工程机械的回转接头

文档序号:144135 发布日期:2021-10-22 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 工程机械的回转接头 (Swivel joint for construction machine ) 是由 冈田修自 竹田一之 新居晴夫 望月大辅 于 2020-03-02 设计创作,主要内容包括:提供一种工程机械的回转接头,能够检测上部回转体的回转角度,且具有很高的维护性。回转接头(4)包括:主体(41)、轴杆(43)、下盖(45)和传感器单元(5)。传感器单元(5)具有固定在轴杆(43)的上端侧的旋转角度传感器(51)、以及在远端具有能够被旋转角度传感器(51)检测到的被检测部(55)且基端侧连结于下盖(45)的棒状的杆(53)。轴杆(43)形成有供杆(53)插入的杆插入孔(431)、以及供排放油通过的轴杆侧泄油油路(433)。(Provided is a rotary joint for construction machinery, which can detect the rotation angle of an upper rotary body and has high maintainability. The swivel joint (4) comprises: a main body (41), a shaft (43), a lower cover (45), and a sensor unit (5). The sensor unit (5) has a rotation angle sensor (51) fixed to the upper end side of the shaft (43), and a rod-shaped lever (53) having a detection section (55) at the distal end thereof, the detection section being capable of being detected by the rotation angle sensor (51), and the proximal end side of the lever being connected to the lower cover (45). The stem (43) is formed with a stem insertion hole (431) into which the stem (53) is inserted, and a stem-side oil drain passage (433) through which drain oil passes.)

工程机械的回转接头

技术领域

本发明涉及设置于液压挖掘机等工程机械的回转中心的回转接头。

背景技术

以往,在工程机械领域,提出了连结下部行走体与上部回转体的回转部上所设置的回转接头的相关技术。

例如,专利文献1中公开了一种在回转支承的中心部连接上部配管与下部配管的回转接头。

具体而言,回转接头具有固定在下部行走体的底部框架上的圆筒状的主体、以及固定在上部回转体的上框架上且能旋转自如地嵌合于本体的圆柱状的轴杆(stem)。另外,轴杆的上端面中央部形成有沿轴向贯穿的泄油孔。

作为另一种技术,专利文献2中公开了具备用于检测上部回转体的回转角度的旋转角度传感器和杆的回转接头。

具体而言,在沿轴向延伸的先导油路中插入有用于检测上部回转体的回转角度的杆。另外,杆的上端与安装于内侧主体的旋转角度传感器隔着空隙而相对向。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本发明公开公报特开2016-3519

专利文献2:日本发明公开公报特开2017-82494。

根据上述专利文献1、2,可以想到设置传感器单元(旋转角度传感器及杆),利用形成在轴杆的回转中心的油路和泄油孔来检测上部回转体的回转角度。

然而,在形成于轴杆的回转中心的油路或泄油孔中穿过杆的结构中,随着杆的插拔作业,有可能从油路或泄油孔漏出工作油,从而存在维护性方面的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程机械的回转接头,其具备用于检测上部回转体的回转角度的传感器单元,并能抑制杆插拔时的漏油。

本发明提供一种工程机械的回转接头,所述工程机械包括:包含下部配管的下部行走体、包含上部配管的上部回转体、以及以所述上部回转体能够绕着沿上下方向延伸的回转中心轴进行回转的方式将所述下部行走体与所述上部回转体相互连结的回转部,所述回转接头设置于所述工程机械的所述回转部。该回转接头包括:主体,固定于所述下部行走体,呈以所述回转中心轴为中心的圆筒状,且分别形成有上侧开口部和下侧开口部;下盖,以密封所述主体的所述下侧开口部的方式安装于所述主体,在与所述回转中心轴重合的位置上形成有沿上下方向贯穿所述下盖的安装孔;轴杆,固定于所述上部回转体,呈以所述回转中心轴为中心的圆柱状,以能够以所述回转中心轴为中心相对于所述主体相对旋转的方式穿过所述主体的所述上侧开口部而与所述主体的圆筒内部嵌合;以及,传感器单元,能够检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度。所述轴杆具有与所述下盖相对向的下面部,该轴杆中分别形成有:形成在与所述回转中心轴重合的位置上的传感器安装空间、将所述传感器安装空间与所述下面部连通并且以与所述安装孔相对向的方式沿所述回转中心轴形成的杆插入孔、以及在相对于所述杆插入孔位于所述轴杆的径向外侧,与所述杆插入孔隔离设置并与所述上部配管连通而允许排放油沿上下方向流动的轴杆侧泄油油路。所述下盖中形成有盖侧泄油油路,在所述下盖安装于所述主体的状态下与所述杆插入孔及所述安装孔隔离,并且将所述轴杆的所述轴杆侧泄油油路与所述下部配管相互连通。所述传感器单元具有:旋转角度传感器,以能够绕着所述回转中心轴与所述轴杆一体旋转的方式被安装在所述轴杆的所述传感器安装空间中;以及,沿上下方向延伸的棒状的杆。杆包含杆远端部和杆基端部,其中,所述杆远端部包含能被所述旋转角度传感器检测到的被检测部,所述杆基端部可拆卸地安装于所述下盖的所述安装孔,在所述下盖安装于所述主体的状态下,所述杆远端部能够穿过所述下盖的所述安装孔而插入所述杆插入孔,直到所述被检测部能够被所述旋转角度传感器检测到的位置为止,另一方面,所述杆远端部能够穿过所述杆插入孔向所述安装孔的下方脱离,所述杆能够与所述主体一起绕着所述回转中心轴相对于所述轴杆进行相对旋转。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的液压挖掘机的侧视图。

图2是表示本发明一实施方式的回转接头的的外观的侧视图。

图3是沿箭头III观察图2的回转接头式的仰视图。

图4是沿箭头IV观察图2的回转接头时的俯视图。

图5是在V-V位置处切断图2的回转接头而得到的剖视图。

图6是在VI-VI位置处切断图2的回转接头而得到的剖视图。

图7是表示从图6的回转接头拆下杆后的状态的剖视图。

图8是在VIII-VIII位置处切断图4的回转接头而得到的剖视图。

图9是在IX-IX位置处切断图4的回转接头而得到的剖视图。

图10是表示本发明的变形实施方式所涉及的回转接头的剖视图。

具体实施方式

参照图1至图9来对本发明的实施方式所涉及的工程机械的回转接头。以下,例举液压挖掘机1(参照图1)作为工程机械的一个例子,例举回转接头4作为回转接头的一个例子(参照图2)。

如图1所示,液压挖掘机1具备下部行走体2、可回转自如地搭载在下部行走体2的上部回转体3、以及包含回转支承25的回转部1S。下部行走体2具有液压式的行走马达21、由该行走马达21驱动旋转的左右一对履带22、下框架23、以及与行走马达21相连的下部配管52。回转部1S将下部行走体2与上部回转体3相互连结,从而上部回转体3能够绕着沿上下方向延伸的回转轴AX(回转中心轴)进行回转。

上部回转体3具有上框架31、机械室37A、机械室罩37和上部配管50。上框架31经由回转支承25而被支撑在下部行走体2上,其构成上部回转体3的基座。上框架31构成为以回转轴AX为中心自由回转。

机械室37A将未图示的发动机、液压设备(例如控制阀36、液压泵)等收纳在内。机械室罩37设置成覆盖该机械室37A。

回转部1S具有设置于回转支承25中心部的回转接头4。回转接头4直立设置在下框架23中央部的纵向较长的大致圆柱形状的构件,其中心与回转轴AX一致。回转接头4将与上部回转体3的控制阀36相连的上部配管50同与下部行走体2的行走马达21相连的下部配管52中继并连接。

如图2所示,回转接头4具有主体41、旋转自如地嵌合于主体41的轴杆43、盖45(下盖)以及盖47(副盖)。盖45和盖47构成盖单元44。

如图2和图4所示,主体41固定在下部行走体2的下框架23上,是以回转轴AX为中心的圆筒状构件,也被称为下部回转部等。主体41的上侧和下侧分别开口,分别形成有上侧开口部和下侧开口部。

如图2、图4和图5所示,轴杆43固定在上部回转体3的上框架31上,是以回转轴AX为中心的圆柱状构件,也被称为上部回转部等。轴杆43以能够相对于主体41以回转轴AX为中心相对旋转的方式穿过主体41的所述上侧开口部而与主体41的圆筒内部嵌合。轴杆43具有与盖45相对向的下面部。

如图6所示,轴杆43还具有配置在该轴杆43下端的止推板432。止推板432是用于防止轴杆43从主体41向回转轴方向拔出的构件。

如图3和图8所示,主体41的下侧用螺栓固定着盖45。盖45以密封主体41的所述下侧开口部的方式安装在主体41上。如图6所示,盖45上与轴杆43的中心轴(回转轴AX)重合的位置处形成有用于安装盖47(将在后文阐述)的安装孔45H,该安装孔45H沿上下方向贯穿盖45。即,盖45构成甜甜圈的形状。盖45是本发明所涉及的第一盖的一个示例。

如图3和图6所示,盖45上经由安装孔45H安装有盖47。具体而言,在盖45的安装孔45H中形成阴螺纹,并且在盖47的连结部47S(参照图7)形成阳螺纹,盖47被连结在盖45的安装孔45H中。

另外,如上所述,由于盖45固定在主体41上,因此,即使将盖47从盖45拆下(参照图7),盖45也仍然维持安装在主体41上的状态。

另外,如图6所示,回转接头4还具有传感器单元5,能够检测上部回转体3相对于下部行走体2的回转角度。传感器单元5具有旋转角度传感器51和杆53。

旋转角度传感器51固定在轴杆43的上端侧,并追随着上部回转体3的回转而与轴杆43一同旋转。即,旋转角度传感器51安装于轴杆43的传感器安装空间430,从而能够绕着回转轴AX与轴杆43一体地旋转。

杆53是在远端设有能够被旋转角度传感器51检测到的磁铁55的棒状构件。另外,杆53具有杆远端部53A和杆基端部53B,并沿上下方向(回转轴AX的轴向)延伸。

在杆53的杆远端部53A的远端面,能够供磁铁55(被检测部)嵌入的锪孔(未图示)(凹部)与旋转角度传感器51相对向地形成。锪孔的大小形成为不会影响磁铁55的磁场密度的程度(这里是0.5mm(毫米)以下)。

磁铁55配置在形成于杆53远端面的所述锪孔中,并经由粘合剂直接安装到杆远端部53A。结果是,杆远端部53A包含能够被旋转角度传感器51检测到的磁铁55。杆53的杆基端部53B通过螺钉结构直接且可拆卸地连结于盖47。结果是,在杆基端部53B连结于盖47时,盖47对杆基端部53B进行保持。另外,杆53能够与主体41一起相对于轴杆43绕回转轴AX相对旋转。

盖47连结于盖45,盖45固定在主体41上。尤其是盖47可拆卸地安装在盖45上以密封盖45的安装孔45H。主体41固定在下部行走体2上。因此,连结于盖47的杆53和设置于杆53的远端的磁铁55不同于旋转角度传感器51,并不会追随上部回转体3的回转而旋转。另外,对杆基端部53B作进一步说明,其中,该杆基端部53B可拆卸地安装于盖45的安装孔45H,从而在盖45安装到主体41上的状态下,杆远端部53A能够穿过盖45的安装孔45H并插入杆用孔431,直到磁铁55能够被旋转角度传感器51检测到的位置为止,而杆远端部53A能够穿过杆用孔431向安装孔45H的下方脱离。

为了准确地检测上部回转体的回转角度,旋转角度传感器51和磁铁55优选为配置成同心状。因此,本实施方式中,杆53的远端侧设有轴环57(限制构件)。轴环57是用于抑制杆53偏芯的构件,由非磁性的树脂材料构成。即,轴环57配置于杆远端部53A,具有比杆53的外径要大的外径。轴环57限制磁铁55相对于旋转角度传感器51在与回转轴AX的轴向正交的方向上的相对位置。

如图7所示,用于安装盖47的安装孔45H的内径构成为比轴环57的外径要大。这是为了包含轴环57的杆53能够插入杆用孔431或从其拔出。

如图5所示,轴杆43中形成有:传感器安装空间430、在轴杆43的中心轴处沿轴向延伸的杆用孔431(杆插入空间)、在轴杆43的偏离中心轴的位置处沿轴向延伸的泄油孔433(轴杆侧泄油油路)、以及在轴杆43的偏离中心轴的位置处沿轴向延伸的4个纵孔435。传感器安装空间430形成在轴杆43的上端部与回转轴AX重合的位置处。另外,杆用孔431连通传感器安装空间430与轴杆43的所述下面部,并且沿着回转轴AX与安装孔45H相对向地形成。泄油孔433相对于杆用孔431在轴杆43的径向外侧与杆用孔431隔离设置,与上部配管50连通,并且允许排放油沿上下方向流动。

如图7所示,杆用孔431是用于插拔杆53的专用孔,是不过油的孔。如图6所示,盖47安装到盖45上时,连结于盖47的杆53从安装孔45H插入到杆用孔431中。杆53远端的磁铁55随之接近旋转角度传感器51。

如图8所示,泄油孔433是供排放油通过的孔,与形成在盖45中的泄油油路451(图9的阴影区域)(盖侧泄油油路)连通。泄油油路451是在盖45安装到主体41上的状态下与杆用孔431和安装孔45H隔离的油路,将轴杆43的泄油孔433和下部配管52相互连通。

如图9所示,泄油油路451由设置于轴杆43外周的甜甜圈状油室451A、连接油室451A和盖45侧面的L字形的L字油路451B构成。如图8所示,泄油孔433与泄油油路451的油室451A连通。

如图9所示,在轴杆43与盖45的接触部分设有用于防止排放油泄漏的密封构件6。密封构件6是环状的弹性构件,位于轴杆43与盖45之间,防止油从泄油油路451流入杆用孔431和安装孔45H中。这是因为泄油油路451形成在盖45中,所以轴杆43与盖45的接触部分有可能有排放油渗出而造成泄漏。

另外,轴杆43具有其下端部包含回转轴AX的小径部、配置在该小径部上方的大径部。轴杆43的下面部相当于所述小径部的下面部。杆用孔431与所述小径部的下面部连通。另一方面,盖45在其圆筒内部接入轴杆43的小径部43,盖45的上面部与轴杆的大径部的下面部抵接(图6)。盖47从下方嵌入盖45的圆筒内部的下侧部分。上述密封构件6位于盖45的内周面与轴杆43的小径部的外周面之间,防止排放油从泄油油路451流入杆用孔431侧。

4个纵孔435是在控制阀36与行走马达21之间作为给排工作油的油路来发挥作用的孔。图9中示出了4个纵孔435中的一个。纵孔435采用与现有技术(例如所述专利文献1)相同的结构。

如上所述,根据上述实施方式,不过油的杆用孔431中插入杆53,因此,在维护操作时即使拔下杆53,也不可能发生漏油。另外,由于泄油孔433与杆用孔431分开形成,并与固定在主体41上的盖45的泄油油路451连通,因此,即使将盖47从盖45拆下,盖45也仍然安装在主体41上,因此,泄油孔433保持闭塞的状态。从而,不可能有油从泄油孔433漏出。因此,本实施方式所涉及的回转接头4能够容易地更换杆53,包含杆53的传感器单元5具有很高的维护性。

另外,根据上述实施方式,由于旋转角度传感器51和磁铁55都不接触工作油,因此这些构件无需具有耐油性。

另外,根据上述实施方式,无需大幅变更液压挖掘机1的布局设计,就能增设角度检测功能,而且与普通的回转接头相比,其装卸性也不差。

另外,根据上述实施方式,若盖47从盖45取下,也能够取出连结在盖47上的杆53。因此,无需将回转接头4的主体41或轴杆43从挖掘机本体拆下,就能更换磁铁55。

另外,根据上述实施方式,由于在杆53的远端侧设有轴环57,因此足以阻止杆53发生偏芯,磁铁55不会脱离旋转角度传感器51的感知范围。另外,由于轴环57由非磁性体的树脂原材构成,因此,轴杆43的杆用孔431的内周面不会发生磨损。

另外,根据上述实施方式,由于磁铁55经由粘合剂直接安装在形成于杆53远端的锪孔(凹部)中,因此,无需在磁铁55与作为磁性体的杆53之间设置其它非磁性的构件,从而能够减少零件的数量。

本发明所涉及的工程机械的回转接头并不局限于上述的实施方式,在权利要求书记载的范围内可以进行各种变形和改良。

上述实施方式中,如图7所示,例示了盖45固定在主体41上,具备杆53的盖47能够相对于盖45自由拆卸,但并不限于此。例如,回转接头也可以具备固定在主体41上的盖、以及直接连结在该盖上的杆。即,回转接头也可以具备一个盖和能够连结在其上的杆。

具体而言,本发明的变形实施方式所涉及的回转接头如图10所示,形成有泄油油路491的盖49固定在主体41上。杆530的杆基端部能够通过螺钉结构拧紧在盖49上。而且,连结在盖49上的杆530的杆基端部的直径构成为比轴环570的直径要大。

根据上述变形实施方式,构成回转接头4的零件数量变少,因此,能够减小安装公差,能够抑制杆530相对于回转接头4(具体而言是指轴杆43的杆用孔431)的偏芯。

如上文所述,本发明的适用于具备用于检测上部回转体的回转角度的传感器单元的液压挖掘机的回转接头。

本发明提供一种工程机械的回转接头,所述工程机械包括:包含下部配管的下部行走体、包含上部配管的上部回转体、以及以所述上部回转体能够绕着沿上下方向延伸的回转中心轴进行回转的方式将所述下部行走体与所述上部回转体相互连结的回转部,所述回转接头设置于所述工程机械的所述回转部。该回转接头包括:主体,固定于所述下部行走体,呈以所述回转中心轴为中心的圆筒状,且分别形成有上侧开口部和下侧开口部;下盖,以密封所述主体的所述下侧开口部的方式安装于所述主体,在与所述回转中心轴重合的位置上形成有沿上下方向贯穿所述下盖的安装孔;轴杆,固定于所述上部回转体,呈以所述回转中心轴为中心的圆柱状,以能够以所述回转中心轴为中心相对于所述主体相对旋转的方式穿过所述主体的所述上侧开口部而与所述主体的圆筒内部嵌合;以及,传感器单元,能够检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度。所述轴杆具有与所述下盖相对向的下面部,在该轴杆分别形成有:在与所述回转中心轴重合的位置上形成的传感器安装空间、将所述传感器安装空间与所述下面部连通并且以与所述安装孔相对向的方式沿所述回转中心轴而形成的杆插入孔以及在相对于所述杆插入孔位于所述轴杆的径向外侧,与所述杆插入孔隔离设置并与所述上部配管连通而允许排放油沿上下方向流动的轴杆侧泄油油路。在所述下盖形成有盖侧泄油油路,在所述下盖安装于所述主体的状态下与所述杆插入孔及所述安装孔隔离,在所述下盖安装于所述主体的状态下与所述杆插入孔及所述安装孔隔离,并且将所述轴杆的所述轴杆侧油路与所述下部配管相互连通。所述传感器单元具有:旋转角度传感器,以能够绕着所述回转中心轴与所述轴杆一体旋转的方式被安装在所述轴杆的所述传感器安装空间中;以及,沿上下方向延伸的棒状的杆,所述杆能够与所述主体一起绕着所述回转中心轴相对于所述轴杆进行相对旋转,其中,所述杆包含杆远端部和杆基端部,所述杆远端部包含能被所述旋转角度传感器检测到的被检测部,所述杆基端部可拆卸地安装于所述下盖的所述安装孔,在所述下盖安装于所述主体的状态下,所述杆远端部能够穿过所述下盖的所述安装孔而插入所述杆插入孔,直到所述被检测部能够被所述旋转角度传感器检测到的位置为止,另一方面,所述杆远端部能够穿过所述杆插入孔向所述安装孔的下方脱离。

根据本结构,由于杆被插入与轴杆侧泄油油路隔离的杆插入孔,因此,即使插入或拔出杆,也能抑制油从杆插入孔的漏出。因此,本发明的工程机械的回转接头能够容易地更换具有被检测部的杆,具有很高的维护性。

上述结构中,较为理想的是,还包括:副盖,保持所述杆基端部,以密封所述下盖的所述安装孔的方式可拆卸地安装在所述下盖上。

根据本结构,由于轴杆侧油路与杆插入孔隔离地形成,与固定于主体的下盖的盖侧泄油油路连通,因此,即使将副盖从下盖拆下,轴杆侧泄油油路依然保持闭塞的状态。由此,能够抑制油从轴杆侧泄油油路的漏出。

上述结构中,较为理想的是,所述副盖和所述杆基端部通过螺钉结构可拆卸地被相互连结。

上述结构中,较为理想的是,所述传感器单元还具有限制构件,该限制构件被设置在所述杆远端部,具有大于所述杆的外径的外径,用于限制所述被检测部相对于所述旋转角度传感器在与所述回转中心轴的轴向正交的方向上的相对位置,所述安装孔的内径被设定成大于所述限制构件的外径。

上述结构中,较为理想的是,所述限制构件采用非磁性的树脂材料来构成。

上述结构中,较为理想的是,在所述杆远端部上形成有与所述旋转角度传感器相对向的凹部,所述被检测部包含配置于所述凹部且与所述杆远端部接合的磁体。

上述结构中,较为理想的是,还包括:密封构件,位于所述轴杆与所述下盖之间,用于防止油从所述盖侧泄油油路流入所述杆插入孔和所述安装孔。

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