JP2018177531A - 液圧式の回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンの使用者が回転駆動装置の回転位置を視認する場合、装着されている絶対回転位置の検出装置によってその視認の妨げとなることのない回転駆動装置を提供する。
【解決手段】回転駆動装置１は、クレーンアームに取付けるための舌片状の第２の取付手段６と、シャフト支持部１８と、前記シャフト支持部１８に配置された回転可能なシャフト４と、前記シャフト４を駆動するために作動油を供給可能な羽根７とを有している。前記シャフト支持部１８内には、第１の切欠９が設けられ、ロータリエンコーダ８がほぼ完全に前記第１の切欠９内に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の構成を有する液圧式の回転駆動装置に関する。

例えばクレーンにおける荷役手段の回転可能な取付けに使用されるような、上位概念による回転駆動装置では、回転駆動装置の回転位置の把握が多くの場合では困難であることが判っている。この場合、例えば使用者は、回転駆動装置の回転位置を視認しなければならないが、このことは、回転駆動装置を自由に観察できることや、回転駆動装置へ自由にアクセスできることも前提となり得る。それによって、荷役手段を回転駆動装置に取り付けるプロセスと、従来慣用の回転駆動装置を介してクレーンに取り付けられた荷役手段の操作とに、不都合な影響が及んでしまうことがある。

上位概念による回転駆動装置は、例えば欧州特許出願公開第２４６０７５８号明細書から明らかである。

上位概念によるものとは異なるが、国際公開第２０１６／０９９３７２号には、ロータの絶対回転位置を特定する装置を有するロータが開示されており、この装置は、ロータを取り囲むマグネットリングと、それに対応するセンサとして構成されている。ロータは、この回転位置を特定する装置を貫通している。このように同心的にロータを配置することによって、この装置は、ロータにおいてセンタリングして配置されておらず、かつ中心に配置されていない。

本発明の課題は、上述の欠点が生じない、改良された回転駆動装置を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の構成を有する回転駆動装置によって解消される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に定義されている。

上位概念によるもののように、本発明による、荷役手段をクレーンアームに対して相対的に回転させる液圧式の回転駆動装置も、まずシャフトを有しており、このシャフト自体もまた、シャフトを荷役手段またはクレーンアームに結合させるための第１の取付手段を有している。さらに、シャフト支持部が設けられている。シャフト支持部は、このシャフト支持部をクレーンアームまたは荷役手段に結合させるための第２の取付手段を有している。回転駆動装置を駆動させるために、シャフト内に配置された羽根が設けられており、この羽根には、油の供給部および排出部を介してシャフトにトルクを伝達するために、油を供給可能である。液圧式の回転駆動装置は、一般的に液圧式の装置を介して作動可能であり、この液圧式の装置は、多くの場合ではクレーンアームから回転駆動装置へ通じている。

従来技術で公知の液圧式の回転駆動装置とは異なり、本発明による液圧式の回転駆動装置は、シャフト支持部に対するシャフトの相対的な回転位置の検出に使用されるロータリエンコーダを付加的に有している。したがって、回転駆動装置の回転位置、および場合によっては、この回転駆動装置に取り付けられた荷役手段の回転位置を、容易にかつ正確に検出可能である。

回転角発信器とも呼ばれるロータリエンコーダは、回転角を検出するための機械的または電気的なセンサと解してよい。このようなセンサは、ロータおよびステータを有しており、ステータに対するロータの相対的な回転位置に比例するアナログ出力信号および／またはデジタル出力信号の生成もしくは出力が可能である。

シャフトおよび／またはシャフト支持部内には、少なくとも１つの切欠が設けられており、この切欠内には、ロータリエンコーダが少なくとも部分的に収容されている。これによって、ロータリエンコーダを、シャフトまたはシャフト支持部によって防護された領域に配置することができ、したがって、外部からの機械的影響によるロータリエンコーダの損傷を回避することができる。また、ロータリエンコーダをシャフトまたはシャフト支持部に少なくとも部分的に配置することによって、回転駆動装置のコンパクトな構造が可能となる。

この場合、少なくとも１つの切欠を、シャフトおよび／またはシャフト支持部内でセンタリングして形成してもよい。したがって、ロータリエンコーダを、シャフトおよび／またはシャフト支持部内でセンタリングして、かつその中心に取り付けることができる。このとき、例えば回転駆動装置のシャフトがロータリエンコーダを貫通することを回避できる。これによって、ロータリエンコーダにおける保守作業を容易にすることができ、ロータリエンコーダの取付けも容易にすることができる。

回転駆動装置は、電流供給部および電流導出部に電気的に接触接続されている摺接装置を有しているのが好ましい。これによって、回転駆動装置に配置された電気的な消費機（例えば電動式の荷役手段、または電動式の作業機器など）に電気エネルギーを供給することができる。摺接装置は、信号線路を回転可能に引き込むことに使用してもよい。

この場合、ロータリエンコーダおよび摺接装置を、１つの共通の構造ユニットとして構成することが好ましい。これによって、回転駆動装置の内側または表面に容易に配置可能なコンパクトな構造をもたらすことができる。

この場合さらに、シャフト内には、ロータリエンコーダまたは摺接装置を少なくとも部分的に配置するための第１の切欠を設け、シャフト支持部内には、ロータリエンコーダまたは摺接装置を少なくとも部分的に配置するための第２の切欠を設けることが好ましい。したがって、例えばロータリエンコーダを少なくとも部分的に第２の切欠内に配置し、摺接装置を少なくとも部分的に第１の切欠内に配置することができる。またその逆の場合も同様に考えられる。

シャフト内に切欠を配置する場合には、少なくとも１つの切欠を、シャフトの、クレーンアーム寄りの端部に、またはクレーンアームとは反対側の端部に配置することが好ましい。したがって、少なくとも１つの切欠を、例えばシャフトの端面のうちの１つの端面に軸方向に形成された材料除去部として形成してもよい。

ロータリエンコーダおよび／または摺接装置は、ほぼ完全に少なくとも１つの切欠内に収容されているのが好ましい。それによって、ロータリエンコーダまたは摺接装置を、省スペースに回転駆動装置内に配置し、外部の機械的影響から良好に防護することができる。

原則的に、ロータリエンコーダによって検出された回転位置の検出装置への伝送は、有線または無線で行うことができる。場合によっては、ロータリエンコーダの給電も、有線または無線（例えば誘導式）で行うことができる。

摺接装置への電流供給部は、シャフト内では略軸方向に、かつ／またはシャフト支持部内では略半径方向に延在するか、またはその逆の形で延在することが好ましい。したがって、例えばシャフト支持部内に摺接装置を配置する場合、摺接装置の電流供給部は、シャフト支持部の領域では半径方向に（すなわち例えば横方向に）、または軸方向に（すなわち例えば上方から）延在してもよい。摺接装置をシャフトの１つの端部の内側または表面に配置する場合、摺接装置の電流供給部は、シャフト支持部の領域では半径方向または軸方向に延在し、シャフト自体では、軸方向（すなわち例えばシャフトの長手方向延在部分に沿って）または半径方向に延在してよい。

この場合、摺接装置への電流供給部は、ロータリエンコーダ内では略軸方向および／または半径方向に延在しているのが好ましい。ロータリエンコーダをシャフト支持部の内側もしくは表面、またはシャフトの内側もしくは表面に配置する場合、摺接装置への電流供給部は、ロータリエンコーダを通過し、その通過は、軸方向および／または半径方向に行ってよい。

原則的に、シャフトが、回転駆動装置の、荷役手段寄りの端部で、シャフト支持部を越えて突出しているのが好ましい。これによって、例えばシャフトを荷役手段に結合する取付手段を容易に実現することができる。

さらに、摺接装置からの電流導出部は、回転駆動装置の、荷役手段寄りの端部に形成され、好ましくは横方向に回転駆動装置から離れるように案内されるのが好ましい。

このとき、横方向の電流導出部は、摺接装置から離れるように略半径方向に案内され、または回転駆動装置の、荷役手段寄りの端部の方向に斜めに延在するのが好ましい。

シャフトをロータとして、シャフト支持部をステータとして形成してもよい。したがって、シャフト支持部を、クレーンアームに対して相対的に回転不能に構成してもよく、シャフトと、場合によって、シャフトに配置された荷役手段とは、固定のシャフト支持部に対して相対的に回転してもよい。

ロータリエンコーダの少なくとも一部をシャフト支持部に取り付け、ロータリエンコーダの少なくとも一部をシャフトに取り付けることが好ましい。したがって、ロータリエンコーダの一部をシャフト支持部に対して固定し、ロータリエンコーダの一部をシャフトに対して固定してもよい。そうすることによって、シャフト支持部に対するシャフトの相対的な回転により、ロータリエンコーダの該当する部分の相互的な回転が生じ、その結果、回転を検出することができる。

荷役手段をクレーンアームに対して相対的に回転させる前述のような液圧式の回転駆動装置を有するクレーンにおいて、クレーンアームは、液圧式の回転駆動装置の第２の取付手段に結合されているクレーンについても、権利保護を要求する。

また、木材伐採機、林業用伐採機、またはクレーン付き収穫機とも呼ばれる、前述のクレーンを有するハーベスタについても、権利保護を要求する。

以下、図面の記載を参照して、図示の実施形態に基づき、本発明のさらなる詳細な点および利点を詳説する。

回転駆動装置の第１実施形態の断面図である。 図１に示す回転駆動装置の実施形態の別の断面図である。 回転駆動装置の第２実施形態の断面図である。 回転駆動装置の第３実施形態の断面図である。 回転駆動装置の第４実施形態の断面図である。 回転駆動装置の第５実施形態の断面図である。 回転駆動装置を有するハーベスタを示す図である。 クレーンの側面図である。 クレーンを有する車両の側面図である。 回転駆動装置の第６実施形態の断面図である。

図１は、回転駆動装置１の第１実施形態の断面図を示している。この図面において、舌片状に形成された第２の取付手段６が認められ、第２の取付手段６によって、回転駆動装置１は、例えばクレーンアーム３（ここでは図示せず。図７参照）に取付け可能である。シャフト支持部１８には、回転可能なシャフト４が配置されており、シャフト４は、シャフト４を駆動するために作動油を供給可能な羽根７を有している。シャフト４は、回転駆動装置１の下端１５で、シャフト支持部１８から突出している。シャフト支持部１８内には、第１の切欠９が設けられており、第１の切欠９内には、ロータリエンコーダ８が配置されている。図示の実施形態では、ロータリエンコーダ８は、ほぼ完全に第１の切欠９内に配置されている。さらに、図示の実施形態では、第１の切欠９は、舌片状に形成された複数の第２の取付手段６同士の間に実質的に形成されている。シャフト４の、第２の取付手段６寄りの（図示のように上方の）端部には、第２の切欠１０が設けられており、第２の切欠１０内には、摺接装置１１が配置されている。図示の実施形態では、摺接装置１１は、ほぼ完全に第２の切欠１０内に配置されている。信号線路および／または供給線路の案内のために、シャフト支持部１８およびシャフト４内には、対応する切欠が設けられている。この場合、図１において、切欠をケーブル溝２０としてシャフト４内に設けることが認められる。ケーブル溝２０は、図示のように、シャフト４内で少なくとも部分的に略軸方向に延在している。さらに、図１には、ロータリエンコーダ８から出力されたセンサ信号を検出する検出装置１４が概略的に示されている。ロータリエンコーダ８と、例えばクレーン制御部に組込み可能な検出装置１４との通信は、信号線路２２を介して有線で、かつ／または、無線接続２３を介して（例えばブルートゥースのような、ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリーなどの規格による無線接続などを介して）無線で行われる。この場合、ロータリエンコーダ８および検出装置１４は、対応する無線モジュールを有していてもよい。

図２〜図６は、回転駆動装置１の別の実施形態をそれぞれ示しており、それらの実施形態では、ロータリエンコーダ８は、図１と同様に、シャフト支持部１８に設けられた切欠９内にそれぞれ配置されている。

図２は、図１に示す回転駆動装置１の実施形態の別の断面図を示している。図２に示す断面は、図１と比較すると、ほぼ９０°回転して延在している。これによって、とりわけ図示のようにシャフト支持部１８内で略半径方向に延在する、シャフト支持部１８に設けられたケーブル溝１９としての切欠が判りやすくなっている。

図３は、回転駆動装置１の第２実施形態を示している。図示の実施形態では、シャフト支持部１８は、やはり第１の切欠９を有しており、第１の切欠９内には、ロータリエンコーダ８が配置されている。シャフト４は、その第２の取付手段６寄りの端部に、第２の切欠１０を有しており、第２の切欠１０内には、摺接装置１１が配置されている。図２に示す実施形態では、ケーブル溝１９は、シャフト支持部１８内で略半径方向に延在し、やはり略半径方向にロータリエンコーダ８に通じている。軸方向のケーブル溝２０は、シャフト４内で延在しており、シャフト４から到来してやはりロータリエンコーダ８に軸方向に通じている。したがって、摺接装置１１への電流供給部１２は、シャフト支持部１８内では略半径方向に延在し、ロータリエンコーダ８内では部分的に半径方向にかつ部分的に軸方向に延在している。シャフト４のケーブル溝２０内では、電流導出部１３が、略軸方向に延在している。回転駆動装置１の下端１５では、シャフト支持部１８から突出するシャフト４に、第１の取付手段５を介して取り付けられた荷役手段２（これについては図７も参照）の一部が示されている。電流導出部１３は、シャフト４の、第１の取付手段５寄りの（図示のように下方の）端部から、略軸方向に導出されている。

図４は、回転駆動装置１の第３実施形態を示している。図示の実施形態では、シャフト支持部１８は、やはり第１の切欠９を有しており、第１の切欠９内には、ロータリエンコーダ８が配置されている。シャフト４は、その第２の取付手段６寄りの端部に、第２の切欠１０を有しており、第２の切欠１０内には、摺接装置１１が配置されている。さらに、図４に示すように、摺接装置１１の電流供給部１２は、シャフト支持部１８内では略半径方向に延在し、続いて、対応する軸方向貫通部２１を通って軸方向にロータリエンコーダ８を通って延在している。摺接装置１１の電流導出部１３は、図示のように、シャフト４においてケーブル溝２０内で略軸方向に延在している。電流導出部１３は、シャフト４の、第１の取付手段５寄りの端部から、略軸方向に導出されている。

図５は、回転駆動装置１の第４実施形態を示している。第４実施形態は、主に、シャフト４が、第２の取付手段６とは反対側で、つまり第１の取付手段５寄りの端部で、第２の切欠１０を有しており、第２の切欠１０内には、摺接装置１１が配置されているという点で、図３に示す実施形態とは異なっている。ロータリエンコーダ８は、やはりシャフト支持部１８における第１の切欠９内に配置されている。図５に示す実施形態では、ケーブル溝１９は、シャフト支持部１８内で略半径方向に延在し、やはり略半径方向にロータリエンコーダ８に通じている。軸方向のケーブル溝２０は、シャフト４内で延在し、シャフト４から到来してやはりロータリエンコーダ８に軸方向に通じている。したがって、摺接装置１１への電流供給部１２は、シャフト支持部１８内では略半径方向に延在し、ロータリエンコーダ８内では部分的に半径方向にかつ部分的に軸方向に延在している。シャフト４におけるケーブル溝２０内では、電流供給部１２は、やはり略軸方向に延在している。電流導出部１３は、シャフト４の、第１の取付手段５寄りの端部から、略軸方向に導出されている。

図６は、回転駆動装置１の第５実施形態を示している。第５実施形態は、主に、シャフト４が、第２の取付手段６とは反対側で、つまり第１の取付手段５寄りの端部で、第２の切欠１０を有しており、第２の切欠１０内には、摺接装置１１が配置されているという点で、図４に示す実施形態とは異なっている。図４と同様に、ロータリエンコーダ８は、軸方向貫通部２１を有している。摺接装置１１への電流供給部１２は、シャフト支持部１８を通って略半径方向に延在するケーブル溝１９から到来して軸方向にロータリエンコーダ８を貫通して、略軸方向にシャフト４を通って延在するケーブル溝２０を通って、図示するようにシャフト４の下端に配置された摺接装置１１へと延在している。電流導出部１３は、シャフト４の、第１の取付手段５寄りの端部から、略軸方向に導出されている。

図７は、木材伐採機、林業用伐採機、またはクレーン付き収穫機とも呼ばれるハーベスタ１７の側面図を示している。ハーベスタ１７は、外側のクレーンアーム３を有するクレーン１６を備えている。クレーンアーム３のクレーン先端には、回転駆動装置１が配置されており、回転駆動装置１に、荷役手段２が取り付けられている。液圧式の回転駆動装置１によって、荷役手段２は、クレーンアーム３に対して相対的に回転可能である。

図８は、クレーン１６の別の態様の側面図を示しており、この図８において、構造的かつ機能的に同等の要素には、先に図示した態様と同じ参照番号が付されている。図８に示す態様では、入れ子式のクレーンアーム３に、把持部として構成された荷役手段２が、回転駆動装置１を介して配置されている。

図９は、積載クレーンとして構成された、クレーン１６の別の態様を有する車両２４を示しており、この図９において、構造的かつ機能的に同等の要素には、先に示した態様と同じ参照番号が付されている。ジブとして構成された、車両２４に配置されたクレーン１６のクレーンアーム３には、把持部として構成された荷役手段２が、回転駆動装置１を介して配置されている。

図１０は、回転駆動装置１の第６実施形態の断面図を示している。図１に示す実施形態とは違い、ここでは、シャフト４内に第１の切欠９が設けられており、第１の切欠９内には、ロータリエンコーダ８が配置されている。第１の切欠９は、シャフト４の、第２の取付手段６寄りの（図示のように上方の）端部に形成されている。図示の実施形態では、ロータリエンコーダ８は、ほぼ完全に第１の切欠９内に配置されている。第１の切欠９の下方には、第２の切欠１０がシャフト４内に形成されており、第２の切欠１０内には摺接装置１１が配置されている。図示の実施形態では、摺接装置１１は、ほぼ完全に第２の切欠１０内に配置されている。

１ 回転駆動装置
２ 荷役手段
３ クレーンアーム
４ シャフト
５ 第１の取付手段
６ 第２の取付手段
７ 羽根
８ ロータリエンコーダ
９ 第１の切欠
１０ 第２の切欠
１１ 摺接装置
１２ 電流供給部
１３ 電流導出部
１４ 検出装置
１５ 回転駆動装置端部
１６ クレーン
１７ ハーベスタ
１８ シャフト支持部
１９ ケーブル溝
２０ ケーブル溝
２１ 軸方向貫通部
２２ 信号線路
２３ 無線接続
２４ 車両

Claims (15)

1. 荷役手段（２）をクレーンアーム（３）に対して相対的に回転させる液圧式の回転駆動装置（１）であって、
   シャフト（４）であって、該シャフト（４）を前記荷役手段（２）または前記クレーンアーム（３）に結合する第１の取付手段（５）を有する、シャフト（４）と、
   シャフト支持部（１８）であって、該シャフト支持部（１８）を前記クレーンアーム（３）または前記荷役手段（２）に結合する第２の取付手段（６）を有する、シャフト支持部（１８）と、
   前記シャフト（４）内に配置された、油の供給部および排出部を介して前記シャフト（４）にトルクを伝達するために油の供給が可能な羽根（７）と、
   を備える、液圧式の回転駆動装置（１）において、
   当該回転駆動装置（１）は、前記シャフト支持部（１８）に対する前記シャフト（４）の相対的な回転位置を検出するロータリエンコーダ（８）を有しており、前記シャフト（４）および／または前記シャフト支持部（１８）内には、少なくとも１つの切欠（９）が設けられており、該切欠（９）内には、前記ロータリエンコーダ（８）が少なくとも部分的に収容されていることを特徴とする、液圧式の回転駆動装置（１）。
2. 前記少なくとも１つの切欠（９）は、前記シャフト（４）および／または前記シャフト支持部（１８）内でセンタリングして形成されている、請求項１記載の回転駆動装置。
3. 当該回転駆動装置は、電流供給部（１２）および電流導出部（１３）に電気的に接触接続されている摺接装置（１１）を有している、請求項１または２記載の回転駆動装置。
4. 前記ロータリエンコーダ（８）および前記摺接装置（１１）は、１つの共通の構造ユニットとして構成されている、請求項３記載の回転駆動装置。
5. 前記シャフト（４）内には、第１の切欠（９）が設けられ、前記シャフト支持部（１８）内には、第２の切欠（１０）が設けられており、前記ロータリエンコーダは、前記第２の切欠（１０）内に少なくとも部分的に配置され、前記摺接装置（１１）は、前記第１の切欠（９）内に少なくとも部分的に配置されているか、またはその逆の形に配置されている、請求項２を引用する請求項３記載の回転駆動装置。
6. 前記少なくとも１つの切欠（９）は、前記シャフト（４）の、前記クレーンアーム（３）寄りの端部に、または前記クレーンアーム（３）とは反対側の端部に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の回転駆動装置。
7. 前記ロータリエンコーダ（８）および／または前記摺接装置（１１）は、ほぼ完全に前記少なくとも１つの切欠（９，１０）内に収容されている、請求項２から６のいずれか１項記載の回転駆動装置。
8. 前記ロータリエンコーダ（８）によって検出された回転位置の検出装置（１４）への伝送は、有線または無線で行われる、請求項１から７のいずれか１項記載の回転駆動装置。
9. 前記摺接装置（１１）への前記電流供給部（１２）は、前記シャフト（４）内では略軸方向に、かつ／または前記シャフト支持部（１８）内では略半径方向に延在するか、またはその逆の形で延在する、請求項３から８のいずれか１項記載の回転駆動装置。
10. 前記摺接装置（１１）への前記電流供給部（１２）は、前記ロータリエンコーダ（８）内では略軸方向または略半径方向に延在している、請求項９に記載の回転駆動装置。
11. 前記シャフト（４）は、当該回転駆動装置（１）の、前記荷役手段（２）寄りの端部（１５）で、前記シャフト支持部（１８）を越えて突出している、請求項１から１０のいずれか１項記載の回転駆動装置。
12. 前記シャフト（４）は、ロータとして形成され、前記シャフト支持部（１８）は、ステータとして形成されている、請求項１から１１のいずれか１項記載の回転駆動装置。
13. 前記ロータリエンコーダ（８）の少なくとも一部が、前記シャフト支持部（１８）に取り付けられ、前記ロータリエンコーダ（８）の少なくとも一部が、前記シャフト（４）に取り付けられている、請求項１から１２のいずれか１項記載の回転駆動装置。
14. 請求項１から１３のいずれか１項記載の、荷役手段（２）をクレーンアーム（３）に対して相対的に回転させる液圧式の回転駆動装置（１）を有するクレーン（１６）において、前記クレーンアーム（３）は、前記液圧式の回転駆動装置（１）の第２の取付手段（６）に結合されている、クレーン（１６）。
15. 請求項１４に記載のクレーン（１６）を有するハーベスタ（１７）。