建設機械の旋回装置
【課題】 油圧モータを構成する第１のモータ軸と電動モータを構成する第２のモータ軸との連結部を常時適正に潤滑する。
【解決手段】 電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに第１のモータ軸２７の上端側が挿通される軸挿通孔２３Ｅを設け、この軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間に軸受２８を設けると共に、軸受２８よりも上側に位置して耐圧シール４３を設ける。これにより、油圧モータ３４から漏れたドレン油を利用して、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部を常時適正に潤滑することができる。しかも、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールすることにより、電動モータケーシング２３内へのドレン油の侵入を確実に防止することができる。
【解決手段】 電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに第１のモータ軸２７の上端側が挿通される軸挿通孔２３Ｅを設け、この軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間に軸受２８を設けると共に、軸受２８よりも上側に位置して耐圧シール４３を設ける。これにより、油圧モータ３４から漏れたドレン油を利用して、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部を常時適正に潤滑することができる。しかも、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールすることにより、電動モータケーシング２３内へのドレン油の侵入を確実に防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に用いられ、下部走行体上で上部旋回体を旋回させる建設機械の旋回装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回輪を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部側に設けられた作業装置とにより大略構成されている。そして、下部走行体と上部旋回体との間には旋回装置が設けられ、この旋回装置を作動させることにより下部走行体上で上部旋回体が旋回する構成となっている。
【０００３】
この場合、旋回装置は、通常、上部旋回体に取付けられ入力回転を減速して出力する減速機と、該減速機の上側に設けられ減速機にモータ軸の回転を入力する旋回モータと、減速機によって減速されたモータ軸の回転を旋回輪に出力する出力軸とを備えて構成されている。
【０００４】
ここで、旋回モータとして油圧モータと電動モータとを共用する構成となった、いわゆるハイブリッド型の旋回装置が提案されており、このハイブリッド型の旋回装置によれば、油圧モータと電動モータとによって出力軸を回転駆動することにより、油圧モータの駆動源となるエンジンからの排気ガスを低減することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９７７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術によるハイブリッド型の旋回装置は、上部旋回体に取付けられた減速機の上端側に油圧モータを配置し、油圧モータの上端側に電動モータを配置するレイアウトを採用している。また、油圧モータと電動モータとは１本のモータ軸を共用する構成となっている。そして、油圧モータと電動モータとによって１本のモータ軸を駆動すると、このモータ軸の回転が減速機によって減速されて出力軸に伝達される構成となっている。
【０００７】
しかし、異なるメーカによって別個に製造された油圧モータと電動モータとを組合わせてハイブリッド型の旋回装置を構成する場合には、上述した従来技術のように油圧モータのモータ軸と電動モータのモータ軸とを一体化することは困難である。
【０００８】
一方、別個に製造された油圧モータと電動モータとを用い、減速機の上端側に油圧モータを配置すると共に油圧モータの上端側に電動モータを配置するレイアウトを採用した場合には、油圧モータを構成するモータ軸は、その下端側を減速機に連結すると共に上端側を電動モータのモータ軸に連結する必要がある。
【０００９】
この場合、モータ軸の下端側と減速機との連結部分は、通常、減速機のケーシング内に充填された潤滑油によって潤滑することができる。これに対し、油圧モータ側のモータ軸の上端側と電動モータ側のモータ軸との連結部分は、通常、グリース等の潤滑材を用いて潤滑することになり、この潤滑材が消耗した場合には、油圧モータ側のモータ軸と電動モータ側のモータ軸との連結部分が早期に摩耗してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、油圧モータを構成する第１のモータ軸と電動モータを構成する第２のモータ軸との連結部を常時適正に潤滑することができるようにした建設機械の旋回装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、請求項１の発明による建設機械の旋回装置は、下部走行体上に旋回輪を介して搭載された上部旋回体に上，下方向に延びるように取付けられた減速機と、該減速機の上側に取付けられ電力が供給されることにより回転する第１のモータ軸を有する電動モータと、該電動モータの上側に取付けられ作動油が供給されることにより回転する第２のモータ軸の下端側が前記第１のモータ軸の上端側に連結された油圧モータと、前記減速機によって減速された前記第１，第２のモータ軸の回転を前記旋回輪に出力する出力軸とを備え、前記電動モータは、下端側が前記減速機に取付けられると共に上端側が前記油圧モータからのドレン油を遮断する蓋部となった電動モータケーシングを有し、該電動モータケーシングの蓋部には前記第１のモータ軸の上端側が挿通される軸挿通孔を設け、該軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間には前記第１のモータ軸の上端側を回転可能に支持する軸受を設け、前記第１のモータ軸の上端と前記軸挿通孔を介して下方に延びた前記第２のモータ軸とを互いに連結する構成とし、前記軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間であって前記軸受よりも上側には、前記第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部に前記油圧モータからのドレン油を供給すると共に当該ドレン油が前記電動モータケーシング内に侵入するのを防止するシール部材を設ける構成としている。
【００１２】
請求項２の発明は、前記第１のモータ軸の上端部には有底穴からなる雌スプライン部を設け、前記第２のモータ軸の下端部には前記雌スプライン部に連結される雄スプライン部を設け、前記油圧モータからのドレン油は、前記第１のモータ軸の雌スプライン部と前記第２のモータ軸の雌スプライン部との連結部を潤滑する構成としたことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記減速機には、その下端側にボルトを用いて前記上部旋回体に締結される減速機下フランジ部を設けると共に上端側に減速機上フランジ部を設け、前記電動モータには、その下端側に前記減速機上フランジ部に取付けられる電動モータ下フランジ部を設けると共に上端側に電動モータ上フランジ部を設け、前記油圧モータの下端側には、前記電動モータ上フランジ部に取付けられる油圧モータ下フランジ部を設け、前記減速機上フランジ部、前記電動モータ下フランジ部、前記電動モータ上フランジ部および前記油圧モータ下フランジ部の外径寸法は、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具との間に隙間を確保できる寸法に設定したことにある。
【００１４】
請求項４の発明は、前記電動モータには、前記電動モータに電力を供給するための給電ボックスと、前記電動モータの温度を検出する温度検出器を含む各種の検出器類とを取付ける構成とし、これら給電ボックスと検出器類とは、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具から離間した位置に配置したことにある。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、電動モータケーシングの蓋部に設けた軸挿通孔に電動モータの第１のモータ軸を挿通した状態で、電動モータの上側に油圧モータを取付け、この油圧モータの第２のモータ軸の下端側を第１のモータ軸の上端側に連結することにより、第１，第２のモータ軸を同軸上に連結した状態で、減速機の上側に電動モータを配置し、電動モータの上側に油圧モータを配置するレイアウトとなった旋回装置を構成することができる。
【００１６】
この場合、軸挿通孔と第１のモータ軸の上端側との間に設けた軸受によって、第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部を強固に支持することができる。また、軸受よりも上側の位置で軸挿通孔と第１のモータ軸との間にシール部材を設けることにより、油圧モータからのドレン油が電動モータケーシング内に侵入するのを抑えつつ、このドレン油を利用して第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部を常時潤滑することができる。この結果、第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部の耐久性を高め、これら第１，第２のモータ軸の回転を減速機を介して的確に出力軸に伝達することができるので、旋回装置の信頼性を高めることができる。
【００１７】
しかも、電動モータケーシングの軸挿通孔と第１のモータ軸との間をシール部材によってシールすることにより、電動モータケーシング内へのドレン油の侵入を確実に防止することができ、電動モータの寿命を延ばすことができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、第１のモータ軸の上端部に設けた雌スプライン部と第２のモータ軸の下端部に設けた雄スプライン部との連結部を、油圧モータからのドレン油を利用して常時適正に潤滑することができる。しかも、有底穴からなる雌スプライン部に雄スプライン部を連結することにより、これら雌スプライン部と雄スプライン部との連結部から生じた摩耗粉等の異物を雌スプライン部の底部に捕捉することができる。この結果、摩耗粉等の異物がシール部材と第１のモータ軸との間に侵入するのを抑え、シール部材の寿命を延ばすことができるので、電動モータケーシングの軸挿通孔と第１のモータ軸との間のシール性を長期に亘って良好に保つことができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、減速機下フランジ部を上部旋回体にボルトを用いて締結するときに、このボルトを締込む締結工具が、減速機上フランジ部、電動モータ下フランジ部、電動モータ上フランジ部および油圧モータ下フランジ部に干渉するのを確実に防止することができる。この結果、減速機の上側に電動モータを配置し、この電動モータの上側に油圧モータを配置した旋回装置に対し、油圧モータの上方から締結工具を用いて上部旋回体に対する減速機下フランジ部の取付け、取外し作業を行うときの作業性を高めることができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、油圧モータの上方から締結工具を用いて上部旋回体に対する減速機下フランジ部の取付け、取外し作業を行うときに、電動モータに取付けた給電ボックス、各種検出器類が締結工具に干渉することがないので、この取付け、取外し作業の作業性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態による旋回装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態による旋回装置を示す断面図である。
【図３】旋回装置を上方からみた平面図である。
【図４】図２中の第１のモータ軸、第２のモータ軸、軸挿通孔、軸受、シール部材等を拡大して示す要部拡大の断面図である。
【図５】締結工具を用いて減速機を取付け、取外しする状態を示す図２と同様な旋回装置の断面図である。
【図６】締結工具と給電ボックス、検出器等との位置関係を示す図３と同様な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る建設機械の旋回装置の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
図中、１は建設機械の代表例である油圧ショベルを示し、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより大略構成され、上部旋回体３の前部側には作業装置４が俯仰動可能に設けられている。また、下部走行体２と上部旋回体３との間には後述の旋回輪５が設けられ、上部旋回体３は旋回輪５を介して下部走行体２上に旋回可能に支持されている。
【００２４】
５は下部走行体２と上部旋回体３との間に設けられた旋回輪を示し、該旋回輪５は、図１に示す下部走行体２の丸胴２Ａ上に固定された内輪５Ａと、上部旋回体３のベースとなる旋回フレーム３Ａの下面側に固定された外輪５Ｂと、内輪５Ａと外輪５Ｂとの間に設けられた多数の鋼球５Ｃ（１個のみ図示）とにより構成され、内輪５Ａの内周側には、全周に亘って内歯５Ｄが形成されている。そして、後述の旋回装置１１が作動して旋回フレーム３Ａに固定された外輪５Ｂが内輪５Ａの周囲を回転することにより、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回動作を行う構成となっている。
【００２５】
次に、本実施の形態による旋回装置１１について説明する。この旋回装置１１は、旋回輪５を介して下部走行体２上に支持された上部旋回体３を旋回させるもので、後述の減速機１２、電動モータ２２、油圧モータ３４、出力軸４４等により構成され、電動モータ２２と油圧モータ３４とが協働して出力軸４４を駆動する、いわゆるハイブリッド型の旋回装置として構成されている。
【００２６】
１２は上部旋回体３の旋回フレーム３Ａ上に上，下方向に延びる状態で取付けられた減速機で、該減速機１２は、後述する電動モータ２２および油圧モータ３４から入力される入力回転を減速して出力軸４４に出力するものである。ここで、減速機１２は、後述の減速機ケーシング１３と、１段目の遊星歯車減速機構１８と、２段目の遊星歯車減速機構１９とにより大略構成されている。
【００２７】
１３は減速機１２の外殻をなす減速機ケーシングで、該減速機ケーシング１３は、旋回フレーム３Ａの上面側に取付けられた円筒状の下側ケーシング１４と、該下側ケーシング１４の上端側に取付けられた円筒状の上側ケーシング１５とからなり、旋回フレーム３Ａの上面から上方（上，下方向）に延びている。
【００２８】
ここで、下側ケーシング１４の下端側には、大径な環状の減速機下フランジ部１４Ａが設けられ、該減速機下フランジ部１４Ａは、ボルト１６を用いて旋回フレーム３Ａに締結されている。また、下側ケーシング１４の上端側には、減速機下フランジ部１４Ａよりも小径な環状の中間フランジ部１４Ｂが設けられている。
【００２９】
一方、上側ケーシング１５の下端側には、環状の中間フランジ部１５Ａが設けられ、該中間フランジ部１５Ａは、ボルト１７を用いて下側ケーシング１４の中間フランジ部１４Ｂに締結されている。また、上側ケーシング１５の上端側には、中間フランジ部１５Ａとほぼ等しい外径寸法Ａを有する減速機上フランジ部１５Ｂが設けられ、該減速機上フランジ部１５Ｂには、後述の電動モータ２２が締結される構成となっている。また、上側ケーシング１５の内周側には、上，下方向に離間して２つの内歯車１５Ｃ，１５Ｄが、それぞれ全周に亘って形成されている。
【００３０】
１８は減速機ケーシング１３の上側ケーシング１５内に配設された１段目の遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構１８は、後述する第１のモータ軸２７にスプライン結合された太陽歯車１８Ａと、該太陽歯車１８Ａと上側ケーシング１５の内歯車１５Ｃとに噛合し、太陽歯車１８Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車１８Ｂ（１個のみ図示）と、該各遊星歯車１８Ｂを回転可能に支持するキャリア１８Ｃとにより構成されている。
【００３１】
１９は遊星歯車減速機構１８の下側に配設された２段目（最終段）の遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構１９は、１段目の遊星歯車減速機構１８のキャリア１８Ｃにスプライン結合された太陽歯車１９Ａと、該太陽歯車１９Ａと上側ケーシング１５の内歯車１５Ｄとに噛合し、太陽歯車１９Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車１９Ｂと、該各遊星歯車１９Ｂを回転可能に支持するキャリア１９Ｃとにより構成されている。そして、遊星歯車減速機構１９のキャリア１９Ｃは、後述する出力軸４４の上端側にスプライン結合される構成となっている。
【００３２】
２０は下側ケーシング１４の下端部内周に設けられた環状のオイルシールで、該オイルシール２０の外周面は下側ケーシング１４の内周面に当接し、オイルシール２０の内周面は後述するスリーブ４７の外周面に摺接している。そして、オイルシール２０は、減速機ケーシング１３内に、各遊星歯車減速機構１８，１９等を潤滑するための潤滑油を保持するものである。
【００３３】
２１は下側ケーシング１４の下端側に取付けられた排油パイプを示し、該排油パイプ２１は、減速機ケーシング１３内に貯溜された潤滑油を、例えば定期的に外部に排出するものである。そして、排油パイプ２１を通じて潤滑油を排出した後には、減速機ケーシング１３内には、後述する給油パイプ３２を通じて新たな潤滑油が供給される構成となっている。
【００３４】
次に、２２は本実施の形態に用いる電動モータを示し、該電動モータ２２は、後述の油圧モータ３４と協働して出力軸４４を駆動するものである。
【００３５】
ここで、電動モータ２２は、減速機１２の上側ケーシング１５に取付けられる電動モータケーシング２３と、該電動モータケーシング２３内に固定して設けられた固定子２４と、該固定子２４の内周側に回転可能に設けられた回転子２５と、後述する第１のモータ軸２７とにより大略構成されている。
【００３６】
この場合、電動モータケーシング２３は、上，下方向の両端側が開口した円筒部２３Ａと、該円筒部２３Ａの上端側を施蓋する円板状の蓋部２３Ｂと、円筒部２３Ａの下端側に環状に設けられた電動モータ下フランジ部２３Ｃとにより大略構成されている。そして、電動モータ下フランジ部２３Ｃは、減速機１２（上側ケーシング１５）の減速機上フランジ部１５Ｂとほぼ等しい外径寸法Ａを有し、該減速機上フランジ部１５Ｂにボルト２６を用いて締結されている。また、蓋部２３Ｂの外周側は、電動モータ下フランジ部２３Ｃよりも小径な外径寸法Ｂを有する電動モータ上フランジ部２３Ｄとなり、該電動モータ上フランジ部２３Ｄには、後述の油圧モータ下フランジ部３５Ｂが取付けられる構成となっている。
【００３７】
２３Ｅは蓋部２３Ｂの中心部に設けられた軸挿通孔で、該軸挿通孔２３Ｅは、第１のモータ軸２７の上端側が挿通されるものである。ここで、軸挿通孔２３Ｅの内周側には、後述の軸受２８が取付けられる軸受取付段部２３Ｆと、後述の耐圧シール４３が取付けられるシール取付段部２３Ｇとが、上，下に離間して設けられている。
【００３８】
２７は回転子２５と一体に回転する第１のモータ軸を示し、該第１のモータ軸２７は、軸方向の中間部が回転子２５に固定された状態で電動モータケーシング２３に回転可能に支持され、電動モータケーシング２３の中心部を上，下方向に延びている。ここで、第１のモータ軸２７の下端側には、全周に亘って雄スプライン部（軸スプライン部）２７Ａが形成され、この雄スプライン部２７Ａは、電動モータケーシング２３の下端側から減速機ケーシング１３内に突出し、１段目の太陽歯車１８Ａにスプライン結合される構成となっている。
【００３９】
また、第１のモータ軸２７の上端側は、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに設けた軸挿通孔２３Ｅ内に挿通され、軸受取付段部２３Ｆに取付けられた後述の軸受２８によって回転可能に支持されている。
【００４０】
そして、第１のモータ軸２７の上端部には、有底穴からなる雌スプライン部（穴スプライン部）２７Ｂが形成され、該雌スプライン部２７Ｂは、後述する第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａにスプライン結合される構成となっている。この場合、雌スプライン部２７Ｂの底部側には凹陥穴２７Ｃが形成され、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から発生した摩耗粉等の異物を、凹陥穴２７Ｃ内に捕捉することができる構成となっている。
【００４１】
２８は電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７の上端側との間に設けられた軸受で、該軸受２８は、第１のモータ軸２７の外周に嵌合した内輪２８Ａと、軸挿通孔２３Ｅの軸受取付段部２３Ｆに取付けられた外輪２８Ｂと、内輪２８Ａと外輪２８Ｂとの間に設けられた複数の鋼球２８Ｃとにより構成されている。そして、軸受２８は、雌スプライン部２７Ｂが設けられた第１のモータ軸２７の上端側に配置されることにより、第１のモータ軸２７と後述する第２のモータ軸４１との連結部を強固に支持するものである。
【００４２】
２９は電動モータ２２に設けられた給電ボックスを示し、該給電ボックス２９は、図２および図３に示すように断面四角形状の角筒体からなり、電動モータケーシング２３の円筒部２３Ａの外周面から径方向外向きに突出している。そして、給電ボックス２９は、電動モータ２２の固定子２４に接続される端子等を収容し、この端子に外部電源からの給電ケーブル（いずれも図示せず）を接続することにより、電動モータ２２に外部電源からの電力が供給される構成となっている。
【００４３】
３０は電動モータ２２に設けられた温度検出器、３１は同じく電動モータ２２に設けられた回転数検出器を示し、図３に示すように、これら温度検出器３０と回転数検出器３１とは、互いに接近した状態で電動モータケーシング２３の外周面に取付けられている。そして、温度検出器３０は電動モータ２２の温度を検出し、この検出信号を電動モータ２２の作動を制御するコントローラ（図示せず）に出力するものである。また、回転数検出器３１は電動モータ２２の回転数を検出し、この検出信号をコントローラに出力するものである。
【００４４】
３２は電動モータケーシング２３に設けられた給油パイプで、該給油パイプ３２は、電動モータ下フランジ２３Ｃに固定され、上，下方向に延びている。そして、給油パイプ３２の下端側は減速機ケーシング１３内に連通し、給油パイプ３２を通じて減速機ケーシング１３内に潤滑油を供給することができる構成となっている。また、３３は電動モータケーシング２３に設けられたオイルレベルゲージで、該オイルレベルゲージ３３は、減速機ケーシング１３内に充填された潤滑油の液面レベルによって潤滑油量を確認するものである。
【００４５】
次に、３４は電動モータ２２上に配置された斜板式の油圧モータを示し、該油圧モータ３４は、電動モータ２２と協働して後述の出力軸４４を駆動するものである。
【００４６】
ここで、油圧モータ３４は、電動モータケーシング２３の上端側に取付けられる油圧モータケーシング３５と、該油圧モータケーシング３５のシリンダブロック収容室３５Ａ内に回転可能に設けられたシリンダブロック（図示せず）と、該シリンダブロックのシリンダ内に往復動可能に設けられた複数のピストン３６と、これら各ピストン３６の先端側にそれぞれ設けられたシュー３７と、該各シュー３７が摺接する斜板３８と、後述する第２のモータ軸４１とにより大略構成されている。
【００４７】
この場合、油圧モータケーシング３５の下端側には、電動モータ２２に向けてラッパ状に膨出した油圧モータ下フランジ部３５Ｂが設けられている。この油圧モータ下フランジ部３５Ｂは、電動モータケーシング２３の電動モータ上フランジ部２３Ｄとほぼ等しい外径寸法Ｂに設定され、該電動モータ上フランジ部２３Ｄにボルト３９を用いて締結されている。
【００４８】
ここで、油圧モータ下フランジ部３５Ｂと電動モータ上フランジ部２３Ｄとの間には、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと同心状に環状シール４０が設けられ、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂと油圧モータ下フランジ部３５Ｂとの間には、ドレン油室３５Ｃが形成されている。そして、油圧モータケーシング３５のシリンダブロック収容室３５Ａとドレン油室３５Ｃとの間は、油通路３５Ｄを介して連通している。また、図３に示すように、油圧モータケーシング３５には、ドレン油室３５Ｃに開口するドレン油排出口３５Ｅが設けられ、該ドレン油排出口３５Ｅは、ドレン管路を介して作動油タンク（いずれも図示せず）に接続されている。
【００４９】
従って、油圧モータ３４の作動時にシリンダブロック収容室３５Ａ内に漏れたドレン油は、油通路３５Ｄを通じてドレン油室３５Ｃ内に流入した後、ドレン油排出口３５Ｅからドレン管路を通じて作動油タンクに戻る構成となっている。
【００５０】
４１は油圧モータ３４を構成する第２のモータ軸を示し、該第２のモータ軸４１は、軸方向の中間部がシリンダブロック（図示せず）に結合された状態で、軸受４２等を介して油圧モータケーシング３５に回転可能に支持され、油圧モータケーシング３５の中心部を上，下に延びている。
【００５１】
ここで、第２のモータ軸４１の下端側には、全周に亘って雄スプライン部（軸スプライン部）４１Ａが形成され、この雄スプライン部４１Ａは、油圧モータケーシング３５の下端側から電動モータ２２へと延びている。そして、第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａは、電動モータケーシング２３（蓋部２３Ｂ）の軸挿通孔２３Ｅ内に挿通された第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂに連結されている。このように、電動モータ２２の第１のモータ軸２７と、油圧モータ３４の第２のモータ軸４１とは、雌スプライン部２７Ｂと雄スプライン部４１Ａとのスプライン結合によって同軸上に連結され、常に一体に回転する構成となっている。
【００５２】
次に、４３は電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間に設けられたシール部材としての耐圧シールを示している。この耐圧シール４３は、軸受２８よりも上側に配置され、軸挿通孔２３Ｅのシール取付段部２３Ｇと第１のモータ軸２７の外周面との間に全周に亘って設けられている。ここで、耐圧シール４３は、図４に示すように、ほぼＬ字型の断面形状をもって環状に形成された金属環４３Ａと、該金属環４３Ａに焼付け等の手段によって固着されたゴム材料等からなるリップ部４３Ｂと、該リップ部４３Ｂを第１のモータ軸２７に押付ける環状のバックアップリング４３Ｃとにより大略構成されている。また、耐圧シール４３は、油圧モータ３４から漏れるドレン油がもつ低い圧力、例えば０.１ＭＰａ以上の圧力に耐えられるものである。
【００５３】
そして、耐圧シール４３は、油圧モータ３４から漏れるドレン油の圧力に抗して電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を液密に封止する。これにより、油圧モータ３４からのドレン油が、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂと油圧モータ下フランジ部３５Ｂとの間に形成されたドレン油室３５Ｃ内に保持し、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部（スプライン結合部）に潤滑油として供給される構成となっている。また、耐圧シール４３は、ドレン油の圧力に抗して電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を封止することにより、ドレン油室３５Ｃ内のドレン油が軸挿通孔２３Ｅを通じて電動モータケーシング２３内に侵入するのを防止する構成となっている。
【００５４】
４４は減速機ケーシング１３内に回転可能に設けられた出力軸で、該出力軸４４は、下側ケーシング１４内に上側軸受４５，下側軸受４６を介して回転可能に支持され、減速機ケーシング１３内を上，下方向に延びている。ここで、出力軸４４の上端側には雄スプライン部４４Ａが形成され、該雄スプライン部４４Ａは、２段目の遊星歯車減速機構１９のキャリア１９Ｃにスプライン結合されている。
【００５５】
一方、出力軸４４の下端側にはピニオン４４Ｂが一体に設けられ、該ピニオン４４Ｂは、下側ケーシング１４の下端部から下方に突出し、旋回輪５の内輪５Ａに設けられた内歯５Ｄに噛合している。また、出力軸４４の下端側には、ピニオン４４Ｂと下側軸受４６との間に位置して円板状のスリーブ４７が挿嵌され、該スリーブ４７は出力軸４４と一体に回転する。そして、スリーブ４７の外周面には、下側ケーシング１４の下端部に設けられたオイルシール２０の内周面が液密に摺接し、該オイルシール２０によって減速機ケーシング１３内に潤滑油が保持されている。
【００５６】
従って、電動モータ２２の第１のモータ軸２７の回転は、遊星歯車減速機構１８，１９によって２段減速された状態で出力軸４４に伝達され、出力軸４４は大きな回転力（トルク）をもって低速で回転する。これにより、出力軸４４のピニオン４４Ｂは、旋回輪５の内歯５Ｄに噛合しつつ内輪５Ａに沿って公転し、このピニオン４４Ｂの公転力が減速機ケーシング１３を介して旋回フレーム３Ａに伝わることにより、図１に示す上部旋回体３が、下部走行体２上で旋回動作を行う構成となっている。
【００５７】
そして、上述の如く減速機１２上に電動モータ２２が配置されると共に電動モータ２２上に油圧モータ３４が配置された旋回装置１１は、減速機１２の減速機下フランジ部１４Ａを、ボルト１６を用いて旋回フレーム３Ａに締結することにより、旋回フレーム３Ａ上に取付けられるもので、旋回装置１１の取付け作業を行う場合には、例えば図５に示すように、ソケット部４８Ａと延長軸部４８Ｂとを有するソケットレンチ等の締結工具４８を用いてボルト１６の締込み作業を行う。
【００５８】
この場合、減速機上フランジ部１５Ｂと電動モータ２２の電動モータ下フランジ部２３Ｃの外径寸法Ａは、減速機上フランジ部１５Ｂおよび電動モータ下フランジ部２３Ｃの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ１を確保することができる寸法に設定されている。また、電動モータ２２の電動モータ上フランジ部２３Ｄと油圧モータ３４の油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外径寸法Ｂは、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ２を確保することができる寸法に設定されている。
【００５９】
このように、旋回フレーム３Ａに対する減速機１２の取付け、取外し作業時に、締結工具４８を用いてボルト１６を着脱する場合に、締結工具４８が、減速機上フランジ部１５Ｂ、電動モータ下フランジ部２３Ｃ、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂ等と干渉するのを確実に防止することができる構成となっている。
【００６０】
また、図６に示すように、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９は、締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｃだけ離間した部位に配置され、温度検出器３０は締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｄだけ離間した部位に配置され、回転数検出器３１は締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｅだけ離間した部位に配置されている。これにより、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等に締結工具４８が干渉するのを防止し、これら給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等を保護する構成となっている。
【００６１】
また、これと同様に、電動モータ２２に取付けられた給油パイプ３２、オイルレベルゲージ３３についても、締結工具４８の延長軸部４８Ｂから離間した部位に配置され、これら給油パイプ３２とオイルレベルゲージ３３が、締結工具４８と干渉するのを防止できる構成となっている。
【００６２】
本実施の形態による旋回装置１１は上述の如き構成を有するもので、電動モータ２２に電力が供給されると共に油圧モータ３４に作動油が供給されることにより、電動モータ２２の第１のモータ軸２７と油圧モータ３４の第２のモータ軸４１とは、コントローラ（図示せず）によって設定された動力配分に基づいて同時に回転する。この場合、第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１とは互いに同軸上に連結されているので、電動モータ２２による第１のモータ軸２７の回転力と、油圧モータ３４による第２のモータ軸４１の回転力とが合算された状態で、第１のモータ軸２７から減速機１２に伝達される。
【００６３】
そして、第２のモータ軸４１の回転力が合算された第１のモータ軸２７の回転は、減速機１２の各遊星歯車減速機構１８，１９によって２段減速されて出力軸４４に伝わり、ピニオン４４Ｂは大きな回転力（トルク）をもって回転する。そして、ピニオン４４Ｂが、旋回輪５の内輪５Ａに設けた内歯５Ｄに噛合しつつ内輪５Ａに沿って公転し、このピニオン４４Ｂの公転力が減速機ケーシング１３を介して旋回フレーム３Ａに伝わることにより、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回動作を行う。
【００６４】
ここで、旋回装置１１の作動時に油圧モータ３４から漏れたドレン油は、油圧モータケーシング３５のシリンダブロック収容室３５Ａから油通路３５Ｄを通じてドレン油室３５Ｃ内に導入された後、図３に示すドレン油排出口３５Ｅからドレン管路を通じて作動油タンク（いずれも図示せず）に環流する。
【００６５】
この場合、本実施の形態では、油圧モータ下フランジ部３５Ｂとの間でドレン油室３５Ｃを画成する電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに、第１のモータ軸２７の上端側が挿通される軸挿通孔２３Ｅを設け、この軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールする構成としている。このため、ドレン油室３５Ｃ内にドレン油を貯溜することができ、第１のモータ軸２７の上端部に形成した雌スプライン部２７Ｂと、第２のモータ軸４１の下端部に形成した雄スプライン部４１Ａとの連結部に対し、ドレン油室３５Ｃ内のドレン油を供給することができる。
【００６６】
このように、油圧モータ３４からのドレン油を利用して第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１との連結部を常時潤滑することにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａの耐久性を高めることができ、これら第１，第２のモータ軸２７，４１の回転を減速機１２を介して的確に出力軸４４に伝達することができるので、旋回装置１１の信頼性を高めることができる。
【００６７】
また、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに設けた軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールすることにより、電動モータケーシング２３内にドレン油が侵入するのを確実に防止することができ、電動モータ２２の寿命を延ばすことができる。
【００６８】
さらに、第１のモータ軸２７の上端部に有底穴からなる雌スプライン部２７Ｂを設けることにより、雌スプライン部２７Ｂの底部側に凹陥穴２７Ｃを形成することができる。これにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から摩耗粉等の異物が生じたとしても、この摩耗粉等の異物を凹陥穴２７Ｃ内に捕捉することができる。このため、摩耗粉等の異物が耐圧シール４３のリップ部４３Ｂと第１のモータ軸２７の外周面との間に侵入するのを抑え、耐圧シール４３の寿命を延ばすことができる。この結果、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間のシール性を長期に亘って良好に保つことができ、電動モータ２２を含む旋回装置１１の寿命を延ばすことができる。
【００６９】
かくして、本実施の形態によれば、減速機１２の上側に電動モータ２２を取付け、電動モータ２２の第１のモータ軸２７の上端側と第２のモータ軸４１の下端側とを同軸上に連結した状態で、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を取付けることにより、減速機１２の上側に電動モータ２２を配置し、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置するレイアウトとなった旋回装置１１を形成することができる。
【００７０】
これにより、例えば１本のモータ軸を共用する電動モータと油圧モータとを用いて旋回装置を形成する必要がなく、第１のモータ軸２７を有する電動モータ２２と、第１のモータ軸２７とは別体の第２のモータ軸４１を有する油圧モータ３４とを適宜に組合わせて旋回装置１１を形成することができるので、旋回装置１１を設計するときの自由度を高めることができる。
【００７１】
また、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置することにより、この油圧モータ３４においては、例えば第２のモータ軸４１の長さ寸法を変更するだけで、該第２のモータ軸４１に設けられた雄スプライン部４１Ａを、第１のモータ軸２７に設けられた雌スプライン部２７Ｂに連結することができる。この結果、既存の油圧モータに対する簡単な設計変更だけで、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を取付けた旋回装置１１を形成することができ、旋回装置１１の構成の簡素化、製造コストの削減を図ることができる。
【００７２】
しかも、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置することにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から摩耗粉等の異物が発生したとしても、この異物が油圧モータケーシング３５内に侵入することがない。この結果、油圧モータ３４を長期に亘って適正に作動させることができ、旋回装置１１全体の信頼性を高めることができる。
【００７３】
さらに、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置することにより、上述の如く、油圧モータ３４の作動時に発生するドレン油を、油圧モータケーシング３５の油圧モータ下フランジ部３５Ｂと電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂとの間に画成されたドレン油室３５Ｃ内に流下させ、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部に自動的に供給することができる。
【００７４】
従って、例えば油圧モータの上側に電動モータを配置する構成に比較して、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部に対し、強制的に潤滑油を供給する対策を講じる必要がなく、旋回装置１１全体の構成を簡素化することができる。
【００７５】
また、本実施の形態による旋回装置１１は、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに第１のモータ軸２７の上端側が挿通される軸挿通孔２３Ｅを設け、この軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間に軸受２８を設けると共に、該軸受２８よりも上側に位置して耐圧シール４３を設ける構成としている。
【００７６】
このため、第１のモータ軸２７の上端側に設けた雌スプライン部２７Ｂと、第２のモータ軸４１の下端側に設けた雄スプライン部４１Ａとの連結部を、その外周側に配置された軸受２８によって強固に支持することができ、同軸上に連結された第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１とを円滑に回転させることができる。
【００７７】
また、軸受２８よりも上側に耐圧シール４３を設けることにより、油圧モータ３４から漏れたドレン油を利用して、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部を常時適正に潤滑することができる。しかも、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールすることにより、電動モータケーシング２３内へのドレン油の侵入を確実に防止することができる。
【００７８】
この結果、第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１との連結部の耐久性を高めることができ、かつ、電動モータ２２の寿命を延ばすことができるので、旋回装置１１全体の信頼性を高めることができる。
【００７９】
さらに、第１のモータ軸２７の上端部に有底穴からなる雌スプライン部２７Ｂを設けることにより、雌スプライン部２７Ｂの底部側に凹陥穴２７Ｃを形成することができる。これにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から摩耗粉等の異物が生じたとしても、この摩耗粉等の異物を凹陥穴２７Ｃ内に捕捉することができる。このため、摩耗粉等の異物が耐圧シール４３のリップ部４３Ｂと第１のモータ軸２７の外周面との間に侵入するのを抑え、耐圧シール４３の寿命を延ばすことができる。この結果、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間のシール性を長期に亘って良好に保つことができ、旋回装置１１の寿命を延ばすことができる。
【００８０】
一方、本実施の形態による旋回装置１１は、減速機上フランジ部１５Ｂと電動モータ２２の電動モータ下フランジ部２３Ｃの外径寸法Ａを、減速機上フランジ部１５Ｂおよび電動モータ下フランジ部２３Ｃの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ１が確保できる寸法に設定している。また、電動モータ２２の電動モータ上フランジ部２３Ｄと油圧モータ３４の油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外径寸法Ｂを、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ２を確保できる寸法に設定している。
【００８１】
これにより、旋回フレーム３Ａに対する減速機１２の取付け、取外し作業時に、油圧モータ３４の上方から締結工具４８を用いてボルト１６を着脱する場合に、締結工具４８が、減速機上フランジ部１５Ｂ、電動モータ下フランジ部２３Ｃ、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂ等と干渉するのを確実に防止することができ、減速機１２を取付け、取外しするときの作業性を高めることができる。
【００８２】
しかも、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９を、締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｃだけ離間した部位に配置し、温度検出器３０を締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｄだけ離間した部位に配置し、回転数検出器３１を締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｅだけ離間した部位に配置している。この結果、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等に締結工具４８が干渉するのを確実に防止できるので、これら給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等を保護することができ、かつ締結工具４８を用いて減速機１２を取付け、取外しするときの作業性を高めることができる。
【００８３】
なお、上述した実施の形態では、減速機１２の減速機ケーシング１３を下側ケーシング１４と上側ケーシング１５とにより構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば単一のケーシングからなる減速機ケーシングを用いる構成としてもよい。
【００８４】
また、上述した実施の形態では、油圧ショベル１に適用される旋回装置１１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば油圧クレーン等の他の建設機械に広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【００８５】
１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
５ 旋回輪
１１ 旋回装置
１２ 減速機
１３ 減速機ケーシング
１４Ａ 減速機下フランジ部
１５Ｂ 減速機上フランジ部
２２ 電動モータ
２３ 電動モータケーシング
２３Ｂ 蓋部
２３Ｃ 電動モータ下フランジ部
２３Ｄ 電動モータ上フランジ部
２３Ｅ 軸挿通孔
２７ 第１のモータ軸
２７Ｂ 雌スプライン部
２８ 軸受
２９ 給電ボックス
３０ 温度検出器（検出器類）
３１ 回転数検出器（検出器類）
３４ 油圧モータ
３５ 油圧モータケーシング
３５Ｂ 油圧モータ下フランジ部
４１ 第２のモータ軸
４１Ａ 雄スプライン部
４３ 耐圧シール（シール部材）
４４ 出力軸
４８ 締結工具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に用いられ、下部走行体上で上部旋回体を旋回させる建設機械の旋回装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回輪を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部側に設けられた作業装置とにより大略構成されている。そして、下部走行体と上部旋回体との間には旋回装置が設けられ、この旋回装置を作動させることにより下部走行体上で上部旋回体が旋回する構成となっている。
【０００３】
この場合、旋回装置は、通常、上部旋回体に取付けられ入力回転を減速して出力する減速機と、該減速機の上側に設けられ減速機にモータ軸の回転を入力する旋回モータと、減速機によって減速されたモータ軸の回転を旋回輪に出力する出力軸とを備えて構成されている。
【０００４】
ここで、旋回モータとして油圧モータと電動モータとを共用する構成となった、いわゆるハイブリッド型の旋回装置が提案されており、このハイブリッド型の旋回装置によれば、油圧モータと電動モータとによって出力軸を回転駆動することにより、油圧モータの駆動源となるエンジンからの排気ガスを低減することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９７７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術によるハイブリッド型の旋回装置は、上部旋回体に取付けられた減速機の上端側に油圧モータを配置し、油圧モータの上端側に電動モータを配置するレイアウトを採用している。また、油圧モータと電動モータとは１本のモータ軸を共用する構成となっている。そして、油圧モータと電動モータとによって１本のモータ軸を駆動すると、このモータ軸の回転が減速機によって減速されて出力軸に伝達される構成となっている。
【０００７】
しかし、異なるメーカによって別個に製造された油圧モータと電動モータとを組合わせてハイブリッド型の旋回装置を構成する場合には、上述した従来技術のように油圧モータのモータ軸と電動モータのモータ軸とを一体化することは困難である。
【０００８】
一方、別個に製造された油圧モータと電動モータとを用い、減速機の上端側に油圧モータを配置すると共に油圧モータの上端側に電動モータを配置するレイアウトを採用した場合には、油圧モータを構成するモータ軸は、その下端側を減速機に連結すると共に上端側を電動モータのモータ軸に連結する必要がある。
【０００９】
この場合、モータ軸の下端側と減速機との連結部分は、通常、減速機のケーシング内に充填された潤滑油によって潤滑することができる。これに対し、油圧モータ側のモータ軸の上端側と電動モータ側のモータ軸との連結部分は、通常、グリース等の潤滑材を用いて潤滑することになり、この潤滑材が消耗した場合には、油圧モータ側のモータ軸と電動モータ側のモータ軸との連結部分が早期に摩耗してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、油圧モータを構成する第１のモータ軸と電動モータを構成する第２のモータ軸との連結部を常時適正に潤滑することができるようにした建設機械の旋回装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、請求項１の発明による建設機械の旋回装置は、下部走行体上に旋回輪を介して搭載された上部旋回体に上，下方向に延びるように取付けられた減速機と、該減速機の上側に取付けられ電力が供給されることにより回転する第１のモータ軸を有する電動モータと、該電動モータの上側に取付けられ作動油が供給されることにより回転する第２のモータ軸の下端側が前記第１のモータ軸の上端側に連結された油圧モータと、前記減速機によって減速された前記第１，第２のモータ軸の回転を前記旋回輪に出力する出力軸とを備え、前記電動モータは、下端側が前記減速機に取付けられると共に上端側が前記油圧モータからのドレン油を遮断する蓋部となった電動モータケーシングを有し、該電動モータケーシングの蓋部には前記第１のモータ軸の上端側が挿通される軸挿通孔を設け、該軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間には前記第１のモータ軸の上端側を回転可能に支持する軸受を設け、前記第１のモータ軸の上端と前記軸挿通孔を介して下方に延びた前記第２のモータ軸とを互いに連結する構成とし、前記軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間であって前記軸受よりも上側には、前記第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部に前記油圧モータからのドレン油を供給すると共に当該ドレン油が前記電動モータケーシング内に侵入するのを防止するシール部材を設ける構成としている。
【００１２】
請求項２の発明は、前記第１のモータ軸の上端部には有底穴からなる雌スプライン部を設け、前記第２のモータ軸の下端部には前記雌スプライン部に連結される雄スプライン部を設け、前記油圧モータからのドレン油は、前記第１のモータ軸の雌スプライン部と前記第２のモータ軸の雌スプライン部との連結部を潤滑する構成としたことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記減速機には、その下端側にボルトを用いて前記上部旋回体に締結される減速機下フランジ部を設けると共に上端側に減速機上フランジ部を設け、前記電動モータには、その下端側に前記減速機上フランジ部に取付けられる電動モータ下フランジ部を設けると共に上端側に電動モータ上フランジ部を設け、前記油圧モータの下端側には、前記電動モータ上フランジ部に取付けられる油圧モータ下フランジ部を設け、前記減速機上フランジ部、前記電動モータ下フランジ部、前記電動モータ上フランジ部および前記油圧モータ下フランジ部の外径寸法は、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具との間に隙間を確保できる寸法に設定したことにある。
【００１４】
請求項４の発明は、前記電動モータには、前記電動モータに電力を供給するための給電ボックスと、前記電動モータの温度を検出する温度検出器を含む各種の検出器類とを取付ける構成とし、これら給電ボックスと検出器類とは、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具から離間した位置に配置したことにある。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、電動モータケーシングの蓋部に設けた軸挿通孔に電動モータの第１のモータ軸を挿通した状態で、電動モータの上側に油圧モータを取付け、この油圧モータの第２のモータ軸の下端側を第１のモータ軸の上端側に連結することにより、第１，第２のモータ軸を同軸上に連結した状態で、減速機の上側に電動モータを配置し、電動モータの上側に油圧モータを配置するレイアウトとなった旋回装置を構成することができる。
【００１６】
この場合、軸挿通孔と第１のモータ軸の上端側との間に設けた軸受によって、第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部を強固に支持することができる。また、軸受よりも上側の位置で軸挿通孔と第１のモータ軸との間にシール部材を設けることにより、油圧モータからのドレン油が電動モータケーシング内に侵入するのを抑えつつ、このドレン油を利用して第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部を常時潤滑することができる。この結果、第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部の耐久性を高め、これら第１，第２のモータ軸の回転を減速機を介して的確に出力軸に伝達することができるので、旋回装置の信頼性を高めることができる。
【００１７】
しかも、電動モータケーシングの軸挿通孔と第１のモータ軸との間をシール部材によってシールすることにより、電動モータケーシング内へのドレン油の侵入を確実に防止することができ、電動モータの寿命を延ばすことができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、第１のモータ軸の上端部に設けた雌スプライン部と第２のモータ軸の下端部に設けた雄スプライン部との連結部を、油圧モータからのドレン油を利用して常時適正に潤滑することができる。しかも、有底穴からなる雌スプライン部に雄スプライン部を連結することにより、これら雌スプライン部と雄スプライン部との連結部から生じた摩耗粉等の異物を雌スプライン部の底部に捕捉することができる。この結果、摩耗粉等の異物がシール部材と第１のモータ軸との間に侵入するのを抑え、シール部材の寿命を延ばすことができるので、電動モータケーシングの軸挿通孔と第１のモータ軸との間のシール性を長期に亘って良好に保つことができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、減速機下フランジ部を上部旋回体にボルトを用いて締結するときに、このボルトを締込む締結工具が、減速機上フランジ部、電動モータ下フランジ部、電動モータ上フランジ部および油圧モータ下フランジ部に干渉するのを確実に防止することができる。この結果、減速機の上側に電動モータを配置し、この電動モータの上側に油圧モータを配置した旋回装置に対し、油圧モータの上方から締結工具を用いて上部旋回体に対する減速機下フランジ部の取付け、取外し作業を行うときの作業性を高めることができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、油圧モータの上方から締結工具を用いて上部旋回体に対する減速機下フランジ部の取付け、取外し作業を行うときに、電動モータに取付けた給電ボックス、各種検出器類が締結工具に干渉することがないので、この取付け、取外し作業の作業性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態による旋回装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態による旋回装置を示す断面図である。
【図３】旋回装置を上方からみた平面図である。
【図４】図２中の第１のモータ軸、第２のモータ軸、軸挿通孔、軸受、シール部材等を拡大して示す要部拡大の断面図である。
【図５】締結工具を用いて減速機を取付け、取外しする状態を示す図２と同様な旋回装置の断面図である。
【図６】締結工具と給電ボックス、検出器等との位置関係を示す図３と同様な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る建設機械の旋回装置の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
図中、１は建設機械の代表例である油圧ショベルを示し、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより大略構成され、上部旋回体３の前部側には作業装置４が俯仰動可能に設けられている。また、下部走行体２と上部旋回体３との間には後述の旋回輪５が設けられ、上部旋回体３は旋回輪５を介して下部走行体２上に旋回可能に支持されている。
【００２４】
５は下部走行体２と上部旋回体３との間に設けられた旋回輪を示し、該旋回輪５は、図１に示す下部走行体２の丸胴２Ａ上に固定された内輪５Ａと、上部旋回体３のベースとなる旋回フレーム３Ａの下面側に固定された外輪５Ｂと、内輪５Ａと外輪５Ｂとの間に設けられた多数の鋼球５Ｃ（１個のみ図示）とにより構成され、内輪５Ａの内周側には、全周に亘って内歯５Ｄが形成されている。そして、後述の旋回装置１１が作動して旋回フレーム３Ａに固定された外輪５Ｂが内輪５Ａの周囲を回転することにより、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回動作を行う構成となっている。
【００２５】
次に、本実施の形態による旋回装置１１について説明する。この旋回装置１１は、旋回輪５を介して下部走行体２上に支持された上部旋回体３を旋回させるもので、後述の減速機１２、電動モータ２２、油圧モータ３４、出力軸４４等により構成され、電動モータ２２と油圧モータ３４とが協働して出力軸４４を駆動する、いわゆるハイブリッド型の旋回装置として構成されている。
【００２６】
１２は上部旋回体３の旋回フレーム３Ａ上に上，下方向に延びる状態で取付けられた減速機で、該減速機１２は、後述する電動モータ２２および油圧モータ３４から入力される入力回転を減速して出力軸４４に出力するものである。ここで、減速機１２は、後述の減速機ケーシング１３と、１段目の遊星歯車減速機構１８と、２段目の遊星歯車減速機構１９とにより大略構成されている。
【００２７】
１３は減速機１２の外殻をなす減速機ケーシングで、該減速機ケーシング１３は、旋回フレーム３Ａの上面側に取付けられた円筒状の下側ケーシング１４と、該下側ケーシング１４の上端側に取付けられた円筒状の上側ケーシング１５とからなり、旋回フレーム３Ａの上面から上方（上，下方向）に延びている。
【００２８】
ここで、下側ケーシング１４の下端側には、大径な環状の減速機下フランジ部１４Ａが設けられ、該減速機下フランジ部１４Ａは、ボルト１６を用いて旋回フレーム３Ａに締結されている。また、下側ケーシング１４の上端側には、減速機下フランジ部１４Ａよりも小径な環状の中間フランジ部１４Ｂが設けられている。
【００２９】
一方、上側ケーシング１５の下端側には、環状の中間フランジ部１５Ａが設けられ、該中間フランジ部１５Ａは、ボルト１７を用いて下側ケーシング１４の中間フランジ部１４Ｂに締結されている。また、上側ケーシング１５の上端側には、中間フランジ部１５Ａとほぼ等しい外径寸法Ａを有する減速機上フランジ部１５Ｂが設けられ、該減速機上フランジ部１５Ｂには、後述の電動モータ２２が締結される構成となっている。また、上側ケーシング１５の内周側には、上，下方向に離間して２つの内歯車１５Ｃ，１５Ｄが、それぞれ全周に亘って形成されている。
【００３０】
１８は減速機ケーシング１３の上側ケーシング１５内に配設された１段目の遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構１８は、後述する第１のモータ軸２７にスプライン結合された太陽歯車１８Ａと、該太陽歯車１８Ａと上側ケーシング１５の内歯車１５Ｃとに噛合し、太陽歯車１８Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車１８Ｂ（１個のみ図示）と、該各遊星歯車１８Ｂを回転可能に支持するキャリア１８Ｃとにより構成されている。
【００３１】
１９は遊星歯車減速機構１８の下側に配設された２段目（最終段）の遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構１９は、１段目の遊星歯車減速機構１８のキャリア１８Ｃにスプライン結合された太陽歯車１９Ａと、該太陽歯車１９Ａと上側ケーシング１５の内歯車１５Ｄとに噛合し、太陽歯車１９Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車１９Ｂと、該各遊星歯車１９Ｂを回転可能に支持するキャリア１９Ｃとにより構成されている。そして、遊星歯車減速機構１９のキャリア１９Ｃは、後述する出力軸４４の上端側にスプライン結合される構成となっている。
【００３２】
２０は下側ケーシング１４の下端部内周に設けられた環状のオイルシールで、該オイルシール２０の外周面は下側ケーシング１４の内周面に当接し、オイルシール２０の内周面は後述するスリーブ４７の外周面に摺接している。そして、オイルシール２０は、減速機ケーシング１３内に、各遊星歯車減速機構１８，１９等を潤滑するための潤滑油を保持するものである。
【００３３】
２１は下側ケーシング１４の下端側に取付けられた排油パイプを示し、該排油パイプ２１は、減速機ケーシング１３内に貯溜された潤滑油を、例えば定期的に外部に排出するものである。そして、排油パイプ２１を通じて潤滑油を排出した後には、減速機ケーシング１３内には、後述する給油パイプ３２を通じて新たな潤滑油が供給される構成となっている。
【００３４】
次に、２２は本実施の形態に用いる電動モータを示し、該電動モータ２２は、後述の油圧モータ３４と協働して出力軸４４を駆動するものである。
【００３５】
ここで、電動モータ２２は、減速機１２の上側ケーシング１５に取付けられる電動モータケーシング２３と、該電動モータケーシング２３内に固定して設けられた固定子２４と、該固定子２４の内周側に回転可能に設けられた回転子２５と、後述する第１のモータ軸２７とにより大略構成されている。
【００３６】
この場合、電動モータケーシング２３は、上，下方向の両端側が開口した円筒部２３Ａと、該円筒部２３Ａの上端側を施蓋する円板状の蓋部２３Ｂと、円筒部２３Ａの下端側に環状に設けられた電動モータ下フランジ部２３Ｃとにより大略構成されている。そして、電動モータ下フランジ部２３Ｃは、減速機１２（上側ケーシング１５）の減速機上フランジ部１５Ｂとほぼ等しい外径寸法Ａを有し、該減速機上フランジ部１５Ｂにボルト２６を用いて締結されている。また、蓋部２３Ｂの外周側は、電動モータ下フランジ部２３Ｃよりも小径な外径寸法Ｂを有する電動モータ上フランジ部２３Ｄとなり、該電動モータ上フランジ部２３Ｄには、後述の油圧モータ下フランジ部３５Ｂが取付けられる構成となっている。
【００３７】
２３Ｅは蓋部２３Ｂの中心部に設けられた軸挿通孔で、該軸挿通孔２３Ｅは、第１のモータ軸２７の上端側が挿通されるものである。ここで、軸挿通孔２３Ｅの内周側には、後述の軸受２８が取付けられる軸受取付段部２３Ｆと、後述の耐圧シール４３が取付けられるシール取付段部２３Ｇとが、上，下に離間して設けられている。
【００３８】
２７は回転子２５と一体に回転する第１のモータ軸を示し、該第１のモータ軸２７は、軸方向の中間部が回転子２５に固定された状態で電動モータケーシング２３に回転可能に支持され、電動モータケーシング２３の中心部を上，下方向に延びている。ここで、第１のモータ軸２７の下端側には、全周に亘って雄スプライン部（軸スプライン部）２７Ａが形成され、この雄スプライン部２７Ａは、電動モータケーシング２３の下端側から減速機ケーシング１３内に突出し、１段目の太陽歯車１８Ａにスプライン結合される構成となっている。
【００３９】
また、第１のモータ軸２７の上端側は、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに設けた軸挿通孔２３Ｅ内に挿通され、軸受取付段部２３Ｆに取付けられた後述の軸受２８によって回転可能に支持されている。
【００４０】
そして、第１のモータ軸２７の上端部には、有底穴からなる雌スプライン部（穴スプライン部）２７Ｂが形成され、該雌スプライン部２７Ｂは、後述する第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａにスプライン結合される構成となっている。この場合、雌スプライン部２７Ｂの底部側には凹陥穴２７Ｃが形成され、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から発生した摩耗粉等の異物を、凹陥穴２７Ｃ内に捕捉することができる構成となっている。
【００４１】
２８は電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７の上端側との間に設けられた軸受で、該軸受２８は、第１のモータ軸２７の外周に嵌合した内輪２８Ａと、軸挿通孔２３Ｅの軸受取付段部２３Ｆに取付けられた外輪２８Ｂと、内輪２８Ａと外輪２８Ｂとの間に設けられた複数の鋼球２８Ｃとにより構成されている。そして、軸受２８は、雌スプライン部２７Ｂが設けられた第１のモータ軸２７の上端側に配置されることにより、第１のモータ軸２７と後述する第２のモータ軸４１との連結部を強固に支持するものである。
【００４２】
２９は電動モータ２２に設けられた給電ボックスを示し、該給電ボックス２９は、図２および図３に示すように断面四角形状の角筒体からなり、電動モータケーシング２３の円筒部２３Ａの外周面から径方向外向きに突出している。そして、給電ボックス２９は、電動モータ２２の固定子２４に接続される端子等を収容し、この端子に外部電源からの給電ケーブル（いずれも図示せず）を接続することにより、電動モータ２２に外部電源からの電力が供給される構成となっている。
【００４３】
３０は電動モータ２２に設けられた温度検出器、３１は同じく電動モータ２２に設けられた回転数検出器を示し、図３に示すように、これら温度検出器３０と回転数検出器３１とは、互いに接近した状態で電動モータケーシング２３の外周面に取付けられている。そして、温度検出器３０は電動モータ２２の温度を検出し、この検出信号を電動モータ２２の作動を制御するコントローラ（図示せず）に出力するものである。また、回転数検出器３１は電動モータ２２の回転数を検出し、この検出信号をコントローラに出力するものである。
【００４４】
３２は電動モータケーシング２３に設けられた給油パイプで、該給油パイプ３２は、電動モータ下フランジ２３Ｃに固定され、上，下方向に延びている。そして、給油パイプ３２の下端側は減速機ケーシング１３内に連通し、給油パイプ３２を通じて減速機ケーシング１３内に潤滑油を供給することができる構成となっている。また、３３は電動モータケーシング２３に設けられたオイルレベルゲージで、該オイルレベルゲージ３３は、減速機ケーシング１３内に充填された潤滑油の液面レベルによって潤滑油量を確認するものである。
【００４５】
次に、３４は電動モータ２２上に配置された斜板式の油圧モータを示し、該油圧モータ３４は、電動モータ２２と協働して後述の出力軸４４を駆動するものである。
【００４６】
ここで、油圧モータ３４は、電動モータケーシング２３の上端側に取付けられる油圧モータケーシング３５と、該油圧モータケーシング３５のシリンダブロック収容室３５Ａ内に回転可能に設けられたシリンダブロック（図示せず）と、該シリンダブロックのシリンダ内に往復動可能に設けられた複数のピストン３６と、これら各ピストン３６の先端側にそれぞれ設けられたシュー３７と、該各シュー３７が摺接する斜板３８と、後述する第２のモータ軸４１とにより大略構成されている。
【００４７】
この場合、油圧モータケーシング３５の下端側には、電動モータ２２に向けてラッパ状に膨出した油圧モータ下フランジ部３５Ｂが設けられている。この油圧モータ下フランジ部３５Ｂは、電動モータケーシング２３の電動モータ上フランジ部２３Ｄとほぼ等しい外径寸法Ｂに設定され、該電動モータ上フランジ部２３Ｄにボルト３９を用いて締結されている。
【００４８】
ここで、油圧モータ下フランジ部３５Ｂと電動モータ上フランジ部２３Ｄとの間には、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと同心状に環状シール４０が設けられ、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂと油圧モータ下フランジ部３５Ｂとの間には、ドレン油室３５Ｃが形成されている。そして、油圧モータケーシング３５のシリンダブロック収容室３５Ａとドレン油室３５Ｃとの間は、油通路３５Ｄを介して連通している。また、図３に示すように、油圧モータケーシング３５には、ドレン油室３５Ｃに開口するドレン油排出口３５Ｅが設けられ、該ドレン油排出口３５Ｅは、ドレン管路を介して作動油タンク（いずれも図示せず）に接続されている。
【００４９】
従って、油圧モータ３４の作動時にシリンダブロック収容室３５Ａ内に漏れたドレン油は、油通路３５Ｄを通じてドレン油室３５Ｃ内に流入した後、ドレン油排出口３５Ｅからドレン管路を通じて作動油タンクに戻る構成となっている。
【００５０】
４１は油圧モータ３４を構成する第２のモータ軸を示し、該第２のモータ軸４１は、軸方向の中間部がシリンダブロック（図示せず）に結合された状態で、軸受４２等を介して油圧モータケーシング３５に回転可能に支持され、油圧モータケーシング３５の中心部を上，下に延びている。
【００５１】
ここで、第２のモータ軸４１の下端側には、全周に亘って雄スプライン部（軸スプライン部）４１Ａが形成され、この雄スプライン部４１Ａは、油圧モータケーシング３５の下端側から電動モータ２２へと延びている。そして、第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａは、電動モータケーシング２３（蓋部２３Ｂ）の軸挿通孔２３Ｅ内に挿通された第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂに連結されている。このように、電動モータ２２の第１のモータ軸２７と、油圧モータ３４の第２のモータ軸４１とは、雌スプライン部２７Ｂと雄スプライン部４１Ａとのスプライン結合によって同軸上に連結され、常に一体に回転する構成となっている。
【００５２】
次に、４３は電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間に設けられたシール部材としての耐圧シールを示している。この耐圧シール４３は、軸受２８よりも上側に配置され、軸挿通孔２３Ｅのシール取付段部２３Ｇと第１のモータ軸２７の外周面との間に全周に亘って設けられている。ここで、耐圧シール４３は、図４に示すように、ほぼＬ字型の断面形状をもって環状に形成された金属環４３Ａと、該金属環４３Ａに焼付け等の手段によって固着されたゴム材料等からなるリップ部４３Ｂと、該リップ部４３Ｂを第１のモータ軸２７に押付ける環状のバックアップリング４３Ｃとにより大略構成されている。また、耐圧シール４３は、油圧モータ３４から漏れるドレン油がもつ低い圧力、例えば０.１ＭＰａ以上の圧力に耐えられるものである。
【００５３】
そして、耐圧シール４３は、油圧モータ３４から漏れるドレン油の圧力に抗して電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を液密に封止する。これにより、油圧モータ３４からのドレン油が、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂと油圧モータ下フランジ部３５Ｂとの間に形成されたドレン油室３５Ｃ内に保持し、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部（スプライン結合部）に潤滑油として供給される構成となっている。また、耐圧シール４３は、ドレン油の圧力に抗して電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を封止することにより、ドレン油室３５Ｃ内のドレン油が軸挿通孔２３Ｅを通じて電動モータケーシング２３内に侵入するのを防止する構成となっている。
【００５４】
４４は減速機ケーシング１３内に回転可能に設けられた出力軸で、該出力軸４４は、下側ケーシング１４内に上側軸受４５，下側軸受４６を介して回転可能に支持され、減速機ケーシング１３内を上，下方向に延びている。ここで、出力軸４４の上端側には雄スプライン部４４Ａが形成され、該雄スプライン部４４Ａは、２段目の遊星歯車減速機構１９のキャリア１９Ｃにスプライン結合されている。
【００５５】
一方、出力軸４４の下端側にはピニオン４４Ｂが一体に設けられ、該ピニオン４４Ｂは、下側ケーシング１４の下端部から下方に突出し、旋回輪５の内輪５Ａに設けられた内歯５Ｄに噛合している。また、出力軸４４の下端側には、ピニオン４４Ｂと下側軸受４６との間に位置して円板状のスリーブ４７が挿嵌され、該スリーブ４７は出力軸４４と一体に回転する。そして、スリーブ４７の外周面には、下側ケーシング１４の下端部に設けられたオイルシール２０の内周面が液密に摺接し、該オイルシール２０によって減速機ケーシング１３内に潤滑油が保持されている。
【００５６】
従って、電動モータ２２の第１のモータ軸２７の回転は、遊星歯車減速機構１８，１９によって２段減速された状態で出力軸４４に伝達され、出力軸４４は大きな回転力（トルク）をもって低速で回転する。これにより、出力軸４４のピニオン４４Ｂは、旋回輪５の内歯５Ｄに噛合しつつ内輪５Ａに沿って公転し、このピニオン４４Ｂの公転力が減速機ケーシング１３を介して旋回フレーム３Ａに伝わることにより、図１に示す上部旋回体３が、下部走行体２上で旋回動作を行う構成となっている。
【００５７】
そして、上述の如く減速機１２上に電動モータ２２が配置されると共に電動モータ２２上に油圧モータ３４が配置された旋回装置１１は、減速機１２の減速機下フランジ部１４Ａを、ボルト１６を用いて旋回フレーム３Ａに締結することにより、旋回フレーム３Ａ上に取付けられるもので、旋回装置１１の取付け作業を行う場合には、例えば図５に示すように、ソケット部４８Ａと延長軸部４８Ｂとを有するソケットレンチ等の締結工具４８を用いてボルト１６の締込み作業を行う。
【００５８】
この場合、減速機上フランジ部１５Ｂと電動モータ２２の電動モータ下フランジ部２３Ｃの外径寸法Ａは、減速機上フランジ部１５Ｂおよび電動モータ下フランジ部２３Ｃの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ１を確保することができる寸法に設定されている。また、電動モータ２２の電動モータ上フランジ部２３Ｄと油圧モータ３４の油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外径寸法Ｂは、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ２を確保することができる寸法に設定されている。
【００５９】
このように、旋回フレーム３Ａに対する減速機１２の取付け、取外し作業時に、締結工具４８を用いてボルト１６を着脱する場合に、締結工具４８が、減速機上フランジ部１５Ｂ、電動モータ下フランジ部２３Ｃ、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂ等と干渉するのを確実に防止することができる構成となっている。
【００６０】
また、図６に示すように、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９は、締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｃだけ離間した部位に配置され、温度検出器３０は締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｄだけ離間した部位に配置され、回転数検出器３１は締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｅだけ離間した部位に配置されている。これにより、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等に締結工具４８が干渉するのを防止し、これら給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等を保護する構成となっている。
【００６１】
また、これと同様に、電動モータ２２に取付けられた給油パイプ３２、オイルレベルゲージ３３についても、締結工具４８の延長軸部４８Ｂから離間した部位に配置され、これら給油パイプ３２とオイルレベルゲージ３３が、締結工具４８と干渉するのを防止できる構成となっている。
【００６２】
本実施の形態による旋回装置１１は上述の如き構成を有するもので、電動モータ２２に電力が供給されると共に油圧モータ３４に作動油が供給されることにより、電動モータ２２の第１のモータ軸２７と油圧モータ３４の第２のモータ軸４１とは、コントローラ（図示せず）によって設定された動力配分に基づいて同時に回転する。この場合、第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１とは互いに同軸上に連結されているので、電動モータ２２による第１のモータ軸２７の回転力と、油圧モータ３４による第２のモータ軸４１の回転力とが合算された状態で、第１のモータ軸２７から減速機１２に伝達される。
【００６３】
そして、第２のモータ軸４１の回転力が合算された第１のモータ軸２７の回転は、減速機１２の各遊星歯車減速機構１８，１９によって２段減速されて出力軸４４に伝わり、ピニオン４４Ｂは大きな回転力（トルク）をもって回転する。そして、ピニオン４４Ｂが、旋回輪５の内輪５Ａに設けた内歯５Ｄに噛合しつつ内輪５Ａに沿って公転し、このピニオン４４Ｂの公転力が減速機ケーシング１３を介して旋回フレーム３Ａに伝わることにより、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回動作を行う。
【００６４】
ここで、旋回装置１１の作動時に油圧モータ３４から漏れたドレン油は、油圧モータケーシング３５のシリンダブロック収容室３５Ａから油通路３５Ｄを通じてドレン油室３５Ｃ内に導入された後、図３に示すドレン油排出口３５Ｅからドレン管路を通じて作動油タンク（いずれも図示せず）に環流する。
【００６５】
この場合、本実施の形態では、油圧モータ下フランジ部３５Ｂとの間でドレン油室３５Ｃを画成する電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに、第１のモータ軸２７の上端側が挿通される軸挿通孔２３Ｅを設け、この軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールする構成としている。このため、ドレン油室３５Ｃ内にドレン油を貯溜することができ、第１のモータ軸２７の上端部に形成した雌スプライン部２７Ｂと、第２のモータ軸４１の下端部に形成した雄スプライン部４１Ａとの連結部に対し、ドレン油室３５Ｃ内のドレン油を供給することができる。
【００６６】
このように、油圧モータ３４からのドレン油を利用して第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１との連結部を常時潤滑することにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａの耐久性を高めることができ、これら第１，第２のモータ軸２７，４１の回転を減速機１２を介して的確に出力軸４４に伝達することができるので、旋回装置１１の信頼性を高めることができる。
【００６７】
また、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに設けた軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールすることにより、電動モータケーシング２３内にドレン油が侵入するのを確実に防止することができ、電動モータ２２の寿命を延ばすことができる。
【００６８】
さらに、第１のモータ軸２７の上端部に有底穴からなる雌スプライン部２７Ｂを設けることにより、雌スプライン部２７Ｂの底部側に凹陥穴２７Ｃを形成することができる。これにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から摩耗粉等の異物が生じたとしても、この摩耗粉等の異物を凹陥穴２７Ｃ内に捕捉することができる。このため、摩耗粉等の異物が耐圧シール４３のリップ部４３Ｂと第１のモータ軸２７の外周面との間に侵入するのを抑え、耐圧シール４３の寿命を延ばすことができる。この結果、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間のシール性を長期に亘って良好に保つことができ、電動モータ２２を含む旋回装置１１の寿命を延ばすことができる。
【００６９】
かくして、本実施の形態によれば、減速機１２の上側に電動モータ２２を取付け、電動モータ２２の第１のモータ軸２７の上端側と第２のモータ軸４１の下端側とを同軸上に連結した状態で、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を取付けることにより、減速機１２の上側に電動モータ２２を配置し、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置するレイアウトとなった旋回装置１１を形成することができる。
【００７０】
これにより、例えば１本のモータ軸を共用する電動モータと油圧モータとを用いて旋回装置を形成する必要がなく、第１のモータ軸２７を有する電動モータ２２と、第１のモータ軸２７とは別体の第２のモータ軸４１を有する油圧モータ３４とを適宜に組合わせて旋回装置１１を形成することができるので、旋回装置１１を設計するときの自由度を高めることができる。
【００７１】
また、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置することにより、この油圧モータ３４においては、例えば第２のモータ軸４１の長さ寸法を変更するだけで、該第２のモータ軸４１に設けられた雄スプライン部４１Ａを、第１のモータ軸２７に設けられた雌スプライン部２７Ｂに連結することができる。この結果、既存の油圧モータに対する簡単な設計変更だけで、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を取付けた旋回装置１１を形成することができ、旋回装置１１の構成の簡素化、製造コストの削減を図ることができる。
【００７２】
しかも、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置することにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から摩耗粉等の異物が発生したとしても、この異物が油圧モータケーシング３５内に侵入することがない。この結果、油圧モータ３４を長期に亘って適正に作動させることができ、旋回装置１１全体の信頼性を高めることができる。
【００７３】
さらに、電動モータ２２の上側に油圧モータ３４を配置することにより、上述の如く、油圧モータ３４の作動時に発生するドレン油を、油圧モータケーシング３５の油圧モータ下フランジ部３５Ｂと電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂとの間に画成されたドレン油室３５Ｃ内に流下させ、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部に自動的に供給することができる。
【００７４】
従って、例えば油圧モータの上側に電動モータを配置する構成に比較して、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部に対し、強制的に潤滑油を供給する対策を講じる必要がなく、旋回装置１１全体の構成を簡素化することができる。
【００７５】
また、本実施の形態による旋回装置１１は、電動モータケーシング２３の蓋部２３Ｂに第１のモータ軸２７の上端側が挿通される軸挿通孔２３Ｅを設け、この軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間に軸受２８を設けると共に、該軸受２８よりも上側に位置して耐圧シール４３を設ける構成としている。
【００７６】
このため、第１のモータ軸２７の上端側に設けた雌スプライン部２７Ｂと、第２のモータ軸４１の下端側に設けた雄スプライン部４１Ａとの連結部を、その外周側に配置された軸受２８によって強固に支持することができ、同軸上に連結された第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１とを円滑に回転させることができる。
【００７７】
また、軸受２８よりも上側に耐圧シール４３を設けることにより、油圧モータ３４から漏れたドレン油を利用して、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部を常時適正に潤滑することができる。しかも、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間を耐圧シール４３によってシールすることにより、電動モータケーシング２３内へのドレン油の侵入を確実に防止することができる。
【００７８】
この結果、第１のモータ軸２７と第２のモータ軸４１との連結部の耐久性を高めることができ、かつ、電動モータ２２の寿命を延ばすことができるので、旋回装置１１全体の信頼性を高めることができる。
【００７９】
さらに、第１のモータ軸２７の上端部に有底穴からなる雌スプライン部２７Ｂを設けることにより、雌スプライン部２７Ｂの底部側に凹陥穴２７Ｃを形成することができる。これにより、第１のモータ軸２７の雌スプライン部２７Ｂと第２のモータ軸４１の雄スプライン部４１Ａとの連結部から摩耗粉等の異物が生じたとしても、この摩耗粉等の異物を凹陥穴２７Ｃ内に捕捉することができる。このため、摩耗粉等の異物が耐圧シール４３のリップ部４３Ｂと第１のモータ軸２７の外周面との間に侵入するのを抑え、耐圧シール４３の寿命を延ばすことができる。この結果、電動モータケーシング２３の軸挿通孔２３Ｅと第１のモータ軸２７との間のシール性を長期に亘って良好に保つことができ、旋回装置１１の寿命を延ばすことができる。
【００８０】
一方、本実施の形態による旋回装置１１は、減速機上フランジ部１５Ｂと電動モータ２２の電動モータ下フランジ部２３Ｃの外径寸法Ａを、減速機上フランジ部１５Ｂおよび電動モータ下フランジ部２３Ｃの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ１が確保できる寸法に設定している。また、電動モータ２２の電動モータ上フランジ部２３Ｄと油圧モータ３４の油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外径寸法Ｂを、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂの外周面と締結工具４８の延長軸部４８Ｂとの間に適度な隙間Ｓ２を確保できる寸法に設定している。
【００８１】
これにより、旋回フレーム３Ａに対する減速機１２の取付け、取外し作業時に、油圧モータ３４の上方から締結工具４８を用いてボルト１６を着脱する場合に、締結工具４８が、減速機上フランジ部１５Ｂ、電動モータ下フランジ部２３Ｃ、電動モータ上フランジ部２３Ｄおよび油圧モータ下フランジ部３５Ｂ等と干渉するのを確実に防止することができ、減速機１２を取付け、取外しするときの作業性を高めることができる。
【００８２】
しかも、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９を、締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｃだけ離間した部位に配置し、温度検出器３０を締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｄだけ離間した部位に配置し、回転数検出器３１を締結工具４８の延長軸部４８Ｂから距離Ｅだけ離間した部位に配置している。この結果、電動モータ２２に取付けられた給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等に締結工具４８が干渉するのを確実に防止できるので、これら給電ボックス２９、温度検出器３０、回転数検出器３１等を保護することができ、かつ締結工具４８を用いて減速機１２を取付け、取外しするときの作業性を高めることができる。
【００８３】
なお、上述した実施の形態では、減速機１２の減速機ケーシング１３を下側ケーシング１４と上側ケーシング１５とにより構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば単一のケーシングからなる減速機ケーシングを用いる構成としてもよい。
【００８４】
また、上述した実施の形態では、油圧ショベル１に適用される旋回装置１１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば油圧クレーン等の他の建設機械に広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【００８５】
１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
５ 旋回輪
１１ 旋回装置
１２ 減速機
１３ 減速機ケーシング
１４Ａ 減速機下フランジ部
１５Ｂ 減速機上フランジ部
２２ 電動モータ
２３ 電動モータケーシング
２３Ｂ 蓋部
２３Ｃ 電動モータ下フランジ部
２３Ｄ 電動モータ上フランジ部
２３Ｅ 軸挿通孔
２７ 第１のモータ軸
２７Ｂ 雌スプライン部
２８ 軸受
２９ 給電ボックス
３０ 温度検出器（検出器類）
３１ 回転数検出器（検出器類）
３４ 油圧モータ
３５ 油圧モータケーシング
３５Ｂ 油圧モータ下フランジ部
４１ 第２のモータ軸
４１Ａ 雄スプライン部
４３ 耐圧シール（シール部材）
４４ 出力軸
４８ 締結工具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に旋回輪を介して搭載された上部旋回体に上，下方向に延びるように取付けられた減速機と、該減速機の上側に取付けられ電力が供給されることにより回転する第１のモータ軸を有する電動モータと、該電動モータの上側に取付けられ作動油が供給されることにより回転する第２のモータ軸の下端側が前記第１のモータ軸の上端側に連結された油圧モータと、前記減速機によって減速された前記第１，第２のモータ軸の回転を前記旋回輪に出力する出力軸とを備え、
前記電動モータは、下端側が前記減速機に取付けられると共に上端側が前記油圧モータからのドレン油を遮断する蓋部となった電動モータケーシングを有し、
該電動モータケーシングの蓋部には前記第１のモータ軸の上端側が挿通される軸挿通孔を設け、
該軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間には前記第１のモータ軸の上端側を回転可能に支持する軸受を設け、
前記第１のモータ軸の上端と前記軸挿通孔を介して下方に延びた前記第２のモータ軸とを互いに連結する構成とし、
前記軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間であって前記軸受よりも上側には、前記第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部に前記油圧モータからのドレン油を供給すると共に当該ドレン油が前記電動モータケーシング内に侵入するのを防止するシール部材を設ける構成としてなる建設機械の旋回装置。
【請求項２】
前記第１のモータ軸の上端部には有底穴からなる雌スプライン部を設け、前記第２のモータ軸の下端部には前記雌スプライン部に連結される雄スプライン部を設け、
前記油圧モータからのドレン油は、前記第１のモータ軸の雌スプライン部と前記第２のモータ軸の雌スプライン部との連結部を潤滑する構成としてなる請求項１に記載の建設機械の旋回装置。
【請求項３】
前記減速機には、その下端側にボルトを用いて前記上部旋回体に締結される減速機下フランジ部を設けると共に上端側に減速機上フランジ部を設け、
前記電動モータには、その下端側に前記減速機上フランジ部に取付けられる電動モータ下フランジ部を設けると共に上端側に電動モータ上フランジ部を設け、
前記油圧モータの下端側には１、前記電動モータ上フランジ部に取付けられる油圧モータ下フランジ部を設け、
前記減速機上フランジ部、前記電動モータ下フランジ部、前記電動モータ上フランジ部および前記油圧モータ下フランジ部の外径寸法は、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具との間に隙間を確保できる寸法に設定してなる請求項１または２に記載の建設機械の旋回装置。
【請求項４】
前記電動モータには、前記電動モータに電力を供給するための給電ボックスと、前記電動モータの温度を検出する温度検出器を含む各種の検出器類とを取付ける構成とし、
これら給電ボックスと検出器類とは、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具から離間した位置に配置してなる請求項３に記載の建設機械の旋回装置。
【請求項１】
下部走行体上に旋回輪を介して搭載された上部旋回体に上，下方向に延びるように取付けられた減速機と、該減速機の上側に取付けられ電力が供給されることにより回転する第１のモータ軸を有する電動モータと、該電動モータの上側に取付けられ作動油が供給されることにより回転する第２のモータ軸の下端側が前記第１のモータ軸の上端側に連結された油圧モータと、前記減速機によって減速された前記第１，第２のモータ軸の回転を前記旋回輪に出力する出力軸とを備え、
前記電動モータは、下端側が前記減速機に取付けられると共に上端側が前記油圧モータからのドレン油を遮断する蓋部となった電動モータケーシングを有し、
該電動モータケーシングの蓋部には前記第１のモータ軸の上端側が挿通される軸挿通孔を設け、
該軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間には前記第１のモータ軸の上端側を回転可能に支持する軸受を設け、
前記第１のモータ軸の上端と前記軸挿通孔を介して下方に延びた前記第２のモータ軸とを互いに連結する構成とし、
前記軸挿通孔と前記第１のモータ軸との間であって前記軸受よりも上側には、前記第１のモータ軸と第２のモータ軸との連結部に前記油圧モータからのドレン油を供給すると共に当該ドレン油が前記電動モータケーシング内に侵入するのを防止するシール部材を設ける構成としてなる建設機械の旋回装置。
【請求項２】
前記第１のモータ軸の上端部には有底穴からなる雌スプライン部を設け、前記第２のモータ軸の下端部には前記雌スプライン部に連結される雄スプライン部を設け、
前記油圧モータからのドレン油は、前記第１のモータ軸の雌スプライン部と前記第２のモータ軸の雌スプライン部との連結部を潤滑する構成としてなる請求項１に記載の建設機械の旋回装置。
【請求項３】
前記減速機には、その下端側にボルトを用いて前記上部旋回体に締結される減速機下フランジ部を設けると共に上端側に減速機上フランジ部を設け、
前記電動モータには、その下端側に前記減速機上フランジ部に取付けられる電動モータ下フランジ部を設けると共に上端側に電動モータ上フランジ部を設け、
前記油圧モータの下端側には１、前記電動モータ上フランジ部に取付けられる油圧モータ下フランジ部を設け、
前記減速機上フランジ部、前記電動モータ下フランジ部、前記電動モータ上フランジ部および前記油圧モータ下フランジ部の外径寸法は、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具との間に隙間を確保できる寸法に設定してなる請求項１または２に記載の建設機械の旋回装置。
【請求項４】
前記電動モータには、前記電動モータに電力を供給するための給電ボックスと、前記電動モータの温度を検出する温度検出器を含む各種の検出器類とを取付ける構成とし、
これら給電ボックスと検出器類とは、前記減速機下フランジ部をボルトを介して前記上部旋回体に締結するときに用いられる締結工具から離間した位置に配置してなる請求項３に記載の建設機械の旋回装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１２８１８（Ｐ２０１２−１２８１８Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４９４７０（Ｐ２０１０−１４９４７０）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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