(57)【要約】【課題】センサの検出精度を確保しつつ、構造を簡素化して組立を容易にし、かつ、センサに余計な負荷を掛けないようにしてセンサの信頼性を確保できるようにした回転型センサの取付構造を提供する。【解決手段】リフトアーム７は、リフトアーム７の回転軸心とは異なる部位に２点のスプリングピン２５・２５を有し、かつ、角度センサ２３は、一回転方向にスプリング力を付勢された検出軸２３ａを有し、検出軸２３ａにはプレート２４が固設され、プレート２４は、検出軸２３ａの回転軸心とは異なる部位に２箇所の切欠き部２４ａ・２４ａを有し、該２箇所の切欠き部２４ａ・２４ａを、リフトアーム７の回転軸心とリフトアーム７が有する２点のスプリングピン２５・２５との関係に距離および角度が等しい配置で形成し、かつ、角度センサ２３が、２箇所の切欠き部２４ａ・２４ａと２点のスプリングピン２５・２５が接するべく取り付けられる構造とする。【選択図】図２
2008082875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材に連結されて該回転部材の回転角度を検出する回転型センサと、
前記回転型センサを固定する固定部材と、
を備えた回転型センサの取付構造において、
前記回転部材は、
該回転部材の回転軸心とは異なる部位に２点の突起を有し、
前記回転型センサは、
一回転方向にスプリング力を付勢された検出軸を有し、
該検出軸にはプレートが固設され、
該プレートは、
前記検出軸の回転軸心とは異なる部位に２箇所の切欠きを有し、
該２箇所の切欠きは、
前記回転部材に設けた２点の突起と回転軸心との関係において距離および角度が等しくなるように配置し、
前記回転型センサが、
前記２箇所の切欠きと前記２点の突起が接するべく取り付けられること、
を特徴とする回転型センサの取付構造。
【請求項２】
前記２箇所の切欠きを、
円弧状に形成したこと、
を特徴とする請求項１記載の回転型センサの取付構造。
【請求項３】
前記２箇所の切欠きを、
Ｖ字形に形成したこと、
を特徴とする請求項１記載の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、回転する部材の回転角度を検出する角度センサ等の回転型センサを、固定部に取り付けるためのセンサ取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に回転型センサとしては角度センサが良く知られている。角度センサは、回転角度を検知する対象部材と連結するための回転軸を備えており、この回転軸が対象部材の回転に応じて共に回転することにより対象部材の回転角度を検知するようにしている。そして、角度センサからは検知した回転角度に応じた信号が出力され、この信号が前記対象部材の回転動作を制御するために用いられている。
従来、このような角度センサの取付構造について、例えば、農用トラクタのリフトアーム角度を検出するための角度センサの取付構造に関する技術が特許文献１に開示されており公知となっている。
従来技術における特許文献１においては、角度を検知する対象部材であるピン（またはピンの軸受となる貫通孔を持つフレーム）の中心軸に合わせたインローを形成し、角度センサのケース（または角度センサ本体）の位置決めを容易に可能とした角度センサの取付構造が開示されている。
また、回転角度の検知対象部材であるリフトアームの回転軸軸心に角度センサの検出軸と略同径の孔を形成し、該孔に前記検出軸を嵌合する角度センサの取付構造や、角度センサの検出軸と、リフトアームの回転軸心の両側にレバーを固設し、リフトアームの回動に応じて共に回動するリフトアーム側のレバーにより、角度センサ側のレバーが押圧されて回動する角度センサの取付構造も一般的に広く用いられており公知となっている。
【特許文献１】特開平９−６８４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示される角度センサの取付構造においては、角度センサの検出軸芯と検出対象（ピン）の回転軸心を正確に位置合わせすることができるため、回転角度の検出精度がよいという利点がある反面、検出対象部材等（ピンあるいはピンの軸受フレーム等）に角度センサを取り付けるためのスペースが必要であり、例えば、農用トラクタのようにケースフレームから検出対象部材であるリフトアームが突出している場合には、センサの取付スペースを確保することができなかった。
【０００４】
また、回転角度の検知対象部材であるリフトアームの回転軸軸心に角度センサの検出軸と略同径の孔を形成し、該孔に前記検出軸を嵌合する構造においては、ブラケットの取付位置を調整することで角度センサの位置調整が容易にでき、回転角度の検出精度も良いという利点がある反面、角度センサの検出軸と孔を偏心して嵌合させてしまうと、検出軸に余計な負荷を掛けてしまい、角度センサの寿命を短くする可能性があった。
【０００５】
また、角度センサの検出軸と、リフトアームの回転軸心の両側にレバーを固設し、リフトアームの回動に応じて共に回動するリフトアーム側のレバーにより、角度センサ側のレバーが押圧されて回動する構造においては、検出軸に余計な負荷を掛けてしまう恐れは無い反面、角度センサの位置決めが困難で、かつ、回転角度の検出精度や角度センサ脱着時の再現性等を確保することが困難であった。
つまり、従来から用いられている角度センサの取付構造では、回転角度の検出精度と、組立作業性や信頼性を両立させることが困難であった。
【０００６】
そこで本発明では、このような現状を鑑み、センサの検出精度を確保しつつ、構造を簡素化して組立を容易にし、かつ、センサに余計な負荷を掛けないようにしてセンサの信頼性を確保できるようにした回転型センサの取付構造を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、回転部材に連結されて該回転部材の回転角度を検出する回転型センサと、前記回転型センサを固定する固定部材と、を備えた回転型センサの取付構造において、前記回転部材は、該回転部材の回転軸心とは異なる部位に２点の突起を有し、前記回転型センサは、一回転方向にスプリング力を付勢された検出軸を有し、該検出軸にはプレートが固設され、該プレートは、前記検出軸の回転軸心とは異なる部位に２箇所の切欠きを有し、該２箇所の切欠きは、前記回転部材に設けた２点の突起と回転軸心との関係において距離および角度が等しくなるように配置し、前記回転型センサが、前記２箇所の切欠きと前記２点の突起が接するべく取り付けられること、を特徴としたものである。
【０００９】
請求項２においては、前記２箇所の切欠きを、円弧状に形成したこと、を特徴としたものである。
【００１０】
請求項３においては、前記２箇所の切欠きを、Ｖ字形に形成したこと、を特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、回転角度の検出対象となる回転部材がフレームより突出して配置される場合や、検出対象自体に回転型センサを取り付けるスペースが無い場合であっても、正確に回転型センサを取り付けることができる。また、治具等を使用することなく正確な位置決めを保持したまま回転型センサを脱着することができる。
【００１３】
請求項２においては、プレートが接触するピンの形状に合わせて円弧状の切欠きとすることにより、回転型センサの取付位置の調整が正確にできる。また、これにより、組立が容易となるとともに、センサの検出精度を向上することができる。
【００１４】
請求項３においては、軸ズレが生じた場合のセンサの検出誤差を小さくすることができる。また、センサの検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明をする。
尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は本発明の一実施例を適用する農用トラクタの全体構成を示す側面図、図２は本発明の一実施例に係る角度センサの取付構造を示す側面図、図３は同じく背面図、図４は本発明の第一実施例に係る角度センサの取付構造を示す部分拡大側面図、図５は第一実施例における軸ズレ状態を示す部分拡大側面図、図６は本発明の第二実施例に係る角度センサの取付構造を示す部分拡大側面図、図７は第二実施例における軸ズレ状態を示す部分拡大側面図である。
【００１６】
まず始めに、本発明を適用する農用作業車の一例であるトラクタの全体構成について、図１を用いて説明をする。
トラクタ１は、機体の前後部に夫々前輪２・２と後輪３・３とを備え、ミッションケース４の後上部には油圧シリンダケース２１を固着して設けている。該油圧シリンダケース２１内には、単動式油圧シリンダが設けられており、油圧シリンダケース２１の左右両側には該油圧シリンダの伸縮により回動するリフトアーム７・７を配置している。
また、トップリンク１０、ロワーリンク１１・１１からなる３点リンク機構１２の後端部には、対地作業機の一例であるロータリ耕耘装置１４がリフトアーム７・７にて昇降自在に連結されている。
したがって、上記単動式油圧シリンダを伸縮させることによって、リフトアーム７・７に連結されるロータリ耕耘装置１４が上昇又は下降制御されることになる。
リフトアーム７、７とロワーリンク１１・１１との間にはリフトロッド１５と傾倒シリンダ１８が介装されている。
【００１７】
また、傾倒シリンダ１８は制御弁の切換で伸縮され、ロータリ耕耘装置１４をローリング方向（左右方向）に傾動させることが可能となり、ロータリ耕耘装置１４の水平（姿勢）制御を行うことが可能となる。
また、１７は本機と作業機の間の左右相対を検出する手段であり、トラクタ１とロータリ耕耘装置１４との間の相対的回動量を検出するストロークセンサで構成して、具体的には直線式のポテンショメータで構成されている。
このストロークセンサ１７は、上記傾倒シリンダ１８の横側部に配設され、該傾倒シリンダ１８の伸縮量を検出することによって、上記相対的回動量を検出するものである。
傾斜センサ１６は、本機の任意位置、例えば、油圧シリンダケース２１の横側部に取り付けられ、トラクタ１の左右の傾斜角度（即ち対地角度）を検出する対地検出手段の一例である。
【００１８】
油圧昇降レバー２０はポジション制御用のレバーであって、この油圧昇降レバー２０の回動基部には、トラクタ１の後部に連結されているロータリ耕耘装置１４の対地高さを設定するためのポテンショメータからなる対地高さ設定器（図示せず）が取り付けられている。一方、リフトアーム７の回動基部には角度センサ２３が設けられ、該角度センサ２３により対地高さを検知する構成としており、油圧昇降レバー２０にて設定された位置にリフトアーム７・７が回動してその設定位置に停止するように構成している。
角度センサ２３は回転型のポテンショメータやロータリエンコーダ等により構成され、リフトアーム７の回転角度を検知することにより、ロータリ耕耘装置（作業機）１４の高さを検出するようにしている。
以上が、本発明を適用する農用作業車の一例であるトラクタの全体構成についての説明である。
【００１９】
次に、本発明の第一実施例に係る角度センサの取付構造について、図２乃至図５を用いて説明をする。
尚、本実施例においては、回転型センサとして角度センサを例にとって説明をするが、本発明を適用するセンサの種類をこれに限定するものではない。
図２または図３に示す如く、角度センサ２３は、回転検出軸となる検出軸２３ａを有し、また、角度センサ２３を固設するための固設プレート２３ｂを有している。そして、固設プレート２３ｂに設けられた孔を利用して、ブラケット２６に対してビスおよびナットにより締結して固設する構成としている。
検出軸２３ａの端部軸心上にはプレート２４を取り付けるためのメネジ加工が施されており、このメネジを利用して、ボルトを締結することによりプレート２４を固設している。
また、検出軸２３ａは、角度センサ２３に内蔵された図示しないスプリングにより一回転方向に常時回転力が付勢されており、検出軸２３ａが外部から回転方向に拘束力を受けない状態では、一定位置に復帰する構造である。即ち、検出軸２３ａには、図２における反時計回りの方向に常時スプリング力が付勢されており、リフトアーム７が反時計回りに回動（上昇）する時には、スプリングピン２５と当接しながら反時計回りに回動する構成としている。
【００２０】
前述したとおり、角度センサ２３には、検出対象と接触するプレート２４が固設されている。プレート２４は検出軸２３ａを中心軸として２方向に伸びたレバー状の部材であり、それぞれの方向には切欠き部２４ａを形成している。つまり、プレート２４は長板状に構成して、長手方向中央に固定用のボルトを挿入するボルト孔を開口し、その両側のスプリングにより付勢されて回転する方向の前面（前辺）にスプリングピン２５の外径に合わせた円弧状の切欠き部２４ａ・２４ａが形成されている。
一方、検出対象である回転部材となるリフトアーム７には突起となるスプリングピン２５が２箇所突設されている。つまり、リフトアーム７の回動基部（リフトアームシャフト７ａ）側面には、回動中心から所定距離離れた直径方向位置に、円柱状の突起としてスプリングピン２５・２５が側方に突設されて、該スプリングピン２５・２５先端部に前記プレート２４が当接可能に配設されている。
【００２１】
図４に示す如く、前記プレート２４に形成された切欠き部２４ａ・２４ａとスプリングピン２５・２５は両者が２箇所ともに接するとき、リフトアーム７を固設するリフトアームシャフト７ａと検出軸２３ａの軸心が一致するように寸法を定めている。これにより、切欠き部２４ａ・２４ａとスプリングピン２５・２５が接するように位置決めをしてブラケット２６をボルト２７によりシリンダケース２１に固定することにより、取付治具等を用いなくても簡便に角度センサ２３の位置決めおよび位置調整をすることができる。該ブラケット２６はプレートを後面視クランク状に折り曲げて、一端をシリンダケース２１に固定し、他端に角度センサ２３を取り付けて、検出軸２３ａをリフトアームシャフト７ａ側に突出している。但し、プレートをリフトアームシャフト側に取り付け、ピンを角度センサ２３側に取り付ける構成とすることも可能である。
【００２２】
また、リフトアームシャフト７ａと検出軸２３ａは、スプリングピン２５・２５およびプレート２４を介して接触しているため、両者７ａ・２３ａの間に軸ズレが生じた場合であっても検出軸２３ａに余計な負荷をかけることが無い。
【００２３】
即ち、リフトアームシャフト７ａの両側に固設されるリフトアーム７と、本機側のシリンダケース２１に固定されてリフトアーム７の回転角度を検出する角度センサ２３とを備えた角度センサ２３の取付構造において、リフトアーム７は、リフトアーム７の回転軸心とは異なる部位に２点のスプリングピン２５・２５を有し、角度センサ２３は、一回転方向にスプリング力を付勢された検出軸２３ａを有し、検出軸２３ａにはプレート２４が固設され、プレート２４は、検出軸２３ａの回転軸心とは異なる部位に２箇所の切欠き部２４ａ・２４ａを有し、該２箇所の切欠き部２４ａ・２４ａを、リフトアーム７の回転軸心とリフトアーム７に設けた２点のスプリングピン２５・２５と回転軸心との関係において距離および角度が等しくなるように配置し、角度センサ２３が、２箇所の切欠き部２４ａ・２４ａと２点のスプリングピン２５・２５が接するべく取り付けられる構造としている。
これにより、回転角度の検出対象となる回転部材がフレームより突出して配置される場合や、検出対象自体に角度センサを取り付けるスペースが無い場合であっても、正確に角度センサを取り付けることができるのである。また、治具等を使用することなく正確な位置決めを保持したまま角度センサを脱着することができるのである。
【００２４】
図５に示す如く、リフトアームシャフト７ａと検出軸２３ａに軸ズレが生じた場合、一方のスプリングピン２５がプレート２４とは接触しない状態となるため、検出軸２３ａに余計な負荷がかからない構成としている。
尚、図５では説明の便宜上、軸ズレが大きい状態を示したが、前述の如く、切欠き部２４ａ・２４ａとスプリングピン２５・２５が適切に接するように取り付けることにより、軸ズレの発生を最小限に抑えることが可能であることから、検出精度が著しく低下するような事態は、目視確認等の日常の点検作業を行うことにより容易に回避することができる。
【００２５】
また、第一実施例では、切欠き部２４ａの形状をスプリングピン２５の外形形状に合わせて円弧状に形成しており、これにより、切欠き部２４ａとスプリングピン２５が正確に接するべく軸心調整することが容易となっている。
これにより、角度センサ２３とリフトアームシャフト７ａは、必要な検出精度を得るべくセンサを略同一位置に容易に固定可能とするとともに、微小な検出軸２３ａの軸ズレによって、繰り返しの回転運動の結果センサに余計な負荷を掛けることがなく、センサの寿命を損なうことがない。
【００２６】
即ち、２箇所の切欠き部２４ａ・２４ａを、円弧状に形成しており、このように、切欠き部２４ａをプレートが接触するピンの形状に合わせた円弧状の切欠きとすることにより、角度センサの取付位置の調整が正確にできるのである。
また、これにより、組立が容易となるとともに、角度センサの検出精度を向上することができるのである。
以上が、本発明の第一実施例に係る角度センサの取付構造についての説明である。
【００２７】
次に、本発明の第二実施例に係る角度センサの取付構造について、図６または図７を用いて説明をする。
図６に示す如く、第二実施例においては、基本構成においては第一実施例と同様であるが、切欠き部２４ｂの形状をＶ字型としている点で第一実施例とは異なっている。また、Ｖ字が形成する谷間の角度が鈍角となるように切欠き部２４ｂを形成している。
【００２８】
図７に示す如く、Ｖ字が形成する谷間の角度を鈍角にすることにより、軸ズレ時にスプリングピン２５が切欠き部２４ｂと接する位置と、軸ズレが無い状態で接する位置との誤差が第一実施例に比して小さくすることができるため、検出角度誤差を第一実施例に比して、より小さくすることができる。
【００２９】
即ち、２箇所の切欠き部２４ｂ・２４ｂを、Ｖ字形に形成しており、これにより、軸ズレが生じた場合のセンサ検出角度の誤差を第一実施例に比して小さくすることができるのである。また、角度センサの検出精度を第一実施例に比してさらに向上することができるのである。
以上が、本発明の第二実施例に係る角度センサの取付構造についての説明である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例を適用する農用トラクタの全体構成を示す側面図。
【図２】本発明の一実施例に係る角度センサの取付構造を示す側面図。
【図３】同じく背面図。
【図４】本発明の第一実施例に係る角度センサの取付構造を示す部分拡大側面図。
【図５】第一実施例における軸ズレ状態を示す部分拡大側面図。
【図６】本発明の第二実施例に係る角度センサの取付構造を示す部分拡大側面図。
【図７】第二実施例における軸ズレ状態を示す部分拡大側面図。
【符号の説明】
【００３１】
７      リフトアーム
２３    角度センサ
２３ａ  検出軸
２４    プレート
２４ａ  切欠き部
２５    スプリングピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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