DE112019000205T5

DE112019000205T5 - Elektromotor, Rotationsantriebssystem und Hydraulikbagger

Info

Publication number: DE112019000205T5
Application number: DE112019000205.8T
Authority: DE
Inventors: Akira Minamiura; Teiichirou Chiba
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-08-06
Also published as: WO2019167459A1; CN111448746A; US20210189686A1; JP2019154101A

Abstract

Ein Elektromotor enthält einen Rotor, der eine Drehwelle (40), die um eine sich vertikal erstreckende Achse (O) rotiert, und einen Rotorkern, der an einer äußeren Umfangsfläche der Drehwelle (40) befestigt ist, aufweist, einen Stator, der den Rotorkern von einer äußeren Umfangsseite umgibt, einen unteren Bodenabschnitt (27) als eine Trennwand, die einen ersten Raum abtrennt, wo der Rotor und der Stator angeordnet sind und ein Schmieröl von einer Außenseite zugeführt wird, einen Lagerabschnitt (180), der konfiguriert ist, das in den ersten Raum (R1) zugeführte Schmieröl zu lagern, einen Bremsmechanismus (120) als eine Antriebseinheit, die das Schmieröl innerhalb des Lagerabschnitts (180) in den ersten Raum (R1) abgibt, und Gleitabschnitte, wobei in jeden von ihnen das aus dem Inneren des Lagerabschnitts (180) abgegebene Schmieröl eingeleitet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, ein Rotationsantriebssystem und einen Hydraulikbagger.
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-035842 , eingereicht am 28. Februar 2018, beansprucht, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die PTL 1 offenbart einen Hydraulikbagger, der mit einem Rotationsantriebssystem versehen ist, das einen oberen Schwenkkörper in Bezug auf ein Fahrwerk schwenkt. Das Rotationsantriebssystem enthält einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe, das die Rotation des Elektromotors verzögert. Das Rotationsantriebssystem ist mit einer Bremse versehen, um in einem Stoppzustand eine unbeabsichtigte Rotation zu verhindern. Die Bremse enthält eine Bremsscheibe, die sich einteilig mit einer Drehwelle drehen kann, und einen Bremskolben, der auf die Bremsscheibe drückt.
Das Schmieröl wird dem Elektromotor des Rotationsantriebssystems von außen zugeführt, so dass eine Kühlkapazität für einen Rotor und einen Stator sichergestellt ist und eine Schmierfähigkeit für jeden Gleitabschnitt, wie z. B. ein Lager, sichergestellt ist. Das Schmieröl wird durch eine angetriebene Schmierölpumpe in den Elektromotor zugeführt.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichungs-Nr. 2016-172965
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Wenn übrigens der Elektromotor, der sich in einem Stoppzustand befindet, gestartet wird und sich der Rotor dreht, wird das Schmieröl durch die Schmierölpumpe, die gleichzeitig angetrieben wird, dem Elektromotor zugeführt. Es gibt jedoch einen Zeitunterschied zwischen dem Antreiben der Schmierölpumpe und der Ankunft des Schmieröls bei dem Gleitabschnitt. Außerdem ist die Viskosität des Schmieröls insbesondere bei einer tiefen Temperatur hoch, weshalb es Zeit braucht, bis das Schmieröl den Gleitabschnitt erreicht.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf derartige Probleme gemacht worden, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Elektromotor, ein Rotationsantriebssystem und einen Hydraulikbagger zu schaffen, die ermöglichen, dass das Schmieröl einem Gleitabschnitt gleichmäßig zugeführt wird.
Lösung des Problems
Ein Elektromotor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: einen Rotor, der eine Drehwelle, die eine Achse aufweist, die sich vertikal erstreckt, und um die Achse rotiert, und einen Rotorkern, der an einer äußeren Umfangsfläche der Drehwelle befestigt ist, enthält; einen Stator, der den Rotorkern von einer äußeren Umfangsseite des Stators umgibt; eine Trennwand, die einen ersten Raum abtrennt, in dem der Rotor und der Stator angeordnet sind und dem das Schmieröl von einer Außenseite zugeführt wird; einen Lagerabschnitt, der konfiguriert ist, das in den ersten Raum zugeführte Schmieröl zu lagern; eine Antriebseinheit, die das Schmieröl innerhalb des Lagerabschnitts in den ersten Raum abgibt; und Gleitabschnitte, wobei in jeden von ihnen das aus dem Inneren des Lagerabschnitts abgegebene Schmieröl eingeleitet wird.
Bei dem Elektromotor, der konfiguriert ist, wie oben beschrieben worden ist, ist die Schmierfähigkeit in dem Gleitabschnitt durch das Schmieröl, das dem ersten Raum von außen zugeführt wird, sichergestellt. Ferner wird das Schmieröl in den Lagerabschnitt eingeleitet. Im Ergebnis wird das Schmieröl in dem Lagerabschnitt gelagert.
Außerdem wird in einem Fall, in dem es z. B. schwierig ist, das Schmieröl von außen dem ersten Raum zuzuführen, das in dem Lagerabschnitt gelagerte Schmieröl durch die Antriebseinheit in den ersten Raum abgegeben. Das in dieser Weise abgegebene Schmieröl schmiert den Gleitabschnitt, indem es in den Gleitabschnitt eingeleitet wird. Entsprechend ist es sogar in einer Situation, in der es schwierig ist, das Schmieröl von außen zuzuführen, möglich, das von dem Lagerabschnitt abgegebene Schmieröl dem Gleitabschnitt gleichmäßig zuzuführen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem Elektromotor, dem Rotationsantriebssystem und dem Hydraulikbagger des obigen Aspekts ist es möglich, das Schmieröl einem Gleitabschnitt gleichmäßig zuzuführen.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines Hydraulikbaggers, der ein Rotationsantriebssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
2 ist eine Draufsicht des Hydraulikbaggers, der das Rotationsantriebssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
3 ist eine schematische graphische Darstellung, die einen Umriss des Rotationsantriebssystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Rotationsantriebsvorrichtung in dem Rotationsantriebssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine vergrößerte Ansicht der Umgebung eines Bremsmechanismus in 4 und ist eine graphische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem sich ein Bremskolben an einem unteren Totpunkt befindet.
6 ist eine vergrößerte Ansicht der Umgebung des Bremsmechanismus in 4 und ist eine graphische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem sich der Bremskolben an einem oberen Totpunkt befindet.
7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptabschnitts eines Elektromotors eines Rotationsantriebssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
<Erste Ausführungsform>
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der 1 bis 6 ausführlich beschrieben.
<Arbeitsmaschine>
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, enthält ein Hydraulikbagger 200 als eine Arbeitsmaschine ein Fahrwerk 210, einen Schwenkkreis 220 und einen oberen Schwenkkörper 230. In der folgenden Beschreibung wird die Richtung, in der die Schwerkraft in einem Zustand wirkt, in dem die Arbeitsmaschine auf einer horizontalen Oberfläche installiert ist, als eine „vertikale Richtung“ bezeichnet. Zusätzlich wird die Vorderseite des Fahrersitzes in einem (später beschriebenen) Führerhaus 231 einfach als die „Vorderseite“ bezeichnet, während die Rückseite des Fahrersitzes einfach als die „Rückseite“ bezeichnet wird.
Das Fahrwerk 210 enthält ein Paar einer linken und einer rechten Raupenkette 211 und 211, wobei sich der Hydraulikbagger 200 durch die Raupenketten 211 und 211 bewegt, die durch einen (nicht gezeigten) Fahrhydraulikmotor angetrieben sind.
Der Schwenkkreis 220 ist ein Element, das das Fahrwerk 210 und den oberen Schwenkkörper 230 verbindet, und enthält einen äußeren Laufring 221, einen inneren Laufring 222 und ein Schwenkritzel 223. Der äußere Laufring 221 ist durch das Fahrwerk 210 gestützt und weist eine Ringform um eine Schwenkachse L auf, die sich erstreckt, so dass sie mit der vertikalen Richtung übereinstimmt. Der innere Laufring 222 ist ein mit dem äußeren Laufring 221 koaxiales ringförmiges Element und ist innerhalb des äußeren Laufrings 221 angeordnet. Der innere Laufring 222 ist so gestützt, dass er um die Schwenkachse L bezüglich des äußeren Laufrings 221 drehbar ist. Das Schwenkritzel 223 befindet sich mit den Innenzähnen des inneren Laufrings 222 in Eingriff, wobei sich der innere Laufring 222 durch das sich drehende Schwenkritzel 223 bezüglich des äußeren Laufrings 221 dreht.
Der obere Schwenkkörper 230 ist so angeordnet, dass er bezüglich des Fahrwerks 210 um die Schwenkachse L schwenken kann, indem er durch den inneren Laufring 222 gestützt ist. Der obere Schwenkkörper 230 enthält das Führerhaus 231, ein Arbeitsgerät 232, eine Kraftmaschine 236, die hinter dem Führerhaus 231 und dem Arbeitsgerät 232 vorgesehen ist, einen Generatormotor 237, eine Hydraulikpumpe 238, einen Wechselrichter 239, einen Kondensator 240 und ein Rotationsantriebssystem 1.
Das Führerhaus 231 ist auf der vorderen linken Seite des oberen Schwenkkörpers 230 angeordnet und ist mit dem Fahrersitz für einen Arbeiter versehen. Das Arbeitsgerät 232 ist so vorgesehen, dass es sich vor dem oberen Schwenkkörper 230 erstreckt, und enthält einen Ausleger 233, einen Arm 234 und einen Löffel 235. Das Arbeitsgerät 232 führt verschiedene Arbeiten, wie z. B. Erdarbeiten, durch den Ausleger 233, den Arm 234 und den Löffel 235 aus, die jeweils durch (nicht gezeigte) Hydraulikzylinder angetrieben sind.
Die Wellen der Kraftmaschine 236 und des Generatormotors 237 sind mit einem Keilprofil gekoppelt. Der Generatormotor 237 erzeugt elektrische Leistung, indem er durch die Kraftmaschine 236 angetrieben wird. Die Drehwellen des Generatormotors 237 und Hydraulikpumpe 238 sind mit einem Keilprofil gekoppelt. Die Hydraulikpumpe 238 ist durch die Kraftmaschine 236 angetrieben. Jeder der Hydraulikzylinder und der Fahrhydraulikmotor, die oben beschrieben worden sind, sind durch den Hydraulikdruck angetrieben, der durch die Hydraulikpumpe 238 erzeugt wird, die angetrieben wird.
Der Generatormotor 237, der Kondensator 240 und das Rotationsantriebssystem 1 sind über den Wechselrichter 239 elektrisch miteinander verbunden. Zusätzlich kann eine weitere Speichervorrichtung elektrischer Leistung, wie z. B. eine Lithiumionenbatterie, anstelle des Kondensators 240 verwendet werden.
Das Rotationsantriebssystem 1 ist in einem vertikal angeordneten Zustand angeordnet, in dem eine Achse O als ein Drehzentrum mit der vertikalen Richtung übereinstimmt. Die Ausgabe des Rotationsantriebssystems 1 wird zu dem Schwenkritzel 223 übertragen, das sich mit den Innenzähnen des inneren Laufrings 222 in Eingriff befindet.
Der Hydraulikbagger 200 treibt das Rotationsantriebssystem 1 mit der durch den Generatormotor 237 erzeugten elektrischen Leistung oder der elektrischen Leistung von dem Kondensator 240 an. Die Antriebskraft des Rotationsantriebssystems 1 wird über das Schwenkritzel 223 zu dem inneren Laufring 222 übertragen. Im Ergebnis schwenkt der obere Schwenkkörper 230 durch den inneren Laufring 222, der sich bezüglich des äußeren Laufrings 221 dreht.
Wenn das Schwenken des oberen Schwenkkörpers 230 verzögert wird, erzeugt das Rotationsantriebssystem 1 elektrische Leistung als regenerative Energie, indem es als ein Generator arbeitet. Diese elektrische Leistung wird über den Wechselrichter 239 in dem Kondensator 240 akkumuliert. Die in dem Kondensator 240 akkumulierte elektrische Leistung wird dem Generatormotor 237 zugeführt, wenn die Kraftmaschine 236 beschleunigt wird. Der Generatormotor 237 unterstützt die Ausgabe der Kraftmaschine 236, indem der Generatormotor 237 durch die elektrische Leistung des Kondensators angetrieben wird.
<Rotationsantriebssystem>
Wie in 3 gezeigt ist, enthält das Rotationsantriebssystem 1 eine Rotationsantriebsvorrichtung 10 und eine Schmieröl-Zirkulationseinheit 150. Ein Untersetzungsgetriebe 60 ist unter einem Elektromotor 20 installiert.
<Rotationsantriebsvorrichtung>
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, enthält die Rotationsantriebsvorrichtung 10 den Elektromotor 20 und das Untersetzungsgetriebe 60, das einteilig mit dem Elektromotor 20 vorgesehen ist.
<Elektromotor>
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, enthält der Elektromotor 20 ein Elektromotorgehäuse 21, einen Stator 30 und einen Rotor 38.
Ferner enthält der Elektromotor 20 einen Bremsmechanismus 120. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bremsmechanismus 120 in dem Untersetzungsgetriebe 60 aufgenommen. Entsprechend werden die Einzelheiten des Bremsmechanismus 120 bei der Beschreibung des Untersetzungsgetriebes 60 beschrieben.
<Elektromotorgehäuse>
Wie in 4 gezeigt ist, ist das Elektromotorgehäuse 21 ein Element, das die äußere Form des Elektromotors 20 bildet. Das Elektromotorgehäuse 21 enthält ein oberes Gehäuse 22 und ein unteres Gehäuse 25.
Das obere Gehäuse 22 weist eine Zylinderform mit einem Boden auf, die einen oberen zylindrischen Abschnitt 23, der eine Zylinderform aufweist und sich in der vertikalen Richtung (Richtung der Achse O) erstreckt, und einen oberen Bodenabschnitt 24, der den oberen Abschnitt des oberen zylindrischen Abschnitts 23 blockiert, auf.
Das untere Gehäuse 25 weist eine Zylinderform mit einem Boden auf, die einen unteren zylindrischen Abschnitt 26, der eine Zylinderform aufweist und sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und einen unteren Bodenabschnitt 27, der den unteren Abschnitt des unteren zylindrischen Abschnitts 26 blockiert, auf. Der untere Bodenabschnitt 27 ist ein Beispiel der Trennwand, die einen ersten Raum R1 und einen zweiten Raum R2 (die später beschrieben werden) vertikal aufteilt.
Der untere Bodenabschnitt 27 dient als der Bodenabschnitt des Elektromotorgehäuses 21. Spezifisch weist der untere Bodenabschnitt 27 ein unteres Durchgangsloch 27a auf, das den unteren Bodenabschnitt 27 um die Achse O durchdringt, wie in den 5 und 6 gezeigt ist. Der Abschnitt, der sich auf der Oberfläche des unteren Bodenabschnitts 27, die nach oben gewandt ist, um das untere Durchgangsloch 27a befindet, ist eine ringförmige erste Bodenfläche 27b, die eine zu der Achse O orthogonale flache Form aufweist. Eine zweite Bodenfläche 27c, die eine Stufe höher als die erste Bodenfläche 27b ausgebildet ist, ist auf der äußeren Umfangsseite der ersten Bodenfläche 27b des unteren Bodenabschnitts 27 ausgebildet. Mehrere zweite Bodenflächen 27c können in der Umfangsrichtung unterteilt sein. Die erste Bodenfläche 27b und die zweite Bodenfläche 27c sind durch einen abgestuften Abschnitt 27d miteinander verbunden, der sich in der vertikalen Richtung erstreckt. Der äußere Umfangsseiten-Endabschnitt der zweiten Bodenfläche 27c ist mit der inneren Umfangsfläche des unteren zylindrischen Abschnitts 26 verbunden.
Die äußere Umfangsfläche des unteren zylindrischen Abschnitts 26 ist in einer derartigen Weise an der inneren Umfangsfläche des oberen zylindrischen Abschnitts 23 angebracht, dass der untere zylindrische Abschnitt 26 von unten in den oberen zylindrischen Abschnitt 23 eingesetzt ist. Im Ergebnis sind der untere zylindrische Abschnitt 26 und der obere zylindrische Abschnitt 23 einteilig aneinander befestigt. Der Raum innerhalb des Elektromotorgehäuses 21, der durch den unteren zylindrischen Abschnitt 26 und den oberen zylindrischen Abschnitt 23 ausgebildet ist, ist der erste Raum R1.
<Verbindungsloch>
Hier weist das Elektromotorgehäuse 21 ein Verbindungsloch 50 auf, das es ermöglicht, dass der erste Raum R1 in dem Elektromotorgehäuse 21 nach unten in Verbindung steht, wie in den 5 und 6 gezeigt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Verbindungsloch 50 so ausgebildet, dass es sich zur ersten Bodenfläche 27b im unteren Bodenabschnitt 27 des unteren Gehäuses 25 öffnet und den unteren Bodenabschnitt 27 vertikal durchdringt. In der Umfangsrichtung sind mehrere Verbindungslöcher 50 in Intervallen ausgebildet.
Zusätzlich kann z. B. in einem weiteren Abschnitt des unteren Bodenabschnitts 27 ein weiteres Verbindungsloch ausgebildet sein. Ferner kann ein weiteres Verbindungsloch, das den unteren zylindrischen Abschnitt 26 vertikal durchdringt, ausgebildet sein.
<Stator>
Wie in 4 gezeigt ist, enthält der Stator einen Statorkern 31 und eine Spule 32.
Der Statorkern 31 ist durch mehrere elektromagnetische Stahlplatten konfiguriert, die in der vertikalen Richtung gestapelt sind, und weist eine Zylinderform um die Achse O auf. Der Statorkern 31 enthält ein Joch und mehrere Zähne, die in der Umfangsrichtung des Jochs in Intervallen ausgebildet sind, so dass sie von der inneren Umfangsfläche des Jochs vorstehen. Der Statorkern ist an dem Elektromotorgehäuse 21 befestigt.
Mehrere der Spulen 32 sind so vorgesehen, dass sie den jeweiligen Zähnen entsprechen, wobei sie um die jeweiligen Zähne gewickelt sind. Im Ergebnis sind die mehreren Spuren 32 in Intervallen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Der Abschnitt jeder Spule 32, der von dem Statorkern 31 nach oben vorsteht, ist ein oberes Spulenende 32a. Der Abschnitt jeder Spule 32, der von dem Statorkern 31 nach unten vorsteht, ist ein unteres Spulenende 32b.
<Rotor>
Wie in 4 gezeigt ist, enthält der Rotor 38 eine Drehwelle 40, einen Rotorkern 42, eine untere Endplatte 45 und eine obere Endplatte 46.
<Drehwelle>
Die Drehwelle 40 ist ein stabförmiges Element, das sich entlang der Achse O erstreckt. Die Drehwelle 40 ist so im Elektromotorgehäuse 21 angeordnet, dass sie das Innere des Stators 30 in der vertikalen Richtung durchdringt. Das obere Ende der Drehwelle 40 steht über den oberen Bodenabschnitt 24 im oberen Gehäuse 22 vor. Zusätzlich kann das obere Ende der Drehwelle 40 in dem Elektromotorgehäuse 21 aufgenommen sein.
Der obere Bodenabschnitt 24 ist mit einer oberen Dichtung 35 zum Abdichten zwischen dem oberen Bodenabschnitt 24 und der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 40 versehen. Im Ergebnis ist eine Flüssigkeitsdichtigkeit am oberen Ende innerhalb des Elektromotorgehäuses 21 sichergestellt.
<Rotorkern>
Der Rotorkern 42 weist eine zylindrische Form um die Achse O auf, wobei eine innere Umfangsfläche 42a an der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 40 außen angebracht ist. Der Rotorkern 42 ist durch mehrere elektromagnetische Stahlplatten konfiguriert, die in der vertikalen Richtung gestapelt sind. In dem Rotorkern 42 sind mehrere (nicht gezeigte) Permanentmagneten in Intervallen in der Umfangsrichtung eingebettet.
<Untere Endplatte>
Die untere Endplatte 45 ist so befestigt, dass sie von unterhalb des Rotorkerns 42 auf den Rotorkern 42 gestapelt ist.
<Obere Endplatte>
Die obere Endplatte 42 ist so befestigt, dass sie von oberhalb des Rotorkerns 42 auf den Rotorkern 42 gestapelt ist.
<Strömungsweg F innerhalb des Rotors>
Der Rotor 38 weist einen Strömungsweg F innerhalb des Rotors auf, der sich vom oberen Ende der Drehwelle 40 nach unten erstreckt und zwischen der Drehwelle 40 und dem Rotorkern 42, durch die untere Endplatte 45, durch den Rotorkern 42 und durch die obere Endplatte 46 verläuft. Der Strömungsweg F innerhalb des Rotors ist von der Oberseite der oberen Endplatte 46 in den ersten Raum R1 offen.
<Oberes Lager>
Der obere Bodenabschnitt 24 ist mit einem oberen Lager 36 versehen, das eine Ringform um die Achse O aufweist. Die Drehwelle 40 ist vertikal durch das obere Lager 36 eingesetzt, wobei der obere Abschnitt der Drehwelle 40 durch das obere Lager 36 gestützt ist, so dass sie um die Achse O drehbar ist.
<Unteres Lager (Gleitabschnitt)>
Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, ist das untere Durchgangsloch 27a im unteren Bodenabschnitt 27 mit einem unteren Lager 37 versehen, das eine Ringform um die Achse O aufweist. Das untere Lager 37 ist ein Beispiel eines Gleitabschnitts. Die Drehwelle 40 ist vertikal durch das untere Lager 37 eingesetzt, wobei der untere Abschnitt der Drehwelle 40 durch das untere Lager 37 gestützt ist, so dass sie um die Achse O drehbar ist. Die Oberseite des unteren Lagers 37 weist die gleiche Höhe wie die erste Bodenfläche 27b auf. Das in das untere Lager eingeleitete Schmieröl strömt durch das untere Lager 37 und fällt nach unten.
<Untersetzungsgetriebe>
Als Nächstes wird das Untersetzungsgetriebe 60 bezüglich 4 beschrieben. Das Untersetzungsgetriebe 60 enthält ein Untersetzungsgetriebegehäuse 61, eine Ausgangswelle 70 und eine Getriebeeinheit 80.
<Untersetzungsgetriebegehäuse>
Das Untersetzungsgetriebegehäuse 61 weist eine Zylinderform auf, die sich entlang der Achse O erstreckt und nach oben und nach unten offen ist. Das obere Ende des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 stößt von unten an das Elektromotorgehäuse 21 an. Die obere Öffnung des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 ist durch das untere Gehäuse 25 des Elektromotorgehäuses 21 blockiert.
<Ausgangswelle>
Die Ausgangswelle 70 weist eine Stabform auf, die sich entlang der Achse O erstreckt. Die Rotation der Ausgangswelle 70 wird die Ausgabe des Rotationsantriebssystems 1. Der obere Abschnitt der Ausgangswelle 70 ist in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 61 angeordnet, wobei der untere Abschnitt der Ausgangswelle 70 von dem Untersetzungsgetriebegehäuse 61 nach unten vorsteht. Ein Ausgangswellenlager 71, das die Ausgangswelle 70 stützt, so dass sie um die Achse O drehbar ist, ist unter der inneren Umfangsfläche des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 vorgesehen. Der untere Abschnitt der Ausgangswelle 70, der von dem Untersetzungsgetriebegehäuse 61 nach unten vorsteht, ist mit dem Schwenkritzel 223 verbunden.
Eine untere Dichtung 72, die den ringförmigen Raum zwischen der inneren Umfangsfläche des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 und der äußeren Umfangsfläche der Ausgangswelle 70 abdichtet, ist weiter unterhalb des Ausgangswellenlagers 71 auf der inneren Umfangsfläche des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 vorgesehen. Der Raum in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 61, der durch die untere Dichtung 72 von unten blockiert ist, ist der zweite Raum R2. Der untere Abschnitt der Drehwelle 40, der von dem Elektromotorgehäuse 21 nach unten vorsteht, ist über dem zweiten Raum R2 positioniert. Das Schmieröl ist bis zu einer vorgegebenen Höhenposition im zweiten Raum R2 gelagert. Mit anderen Worten, der zweite Raum R2 arbeitet als ein Schmieröl-Lagertank.
<Getriebeeinheit>
Die die Getriebeeinheit 80 ist im zweiten Raum R2 im Untersetzungsgetriebegehäuse 61 vorgesehen. Die Getriebeeinheit 80 weist eine Rolle des Verringerns der Drehzahl der Drehwelle 40 und des Übertragens der verringerten Drehzahl zur Ausgangswelle 70 auf.
Die Getriebeeinheit 80 enthält einen mehrstufigen Planetengetriebemechanismus, der die Drehzahl von der Drehwelle 40 bis zur Ausgangswelle 70 sequentiell verringert. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Planetengetriebemechanismen eines Planetengetriebemechanismus 90 einer ersten Stufe, eines Planetengetriebemechanismus 100 einer zweiten Stufe und ein Planetengetriebemechanismus 110 einer dritten Stufe als die mehreren Planetengetriebemechanismus vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist wenigstens einer der Planetengetriebemechanismen in das Schmieröl eingetaucht.
Der Planetengetriebemechanismus 90 der ersten Stufe ist ein in einer ersten Stufe angeordneter Planetengetriebemechanismus. Der Planetengetriebemechanismus 90 der ersten Stufe enthält eine Übertragungswelle 91 der ersten Stufe, ein Planetenrad 92 der ersten Stufe und einen Träger 93 der ersten Stufe.
Die Übertragungswelle 91 der ersten Stufe ist vom unteren Ende des unteren Abschnitts der Drehwelle 40 extern angebracht. Die Übertragungswelle 91 der ersten Stufe ist einteilig mit der Drehwelle 40 um die Achse O drehbar. Auf einem Abschnitt der äußeren Umfangsfläche der Übertragungswelle 91 der ersten Stufe sind Außenzahnradzähne ausgebildet.
In der Umfangsrichtung um die Übertragungswelle 91 der ersten Stufe sind mehrere Planetenräder 92 der ersten Stufe in Intervallen vorgesehen, so dass sie sich mit den Außenzahnradzähnen der Übertragungswelle der ersten Stufe in Eingriff befinden. Das Planetenrad 92 der ersten Stufe befindet sich mit den Innenzahnradzähnen 62a der ersten Stufe, die auf der inneren Umfangsfläche des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 ausgebildet sind, in Eingriff.
Der Träger 93 der ersten Stufe stützt das Planetenrad 92 der ersten Stufe, so dass es sich drehen und um die Achse O der Übertragungswelle 61 der ersten Stufe umlaufen kann.
Der Planetengetriebemechanismus 100 der zweiten Stufe und der Planetengetriebemechanismus 110 der dritten Stufe weisen eine zu dem Planetenrad 92 der ersten Stufe ähnliche Konfiguration auf.
Der Planetengetriebemechanismus 100 der zweiten Stufe enthält eine Übertragungswelle 101 der zweiten Stufe, ein Planetenrad 102 der zweiten Stufe und einen Träger 103 der zweiten Stufe. Die Übertragungswelle 101 der zweiten Stufe ist unter der Übertragungswelle 91 der ersten Stufe vorgesehen, so dass sie um die Achse O drehbar ist, und ist mit dem Träger 93 der ersten Stufe verbunden. Das Planetenrad 102 der zweiten Stufe befindet sich mit den Innenzahnradzähnen 62b der zweiten Stufe, die auf der inneren Umfangsfläche des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 ausgebildet sind, in Eingriff.
Der Planetengetriebemechanismus 110 der dritten Stufe enthält eine Übertragungswelle 111 der dritten Stufe, ein Planetenrad 112 der dritten Stufe und einen Träger 113 der dritten Stufe. Die Übertragungswelle 111 der dritten Stufe ist unter der Übertragungswelle 101 der zweiten Stufe vorgesehen, so dass sie um die Achse O drehbar ist, und ist mit dem Träger 103 der zweiten Stufe verbunden. Das Planetenrad 112 der dritten Stufe befindet sich mit den Innenzahnradzähnen 62c der dritten Stufe, die auf der inneren Umfangsfläche des Drehzahluntersetzungsgehäuses 61 ausgebildet sind, in Eingriff. Der Träger der dritten Stufe ist mit der Ausgangswelle 70 verbunden.
Die Rotation der Drehwelle 40 wird zur Ausgangswelle 70 übertragen, nachdem sie durch den mehrstufigen Planetengetriebemechanismus mehrmals verzögert worden ist.
<Bremsmechanismus (Antriebseinheit)>
Als Nächstes wird der Bremsmechanismus 120 als ein Beispiel der Antriebseinheit bezüglich der 5 und 6 beschrieben.
Der Bremsmechanismus 120 ist über dem Planetengetriebemechanismus 90 der ersten Stufe im zweiten Raum R2 des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 angeordnet.
Der Bremsmechanismus 120 enthält einen Scheibenstützabschnitt 121, eine Bremsscheibe 122, eine Bremsplatte 123, einen Bremskolben (Kolben) 130, einen Dichtungsabschnitt 160, eine Bremsfeder (Feder) 140 und einen Bewegungsmechanismus 170.
<Scheibenstützabschnitt>
Der Scheibenstützabschnitt 121 ist ein zylindrisches Element um die Achse O. Das untere Ende des Scheibenstützabschnitts ist über der Umfangsrichtung an dem oberen Abschnitt des Trägers 93 der ersten Stufe im Planetengetriebemechanismus 90 der ersten Stufe einteilig befestigt. Der untere Abschnitt der Drehwelle 40 und ein Abschnitt der Übertragungswelle 91 der ersten Stufe sind auf der inneren Umfangsseite des Scheibenstützabschnitts 21 positioniert.
<Bremsscheibe>
Die Bremsscheibe 122 ist ein ringförmiges Element, wobei mehrere Bremsscheiben 122 (zwei Bremsscheiben 122 in der vorliegenden Ausführungsform) in Intervallen in der vertikalen Richtung angeordnet sind, so dass sie von der äußeren Umfangsfläche des Scheibenstützabschnitts 121 überstehen. Die Bremsscheibe 122 weist eine Plattenform auf, wobei die vertikale Richtung die Plattendickenrichtung der Plattenform ist.
Die Bremsscheibe 122 der vorliegenden Ausführungsform ist über den Scheibenstützabschnitt 121 und den Planetengetriebemechanismus 90 der ersten Stufe am unteren Abschnitt der Drehwelle 40 vorgesehen. Die Bremsscheibe 122 kann direkt befestigt sein, so dass sie vom unteren Abschnitt der Drehwelle 40 radial nach außen übersteht. Die Bremsscheibe 122 dreht sich zusammen mit der Drehwelle 40 um die Achse O. In der vorliegenden Ausführungsform rotiert die Bremsscheibe 122 mit einer Drehzahl, die durch den Planetengetriebemechanismus 90 der ersten Stufe bezüglich der Drehzahl der Drehwelle 40 um eine Stufe verringert ist.
<Bremsplatte>
Die Bremsplatte 123 ist ein ringförmiges Element, wobei mehrere Bremsplatten 123 (drei Bremsplatten 123 in der vorliegenden Ausführungsform) in der vertikalen Richtung in Intervallen angeordnet sind, so dass sie von der inneren Umfangsfläche des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 überstehen. Die Bremsplatte 123 weist eine Plattenform auf, wobei die vertikale Richtung die Plattendickenrichtung der Plattenform ist. Die Bremsplatte 123 ist so vorgesehen, dass sie von einer ersten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a auf der inneren Umfangsfläche des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 übersteht. Die erste innere Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a weist eine innere zylindrische Umfangsflächenform um die Achse O auf.
Die mehreren Bremsplatten 123 und die mehreren Bremsscheiben 122 sind in der Reihenfolge der Bremsplatten 123 und der Bremsscheiben 122 von oben nach unten abwechselnd angeordnet. Die Bremsplatte 123 und die Bremsscheibe 122 können in der vertikalen Richtung aneinander anstoßen. Das äußere Umfangsende der Bremsscheibe 122 ist der ersten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a in einem Intervall und von der radialen Innenseite zugewandt. Das innere Umfangsende der Bremsplatte 123 ist in einem Intervall und von der radialen Außenseite der äußeren Umfangsfläche des Scheibenstützabschnitts 121 zugewandt.
<Bremskolben>
Der Bremskolben 130 ist ein ringförmiges Element um die Achse O und ist zwischen der Oberseite der Bremsscheibe 122 und einer Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21 im zweiten Raum R2 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bremsplatte 123 zwischen dem Bremskolben 130 und der Oberseite der Bremsscheibe 122 angeordnet. Der Bremskolben 130 ist so angeordnet, dass er in der vertikalen Richtung beweglich ist, die eine Richtung des Vorschiebens und Zurückziehens bezüglich des Elektromotorgehäuses 21 ist. Mit anderen Worten, der Bremskolben 130 kann sich in der vertikalen Richtung hin und her bewegen.
Eine Oberseite 130a des Bremskolbens 130 ist der Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21a von unten zugewandt. Der untere Abschnitt der äußeren Umfangsfläche des Bremskolbens 130 ist eine erste äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche 131, die eine zu der Achse O orthogonale kreisförmige Querschnittsform aufweist. Die erste äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche 131 des Bremskolbens 130 ist in der vertikalen Richtung bezüglich der ersten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 verschiebbar. Ein erster O-Ring 131a ist zwischen der ersten äußeren Gleitkontakt-Umfangsfläche 131 und der ersten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste O-Ring 131a in einem Nutabschnitt aufgenommen, der in der ersten äußeren Gleitkontakt-Umfangsfläche 131 ausgebildet ist. Der erste O-Ring 131a ist in der vertikalen Richtung bezüglich der ersten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a verschiebbar.
Der obere Abschnitt der äußeren Umfangsfläche des Bremskolbens 130 ist eine zweite äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche 132 mit einer zu der Achse O orthogonalen kreisförmigen Querschnittsform. Die zweite äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche 132 weist einen größeren Außendurchmesser als die erste äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche 131 auf. Die zweite äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche 132 des Bremskolbens 130 ist in der vertikalen Richtung bezüglich der zweiten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64b des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 verschiebbar. Die zweite innere Gleitkontakt-Umfangsfläche 64b des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 weist einen größeren Innendurchmesser als die erste innere Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a auf. Ein zweiter O-Ring 132a ist zwischen der zweiten äußeren Gleitkontakt-Umfangsfläche 132 und der zweiten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64b vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite O-Ring 132a in einem Nutabschnitt aufgenommen, der in der zweiten äußeren Gleitkontakt-Umfangsfläche 132 ausgebildet ist. Der zweite O-Ring 132a ist in der vertikalen Richtung bezüglich der zweiten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64b verschiebbar.
Der Stufenabschnitt im Bremskolben 130, der sich zwischen der ersten äußeren Gleitkontakt-Umfangsfläche 131 und der zweiten äußeren Gleitkontakt-Umfangsfläche 132 befindet, ist eine Druckaufnahmefläche 133, die eine zur Achse O orthogonale flache Form bildet, nach unten gewandt ist und eine Ringform bildet.
Der Stufenabschnitt in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 61, der sich zwischen der ersten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64a und der zweiten inneren Gleitkontakt-Umfangsfläche 64b befindet, ist eine abgestufte Fläche 64c, die eine zur Achse O orthogonale flache Form bildet, nach oben gewandt ist und eine Ringform bildet.
Die Druckaufnahmefläche 133 und die abgestufte Fläche 64c sind in der vertikalen Richtung einander zugewandt, wobei sie sich einander nähern und voneinander trennen, wenn sich der Bremskolben 130 in der vertikalen Richtung bewegt. Der ringförmige Raum zwischen der Druckaufnahmefläche 133 und der abgestuften Fläche 64c ist ein Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4. In dem Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4 ist die Flüssigkeitsdichtigkeit durch den ersten O-Ring 131a und den zweiten O-Ring 132a sichergestellt. Das Volumen des Hydraulikdruck-Zufuhrraums R4 ändert sich, wenn sich der Bremskolben 130 in der vertikalen Richtung bewegt.
Das Untersetzungsgetriebegehäuse 61 weist ein Hydraulikdruck-Zufuhrloch 61a auf, das die abgestufte Fläche 64c und das Äußere des Untersetzungsgetriebegehäuses 61 miteinander verbindet. Der Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4 steht über das Hydraulikdruck-Zufuhrloch 61a mit der Außenseite in Verbindung.
Auf einer ringförmigen Unterseite 130b des Bremskolbens 130 ist eine Plattenstoßfläche 134 mit einer Ringform um die Achse O ausgebildet, so dass sie von der Unterseite 130b vorsteht. Die Plattenstoßfläche 134 ist über die gesamte Umfangsrichtung der Bremsplatte 123 von oben zugewandt.
Wie in 5 gezeigt ist, ist in dem Bremskolben 130 die Position, wo die Plattenstoßfläche 134 an die Bremsplatte 123 anstößt und die Oberseite 130a von der Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21 nach unten beabstandet ist, der untere Totpunkt der Hin- und Herbewegung.
Wie in 6 gezeigt ist, ist in dem Bremskolben 130 die Position, wo die Plattenstoßfläche 134 von der Bremsplatte 123 nach oben beabstandet ist und die Oberseite 130a an die Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21 anstößt, der obere Totpunkt der Hin- und Herbewegung.
<Lagerabschnitt>
Die Oberseite 130a des Bremskolbens 130 weist einen ausgesparten Aufnahmeabschnitt 135 auf der Kolbenseite auf, der von oben nach unten ausgespart ist. In der Umfangsrichtung sind mehrere der ausgesparten Aufnahmeabschnitte 135 auf der Kolbenseite in Intervallen angeordnet. Der ausgesparte Aufnahmeabschnitt 135 auf der Kolbenseite weist in einer zur Achse O orthogonalen Querschnittsansicht eine Kreisform auf.
Die Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21 weist einen ausgesparten Aufnahmeabschnitt 28 auf der Gehäuseseite auf, der von unten nach oben ausgespart ist. In der Umfangsrichtung sind mehrere der ausgesparten Aufnahmeabschnitte 28 auf der Gehäuseseite in Intervallen angeordnet. Der ausgesparte Aufnahmeabschnitt 28 auf der Gehäuseseite weist in einer zur Achse O orthogonalen Querschnittsansicht eine Kreisform mit dem gleichen Innendurchmesser wie der ausgesparte Aufnahmeabschnitt 135 auf der Kolbenseite auf. Der ausgesparte Aufnahmeabschnitt 28 auf der Gehäuseseite ist so vorgesehen, dass er dem ausgesparten Aufnahmeabschnitt 135 auf der Kolbenseite entspricht. Mit anderen Worten, jeder des ausgesparten Aufnahmeabschnitts 28 auf der Gehäuseseite und des ausgesparten Aufnahmeabschnitts 135 auf der Kolbenseite ist an derselben Umfangsposition vorgesehen, so dass sie in einer eineindeutigen Beziehung einander entsprechen. Die Mittelachsen des entsprechenden ausgesparten Aufnahmeabschnitts 28 auf der Gehäuseseite und des ausgesparten Aufnahmeabschnitts 135 auf der Kolbenseite sind koaxial.
Ein durch den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 28 auf der Gehäuseseite und den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 135 auf der Kolbenseite definierter Raum ist als ein Federaufnahmeraum R3 definiert. Der Federaufnahmeraum R3 arbeitet als ein Lagerabschnitt 180, in dem das Schmieröl gelagert ist. Der Federaufnahmeraum R3 steht über einen Lochabschnitt 29, der im unteren Bodenabschnitt 27 des Elektromotorgehäuses 21 ausgebildet ist, mit dem ersten Raum R1 in Verbindung. Der Lochabschnitt 29 durchdringt den unteren Bodenabschnitt 27 in der vertikalen Richtung. Die Öffnung auf der Oberseite des Lochabschnitts 29 ist zu der zweiten Bodenfläche 27c des unteren Bodenabschnitts 27 offen. Im Ergebnis ist der Lochabschnitt 29 zum oberen Abschnitt des ersten Raums R1 offen.
<Dichtungsabschnitt>
Um den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 135 auf der Kolbenseite in der Oberseite 130a des Bremskolbens 130 ist ein ringförmiger Vorsprungabschnitt 130, der um die Mittelachse O des ausgesparten Aufnahmeabschnitts 135 auf der Kolbenseite ringförmig nach oben vorsteht, ausgebildet. Um den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 28 auf der Gehäuseseite in der Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21 ist ein ringförmiger ausgesparter Abschnitt 27e, der um die Mittelachse O des ausgesparten Aufnahmeabschnitts 28 auf der Gehäuseseite ringförmig nach oben ausgespart ist, ausgebildet.
Die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Vorsprungabschnitts 130 und die innere Umfangsfläche des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 27e weisen entsprechende Durchmesser auf. Die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Vorsprungabschnitts 130c ist in der vertikalen Richtung bezüglich der inneren Umfangsfläche des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 27e verschiebbar. Das obere Ende des ringförmigen Vorsprungabschnitts 130c stößt an das obere Ende des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 27e an, wenn der Bremskolben 130 am oberen Totpunkt positioniert ist.
Der Dichtungsabschnitt 160 als ein O-Ring, der den Federaufnahmeraum R3 vom Umfang umgibt, ist zwischen der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Vorsprungabschnitts 130c und der inneren Umfangsfläche des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 27e vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Dichtungsabschnitt 160 in dem Nutabschnitt aufgenommen, der in der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Vorsprungabschnitts 130c ausgebildet ist. Der Dichtungsabschnitt 160 stößt an die innere Umfangsfläche des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 27e ungeachtet dessen an, ob sich der Bremskolben 130 am oberen Totpunkt oder am unteren Totpunkt befindet. Im Ergebnis trennt der Dichtungsabschnitt 130 den Federaufnahmeraum R3 flüssigkeitsdicht vom Inneren des zweiten Raums R2.
<Bremsfeder>
Die Bremsfeder 140 ist im Federaufnahmeraum R3 vorgesehen und drückt den Bremskolben 130 in einer Richtung weg von dem Elektromotorgehäuse 21.
Die Bremsfeder 140 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schraubenfeder und ist in einer Stellung angeordnet, die die Ausdehnung und die Kontraktion in der vertikalen Richtung im Federaufnahmeraum R3 ermöglicht. Die Bremsfeder 140 ist in einem zusammengedrückten Zustand im Federaufnahmeraum R3 aufgenommen. Das obere Ende der Bremsfeder 140 stößt an die Unterseite des ausgesparten Aufnahmeabschnitts 28 auf der Gehäuseseite im Elektromotorgehäuse 21 an, wobei das untere Ende der Bremsfeder 140 an die Unterseite des ausgesparten Aufnahmeraums 135 auf der Kolbenseite im Bremskolben 130 anstößt.
In einem Zustand, in dem keine äußere Kraft von außen auf den Bremskolben 130 wirkt, befindet sich der Bremskolben 130 durch die Druckkraft der Bremsfeder 140 an der Position des unteren Totpunkts, die von dem Elektromotorgehäuse 21 getrennt ist, wie in 5 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das Volumen des Federaufnahmeraums R3 maximiert.
<Bewegungsmechanismus>
Der Bewegungsmechanismus 170 bewegt den Bremskolben 130 gegen den Druck der Bremsfeder 140 nach oben, so dass er sich dem Elektromotorgehäuse 21 nähert. Der Bewegungsmechanismus 170 enthält einen Verzweigungsölweg 171, ein Schaltventil 172 und einen Controller 173.
Der Verzweigungsölweg 171 ist ein Strömungsweg, der von einem Hydraulikreis abzweigt, durch den der durch die Hydraulikpumpe 238, die das Hydrauliköl abgibt, erzeugte Hydraulikdruck strömt. Der Verzweigungsölweg 171 ist von außen mit dem Hydraulikdruck-Zufuhrloch 61a verbunden.
Der Verzweigungsölweg 171 ist mit einem Schaltventil 172 versehen, das ein Ventil ist, das den Verzweigungsölweg 171 öffnet und schließt. Das Schaltventil 172, das sich in einem geschlossenen Zustand befindet, verhindert die Hydraulikölzufuhr von dem Hydraulikreis zu dem Hydraulikdruck-Zufuhrloch 61a. Das Schaltventil 172, das sich in einem offenen Zustand befindet, ermöglicht die Hydraulikölzufuhr von dem Hydraulikkreis zu dem Hydraulikdruck-Zufuhrloch 61a.
Der Controller 173 steuert das Öffnen und das Schließen des Schaltventils 172.
Der Controller 173 steuert das Schaltventil 172, so dass das Schaltventil 172 geöffnet wird, unter Verwendung eines Arretierungsfreigabesignals P, das in Reaktion auf eine Freigabeoperation des in dem Führerhaus 231 vorgesehenen Schwenkarretierungshebels (Arretierungshebels) ausgegeben wird, als eine Eingabe. Das Schaltventil 172 ist in einem Fall geschlossen, in dem sich der Schwenkarretierungshebel in einem Arretierungszustand befindet. Das Schaltventil 172 ist nur in einem Fall geöffnet, in dem sich der Schwenkarretierungshebel in einem Arretierungslösezustand befindet. Entsprechend wird das durch die Hydraulikpumpe 238 abgegebene Hydrauliköl nur in einem Fall dem Hydraulikdruck-Zufuhrloch 61a zugeführt, in dem eine Freigabeoperation des Schwenkarretierungshebels ausgeführt wird und sich der Schwenkarretierungshebel in dem Arretierungslösezustand befindet.
Das in das Hydraulikdruck-Zufuhrloch 61a eingeleitete Hydrauliköl erreicht den Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4. Der Hydraulikdruck wird durch das Hydrauliköl erzeugt, wobei eine von dem Hydraulikdruck resultierende Aufwärtskraft auf eine Druckaufnahmefläche 133 des Bremskolbens 130 wirkt, der den Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4 definiert. Im Ergebnis bewegt sich der Bremskolben 130 gegen den Druck der Bremsfeder 140 nach oben. Der Bremskolben 130 bewegt sich durch das Hydrauliköl, das dem Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4 zugeführt wird, wie oben beschrieben worden ist, zum oberen Totpunkt. Das Volumen des Federaufnahmeraums R3 ist zu diesem Zeitpunkt minimiert.
<Schmieröl-Zirkulationseinheit>
Wie in 3 gezeigt ist, führt die Schmieröl-Zirkulationseinheit 150 das Schmieröl in den ersten Raum R1 im Elektromotorgehäuse 21 zu, wobei sie das aus dem Inneren des zweiten Raums R2 im Untersetzungsgetriebegehäuse 61 gesammelte Schmieröl erneut in den ersten Raum R1 zuführt.
Die Schmieröl-Zirkulationseinheit 150 enthält einen Schmieröl-Strömungsweg 151, eine Schmierölpumpe 152, eine Kühleinheit 153 und ein Sieb 154.
Der Schmieröl-Strömungsweg 151 ist ein Strömungsweg, der durch ein Strömungsweg-Bildungselement, wie z. B. eine Verrohrung, das außerhalb der Rotationsantriebsvorrichtung 10 vorgesehen ist, ausgebildet ist. Ein erstes Ende des Schmieröl-Strömungswegs 151, das dessen Endabschnitt auf der stromaufwärts gelegenen Seite ist, ist mit dem zweiten Raum R2 in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 61 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Ende des Schmieröl-Strömungswegs 151 mit dem Abschnitt im zweiten Raum R2 verbunden, der sich zwischen dem Ausgangswellenlager 71 und der unteren Dichtung 72 befindet.
Ein zweites Ende des Schmieröl-Strömungswegs 151, das dessen Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite ist, ist mit der Öffnung des Strömungswegs F innerhalb des Rotors am oberen Ende der Drehwelle 40 verbunden. Das zweite Ende des Schmieröl-Strömungswegs 151 ist über den Strömungsweg F innerhalb des Rotors mit dem ersten Raum R1 im Elektromotorgehäuse 21 verbunden.
Die Schmierölpumpe 152 ist im Strömungsweg des Schmieröl-Strömungswegs 151 vorgesehen und pumpt das Schmieröl vom ersten Ende in Richtung auf das zweite Ende des Schmieröl-Strömungswegs 151, d. h., von der Seite des zweiten Raums R2 in Richtung auf die Seite des ersten Raums R1.
Die Kühleinheit 153 ist in dem Abschnitt des Schmieröl-Strömungswegs 151 vorgesehen, der sich stromabwärts der Schmierölpumpe 152 befindet. Die Kühleinheit 153 kühlt das Schmieröl, das durch den Schmieröl-Strömungsweg 151 strömt, durch den Wärmeaustausch mit der äußeren Atmosphäre.
Das Sieb 154 ist an dem Abschnitt des Schmieröl-Strömungswegs 151 vorgesehen, der sich stromaufwärts der Schmierölpumpe 152 befindet. Das Sieb 154 weist einen Filter auf, der Staub und Schmutz aus dem Schmieröl entfernt, das durch den Schmieröl-Strömungsweg 151 strömt. Es ist bevorzugt, dass das Sieb 154 einen Magnetfilter enthält, der z. B. das von den Zahnradzähnen des Untersetzungsgetriebes 60 erzeugte Eisenpulver entfernt.
<Arbeitsweise und Wirkung>
Wenn die Kraftmaschine 236 des Hydraulikbaggers 200 gestartet wird, wird durch die gleichzeitig angetriebene Hydraulikpumpe 238 Hydraulikdruck erzeugt. Dann wird, indem der Schwenkarretierungshebel gelöst wird, die Bremse der Drehwelle 40 des Rotationsantriebssystems gelöst, wobei die Drehwelle drehbar wird.
Der Bremskolben 130 des Bremsmechanismus 120 wird durch die Bremsfeder 140 nach unten gedrückt. Wie in 5 gezeigt ist, ist in einem Fall, in dem sich der Schwenkarretierungshebel im Arretierungszustand befindet, das Schaltventil 172 im Bewegungsmechanismus 170 des Bremsmechanismus 120 geschlossen, wobei dem Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4 kein Hydrauliköl zugeführt wird. Entsprechend drückt der Bremskolben 130 in einem Zustand, in dem er am unteren Totpunkt positioniert ist, über die Bremsplatte 123 auf die Bremsscheibe 122. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Drehwelle 40 durch die Reibungskraft zwischen der Bremsplatte 123 und der Bremsscheibe 122 in einem nicht drehbaren Bremszustand.
Dann wird das Arretierungsfreigabesignal P in den Controller 173 des Bewegungsmechanismus 170 eingegeben, wenn eine Freigabeoperation zum Schalten des Schwenkarretierungshebels vom Arretierungszustand zum Arretierungslösezustand ausgeführt wird. Im Ergebnis steuert der Controller 173 das Schaltventil 172 vom geschlossenen Zustand zum offenen Zustand. Indem das Schaltventil 172 geöffnet ist, wird Hydrauliköl zugeführt, wobei in dem Hydraulikdruck-Zufuhrraum R4 Hydraulikdruck erzeugt wird. Dann bewegt sich der Bremskolben 130, der den Hydraulikdruck auf der Druckaufnahmefläche 133 empfangen hat, nach oben, wobei er am oberen Totpunkt positioniert wird. Entsprechend wird das Drücken durch den Bremskolben 130 auf die Bremsplatte 123 und die Bremsscheibe 122 gelöst, wobei die Drehwelle 140 in einen drehbaren Zustand bei gelöster Bremse versetzt wird.
Dann wird das Rotationsantriebssystem 1 angetrieben, wobei der obere Schwenkkörper 230 schwenkt, indem der Schwenkhebel im Führerhaus 231 betätigt wird.
Mit anderen Worten, wenn der Schwenkhebel betätigt wird, wird elektrische Wechselstromleistung über den Wechselrichter 239 jeder Spule 32 des Stators 30 des Elektromotors 20 zugeführt, wobei sich der Rotor bezüglich des Stators 30 dreht, indem jeder Permanentmagnet dem rotierenden Magnetfeld folgt, das durch die Spulen 32 erzeugt wird. Die Rotation der Drehwelle 40 des Rotors 38 wird über die Getriebeeinheit 80 im Untersetzungsgetriebe 60 verlangsamt und zur Ausgangswelle 70 übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Verzögerung über die dreistufigen Planetengetriebemechanismen sequentiell ausgeführt. Die Schwenkoperation des oberen Schwenkkörpers 230 wird durch die Drehung der Ausgangswelle 70 ausgeführt.
Der Elektromotor 20 wird mit einem hohen Drehmoment angetrieben, wenn der obere Schwenkkörper 230 schwenkt. Entsprechend steigen die Temperaturen des Rotorkerns 42 und des Permanentmagneten aufgrund des Eisenverlusts im Rotorkern 42 und des Wirbelstromverlusts im Permanentmagneten. Gleichzeitig steigt die Temperatur des Stators 30 aufgrund des Kupferverlusts in der Spule 32 und des Eisenverlusts im Statorkern 31. Wenn die Temperatur des Stators 30 hoch ist, wird die Temperatur des Rotorkerns 42 aufgrund der Strahlungswärme des Stators 30 höher. Entsprechend wird durch die Schmieröl-Zirkulationseinheit 150 Kühlöl in den Elektromotor 20 zugeführt.
Wenn der Schwenkhebel betätigt wird, wird die Schmierölpumpe 152 der Schmieröl-Zirkulationseinheit 150 zusammen mit dem Antreiben des Elektromotors 20 angetrieben. Im Ergebnis wird das Schmieröl, das durch den zweiten Raum R2 gelagert ist, der als ein Tank verwendet wird, teilweise über den Schmieröl-Strömungsweg 151 in den Strömungsweg F innerhalb des Rotors des Elektromotors 20 eingeleitet. Das Schmieröl kühlt den Rotorkern 42 und die Permanentmagneten im Verlauf des Strömens durch den Strömungsweg F innerhalb des Rotors. Dann wird das von dem Rotor 38 in den ersten Raum R1 des Elektromotorgehäuses 21 abgegebene Schmieröl durch die Zentrifugalkraft, die sich aus der Rotation des Motors 38 ergibt, radial nach außen gesprüht, wobei es die Spule 32 und den Statorkern 31 kühlt.
Anschließend strömt das Schmieröl, das in den ersten Raum R1 gefallen ist, durch das Verbindungsloch 50, das den unteren Bodenabschnitt 27 des Elektromotorgehäuses 21 durchdringt, oder es strömt durch das untere Lager 37. Dann wird das Schmieröl in den zweiten Raum R2 in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 61 eingeleitet. Das Schmieröl strömt durch das untere Lager 37, wobei folglich die Schmierfähigkeit im unteren Lager 37 sichergestellt ist. Das in den zweiten Raum R2 eingeleitete Schmieröl vermischt sich mit dem Schmieröl, das durch den zweiten Raum R2 gelagert ist, der als ein Tank verwendet wird. In dem zweiten Raum R2 wird jeder Planetengetriebemechanismus durch das Schmieröl, das von dem Elektromotorgehäuse 21 fällt, oder durch das gelagerte Schmieröl geschmiert.
Zusätzlich ist der Kühlmechanismus des Elektromotors 20 nicht auf die oben beschriebene Konfiguration eingeschränkt, wobei verschiedene Konfigurationen angewendet werden können.
Wie oben beschrieben worden ist, wird die Schmierölpumpe 152 zum gleichen Zeitpunkt gestartet, zu dem der Elektromotor 20 gestartet wird. Das Schmieröl, das im Ergebnis zugeführt wird, stellt die Schmierfähigkeit im unteren Lager 37 sicher. In einem Fall, in dem die äußere Atmosphäre eine tiefe Temperatur oder dergleichen aufweist, braucht es jedoch aufgrund einer Zunahme der Viskosität des Schmieröls Zeit, bis das Schmieröl, das durch den Strömungsweg F innerhalb des Rotors geströmt ist, das untere Lager 37 erreicht. Im Ergebnis der Situation, in der es schwierig ist, das Schmieröl dem unteren Lager 37 zuzuführen, kann sich die Drehwelle 40 in einem Zustand drehen, in dem das untere Lager 37 nicht geschmiert ist.
Hier ist der Federaufnahmeraum R3 der vorliegenden Ausführungsform zum oberen Abschnitt des ersten Raums R1 offen. Entsprechend wird das Schmieröl über den Lochabschnitt 29 in den Federaufnahmeraum R3 eingeleitet, wenn das Rotationsantriebssystem 1 betrieben wird und die Schmierölpumpe 152 angetrieben wird. Mit anderen Worten, das Schmieröl, das von dem Stator 30 und dem Rotor 38 nach unten strömt, wird teilweise im Federaufnahmeraum R3 gelagert. Der Federaufnahmeraum R3 ist mit dem Schmieröl gefüllt, selbst nachdem der Betrieb des Hydraulikbaggers 200 beendet ist.
Dann, wenn der Betrieb des Hydraulikbaggers 200 abermals begonnen wird und die Freigabeoperation des Schwenkarretierungshebels ausgeführt wird, wird der Hydraulikdruck auf den Bremskolben 130 ausgeübt, wobei sich der Bremskolben 130 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt. Im Ergebnis dieser Bewegung nimmt das Volumen des Federaufnahmeraums R3, der durch den Bremskolben 130 und das Elektromotorgehäuse 21 definiert ist, ab. Im Ergebnis wird das im Federaufnahmeraum R3 gelagerte Schmieröl teilweise über den Lochabschnitt 29 in den ersten Raum R1 abgegeben. Durch das in den ersten Raum R1 abgegebene Schmieröl, wie oben beschrieben worden ist, das in das untere Lager 37 eingeleitet wird, ist es möglich, das untere Lager 37 zu schmieren, während der Elektromotor 20 und die Schmierölpumpe 152 angetrieben werden. Entsprechend ist es in einem Fall, in dem der Elektromotor 20 und die Schmierölpumpe 152 gleichzeitig angetrieben werden, möglich, das untere Lager 37 im Voraus selbst in einem Fall zu schmieren, in dem die Schmierölzufuhr zum unteren Lager 37 verzögert ist.
Wie oben beschrieben worden ist, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, das in dem Federaufnahmeraum R3 gelagerte Schmieröl durch eine Eingabe von außen in den ersten Raum R1 abzugeben. Das in dieser Weise abgegebene Schmieröl wird in das untere Lager 37 eingeleitet, wobei es im Ergebnis möglich ist, das untere Lager 37 zu schmieren.
Entsprechend ist es selbst in einer Situation, in der es schwierig ist, das Schmieröl von außen zuzuführen, möglich, das von dem Federaufnahmeraum R3 abgegebene Schmieröl gleichmäßig dem unteren Lager 37 als einen Gleitabschnitt zuzuführen.
Der Federaufnahmeraum R3 ist durch das Elektromotorgehäuse 21 und den Bremskolben 130 definiert und wird als ein Lagerabschnitt 180 verwendet, in dem das Schmieröl gelagert ist. Entsprechend ist es möglich, die Konfiguration des Mechanismus selbst kompakt zu machen, der das Schmieröl dem ersten Raum R1 zuführen kann.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antriebseinheit, die das Schmieröl in den ersten Raum R1 abgeben kann, mittels des Bremsmechanismus 120 konfiguriert, der die Rotation der Drehwelle 40 bremsen und das Bremsen freigeben kann. Mit anderen Worten, es ist möglich, eine Konfiguration zu verwirklichen, in der sowohl der Bremsmechanismus 120 als auch der Schmieröl-Abgabemechanismus gemeinsam verwendet werden, wobei es folglich keine Notwendigkeit gibt, separate Mechanismen vorzusehen, und es möglich ist, eine Zunahme der Vorrichtungskomplexität zu vermeiden.
Der Federaufnahmeraum R3 ist durch den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 28 auf der Gehäuseseite, der von der Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21 ausgespart ist, und den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 135 auf der Kolbenseite, der von der Oberseite 130a des Bremskolbens 130 ausgespart ist, definiert, wobei es folglich keine Notwendigkeit gibt, ein Element zum Bilden des Federaufnahmeraums R3 separat vorzusehen. Zusätzlich ist der Federaufnahmeraum R3 so konfiguriert, dass er in das Elektromotorgehäuse 21 und den Bremskolben 130 aufgenommen ist, wobei es folglich möglich ist, die gesamte Vorrichtung kompakter zu machen.
Der Federaufnahmeraum R3 ist durch den Dichtungsabschnitt 160 von der Außenseite isoliert, wobei es folglich möglich ist, das Schmieröl zuverlässig in dem Federaufnahmeraum R3 zu lagern.
Insbesondere weisen in der vorliegenden Ausführungsform der Elektromotor 20 und das Untersetzungsgetriebe 60 ein vereinheitlichtes Schmiersystem auf, wobei der Elektromotor 20 ohne Tank vorgesehen ist. Entsprechend ist das untere Lager 37 nicht in das Schmieröl eingetaucht, wobei die Schmierfähigkeit des unteren Lagers 37 von dem Schmieröl abhängt, das von außen zugeführt wird und strömt. In der vorliegenden Ausführungsform ist es sogar in einem Fall, in dem es schwierig ist, dass das von außen zugeführte Schmieröl unter der oben beschriebenen Situation das untere Lager 37 erreicht, möglich, die Schmierfähigkeit des unteren Lagers 37 durch das Schmieröl sicherzustellen, das von dem Federaufnahmeraum R3 abgegeben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Hydraulikpumpe 238 durch die Rotation der Kraftmaschine 236 angetrieben, wobei im Ergebnis der Hydraulikdruck erzeugt wird. Dann wird die Bremse der Drehwelle 40 gelöst, indem der Schwenkarretierungshebel gelöst wird, wobei es gleichzeitig möglich ist, das Schmieröl aus dem Federaufnahmeraum R3 in den ersten Raum R1 abzugeben. Entsprechend ist es möglich, das Schmieröl zuverlässig zum unteren Lager 37 zu führen, bevor die Drehwelle 40 rotiert.
Zusätzlich kann das Schmieröl von dem Federaufnahmeraum R3 durch eine Arretierungsoperation und eine Arretierungslöseoperation des Schwenkarretierungshebels z. B. nicht nur während des Betriebs des Hydraulikbaggers 200 abgegeben werden, sondern außerdem beim Beginn des Betriebs des Hydraulikbaggers 200. In dieser Weise wird das Schmieröl wirksam abgegeben, wobei es folglich möglich ist, z. B. das untere Spulenende 32b des über dem Lochabschnitt 29 positionierten Stators zu kühlen.
<Zweite Ausführungsform>
Als Nächstes wird ein Rotationsantriebssystem 1A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich 7 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform sind die gleichen Komponenten wie jene in der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre ausführliche Beschreibung weggelassen wird.
Ein Lagerabschnitt 180A des Rotationsantriebssystems 1A der zweiten Ausführungsform ist in dem ersten Raum R1 vorgesehen. Mit anderen Worten, der Lagerabschnitt 180A ist unter dem unteren Spulenende 32b im ersten Raum R1 vorgesehen. Der Lagerabschnitt 180A weist eine Kastenform mit einer oberen Öffnung auf, wobei das Schmieröl über den Öffnungsabschnitt von oben eingeleitet wird.
Das Rotationsantriebssystem 1A der zweiten Ausführungsform enthält eine Antriebseinheit 181, die das Schmieröl in dem Lagerabschnitt 180A in Reaktion auf eine Eingabe von außen in den ersten Raum R1 abgibt. Die Antriebseinheit 181 weist eine Verrohrung 182 auf, die das eine zum Lagerabschnitt 180A offene Ende und das zum ersten Raum R1 offene andere Ende aufweist. Das andere Ende der Verrohrung 182 ist bevorzugt z. B. oberhalb des unteren Lagers 37, das als ein Gleitabschnitt dient, nach unten offen.
Die Antriebseinheit 181 enthält das Schaltventil 172, das in der Rohrleitung der Verrohrung 182 angeordnet ist. Das Schaltventil 172 ist konfiguriert, durch den Controller 173, der zu dem Controller 173 der ersten Ausführungsform ähnlich ist, geöffnet und geschlossen zu werden.
Wenn das Rotationsantriebssystem 1A betrieben wird, wird das von oben fallende Schmieröl über die Öffnung in den Lagerabschnitt 180A eingeleitet. Im Ergebnis ist das Schmieröl im Lagerabschnitt 180A gelagert.
Dann öffnet der Controller 173 das Schaltventil 172, das geschlossen ist, wie in der ersten Ausführungsform basierend auf einer Eingabe von außen. Im Ergebnis wird das Schmieröl im Lagerabschnitt 180 über die Verrohrung in den ersten Raum R1 abgegeben. Es ist möglich, durch das in dieser Weise abgegebene Schmieröl das untere Lager 37 zu schmieren.
<Weitere Ausführungsform>
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt, wobei sie geeignet geändert werden kann, ohne von der technischen Idee der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Obwohl in den Ausführungsformen das Arretierungsfreigabesignal P, das ausgegeben wird, wenn der Schwenkarretierungshebel gelöst wird, in den Controller 173 des Bewegungsmechanismus 170 eingegeben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt. Es kann z. B. eine Konfiguration angewendet werden, in der das Schmieröl in dem Lagerabschnitt 180 und 180A durch ein Signal, das durch einen in dem Führerhaus 231 vorgesehenen Schalter ausgegeben wird, in den ersten Raum R1 abgegeben wird. Zusätzlich kann eine Konfiguration angewendet werden, in der das Schmieröl im Zusammenhang mit der Betätigung eines vorhandenen Schalters, der in dem Hydraulikbagger 200 vorgesehen ist, in den ersten Raum R1 abgegeben wird.
Die Konfiguration des Bewegungsmechanismus 170 ist nicht auf die erste und die zweite Ausführungsform eingeschränkt, wobei eine weitere Konfiguration angewendet werden kann, insofern als das Schmieröl in Reaktion auf eine Eingabe von außen in den ersten Raum R1 abgegeben werden kann. Es kann z. B. eine Konfiguration angewendet werden, in der das Schmieröl durch einen Aktuator, der in Reaktion auf ein Signal von außen angetrieben ist, abgegeben wird.
In der ersten Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben worden, in dem der Federaufnahmeraum R3 als der Lagerabschnitt 180 durch den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 28 auf der Gehäuseseite des Elektromotorgehäuses 21 und den ausgesparten Aufnahmeabschnitt 135 auf der Federseite des Bremskolbens 130 definiert ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, wobei der Federaufnahmeraum R3 durch einen ausgesparten Abschnitt ausgebildet sein kann, der in einem des Elektromotorgehäuses 21 und des Bremskolbens 130 ausgebildet ist.
Der Dichtungsabschnitt 160, der den Federaufnahmeraum R3 als den Lagerabschnitt 81 abdichtet, ist nicht auf die Konfiguration der Ausführungsform eingeschränkt, wobei eine weitere Konfiguration angewendet werden kann. Deren Beispiele enthalten einen Dichtungsabschnitt, wie z. B. einen O-Ring, der zwischen der Oberseite 130a des Bremskolbens 130 und der Unterseite 21a des Elektromotorgehäuses 21 vorgesehen ist.
Der Schmieröllagerabschnitt 180 kann von dem Federaufnahmeraum R3 getrennt ausgebildet sein
Die Antriebseinheit, die das Schmieröl abgibt, kann anstelle des Bremskolbens 130 mittels eines einfachen Kolbens konfiguriert sein, der keine Bremsfunktion aufweist.
Obwohl ein Beispiel in der Ausführungsform beschrieben worden ist, in dem das untere Lager 37 ein Gleitabschnitt ist, kann in einer weiteren Konfiguration das abgegebene Schmieröl zu einem weiteren Gleitabschnitt geführt werden.
In der Ausführungsform wird das Schaltventil 172 über den Controller 173 aus dem geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand gesteuert, wenn der Schwenkarretierungshebel gelöst wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. In einer weiteren Konfiguration kann das Hydrauliköl z. B. durch das Schaltventil 172, das durch den Schwenkarretierungshebel, der betätigt wird, direkt aus dem geschlossenen Zustand geöffnet wird, dem Verzweigungsölweg 171 zugeführt werden. Zusätzlich kann das Schaltventil 172 in einem Fall, in dem verschiedene Bedienungshebelbetätigungen einschließlich der Betätigung des oberen Schwenkkörpers 230 ausgeführt werden, aus dem geschlossenen Zustand geöffnet werden.
Obwohl ein Beispiel, in dem die vorliegende Erfindung auf das Rotationsantriebssystem 1 und 1A des Hydraulikbaggers 200 als eine Arbeitsmaschine angewendet ist, in den Ausführungsformen beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung auf das Rotationsantriebssystem 1 und 1A als ein Mechanismus angewendet werden, der einen Abschnitt einer anderen Arbeitsmaschine schwenkt oder dreht.
Die vorliegende Erfindung kann sowohl auf einen Elektromotor allein als auch auf das Rotationsantriebssystem 1 und 1A, das den Elektromotor 20 und das Untersetzungsgetriebegehäuse 60 enthält, angewendet werden, wobei eine Konfiguration, in der der Elektromotor 20 und ein durch einen Hydraulikdruck angetriebener Hydraulikmotor kombiniert sind, angewendet werden kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß dem Elektromotor, dem Rotationsantriebssystem und dem Hydraulikbagger des obigen Aspekts ist es möglich, einem Gleitabschnitt Schmieröl gleichmäßig zuzuführen.
Bezugszeichenliste

1:: Rotationsantriebssystem
1A:: Rotationsantriebssystem
10:: Rotationsantriebsvorrichtung
20:: Elektromotor
20A:: Elektromotor
21:: Elektromotorgehäuse
21a:: Unterseite
22:: oberes Gehäuse
23:: oberer zylindrischer Abschnitt
24:: oberer Bodenabschnitt
24a:: oberes Durchgangsloch
25:: unteres Gehäuse
26:: unterer zylindrischer Abschnitt
27:: unterer Bodenabschnitt (Trennwand)
27a:: unteres Durchgangsloch
27b:: erste Bodenfläche
27c:: zweite Bodenfläche
27d:: abgestufter Abschnitt
27e:: ringförmiger ausgesparter Abschnitt
28:: ausgesparter Aufnahmeabschnitt auf der Gehäuseseite (ausgesparter Abschnitt)
29:: Lochabschnitt
30:: Stator
31:: Statorkern
32:: Spule
32a:: oberes Spulenende
32b:: unteres Spulenende
35:: obere Dichtung
36:: oberes Lager
37:: unteres Lager (Gleitabschnitt)
38:: Rotor
40:: Drehwelle
42:: Rotorkern
45:: untere Endplatte
46:: obere Endplatte
50:: Verbindungsloch
60:: Untersetzungsgetriebe
61:: Untersetzungsgetriebegehäuse
61a:: Hydraulikdruck-Zufuhrloch
62a:: Innenzahnradzähne der ersten Stufe
62b:: Innenzahnradzähne der zweiten Stufe
62c:: Innenzahnradzähne der dritten Stufe
64a:: erste innere Gleitkontakt-Umfangsfläche
64b:: zweite innere Gleitkontakt-Umfangsfläche
64c:: abgestufte Fläche
70:: Ausgangswelle
71:: Ausgangswellenlager
72:: untere Dichtung
80:: Getriebeeinheit
90:: Planetengetriebemechanismus der ersten Stufe
91:: Übertragungswelle der ersten Stufe
92:: Planetenrad der ersten Stufe
93:: Träger der ersten Stufe
100:: Planetengetriebemechanismus der zweiten Stufe
101:: Übertragungswelle der zweiten Stufe
102:: Planetenrad der zweiten Stufe
103:: Träger der zweiten Stufe
110:: Planetengetriebemechanismus der dritten Stufe
111:: Übertragungswelle der dritten Stufe
112:: Planetenrad der dritten Stufe
113:: Träger der dritten Stufe
120:: Bremsmechanismus (Antriebseinheit)
121:: Scheibenstützabschnitt
122:: Bremsscheibe
123:: Bremsplatte
130:: Bremskolben
130a:: Oberseite
130b:: Unterseite
130c:: ringförmiger Vorsprungabschnitt
131:: erste äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche
131a:: erster O-Ring
132:: zweite äußere Gleitkontakt-Umfangsfläche
132a:: zweiter O-Ring
133:: Druckaufnahmefläche
134:: Plattenstoßfläche
135:: ausgesparter Aufnahmeabschnitt auf der Kolbenseite (ausgesparter Abschnitt)
140:: Bremsfeder
150:: Schmieröl-Zirkulationseinheit
151:: Schmieröl-Strömungsweg
152:: Schmierölpumpe
153:: Kühleinheit
154:: Sieb
160:: Dichtungsabschnitt
170:: Bewegungsmechanismus
171:: Verzweigungsölweg
172:: Schaltventil
173:: Controller
180:: Lagerabschnitt
180A:: Lagerabschnitt
181:: Antriebseinheit
182:: Verrohrung
200:: Hydraulikbagger
211:: Raupenkette
210:: Fahrwerk
220:: Schwenkkreis
221:: äußerer Laufring
222:: innerer Laufring
223:: Schwenkritzel
230:: oberer Schwenkkörper
231:: Führerhaus
232:: Arbeitsgerät
233:: Ausleger
234:: Arm
235:: Löffel
236:: Kraftmaschine
237:: Generatormotor
238:: Hydraulikpumpe
239:: Wechselrichter
240:: Kondensator
L:: Schwenkachse
O:: Achse
S:: Flüssigkeitsoberfläche
R1:: erster Raum
R2:: zweiter Raum
R3:: Federaufnahmeraum
R4:: Hydraulikdruck-Zufuhrraum
F:: Strömungsweg innerhalb des Rotors
P:: Arretierungsfreigabesignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018035842 [0002]

Claims

Elektromotor, der umfasst: einen Rotor, der eine Drehwelle, die eine Achse aufweist, die sich vertikal erstreckt, und um die Achse rotiert, und einen Rotorkern, der an einer äußeren Umfangsfläche der Drehwelle befestigt ist, enthält; einen Stator, der den Rotorkern von einer äußeren Umfangsseite des Stators umgibt; eine Trennwand, die einen ersten Raum abtrennt, in dem der Rotor und der Stator angeordnet sind und dem das Schmieröl von einer Außenseite zugeführt wird; einen Lagerabschnitt, der konfiguriert ist, das dem ersten Raum zugeführte Schmieröl zu lagern; eine Antriebseinheit, die das Schmieröl innerhalb des Lagerabschnitts in den ersten Raum abgibt; und Gleitabschnitte, wobei in jeden von ihnen das aus dem Inneren des Lagerabschnitts abgegebene Schmieröl eingeleitet wird.
Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinheit enthält: einen Kolben, der außerhalb des ersten Raums vorgesehen ist und konfiguriert ist, bezüglich einer Trennwand vorgeschoben und zurückgezogen zu werden, und der zusammen mit der Trennwand den Lagerabschnitt definiert; eine Feder, die innerhalb des Lagerabschnitts vorgesehen ist und den Kolben in einer Richtung weg von der Trennwand drückt; und einen Bewegungsmechanismus, der den Kolben bewegt, so dass er sich gegen einen Druck der Feder der Trennwand nähert, wobei der Lagerabschnitt über einen in der Trennwand ausgebildeten Lochabschnitt zum ersten Raum offen ist.
Elektromotor nach Anspruch 2, der ferner eine Bremsscheibe umfasst, die an einem unteren Abschnitt der Drehwelle, der von der Trennwand nach unten vorsteht, vorgesehen ist und von der Drehwelle radial nach außen übersteht, wobei der Lochabschnitt die Trennwand vertikal durchdringt, der Kolben zwischen einer Unterseite der Trennwand und einer Oberseite der Bremsscheibe vorgesehen ist und konfiguriert ist, in einer vertikalen Richtung vorgeschoben und zurückgezogen zu werden, und der Lagerabschnitt durch einen ausgesparten Abschnitt definiert ist, der von wenigstens einer der Unterseite der Trennwand und einer Oberseite des Kolbens ausgespart ist.
Elektromotor nach Anspruch 2 oder 3, der ferner umfasst: einen Dichtungsabschnitt, der zwischen der Trennwand und dem Kolben vorgesehen ist und einen Umfang des Lagerabschnitts blockiert.
Rotationsantriebssystem, das umfasst: den Elektromotor nach Anspruch 3 oder 4; ein Untersetzungsgetriebe, das eine Ausgangswelle, die in einem durch die Trennwand nach unten abgetrennten zweiten Raum vorgesehen ist und konfiguriert ist, um die Achse zu rotieren, und eine Getriebeeinheit, die in dem zweiten Raum vorgesehen ist und die Rotation der Drehwelle verlangsamt und eine verlangsamte Rotation zur Ausgangswelle überträgt, enthält; und eine Schmieröl-Zirkulationseinheit, die einen Schmieröl-Strömungsweg, der den ersten Raum und den zweiten Raum verbindet, und eine Schmierölpumpe, die in dem Schmieröl-Strömungsweg vorgesehen ist und das Schmieröl von der Seite des zweiten Raums zur Seite des ersten Raums pumpt, enthält, wobei ein Verbindungsloch, das ermöglicht, dass der erste Raum und der zweite Raum miteinander in Verbindung stehen, in der Trennwand ausgebildet ist und der Gleitabschnitt ein unteres Lager ist, das den unteren Abschnitt der Drehwelle stützt, so dass sie um die Achse drehbar ist.
Hydraulikbagger, der umfasst: das Rotationsantriebssystem nach Anspruch 5; ein Fahrwerk; einen oberen Schwenkkörper, der auf dem Fahrwerk vorgesehen ist und durch die Drehung des Rotationsantriebssystems schwenkt; und eine Hydraulikpumpe, die einen Hydraulikdruck erzeugt, wobei der Kolben eine nach unten gewandte Druckaufnahmefläche aufweist und der Bewegungsmechanismus den durch die Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulikdruck unter Verwendung eines in Reaktion auf eine Freigabeoperation eines Arretierungshebels gesendeten Signals als eine Eingabe der Druckaufnahmefläche zuführt.