフト１３の他端側からロッド１４の他端に向かうように外周が孔部１３２の内周に例えばねじ込みによって接続される。ソケット１７２は、両端のうちＺ軸方向と反対側の一端にある面が測定面となっており、当該測定面に磁気センサ１７１が設けられている。測定面は、遮蔽部材１６の磁石１５及び外側底面１６４に対向しており、例えば、磁石１５のＺ軸方向側の面から約３．０ｍｍの距離に離れて位置している。また、ソケット１７２は、両端のうちＺ軸方向側である他端の内周に固定部材１７３の外周が接続される。ソケット１７２は、内部に設けられている信号線、固定部材１７３及び外部の通信ケーブルを介して、旋回体３や走行体２などにある建設機械１の制御機器に磁気センサ１７１から出力される信号を伝達する。

【0039】

磁気センサ１７１は、角度測定部１７の測定面に設けられており、磁石１５から発生する磁場の変化を測定する。磁気センサ１７１は、測定した磁場の変化から中心軸Ｏを回転軸とするロッド１４及びシャフト１３の間の回転角度を測定する。磁気センサ１７１は、測定の結果を電気信号として、ソケット１７２の信号線、固定部材１７３及び外部の通信ケーブルを介して、旋回体３や走行体２などにある建設機械１の制御機器に当該電気信号を出力する。

【0040】

固定部材１７３は、回転継手１０と建設機械１の制御機器との間を接続する通信ケーブルを回転継手１０に固定するために部材である。固定部材１７３は、一端がソケット１７２の両端のうちＺ軸方向の側である他端の内周に外周がねじ込みや嵌合などによって接続され、他端が、通信ケーブルに接続される。

【0041】

＜効果＞
以上、本実施形態では、回転継手１０は、フランジ１１と、一端がフランジ１１に接続される筒状のローター１２と、ローター１２の中心軸Ｏを回転軸として回転可能にローター１２の内周に外周が接続され、中心軸Ｏに沿うように孔部１３２が形成されているシャフト１３とを備える。また、回転継手１０は、一端がフランジ１１に接続され、シャフト１３の一端側から中心軸Ｏに沿って延在するように孔部１３２内に設けられるロッド１４と、シャフト１３の他端側からロッド１４の他端に向かうように孔部１３２に接続され、ロッド１４及びシャフト１３の間の中心軸Ｏを回転軸とする回転角度を測定する角度測定部１７とをさらに備える。また、回転継手１０は、カップ状に形成されており、中心軸Ｏに沿って回転可能に外周１６１が孔部１３２に接続され、内周１６２にロッド１４の他端が接続され、孔部１３２内においてロッド１４及び角度測定部１７の間を遮蔽する遮蔽部材１６をさらに備える。

【0042】

これにより、回転継手１０は、遮蔽部材１６によって、孔部１３２内がロッド１４の側と角度測定部１７側との間が遮蔽されているため、孔部１３２内のロッド１４側に流れる異物が角度測定部１７に付着することが防止される。したがって、回転継手１０は、高精度で、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【0043】

また、遮蔽部材１６は、遮蔽部材１６の外周１６１に設けられている環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂによって、中心軸Ｏに沿って回転可能に孔部１３２の内周に嵌合される。

【0044】

これにより、回転継手１０は、環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂによって、ロッド１４の延在方向がシャフト１３の中心軸Ｏの方向に調整される。したがって、回転継手１０は、ロッド１４の延在方向がシャフト１３の中心軸Ｏに対して傾くことを抑制できる。また、回転継手１０は、少ない部品数によって、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【0045】

また、回転継手１０は、ロッド１４の他端及び遮蔽部材１６の内側底面１６３の間に設けられる磁石１５をさらに備える。また、角度測定部１７は、遮蔽部材１６の外側底面１６４に対向する面に設けられた磁気センサ１７１によって磁石１５から発生する磁場の変化を測定し、当該測定の結果に基づいて回転角度を測定する。

【0046】

これにより、回転継手１０は、孔部１３２内のロッド１４側に流れる異物が角度測定部１７に加えて磁石１５に付着することが防止される。したがって、回転継手１０は、磁場の変化によって回転角度を測定するため、高精度で、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【0047】

また、遮蔽部材１６は、非磁性体の素材で形成されている。

【0048】

したがって、回転継手１０は、磁場及び磁界に与える影響が少ない素材で遮蔽部材１６が形成されているため、さらに高精度で、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【0049】

また、孔部１３２は、ドレン油路である。

【0050】

これにより、孔部１３２がドレン油路であるため、孔部１３２が例えばパイロット油路などのドレン油路以外の油路である場合と比較して、孔部１３２内にある遮蔽部材１６に加わる油圧が低くなり、遮蔽部材１６、環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂに必要な強度が抑制される。したがって、回転継手１０は、遮蔽部材１６、環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂに必要な強度が抑制されるため、低コストで、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【0051】

また、フランジ１１は、外部からシャフト１３の一端に向かう管路を有している。また、シャフト１３は、孔部１３２からシャフト１３の外周に向かう排出孔１３４を有しており、中心軸Ｏを回転軸として回転可能に孔部１３２におけるシャフト１３の一端側が管路に接続される。

【0052】

すなわち、回転継手１０は、フランジ１１の外部から孔部１３２を介して排出孔１３４に至る経路のうち、孔部１３２内にロッド１４が設けられている。これにより、回転継手１０は、ロッド１４が設けられている孔部１３２が経路として用いられるため、回転継手１０のサイズの増大を抑制できる。

【0053】

＜変形例＞
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記の実施形態に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記実施形態及び後述する変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【0054】

例えば、本実施形態では、ロッド１４は、円柱状に形成されているが、これに限られるものではない。ロッド１４は、例えば、フランジ１１から遮蔽部材１６に向かって延在しており、先端が遮蔽部材１６の内周１６２に接続される形状であればどのような形状であってもよい。ロッド１４は、例えば、角柱状に形成されていてもよい。ここで、ロッド１４が角柱状に形成される場合、遮蔽部材１６の内側は、ロッド１４の先端の形状に合わせた形状に形成される。

【0055】

この構成によれば、回転継手１０は、ロッド１４の形状に依らずに、高精度で、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【0056】

また、遮蔽部材１６は、Ｏリングなどの環状部材１６５Ａ及び１６５Ｂが外周１６１に設けられているがこれに限られるものではない。遮蔽部材１６は、例えば、金属で形成されている環状の部材の周囲が樹脂によって覆われるように形成されているオイルシールやキャップシールなどが外周１６１に設けられていても良い。

【0057】

この構成によれば、回転継手１０は、遮蔽部材１６に油を封止する部材としてＯリング以外の部材が用いられるため、オイルシールやキャップシールなどのＯリング以外の部材の方がコストなどで適している場合にも、高精度で、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【0058】

また、遮蔽部材１６は、メッキなどによって皮膜処理が施されていてもよい。また、ロッド１４は、遮蔽部材１６の内周１６２に接触する箇所が、メッキなどによって皮膜処理が施されていてもよい。

【0059】

この構成によれば、回転継手１０は、皮膜処理によってロッド１４及び遮蔽部材１６の摩耗が低減されるため、高耐久かつ高精度で、中心軸Ｏを回転軸とするシャフト１３及びロッド１４の間の回転角度を測定できる。

【符号の説明】

【0060】

１０…回転継手、１１…フランジ、１２…ローター、１３…シャフト、１４…ロッド、１５…磁石、１６…遮蔽部材、１７…角度測定部、１１１Ａ…管路、１１１Ｂ…管路、１３１…孔部、１３２…排出孔、１６１…外周、１６２…内周、１６３…内側底面、１６４…外側底面、１６５Ａ…環状部材、１６５Ｂ…環状部材、１７１…磁気センサ

【要約】

【課題】高精度で回転角度を測定できる回転継手を提供する。
【解決手段】回転継手は、フランジと、一端がフランジに接続される筒状のローターと、ローターの中心軸を回転軸として回転可能にローターの内周に外周が接続され、中心軸に沿うように孔部が形成されているシャフトと、一端がフランジに接続され、シャフトの一端側から中心軸に沿って延在するように孔部内に設けられるロッドと、シャフトの他端側からロッドの他端に向かうように孔部に接続され、ロッド及びシャフトの間の中心軸を回転軸とする回転角度を測定する角度測定部と、カップ状に形成されており、中心軸に沿って回転可能に外周が孔部に接続され、内周にロッドの他端が接続され、孔部内においてロッド及び角度測定部の間を遮蔽する遮蔽部材と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】