(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフトアームが油圧シリンダケースに対して回転可能に支持され、前記リフトアームの回転軸心と、前記油圧シリンダケースに対して取付ブラケットを介して固定される、回転型センサのセンサ軸の軸心とが同一軸心となるように取付けられて、前記油圧シリンダケースに対する前記リフトアームの回転角度を検出する回転型センサの取付構造において、
前記リフトアームの回動軸の回転軸心から離間した箇所に、該リフトアームの端部から、前記回転型センサ側に突出する２箇所のピンを、該回転軸心に平行な方向に向かって延出し、
該２箇所のピンは、該回動軸において、２箇所の挿入孔を穿設し、該挿入孔に前記ピンを嵌装して固定し、前記リフトアームの回動軸の端部から回転型センサ側に軸形状の部材として突出し、
前記センサ軸には、前記リフトアームに対向する板面に前記２箇所のピンに合わせて２箇所の孔を形成した略長方形の板状の部材であるプレートを、前記センサ軸の軸心と中心を合わせて相対回転不能に固定し、
該プレートの回動軸に対向する板面には、該プレートの中央部にセンサ軸の挿入孔を穿設し、
該中央部の挿入孔以外の２箇所の孔は、前記ピンに対応する位置・形状として開口し、該２箇所の孔には、前記２箇所のピンの先端部を挿入貫装する
ことを特徴とする回転型センサの取付構造。
【請求項２】
請求項１に記載の回転型センサの取付構造において、
前記センサ軸は、外周面にネジを形成したネジ軸として構成し、該センサ軸のリフトアーム側の先端部の外周には、軸心と平行な二面を切削して平面部を形成し、
前記プレートの板面の中央には、該センサ軸の先端の断面形状に合わせた貫装孔を形成し、該センサ軸の先端部を挿入可能とし、
該プレートの貫装孔にセンサ軸の先端部が嵌め合わされた状態で、該センサ軸の先端にナットを螺合し、該プレートをセンサ軸に固定する
ことを特徴とする回転型センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧シリンダケースに対するリフトアームの回転角度（回動量）を検出する回転型センサの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧シリンダケースに対するリフトアームの回転角度を検出するための回転型センサが公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。特許文献１に開示されている回転型センサは、リフトアームの回転軸と軸心が一致するように取付けられて該リフトアームと一体化して回転するセンサ軸と、油圧シリンダケースに固定されるとともに該油圧シリンダケースに対する前記リフトアームの回転角度を前記センサ軸を介して検出するセンサ本体とを具備している。このような構成の回転型センサの取付構造において、正確な検出結果を得るためには、前記センサ軸と前記回転軸とを高精度に一直線上に配置することが必要であった。
【０００３】
そのため、特許文献１に記載の回転型センサの取付構造においては、油圧シリンダケースとセンサ本体との間に座やブラケット等を介在させ、前記ブラケットの複数箇所に形成されたインロー部を利用することにより前記センサ軸と前記回転軸との相互の位置を合わせた状態として、前記センサ本体を油圧シリンダケースに固定できるようにしている。しかしながら、特許文献１に記載の取付構造を採用した場合、前記座やブラケット等を配置するためのスペースを確保する必要があるため、前記センサ軸の軸線方向（以下、「センサ軸方向」と記載する。）の寸法をコンパクトにすることができない点で不利であった。
【０００４】
一方、特許文献２には、センサ軸方向の寸法をコンパクトにすることができる回転型センサの取付構造が開示されている。具体的には、リフトアームの回転軸とは異なる２箇所に突起を設けるとともに、該突起と当接可能な２箇所の切欠が形成されたプレートを前記回転軸に相対回転不能に固定する構成としている。このような構成とした場合、インロー部を形成した前記ブラケット等が不要であるため、回転軸と、センサ軸と、のセンサ軸方向における配置の間隔を、従来よりも狭く設定することができる。しかしながら、特許文献２に記載の取付構造を採用した場合、前記プレートの切欠を前記突起に押し当てた状態で回転型センサを前記油圧シリンダケースに取付ける必要があるため、取付位置の調整が困難である点で不利であった。具体的には、プレートを手で押さえる等して前記センサ軸と前記回転軸との相互の位置を合わせながら、もう片方の手でセンサ本体を油圧シリンダケースに固定する必要があり、取付けに手間がかかっていた。さらに、このような取付構造を採用すると、前記プレートの切欠を前記突起に押し当てた状態に保持するためのスプリング等が別途必要となり、部品点数が増加する点においても不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６８４２０号公報
【特許文献２】特開２００８−８２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、センサ軸方向の寸法をコンパクトに構成することができ、回転型センサのリフトアーム及び油圧シリンダケースに対する取付けを容易に行うことができ、かつ、少ない部品点数により実現できる、回転型センサの取付構造を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１においては、リフトアームが油圧シリンダケースに対して回転可能に支持され、前記リフトアームの回転軸心と、前記油圧シリンダケースに対して取付ブラケットを介して固定される、回転型センサのセンサ軸の軸心とが同一軸心となるように取付けられて、前記油圧シリンダケースに対する前記リフトアームの回転角度を検出する回転型センサの取付構造において、前記リフトアームの回動軸の回転軸心から離間した箇所に、該リフトアームの端部から、前記回転型センサ側に突出する２箇所のピンを、該回転軸心に平行な方向に向かって延出し、該２箇所のピンは、該回動軸において、２箇所の挿入孔を穿設し、該挿入孔に前記ピンを嵌装して固定し、前記リフトアームの回動軸の端部から回転型センサ側に軸形状の部材として突出し、前記センサ軸には、前記リフトアームに対向する板面に前記２箇所のピンに合わせて２箇所の孔を形成した略長方形の板状の部材であるプレートを、前記センサ軸の軸心と中心を合わせて相対回転不能に固定し、該プレートの回動軸に対向する板面には、該プレートの中央部にセンサ軸の挿入孔を穿設し、該中央部の挿入孔以外の２箇所の孔は、前記ピンに対応する位置・形状として開口し、該２箇所の孔には、前記２箇所のピンの先端部を挿入貫装するものである。
【０００８】
請求項２においては、請求項１に記載の回転型センサの取付構造において、前記センサ軸は、外周面にネジを形成したネジ軸として構成し、該センサ軸のリフトアーム側の先端部の外周には、軸心と平行な二面を切削して平面部を形成し、前記プレートの板面の中央には、該センサ軸の先端の断面形状に合わせた貫装孔を形成し、該センサ軸の先端部を挿入可能とし、該プレートの貫装孔にセンサ軸の先端部が嵌め合わされた状態で、該センサ軸の先端にナットを螺合し、該プレートをセンサ軸に固定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、センサ軸方向の寸法をコンパクトに構成することができ、リフトアーム及び油圧シリンダケースに対する取付けを容易に行うことができ、かつ、少ない部品点数により実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る回転型センサの取付構造を適用したトラクタの全体的な構成を示す左側面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る回転型センサの取付構造を示す左側面図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る回転型センサの取付構造を示す背面図である。
【図４】本発明の別の実施の一形態に係る回転型センサの取付構造を示す背面図である。
【図５】本発明の別の実施の一形態に係る回転型センサの取付構造における、プレートのセンサ軸への固定方法を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず初めに、本発明の実施の一形態に係る回転型センサの取付構造を適用したトラクタ１の全体的な構成について、図１を参照して説明する。
【００１２】
トラクタ１は、その走行機体１０に作業装置を必要に応じて装着し、種々の作業を行うことが可能な作業車両である。本実施形態のトラクタ１には、作業装置としてロータリ耕耘装置９が装着されている。トラクタ１の走行機体１０は、前輪２・２及び後輪３・３により下方から支持されている。トラクタ１の走行機体１０の後部には、ミッションケース４が具備される。該ミッションケース４内には、エンジンから得た動力を適宜に変速して各部に伝達するためのトランスミッション等が収容される。ミッションケース４の上には、油圧シリンダを内装する油圧シリンダケース３０が載置固定される。該油圧シリンダケース３０には、リフトアーム６０の回動基部が支持される。油圧シリンダケース３０内の前記油圧シリンダが駆動されることにより、リフトアーム６０を回転軸心Ｃ（図２及び図３参照）を支点として上下に回動可能である。
【００１３】
リフトアーム６０の回動基部とは反対側の端部（先端部）には、リンク機構５を介してロータリ耕耘装置９が装着される。油圧シリンダケース３０内の前記油圧シリンダを駆動することにより、リフトアーム６０及びリンク機構５等を介してロータリ耕耘装置９を上昇又は下降させて、該ロータリ耕耘装置９の地面に対する高さを調整することができるように構成されている。
【００１４】
リフトアーム６０及び油圧シリンダケース３０の側部（本実施形態では左側部）には、回転型センサ５０が取付けられる。この回転型センサ５０は、本発明に係る「回転型センサの取付構造」の実施の一形態である取付構造８０（図２及び図３）により、リフトアーム６０の回動軸６１（図２及び図３参照）及び油圧シリンダケース３０に対して取付けられている。なお、リフトアーム６０は、回動軸６１に相対回転不能に固定されていて、該回動軸６１の軸心に相当する回転軸心Ｃを支点として回動軸６１と一体化して回動する。
【００１５】
図２及び図３を参照して、回転型センサ５０の構成について説明する。回転型センサ５０は、リフトアーム６０の油圧シリンダケース３０に対する回転角度を検出するためのセンサであり、例えば回転型のポテンショメータにより構成される。回転型センサ５０は、センサ軸５１（図３参照）と、センサ本体５２と、を具備する。ただし、本発明に係る「回転型センサ」はポテンショメータに限定されるものではなく、例えばロータリエンコーダ等であってもよい。
【００１６】
センサ軸５１は、軸形状の部材であり、一側の端部（先端部）がセンサ本体５２から回動軸６１側に向かって突出するように設けられる。センサ軸５１の軸心（軸線）は、リフトアーム６０（回動軸６１）の回転軸心Ｃと一致するように、すなわち同一軸心上に取付けられて、後述するように、センサ軸５１とリフトアーム６０（回動軸６１）とが一体化して回転する。
【００１７】
センサ本体５２は、回転型センサ５０の本体であり、検知部を内装している。センサ本体５２内の前記検知部は、回転角度に応じた信号を発生させ、図示しない信号線によりその検出信号を取り出すことができるものである。また、センサ本体５２は、前述のセンサ軸５１を周方向に回転可能に支持する。センサ本体５２は、取付ブラケット４１及び固設プレート４２等を介して、油圧シリンダケース３０に固定される。
【００１８】
詳述すると、取付ブラケット４１は、板材をクランク状に折り曲げて形成された部材であり、一側に板面部４１ａを、他側に板面部４１ｂを有する。板面部４１ａは走行機体１０の内側寄りに配置され、板面部４１ｂは走行機体１０の外側寄りに配置される。内側寄りの板面部４１ａは、油圧シリンダケース３０の左側面部に、ボルト４３等を用いて固定される。外側寄りの板面部４１ｂにはセンサ本体５２が、固設プレート４２を介して固定される。
【００１９】
なお、本実施形態のセンサ本体５２は、取付ブラケット４１及び固設プレート４２等を介して油圧シリンダケース３０に固定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、センサ本体は、油圧シリンダケースに直接的に固定されていてもよいし、あるいは、油圧シリンダケースに間接的に固定されていてもよい。例えば、上記の構成に代えて、センサ本体５２がミッションケース４に固定されている構成とすることも可能である。すなわち、センサ本体を、リフトアームが回動するときに、油圧シリンダケースに対して静止している部材に固定する構成としてもよい。
【００２０】
このような構成により、前記油圧シリンダを駆動することにより油圧シリンダケース３０に対してリフトアーム６０を回動させると、センサ本体５２に対してセンサ軸５１が回転することとなり、センサ軸５１がリフトアーム６０と同じ角度分、回転（回動）する。したがって、センサ軸５１を介してセンサ本体５２の前記検出部により検出した角度が、油圧シリンダケース３０に対するリフトアーム６０の回転角度（検出結果）となる。回転型センサ５０の検出結果から、ロータリ耕耘装置９の地面に対する高さを把握することができる。なお、当該検出結果は、トラクタ１の制御装置にフィードバックされて、操作レバー等により設定されている値との誤差を修正する際に利用される。このようにして、トラクタ１では、リフトアーム６０の回動量を高精度に調整している。
【００２１】
図２及び図３を参照して、取付構造８０に備えられるスプリングピン（ロールピン）８１・８１及びプレート８２について詳細に説明する。
【００２２】
スプリングピン８１・８１は、リフトアーム６０の回動軸６１の端部（本実施形態では左端部）から回転型センサ５０（センサ本体５２）側に突出するように設けられた軸形状の部材である。スプリングピン８１は、本発明に係る「突起」の実施の一形態である。本実施形態のスプリングピン８１・８１は、回動軸６１の左側面視において回転軸心Ｃから離間した位置、つまり、該回転軸心Ｃとは異なる２箇所から、該回転軸心Ｃに平行な方向に向かって突出（延出）している。より詳細には、回動軸６１の左端面の、左側面視において回転軸心Ｃに対して点対称の位置、つまり、回転軸心Ｃからの距離が互いに等しくて１８０度位相が異なる２つの位置に、それぞれ挿入孔６１ａ・６１ａが形成（穿設）される。該挿入孔６１ａ・６１ａに、スプリングピン８１・８１が嵌め入れられて、固定される。
【００２３】
プレート８２は、略長方形の板状の部材である。プレート８２の板面の中央部は、センサ軸５１に相対回転不能に固定（固着）される。より詳細には、プレート８２の中央部に挿入孔が形成され、該挿入孔にセンサ軸５１が挿入されて、溶接やカシメ等によって固定される。ただし、その固定方法はこれに限定するものではない。
【００２４】
プレート８２の一対の板面は、センサ軸５１方向に対して垂直な面を成している。プレート８２のリフトアーム６０（の回動軸６１）に対向する板面には、中央部の前記挿入孔以外に２箇所の孔８２ａ・８２ａが形成される。この２箇所の孔８２ａ・８２ａはそれぞれ、スプリングピン８１・８１に対応する位置・形状に形成されている。つまり、左側面視においてプレート８２の板面の中心に対して点対称の位置、つまり、前記挿入孔の中心からの距離が互いに等しくて１８０度位相が異なる２つの位置に、孔８２ａ・８２ａが開口される。該孔８２ａ・８２ａには、スプリングピン８１・８１の先端部を挿入（貫装）することができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、スプリングピン８１・８１を回転軸心Ｃ周辺の２箇所に設けるものとしたが、突起を設ける箇所は２箇所に限定されるものではない。すなわち、突起を回転軸心Ｃ周辺の３箇所以上に設ける構成としてもよい。この場合、プレートに形成する孔の位置・形状も、当該突起の位置・形状に対応して適宜変更する。例えば、３箇所の突起と孔とを設ける構成とすることも可能であるし、あるいは、２箇所の突起と、４箇所または６箇所の孔とを設ける構成として、設けた孔のうちの２箇所を当該突起と係合させるようにすることも可能である。
【００２６】
図３を参照して、回転型センサ５０をリフトアーム６０（回動軸６１）及び油圧シリンダケース３０に対して取付ける際の手順について説明する。
【００２７】
回転型センサ５０の取付けは、以下の（１）〜（３）の手順に従って行われる。
（１）初めに、回転型センサ５０及び固設プレート４２を、ボルト４４・４４等を用いて取付ブラケット４１に固定する（組付ける）。また、プレート８２をセンサ軸５１の先端部に固定する。さらに、スプリングピン８１・８１を回動軸６１の挿入孔６１ａ・６１ａに嵌め入れて固定する。
（２）続いて、プレート８２の孔８２ａ・８２ａをスプリングピン８１・８１に嵌め合わせることにより、回転軸心Ｃと、センサ軸５１の軸心と、を一致させる。これにより、センサ軸５１とリフトアーム６０の回動軸６１とが相対回転不能に係合される。すなわち、センサ軸５１とリフトアーム６０とが回転軸心Ｃを支点として一体化して回転する状態となる。
（３）続いて、取付ブラケット４１の内側寄りの板面部４１ａを、油圧シリンダケース３０の左側面部に、ボルト４３等を用いて固定する。このとき、前記（２）の過程においてセンサ軸５１と回転軸心Ｃとの相互の位置合わせが既にされているため、板面部４１ａと油圧シリンダケース３０との位置の調整を容易に行うことができる。こうして、回転軸心Ｃと、センサ軸５１の軸心と、を容易に高精度に一致させて回転型センサ５０を取付けることができる。
【００２８】
以上の如く、本実施形態における回転型センサ５０の取付構造８０は、リフトアーム６０が油圧シリンダケース３０に対して回転可能に支持され、リフトアーム６０の回転軸心Ｃと、油圧シリンダケース３０に対して固定される回転型センサ５０のセンサ軸５１の軸心と、が同一軸心となるように取付けられて、油圧シリンダケース３０に対するリフトアーム６０の回転角度を検出する回転型センサ５０の取付構造において、リフトアーム６０（本実施形態では、厳密には回動軸６１）の回転軸心Ｃから離間した箇所に、リフトアーム６０（本実施形態では、厳密には回動軸６１）の端部から回転型センサ５０側に突出する複数のスプリングピン８１・８１を設け、センサ軸５１には、リフトアーム６０（回動軸６１）に対向する板面に複数のスプリングピン８１・８１に合わせて複数の孔８２ａ・８２ａが形成されたプレート８２が、センサ軸５１の軸心と中心を合わせて相対回転不能に固定され、複数のスプリングピン８１・８１にプレート８２の複数の孔８２ａ・８２ａを挿入して回転型センサ５０を油圧シリンダケース３０に取り付けるものである。
【００２９】
よって、従来のような、リフトアームとセンサ本体との間、または、油圧シリンダケースとセンサ本体との間に、座やブラケット等を介在させ、前記ブラケットに形成したインロー部等を利用することによりセンサ軸と回転軸との相互の位置合わせを行う構成とした場合と比べて、センサ軸方向の寸法がコンパクトになる。また、センサ本体５２を油圧シリンダケース３０に固定する作業を行い易くなる。すなわち、リフトアーム６０（スプリングピン８１・８１）に対するセンサ軸５１（プレート８２）の位置と、油圧シリンダケース３０に対するセンサ本体５２の位置と、を同時に調整する必要がないので、回転型センサ５０の取付けを容易に行うことができる。さらに、本実施形態に係る回転型センサ５０の取付構造は、少ない部品点数で実現することができ、製造コストを少なく抑えることができる。さらに、治具を用いずに回転型センサ５０をリフトアーム６０及び油圧シリンダケース３０に対して取付けることができるので、着脱作業が容易であり、メンテナンスが頻繁に必要となるロータリエンコーダ等の取付構造に適用した場合に特に有効である。
【００３０】
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、上記の実施形態に代えて以下の構成とすることも可能である。
【００３１】
上記の実施形態においては、プレート８２はセンサ軸５１の先端部に溶接やカシメ等によって固定されるものとした。しかしながら、この構成に代えて、プレートがセンサ軸にナットを用いて固定される構成としてもよい。図４及び図５に示す取付構造７０は、このような構成とした場合の具体例である。
【００３２】
図４及び図５に示すセンサ軸７１は、外周面にネジを形成したネジ軸として構成され、該センサ軸７１のリフトアーム６０側の先端部の外周には、軸心と平行な二面が切削されて平面部７１ａ・７１ａが形成される。また、プレート７２の板面の中央には、センサ軸７１の先端の断面形状に合わせた貫装孔７２ｂが形成されて、センサ軸７１の先端部を挿入可能としている。こうして、プレート７２の貫装孔７２ｂにセンサ軸７１の先端部が嵌め合わされた状態で、センサ軸７１の先端に平ワッシャ７４を介してナット７３が螺合されて、プレート７２がセンサ軸７１に固定される。このように、センサ軸７１に平面部７１ａ・７１ａが形成されていることにより、プレート７２とセンサ軸７１とが相対回転不能とされている。なお、プレート７２の貫装孔７２ｂの両側には、スプリングピン８１・８１を挿入するための孔７２ａ・７２ａが開口されている。該孔７２ａ・７２ａは、上述した実施形態におけるプレート８２の孔８２ａ・８２ａに相当するものである。
【００３３】
以上の如く、プレート７２は、外周面にネジを形成したセンサ軸７１に、ナット７３を用いて固定されている。このように構成することで、プレート７２をセンサ軸７１に容易に着脱することができる。よって、回転型センサ５０のメンテナンス性が向上する。また、プレート７２を他の検出目的の回転型センサ用のものと共用の部材にすること等が可能となり、製作性が向上する。
【００３４】
なお、上記の実施形態では、トラクタ１におけるリフトアーム６０の油圧シリンダケース３０に対する回転角度を検出する回転型センサ５０の取付構造に、本発明を適用した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、種々の相対回転する部材間の回転角度を検出する回転型センサの取付構造に、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
３０      油圧シリンダケース
５０      回転型センサ
５１      センサ軸
５２      センサ本体
６０      リフトアーム
８０      取付構造（回転型センサの取付構造）
８１      突起
８２      プレート
８２ａ    孔
Ｃ        回転軸心
【図１】
0005545865.tif 000002
【図２】
0005545865.tif 000003
【図３】
0005545865.tif 000004
【図４】
0005545865.tif 000005
【図５】
0005545865.tif 000006