(57)【要約】本発明は、位置決めに使用されるギヤボックス内のセンサーアセンブリに関する。センサーアセンブリは相対するギヤボックスハウジング１８に固定されたセンサー２０を備え、ギヤボックスハウジング１８とギヤボックス１４、１６の出力軸２６の間の角度が出力軸２６に固定され且つセンサー２０に接続された軸２８を使用して計測され、それによってギヤボックス１４、１６に遊びを包含するギヤボックス１４、１６で角度を計測するセンサーアセンブリが実現され、遊びを有するギヤボックス１４、１６が正確な角度を有する位置決めに活用し得るのと同時に高い精度を確保する。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対するギヤボックスハウジング（１８）に固定されたセンサー（２０）を備え、位置決めのために使用されるギヤボックスにおけるセンサーアセンブリにおいて、
ギヤボックスハウジング（１８）とギヤボックス（１４、１６）の出力軸（２６）との間の角度が、出力軸（２６）に固定され且つセンサー（２０）に接続された軸（２８）を使用して測定されることを特徴とするセンサーアセンブリ。
【請求項２】
出力軸（２６）に固定され且つセンサー（２０）に接続された軸（２８）が、ギヤボックス（１４、１６）の中心を通ることを特徴とする請求項１に記載のセンサーアセンブリ。
【請求項３】
ギヤボックス（１４、１６）が、遊星歯車であることを特徴とする請求項２に記載のセンサーアセンブリ。
【請求項４】
出力軸（２６）に固定され且つセンサー（２０）に接続された軸（２８）が、ギヤボックス（１４、１６）の入力軸に接続されたギヤボックス推進モーター（２２）における中央貫通孔（４０）を通ることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のセンサーアセンブリ。
【請求項５】
ギヤボックス（１４、１６）が、鉱業或いは建設機械に配置されること特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のセンサーアセンブリ。
【請求項６】
ギヤボックス（１４、１６）が、削岩装置（２）における穿孔ブーム（４）のジョイント（３、５）で回転自由度（Ｚ４、Ｚ５）で回転するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載のセンサーアセンブリ。
【請求項７】
出力軸（２６）と出力軸（２６）に固定され且つセンサー（２０）に接続された軸（２８）が、１つの部片で作られていることを特徴とする請求項１から請求項６に何れか一項に記載のセンサーアセンブリ。
【請求項８】
ギヤボックス（１４、１６）における実際の角度についての情報を受けて、ギヤボックス（１４、１６）が予めプログラムされた終端位置に近づく際に、ギヤボックス（１４、１６）のモーター（２２）へのパワーを切る制御システムを備えていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載のセンサーアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤボックスにおけるセンサーアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最新の削岩装置では、岩盤で正確な場所に発破孔を穿孔できるようにするために、穿孔ブームの位置は、できれば自動制御装置を使用して、計測されている。発破孔の位置を計測する際、角度は、穿孔ブーム各ジョイントでおよびそれら穿孔ブームの伸縮自在の動きにおいて計測されている。ブームは、通常５乃至６個のジョイントを有している、そのため、孔の穿孔される場所を予測できるようにするために高い精度で計測を実行しなければならない。
【０００３】
ギヤボックス（ギヤケース）を用いて穿孔ブームのジョイントで回転させるこのような状況では、通常ギヤボックスにおける角度は、入力モーター軸で計測することによって計測され、それによって角度はギヤボックスのギヤ比と乗じられる。
【０００４】
ギヤボックスの入力モーター軸で計測することでギヤボックスにおける角度を計測するセンサーアセンブリを使用する場合の問題点は、ほぼすべてのギヤボックスに存在する遊び（play）を計測できないことにあり、このことは、高い精度を必要とする応用においては、如何なる遊びも持たないギヤボックスを使用しなければならないということを意味しており、標準的なギヤボックスが位置決めの際に適応不可能な０．３度の遊びを有するために、結果として高価なギヤボックスを使用してきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ギヤボックスの入力モーター軸での計測では、ほぼすべてのギヤボックスに存在する遊びを計測できないという問題点は、本発明によれば、位置決めに使用されるギヤボックスにセンサーアセンブリを設けることで解決される。かかるセンサーアセンブリは、相対するギヤボックスハウジングに固定されたセンサーを備え、そしてギヤボックスハウジングとギヤボックスの出力軸の間の角度は、固定された出力軸に固定され且つセンサーに接続された軸を使用して測定される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本センサーアセンブリでは、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を備えることで、ギヤボックスの遊びを含めてギヤボックスで角度を計測し、また、穿孔位置を計測するために遊びを有する安価なギヤボックスを利用でき、同時に高い精度を確保できるという利点が得られる。さらに、ギヤボックスの外側に計測歯車すなわち別個の計測歯を必要としないので、丈夫なアセンブリが得られる。
【０００７】
本発明は、添付図面を参照して以下により詳細に説明される。
【０００８】
図１は削岩装置２を概略図で示し、この削岩装置２は穿孔（掘削）ブーム４と送り装置６とカッターヘッド８を備えている。削岩装置２は、ケーブル（図示されていない）を介してか或いは無線手段で作業者によって遠隔制御され得るが、しかしまた、削岩装置２の運転室１０で作業者によって制御され得る。作業者は削岩装置２を手動で、或いは自動で、或いはまた半自動で制御することもできる。作業者が削岩装置２を使用して、岩盤１２に孔（発破孔）を穿孔しようとする際に、例えば山岳を通るトンネルを掘削する際に行われるように、特に複数の孔を相互に並行して岩盤１２に穿孔するときには、要求された孔を形成するために岩盤１２に対して正確な位置および正確な角度の方向で、カッターヘッド８つまり送り装置６を位置決めできることが重要である。
【０００９】
図２は、図１に示す削岩装置２の穿孔ブーム４を概略図で示している。この実施形態によれば、穿孔ブーム４は、穿孔ブーム４の５つの回転自由度Ｚ１、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６と、伸縮自在部分における伸縮自由度Ｚ３と、可動送り装置６における送り動作の形態での別の伸縮自由度Ｚ７とを有している。穿孔位置を計測する際、一方では、角度は、回転自由度Ｚ１、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６を有する穿孔ブーム４のそれそれのジョイントにおいてすなわち回転できるそれぞれのジョイントにおいて計測され、他方では、穿孔ブーム４のあらゆる伸縮動作、つまり伸縮自由度Ｚ３、Ｚ７を有する穿孔ブーム４のそれぞれの個所におけるあらゆる伸縮動作が計測される。この実施形態では、ギヤボックス１４、１６を用いて、穿孔ブーム４の二つのジョイント３、５で回転させるようにし、すなわち穿孔ブーム４の２つの回転自由度Ｚ４、Ｚ５の角度を調節する。
【００１０】
図３は、本発明によるセンサーアセンブリの第一の実施形態を概略図で示している。センサーアセンブリは、相対するギヤボックスハウジング１８に固定されたセンサー２０と、推進モーター２２と、ギヤボックス１４、１６の入力軸２４と、ギヤボックス１４、１６の出力軸２６と、ギヤビックス１４、１６の中心を通って出力軸２６に固定された軸２８とを備えている。この実施形態では、ギヤボックス１４、１６は、遊星歯車であって、内部太陽歯車３０、外部太陽歯車３２、遊星ピニオン３４、３６および遊星ピニオンキャリア３８が図示されている。
【００１１】
ギヤボックス１４、１６の中心を通る軸２８は、接着、溶着、又は例えばスプラインを使用するような機械的な固着により、或いは同様な仕方で、出力軸２６に固定され得る。代わりに、ギヤボックス１４、１６の中心を通る軸２８は、それらを１つの部片に作って出力軸２６に固定してもよい。この実施形態では、推進モーター２２は、中央貫通孔４０を備えた中空ピストンエンジンであり、ギヤボックス１４、１６の中心を通る軸２８がこの中央貫通孔４０を通り得る。
【００１２】
図面に見られるように、軸２８はまたギヤボックス１４、１６の入力軸２４を通っている。小型のピストンエンジンを使用することによって、推進モーター２２の横方への突出は避けられ、このことは、推進モーター２２が、穿孔ブーム４に取り付けられる際の利点である。穿孔ブーム４の２つのジョイントで回転を実現するために上述の形式のギヤボックス１４、１６を使用することによって、つまり、ギヤボックス１４、１６の中心を通って出力軸２６に固定された軸２８を使用してギヤボックスハウジング１８とギヤボックス１４、１６の出力軸２６との間の角度を計測するギヤボックス１４、１６を使用することによって、ギヤボックス１４、１６の遊びを含めてギヤボックス１４、１６における角度を計測するセンサーアセンブリが提供され、これにより、穿孔ブーム４を位置決めする際に、これらのジョイントに高い精度を確保できる。
【００１３】
図４は、本発明によるセンサーアセンブリの第二の実施形態を概略図で示している。この実施形態は、推進モーター２２がギヤボックス１４、１６の入力軸２４の中心から変位して配置され、２つの歯車４２、４４が、推進モーター２２からのトルクをギヤボックス１４、１６の入力軸２４に伝達するように設けられている点においてのみ図３に示したものと異なっている。
【００１４】
このように、本発明は位置決めのために使用されるギヤボックスにおけるセンサーアセンブリに関わるものである。かかるセンサーアセンブリは、相対するギヤボックスハウジング１８に固定されたセンサー２０を備え、そしてギヤボックスハウジング１８とギヤボックス１４、１６の出力軸２６との間の角度は、出力軸２６に固定され且つセンサー２０に接続された軸２８を使用して測定される。
【００１５】
ギヤボックスを使用する位置決めの際に、重要なのは、ホース等を損傷しないように回転に対する終端部の位置を確保することである。これは、機械的な停止装置を使用して成され得るが、しかし、これら機械的な停止装置は回転力を吸収するために強靭でなければならず、また、３６０度を超える回転では、実際に、停止装置で十分な終端部の位置のための領域を作ることは困難であるという欠点がある。本発明によるセンサーアセンブリを使用することによって、穿孔ブームに設けられているギヤボックスにおける角度が計測される。従って、実際の角度についての情報を受けて、予めプログラムされた終端位置に近づいた時に、ギヤボックスのモーターへのパワーを切る制御システムを提供することができる。終端位置に近いいくつかの段階でモーターへのパワーを切ることによって、穿孔ブームにおける応力を低減させる滑らかな停止が得られる。
【００１６】
また、例えば削岩装置の側部に位置する岩相や削岩装置自体に穿孔ブームが衝突することがないように、例えば穿孔ブームの回転に小さな許容角度を設定できるようにしたい場合にも、穿孔ブームが終端位置を容易に調節することができ、これにより安全性を高めることができる。この方法は、角度が位置決めのために既に計測されているので、終端位置を安価に作ることができる。このように、センサーアセンブリは、ギヤボックス１４、１６の実際の角度についての情報を受けて、そしてギヤボックス１４、１６が予めプログラムされた終端位置に近づいた時に、ギヤボックス１４、１６のモーター２２へのパワーを切る制御システムを備えている。
【００１７】
本発明によるセンサーアセンブリは、削岩装置の穿孔ブームのギヤボックスに設けて例示されているが、同様に正確な動作が要求される他の形式の鉱業や建設用機械においても使用することができる。角度センサー、つまり上記のセンサーは、一回転以上の回転がホースおよび同類のものに破損を引き起こすために、上述の実施形態においては好ましくは単回転センサーであるが、当然、角度センサーは望ましい場合の応用例では多回転センサーとして構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】削岩装置の概略図。
【図２】図１による削岩装置の穿孔ブームの概略図。
【図３】本発明によるセンサーアセンブリの第一の実施形態を示す概略図。
【図４】本発明によるセンサーアセンブリの第二の実施形態を示す概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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