JP2016172965A

JP2016172965A - Shovel

Info

Publication number: JP2016172965A
Application number: JP2015052621A
Authority: JP
Inventors: 一則平沼; Kazunori Hiranuma; 照一松木; Terukazu Matsuki
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: JP6513435B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shovel whose mechanical brake can be downsized while suppressing reduction in energy efficiency.SOLUTION: A shovel comprises: a revolving motor for performing revolving drive on a revolving body; a multistage revolving speed reducer connected to an output shaft of the revolving motor; a mechanical brake that is provided between the revolving motor and a first revolving speed reducer which is a first stage of the multistage revolving speed reducer, and performs revolving control on the revolving body by using friction engagement of a brake stationary plate with a brake rotor plate for rotating integrally with the output shaft; a first passage communicating from the lower part of a lubricant chamber that at least accommodates the brake rotor plate and the brake stationary plate, to the outside of the lubricant chamber; a second passage communicating from the upper part of the lubricant chamber to the outside of the lubricant chamber; and a buffer tank that is provided outside of the lubricant chamber and is connected with the first passage and the second passage.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、旋回用電動機により旋回体を旋回駆動するショベルに関する。 The present invention relates to an excavator that drives a revolving body to turn by a turning electric motor.

従来から、旋回体を旋回駆動する電動モータ（旋回用電動機）と、旋回体の駆動力を減速して伝達する減速機と、旋回体と一体に回転する回転板と固定板との摩擦係合により旋回体を旋回制動するメカニカルブレーキを備えるショベルが知られている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, an electric motor (swinging motor) that drives the swinging body to rotate, a speed reducer that reduces and transmits the driving force of the rotating body, and a frictional engagement between a rotating plate and a fixed plate that rotate integrally with the rotating body There is known an excavator including a mechanical brake that swings and brakes a revolving body (for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載のショベルでは、３段の減速部を有する減速機のうち、第１段の減速部と第２段の減速の間にメカニカルブレーキが設けられる。即ち、メカニカルブレーキは、電動モータの駆動力を第１段の減速部で減速した後の回転軸（第１段の減速部の出力軸）に制動力を負荷する。 In the excavator described in Patent Document 1, a mechanical brake is provided between the first-stage decelerator and the second-stage decelerator of the decelerator having the three-stage decelerator. That is, the mechanical brake applies a braking force to the rotating shaft (the output shaft of the first-stage reduction unit) after the driving force of the electric motor is decelerated by the first-stage reduction unit.

特許第４６０８３８４号公報Japanese Patent No. 4608384

しかしながら、特許文献１のように、旋回用電動機の駆動力を第１段の減速部で減速した後の回転軸にメカニカルブレーキが制動力を負荷する構成を採用すると、メカニカルブレーキは、増大したトルクに対応して、比較的大きな制動力を発生させる必要がある。そのため、メカニカルブレーキのサイズ（回転板、固定板の径、固定板を回転板に向けて押圧するピストンの大きさ、ピストンを付勢する弾性ばねの長さ、径等）が大きくなってしまうという問題がある。 However, as in Patent Document 1, when the mechanical brake is applied with a braking force on the rotating shaft after the driving force of the turning electric motor has been decelerated by the first-stage reduction unit, the mechanical brake has increased torque. In response to this, it is necessary to generate a relatively large braking force. Therefore, the size of the mechanical brake (the diameter of the rotating plate and the fixed plate, the size of the piston that presses the fixed plate toward the rotating plate, the length and the diameter of the elastic spring that biases the piston, etc.) is increased. There's a problem.

一方、かかる問題に対応して、メカニカルブレーキが旋回用電動機の出力軸に制動力を負荷する構成を採用すると、旋回用電動機の出力軸は高回転で回転するため、メカニカルブレーキの回転板による潤滑油の粘性抵抗が増加し、エネルギー効率低下を招く。 On the other hand, if the mechanical brake adopts a configuration in which a braking force is applied to the output shaft of the turning electric motor in response to such a problem, since the output shaft of the turning electric motor rotates at a high speed, lubrication by the rotating plate of the mechanical brake is performed. Viscous resistance of oil increases, resulting in a decrease in energy efficiency.

そこで、上記課題に鑑み、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、メカニカルブレーキを小型化することが可能なショベルを提供することを目的とする。 Then, in view of the said subject, it aims at providing the shovel which can miniaturize a mechanical brake, suppressing the fall of energy efficiency.

上記目的を達成するため、一実施形態において、ショベルは、
旋回体を旋回駆動する旋回用電動機と、
前記旋回用電動機の出力軸に接続される複数段の旋回減速機と、
前記旋回用電動機と前記複数段の減速機における第１段である第１旋回減速機との間に設けられ、前記出力軸と一体に回転するブレーキ回転板とブレーキ固定板との摩擦係合により、前記旋回体を旋回制動するメカニカルブレーキと、
少なくとも前記ブレーキ回転板及び前記ブレーキ固定板を収容する潤滑油室の下部から前記潤滑油室の外部に連通する第１の通路と、
前記潤滑油室の上部から前記潤滑油室の外部に連通する第２の通路と、
前記潤滑油室の外部に設けられ、前記第１の通路と前記第２の通路が接続されるバッファタンクを備える。 In order to achieve the above object, in one embodiment, the excavator is:
A turning electric motor that drives the turning body to turn;
A plurality of swivel reducers connected to the output shaft of the swivel motor;
Friction engagement between a brake rotating plate and a brake fixing plate, which are provided between the turning electric motor and the first turning reducer that is the first stage of the plurality of reduction gears and rotates integrally with the output shaft. A mechanical brake for turning and turning the turning body;
A first passage communicating with at least the brake rotating plate and the brake fixing plate from the lower part of the lubricating oil chamber to the outside of the lubricating oil chamber;
A second passage communicating from the upper part of the lubricating oil chamber to the outside of the lubricating oil chamber;
A buffer tank provided outside the lubricating oil chamber and connected to the first passage and the second passage;

上述の実施形態によれば、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、メカニカルブレーキを小型化することが可能なショベルを提供することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to provide an excavator capable of downsizing the mechanical brake while suppressing a decrease in energy efficiency.

ショベルの側面図である。It is a side view of an excavator. ショベルの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an shovel. ショベルの旋回駆動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the turning drive apparatus of an shovel. 旋回駆動装置の上面図である。It is a top view of a turning drive device. 本実施形態に係る旋回駆動装置のうち、メカニカルブレーキ、第１旋回減速機、第２旋回減速機、及び第３旋回減速機を構成する部分の断面図（図４のＶ−Ｖ線断面図）である。Sectional drawing of the part which comprises a mechanical brake, a 1st turning speed reducer, a 2nd turning speed reducer, and a 3rd turning speed reducer among the turning drive apparatuses which concern on this embodiment (VV sectional view taken on the line of FIG. 4). It is. 比較例に係る旋回駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the turning drive apparatus which concerns on a comparative example. 旋回用電動機の出力軸が静止する状態を示す、本実施形態に係る旋回駆動装置の断面図（図４のＶＩ−ＶＩ線断面図）である。FIG. 5 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4) of the turning drive device according to the present embodiment, showing a state where the output shaft of the turning electric motor is stationary. 旋回用電動機の出力軸が回転する状態を示す、本実施形態に係る旋回駆動装置の断面図（図４のＶＩ−ＶＩ線断面図）である。FIG. 6 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4) of the turning drive device according to the present embodiment, showing a state in which the output shaft of the turning electric motor rotates.

図１は、本実施形態に係る旋回駆動装置４０が組み込まれるショベルを示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing an excavator in which a turning drive device 40 according to this embodiment is incorporated.

下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端には、アーム５が取り付けられ、アーム５の先端には、バケット６が取り付けられている。アタッチメントとしてのブーム４、アーム５、及びバケット６は、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、オペレータ（操作者）が搭乗するキャビン１０が設けられ、且つエンジン１１（図２参照）等の動力源が搭載される。 An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 via a swing mechanism 2. A boom 4 is attached to the upper swing body 3. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 is attached to the tip of the arm 5. The boom 4, the arm 5, and the bucket 6 as attachments are hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9, respectively. The upper swing body 3 is provided with a cabin 10 on which an operator (operator) rides, and a power source such as an engine 11 (see FIG. 2) is mounted.

図２は、図１に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細い実線でそれぞれ示される。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the drive system of the shovel shown in FIG. In FIG. 2, the mechanical power system is indicated by a double line, the high-pressure hydraulic line is indicated by a thick solid line, the pilot line is indicated by a broken line, and the electric drive / control system is indicated by a thin solid line.

機械式駆動部（メイン駆動部）であるエンジン１１と、アシスト駆動部である電動発電機１２は、減速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続される。減速機１３の出力軸には、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。即ち、メイン駆動部であるエンジン１１と、アシスト駆動部である電動発電機１２は、減速機１３を介して、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５を駆動する。メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続される。また、パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。また、電動発電機１２には、インバータ１８を介して、キャパシタ等の蓄電器を含む蓄電系１２０が接続される。 An engine 11 that is a mechanical drive unit (main drive unit) and a motor generator 12 that is an assist drive unit are connected to two input shafts of a speed reducer 13, respectively. A main pump 14 and a pilot pump 15 are connected to the output shaft of the speed reducer 13. That is, the engine 11 as the main drive unit and the motor generator 12 as the assist drive unit drive the main pump 14 and the pilot pump 15 via the speed reducer 13. A control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high pressure hydraulic line 16. An operation device 26 is connected to the pilot pump 15 through a pilot line 25. In addition, a power storage system 120 including a capacitor such as a capacitor is connected to the motor generator 12 via an inverter 18.

エンジン１１は、本実施形態に係るショベルの主たる動力源としての内燃機関であり、例えば、ディーゼルエンジンである。エンジン１１は、本実施形態に係るショベルの起動中において、常時運転される。 The engine 11 is an internal combustion engine as a main power source of the excavator according to the present embodiment, for example, a diesel engine. The engine 11 is always operated during the startup of the excavator according to the present embodiment.

電動発電機１２は、蓄電系１２０から供給される電力により電動アシスト運転が可能な電動機の機能と、エンジン１１の動力により発電運転が可能な発電機の機能の双方を有する。本実施形態における電動発電機１２は、インバータ２０により交流駆動される。 The motor generator 12 has both a function of an electric motor that can perform an electric assist operation with electric power supplied from the power storage system 120 and a function of an electric generator that can perform an electric power generation operation with the power of the engine 11. The motor generator 12 in this embodiment is AC driven by the inverter 20.

メインポンプ１４は、高圧油圧ライン１６を介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する油圧ポンプであり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。 The main pump 14 is a hydraulic pump that supplies hydraulic oil to the control valve 17 via the high-pressure hydraulic line 16, and is, for example, a swash plate type variable displacement hydraulic pump.

パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して各種油圧制御機器にパイロット圧を供給するための油圧ポンプである。 The pilot pump 15 is a hydraulic pump for supplying pilot pressure to various hydraulic control devices via a pilot line 25.

コントロールバルブ１７は、本実施形態に係るショベルにおける油圧系の制御を行う油圧制御装置である。下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）、１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９は、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。また、コントロールバルブ１７には、油圧ライン２７を介して操作装置２６が接続され、操作装置２６の操作量に応じて調整されたパイロット圧（２次側パイロット圧）が供給される。コントロールバルブ１７は、操作装置２６から供給されるパイロット圧に応じて、油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の一部又は全部に対して、メインポンプ１４から供給される作動油を選択的に供給する。以下、油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９を集合的に「油圧アクチュエータ」と称する場合がある。 The control valve 17 is a hydraulic control device that controls a hydraulic system in the excavator according to the present embodiment. The hydraulic motors 1A (for right), 1B (for left), the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 for the lower traveling body 1 are connected to the control valve 17 via a high-pressure hydraulic line. In addition, an operating device 26 is connected to the control valve 17 via a hydraulic line 27, and a pilot pressure (secondary pilot pressure) adjusted according to the operation amount of the operating device 26 is supplied. The control valve 17 is supplied from the main pump 14 to some or all of the hydraulic motors 1 </ b> A, 1 </ b> B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 according to the pilot pressure supplied from the operation device 26. Is selectively supplied. Hereinafter, the hydraulic motors 1A and 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 may be collectively referred to as “hydraulic actuators”.

操作装置２６は、各種アクチュエータ（油圧アクチュエータ、及び後述する電動アクチュエータとしての旋回用電動機２１）を操作するための操作手段である。操作装置２６は、パイロットライン２５から供給されるパイロット圧（１次側のパイロット圧）をオペレータによる操作量、操作方向等の操作内容に応じたパイロット圧（２次側のパイロット圧）に変換して出力する。操作装置２６は、油圧ライン２７、２８を介して、コントロールバルブ１７、圧力センサ２９にそれぞれ接続される。 The operating device 26 is operating means for operating various actuators (hydraulic actuators and turning electric motors 21 as electric actuators described later). The operating device 26 converts the pilot pressure (primary pilot pressure) supplied from the pilot line 25 into pilot pressure (secondary pilot pressure) corresponding to the operation amount, operation direction, etc. by the operator. Output. The operating device 26 is connected to the control valve 17 and the pressure sensor 29 via hydraulic lines 27 and 28, respectively.

なお、コントロールバルブ１７は、操作装置２６から出力される２次側のパイロット圧に応じて、各油圧アクチュエータに対応するスプール弁を動かし、メインポンプ１４が吐出する作動油を各油圧アクチュエータに供給する。圧力センサ２９は、操作装置２６から入力される２次側のパイロット圧を電気信号に変換し、かかる電気信号を後述するコントローラ３０に出力する。 The control valve 17 moves the spool valve corresponding to each hydraulic actuator in accordance with the secondary pilot pressure output from the operating device 26, and supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14 to each hydraulic actuator. . The pressure sensor 29 converts the secondary pilot pressure input from the operating device 26 into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the controller 30 described later.

操作装置２６は、レバー２６Ａ、２６Ｂ、及びペダル２６Ｃを含む。例えば、レバー２６Ａ、２６Ｂにより旋回機構２（後述する旋回用電動機２１）、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、及びバケット６（バケットシリンダ９）の操作が行われてよい。また、ペダル２６Ｃにより下部走行体１（油圧モータ１Ａ、１Ｂ）の操作が行われてよい。 The operating device 26 includes levers 26A and 26B and a pedal 26C. For example, the levers 26A and 26B may operate the turning mechanism 2 (the turning electric motor 21 described later), the boom 4 (the boom cylinder 7), the arm 5 (the arm cylinder 8), and the bucket 6 (the bucket cylinder 9). . Further, the lower traveling body 1 (hydraulic motors 1A, 1B) may be operated by the pedal 26C.

また、本実施形態に係るショベルは、旋回機構２が電動化され、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する旋回用電動機２１を有する。電動アクチュエータである旋回用電動機２１は、インバータ２０を介して蓄電系１２０に接続される。旋回用電動機２１の出力軸２１ｂには、レゾルバ２２、及び旋回減速機２４が接続され、旋回減速機２４の出力軸２４Ａにはメカニカルブレーキ２３が接続される。旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する本実施形態に係る旋回駆動装置４０は、旋回用電動機２１、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、旋回減速機２４等を含んで構成される。 Further, the shovel according to the present embodiment includes the turning electric motor 21 in which the turning mechanism 2 is motorized and the turning mechanism 2 (the upper turning body 3) is driven to turn. A turning electric motor 21 that is an electric actuator is connected to a power storage system 120 via an inverter 20. A resolver 22 and a turning speed reducer 24 are connected to the output shaft 21 b of the turning electric motor 21, and a mechanical brake 23 is connected to the output shaft 24 A of the turning speed reducer 24. A turning drive device 40 according to the present embodiment that drives the turning mechanism 2 (upper turning body 3) to turn includes a turning electric motor 21, a resolver 22, a mechanical brake 23, a turning speed reducer 24, and the like.

なお、本図では、簡単のため、旋回減速機２４とメカニカルブレーキ２３を別のブロック要素として記載するが、後述するように、本実施形態におけるメカニカルブレーキ２３は、旋回減速機２４の筐体（後述する第１ギヤケース５０等）内に収容される。 In this figure, for the sake of simplicity, the swivel reducer 24 and the mechanical brake 23 are described as separate block elements. However, as will be described later, the mechanical brake 23 in the present embodiment has a casing ( 1st gear case 50 etc. which are mentioned later).

旋回用電動機２１は、旋回機構２を旋回駆動する力行運転と、旋回機構２を回生制動（回生電力を発生させて旋回制動）する回生運転の双方を実現可能に構成される。旋回用電動機２１は、例えば、ＩＰＭ（ＩｎｔｅｒｉｏｒＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔｉｃ）モータ等により構成することができる。 The turning electric motor 21 is configured to be capable of both a power running operation for turning the turning mechanism 2 and a regenerative operation for regenerative braking (turning braking by generating regenerative power). The turning electric motor 21 can be constituted by an IPM (Interior Permanent Magnetic) motor or the like, for example.

レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転位置（回転角）、回転速度を検出する既知の検出手段の一例である。レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転位置、回転速度に対応する検出信号をコントローラ３０に出力する。 The resolver 22 is an example of known detection means for detecting the rotation position (rotation angle) and rotation speed of the turning electric motor 21. The resolver 22 outputs a detection signal corresponding to the rotational position and rotational speed of the turning electric motor 21 to the controller 30.

なお、旋回用電動機２１の回転位置、回転速度を検出する検出手段としては、既知の各種センサを任意に適用することができる。 Various known sensors can be arbitrarily applied as detection means for detecting the rotational position and rotational speed of the electric motor 21 for turning.

メカニカルブレーキ２３は、後述するブレーキディスク６０（ブレーキ回転板）とブレーキプレート６２（ブレーキ固定板）との摩擦係合（面接触）により、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回制動する機械的なブレーキ装置である。メカニカルブレーキ２３は、オペレータによる操作装置２６の操作が行われない場合に、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させ、旋回機構２（上部旋回体３）の停止状態を保持する機能を実現する。また、メカニカルブレーキ２３は、所定の条件に応じて、旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を旋回制動し、減速・停止させる。メカニカルブレーキ２３の詳細については、後述する。 The mechanical brake 23 is a mechanical brake that swings and brakes the turning mechanism 2 (upper turning body 3) by frictional engagement (surface contact) between a brake disk 60 (brake rotating plate) and a brake plate 62 (brake fixing plate), which will be described later. Brake device. The mechanical brake 23 has a function of mechanically stopping the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 and maintaining the stopped state of the turning mechanism 2 (upper turning body 3) when the operation device 26 is not operated by the operator. To realize. Further, the mechanical brake 23 turns and brakes the turning mechanism 2 (upper turning body 3) in the turning state according to a predetermined condition, and decelerates and stops. Details of the mechanical brake 23 will be described later.

旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の出力（トルク）を減速させることにより、増力させる（トルクを増大させる）手段である。旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の出力を減速させて、旋回機構２に出力する。即ち、旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する。旋回減速機２４の詳細については、後述する。 The turning speed reducer 24 is means for increasing power (increasing torque) by decelerating the output (torque) of the turning electric motor 21. The turning speed reducer 24 decelerates the output of the turning electric motor 21 and outputs it to the turning mechanism 2. That is, the turning electric motor 21 drives the turning mechanism 2 (upper turning body 3) to turn through the turning speed reducer 24. Details of the turning speed reducer 24 will be described later.

コントローラ３０は、本実施形態に係るショベルの駆動制御を行う主たる制御装置である。コントローラ３０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、ＣＰＵ上で内部メモリに格納される各種プログラムを実行することにより各種駆動制御を実現する。 The controller 30 is a main control device that performs drive control of the shovel according to the present embodiment. The controller 30 is composed of an arithmetic processing unit including a CPU (Central Processing Unit) and an internal memory, and implements various drive controls by executing various programs stored in the internal memory on the CPU.

コントローラ３０は、圧力センサ２９から供給される信号を速度指令に変換し、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。圧力センサ２９から供給される信号は、操作装置２６で旋回機構２を旋回させる操作が行われる場合における操作量を示す信号に相当する。 The controller 30 converts the signal supplied from the pressure sensor 29 into a speed command, and performs drive control of the turning electric motor 21. The signal supplied from the pressure sensor 29 corresponds to a signal indicating an operation amount when the operation device 26 performs an operation of turning the turning mechanism 2.

なお、コントローラ３０は、レゾルバ２２から旋回用電動機２１の回転位置、回転速度等に関する信号を受信すると共に、かかる各種信号に基づき、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。 The controller 30 receives signals relating to the rotational position, rotational speed, and the like of the turning electric motor 21 from the resolver 22 and controls the driving of the turning electric motor 21 based on the various signals.

また、コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（力行運転（アシスト運転）及び発電運転の切り替え制御）を行うと共に、蓄電系１２０に含まれる昇降圧コンバータを駆動制御することにより蓄電系１２０内の蓄電器（キャパシタ等）の充放電制御を行う。コントローラ３０は、蓄電器の充電状態、電動発電機１２の運転状態（アシスト運転又は発電運転）、及び旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）等に関する情報の一部又は全部に基づき、昇降圧コンバータの昇圧動作と降圧動作の切替制御を行う。これにより、蓄電器の充電又は放電を切り替える充放電制御を行うことができる。 The controller 30 performs operation control of the motor generator 12 (power running operation (assist operation) and power generation operation switching control), and drives and controls the step-up / down converter included in the power storage system 120 to control the inside of the power storage system 120. Charge / discharge control of the battery (capacitor, etc.). The controller 30 is based on a part or all of the information regarding the charging state of the battery, the operating state of the motor generator 12 (assist driving or power generating operation), the operating state of the turning motor 21 (power running operation or regenerative operation), etc. Switching control between the step-up / step-down converter step-up operation and step-down operation is performed. Thereby, charging / discharging control which switches charge or discharge of a capacitor | condenser can be performed.

次に、本実施形態に係る旋回駆動装置４０の構成について、説明する。 Next, the configuration of the turning drive device 40 according to the present embodiment will be described.

図３は、本実施形態に係る旋回駆動装置４０の構成を示すブロック図である。上述の如く、旋回駆動装置４０は、駆動力源としての旋回用電動機２１と旋回用電動機２１の回転位置等を検出するレゾルバ２２を含む。旋回用電動機２１の出力軸側に旋回減速機２４が接続される。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the turning drive device 40 according to the present embodiment. As described above, the turning drive device 40 includes the turning electric motor 21 as a driving force source and the resolver 22 that detects the rotational position of the turning electric motor 21 and the like. A turning speed reducer 24 is connected to the output shaft side of the turning electric motor 21.

旋回減速機２４は、第１旋回減速機２４−１、第２旋回減速機２４−２、及び第３旋回減速機２４−３の３段構成を有する。第１旋回減速機２４−１、第２旋回減速機２４−２、及び第３旋回減速機２４−３は、それぞれ、遊星歯車減速機で構成される。より具体的に説明すると、第１段の第１旋回減速機２４−１は、旋回用電動機２１の出力軸に設けられるメカニカルブレーキ２３を間に挟んで、旋回用電動機２１に組み付けられる。また、第２段の第２旋回減速機２４−２は、第１旋回減速機２４−１に組み付けられ、第３段の第３旋回減速機２４−３は、第２旋回減速機２４−２に組み付けられる。そして、第３旋回減速機２４−３の出力軸が旋回駆動装置４０の出力軸４０Ａとなる。後述するように、メカニカルブレーキ２３と第１旋回減速機２４−１は、同一の収容部材（第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２等）で密閉された収容空間に収容され、高速段減速機１５０を構成する。また、第２旋回減速機２４−２と第３旋回減速機２４−３は、同一の収容部材（第３ギヤケース５４等）により密閉された収容空間に収容され、低速段減速機２００を構成する。 The turning speed reducer 24 has a three-stage configuration of a first turning speed reducer 24-1, a second turning speed reducer 24-2, and a third turning speed reducer 24-3. Each of the first turning speed reducer 24-1, the second turning speed reducer 24-2, and the third turning speed reducer 24-3 is configured by a planetary gear speed reducer. More specifically, the first-stage first turning speed reducer 24-1 is assembled to the turning electric motor 21 with a mechanical brake 23 provided on the output shaft of the turning electric motor 21 interposed therebetween. The second-stage second turning speed reducer 24-2 is assembled to the first turning speed reducer 24-1, and the third-stage third turning speed reducer 24-3 is the second turning speed reducer 24-2. Assembled into. The output shaft of the third turning speed reducer 24-3 becomes the output shaft 40A of the turning drive device 40. As will be described later, the mechanical brake 23 and the first turning speed reducer 24-1 are housed in a housing space sealed by the same housing member (the first gear case 50, the second gear case 52, etc.), and the high-speed stage speed reducer 150. Configure. In addition, the second turning speed reducer 24-2 and the third turning speed reducer 24-3 are housed in a housing space sealed by the same housing member (the third gear case 54, etc.), and constitute the low speed stage speed reducer 200. .

なお、図示は省略するが、旋回駆動装置４０の出力軸４０Ａは、旋回機構２に接続され、出力軸４０Ａの回転力により旋回機構２が駆動される。 Although illustration is omitted, the output shaft 40A of the turning drive device 40 is connected to the turning mechanism 2, and the turning mechanism 2 is driven by the rotational force of the output shaft 40A.

図４、図５を更に参照しながら、旋回駆動装置４０の具体的な構成について説明する。 A specific configuration of the turning drive device 40 will be described with further reference to FIGS. 4 and 5.

図４は、旋回駆動装置４０の上面図であり、図中の破線は、第１旋回減速機２４−１の主要構成部品のかくれ線を表す。 FIG. 4 is a top view of the turning drive device 40, and a broken line in the drawing represents a hide line of main components of the first turning speed reducer 24-1.

図４を参照するに、かくれ線で表される主要構成部品は、第１旋回減速機２４−１の遊星歯車機構と、かかる遊星歯車機構の外周部に設けられるメカニカルブレーキ２３のスプリング６６である。遊星歯車機構は、第１旋回減速機の軸心に設けられる太陽歯車４２と、太陽歯車４２に噛み合う３つの遊星歯車４４と、遊星歯車４４に噛み合う内歯歯車４８が表される。 Referring to FIG. 4, the main components represented by the hidden lines are the planetary gear mechanism of the first turning speed reducer 24-1 and the spring 66 of the mechanical brake 23 provided on the outer periphery of the planetary gear mechanism. . The planetary gear mechanism is represented by a sun gear 42 provided at the shaft center of the first rotation speed reducer, three planetary gears 44 that mesh with the sun gear 42, and an internal gear 48 that meshes with the planetary gear 44.

また、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図であり、旋回駆動装置４０のうち、メカニカルブレーキ２３、第１旋回減速機２４−１、第２旋回減速機２４−２、及び第３旋回減速機２４−３を構成する部分の断面図である。高速段減速機１５０に含まれるメカニカルブレーキ２３及び第１旋回減速機２４−１は、第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２等により構成される収容空間に収容される。また、低速段減速機２００に含まれる第２旋回減速機２４−２及び第３旋回減速機２４−３は、第３ギヤケース５４等により構成される収容空間に収容される。そして、高速段減速機１５０（第２ギヤケース５２）と低速段減速機２００（第３ギヤケース５４）は、図示しない締結ボルト等により結合される。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 4. In the turning drive device 40, the mechanical brake 23, the first turning speed reducer 24-1, the second turning speed reducer 24-2, and the third. It is sectional drawing of the part which comprises the turning reducer 24-3. The mechanical brake 23 and the first turning speed reducer 24-1 included in the high-speed gear reducer 150 are accommodated in an accommodation space constituted by the first gear case 50, the second gear case 52, and the like. Further, the second turning speed reducer 24-2 and the third turning speed reducer 24-3 included in the low speed reduction gear 200 are accommodated in an accommodation space constituted by the third gear case 54 and the like. The high speed reduction gear 150 (second gear case 52) and the low speed reduction gear 200 (third gear case 54) are coupled by a fastening bolt or the like (not shown).

まず、高速段減速機１５０（メカニカルブレーキ２３、第１旋回減速機２４−１）について説明をする。 First, the high-speed stage reduction gear 150 (mechanical brake 23, 1st turning reduction gear 24-1) is demonstrated.

図５を参照するに、高速段減速機１５０は、出力軸２１ｂ、エンドプレート２１ａ、第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２、及び遊星キャリア４６で密閉される空間ＳＰ１を内部に有する。具体的には、出力軸２１ｂには、図示しないオイルシールが装着され、遊星キャリア４６には、ベアリング５６の下（低速段減速機２００側）にオイルシール５７が装着されることにより、空間ＳＰ１は密閉される。空間ＳＰ１は、細かいドットパターンで表される潤滑油ＬＢ１で潤滑されるブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２、ピストン６４、太陽歯車４２、遊星歯車４４、及び遊星キャリア４６等を収容する。 Referring to FIG. 5, the high speed reduction gear 150 includes therein a space SP <b> 1 sealed by the output shaft 21 b, the end plate 21 a, the first gear case 50, the second gear case 52, and the planetary carrier 46. Specifically, an oil seal (not shown) is attached to the output shaft 21b, and an oil seal 57 is attached to the planetary carrier 46 below the bearing 56 (on the low-speed gear reducer 200 side). Is sealed. The space SP1 accommodates the brake disk 60, the brake plate 62, the piston 64, the sun gear 42, the planetary gear 44, the planetary carrier 46, and the like that are lubricated with the lubricating oil LB1 represented by a fine dot pattern.

メカニカルブレーキ２３を構成するディスクブレーキは、固定部である第２ギヤケース５２と旋回用電動機２１の出力軸２１ｂの間に形成される。出力軸２１ｂのうち、軸方向において部分的に外径を拡大した円盤部２１ｃの外周（側面）から回転半径方向外側に向けてブレーキディスク６０が延在する。ブレーキディスク６０は、出力軸２１ｂ（円盤部２１ｃ）に対して回転はできないが、出力軸２１ｂの軸方向には移動可能な態様で、例えば、スプライン結合のような結合構造を介して出力軸２１ｂ（円盤部２１ｃ）に結合される。 The disc brake constituting the mechanical brake 23 is formed between the second gear case 52 that is a fixed portion and the output shaft 21 b of the turning electric motor 21. Of the output shaft 21b, the brake disc 60 extends from the outer periphery (side surface) of the disk portion 21c whose outer diameter is partially enlarged in the axial direction toward the outer side in the rotational radius direction. The brake disk 60 cannot rotate with respect to the output shaft 21b (disk portion 21c), but is movable in the axial direction of the output shaft 21b. For example, the output shaft 21b is connected via a coupling structure such as spline coupling. It is coupled to (disk part 21c).

ブレーキディスク６０の上下両側には、ブレーキプレート６２が配置される。ブレーキプレート６２は、固定部である第２ギヤケース５２に対して回転できないが、遊星キャリア４６の軸方向には移動可能な状態で、例えば、スプライン結合のような結合構造を介して第２ギヤケース５２の内面側に結合される。本実施形態では、２枚のブレーキプレート６２の間に１枚のブレーキディスク６０が挟まれる構成を採用する。しかしながら、ディスクブレーキは、かかる構成に限定されるものではない。例えば、３枚以上のブレーキプレート６２のそれぞれの間に２枚以上のブレーキディスク６０が挟まれる構成であってもよい。 Brake plates 62 are disposed on both upper and lower sides of the brake disc 60. The brake plate 62 cannot rotate with respect to the second gear case 52 that is a fixed portion, but can move in the axial direction of the planet carrier 46, for example, via a coupling structure such as a spline coupling. It is combined with the inner surface side of. In the present embodiment, a configuration in which one brake disc 60 is sandwiched between two brake plates 62 is employed. However, the disc brake is not limited to such a configuration. For example, a configuration in which two or more brake disks 60 are sandwiched between three or more brake plates 62 may be employed.

最も高い（最も上方）位置にあるブレーキプレート６２の上には、ピストン６４が、出力軸２１ｂの軸方向に移動可能な態様で配置される。図中、ピストン６４は、スプリング６６により押圧されて最も高い位置にあるブレーキプレート６２に押し付けられている。本実施形態では、スプリング６６としてコイルスプリングを用いるが、小さな変位で高出力を得ることが可能な多段重ねの皿バネ等を用いてもよい。 On the brake plate 62 at the highest (uppermost) position, the piston 64 is arranged in a manner movable in the axial direction of the output shaft 21b. In the drawing, the piston 64 is pressed by the spring 66 and pressed against the brake plate 62 at the highest position. In the present embodiment, a coil spring is used as the spring 66, but a multistage disc spring or the like that can obtain a high output with a small displacement may be used.

なお、図４に示すとおり、スプリング６６は、旋回駆動装置４０の周方向に等角度間隔（図４の例では、３０°間隔で１２個設けられる）で全周配置されており、ピストン６４も同様に配置される。 As shown in FIG. 4, the springs 66 are arranged around the circumferential direction of the turning drive device 40 at equal angular intervals (in the example of FIG. 4, 12 are provided at intervals of 30 °), and the piston 64 is also arranged. Arranged similarly.

ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２は、上述の如く、出力軸２１ｂの軸方向に移動可能である。そのため、上側のブレーキプレート６２がピストン６４により押圧されると、ブレーキディスク６０は、上下のブレーキプレート６２により挟まれて押圧される。ブレーキディスク６０とブレーキプレート６２の少なくとも一方の表面は摩擦係数の大きな被膜（摩擦材）に覆われている。そして、ブレーキディスク６０がブレーキプレート６２により挟まれて押圧されること、即ち、ブレーキディスク６０とブレーキプレート６２との摩擦係合により、ブレーキディスク６０の回転を阻止しようとするブレーキ力がブレーキディスク６０に作用する。また、ブレーキディスク６０は、出力軸２１ｂに対して回転できないように結合されている。そのため、ブレーキディスク６０に作用するブレーキ力が出力軸２１ｂに加わるブレーキ力となる。これにより、上部旋回体３の旋回停止状態の保持を安定させたり、旋回状態にある上部旋回体３を減速・停止させたりすることができる。 As described above, the brake disc 60 and the brake plate 62 are movable in the axial direction of the output shaft 21b. Therefore, when the upper brake plate 62 is pressed by the piston 64, the brake disc 60 is pressed between the upper and lower brake plates 62. At least one surface of the brake disc 60 and the brake plate 62 is covered with a coating (friction material) having a large friction coefficient. When the brake disc 60 is sandwiched and pressed by the brake plate 62, that is, when the brake disc 60 and the brake plate 62 are frictionally engaged, the brake force that tries to prevent the brake disc 60 from rotating is applied to the brake disc 60. Act on. The brake disc 60 is coupled so as not to rotate with respect to the output shaft 21b. Therefore, the braking force acting on the brake disc 60 becomes the braking force applied to the output shaft 21b. Thereby, holding | maintenance of the turning stop state of the upper turning body 3 can be stabilized, and the upper turning body 3 in the turning state can be decelerated and stopped.

ピストン６４と第２ギヤケース５２との間には、作動油を給排可能な油圧空間６８が形成され、油圧空間６８にブレーキ解除ポート６９が接続される。また、ピストン６４と第２ギヤケース５２との間にはＯリング等のシール部材（不図示）が配置され、油圧空間６８内の作動油が漏れ出ないようにシールしている。パイロットポンプ１５からパイロットライン２５、油圧ライン２５ａ（図２参照）等を介して油圧空間６８に作動油（パイロット圧）が供給されると、ピストン６４が油圧により押し上げられてブレーキプレート６２を押圧する力が無くなる。これにより、メカニカルブレーキ２３は、解除される。 A hydraulic space 68 capable of supplying and discharging hydraulic oil is formed between the piston 64 and the second gear case 52, and a brake release port 69 is connected to the hydraulic space 68. Further, a seal member (not shown) such as an O-ring is disposed between the piston 64 and the second gear case 52 to seal the hydraulic oil in the hydraulic space 68 from leaking out. When hydraulic fluid (pilot pressure) is supplied from the pilot pump 15 to the hydraulic space 68 via the pilot line 25, the hydraulic line 25a (see FIG. 2), etc., the piston 64 is pushed up by the hydraulic pressure and presses the brake plate 62. Power is lost. Thereby, the mechanical brake 23 is released.

また、第１ギヤケース５０の上面には、リング状の凹部が形成され、かかるリング状の凹部の底面に複数の貫通孔が形成される。この貫通孔のそれぞれに上述のスプリング６６が挿入されている。各スプリング６６の下端は、第１ギヤケース５０の貫通孔から突出し、ピストン６４に形成される穴の底面に当接する。そして、第１ギヤケース５０のリング状の凹部には、スプリング押さえ部材９０が嵌合する。スプリング押さえ部材９０は、複数のボルト（不図示）により第１ギヤケース５０に締め付けられて固定される。 Further, a ring-shaped recess is formed on the upper surface of the first gear case 50, and a plurality of through holes are formed on the bottom surface of the ring-shaped recess. The aforementioned spring 66 is inserted into each of the through holes. The lower end of each spring 66 protrudes from the through hole of the first gear case 50 and comes into contact with the bottom surface of the hole formed in the piston 64. A spring pressing member 90 is fitted into the ring-shaped recess of the first gear case 50. The spring pressing member 90 is fastened and fixed to the first gear case 50 by a plurality of bolts (not shown).

スプリング押さえ部材９０が第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定される前は、各スプリング６６の上端はリング状の凹部の底面から上方に突出している。従って、スプリング押さえ部材９０を第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定する際に、各スプリング６６はスプリング押さえ部材９０により押圧されて圧縮される。スプリング押さえ部材９０を第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定すると、各スプリング６６は、スプリング押さえ部材９０とピストン６４との間に挟まれて圧縮された状態となる。このときの各スプリング６６の復元力が、ピストン６４（すなわち、ブレーキプレート６２）をブレーキディスク６０に押し付ける力となり、出力軸２１ｂに加わるブレーキ力となる。即ち、パイロットポンプ１５からの作動油の供給が停止されると共に、油圧空間６８から作動油が排出されることにより、ピストン６４がスプリング６６の作用により押し下がり、ブレーキプレート６２を押圧する。これにより、ブレーキプレート６２がブレーキディスク６０に押し付けられてブレーキ力が発生し、メカニカルブレーキ２３は、作動される。 Before the spring pressing member 90 is fixed in the ring-shaped recess of the first gear case 50, the upper end of each spring 66 protrudes upward from the bottom surface of the ring-shaped recess. Therefore, when the spring pressing member 90 is fixed in the ring-shaped recess of the first gear case 50, each spring 66 is pressed and compressed by the spring pressing member 90. When the spring pressing member 90 is fixed in the ring-shaped recess of the first gear case 50, each spring 66 is sandwiched between the spring pressing member 90 and the piston 64 and is compressed. The restoring force of each spring 66 at this time becomes a force for pressing the piston 64 (that is, the brake plate 62) against the brake disc 60, and becomes a braking force applied to the output shaft 21b. That is, the supply of the hydraulic oil from the pilot pump 15 is stopped and the hydraulic oil is discharged from the hydraulic space 68, whereby the piston 64 is pushed down by the action of the spring 66 and presses the brake plate 62. As a result, the brake plate 62 is pressed against the brake disc 60 to generate a braking force, and the mechanical brake 23 is operated.

スプリング押さえ部材９０が第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定された状態では、スプリング押さえ部材９０全体がリング状の凹部内に収容される。そのため、スプリング押さえ部材９０は、旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａ（フランジとも称する場合もある）に当接する第１ギヤケース５０の合わせ面から突出することはない。従って、第１ギヤケース５０の合わせ面のみが旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａに当接する。ただし、スプリング押さえ部材９０の上面にはＯリング等のシール部材（不図示）が配置され、第１ギヤケース５０内の遊星歯車４４を潤滑・冷却する潤滑油ＬＢ１が漏れ出ないようにシールしている。また、スプリング押さえ部材９０の下面にもＯリング等のシール部材（不図示）が配置され、スプリング６６が収容される部分に充填される潤滑油ＬＢ１が漏れ出ないようにシールしている。同様に、第１ギヤケース５０と第２ギヤケース５２との間にもＯリング等のシール部材（不図示）が配置され、スプリング６６が収容される部分に充填される潤滑油ＬＢ１が漏れ出ないようにシールしている。 In a state where the spring pressing member 90 is fixed in the ring-shaped recess of the first gear case 50, the entire spring pressing member 90 is accommodated in the ring-shaped recess. Therefore, the spring pressing member 90 does not protrude from the mating surface of the first gear case 50 that contacts the end plate 21a (also referred to as a flange) of the turning electric motor 21. Accordingly, only the mating surface of the first gear case 50 contacts the end plate 21 a of the turning electric motor 21. However, a sealing member (not shown) such as an O-ring is disposed on the upper surface of the spring pressing member 90, and is sealed so that the lubricating oil LB1 that lubricates and cools the planetary gear 44 in the first gear case 50 does not leak. Yes. Further, a seal member (not shown) such as an O-ring is also disposed on the lower surface of the spring pressing member 90, and seals so that the lubricating oil LB1 filled in the portion in which the spring 66 is accommodated does not leak. Similarly, a seal member (not shown) such as an O-ring is disposed between the first gear case 50 and the second gear case 52 so that the lubricating oil LB1 filled in the portion in which the spring 66 is accommodated does not leak. Is sealed.

引き続き、図５を参照して、第１旋回減速機２４−１について説明する。 Next, the first turning speed reducer 24-1 will be described with reference to FIG.

第１旋回減速機２４−１を構成する遊星歯車減速機の太陽歯車４２は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂのうち、ブレーキディスク６０が設けられる円盤部２１ｃよりも下方の部分に固定される。また、太陽歯車４２は、図示しないベアリングを介して遊星キャリア４６に回転可能な態様で支持される。また、太陽歯車４２は、３つの遊星歯車４４のそれぞれに係合する。遊星歯車４４は、それぞれ、保持ピン４４ａを介して第１旋回減速機２４−１の出力軸を構成する遊星キャリア４６に回転可能な態様で支持される。そして、各遊星歯車４４は、第２ギヤケース５２の内面に形成される内歯歯車４８に係合する。 The sun gear 42 of the planetary gear speed reducer constituting the first turning speed reducer 24-1 is fixed to a portion of the output shaft 21b of the turning electric motor 21 below the disk portion 21c where the brake disk 60 is provided. . Further, the sun gear 42 is supported in a manner capable of rotating on the planet carrier 46 via a bearing (not shown). The sun gear 42 is engaged with each of the three planetary gears 44. Each of the planetary gears 44 is supported by a planetary carrier 46 that constitutes an output shaft of the first turning speed reducer 24-1 via a holding pin 44a in a manner that allows rotation. Each planetary gear 44 engages with an internal gear 48 formed on the inner surface of the second gear case 52.

内歯歯車４８が形成される第２ギヤケース５２は、第１ギヤケース５０を介して、旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａに固定されるため、自ら回転することはできない。一方、出力軸を構成する遊星キャリア４６は、第２ギヤケース５２に対して、ベアリング５６を介して回転可能に支持される。 Since the second gear case 52 in which the internal gear 48 is formed is fixed to the end plate 21a of the turning electric motor 21 via the first gear case 50, the second gear case 52 cannot rotate by itself. On the other hand, the planet carrier 46 constituting the output shaft is rotatably supported by the second gear case 52 via a bearing 56.

第１旋回減速機２４−１に含まれる太陽歯車４２、遊星歯車４４、及び内歯歯車４８は、例えば、はすば歯車として構成されてよい。第１旋回減速機２４−１は、旋回用電動機２１の回転駆動力が入力され、回転速度が比較的速い状態であるため、はすば歯車とすることにより歯当たりによる騒音を低減することができる。 The sun gear 42, the planetary gear 44, and the internal gear 48 included in the first turning reduction gear 24-1 may be configured as a helical gear, for example. The first turning speed reducer 24-1 is in a state in which the rotational driving force of the turning electric motor 21 is input and the rotational speed is relatively high. Therefore, by using a helical gear, noise caused by tooth contact can be reduced. it can.

なお、第１旋回減速機２４−１は、各歯車を潤滑するための潤滑油ＬＢ１が、旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａ、出力軸２１ｂ、第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２、及び遊星キャリア４６等によって密閉される構造になっている。 In the first turning speed reducer 24-1, the lubricating oil LB1 for lubricating the gears includes the end plate 21a, the output shaft 21b, the first gear case 50, the second gear case 52, and the planetary carrier of the turning electric motor 21. The structure is hermetically sealed by 46 or the like.

以上のような構成の第１旋回減速機２４−１において、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂが回転して太陽歯車４２が回転すると、遊星歯車４４が回転（自転）する。遊星歯車４４は第２ギヤケース５２の内面に形成される内歯歯車４８に係合しており、遊星歯車４４の回転力で内歯歯車４８が形成される第２ギヤケース５２が回転しようとする。ところが、第２ギヤケース５２は、第１ギヤケース５０を介して、旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａに固定されているので、回転することができない。その結果、遊星歯車４４を支持しながら自ら回転可能に支持される遊星キャリア４６が回転する。即ち、３つの遊星歯車４４は、それぞれ、自転しながら公転することによって遊星キャリア４６を回転させる。かかる歯車作用により、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂの回転が減速されて遊星キャリア４６から出力される。 In the first turning speed reducer 24-1 configured as described above, when the output shaft 21b of the turning electric motor 21 rotates and the sun gear 42 rotates, the planetary gear 44 rotates (spins). The planetary gear 44 is engaged with an internal gear 48 formed on the inner surface of the second gear case 52, and the second gear case 52 on which the internal gear 48 is formed tries to rotate by the rotational force of the planetary gear 44. However, since the second gear case 52 is fixed to the end plate 21a of the turning electric motor 21 via the first gear case 50, the second gear case 52 cannot rotate. As a result, the planet carrier 46 that is rotatably supported while supporting the planetary gear 44 rotates. That is, the three planetary gears 44 rotate the planet carrier 46 by revolving while rotating. Due to the gear action, the rotation of the output shaft 21 b of the turning electric motor 21 is decelerated and output from the planet carrier 46.

次に、低速段減速機２００（第２旋回減速機２４−２、第３旋回減速機２４−３）について説明をする。 Next, the low-speed stage speed reducer 200 (second turning speed reducer 24-2 and third turning speed reducer 24-3) will be described.

低速段減速機２００は、遊星キャリア４６、第２ギヤケース５２、第３ギヤケース５４、及び遊星キャリア１０６で密閉される空間ＳＰ２を有する。具体的には、遊星キャリア４６には、太陽歯車８２の上（高速段減速機１５０側）にオイルシール５７が装着され、遊星キャリア１０６には、図示しないオイルシールが装着されることにより、空間ＳＰ２は密閉される。空間ＳＰ２は、粗いドットパターンで表される潤滑油ＬＢ２で潤滑される太陽歯車８２、１０２、遊星歯車８４、１０４、及び、遊星キャリア８６、１０６等を収容する。 The low speed reduction gear 200 has a space SP <b> 2 that is sealed by the planet carrier 46, the second gear case 52, the third gear case 54, and the planet carrier 106. Specifically, an oil seal 57 is mounted on the planetary carrier 46 on the sun gear 82 (on the high speed reduction gear 150 side), and an oil seal (not shown) is mounted on the planetary carrier 106, thereby SP2 is sealed. The space SP2 accommodates the sun gears 82 and 102, the planetary gears 84 and 104, the planetary carriers 86 and 106, and the like that are lubricated with the lubricating oil LB2 represented by the coarse dot pattern.

なお、潤滑油ＬＢ２は、オイルシール５７によって潤滑油ＬＢ１から隔離される。また、潤滑油ＬＢ２は、潤滑油ＬＢ１と同じ種類の潤滑油であってもよいし、異なる種類の潤滑油であってもよい。例えば、旋回駆動装置４０は、高回転用の潤滑油ＬＢ１を、低回転用の潤滑油ＬＢ２とは異なる種類の潤滑油としてもよい。 The lubricating oil LB2 is isolated from the lubricating oil LB1 by the oil seal 57. Further, the lubricating oil LB2 may be the same type of lubricating oil as the lubricating oil LB1, or may be a different type of lubricating oil. For example, the turning drive device 40 may use a high-rotation lubricant LB1 as a different type of lubricant from the low-rotation lubricant LB2.

第２旋回減速機２４−２を構成する遊星歯車減速機の太陽歯車８２は、第１旋回減速機２４−１の出力軸としての遊星キャリア４６に固定される。また、太陽歯車８２は、３つの遊星歯車８４のそれぞれに係合する。遊星歯車８４は、それぞれ、保持ピン８４ａを介して第２旋回減速機２４−２の出力軸を構成する遊星キャリア８６に回転可能な態様で支持される。そして、各遊星歯車８４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車８８に係合する。 The sun gear 82 of the planetary gear speed reducer constituting the second turning speed reducer 24-2 is fixed to the planet carrier 46 as an output shaft of the first turning speed reducer 24-1. Further, the sun gear 82 is engaged with each of the three planetary gears 84. Each of the planetary gears 84 is supported by a planetary carrier 86 that constitutes an output shaft of the second turning speed reducer 24-2 via a holding pin 84a in a manner that allows the planetary gears 84 to rotate. Each planetary gear 84 engages with an internal gear 88 formed on the inner surface of the third gear case 54.

内歯歯車８８が形成される第３ギヤケース５４は、上述の如く、第２ギヤケース５２に固定されており、自ら回転することはできない。一方、出力軸を構成する遊星キャリア８６は、第３ギヤケース５４には支持固定されず、後述する第３旋回減速機２４−３の太陽歯車１０２を介して遊星歯車１０４と係合することにより回転可能となっている。 As described above, the third gear case 54 in which the internal gear 88 is formed is fixed to the second gear case 52 and cannot rotate itself. On the other hand, the planetary carrier 86 constituting the output shaft is not supported and fixed to the third gear case 54, but rotates by engaging with the planetary gear 104 via the sun gear 102 of the third turning speed reducer 24-3 described later. It is possible.

第２旋回減速機２４−２に含まれる太陽歯車８２、遊星歯車８４、及び内歯歯車８８は、平歯車として構成される。第２旋回減速機２４−２には、旋回用電動機２１の回転駆動力を第１旋回減速機２４−１により減速した動力が入力されるため、回転速度は減速され、歯当たりによる騒音は低減される。よって、平歯車を用いることによりコストを抑制することができる。 The sun gear 82, the planetary gear 84, and the internal gear 88 included in the second turning speed reducer 24-2 are configured as spur gears. Since the power obtained by reducing the rotational driving force of the turning electric motor 21 by the first turning speed reducer 24-1 is input to the second turning speed reducer 24-2, the rotational speed is reduced and noise caused by tooth contact is reduced. Is done. Therefore, cost can be suppressed by using a spur gear.

以上のような構成の第２旋回減速機２４−２において、第１旋回減速機２４−１の出力軸としての遊星キャリア４６が回転して太陽歯車８２が回転すると、遊星歯車８４が回転（自転）する。遊星歯車８４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車８８に係合しており、遊星歯車８４の回転力で内歯歯車８８が形成される第３ギヤケース５４が回転しようとする。ところが、第３ギヤケース５４は、第２ギヤケース５２に固定されているので、回転することができない。その結果、遊星歯車８４を支持しながら自ら回転可能に支持される遊星キャリア８６のほうが回転する。即ち、３つの遊星歯車８４は、それぞれ、自転しながら公転することによって遊星キャリア８６を回転させる。かかる歯車作用により、第１旋回減速機２４−１の出力軸としての遊星キャリア４６の回転が減速されて遊星キャリア８６から出力される。 In the second turning speed reducer 24-2 having the above-described configuration, when the planetary carrier 46 as the output shaft of the first turning speed reducer 24-1 rotates and the sun gear 82 rotates, the planetary gear 84 rotates (rotates automatically). ) The planetary gear 84 is engaged with an internal gear 88 formed on the inner surface of the third gear case 54, and the third gear case 54 in which the internal gear 88 is formed is rotated by the rotational force of the planetary gear 84. . However, since the third gear case 54 is fixed to the second gear case 52, the third gear case 54 cannot rotate. As a result, the planet carrier 86 that is rotatably supported while supporting the planetary gear 84 rotates. That is, the three planetary gears 84 rotate the planet carrier 86 by revolving while rotating. Due to this gear action, the rotation of the planet carrier 46 as the output shaft of the first turning speed reducer 24-1 is decelerated and output from the planet carrier 86.

なお、遊星キャリア８６は、第２旋回減速機２４−２の出力軸を構成する。 The planet carrier 86 constitutes the output shaft of the second turning speed reducer 24-2.

第３旋回減速機２４−３を構成する遊星歯車減速機の太陽歯車１０２は、第２旋回減速機２４−２の出力軸としての遊星キャリア８６に固定される。また、太陽歯車１０２は、３つの遊星歯車１０４のそれぞれに係合する。遊星歯車１０４は、それぞれ、保持ピン１０４ａを介して第３旋回減速機２４−３の出力軸を構成する遊星キャリア１０６に回転可能な態様で支持される。そして、各遊星歯車１０４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車１０８に係合する。 The sun gear 102 of the planetary gear reducer constituting the third turning speed reducer 24-3 is fixed to a planet carrier 86 as an output shaft of the second turning speed reducer 24-2. The sun gear 102 is engaged with each of the three planetary gears 104. Each of the planetary gears 104 is supported in a rotatable manner by the planetary carrier 106 constituting the output shaft of the third turning speed reducer 24-3 via the holding pin 104a. Each planetary gear 104 is engaged with an internal gear 108 formed on the inner surface of the third gear case 54.

内歯歯車１０８が形成される第３ギヤケース５４は、上述の如く、第２ギヤケース５２に固定されており、自ら回転することはできない。一方、出力軸を構成する遊星キャリア１０６は、第３ギヤケース５４に対して、ベアリング１１０を介して回転可能に支えられる。 As described above, the third gear case 54 in which the internal gear 108 is formed is fixed to the second gear case 52 and cannot rotate itself. On the other hand, the planetary carrier 106 constituting the output shaft is supported by the third gear case 54 through the bearing 110 so as to be rotatable.

第３旋回減速機２４−３に含まれる太陽歯車１０２、遊星歯車１０４、及び内歯歯車１０８は、平歯車として構成される。第３旋回減速機２４−３には、旋回用電動機２１の回転駆動力を第１旋回減速機２４−１、第２旋回減速機２４−２により減速した動力が入力されるため、回転速度は更に減速され、歯当たりによる騒音は更に低減される。よって、平歯車を用いることによりコストを抑制することができる。 The sun gear 102, the planetary gear 104, and the internal gear 108 included in the third turning speed reducer 24-3 are configured as spur gears. Since the rotational power of the turning electric motor 21 is reduced by the first turning speed reducer 24-1 and the second turning speed reducer 24-2 to the third turning speed reducer 24-3, the rotational speed is Furthermore, the speed is reduced, and the noise caused by tooth contact is further reduced. Therefore, cost can be suppressed by using a spur gear.

以上のような構成の第３旋回減速機２４−３において、第２旋回減速機２４−２の出力軸としての遊星キャリア８６が回転して太陽歯車１０２が回転すると、遊星歯車１０４が回転（自転）する。遊星歯車１０４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車１０８に係合しており、遊星歯車１０４の回転力で内歯歯車１０８が形成される第３ギヤケース５４が回転しようとする。ところが、第３ギヤケース５４は、第２ギヤケース５２に固定されているので、回転することができない。その結果、遊星歯車１０４を支持しながら自ら回転可能に支持される遊星キャリア１０６のほうが回転する。即ち、３つの遊星歯車１０４は、それぞれ、自転しながら公転することによって遊星キャリア１０６を回転させる。かかる歯車作用により、第２旋回減速機２４−２の出力軸としての遊星キャリア８６の回転が減速されて遊星キャリア１０６から出力される。 In the third turning speed reducer 24-3 having the above-described configuration, when the planetary carrier 86 as the output shaft of the second turning speed reducer 24-2 rotates and the sun gear 102 rotates, the planetary gear 104 rotates (autorotates). ) The planetary gear 104 is engaged with an internal gear 108 formed on the inner surface of the third gear case 54, and the third gear case 54 in which the internal gear 108 is formed is rotated by the rotational force of the planetary gear 104. . However, since the third gear case 54 is fixed to the second gear case 52, the third gear case 54 cannot rotate. As a result, the planet carrier 106 that is rotatably supported while supporting the planetary gear 104 rotates. That is, the three planetary gears 104 rotate the planet carrier 106 by revolving while rotating. Due to the gear action, the rotation of the planet carrier 86 as the output shaft of the second turning speed reducer 24-2 is decelerated and output from the planet carrier 106.

なお、遊星キャリア１０６は、第３旋回減速機２４−３の出力軸、即ち、旋回減速機２４の出力軸４０Ａを構成する。 The planet carrier 106 constitutes the output shaft of the third turning speed reducer 24-3, that is, the output shaft 40A of the turning speed reducer 24.

かかる構成により、旋回駆動装置４０は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂの回転速度を減じて出力軸４０Ａのトルクを増大させることができる。 With this configuration, the turning drive device 40 can increase the torque of the output shaft 40A by reducing the rotational speed of the output shaft 21b of the turning electric motor 21.

具体的には、出力軸２１ｂの時計回りの高速・低トルクの回転に応じて、遊星歯車４４を反時計回りに自転させながら時計回りに公転させ、遊星キャリア４６を時計回りに回転させる。そして、旋回駆動装置４０は、遊星キャリア４６の時計回りの回転に応じて、遊星歯車８４を反時計回りに自転させながら時計回りに公転させ、遊星キャリア８６を時計回りに回転させる。さらに、旋回駆動装置４０は、遊星キャリア８６の時計回りの回転に応じて、遊星歯車１０４を反時計回りに自転させながら時計回りに公転させ、遊星キャリア１０６、すなわち、出力軸４０Ａを時計回りに低速・高トルクで回転させる。出力軸２１ｂが反時計回りに回転する場合も、各歯車の回転方向が逆になることを除き、同様である。 Specifically, according to the clockwise high-speed and low-torque rotation of the output shaft 21b, the planetary gear 44 revolves clockwise while rotating counterclockwise, and the planet carrier 46 rotates clockwise. Then, in response to the clockwise rotation of the planet carrier 46, the turning drive device 40 causes the planetary gear 84 to revolve clockwise while rotating counterclockwise, thereby rotating the planet carrier 86 clockwise. Further, in response to the clockwise rotation of the planet carrier 86, the turning drive device 40 revolves clockwise while rotating the planetary gear 104 counterclockwise to rotate the planet carrier 106, that is, the output shaft 40A clockwise. Rotate at low speed and high torque. The same applies to the case where the output shaft 21b rotates counterclockwise except that the rotation direction of each gear is reversed.

ここで、図６に示す比較例に係る旋回駆動装置４０Ｃと比較しながら、本実施形態に係るメカニカルブレーキ２３の特徴について説明する。 Here, the features of the mechanical brake 23 according to the present embodiment will be described in comparison with the turning drive device 40C according to the comparative example shown in FIG.

図６は、比較例に係る旋回駆動装置４０Ｃの断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view of a turning drive device 40C according to a comparative example.

なお、比較例に係る旋回駆動装置４０Ｃは、本実施形態と同様の性能（制動性能等）を有し、上述した高速段減速機１５０の代わりに、高速段減速機１５０Ｃを備える点において、本実施形態に係る旋回駆動装置４０と異なる。 Note that the turning drive device 40C according to the comparative example has the same performance (braking performance and the like) as the present embodiment, and is provided with a high-speed gear reducer 150C instead of the high-speed gear reducer 150 described above. It differs from the turning drive device 40 according to the embodiment.

図６に示すように、比較例に係る旋回駆動装置４０Ｃは、旋回用電動機２１の駆動力を、第１旋回減速機２４−１及びメカニカルブレーキ２３Ｃを含む高速段減速機１５０Ｃと低速段減速機２００で減速して上部旋回体３を旋回駆動する構成を有する。 As shown in FIG. 6, the turning drive device 40C according to the comparative example uses the driving force of the turning electric motor 21 as a high speed reduction gear 150C and a low speed reduction gear including the first turning reduction gear 24-1 and the mechanical brake 23C. The upper revolving unit 3 is driven to rotate by decelerating at 200.

高速段減速機１５０Ｃは、本実施形態と異なり、メカニカルブレーキ２３Ｃが第１旋回減速機２４−１Ｃ（太陽歯車４２Ｃ、遊星歯車４４Ｃ、内場歯車４８Ｃ）の後段に設けられる。即ち、メカニカルブレーキ２３Ｃは、第１旋回減速機２４−１Ｃの出力軸である遊星キャリア４６Ｃと固定部である第２ギヤケース５２Ｃの間に設けられる。 Unlike the present embodiment, the high-speed gear reducer 150C is provided with a mechanical brake 23C in the subsequent stage of the first turning speed reducer 24-1C (sun gear 42C, planetary gear 44C, and internal field gear 48C). That is, the mechanical brake 23C is provided between the planetary carrier 46C that is an output shaft of the first turning speed reducer 24-1C and the second gear case 52C that is a fixed portion.

メカニカルブレーキ２３Ｃは、遊星キャリア４６Ｃの外周面（円盤部の側面）から回転半径方向外側に延在するブレーキディスク６０Ｃと、第２ギヤケース５２Ｃから回転半径方向内側に延在するブレーキプレート６２Ｃを含む。ブレーキディスク６０Ｃの上下両面には、ブレーキプレート６２Ｃが配置され、本実施形態と同様、最も高い位置にあるブレーキプレート６２Ｃが、スプリング６６Ｃの付勢力に応じてピストン６４Ｃで押圧されることにより、遊星キャリア４６Ｃにブレーキ力を加える。これにより、上部旋回体３を旋回制動することができる。 The mechanical brake 23C includes a brake disk 60C extending outward in the rotational radial direction from the outer peripheral surface (side surface of the disk portion) of the planet carrier 46C, and a brake plate 62C extending inward in the rotational radial direction from the second gear case 52C. Brake plates 62C are disposed on both the upper and lower surfaces of the brake disc 60C, and the brake plate 62C at the highest position is pressed by the piston 64C according to the urging force of the spring 66C, as in the present embodiment, so that the planet Brake force is applied to the carrier 46C. Thereby, the upper turning body 3 can be turned and braked.

なお、本実施形態と同様、ブレーキディスク６０Ｃ及びブレーキプレート６２Ｃの少なくとも一方の表面は、摩擦材に覆われている。 As in the present embodiment, at least one surface of the brake disc 60C and the brake plate 62C is covered with a friction material.

このように、比較例に係る旋回駆動装置４０Ｃにおけるメカニカルブレーキ２３Ｃは、本実施形態と異なり、第１旋回減速機２４−１Ｃの出力軸（遊星キャリア４６Ｃ）の減速された回転を制動する構成を有する。よって、遊星キャリア４６Ｃから出力されるトルクは、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂよりも増大するため、メカニカルブレーキ２３Ｃは、出力軸２１ｂの回転を制動する場合よりも大きな制動トルクを発生させる必要が生じる。そのため、メカニカルブレーキ２３Ｃは、本実施形態に係るメカニカルブレーキ２３よりも必然的に大型化する。 Thus, unlike the present embodiment, the mechanical brake 23C in the turning drive device 40C according to the comparative example is configured to brake the reduced rotation of the output shaft (planet carrier 46C) of the first turning speed reducer 24-1C. Have. Therefore, since the torque output from the planetary carrier 46C increases more than the output shaft 21b of the turning electric motor 21, it is necessary for the mechanical brake 23C to generate a larger braking torque than when braking the rotation of the output shaft 21b. Arise. Therefore, the mechanical brake 23C is necessarily larger than the mechanical brake 23 according to the present embodiment.

例えば、図６に示すように比較例では、より大きな制動トルクを発生させるため、比較的外径の大きいブレーキディスク６０Ｃ及びブレーキプレート６２Ｃを採用する必要がある。また、比較例では、摩擦係合面を増加させるため、３枚のブレーキプレート６２Ｃのそれぞれの間に２枚のブレーキディスク６０Ｃが挟まれる構成を採用する必要がある、即ち、より多くのブレーキディスク６０Ｃ、ブレーキプレート６２Ｃを配置する必要がある。また、比較例では、ブレーキプレート６２Ｃをブレーキディスク６０Ｃに向けて押圧する力を増加させるため、比較的大きなピストン６４Ｃやスプリング６６Ｃを採用する必要がある。 For example, as shown in FIG. 6, in the comparative example, in order to generate a larger braking torque, it is necessary to employ a brake disk 60C and a brake plate 62C having a relatively large outer diameter. Further, in the comparative example, in order to increase the friction engagement surface, it is necessary to adopt a configuration in which two brake discs 60C are sandwiched between the three brake plates 62C, that is, more brake discs. It is necessary to dispose 60C and the brake plate 62C. Further, in the comparative example, it is necessary to employ a relatively large piston 64C and spring 66C in order to increase the force that presses the brake plate 62C toward the brake disc 60C.

これに対して、本実施形態に係るメカニカルブレーキ２３では、第１旋回減速機２４−１により減速される前の出力軸２１ｂの回転を制動する構成を採用するため、比較的小さい制動トルクが発生できればよい。そのため、メカニカルブレーキ２３を小型化することができる。 On the other hand, in the mechanical brake 23 according to the present embodiment, a configuration that brakes the rotation of the output shaft 21b before being decelerated by the first turning speed reducer 24-1 is adopted, so that a relatively small braking torque is generated. I can do it. Therefore, the mechanical brake 23 can be reduced in size.

例えば、図５に示すように、本実施形態では、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２の外径を比較的小さくすることができる。また、本実施形態では、１枚のブレーキディスク６０及びかかるブレーキディスク６０を挟む２枚のブレーキプレート６２のように、簡素な構成を採用することができる。また、本実施形態では、比較的小さいピストン６４、スプリング６６を採用することができる。 For example, as shown in FIG. 5, in this embodiment, the outer diameters of the brake disc 60 and the brake plate 62 can be made relatively small. In the present embodiment, a simple configuration such as one brake disk 60 and two brake plates 62 sandwiching the brake disk 60 can be employed. In the present embodiment, a relatively small piston 64 and spring 66 can be employed.

次に、図７、８を参照しながら、旋回駆動装置４０における潤滑油の動きについて説明する。 Next, the movement of the lubricating oil in the turning drive device 40 will be described with reference to FIGS.

図７は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂが静止する状態を示す、本実施形態に係る旋回駆動装置４０の断面図（図４のＶＩ−ＶＩ線断面図）である。図８は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂが回転する状態を示す、本実施形態に係る旋回駆動装置４０の断面図（図４のＶＩ−ＶＩ線断面図）である。 FIG. 7 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4) of the turning drive device 40 according to the present embodiment, showing a state where the output shaft 21 b of the turning electric motor 21 is stationary. FIG. 8 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4) of the turning drive device 40 according to the present embodiment, showing a state in which the output shaft 21 b of the turning electric motor 21 rotates.

旋回駆動装置４０は、上述の如く、出力軸２１ｂ、エンドプレート２１ａ、第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２、及び遊星キャリア４６で密閉される空間ＳＰ１を有する。かかる空間ＳＰ１は、第１連通路７２ａ及び第２連通路７２ｂを含む循環路７２を介してバッファタンク７０に接続される。 As described above, the turning drive device 40 has the space SP1 sealed by the output shaft 21b, the end plate 21a, the first gear case 50, the second gear case 52, and the planetary carrier 46. The space SP1 is connected to the buffer tank 70 via a circulation path 72 including a first communication path 72a and a second communication path 72b.

第１連通路７２ａは、空間ＳＰ１の下部から第２ギヤケース５２の外部に連通し、バッファタンク７０の下部に接続する潤滑油ＬＢ１の流路である。第１連通路７２ａは、遊星キャリア４６と同等の高さ位置で空間ＳＰ１と接続される。 The first communication path 72a is a flow path of the lubricating oil LB1 that communicates from the lower part of the space SP1 to the outside of the second gear case 52 and is connected to the lower part of the buffer tank 70. The first communication path 72a is connected to the space SP1 at a height position equivalent to that of the planet carrier 46.

第２連通路７２ｂは、空間ＳＰ１の上部から第１ギヤケース５０の外部に連通し、バッファタンク７０の上部に接続する潤滑油ＬＢ１の流路である。第２連通路７２ｂは、油面レベルＬ１よりも高い位置でバッファタンク７０に接続され、メカニカルブレーキ２３の配置される位置（ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２）よりも高い位置で空間ＳＰ１と接続される。 The second communication path 72b is a flow path of the lubricating oil LB1 that communicates from the upper part of the space SP1 to the outside of the first gear case 50 and is connected to the upper part of the buffer tank 70. The second communication path 72b is connected to the buffer tank 70 at a position higher than the oil level L1, and is connected to the space SP1 at a position higher than positions where the mechanical brake 23 is disposed (brake disc 60 and brake plate 62). The

なお、バッファタンク７０における第２連通路７２ｂの接続位置は、調整可能に構成されてもよい。 In addition, the connection position of the 2nd communicating path 72b in the buffer tank 70 may be comprised so that adjustment is possible.

図７に示すように、出力軸２１ｂが静止している場合におけるバッファタンク７０内の潤滑油ＬＢ１の油面に相当する油面レベルＬ１は、エンドプレート２１ａの底面よりも高い位置にある。即ち、出力軸２１ｂが静止している場合、空間ＳＰ１は、潤滑油ＬＢ１で満たされる状態にある。 As shown in FIG. 7, when the output shaft 21b is stationary, the oil level L1 corresponding to the oil level of the lubricating oil LB1 in the buffer tank 70 is higher than the bottom surface of the end plate 21a. That is, when the output shaft 21b is stationary, the space SP1 is filled with the lubricating oil LB1.

一方、図８に示すように、出力軸２１ｂが回転している場合、空間ＳＰ１内の潤滑油ＬＢ１は、回転する遊星キャリア４６による遠心ポンプ作用により、空間ＳＰ１の下部に形成される流出孔を通じて循環路７２（第１連通路７２ａ）に送り込まれる。そして、第１連通路７２ａに送り込まれた潤滑油ＬＢ１は、バッファタンク７０に排出される。 On the other hand, as shown in FIG. 8, when the output shaft 21b is rotating, the lubricating oil LB1 in the space SP1 passes through the outflow hole formed in the lower portion of the space SP1 by the centrifugal pump action by the rotating planetary carrier 46. It is fed into the circulation path 72 (first communication path 72a). Then, the lubricating oil LB1 fed into the first communication path 72a is discharged to the buffer tank 70.

なお、図８の破線矢印は、潤滑油ＬＢ１の流れを表す。 In addition, the broken line arrow of FIG. 8 represents the flow of lubricating oil LB1.

また、空間ＳＰ１は、潤滑油ＬＢ１の一部が第１連通路７２ａを通じてバッファタンク７０に排出されるため、第２連通路７２ｂを通じてバッファタンク７０内の空気を引き込む。その結果、空間ＳＰ１内の潤滑油ＬＢ１は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂの回転によって撹拌されて、すり鉢状の油面Ｌ２を形成する。 Further, in the space SP1, since a part of the lubricating oil LB1 is discharged to the buffer tank 70 through the first communication path 72a, the air in the buffer tank 70 is drawn through the second communication path 72b. As a result, the lubricating oil LB1 in the space SP1 is agitated by the rotation of the output shaft 21b of the turning electric motor 21 to form a mortar-shaped oil surface L2.

その後、空間ＳＰ１から排出される潤滑油ＬＢ１によって、バッファタンク７０内の潤滑油ＬＢ１の油面は、第２連通路７２ｂより上の油面レベルＬ３に達する。この場合、バッファタンク７０内の潤滑油ＬＢ１は、第２連通路７２ｂ及び空間ＳＰ１の上部に形成される流入孔を通じて空間ＳＰ１に流入する。 Thereafter, the lubricating oil LB1 discharged from the space SP1 causes the oil level of the lubricating oil LB1 in the buffer tank 70 to reach the oil level L3 above the second communication path 72b. In this case, the lubricating oil LB1 in the buffer tank 70 flows into the space SP1 through the second communication path 72b and an inflow hole formed in the upper part of the space SP1.

なお、バッファタンク７０から空間ＳＰ１に流入する潤滑油ＬＢ１は、ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２、内歯歯車４８、遊星歯車４４、太陽歯車４２、及び遊星キャリア４６を潤滑した後、すり鉢状の油面Ｌ２を形成する空間ＳＰ１内の潤滑油ＬＢ１に合流する。 The lubricating oil LB1 flowing into the space SP1 from the buffer tank 70 lubricates the brake disc 60, the brake plate 62, the internal gear 48, the planetary gear 44, the sun gear 42, and the planet carrier 46, and then mortar-like oil. It merges with the lubricating oil LB1 in the space SP1 that forms the surface L2.

その後、出力軸２１ｂの回転が停止すると、すり鉢状の油面Ｌ２を形成していた空間ＳＰ１内の潤滑油ＬＢ１は、空間ＳＰ１内で水平な油面を形成する。そして、遊星キャリア４６による遠心ポンプ作用が消失するため、バッファタンク７０内の潤滑油ＬＢ１は、その油面が油面レベルＬ３より低くなるまで、第１連通路７２ａ及び第２連通路７２ｂを通って空間ＳＰ１に戻る。また、バッファタンク７０内の潤滑油ＬＢ１は、その油面が油面レベルＬ３より低くなった後は、その油面が油面レベルＬ１（図６参照）に達するまで、第１連通路７２ａを通って空間ＳＰ１に戻る。バッファタンク７０内の潤滑油ＬＢ１の油面が油面レベルＬ１に達すると、空間ＳＰ１は潤滑油ＬＢ１で満たされた状態となり、太陽歯車４２、遊星歯車４４、遊星キャリア４６、及び内歯歯車４８は潤滑油ＬＢ１に完全に浸された状態となる。 Thereafter, when the rotation of the output shaft 21b stops, the lubricating oil LB1 in the space SP1 that has formed the mortar-shaped oil surface L2 forms a horizontal oil surface in the space SP1. Since the centrifugal pump action by the planetary carrier 46 disappears, the lubricating oil LB1 in the buffer tank 70 passes through the first communication path 72a and the second communication path 72b until the oil level becomes lower than the oil level L3. Return to space SP1. In addition, the lubricating oil LB1 in the buffer tank 70 passes through the first communication path 72a until the oil level reaches the oil level L1 (see FIG. 6) after the oil level becomes lower than the oil level L3. Return to space SP1. When the oil level of the lubricating oil LB1 in the buffer tank 70 reaches the oil level L1, the space SP1 is filled with the lubricating oil LB1, and the sun gear 42, the planetary gear 44, the planetary carrier 46, and the internal gear 48. Is completely immersed in the lubricating oil LB1.

このように、本実施形態に係る旋回駆動装置４０は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂが回転する際に空間ＳＰ１内の潤滑油ＬＢ１をバッファタンク７０に排出して空間ＳＰ１内の潤滑油ＬＢ１の量を減少させる。これにより、上述の如く、空間ＳＰ１の上部に空気が引き込まるため、空間ＳＰ１の上部に位置するブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２は、大部分が空気内に含まれる態様で回転することができる。即ち、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２が旋回用電動機２１の出力軸２１ｂと一体に高速回転する態様であっても、潤滑油ＬＢ１による粘性抵抗を大きく抑制することができる。そのため、本実施形態のように、高速回転する旋回用電動機２１の出力軸２１ｂの回転を制動するメカニカルブレーキ２３の構成を採用する場合であっても、潤滑油ＬＢ１の粘性抵抗によるエネルギー効率の低下を抑制することができる。つまり、本実施形態に係る旋回駆動装置４０は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、メカニカルブレーキ２３を小型化することができる。 As described above, the turning drive device 40 according to the present embodiment discharges the lubricating oil LB1 in the space SP1 to the buffer tank 70 when the output shaft 21b of the turning electric motor 21 rotates, and the lubricating oil LB1 in the space SP1. Reduce the amount of. As a result, air is drawn into the upper portion of the space SP1 as described above, so that the brake disk 60 and the brake plate 62 positioned at the upper portion of the space SP1 can rotate in a manner in which most of them are included in the air. That is, even when the brake disk 60 and the brake plate 62 are rotated at a high speed integrally with the output shaft 21b of the turning electric motor 21, the viscous resistance due to the lubricating oil LB1 can be greatly suppressed. Therefore, even when the configuration of the mechanical brake 23 that brakes the rotation of the output shaft 21b of the turning electric motor 21 that rotates at a high speed as in the present embodiment is adopted, the energy efficiency decreases due to the viscous resistance of the lubricating oil LB1. Can be suppressed. That is, the turning drive device 40 according to the present embodiment can reduce the size of the mechanical brake 23 while suppressing a decrease in energy efficiency.

また、旋回駆動装置４０は、遊星キャリア４６等の回転による遠心ポンプ作用により、空間ＳＰ１の下部にある潤滑油ＬＢ１をバッファタンク７０に排出する。そして、旋回駆動装置４０は、バッファタンク７０内の潤滑油ＬＢ１を空間ＳＰ１の上部に戻す。その結果、旋回駆動装置４０は、空間ＳＰ１内の潤滑油ＬＢ１の量を過度に減少させることなく、太陽歯車４２、遊星歯車４４、遊星キャリア４６、及び内歯歯車４８を確実に潤滑できる。 Further, the turning drive device 40 discharges the lubricating oil LB1 at the lower part of the space SP1 to the buffer tank 70 by the centrifugal pump action by the rotation of the planetary carrier 46 and the like. Then, the turning drive device 40 returns the lubricating oil LB1 in the buffer tank 70 to the upper part of the space SP1. As a result, the turning drive device 40 can reliably lubricate the sun gear 42, the planetary gear 44, the planetary carrier 46, and the internal gear 48 without excessively reducing the amount of the lubricating oil LB1 in the space SP1.

また、第２連通路７２ｂと空間ＳＰ１の接続部分である潤滑油ＬＢ１の流入口は、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２より上方に位置するため、第２連通路７２ｂから空間ＳＰ１流入する潤滑油ＬＢ１がブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２も潤滑する。そのため、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２の油膜切れにより、メカニカルブレーキ２３の旋回制動性能が低下するような事態も回避することができる。 Further, since the inlet of the lubricating oil LB1, which is a connection portion between the second communication path 72b and the space SP1, is located above the brake disk 60 and the brake plate 62, the lubricating oil LB1 flowing into the space SP1 from the second communication path 72b. However, the brake disc 60 and the brake plate 62 are also lubricated. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the turning braking performance of the mechanical brake 23 is deteriorated due to the oil film running out of the brake disc 60 and the brake plate 62.

なお、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂが停止すると、上述の如く、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２は、潤滑油ＬＢ１に浸る状態に戻るため、かかる点においても油膜切れが防止される。 When the output shaft 21b of the turning electric motor 21 is stopped, the brake disc 60 and the brake plate 62 are returned to the state of being immersed in the lubricating oil LB1 as described above, and thus the oil film is prevented from being cut.

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various Can be modified or changed.

例えば、本実施形態に係るショベルは、旋回駆動装置を駆動する電力を供給する蓄電装置を有するショベルであるが、かかる構成には限定されず、外部電源から旋回駆動装置を駆動する電力が供給される電気駆動式ショベルであってもよい。 For example, the excavator according to the present embodiment is an excavator having a power storage device that supplies power for driving the turning drive device, but is not limited to such a configuration, and power for driving the turning drive device is supplied from an external power source. An electrically driven excavator may be used.

また、上述した実施形態では、メカニカルブレーキ２３（ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２）が潤滑油に満たされる潤滑油室（空間ＳＰ１）には、第１旋回減速機２４−１も収容されるが、かかる構成には限定されない。即ち、潤滑油室内には、少なくともブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２が含まれ、旋回駆動装置４０の回転による遠心ポンプ作用により、かかる潤滑油室の上部に空気が引き込まれる作用が実現されればよい。例えば、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２が収容される潤滑油室と、第１旋回減速機２４−１（太陽歯車４２、遊星歯車４４、内場歯車４８）が収容される潤滑油室は、分離されてもよい。また、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２が収容される潤滑油室には、第１旋回減速機２４−１のみならず、第２旋回減速機２４−２（太陽歯車８２、遊星歯車８４、内場歯車８８）、第３旋回減速機２４−３（態様歯車１０２、遊星歯車１０４、内場歯車１０８）が含まれてもよい。 In the above-described embodiment, the first turning speed reducer 24-1 is also housed in the lubricating oil chamber (space SP1) in which the mechanical brake 23 (brake disc 60, brake plate 62) is filled with lubricating oil. The configuration is not limited to this. That is, at least the brake disc 60 and the brake plate 62 are included in the lubricating oil chamber, and it is sufficient that air is drawn into the upper portion of the lubricating oil chamber by the centrifugal pump action by the rotation of the turning drive device 40. . For example, the lubricating oil chamber in which the brake disc 60 and the brake plate 62 are accommodated is separated from the lubricating oil chamber in which the first turning speed reducer 24-1 (sun gear 42, planetary gear 44, and in-field gear 48) is accommodated. May be. In addition, the lubricating oil chamber in which the brake disc 60 and the brake plate 62 are accommodated includes not only the first turning speed reducer 24-1 but also the second turning speed reducer 24-2 (the sun gear 82, the planetary gear 84, the internal field. Gear 88), a third turning speed reducer 24-3 (aspect gear 102, planetary gear 104, internal field gear 108) may be included.

１下部走行体
１Ａ、１Ｂ油圧モータ
２旋回機構
３上部旋回体（旋回体）
４ブーム
５アーム
６バケット
７ブームシリンダ
８アームシリンダ
９バケットシリンダ
１０キャビン
１１エンジン
１２電動発電機
１３減速機
１４メインポンプ
１５パイロットポンプ
１６高圧油圧ライン
１７コントロールバルブ
１８、２０インバータ
２１旋回用電動機
２１ａエンドプレート
２１ｂ出力軸
２１ｃ円盤部
２２レゾルバ
２３メカニカルブレーキ
２４旋回減速機
２４−１第１旋回減速機
２４−２第２旋回減速機
２４−３第３旋回減速機
２５パイロットライン
２５ａ油圧ライン
２６操作装置
２６Ａ、２６Ｂレバー
２６Ｃペダル
２７、２８油圧ライン
２９圧力センサ
３０コントローラ
４０旋回駆動装置
４０Ａ出力軸
４２太陽歯車
４４遊星歯車
４４ａ保持ピン
４６遊星キャリア
４６ａ切欠き部（低強度部）
４８内歯歯車
５０第１ギヤケース
５２第２ギヤケース
５４第３ギヤケース
５６ベアリング
５７オイルシール
６０ブレーキディスク（ブレーキ回転板）
６２ブレーキプレート（ブレーキ固定板）
６４ピストン
６６スプリング
６８油圧空間
６９ブレーキ解除ポート
７０バッファタンク
７２循環路
７２ａ第１連通路（第１の通路）
７２ｂ第２連通路（第２の通路）
８２太陽歯車
８４遊星歯車
８４ａ保持ピン
８６遊星キャリア
８８内歯歯車
９０スプリング押さえ部材
１０２太陽歯車
１０４遊星歯車
１０４ａ保持ピン
１０６遊星キャリア
１０８内歯歯車
１１０ベアリング
１２０蓄電系
１５０高速段減速機
２００低速段減速機
ＬＢ１、ＬＢ２潤滑油

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 1A, 1B Hydraulic motor 2 Turning mechanism 3 Upper turning body (swivel body)
4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 11 Engine 12 Motor generator 13 Reducer 14 Main pump 15 Pilot pump 16 High-pressure hydraulic line 17 Control valve 18, 20 Inverter 21 Turning motor 21a End plate 21b Output shaft 21c Disk part 22 Resolver 23 Mechanical brake 24 Turning speed reducer 24-1 First turning speed reducer 24-2 Second turning speed reducer 24-3 Third turning speed reducer 25 Pilot line 25a Hydraulic line 26 Operating device 26A, 26B Lever 26C Pedal 27, 28 Hydraulic line 29 Pressure sensor 30 Controller 40 Turning drive device 40A Output shaft 42 Sun gear 44 Planetary gear 44a Holding pin 46 Planetary carrier 46a Cutting Notch (low strength part)
48 Internal gear 50 First gear case 52 Second gear case 54 Third gear case 56 Bearing 57 Oil seal 60 Brake disc (brake rotating plate)
62 Brake plate (brake fixing plate)
64 Piston 66 Spring 68 Hydraulic space 69 Brake release port 70 Buffer tank 72 Circulation path 72a First communication path (first path)
72b Second communication path (second path)
82 Sun gear 84 Planet gear 84 a Holding pin 86 Planet carrier 88 Internal gear 90 Spring pressing member 102 Sun gear 104 Planet gear 104 a Holding pin 106 Planet carrier 108 Internal gear 110 Bearing 120 Storage system 150 High speed reduction gear 200 Low speed reduction gear Machine LB1, LB2 Lubricating oil

Claims

A turning electric motor that drives the turning body to turn;
A plurality of swivel reducers connected to the output shaft of the swivel motor;
Friction engagement between a brake rotating plate and a brake fixing plate, which are provided between the turning electric motor and the first turning reducer that is the first stage of the plurality of reduction gears and rotates integrally with the output shaft. A mechanical brake for turning and turning the turning body;
A first passage communicating with at least the brake rotating plate and the brake fixing plate from the lower part of the lubricating oil chamber to the outside of the lubricating oil chamber;
A second passage communicating from the upper part of the lubricating oil chamber to the outside of the lubricating oil chamber;
A buffer tank provided outside the lubricating oil chamber and connected to the first passage and the second passage;
Excavator.

The lubricating oil in the lubricating oil chamber is
Sent into the buffer tank through the first passage by the centrifugal pump action accompanying the rotation of the electric motor for turning,
The excavator according to claim 1.

The oil level in the buffer tank in a stationary state of the turning electric motor is
Set to be higher than the uppermost position in the lubricating oil chamber,
The connecting portion of the second passage and the buffer tank is
Provided above the oil level in the buffer tank in a stationary state of the turning electric motor,
The shovel according to claim 1 or 2.

The portion where the second passage and the lubricating oil chamber are connected is
Located above the brake rotating plate and the brake fixing plate,
The excavator according to any one of claims 1 to 3.