建設機械の旋回駆動装置
【課題】電動モータハウジングがアルミ合金製で強度が低くても、油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に結合することができる建設機械の旋回駆動装置を提供すること。
【解決手段】油圧モータハウジング２１、電動モータハウジング３１、減速機ハウジング４１の３つを組付ける組付け手段５０は、ボルト５２の呼び長さ部５２ｂが油圧モータハウジング２１のボルト孔５３と補強部材５１の通し孔とに差し通された状態で減速機ハウジング４１の雌ネジ部５４に螺合することに伴い、油圧モータ側段部５６と減速機側段部５７により油圧モータ２０側と減速機４０側から電動モータハウジング３１を挟持することで、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して間接的に固定する。
【解決手段】油圧モータハウジング２１、電動モータハウジング３１、減速機ハウジング４１の３つを組付ける組付け手段５０は、ボルト５２の呼び長さ部５２ｂが油圧モータハウジング２１のボルト孔５３と補強部材５１の通し孔とに差し通された状態で減速機ハウジング４１の雌ネジ部５４に螺合することに伴い、油圧モータ側段部５６と減速機側段部５７により油圧モータ２０側と減速機４０側から電動モータハウジング３１を挟持することで、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して間接的に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧モータと、この油圧モータに伝動可能に結合する電動モータと、この電動モータに伝動可能に結合する減速機とを備え、油圧モータおよび電動モータの少なくとも一方の回転に伴って減速機のピニオンが旋回ベアリングのインナーレースのリングギアに沿って転動することにより、旋回体を旋回させる建設機械の旋回駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の旋回駆動装置としては、油圧モータと、電動モータと、油圧モータおよび電動モータから入力された回転を減速して出力する遊星歯車減速機（減速機）とを備えたものがある。遊星歯車減速機と旋回ベアリングのインナーレースはピニオンを介して伝動可能に接続されている。油圧モータ、電動モータ、遊星歯車減速機（減速機）はこの順番で上から下に重なって組みつけられている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のような旋回駆動装置において、油圧モータの外形を形成している油圧モータハウジング、および、減速機の外形を形成している減速機ハウジングは一般に鉄製の部材であり、電動モータの外形を形成している電動モータハウジングは一般にアルミニウム合金製の部材である。電動モータハウジングがアルミニウム合金製の部材である理由は、電動モータにより発生される熱を放熱しやすく、冷却水を供給しても腐食が生じにくいことが要求されるためである。
【０００５】
油圧モータ、電動モータ、減速機をこの順番で上から下に重ねて組付ける場合、電動モータの上部および下部の両方に雌ネジ部を設け、油圧モータの下部にボルトを差し通すボルト孔を設け、減速機の上部にボルトを差し通すボルト孔と設けて、電動モータハウジングの上部と油圧モータハウジングの下部とをボルトと雌ネジ部で締結し、電動モータハウジングの下部と減速機ハウジングの上部とをボルトと雌ネジ部で締結して、油圧モータ、電動モータおよび減速機の３つを組付けることが考えられる。油圧モータハウジングと電動モータハウジングとの締結部は、油圧モータの出力時に油圧モータハウジングが電動モータハウジングに対して回転しないよう固定するものである。ボルトの締付けトルクが大きいほど強固に油圧モータハウジングを電動モータハウジングに固定することができるが、電動モータハウジングはアルミニウム合金製であるために強度が得にくく、旋回体の旋回開始に際し油圧モータが非常に大きなトルクを出力したときに耐え得る十分な締付けトルクを確保することが困難である。つまり、ボルトの締付けトルクを大きくしていくと、十分な締付けトルクに達する前に雌ネジ部が損傷する。
【０００６】
このように油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に組付けるためには、ボルトと雌ネジ部による単純な締結構造は十分でなかった。なお、建設機械の旋回駆動装置において使用される油圧モータの出力は、電動モータの出力の１０倍程度であるため、電動モータと油圧モータの上下方向の位置を入れ替えることは考えられない。
【０００７】
本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に結合することができる建設機械の旋回駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は次のように構成されている。
【０００９】
〔１〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、油圧モータと、この油圧モータに伝動可能に結合する電動モータと、この電動モータに伝動可能に結合する減速機と、台部材に対し旋回体を旋回可能に結合する旋回ベアリングと、前記油圧モータの外形を形成している油圧モータハウジング、前記電動モータの外形を形成している電動モータハウジング、および、前記減速機の外形を形成している減速機ハウジングの３つを組付ける組付け手段と、を備え、前記旋回ベアリングは、前記台部材に固定され内周面にリングギアが形成されたインナーレースと、前記旋回体に固定されて前記インナーレースの外周側で前記インナーレースに対し周方向に回転自在に設けられたアウターレースとを備え、前記減速機は前記インナーレースの前記リングギアに噛み合うピニオンを備え、前記油圧モータおよび前記電動モータの少なくとも一方の出力に伴い、前記減速機のピニオンが前記インナーレースの前記リングギアに沿って転動することにより、前記台部材に対し前記旋回体を旋回させる建設機械の旋回駆動装置において、前記電動モータハウジングはアルミニウム合金製の部材であって前記油圧モータハウジングよりも強度の低い部材であり、前記組付け手段は、前記油圧モータハウジングと同等以上の強度を有する部材であって前記油圧モータと前記減速機の間に位置して前記電動モータハウジングの外周面に装着される補強部材を備え、この補強部材を介して前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングに対して固定することを特徴とする。
【００１０】
この「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、組付け手段は補強部材を介して電動モータハウジングを油圧モータハウジングと減速機ハウジングに対して固定する。補強部材は油圧モータハウジングと同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材に対し油圧モータハウジングを強固に固定することができる。これによって、油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００１１】
〔２〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記組付け手段は、ボルトと、前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する油圧モータ側段部と、前記減速機側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記減速機側から接する減速機側段部と、を備え、前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定することを特徴とする。
【００１２】
〔３〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記組付け手段は、ボルトと、前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する段部と、この段部に対し前記油圧モータ側から嵌め込まれて前記減速機側に貫通するとともに、前記段部を貫通した部分が前記電動モータハウジングに嵌め込まれる打込みピンと、を備え、前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記段部により前記電動モータハウジングを前記油圧モータ側から前記減速機ハウジングに押し付けるとともに、前記補強部材に前記電動モータハウジングを前記打込みピンで固定することにより、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定することを特徴とする。
【００１３】
〔４〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記組付け手段は、前記補強部材の前記油圧モータ側の端部から内側に突出して形成された油圧モータ側段部と、前記補強部材の前記減速機側の端部から内側に突出して形成された減速機側段部と、前記油圧モータ側段部に設けられた油圧モータ側雌ネジ部と、前記減速機側段部に設けられた減速機側雌ネジ部と、前記油圧モータ側に配置されて前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合する油圧モータ側ボルトと、前記減速機側に配置されて前記減速機側雌ネジ部に螺合する減速機側ボルトと、前記油圧モータハウジングに設けられ前記油圧モータ側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記油圧モータ側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された油圧モータ側ボルト孔と、前記減速機ハウジングに設けられ前記減速機側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記減速機側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された減速機側ボルト孔と、を備え、前記油圧モータ側ボルトが前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合し、かつ前記減速機側ボルトが前記減速機側雌ネジ部に螺合した状態となることに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定することを特徴とする。
【００１４】
この「〔４〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置においては、油圧モータ側ボルト孔と減速機側ボルト孔の間に位置する補強部材の部分を、それら油圧モータ側ボルト孔および減速機側ボルト孔よりも外側に張り出させることによって、補強部材の内側の空間を大きくすることができる。したがって、油圧モータの外形寸法および減速機の外径寸法よりも大きな外径寸法の電動モータを、油圧モータと減速機の間に組付けることができる。
【００１５】
〔５〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」〜「〔４〕」のいずれか１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記補強部材に冷却水路が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
この「〔５〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、電動モータハウジングに装着された補強部材が、電動モータハウジングの放熱を抑えることを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る建設機械の旋回駆動装置によれば、前述のように、油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る建設機械である油圧ショベルを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る旋回駆動装置の部分断面図である。
【図３】図２に示した補強部材の上面図である。
【図４】補強部材に設けられた冷却水路を示す図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】第２実施形態に係る旋回駆動装置の部分断面図である。
【図７】図６に示した補強部材の上面図である。
【図８】第３実施形態に係る旋回駆動装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１〜第３実施形態について図を用いて説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について図１〜図５を用いて説明する。
【００２１】
第１実施形態に係る建設機械は、図１に示す油圧ショベル１である。この油圧ショベル１は、履帯２ａを駆動して走行する走行体２と、この走行体２の骨格を形成しているフレーム２ｂ（図２参照）を台部材としてこの台部材に対し旋回ベアリング１４を介して旋回可能に結合する旋回体３と、この旋回体３の前部に設けられ、ブームシリンダ７ａ（油圧シリンダ）により起伏し、アームシリンダ８ａ（油圧シリンダ）およびバケットシリンダ９ａ（油圧シリンダ）の少なくとも一方の収縮または伸長により屈曲または伸展するフロント作業装置６とを備えている。
【００２２】
旋回体３は運転室４と機械室５を備えている。機械室５内には、エンジン１０と、このエンジン１０により駆動される油圧ポンプ１１とが設けられている。油圧ポンプ１１は、ブームシリンダ７ａ、アームシリンダ８ａ、バケットシリンダ９ａ等、油圧ショベル１の各油圧アクチュエータに供給される油圧の油圧源である。
【００２３】
また、機械室５内には、エンジン１０に連結されジェネレータ（発電機）とモータ（電動機）の機能を備えて駆動されるモータ・ジェネレータ１２と、このモータ・ジェネレータ１２により生起された電気エネルギーを蓄えるキャパシタ１３とが設けられている。なお、モータ・ジェネレータ１２はモータとして機能した場合にエンジン１０の回転を助勢するようになっている。
【００２４】
また、機械室内５には、油圧モータ２０と、この油圧モータ２０に伝動可能に結合する電動モータ３０と、この電動モータ３０に伝動可能に結合する減速機４０とが設けられている。油圧モータ２０は前出の油圧ポンプ１１からの圧油により駆動されるものである。電動モータ３０は前出のキャパシタ１３からの電力により駆動されるものである。
【００２５】
図２に示すように、第１実施形態に係る旋回駆動装置は、前出の油圧モータ２０と、前出の電動モータ３０と、前出の減速機４０と、前出の旋回ベアリング１４とを備えている。
【００２６】
電動モータ３０の外形は、電動モータハウジング３１により形成されている。この電動モータハウジング３１の内部には、シャフト３２と、このシャフト３２を電動モータハウジング３１に対して回転可能に保持するベアリング３３と、シャフト３２に固定されたロータ（永久磁石）と、このロータ３４の外周側に位置するステータコイル３５とを備えている。
【００２７】
旋回ベアリング１４は、台部材である走行体２のフレーム２ｂに固定され内周面にリングギア１５ａが形成されたインナーレース１５と、旋回体３の下部を形成しているフレーム３ａに固定されてインナーレース１５の外周側でインナーレース１５に対し周方向に回転自在に設けられたアウターレース１６とを備えている。減速機４０はインナーレース１５のリングギア１５ａに噛み合うピニオン４２を備えており、油圧モータ２０および電動モータ３０の少なくとも一方の出力に伴い、減速機４０のピニオン４２がインナーレース１５のリングギア１５ａに沿って転動することにより、走行体２（フレーム２ｂ）に対し旋回体３を旋回させるようになっている。
【００２８】
油圧モータ２０の外形を形成している油圧モータハウジング２１と、減速機４０の外形を形成している減速機ハウジング４１は、鉄製の部材である。電動モータハウジング３１はアルミ合金製の部材であって、油圧モータハウジング２１および減速機ハウジング４１よりも強度が低い。電動モータハウジング３１がアルミニウム合金製である理由は、電動モータにより発生される熱を放熱しやすく、冷却水を供給しても腐食が生じにくいことが要求されるためであり、このことは既に述べた通りである。なお、図２中の３６は電動モータハウジング３１に設けられた冷却水路である。
【００２９】
第１実施形態に係る旋回駆動装置は、油圧モータハウジング２１、電動モータハウジング３１、および、減速機ハウジング４１の３つを組付ける組付け手段５０を備えている。この組付け手段５０は補強部材５１を備えている。この補強部材５１は、油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する。また、この補強部材５１は、電動モータハウジング３１の外周面に装着されるものであり、電動モータハウジング３１の外形に合わせて円筒形に形成されている。組付け手段５０は、その補強部材５１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定している。この組付け手段５０の詳細について次に説明する。
【００３０】
組付け手段５０は、ボルト５２と、油圧モータハウジング２１下端のフランジ２２に設けられボルト５２の呼び長さ部５２ｂが差し通されるとともにボルト５２の頭部５２ａが通過不能な大きさに形成されたボルト孔５３と、減速機ハウジング４１上端のフランジ４３に設けられボルト５２が螺合する雌ネジ部５４と、補強部材５１に設けられボルト孔５３と雌ネジ部５４の間に位置しボルト５２の呼び長さ部５２ｂが差し通される通し孔５５と、油圧モータ２０側の補強部材５１の端部において通し孔５５よりも内側（シャフト３２側）に突出して形成され、電動モータハウジング３１に油圧モータ２０側から接する油圧モータ側段部５６と、減速機４０側の補強部材５１の端部に通し孔５５よりも内側（シャフト３２側）に突出して形成され、電動モータハウジング３１に減速機４０側から接する減速機側段部５７と、を備えている。そして、組付け手段５０は、ボルト５２の呼び長さ部５２ｂが油圧モータハウジング２１のボルト孔５３と補強部材５１の通し孔５５とに差し通された状態で減速機ハウジング４１の雌ネジ部５４に螺合することに伴い、油圧モータ側段部５６と減速機側段部５７により油圧モータ２０側と減速機４０側から電動モータハウジング３１を挟持することで、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して固定している。
【００３１】
図３に示すように、補強部材５１は、半円筒状の２個の部材、すなわち第１円筒部材５１ａ，第２円筒部材５１ｂとから構成されている。つまり、第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂのそれぞれは、第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂとが全体として円筒形をなすように電動モータハウジング３１の外周面に当接した状態で、油圧モータハウジング２１および減速機ハウジング４１に対し固定されることによって円筒状の１個の補強部材５１をなす。図４中の５１ｃは第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂとの突合せ位置である。
【００３２】
通し孔５５は補強部材５１の周方向に等間隔に並んで複数、第１実施形態では１２個設けられている。ボルト孔５３は油圧モータハウジング２１のフランジ２２に、周方向に等間隔に並んで複数設けられている。雌ネジ部５４は減速機４０のフランジ４３に、周方向に等間隔に並んで設けられている。通し孔５５の個数、ボルト孔５３の個数、雌ネジ部５４の個数は同数に設定されている。周方向において隣り合う２個の通し孔５５の間隔、周方向において隣り合う２個のボルト孔５３の間隔、周方向において隣り合う２個の雌ネジ部５４の間隔は、同寸法に設定されている。
【００３３】
図４に示すように、補強部材５１には、冷却水路６０（図４中の黒塗り部）が設けられている。この冷却水路６０は、電動モータ３０のシャフト３２の軸方向に延びた縦水路６１と、電動モータハウジング３１の上部において周方向に延びた上部横水路６２と、電動モータハウジング３１の下部において周方向に延びた下部横水路６３と、冷却水路６０の入口をなす入口管６４と、冷却水路６０の出口をなす出口管６５と、接続管６６，６７と、これら接続管６６，６７を接続するホース６８を備えている。縦水路６１は周方向において通し孔５５と交互に並んで位置する。なお、図４において冷却水路６０を実線で示したが、これは図の簡略化のためであり、実際の補強部材５１の外観では冷却水路６０は見えない。
【００３４】
図４，図５に示すように、上部横水路６２（図５では黒塗り部）は、隣り合う２条の縦水路６１の上端同士を連通させる水路であり、下部横水路６３（図５では破線部）は、隣り合う２条の縦水路６１の下端同士を連通させる水路であり、これら上部横水路６２と下部横水路６３は周方向において交互に並んで位置する。つまり、上部横水路６２により上端同士を連通されている２条の縦水路６１は互いの下端同士を下部横水路６３により連通されていることはなく、それら２条の縦水路６１の一方は他方と反対側で隣り合う縦水路６１と下部横水路６３により連通されている。また、上部横水路６２も下部横水路６３も外側に湾曲した円弧状をなして通し孔５５を避けて位置する。入口管６４が設けられた縦水路６１と出口管６５が設けられた縦水路６４とは、上部横水路６２および下部横水路６３のいずれにも連通されていない。接続管６６，６７はそれぞれ、突合せ位置５１ｃを挟んで隣接して位置する縦水路６１の上部から突出しており、ホース６８を介して連通している。
【００３５】
第１実施形態に係る旋回駆動装置によれば次の効果を得られる。
【００３６】
第１実施形態に係る旋回駆動装置において、組付け手段５０は、補強部材５１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定する。補強部材５１は油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材５１に対し油圧モータハウジングを強固に固定することができる。これにより、油圧モータ２０、電動モータ３０および減速機４０をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００３７】
第１実施形態に係る旋回駆動装置において、補強部材５１には冷却水路６０が設けられているので、電動モータハウジング３１に装着された補強部材５１が、電動モータハウジング３１の放熱を妨げることを防止でき、電気モータハウジング３１の冷却を十分に行うことができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る旋回駆動装置について図６，図７を用いて説明する。
【００３９】
第２実施形態に係る旋回駆動装置は、第１実施形態の組付け手段５０とは異なる組付け手段７０を備えている。第２実施形態に係る旋回駆動装置の組付け手段７０以外の構成は、第１実施形態に係る旋回駆動装置と同様である。
【００４０】
組付け手段７０は、ボルト５２と、油圧モータハウジング２１に設けられボルト５２の呼び長さ部が差し通されるとともにボルト５２の頭部が通過不能に形成されたボルト孔５３と、減速機ハウジング４１に設けられボルト５２が螺合する雌ネジ部５４と、補強部材７１に設けられボルト孔５３と雌ネジ部５４の間に位置しボルト５２の呼び長さ部５２ｂが差し通される通し孔５５とを備えている。これらの構成要素は、第１実施形態の組付け手段５０と共通している。
【００４１】
特に、組付け手段７０は、油圧モータ２０側の補強部材７１の端部において通し孔５５よりも内側（シャフト３２側）に突出して形成され、電動モータハウジング３１に油圧モータ２０側から接する段部７２と、この段部７２に対し油圧モータ２０側から差し通された状態で嵌め込まれて貫通するとともに、段部７２を貫通した部分が電動モータハウジング３１に嵌め込まれる打込みピン７３とを備えている。そして、組付け手段７０は、ボルト５２の呼び長さ部５２ｂが油圧モータハウジング２１のボルト孔５３と補強部材７１の通し孔５５とに差し通された状態で減速機ハウジング４１の雌ネジ部５４に螺合することに伴い、段部７２により電動モータハウジング３１を油圧モータ２０側から減速機ハウジング４１に押し付けるとともに、補強部材７１に電動モータハウジング３１を打込みピン７３で固定することにより、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して固定している。
【００４２】
特に、第２実施形態の補強部材７１は、図７に示すように、ボルト孔５３に加えて、打込みピン７３が嵌め込まれるピン孔７４が設けられている。また、補強部材７１の下端の内径は、電動モータハウジング３１を挿入可能な寸法に設定されている。つまり、補強部材７１は電動モータハウジング３１に上側から被せるようにして装着されるようになっている。なお、補強部材７１にも冷却水路６０は設けられている。
【００４３】
第２実施形態に係る旋回駆動装置によれば次の効果を得られる。
【００４４】
第２実施形態に係る旋回駆動装置においても第１実施形態と同様に、組付け手段７０は、補強部材７１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定する。補強部材７１は油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材７１に対し油圧モータハウジング２１を強固に固定することができる。これにより、油圧モータ２０、電動モータ３０および減速機４０をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００４５】
特に第２実施形態に係る旋回駆動装置によれば、補強部材７１を電動モータハウジング３１に上側（油圧モータ２０側）から被せるようにして装着することができる。これにより、第１実施形態の補強部材５１のように電動モータハウジング３１に対する装着のために第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂとに分割する必要がない。
【００４６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る旋回駆動装置について図８を用いて説明する。
【００４７】
第３実施形態に係る旋回駆動装置は、第１実施形態の組付け手段５０とは異なる組付け手段８０を備えている。第３実施形態に係る旋回駆動装置の組付け手段８０以外の構成は、第１実施形態に係る旋回駆動装置と同様である。
【００４８】
組付け手段８０は、補強部材８１の油圧モータ２０側の端部から内側（シャフト３２側）に突出して形成された油圧モータ側段部８２と、補強部材８１の減速機４０側の端部から内側（シャフト３２側）に突出して形成された減速機側段部８３と、油圧モータ側段部８２に設けられた油圧モータ側雌ネジ部８８と、減速機側段部８３に設けられた減速機側雌ネジ部８９と、油圧モータ側雌ネジ部８８に螺合する油圧モータ側ボルト８４と、減速機側雌ネジ部８９に螺合する減速機側ボルト８５と、油圧モータハウジング２１に設けられ油圧モータ側ボルト８４の呼び長さ部８４ｂが差し通されるとともに油圧モータ側ボルト８４の頭部８４ａが通過不能な大きさに形成された油圧モータ側ボルト孔８６と、減速機ハウジング４１に設けられ減速機側ボルト８５の呼び長さ部８５ｂが差し通されるとともに減速機側ボルト８５の頭部８５ａが通過不能な大きさに形成された減速機側ボルト孔８７と、を備えている。そして、組付け手段８０は、油圧モータ側ボルト８４が油圧モータ側雌ネジ部８８に螺合し、かつ減速機側ボルト８５が減速機側雌ネジ部８９に螺合した状態となることに伴い、油圧モータ側段部８２と減速機側段部８３により油圧モータ２０側と減速機４０側から電動モータハウジング３１を挟持することで、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して固定している。
【００４９】
第３実施形態に係る旋回駆動装置によれば次の効果を得られる。
【００５０】
第３実施形態に係る旋回駆動装置においても第１実施形態と同様に、組付け手段８０は、補強部材８１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定する。補強部材８１は油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材８１に対し油圧モータハウジングを強固に固定することができる。これにより、油圧モータ２０、電動モータ３０および減速機４０をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００５１】
特に第３実施形態に係る旋回駆動装置によれば、油圧モータ側ボルト孔８６と減速機側ボルト孔８７の間に位置する補強部材８１の周壁部８１ａを、それら油圧モータ側ボルト孔８６および減速機側ボルト孔８７よりも外側に張り出させることによって、補強部材８１の内側の空間を大きくすることができる。したがって、油圧モータ２０の外形寸法および減速機４０の外径寸法よりも大きな外径寸法の、すなわちより最高出力の高い電動モータ３０を、油圧モータ２０と減速機４０の間に組付けることができる。
【００５２】
なお、前述の第１〜第３実施形態が適用される建設機械は油圧ショベルであったが、本発明が適用可能な建設機械は油圧ショベルに限定されるものではなく、油圧モータ、電動モータ、減速機をこの順番で組付ける旋回駆動装置を備えた建設機械であればよく、クレーンであってもよい。また、旋回体が旋回可能に結合される台部材は、走行体のフレーム２ｂに限らず、地面に対して固定されたもの、台船に設けられたものであってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１ 油圧ショベル
２ 走行体
２ａ 履帯
２ｂ フレーム
３ 旋回体
３ａ フレーム
４ 運転室
５ 機械室
６ フロント作業装置
７ ブーム
７ａ ブームシリンダ
８ アーム
８ａアームシリンダ
９ バケット
９ａ バケットシリンダ
１０ エンジン
１１ 油圧ポンプ
１２ モータ・ジェネレータ
１３ キャパシタ
１４ 旋回ベアリング
１５ インナーレース
１５ａ リングギア
１６ アウターレース
２０ 油圧モータ
２１ 油圧モータハウジング
２２ フランジ
３０ 電動モータ
３１ 電動モータハウジング
３２ シャフト
３３ ベアリング
３４ ロータ
３５ ステータコイル
３６ 冷却水路
４０ 減速機
４１ 減速機ハウジング
４２ ピニオン
４３ フランジ
５０ 組付け手段
５１ 補強部材
５１ａ 第１円筒部材
５１ｂ 第２円筒部材
５１ｃ 突合せ位置
５２ ボルト
５２ａ 頭部
５２ｂ 呼び長さ部
５３ ボルト孔
５４ 雌ネジ部
５５ 通し孔
５６ 油圧モータ側段部
５７ 減速機側段部
６０ 冷却水路
６１ 縦水路
６２ 上部横水路
６３ 下部横水路
６４ 入口管
６５ 出口管
７０ 組付け手段
７１ 補強部材
７２ 段部
７３ 打込みピン
７４ ピン孔
８０ 組付け手段
８１ 補強部材
８２ 油圧モータ側段部
８３ 減速機側段部
８４ 油圧モータ側ボルト
８４ａ 頭部
８４ｂ 呼び長さ部
８５ 減速機側ボルト
８５ａ 頭部
８５ｂ 呼び長さ部
８６ 油圧モータ側ボルト孔
８７ 減速機側ボルト孔
８８ 油圧モータ側雌ネジ部
８９ 減速機側雌ネジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧モータと、この油圧モータに伝動可能に結合する電動モータと、この電動モータに伝動可能に結合する減速機とを備え、油圧モータおよび電動モータの少なくとも一方の回転に伴って減速機のピニオンが旋回ベアリングのインナーレースのリングギアに沿って転動することにより、旋回体を旋回させる建設機械の旋回駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の旋回駆動装置としては、油圧モータと、電動モータと、油圧モータおよび電動モータから入力された回転を減速して出力する遊星歯車減速機（減速機）とを備えたものがある。遊星歯車減速機と旋回ベアリングのインナーレースはピニオンを介して伝動可能に接続されている。油圧モータ、電動モータ、遊星歯車減速機（減速機）はこの順番で上から下に重なって組みつけられている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のような旋回駆動装置において、油圧モータの外形を形成している油圧モータハウジング、および、減速機の外形を形成している減速機ハウジングは一般に鉄製の部材であり、電動モータの外形を形成している電動モータハウジングは一般にアルミニウム合金製の部材である。電動モータハウジングがアルミニウム合金製の部材である理由は、電動モータにより発生される熱を放熱しやすく、冷却水を供給しても腐食が生じにくいことが要求されるためである。
【０００５】
油圧モータ、電動モータ、減速機をこの順番で上から下に重ねて組付ける場合、電動モータの上部および下部の両方に雌ネジ部を設け、油圧モータの下部にボルトを差し通すボルト孔を設け、減速機の上部にボルトを差し通すボルト孔と設けて、電動モータハウジングの上部と油圧モータハウジングの下部とをボルトと雌ネジ部で締結し、電動モータハウジングの下部と減速機ハウジングの上部とをボルトと雌ネジ部で締結して、油圧モータ、電動モータおよび減速機の３つを組付けることが考えられる。油圧モータハウジングと電動モータハウジングとの締結部は、油圧モータの出力時に油圧モータハウジングが電動モータハウジングに対して回転しないよう固定するものである。ボルトの締付けトルクが大きいほど強固に油圧モータハウジングを電動モータハウジングに固定することができるが、電動モータハウジングはアルミニウム合金製であるために強度が得にくく、旋回体の旋回開始に際し油圧モータが非常に大きなトルクを出力したときに耐え得る十分な締付けトルクを確保することが困難である。つまり、ボルトの締付けトルクを大きくしていくと、十分な締付けトルクに達する前に雌ネジ部が損傷する。
【０００６】
このように油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に組付けるためには、ボルトと雌ネジ部による単純な締結構造は十分でなかった。なお、建設機械の旋回駆動装置において使用される油圧モータの出力は、電動モータの出力の１０倍程度であるため、電動モータと油圧モータの上下方向の位置を入れ替えることは考えられない。
【０００７】
本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に結合することができる建設機械の旋回駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は次のように構成されている。
【０００９】
〔１〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、油圧モータと、この油圧モータに伝動可能に結合する電動モータと、この電動モータに伝動可能に結合する減速機と、台部材に対し旋回体を旋回可能に結合する旋回ベアリングと、前記油圧モータの外形を形成している油圧モータハウジング、前記電動モータの外形を形成している電動モータハウジング、および、前記減速機の外形を形成している減速機ハウジングの３つを組付ける組付け手段と、を備え、前記旋回ベアリングは、前記台部材に固定され内周面にリングギアが形成されたインナーレースと、前記旋回体に固定されて前記インナーレースの外周側で前記インナーレースに対し周方向に回転自在に設けられたアウターレースとを備え、前記減速機は前記インナーレースの前記リングギアに噛み合うピニオンを備え、前記油圧モータおよび前記電動モータの少なくとも一方の出力に伴い、前記減速機のピニオンが前記インナーレースの前記リングギアに沿って転動することにより、前記台部材に対し前記旋回体を旋回させる建設機械の旋回駆動装置において、前記電動モータハウジングはアルミニウム合金製の部材であって前記油圧モータハウジングよりも強度の低い部材であり、前記組付け手段は、前記油圧モータハウジングと同等以上の強度を有する部材であって前記油圧モータと前記減速機の間に位置して前記電動モータハウジングの外周面に装着される補強部材を備え、この補強部材を介して前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングに対して固定することを特徴とする。
【００１０】
この「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、組付け手段は補強部材を介して電動モータハウジングを油圧モータハウジングと減速機ハウジングに対して固定する。補強部材は油圧モータハウジングと同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材に対し油圧モータハウジングを強固に固定することができる。これによって、油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００１１】
〔２〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記組付け手段は、ボルトと、前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する油圧モータ側段部と、前記減速機側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記減速機側から接する減速機側段部と、を備え、前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定することを特徴とする。
【００１２】
〔３〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記組付け手段は、ボルトと、前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する段部と、この段部に対し前記油圧モータ側から嵌め込まれて前記減速機側に貫通するとともに、前記段部を貫通した部分が前記電動モータハウジングに嵌め込まれる打込みピンと、を備え、前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記段部により前記電動モータハウジングを前記油圧モータ側から前記減速機ハウジングに押し付けるとともに、前記補強部材に前記電動モータハウジングを前記打込みピンで固定することにより、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定することを特徴とする。
【００１３】
〔４〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記組付け手段は、前記補強部材の前記油圧モータ側の端部から内側に突出して形成された油圧モータ側段部と、前記補強部材の前記減速機側の端部から内側に突出して形成された減速機側段部と、前記油圧モータ側段部に設けられた油圧モータ側雌ネジ部と、前記減速機側段部に設けられた減速機側雌ネジ部と、前記油圧モータ側に配置されて前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合する油圧モータ側ボルトと、前記減速機側に配置されて前記減速機側雌ネジ部に螺合する減速機側ボルトと、前記油圧モータハウジングに設けられ前記油圧モータ側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記油圧モータ側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された油圧モータ側ボルト孔と、前記減速機ハウジングに設けられ前記減速機側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記減速機側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された減速機側ボルト孔と、を備え、前記油圧モータ側ボルトが前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合し、かつ前記減速機側ボルトが前記減速機側雌ネジ部に螺合した状態となることに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定することを特徴とする。
【００１４】
この「〔４〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置においては、油圧モータ側ボルト孔と減速機側ボルト孔の間に位置する補強部材の部分を、それら油圧モータ側ボルト孔および減速機側ボルト孔よりも外側に張り出させることによって、補強部材の内側の空間を大きくすることができる。したがって、油圧モータの外形寸法および減速機の外径寸法よりも大きな外径寸法の電動モータを、油圧モータと減速機の間に組付けることができる。
【００１５】
〔５〕 本発明に係る建設機械の旋回駆動装置は、「〔１〕」〜「〔４〕」のいずれか１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、前記補強部材に冷却水路が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
この「〔５〕」に記載の建設機械の旋回駆動装置において、電動モータハウジングに装着された補強部材が、電動モータハウジングの放熱を抑えることを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る建設機械の旋回駆動装置によれば、前述のように、油圧モータ、電動モータおよび減速機をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る建設機械である油圧ショベルを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る旋回駆動装置の部分断面図である。
【図３】図２に示した補強部材の上面図である。
【図４】補強部材に設けられた冷却水路を示す図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】第２実施形態に係る旋回駆動装置の部分断面図である。
【図７】図６に示した補強部材の上面図である。
【図８】第３実施形態に係る旋回駆動装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１〜第３実施形態について図を用いて説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について図１〜図５を用いて説明する。
【００２１】
第１実施形態に係る建設機械は、図１に示す油圧ショベル１である。この油圧ショベル１は、履帯２ａを駆動して走行する走行体２と、この走行体２の骨格を形成しているフレーム２ｂ（図２参照）を台部材としてこの台部材に対し旋回ベアリング１４を介して旋回可能に結合する旋回体３と、この旋回体３の前部に設けられ、ブームシリンダ７ａ（油圧シリンダ）により起伏し、アームシリンダ８ａ（油圧シリンダ）およびバケットシリンダ９ａ（油圧シリンダ）の少なくとも一方の収縮または伸長により屈曲または伸展するフロント作業装置６とを備えている。
【００２２】
旋回体３は運転室４と機械室５を備えている。機械室５内には、エンジン１０と、このエンジン１０により駆動される油圧ポンプ１１とが設けられている。油圧ポンプ１１は、ブームシリンダ７ａ、アームシリンダ８ａ、バケットシリンダ９ａ等、油圧ショベル１の各油圧アクチュエータに供給される油圧の油圧源である。
【００２３】
また、機械室５内には、エンジン１０に連結されジェネレータ（発電機）とモータ（電動機）の機能を備えて駆動されるモータ・ジェネレータ１２と、このモータ・ジェネレータ１２により生起された電気エネルギーを蓄えるキャパシタ１３とが設けられている。なお、モータ・ジェネレータ１２はモータとして機能した場合にエンジン１０の回転を助勢するようになっている。
【００２４】
また、機械室内５には、油圧モータ２０と、この油圧モータ２０に伝動可能に結合する電動モータ３０と、この電動モータ３０に伝動可能に結合する減速機４０とが設けられている。油圧モータ２０は前出の油圧ポンプ１１からの圧油により駆動されるものである。電動モータ３０は前出のキャパシタ１３からの電力により駆動されるものである。
【００２５】
図２に示すように、第１実施形態に係る旋回駆動装置は、前出の油圧モータ２０と、前出の電動モータ３０と、前出の減速機４０と、前出の旋回ベアリング１４とを備えている。
【００２６】
電動モータ３０の外形は、電動モータハウジング３１により形成されている。この電動モータハウジング３１の内部には、シャフト３２と、このシャフト３２を電動モータハウジング３１に対して回転可能に保持するベアリング３３と、シャフト３２に固定されたロータ（永久磁石）と、このロータ３４の外周側に位置するステータコイル３５とを備えている。
【００２７】
旋回ベアリング１４は、台部材である走行体２のフレーム２ｂに固定され内周面にリングギア１５ａが形成されたインナーレース１５と、旋回体３の下部を形成しているフレーム３ａに固定されてインナーレース１５の外周側でインナーレース１５に対し周方向に回転自在に設けられたアウターレース１６とを備えている。減速機４０はインナーレース１５のリングギア１５ａに噛み合うピニオン４２を備えており、油圧モータ２０および電動モータ３０の少なくとも一方の出力に伴い、減速機４０のピニオン４２がインナーレース１５のリングギア１５ａに沿って転動することにより、走行体２（フレーム２ｂ）に対し旋回体３を旋回させるようになっている。
【００２８】
油圧モータ２０の外形を形成している油圧モータハウジング２１と、減速機４０の外形を形成している減速機ハウジング４１は、鉄製の部材である。電動モータハウジング３１はアルミ合金製の部材であって、油圧モータハウジング２１および減速機ハウジング４１よりも強度が低い。電動モータハウジング３１がアルミニウム合金製である理由は、電動モータにより発生される熱を放熱しやすく、冷却水を供給しても腐食が生じにくいことが要求されるためであり、このことは既に述べた通りである。なお、図２中の３６は電動モータハウジング３１に設けられた冷却水路である。
【００２９】
第１実施形態に係る旋回駆動装置は、油圧モータハウジング２１、電動モータハウジング３１、および、減速機ハウジング４１の３つを組付ける組付け手段５０を備えている。この組付け手段５０は補強部材５１を備えている。この補強部材５１は、油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する。また、この補強部材５１は、電動モータハウジング３１の外周面に装着されるものであり、電動モータハウジング３１の外形に合わせて円筒形に形成されている。組付け手段５０は、その補強部材５１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定している。この組付け手段５０の詳細について次に説明する。
【００３０】
組付け手段５０は、ボルト５２と、油圧モータハウジング２１下端のフランジ２２に設けられボルト５２の呼び長さ部５２ｂが差し通されるとともにボルト５２の頭部５２ａが通過不能な大きさに形成されたボルト孔５３と、減速機ハウジング４１上端のフランジ４３に設けられボルト５２が螺合する雌ネジ部５４と、補強部材５１に設けられボルト孔５３と雌ネジ部５４の間に位置しボルト５２の呼び長さ部５２ｂが差し通される通し孔５５と、油圧モータ２０側の補強部材５１の端部において通し孔５５よりも内側（シャフト３２側）に突出して形成され、電動モータハウジング３１に油圧モータ２０側から接する油圧モータ側段部５６と、減速機４０側の補強部材５１の端部に通し孔５５よりも内側（シャフト３２側）に突出して形成され、電動モータハウジング３１に減速機４０側から接する減速機側段部５７と、を備えている。そして、組付け手段５０は、ボルト５２の呼び長さ部５２ｂが油圧モータハウジング２１のボルト孔５３と補強部材５１の通し孔５５とに差し通された状態で減速機ハウジング４１の雌ネジ部５４に螺合することに伴い、油圧モータ側段部５６と減速機側段部５７により油圧モータ２０側と減速機４０側から電動モータハウジング３１を挟持することで、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して固定している。
【００３１】
図３に示すように、補強部材５１は、半円筒状の２個の部材、すなわち第１円筒部材５１ａ，第２円筒部材５１ｂとから構成されている。つまり、第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂのそれぞれは、第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂとが全体として円筒形をなすように電動モータハウジング３１の外周面に当接した状態で、油圧モータハウジング２１および減速機ハウジング４１に対し固定されることによって円筒状の１個の補強部材５１をなす。図４中の５１ｃは第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂとの突合せ位置である。
【００３２】
通し孔５５は補強部材５１の周方向に等間隔に並んで複数、第１実施形態では１２個設けられている。ボルト孔５３は油圧モータハウジング２１のフランジ２２に、周方向に等間隔に並んで複数設けられている。雌ネジ部５４は減速機４０のフランジ４３に、周方向に等間隔に並んで設けられている。通し孔５５の個数、ボルト孔５３の個数、雌ネジ部５４の個数は同数に設定されている。周方向において隣り合う２個の通し孔５５の間隔、周方向において隣り合う２個のボルト孔５３の間隔、周方向において隣り合う２個の雌ネジ部５４の間隔は、同寸法に設定されている。
【００３３】
図４に示すように、補強部材５１には、冷却水路６０（図４中の黒塗り部）が設けられている。この冷却水路６０は、電動モータ３０のシャフト３２の軸方向に延びた縦水路６１と、電動モータハウジング３１の上部において周方向に延びた上部横水路６２と、電動モータハウジング３１の下部において周方向に延びた下部横水路６３と、冷却水路６０の入口をなす入口管６４と、冷却水路６０の出口をなす出口管６５と、接続管６６，６７と、これら接続管６６，６７を接続するホース６８を備えている。縦水路６１は周方向において通し孔５５と交互に並んで位置する。なお、図４において冷却水路６０を実線で示したが、これは図の簡略化のためであり、実際の補強部材５１の外観では冷却水路６０は見えない。
【００３４】
図４，図５に示すように、上部横水路６２（図５では黒塗り部）は、隣り合う２条の縦水路６１の上端同士を連通させる水路であり、下部横水路６３（図５では破線部）は、隣り合う２条の縦水路６１の下端同士を連通させる水路であり、これら上部横水路６２と下部横水路６３は周方向において交互に並んで位置する。つまり、上部横水路６２により上端同士を連通されている２条の縦水路６１は互いの下端同士を下部横水路６３により連通されていることはなく、それら２条の縦水路６１の一方は他方と反対側で隣り合う縦水路６１と下部横水路６３により連通されている。また、上部横水路６２も下部横水路６３も外側に湾曲した円弧状をなして通し孔５５を避けて位置する。入口管６４が設けられた縦水路６１と出口管６５が設けられた縦水路６４とは、上部横水路６２および下部横水路６３のいずれにも連通されていない。接続管６６，６７はそれぞれ、突合せ位置５１ｃを挟んで隣接して位置する縦水路６１の上部から突出しており、ホース６８を介して連通している。
【００３５】
第１実施形態に係る旋回駆動装置によれば次の効果を得られる。
【００３６】
第１実施形態に係る旋回駆動装置において、組付け手段５０は、補強部材５１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定する。補強部材５１は油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材５１に対し油圧モータハウジングを強固に固定することができる。これにより、油圧モータ２０、電動モータ３０および減速機４０をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００３７】
第１実施形態に係る旋回駆動装置において、補強部材５１には冷却水路６０が設けられているので、電動モータハウジング３１に装着された補強部材５１が、電動モータハウジング３１の放熱を妨げることを防止でき、電気モータハウジング３１の冷却を十分に行うことができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る旋回駆動装置について図６，図７を用いて説明する。
【００３９】
第２実施形態に係る旋回駆動装置は、第１実施形態の組付け手段５０とは異なる組付け手段７０を備えている。第２実施形態に係る旋回駆動装置の組付け手段７０以外の構成は、第１実施形態に係る旋回駆動装置と同様である。
【００４０】
組付け手段７０は、ボルト５２と、油圧モータハウジング２１に設けられボルト５２の呼び長さ部が差し通されるとともにボルト５２の頭部が通過不能に形成されたボルト孔５３と、減速機ハウジング４１に設けられボルト５２が螺合する雌ネジ部５４と、補強部材７１に設けられボルト孔５３と雌ネジ部５４の間に位置しボルト５２の呼び長さ部５２ｂが差し通される通し孔５５とを備えている。これらの構成要素は、第１実施形態の組付け手段５０と共通している。
【００４１】
特に、組付け手段７０は、油圧モータ２０側の補強部材７１の端部において通し孔５５よりも内側（シャフト３２側）に突出して形成され、電動モータハウジング３１に油圧モータ２０側から接する段部７２と、この段部７２に対し油圧モータ２０側から差し通された状態で嵌め込まれて貫通するとともに、段部７２を貫通した部分が電動モータハウジング３１に嵌め込まれる打込みピン７３とを備えている。そして、組付け手段７０は、ボルト５２の呼び長さ部５２ｂが油圧モータハウジング２１のボルト孔５３と補強部材７１の通し孔５５とに差し通された状態で減速機ハウジング４１の雌ネジ部５４に螺合することに伴い、段部７２により電動モータハウジング３１を油圧モータ２０側から減速機ハウジング４１に押し付けるとともに、補強部材７１に電動モータハウジング３１を打込みピン７３で固定することにより、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して固定している。
【００４２】
特に、第２実施形態の補強部材７１は、図７に示すように、ボルト孔５３に加えて、打込みピン７３が嵌め込まれるピン孔７４が設けられている。また、補強部材７１の下端の内径は、電動モータハウジング３１を挿入可能な寸法に設定されている。つまり、補強部材７１は電動モータハウジング３１に上側から被せるようにして装着されるようになっている。なお、補強部材７１にも冷却水路６０は設けられている。
【００４３】
第２実施形態に係る旋回駆動装置によれば次の効果を得られる。
【００４４】
第２実施形態に係る旋回駆動装置においても第１実施形態と同様に、組付け手段７０は、補強部材７１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定する。補強部材７１は油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材７１に対し油圧モータハウジング２１を強固に固定することができる。これにより、油圧モータ２０、電動モータ３０および減速機４０をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００４５】
特に第２実施形態に係る旋回駆動装置によれば、補強部材７１を電動モータハウジング３１に上側（油圧モータ２０側）から被せるようにして装着することができる。これにより、第１実施形態の補強部材５１のように電動モータハウジング３１に対する装着のために第１円筒部材５１ａと第２円筒部材５１ｂとに分割する必要がない。
【００４６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る旋回駆動装置について図８を用いて説明する。
【００４７】
第３実施形態に係る旋回駆動装置は、第１実施形態の組付け手段５０とは異なる組付け手段８０を備えている。第３実施形態に係る旋回駆動装置の組付け手段８０以外の構成は、第１実施形態に係る旋回駆動装置と同様である。
【００４８】
組付け手段８０は、補強部材８１の油圧モータ２０側の端部から内側（シャフト３２側）に突出して形成された油圧モータ側段部８２と、補強部材８１の減速機４０側の端部から内側（シャフト３２側）に突出して形成された減速機側段部８３と、油圧モータ側段部８２に設けられた油圧モータ側雌ネジ部８８と、減速機側段部８３に設けられた減速機側雌ネジ部８９と、油圧モータ側雌ネジ部８８に螺合する油圧モータ側ボルト８４と、減速機側雌ネジ部８９に螺合する減速機側ボルト８５と、油圧モータハウジング２１に設けられ油圧モータ側ボルト８４の呼び長さ部８４ｂが差し通されるとともに油圧モータ側ボルト８４の頭部８４ａが通過不能な大きさに形成された油圧モータ側ボルト孔８６と、減速機ハウジング４１に設けられ減速機側ボルト８５の呼び長さ部８５ｂが差し通されるとともに減速機側ボルト８５の頭部８５ａが通過不能な大きさに形成された減速機側ボルト孔８７と、を備えている。そして、組付け手段８０は、油圧モータ側ボルト８４が油圧モータ側雌ネジ部８８に螺合し、かつ減速機側ボルト８５が減速機側雌ネジ部８９に螺合した状態となることに伴い、油圧モータ側段部８２と減速機側段部８３により油圧モータ２０側と減速機４０側から電動モータハウジング３１を挟持することで、電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１とに対して固定している。
【００４９】
第３実施形態に係る旋回駆動装置によれば次の効果を得られる。
【００５０】
第３実施形態に係る旋回駆動装置においても第１実施形態と同様に、組付け手段８０は、補強部材８１を介して電動モータハウジング３１を油圧モータハウジング２１と減速機ハウジング４１に対して固定する。補強部材８１は油圧モータハウジング２１と同等以上の強度を有する部材であるので、補強部材８１に対し油圧モータハウジングを強固に固定することができる。これにより、油圧モータ２０、電動モータ３０および減速機４０をこの順番で重ねて強固に結合することができる。
【００５１】
特に第３実施形態に係る旋回駆動装置によれば、油圧モータ側ボルト孔８６と減速機側ボルト孔８７の間に位置する補強部材８１の周壁部８１ａを、それら油圧モータ側ボルト孔８６および減速機側ボルト孔８７よりも外側に張り出させることによって、補強部材８１の内側の空間を大きくすることができる。したがって、油圧モータ２０の外形寸法および減速機４０の外径寸法よりも大きな外径寸法の、すなわちより最高出力の高い電動モータ３０を、油圧モータ２０と減速機４０の間に組付けることができる。
【００５２】
なお、前述の第１〜第３実施形態が適用される建設機械は油圧ショベルであったが、本発明が適用可能な建設機械は油圧ショベルに限定されるものではなく、油圧モータ、電動モータ、減速機をこの順番で組付ける旋回駆動装置を備えた建設機械であればよく、クレーンであってもよい。また、旋回体が旋回可能に結合される台部材は、走行体のフレーム２ｂに限らず、地面に対して固定されたもの、台船に設けられたものであってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１ 油圧ショベル
２ 走行体
２ａ 履帯
２ｂ フレーム
３ 旋回体
３ａ フレーム
４ 運転室
５ 機械室
６ フロント作業装置
７ ブーム
７ａ ブームシリンダ
８ アーム
８ａアームシリンダ
９ バケット
９ａ バケットシリンダ
１０ エンジン
１１ 油圧ポンプ
１２ モータ・ジェネレータ
１３ キャパシタ
１４ 旋回ベアリング
１５ インナーレース
１５ａ リングギア
１６ アウターレース
２０ 油圧モータ
２１ 油圧モータハウジング
２２ フランジ
３０ 電動モータ
３１ 電動モータハウジング
３２ シャフト
３３ ベアリング
３４ ロータ
３５ ステータコイル
３６ 冷却水路
４０ 減速機
４１ 減速機ハウジング
４２ ピニオン
４３ フランジ
５０ 組付け手段
５１ 補強部材
５１ａ 第１円筒部材
５１ｂ 第２円筒部材
５１ｃ 突合せ位置
５２ ボルト
５２ａ 頭部
５２ｂ 呼び長さ部
５３ ボルト孔
５４ 雌ネジ部
５５ 通し孔
５６ 油圧モータ側段部
５７ 減速機側段部
６０ 冷却水路
６１ 縦水路
６２ 上部横水路
６３ 下部横水路
６４ 入口管
６５ 出口管
７０ 組付け手段
７１ 補強部材
７２ 段部
７３ 打込みピン
７４ ピン孔
８０ 組付け手段
８１ 補強部材
８２ 油圧モータ側段部
８３ 減速機側段部
８４ 油圧モータ側ボルト
８４ａ 頭部
８４ｂ 呼び長さ部
８５ 減速機側ボルト
８５ａ 頭部
８５ｂ 呼び長さ部
８６ 油圧モータ側ボルト孔
８７ 減速機側ボルト孔
８８ 油圧モータ側雌ネジ部
８９ 減速機側雌ネジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧モータと、この油圧モータに伝動可能に結合する電動モータと、この電動モータに伝動可能に結合する減速機と、台部材に対し旋回体を旋回可能に結合する旋回ベアリングと、前記油圧モータの外形を形成している油圧モータハウジング、前記電動モータの外形を形成している電動モータハウジング、および、前記減速機の外形を形成している減速機ハウジングの３つを組付ける組付け手段と、を備え、
前記旋回ベアリングは、前記台部材に固定され内周面にリングギアが形成されたインナーレースと、前記旋回体に固定されて前記インナーレースの外周側で前記インナーレースに対し周方向に回転自在に設けられたアウターレースとを備え、
前記減速機は前記インナーレースの前記リングギアに噛み合うピニオンを備え、前記油圧モータおよび前記電動モータの少なくとも一方の出力に伴い、前記減速機のピニオンが前記インナーレースの前記リングギアに沿って転動することにより、前記台部材に対し前記旋回体を旋回させる建設機械の旋回駆動装置において、
前記電動モータハウジングはアルミニウム合金製の部材であって前記油圧モータハウジングよりも強度の低い部材であり、
前記組付け手段は、前記油圧モータハウジングと同等以上の強度を有する部材であって前記油圧モータと前記減速機の間に位置して前記電動モータハウジングの外周面に装着される補強部材を備え、この補強部材を介して前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記組付け手段は、
ボルトと、
前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、
前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、
前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、
前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する油圧モータ側段部と、
前記減速機側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記減速機側から接する減速機側段部と、
を備え、
前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記組付け手段は、
ボルトと、
前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、
前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、
前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、
前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する段部と、
この段部に対し前記油圧モータ側から嵌め込まれて前記減速機側に貫通するとともに、前記段部を貫通した部分が前記電動モータハウジングに嵌め込まれる打込みピンと、
を備え、
前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記段部により前記電動モータハウジングを前記油圧モータ側から前記減速機ハウジングに押し付けるとともに、前記補強部材に前記電動モータハウジングを前記打込みピンで固定することにより、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記組付け手段は、
前記補強部材の前記油圧モータ側の端部から内側に突出して形成された油圧モータ側段部と、
前記補強部材の前記減速機側の端部から内側に突出して形成された減速機側段部と、
前記油圧モータ側段部に設けられた油圧モータ側雌ネジ部と、
前記減速機側段部に設けられた減速機側雌ネジ部と、
前記油圧モータ側に配置されて前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合する油圧モータ側ボルトと、
前記減速機側に配置されて前記減速機側雌ネジ部に螺合する減速機側ボルトと、
前記油圧モータハウジングに設けられ前記油圧モータ側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記油圧モータ側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された油圧モータ側ボルト孔と、
前記減速機ハウジングに設けられ前記減速機側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記減速機側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された減速機側ボルト孔と、
を備え、
前記油圧モータ側ボルトが前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合し、かつ前記減速機側ボルトが前記減速機側雌ネジ部に螺合した状態となることに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記補強部材に冷却水路が設けられた
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項１】
油圧モータと、この油圧モータに伝動可能に結合する電動モータと、この電動モータに伝動可能に結合する減速機と、台部材に対し旋回体を旋回可能に結合する旋回ベアリングと、前記油圧モータの外形を形成している油圧モータハウジング、前記電動モータの外形を形成している電動モータハウジング、および、前記減速機の外形を形成している減速機ハウジングの３つを組付ける組付け手段と、を備え、
前記旋回ベアリングは、前記台部材に固定され内周面にリングギアが形成されたインナーレースと、前記旋回体に固定されて前記インナーレースの外周側で前記インナーレースに対し周方向に回転自在に設けられたアウターレースとを備え、
前記減速機は前記インナーレースの前記リングギアに噛み合うピニオンを備え、前記油圧モータおよび前記電動モータの少なくとも一方の出力に伴い、前記減速機のピニオンが前記インナーレースの前記リングギアに沿って転動することにより、前記台部材に対し前記旋回体を旋回させる建設機械の旋回駆動装置において、
前記電動モータハウジングはアルミニウム合金製の部材であって前記油圧モータハウジングよりも強度の低い部材であり、
前記組付け手段は、前記油圧モータハウジングと同等以上の強度を有する部材であって前記油圧モータと前記減速機の間に位置して前記電動モータハウジングの外周面に装着される補強部材を備え、この補強部材を介して前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記組付け手段は、
ボルトと、
前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、
前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、
前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、
前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する油圧モータ側段部と、
前記減速機側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記減速機側から接する減速機側段部と、
を備え、
前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記組付け手段は、
ボルトと、
前記油圧モータハウジングに設けられ前記ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成されたボルト孔と、
前記減速機ハウジングに設けられ前記ボルトが螺合する雌ネジ部と、
前記補強部材に設けられ前記ボルト孔と前記雌ネジ部の間に位置し前記ボルトの呼び長さ部が差し通される通し孔と、
前記油圧モータ側の前記補強部材の端部に前記通し孔よりも内側に突出して形成され、前記電動モータハウジングに前記油圧モータ側から接する段部と、
この段部に対し前記油圧モータ側から嵌め込まれて前記減速機側に貫通するとともに、前記段部を貫通した部分が前記電動モータハウジングに嵌め込まれる打込みピンと、
を備え、
前記ボルトの前記呼び長さ部が前記油圧モータハウジングの前記ボルト孔と前記補強部材の通し孔とに差し通された状態で前記減速機ハウジングの前記雌ネジ部に螺合することに伴い、前記段部により前記電動モータハウジングを前記油圧モータ側から前記減速機ハウジングに押し付けるとともに、前記補強部材に前記電動モータハウジングを前記打込みピンで固定することにより、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記組付け手段は、
前記補強部材の前記油圧モータ側の端部から内側に突出して形成された油圧モータ側段部と、
前記補強部材の前記減速機側の端部から内側に突出して形成された減速機側段部と、
前記油圧モータ側段部に設けられた油圧モータ側雌ネジ部と、
前記減速機側段部に設けられた減速機側雌ネジ部と、
前記油圧モータ側に配置されて前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合する油圧モータ側ボルトと、
前記減速機側に配置されて前記減速機側雌ネジ部に螺合する減速機側ボルトと、
前記油圧モータハウジングに設けられ前記油圧モータ側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記油圧モータ側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された油圧モータ側ボルト孔と、
前記減速機ハウジングに設けられ前記減速機側ボルトの呼び長さ部が差し通されるとともに前記減速機側ボルトの頭部が通過不能な大きさに形成された減速機側ボルト孔と、
を備え、
前記油圧モータ側ボルトが前記油圧モータ側雌ネジ部に螺合し、かつ前記減速機側ボルトが前記減速機側雌ネジ部に螺合した状態となることに伴い、前記油圧モータ側段部と前記減速機側段部により前記油圧モータ側と前記減速機側から前記電動モータハウジングを挟持することで、前記電動モータハウジングを前記油圧モータハウジングと前記減速機ハウジングとに対して固定する
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の建設機械の旋回駆動装置において、
前記補強部材に冷却水路が設けられた
ことを特徴とする建設機械の旋回駆動装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図２】
【図６】
【図８】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図２】
【図６】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８２６５６（Ｐ２０１２−８２６５６Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１６８８（Ｐ２０１０−２３１６８８）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【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４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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