JP2013208040A - Turning drive unit - Google Patents

Turning drive unit Download PDF

Info

Publication number
JP2013208040A
JP2013208040A JP2012078345A JP2012078345A JP2013208040A JP 2013208040 A JP2013208040 A JP 2013208040A JP 2012078345 A JP2012078345 A JP 2012078345A JP 2012078345 A JP2012078345 A JP 2012078345A JP 2013208040 A JP2013208040 A JP 2013208040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turning
electric motor
lubricating oil
drive device
rotating shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012078345A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Okada
健志 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP2012078345A priority Critical patent/JP2013208040A/en
Publication of JP2013208040A publication Critical patent/JP2013208040A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turning drive unit capable of cooling an electric motor efficiently with a simple structure.SOLUTION: A turning drive unit 40 for driving the turning body 3 of an excavator includes a vertical electric motor 21 for turning, and a cooling medium circulation device 60 for sucking and discharging the cooling medium by using the torque of the rotating shaft 21A of the vertical electric motor 21 as a power source. The cooling medium circulation device 60 includes a pump having a spiral vane 62 formed coaxially on the rotating shaft 21A of the vertical electric motor 21. The vertical electric motor 21 is cooled with the cooling medium which is sucked or discharged by the cooling medium circulation device 60.

Description

本発明はショベルの旋回機構を駆動する旋回駆動装置に関する。   The present invention relates to a turning drive device that drives a turning mechanism of an excavator.

一般的に、掘削作業等を行なうショベルには旋回体が設けられ、掘削作業を行なうためのブーム、アーム及びバケットが旋回体に設けられる。旋回体を旋回させることで、バケットをショベルの周囲の任意の位置に移動する。旋回体を旋回させるための旋回駆動装置の駆動源として電動モータを用いることがある。旋回用電動モータで旋回体を旋回駆動することを電動旋回と称する。   In general, a shovel that performs excavation work or the like is provided with a swivel body, and a boom, an arm, and a bucket for performing the excavation work are provided on the swivel body. By rotating the revolving structure, the bucket is moved to an arbitrary position around the shovel. An electric motor may be used as a drive source of a turning drive device for turning the turning body. Driving the turning body with the turning electric motor is called electric turning.

旋回用電動モータの出力軸は、旋回変速機を介して旋回機構の入力軸に接続される。旋回用電動モータとしては、小型で高出力とするために高回転数の電動モータが用いられるので、旋回変速機としては大きな減速比を有する遊星歯車機構が用いられることが多い。   The output shaft of the turning electric motor is connected to the input shaft of the turning mechanism via a turning transmission. As the electric motor for turning, an electric motor having a high rotational speed is used in order to achieve a small size and high output, and therefore, a planetary gear mechanism having a large reduction ratio is often used as the turning transmission.

また、旋回用電動モータを駆動しないときには旋回用電動モータは自由に回転できる状態にあるので、旋回体に機械的にブレーキをかけて固定しておく必要がある。このため、旋回変速機の出力軸に機械的にブレーキをかけるブレーキ装置(メカニカルブレーキと称する)が旋回変速機の近傍に設けられる場合が多い。   Further, when the electric motor for turning is not driven, the electric motor for turning is in a state where it can freely rotate, so it is necessary to mechanically brake and fix the turning body. For this reason, a brake device (referred to as a mechanical brake) that mechanically brakes the output shaft of the turning transmission is often provided in the vicinity of the turning transmission.

以上のような構成の旋回駆動装置において、駆動源となる電動モータは駆動時に発熱するため、冷却する必要がある。そこで、電動モータの回転軸にギヤポンプを接続し、ギヤポンプから吐出される冷却油を、回転軸の中に形成した油路を通してロータに供給して電動モータを冷却することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In the swivel drive device configured as described above, the electric motor serving as a drive source generates heat during driving and needs to be cooled. Accordingly, it has been proposed to connect a gear pump to the rotating shaft of the electric motor and to cool the electric motor by supplying cooling oil discharged from the gear pump to the rotor through an oil passage formed in the rotating shaft (for example, , See Patent Document 1).

特開2007−20337号公報JP 2007-20337 A

特許文献1に開示された電動モータの冷却構造は、電動モータの回転軸の一端にギヤポンプを設け、なおかつ回転軸及びロータに貫通孔を形成する。したがって、電動モータの構造が複雑となり、旋回駆動装置のコストアップを招くといった問題がある。   In the cooling structure of the electric motor disclosed in Patent Document 1, a gear pump is provided at one end of the rotating shaft of the electric motor, and a through hole is formed in the rotating shaft and the rotor. Therefore, there is a problem that the structure of the electric motor is complicated and the cost of the turning drive device is increased.

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、簡単な構造で電動モータを効率的に冷却できる旋回駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a turning drive device that can efficiently cool an electric motor with a simple structure.

本発明の一実施形態によれば、掘削機の旋回体を駆動する旋回駆動装置であって、旋回用の垂直型電動モータと、該垂直型電動モータの回転軸の回転力を動力源として冷却媒体の吸入、吐出を行なう冷却媒体循環装置とを有し、前記冷却媒体循環装置は、前記垂直型電動モータの前記回転軸の同心軸上に螺旋状の羽根が形成されたポンプを含むことを特徴とする旋回駆動装置が提供される。   According to an embodiment of the present invention, there is provided a turning drive device for driving a turning body of an excavator, and cooling is performed using a vertical electric motor for turning and a rotational force of a rotating shaft of the vertical electric motor as a power source. A cooling medium circulation device that sucks and discharges the medium, and the cooling medium circulation device includes a pump in which spiral blades are formed on the concentric shaft of the rotating shaft of the vertical electric motor. A featured swivel drive is provided.

上述の発明によれば、簡単な構造で垂直型電動モータの冷却を効率的に行なうことのできる旋回駆動装置を提供することができる。   According to the above-described invention, it is possible to provide a turning drive device that can efficiently cool a vertical electric motor with a simple structure.

本発明の一実施形態による旋回駆動装置が組み込まれるショベルの側面図である。It is a side view of the shovel in which the turning drive device by one Embodiment of this invention is integrated. 図1に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive system of the shovel shown in FIG. 本発明の一実施形態による旋回駆動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the turning drive device by one Embodiment of this invention. 旋回駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of a turning drive device. 低速回転時の旋回駆動装置内における潤滑油の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the lubricating oil in the turning drive device at the time of low speed rotation. 高速回転時の旋回駆動装置内における潤滑油の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the lubricating oil in the turning drive device at the time of high speed rotation. 旋回駆動装置の変形例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the modification of a turning drive device.

まず、本発明の一実施形態による旋回駆動装置が組み込まれたショベルの全体構成及び駆動系の構成について説明する。図1は本発明の一実施形態による旋回駆動装置が組み込まれた掘削機の一例であるショベルを示す側面図である。   First, an overall configuration of a shovel incorporating a turning drive device according to an embodiment of the present invention and a configuration of a drive system will be described. FIG. 1 is a side view showing an excavator as an example of an excavator in which a turning drive device according to an embodiment of the present invention is incorporated.

図1に示すショベルの下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端に、アーム5が取り付けられ、アーム5の先端にバケット6が取り付けられている。ブーム4,アーム5及びバケット6は、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。   An upper swing body 3 is mounted on a lower traveling body 1 of the shovel shown in FIG. A boom 4 is attached to the upper swing body 3. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 is attached to the tip of the arm 5. The boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9, respectively. The upper swing body 3 is provided with a cabin 10 and is mounted with a power source such as an engine.

なお、図1に示すショベルは、旋回駆動装置に供給する電力を蓄積する蓄電装置を有するショベルであるが、電動旋回を採用したショベルであれば、例えば外部電源から充電電力が供給される電気駆動式ショベルにも本発明を適用することができる。   The excavator shown in FIG. 1 is an excavator having a power storage device that stores electric power to be supplied to the turning drive device. The present invention can also be applied to an excavator.

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

機械式駆動部としてのエンジン11と、アシスト駆動部としての電動発電機12は、変速機13の2つの入力軸にそれぞれ接続されている。変速機13の出力軸には、油圧ポンプとしてメインポンプ14及びパイロットポンプ15が接続されている。メインポンプ14には、高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続されている。また、パイロットポンプ15には、パイロットライン25を介して操作装置26が接続されている。   An engine 11 as a mechanical drive unit and a motor generator 12 as an assist drive unit are respectively connected to two input shafts of a transmission 13. A main pump 14 and a pilot pump 15 are connected to the output shaft of the transmission 13 as hydraulic pumps. A control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high pressure hydraulic line 16. An operation device 26 is connected to the pilot pump 15 via a pilot line 25.

コントロールバルブ17は、ハイブリッド式ショベルにおける油圧系の制御を行う制御装置である。下部走行体1用の油圧モータ1A(右用)及び1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9は、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ17に接続される。   The control valve 17 is a control device that controls a hydraulic system in the hybrid excavator. The hydraulic motors 1A (for right) and 1B (for left), the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 for the lower traveling body 1 are connected to the control valve 17 via a high-pressure hydraulic line.

電動発電機12には、インバータ18Aを介して、蓄電器としてのキャパシタを含む蓄電系(蓄電装置)120が接続される。蓄電系120には、インバータ20を介して電動作業要素としての旋回用電動機21が接続されている。旋回用電動機21の回転軸21Aには、旋回変速機24が接続される。旋回変速機24の出力軸24Aの一端にはメカニカルブレーキ23が接続される。旋回変速機24の出力軸24Aの他端には冷却用潤滑装置60が接続される。冷却用潤滑装置60は後述のように旋回用電動機21内の潤滑油を冷却しながら循環させる装置である。旋回用電動機21と、旋回変速機24と、冷却用潤滑装置60とにより旋回駆動装置40が構成される。後述のように旋回駆動装置40は、メカニカルブレーキ23を含むこととしてもよい。ここで、旋回用電動機21が上部旋回体3を旋回駆動するための旋回用電動モータに相当し、メカニカルブレーキ23は上部旋回体3に機械的にブレーキをかけておくブレーキ装置に相当する。メカニカルブレーキ23の出力軸23Aは(すなわち、旋回変速機24の回転軸24A)は上述の旋回機構2に接続され、メカニカルブレーキ23の出力軸23Aの回転力(動力)で旋回機構2が駆動され、上部旋回体3が旋回する。   The motor generator 12 is connected to a power storage system (power storage device) 120 including a capacitor as a battery via an inverter 18A. The electric storage system 120 is connected to a turning electric motor 21 as an electric work element via an inverter 20. A turning transmission 24 is connected to the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21. A mechanical brake 23 is connected to one end of the output shaft 24 </ b> A of the turning transmission 24. A cooling lubrication device 60 is connected to the other end of the output shaft 24 </ b> A of the turning transmission 24. The cooling lubricating device 60 is a device that circulates while cooling the lubricating oil in the turning electric motor 21 as will be described later. The turning drive device 40 is configured by the turning electric motor 21, the turning transmission 24, and the cooling lubrication device 60. As will be described later, the turning drive device 40 may include a mechanical brake 23. Here, the turning electric motor 21 corresponds to a turning electric motor for driving the upper turning body 3 to turn, and the mechanical brake 23 corresponds to a brake device that mechanically brakes the upper turning body 3. The output shaft 23A of the mechanical brake 23 (that is, the rotating shaft 24A of the turning transmission 24) is connected to the turning mechanism 2 described above, and the turning mechanism 2 is driven by the rotational force (power) of the output shaft 23A of the mechanical brake 23. The upper turning body 3 turns.

操作装置26は、レバー26A、レバー26B、ペダル26Cを含む。レバー26A、レバー26B、及びペダル26Cは、油圧ライン27及び28を介して、コントロールバルブ17及び圧力センサ29にそれぞれ接続される。圧力センサ29は、電気系の駆動制御を行うコントローラ30に接続されている。   The operating device 26 includes a lever 26A, a lever 26B, and a pedal 26C. The lever 26A, the lever 26B, and the pedal 26C are connected to the control valve 17 and the pressure sensor 29 via hydraulic lines 27 and 28, respectively. The pressure sensor 29 is connected to a controller 30 that performs drive control of the electric system.

コントローラ30は、ハイブリッド式ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。コントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、CPUが内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。   The controller 30 is a control device as a main control unit that performs drive control of the hybrid excavator. The controller 30 is configured by an arithmetic processing unit including a CPU (Central Processing Unit) and an internal memory, and is realized by the CPU executing a drive control program stored in the internal memory.

コントローラ30は、圧力センサ29から供給される信号を速度指令に変換し、旋回用電動機21の駆動制御を行う。圧力センサ29から供給される信号は、旋回機構2を旋回させるために操作装置26を操作した場合の操作量を表す信号に相当する。   The controller 30 converts the signal supplied from the pressure sensor 29 into a speed command, and performs drive control of the turning electric motor 21. The signal supplied from the pressure sensor 29 corresponds to a signal indicating an operation amount when the operation device 26 is operated to turn the turning mechanism 2.

コントローラ30は、電動発電機12の運転制御(電動(アシスト)運転又は発電運転の切り替え)を行うとともに、蓄電系120の昇降圧コンバータを駆動制御することによりキャパシタの充放電制御を行う。コントローラ30は、キャパシタの充電状態、電動発電機12の運転状態(電動(アシスト)運転又は発電運転)、及び旋回用電動機21の運転状態(力行運転又は回生運転)に基づいて、蓄電系120の昇降圧コンバータの昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりキャパシタの充放電制御を行う。また、コントローラ30は、後述のようにキャパシタに充電する量(充電電流又は充電電力)の制御も行なう。   The controller 30 performs operation control (switching between electric (assist) operation or power generation operation) of the motor generator 12 and also performs charge / discharge control of the capacitor by drivingly controlling the step-up / down converter of the power storage system 120. Based on the charging state of the capacitor, the operation state of the motor generator 12 (electric (assist) operation or power generation operation), and the operation state of the turning motor 21 (power running operation or regenerative operation), the controller 30 Switching control between the step-up / step-down operation of the step-up / step-down converter is performed, thereby performing charge / discharge control of the capacitor. The controller 30 also controls the amount of charging (charging current or charging power) of the capacitor as will be described later.

旋回用電動機21の回転速度(角速度ω)はレゾルバにより検出される。また、ブーム4の角度(ブーム角度θB)はブーム4の支持軸に設けられたロータリエンコーダ等のブーム角度センサ7Bにより検出される。コントローラ30は、旋回用電動機21の角速度ωに基づいて推定旋回回生電力(エネルギ)を演算で求め、また、ブーム角度θBに基づいて推定ブーム回生電力(エネルギ)を演算で求める。そして、コントローラ30は、演算で求めた推定旋回回生電力と推定ブーム回生電力とに基づいて、SOCの回生見込み目標値を演算により求める。コントローラ30は、キャパシタ19のSOCを、求めた回生見込み目標値に近づけるようにハイブリッド式ショベルの各部を制御する。   The rotational speed (angular speed ω) of the turning electric motor 21 is detected by a resolver. Further, the angle of the boom 4 (boom angle θB) is detected by a boom angle sensor 7B such as a rotary encoder provided on the support shaft of the boom 4. The controller 30 calculates the estimated turning regenerative power (energy) based on the angular velocity ω of the turning electric motor 21 and calculates the estimated boom regenerative power (energy) based on the boom angle θB. Then, the controller 30 obtains an estimated regeneration target value for the SOC based on the estimated turning regenerative power and the estimated boom regenerative power obtained by the calculation. The controller 30 controls each part of the hybrid excavator so as to bring the SOC of the capacitor 19 close to the calculated expected regeneration target value.

上述のような構成のハイブリッド式ショベルによる作業では、上部旋回体3を旋回駆動するために、インバータ20を介して供給される電力により旋回用電動機21が駆動される。旋回用電動機21の出力軸21Aの回転力は、旋回変速機24とメカニカルブレーキ23を介してメカニカルブレーキ23の出力軸23Aに伝達される。メカニカルブレーキ23の出力軸23Aは旋回駆動装置40の出力軸に相当する。   In the work by the hybrid excavator having the above-described configuration, the turning electric motor 21 is driven by the electric power supplied via the inverter 20 in order to drive the upper turning body 3 to turn. The rotational force of the output shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21 is transmitted to the output shaft 23 </ b> A of the mechanical brake 23 via the turning transmission 24 and the mechanical brake 23. The output shaft 23A of the mechanical brake 23 corresponds to the output shaft of the turning drive device 40.

図3は本発明の一実施形態による旋回駆動装置40の構成を示すブロック図である。上述のように、旋回駆動装置40は、駆動源としての電動モータである旋回用電動機21を含む。旋回用電動機21は回転軸が重力方向に延在するように配置される垂直型電動モータである。旋回用電動機21の出力軸側に旋回変速機24としてヘリカル遊星減速機が接続される。旋回変速機24(ヘリカル遊星減速機)の回転軸24Aには、メカニカルブレーキ23としてのディスクブレーキが設けられる。旋回変速機24(ヘリカル遊星減速機)の回転軸24Aは、メカニカルブレーキ23の出力軸23Aに相当し、且つ旋回駆動装置40の出力軸40Aとなる。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the turning drive device 40 according to the embodiment of the present invention. As described above, the turning drive device 40 includes the turning electric motor 21 that is an electric motor as a drive source. The turning electric motor 21 is a vertical electric motor that is arranged so that the rotation shaft extends in the direction of gravity. A helical planetary reduction gear is connected to the output shaft side of the turning electric motor 21 as the turning transmission 24. A disc brake as a mechanical brake 23 is provided on the rotating shaft 24A of the turning transmission 24 (helical planetary speed reducer). A rotating shaft 24A of the turning transmission 24 (helical planetary speed reducer) corresponds to the output shaft 23A of the mechanical brake 23 and serves as the output shaft 40A of the turning drive device 40.

図4は旋回駆動装置40の断面図である。本実施形態では、旋回変速機24を構成するヘリカル遊星減速機の太陽歯車42が、旋回用電動機21の出力軸21Aに固定されている。太陽歯車42は複数の遊星歯車44に係合している。遊星歯車44の各々は、旋回変速機24(ヘリカル遊星減速機)の出力軸24Aが設けられたキャリア46に回転可能に支持されている。そして、各遊星歯車44は、ギヤケース50の内面に形成された内歯歯車に噛合している。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the turning drive device 40. In the present embodiment, the sun gear 42 of the helical planetary reduction gear constituting the turning transmission 24 is fixed to the output shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21. The sun gear 42 is engaged with a plurality of planetary gears 44. Each of the planetary gears 44 is rotatably supported by a carrier 46 provided with an output shaft 24A of a turning transmission 24 (helical planetary speed reducer). Each planetary gear 44 meshes with an internal gear formed on the inner surface of the gear case 50.

内歯歯車が形成されたギヤケース50は、旋回用電動機21のエンドプレート21aに固定されており、自ら回転することはできない。一方、出力軸24Aが設けられたキャリア46は、ギヤケース50に固定されたエンドケース52に対して、ベアリングを介して回転可能に支持されている。   The gear case 50 in which the internal gear is formed is fixed to the end plate 21a of the turning electric motor 21 and cannot rotate by itself. On the other hand, the carrier 46 provided with the output shaft 24A is rotatably supported via a bearing with respect to the end case 52 fixed to the gear case 50.

以上のような構成のヘリカル遊星減速機において、旋回用電動機21の出力軸21Aが回転して太陽歯車42が回転すると、遊星歯車44が回転(自転)する。遊星歯車44はギヤケース50の内面に形成された内歯歯車に噛合しており、遊星歯車44の回転力で内歯歯車が形成されたギヤケース50が回転しようとする。ところが、ギヤケース50は旋回用電動機21のエンドプレート21aに固定されているので、回転することはできない。その結果、遊星歯車44を支持しながら自ら回転可能に支持されているキャリア46のほうが回転することとなる。以上のような遊星歯車作用により、旋回用電動機21の出力軸21Aの回転が減速されてキャリア46から延在する回転軸24A(出力軸)に出力される。   In the helical planetary speed reducer configured as described above, when the output shaft 21A of the turning electric motor 21 rotates and the sun gear 42 rotates, the planetary gear 44 rotates (spins). The planetary gear 44 meshes with an internal gear formed on the inner surface of the gear case 50, and the gear case 50 formed with the internal gear attempts to rotate by the rotational force of the planetary gear 44. However, since the gear case 50 is fixed to the end plate 21a of the turning electric motor 21, it cannot be rotated. As a result, the carrier 46 that is rotatably supported by itself while supporting the planetary gear 44 rotates. Due to the planetary gear action as described above, the rotation of the output shaft 21A of the turning electric motor 21 is decelerated and output to the rotating shaft 24A (output shaft) extending from the carrier 46.

メカニカルブレーキ23は旋回変速機24の回転軸24Aの回転力を抑制することでブレーキをかける装置であり、旋回変速機24とは別個に設けられてもよいが、旋回変速機24の中に設けられるよう構成してもよい。例えば、メカニカルブレーキ23をディスクブレーキで構成し、ブレーキディスクを固定部であるギヤケース50と旋回変速機24の出力軸24Aに取付けて、固定部分であるギヤケース50に設けられたブレーキパッドをブレーキディスクに押圧することで、ブレーキ力を発生させるよう構成してもよい。この場合、ギヤケース50内に軸方向に移動可能なピストンを設け、ピストンによりブレーキパッドをディスクブレーキに押圧して、回転軸24Aに制動力を印加する。   The mechanical brake 23 is a device that applies a brake by suppressing the rotational force of the rotating shaft 24A of the turning transmission 24, and may be provided separately from the turning transmission 24, but is provided in the turning transmission 24. You may comprise so that it may be. For example, the mechanical brake 23 is configured by a disc brake, the brake disc is attached to a gear case 50 as a fixed portion and an output shaft 24A of the turning transmission 24, and a brake pad provided on the gear case 50 as a fixed portion is used as a brake disc. You may comprise so that a braking force may be generated by pressing. In this case, an axially movable piston is provided in the gear case 50, and the brake pad is pressed against the disc brake by the piston to apply a braking force to the rotating shaft 24A.

以上のように構成することで、旋回変速機24のギヤケース50内にメカニカルブレーキ23を組み込むことができ、旋回駆動装置40の構造を簡素化することができる。ただし、メカニカルブレーキ23を旋回変速機24とは別個に設けることとしてもよく、本実施形態ではメカニカルブレーキ23は旋回変速機24に組み込まれていないものとして説明する。   With the configuration described above, the mechanical brake 23 can be incorporated into the gear case 50 of the turning transmission 24, and the structure of the turning drive device 40 can be simplified. However, the mechanical brake 23 may be provided separately from the turning transmission 24, and in the present embodiment, the mechanical brake 23 is described as being not incorporated in the turning transmission 24.

旋回変速機24を構成するヘリカル遊星減速機の歯車部品を潤滑するために、旋回変速機24のギヤケース50の内部に形成された密閉空間に潤滑油が充填されている。旋回変速機24内の潤滑油は、歯車部品を潤滑しながら歯車の噛み合い部分を冷却する機能も有する。本実施形態では、旋回変速機24の潤滑油を、旋回用電動機21を冷却するための冷却媒体として用いる。   In order to lubricate the gear parts of the helical planetary reduction gear that constitutes the turning transmission 24, the sealed space formed inside the gear case 50 of the turning transmission 24 is filled with lubricating oil. The lubricating oil in the turning transmission 24 also has a function of cooling the meshing part of the gear while lubricating the gear parts. In the present embodiment, the lubricating oil of the turning transmission 24 is used as a cooling medium for cooling the turning electric motor 21.

ギヤケース50は旋回用電動機21のエンドプレート21aに固定されており、エンドプレート21aから外側に延在する回転軸21Aの先端は、ギヤケース50内の潤滑油が充填された密閉空間に内に突出している。この回転軸21Aの先端に太陽歯車42が取り付けられることで、太陽歯車42は潤滑油が充填された密閉空間内に配置される。   The gear case 50 is fixed to the end plate 21a of the turning electric motor 21, and the tip of the rotating shaft 21A extending outward from the end plate 21a protrudes into a sealed space filled with lubricating oil in the gear case 50. Yes. By attaching the sun gear 42 to the tip of the rotating shaft 21A, the sun gear 42 is disposed in a sealed space filled with lubricating oil.

旋回変速機24は、旋回用電動機21の下端側(エンドプレート21aの側)に取付けられている。旋回用電動機21は高速回転の垂直型電動モータであり、円筒形のモータケーシング21cの両側にエンドプレート21a及び21bが取り付けられている。モータケーシング21cの内部に、回転軸21Aがその中央を貫通して延在するロータ21d及びステータ21e収容されている。回転軸21Aは、エンドプレート21a及び21bに設けられたベアリングにより回転可能に支持されている。   The turning transmission 24 is attached to the lower end side (end plate 21 a side) of the turning electric motor 21. The turning electric motor 21 is a high-speed vertical electric motor, and end plates 21a and 21b are attached to both sides of a cylindrical motor casing 21c. Inside the motor casing 21c, a rotating shaft 21A is housed in a rotor 21d and a stator 21e extending through the center thereof. The rotating shaft 21A is rotatably supported by bearings provided on the end plates 21a and 21b.

旋回用電動機21の回転軸21Aの反対側の上側の端部は、エンドプレート21bから外側に延在し、この端部にサイクロン羽根62が形成されている。サイクロン羽根62の外周はポンプケース64に覆われており、サイクロンポンプが形成されている。このサイクロンポンプが後述のように冷却媒体循環装置60を構成する。   The upper end of the turning electric motor 21 opposite to the rotating shaft 21A extends outward from the end plate 21b, and a cyclone blade 62 is formed at this end. The outer periphery of the cyclone blade 62 is covered with a pump case 64 to form a cyclone pump. This cyclone pump constitutes the cooling medium circulation device 60 as described later.

本実施形態による旋回駆動装置40は、旋回用電動機21の回転軸21Aが垂直になるように配置される。すなわち、旋回駆動装置40がショベルに組み込まれると、旋回変速機24が旋回用電動機21の下側に位置し、冷却媒体循環装置60が旋回用電動機21の上側に位置する。   The turning drive device 40 according to the present embodiment is arranged so that the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 is vertical. That is, when the turning drive device 40 is incorporated into the shovel, the turning transmission 24 is positioned below the turning electric motor 21, and the cooling medium circulation device 60 is positioned above the turning electric motor 21.

ここで、旋回用電動機21の回転軸21Aは中空の軸となっており、潤滑油流通孔21aが回転軸21Aを軸方向に貫通して延在している。潤滑油流通孔21aの下端は、回転軸21Aに太陽歯車42が取り付けられた部分において、旋回変速機24のギヤケース50内の密閉空間に開口している。したがって、旋回変速機24のギヤケース50内の密閉空間に充填されている潤滑油は潤滑油流通孔21a内に流れ込むことができる。一方、潤滑油流通孔21aの上端は、ポンプケース64の内部空間に開口している。   Here, the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 is a hollow shaft, and the lubricating oil circulation hole 21a extends through the rotating shaft 21A in the axial direction. The lower end of the lubricating oil circulation hole 21a is open to a sealed space in the gear case 50 of the turning transmission 24 at a portion where the sun gear 42 is attached to the rotating shaft 21A. Therefore, the lubricating oil filled in the sealed space in the gear case 50 of the turning transmission 24 can flow into the lubricating oil circulation hole 21a. On the other hand, the upper end of the lubricating oil circulation hole 21 a opens into the internal space of the pump case 64.

ポンプケース64は円筒状のシリンダ64aと、その両端のエンドプレート64b、64cとで構成される。上側のエンドプレート64bにはベント機構66が設けられている。ポンプケース64の内部空間の圧力が上昇すると、内部空間の空気をベント機構66を通じて外部に排出することができる。   The pump case 64 includes a cylindrical cylinder 64a and end plates 64b and 64c at both ends thereof. A vent mechanism 66 is provided on the upper end plate 64b. When the pressure in the internal space of the pump case 64 increases, the air in the internal space can be discharged to the outside through the vent mechanism 66.

本実施形態では、ポンプケース64の下部の側面に、潤滑油吸入・排出口68が設けられる。また、旋回変速機24のギヤケース50の側面にも、潤滑油吸入・排出口54が設けられる。ポンプケース64の潤滑油吸入・排出口68とギヤケース50の潤滑油吸入・排出口54とは、潤滑油流通配管70により接続されている。潤滑油流通配管70は、内部を潤滑油が流れるようになっており、その途中に冷却装置としてオイルクーラ72が設けられる。オイルクーラ72は、例えば外周に放熱フィンを有する配管により構成され、内部を流通する潤滑油の熱を周囲に放出して潤滑油を冷却する。   In the present embodiment, a lubricating oil suction / discharge port 68 is provided on the lower side surface of the pump case 64. A lubricating oil intake / discharge port 54 is also provided on the side surface of the gear case 50 of the turning transmission 24. The lubricating oil suction / discharge port 68 of the pump case 64 and the lubricating oil suction / discharge port 54 of the gear case 50 are connected by a lubricating oil distribution pipe 70. The lubricating oil distribution pipe 70 is configured so that lubricating oil flows therein, and an oil cooler 72 is provided as a cooling device in the middle thereof. The oil cooler 72 is configured by, for example, a pipe having a heat radiating fin on the outer periphery, and cools the lubricating oil by releasing heat of the lubricating oil flowing through the inside to the surroundings.

オイルクーラ72は上述の放熱フィン付配管に限られず、既知の様々な冷却装置を用いることができる。例えば、潤滑油流通配管70の途中にウォータジャケットを設け、水冷式のオイルクーラ72を構成してもよい。ここで、旋回用電動機21が駆動されて回転軸21Aが回転すると、サイクロン羽根62も同時に回転する。サイクロン羽根62が回転すると、作動油はサイクロン羽根62に沿って上下に移動する。これにより、冷却媒体循環装置60がポンプとして機能する。   The oil cooler 72 is not limited to the above-described piping with heat radiation fins, and various known cooling devices can be used. For example, a water jacket may be provided in the middle of the lubricating oil distribution pipe 70 to configure the water-cooled oil cooler 72. Here, when the turning electric motor 21 is driven and the rotating shaft 21A rotates, the cyclone blade 62 also rotates simultaneously. When the cyclone blade 62 rotates, the hydraulic oil moves up and down along the cyclone blade 62. Thereby, the cooling medium circulation device 60 functions as a pump.

また、上記実施例ではサイクロン羽根62を回転軸21Aの外周に形成した事例を示したが、サイクロン羽根62を回転軸21Aの内周に形成してもよい。   Moreover, although the example which formed the cyclone blade | wing 62 in the outer periphery of the rotating shaft 21A was shown in the said Example, you may form the cyclone blade | wing 62 in the inner periphery of the rotating shaft 21A.

次に、上述の構成の旋回駆動装置40内における潤滑油の流れについて説明する。   Next, the flow of the lubricating oil in the turning drive device 40 having the above-described configuration will be described.

まず、旋回用電動機21が低速回転のときの潤滑油の流れについて図5を参照しながら説明する。図5は旋回駆動装置40内における潤滑油の流れを示す図であり、旋回駆動装置40は概略図で示されている。図5(a)は旋回用電動機21が低速正回転しているときの潤滑油の流れを示し、図5(b)は旋回用電動機21が低速逆回転しているとき潤滑油の流れを示す。   First, the flow of lubricating oil when the turning electric motor 21 rotates at a low speed will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating the flow of the lubricating oil in the turning drive device 40, and the turning drive device 40 is schematically illustrated. FIG. 5A shows the flow of the lubricating oil when the turning electric motor 21 is rotating at the low speed and the forward direction, and FIG. 5B shows the flow of the lubricating oil when the turning electric motor 21 is rotating at the low speed and the reverse rotation. .

旋回用電動機21が正回転方向に低速回転すると、図5(a)に示すように、冷却媒体循環装置60を構成するサイクロンポンプが正回転し、図中矢印Aで1示すように、旋回変速機24内の潤滑油は回転軸21Aの潤滑油流通孔21aを通って上方に向かう。このとき、旋回用電動機21の回転軸21Aと共に回転するサイクロンポンプの回転が低速であるので、作動油は潤滑油流通孔21aの上端までは到達することはできず、潤滑油流通孔21aの途中まで上昇する。潤滑油流通孔21a内を上昇する潤滑油は、図中矢印B1で示すようにオイルクーラ72から旋回変速機24に供給される潤滑油であり、低温の潤滑油である。したがって、回転軸21A及びその周囲のロータ21dは低温の潤滑油が流れることで冷却される。   When the turning electric motor 21 rotates at a low speed in the forward rotation direction, as shown in FIG. 5 (a), the cyclone pump constituting the cooling medium circulating device 60 rotates forward, and as shown by arrow A in FIG. The lubricating oil in the machine 24 goes upward through the lubricating oil circulation hole 21a of the rotating shaft 21A. At this time, since the rotation of the cyclone pump rotating together with the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 is low speed, the hydraulic oil cannot reach the upper end of the lubricating oil circulation hole 21a, and is in the middle of the lubricating oil circulation hole 21a. To rise. The lubricating oil rising in the lubricating oil circulation hole 21a is lubricating oil supplied from the oil cooler 72 to the turning transmission 24 as indicated by an arrow B1 in the drawing, and is low-temperature lubricating oil. Therefore, the rotating shaft 21A and the surrounding rotor 21d are cooled by the flow of low-temperature lubricating oil.

旋回用電動機21が低速で正回転した後に低速で逆回転すると、図5(b)に示すように、冷却媒体循環装置60を構成するサイクロンポンプが逆回転し、図中矢印C1で示すように、旋回変速機24内の潤滑油は潤滑油流通配管70(オイルクーラ72)を通って上方に向かう。このとき、旋回用電動機21の回転軸21Aと共に回転するサイクロンポンプの回転は低速であるので、潤滑油は潤滑油流通配管70の上端までは到達することはできず、潤滑油流通配管70の途中まで上昇する。潤滑油流通配管70内を上昇する潤滑油は、図中矢印D1で示すように旋回用電動機21の回転軸21Aの潤滑油流通孔21aから旋回変速機24に戻った潤滑油であり、高温の潤滑油である。したがって、潤滑油流通配管70内を上昇する潤滑油はオイルクーラ72を通ることで冷却される。   When the turning electric motor 21 is rotated forward at a low speed and then reversely rotated at a low speed, the cyclone pump constituting the cooling medium circulation device 60 is rotated reversely as shown in FIG. 5B, as indicated by an arrow C1 in the figure. The lubricating oil in the turning transmission 24 goes upward through the lubricating oil distribution pipe 70 (oil cooler 72). At this time, since the rotation of the cyclone pump that rotates together with the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21 is low speed, the lubricating oil cannot reach the upper end of the lubricating oil distribution pipe 70, and is in the middle of the lubricating oil distribution pipe 70. To rise. The lubricating oil rising in the lubricating oil circulation pipe 70 is the lubricating oil that has returned to the turning transmission 24 from the lubricating oil circulation hole 21a of the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 as indicated by an arrow D1 in the drawing, and has a high temperature. Lubricating oil. Therefore, the lubricating oil rising in the lubricating oil circulation pipe 70 is cooled by passing through the oil cooler 72.

以上のように、旋回用電動機21の正回転時には、オイルクーラ72で冷却されて低温となった潤滑油が旋回変速機24に供給される。そして、その低温の潤滑油が回転軸21Aの潤滑油流通孔21aを上方に流れ、回転軸21Aは冷却される。旋回用電動機21が逆回転すると、回転軸21A内で熱を吸収して高温となった潤滑油は旋回変速機24に戻される。旋回変速機24に戻された高温の潤滑油は、潤滑油流通配管70に流れて潤滑油流通配管70内を上昇する。このとき、潤滑油流通配管70内を流れる潤滑油は、オイルクーラ72により冷却されて低温の潤滑油になる。   As described above, during the normal rotation of the turning electric motor 21, the lubricating oil cooled to the low temperature by the oil cooler 72 is supplied to the turning transmission 24. Then, the low temperature lubricating oil flows upward through the lubricating oil circulation hole 21a of the rotating shaft 21A, and the rotating shaft 21A is cooled. When the turning electric motor 21 rotates in the reverse direction, the lubricating oil that has become hot due to absorption of heat in the rotating shaft 21 </ b> A is returned to the turning transmission 24. The high-temperature lubricating oil returned to the turning transmission 24 flows into the lubricating oil distribution pipe 70 and rises in the lubricating oil distribution pipe 70. At this time, the lubricating oil flowing in the lubricating oil distribution pipe 70 is cooled by the oil cooler 72 and becomes low-temperature lubricating oil.

ショベルの上部旋回体3が作業中に右旋回、左旋回を繰り返すたびに、上述の潤滑油の往復の流れが生じる。したがって、旋回用電動機21が正回転する毎に、旋回用電動機21の回転軸21A及びその周囲のロータ21dが潤滑油により冷却されることとなる。   Each time the upper revolving unit 3 of the excavator repeats a right turn and a left turn during operation, the above-described reciprocating flow of the lubricating oil occurs. Therefore, each time the turning electric motor 21 rotates forward, the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 and the surrounding rotor 21d are cooled by the lubricating oil.

次に、旋回用電動機21が高速回転のときの潤滑油の流れについて図6を参照しながら説明する。図6は旋回駆動装置40内における潤滑油の流れを示す図であり、旋回駆動装置40は概略図で示されている。図6(a)は旋回用電動機21が高速正回転しているときの潤滑油の流れを示し、図6(b)は旋回用電動機21が高速逆回転しているとき潤滑油の流れを示す。   Next, the flow of lubricating oil when the turning electric motor 21 rotates at high speed will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a view showing the flow of the lubricating oil in the turning drive device 40, and the turning drive device 40 is schematically shown. FIG. 6A shows the flow of the lubricating oil when the turning electric motor 21 is rotating forward at high speed, and FIG. 6B shows the flow of the lubricating oil when the turning electric motor 21 is rotating backward at a high speed. .

旋回用電動機21が正回転方向に高速回転すると、図6(a)に示すように、冷却媒体循環装置60を構成するサイクロンポンプが高速で正回転し、図中矢印A1で示すように、旋回変速機24内の潤滑油は回転軸21Aの潤滑油流通孔21aを通って潤滑油流通孔21aの上端に向かう。このとき、潤滑油に先だって回転軸21A内で加熱された空気がポンプケース64内に充満し、ベント機構66から外部に排出される。ベント機構66から排出される空気は回転軸21A及びロータ21dの熱を吸収してきた空気であり、この加熱空気の排出により一次冷却が行なわれる。   When the turning electric motor 21 rotates at a high speed in the forward rotation direction, as shown in FIG. 6A, the cyclone pump constituting the cooling medium circulation device 60 rotates at a high speed at a high speed. Lubricating oil in the transmission 24 passes through the lubricating oil circulation hole 21a of the rotating shaft 21A toward the upper end of the lubricating oil circulation hole 21a. At this time, the air heated in the rotating shaft 21A prior to the lubricating oil fills the pump case 64 and is discharged from the vent mechanism 66 to the outside. The air discharged from the vent mechanism 66 is air that has absorbed the heat of the rotating shaft 21A and the rotor 21d, and primary cooling is performed by discharging the heated air.

サイクロンポンプが高速で正回転し続けると、回転軸21Aの潤滑油流通孔21aを流れて熱を吸収して高温となった潤滑油は、矢印A2で示すように潤滑油流通孔21aの上端から流れ出て、矢印A3で示すようにポンプケース64内を流れて潤滑油流通配管70内に流れ込む。潤滑油流通配管70内に流れ込んだ高温の潤滑油は、矢印A4で示すようにオイルクーラ72に流れる。高温の潤滑油は矢印B1に示すようにオイルクーラ72を流れる際に冷却されて低温の潤滑油となり、旋回変速機24に戻る。   When the cyclone pump continues to rotate normally at high speed, the lubricating oil which has flowed through the lubricating oil circulation hole 21a of the rotating shaft 21A and absorbed heat and becomes a high temperature, as indicated by an arrow A2, from the upper end of the lubricating oil circulation hole 21a. It flows out, flows in the pump case 64 as shown by an arrow A3, and flows into the lubricating oil distribution pipe 70. The high-temperature lubricating oil that has flowed into the lubricating oil distribution pipe 70 flows to the oil cooler 72 as indicated by an arrow A4. The high-temperature lubricating oil is cooled when flowing through the oil cooler 72 as shown by an arrow B <b> 1, becomes low-temperature lubricating oil, and returns to the turning transmission 24.

旋回用電動機21が正回転方向に高速回転している間は、上述のように潤滑油が循環しながら回転軸21A及びロータ21dが冷却される。低速回転時とは異なり、潤滑油の流れが切り替わらなくても、潤滑油が循環することで連続して回転軸21A及びロータ21dの冷却を行なうことができる。   While the turning electric motor 21 rotates at a high speed in the normal rotation direction, the rotating shaft 21A and the rotor 21d are cooled while the lubricating oil circulates as described above. Unlike the low-speed rotation, the rotating shaft 21A and the rotor 21d can be continuously cooled by circulating the lubricating oil even if the flow of the lubricating oil is not switched.

一方、旋回用電動機21が高速で逆回転すると、図6(b)に示すように、冷却媒体循環装置60を構成するサイクロンポンプが逆回転し、図中矢印C1で示すように、旋回変速機24内の潤滑油は潤滑油流通配管70(オイルクーラ72)を通って上方に向かう。このとき、潤滑油流通配管70内を上昇する潤滑油は、オイルクーラ72により冷却され、図中矢印C2で示すように低温の潤滑油となってポンプケース64内に流れ込む。このとき、ポンプケース64に滞留していた加熱空気がベント機構66から排出され、2次冷却が行なわれる。   On the other hand, when the turning electric motor 21 reversely rotates at a high speed, as shown in FIG. 6B, the cyclone pump constituting the cooling medium circulating device 60 rotates reversely, and as shown by an arrow C1 in the drawing, the rotating transmission The lubricating oil in 24 goes upward through the lubricating oil distribution pipe 70 (oil cooler 72). At this time, the lubricating oil rising in the lubricating oil distribution pipe 70 is cooled by the oil cooler 72 and flows into the pump case 64 as low-temperature lubricating oil as indicated by an arrow C2 in the figure. At this time, the heated air staying in the pump case 64 is discharged from the vent mechanism 66, and secondary cooling is performed.

その後、ポンプケース64に溜まった低温の冷却水は、矢印D1で示すように、回転軸21Aの上端から潤滑油流通孔21aに流れ込み、重力で潤滑油流通孔21a内を下方に流れる。潤滑油は潤滑油流通孔21a内を流れ落ちる間に、潤滑油流通穴21aの内壁面から熱を吸収し、矢印D2で示すように旋回変速機24内に流れ込む。旋回変速機24内に流れ込んだ潤滑油は、旋回変速機24内の歯車部分を冷却した後、高温の潤滑油となり、再び矢印C1に示すように潤滑油流通配管70(オイルクーラ72)を通って上方に向かう。   Thereafter, the low-temperature cooling water accumulated in the pump case 64 flows into the lubricating oil circulation hole 21a from the upper end of the rotating shaft 21A as indicated by an arrow D1, and flows downward in the lubricating oil circulation hole 21a by gravity. While the lubricating oil flows down in the lubricating oil circulation hole 21a, the lubricating oil absorbs heat from the inner wall surface of the lubricating oil circulation hole 21a and flows into the turning transmission 24 as indicated by an arrow D2. The lubricating oil flowing into the turning transmission 24 cools the gear portion in the turning transmission 24 and then becomes high-temperature lubricating oil, and again passes through the lubricating oil distribution pipe 70 (oil cooler 72) as shown by an arrow C1. Head upward.

以上のように、 旋回用電動機21が逆回転方向に高速回転している間も、上述のように潤滑油が循環しながら回転軸21A及びロータ21dが冷却される。低速回転時とは異なり、潤滑油の流れが切り替わらなくても、潤滑油が循環することで連続して回転軸21A及びロータ21dの冷却を行なうことができる。   As described above, the rotating shaft 21A and the rotor 21d are cooled while the lubricating oil circulates as described above even while the turning electric motor 21 rotates at high speed in the reverse rotation direction. Unlike the low-speed rotation, the rotating shaft 21A and the rotor 21d can be continuously cooled by circulating the lubricating oil even if the flow of the lubricating oil is not switched.

上述のように、旋回用電動機21が低速回転するときには、一方向(図5に示す例では正回転方向)に回転するときに旋回用電動機21が内側から冷却され、反対方向(図5に示す例では逆方向)に回転するときに潤滑油はオイルクーラ72に流れて冷却され、オイルクーラ72から熱が放出される。旋回電動機21が低速回転のときは、旋回用電動機21の発熱量は小さく、また、旋回変速機24の歯車部分での発熱量も小さい。したがって、旋回用電動機21が低速回転のときには、大きな冷却能力を必要としないので、一方向の回転時に潤滑油で冷却を行い、反対方向の回転時に潤滑油の熱を外部に放出するという冷却方法で十分に旋回用電動機21及び旋回変速機24を冷却することができる。   As described above, when the turning electric motor 21 rotates at a low speed, the turning electric motor 21 is cooled from the inside when rotating in one direction (in the example shown in FIG. 5, the normal rotation direction), and the opposite direction (shown in FIG. 5). When rotating in the reverse direction in the example, the lubricating oil flows into the oil cooler 72 to be cooled, and heat is released from the oil cooler 72. When the turning electric motor 21 rotates at a low speed, the amount of heat generated by the turning electric motor 21 is small, and the amount of heat generated at the gear portion of the turning transmission 24 is also small. Therefore, when the turning electric motor 21 rotates at a low speed, a large cooling capacity is not required. Therefore, cooling is performed with the lubricating oil when rotating in one direction, and the heat of the lubricating oil is released to the outside when rotating in the opposite direction. Thus, the turning electric motor 21 and the turning transmission 24 can be sufficiently cooled.

一方、旋回用電動機21が低速回転するときには、一方向(図6に示す例では正回転方向)に回転するときには潤滑油が循環して旋回用電動機21及び旋回変速機24が常に冷却され、反対方向(図6に示す例では逆回転方向)に回転するときにも潤滑油が循環して旋回用電動機21及び旋回変速機24が常に冷却される。旋回電動機21が高速回転のときは、旋回用電動機21の発熱量は大きく、また、旋回変速機24の歯車部分での発熱量も大きい。したがって、旋回用電動機21が高速回転のときには、大きな冷却能力を必要とするので、正逆いずれの回転方向であっても常に循環する潤滑油で冷却を行い、十分に旋回用電動機21及び旋回変速機24を冷却することができる。   On the other hand, when the turning electric motor 21 rotates at a low speed, the lubricating oil circulates and the turning electric motor 21 and the turning transmission 24 are always cooled when rotating in one direction (in the forward rotation direction in the example shown in FIG. 6). Even when rotating in the direction (reverse rotation direction in the example shown in FIG. 6), the lubricating oil circulates and the turning electric motor 21 and the turning transmission 24 are always cooled. When the turning electric motor 21 rotates at a high speed, the amount of heat generated by the turning electric motor 21 is large, and the amount of heat generated at the gear portion of the turning transmission 24 is also large. Accordingly, when the turning electric motor 21 rotates at a high speed, a large cooling capacity is required. Therefore, cooling is always performed with lubricating oil that is always circulated in any of the forward and reverse rotation directions, and the turning electric motor 21 and the turning speed change are sufficiently performed. The machine 24 can be cooled.

以上のように、本実施形態によれば、旋回用電動機21の回転数に依存して冷却能力が変化するので、旋回用電動機21の回転数に基づいて冷媒の流量を制御するというような冷却能力の制御を行なう必要がなく、簡単な構成で冷却能力を自動的に制御することができる。   As described above, according to the present embodiment, the cooling capacity varies depending on the rotation speed of the turning electric motor 21, so that the coolant flow rate is controlled based on the rotation speed of the turning electric motor 21. It is not necessary to control the capacity, and the cooling capacity can be automatically controlled with a simple configuration.

上述の実施形態では、旋回用電動機21の回転を一つの旋回変速機24(ヘリカル遊星減速機)で減速しているが、旋回用電動機21のとして高回転数の電動モータを用いた場合には、旋回変速機を多段にして所望の回転数まで減速することもできる。図7は旋回変速機を多段とした場合の旋回駆動装置の構成を示すブロック図である。   In the above-described embodiment, the rotation of the turning electric motor 21 is decelerated by one turning transmission 24 (helical planetary reduction gear). However, when the electric motor having a high rotation speed is used as the turning electric motor 21. Further, it is possible to reduce the speed to a desired number of rotations by making the turning transmission multistage. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the turning drive device when the turning transmission is multistage.

図7に示す旋回駆動装置100は、図3に示す旋回駆動装置40に対して、2段目旋回変速機として遊星減速機80を加ええ構成したものである。旋回変速機24の出力軸となる回転軸24Aにさらに太陽歯車を取付け、その周囲に遊星歯車を配置することで2段目旋回変速機となる遊星減速機80を構成することができる。   The turning drive device 100 shown in FIG. 7 is configured by adding a planetary speed reducer 80 as a second-stage turning transmission to the turning drive device 40 shown in FIG. A planetary gear reducer 80 serving as a second-stage turning transmission can be configured by further attaching a sun gear to a rotating shaft 24A serving as an output shaft of the turning transmission 24 and disposing a planetary gear around the sun gear.

1 下部走行体
1A,1B 油圧モータ
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
7A 油圧配管
7B ブーム角度センサ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
11 エンジン
12 電動発電機
13 変速機
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
16 高圧油圧ライン
17 コントロールバルブ
18,18A,18B,20 インバータ
19 キャパシタ
21 旋回用電動機
21A 出力軸
21a,21b エンドプレート
21c
21d ロータ
21e ステータ
22 レゾルバ
23 メカニカルブレーキ
24 旋回変速機
25 パイロットライン
26 操作装置
26A,26B レバー
26C ペダル
26D ボタンスイッチ
27 油圧ライン
28 油圧ライン
29 圧力センサ
30 コントローラ
40,100 旋回駆動装置
42 太陽歯車
44 遊星歯車
46 キャリア
50 ギヤケース
52 エンドケース
54 潤滑油吸入・排出口
60 冷却媒体循環装置
62 サイクロン羽根
64 ポンプケース
64a シリンダ
64b,64c エンドプレート
66 ベント機構
70 潤滑油流通配管
72 オイルクーラ
80 遊星減速機(2段目変速機)
120 蓄電系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 1A, 1B Hydraulic motor 2 Turning mechanism 3 Upper turning body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 7A Hydraulic piping 7B Boom angle sensor 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 11 Engine 12 Motor generator 13 Transmission 14 Main pump 15 Pilot pump 16 High pressure hydraulic line 17 Control valve 18, 18A, 18B, 20 Inverter 19 Capacitor
21 Electric motor for turning 21A Output shaft 21a, 21b End plate 21c
21d rotor 21e stator 22 resolver 23 mechanical brake 24 turning transmission 25 pilot line 26 operating device 26A, 26B lever 26C pedal 26D button switch 27 hydraulic line 28 hydraulic line 29 pressure sensor 30 controller 40, 100 turning drive device 42 sun gear 44 planetary Gear 46 Carrier 50 Gear case 52 End case 54 Lubricating oil inlet / outlet port 60 Cooling medium circulating device 62 Cyclone blade 64 Pump case 64a Cylinder 64b, 64c End plate 66 Vent mechanism 70 Lubricating oil distribution pipe 72 Oil cooler 80 Planetary reducer (2 Stage transmission)
120 Power storage system

Claims (7)

掘削機の旋回体を駆動する旋回駆動装置であって、
旋回用の垂直型電動モータと、
該垂直型電動モータの回転軸の回転力を動力源として冷却媒体の吸入、吐出を行なう冷却媒体循環装置と
を有し、
前記冷却媒体循環装置は、前記垂直型電動モータの前記回転軸の同心軸上に螺旋状の羽根が形成されたポンプを含むことを特徴とする旋回駆動装置。
A turning drive device for driving a turning body of an excavator,
A vertical electric motor for turning;
A cooling medium circulating device that sucks and discharges the cooling medium using the rotational force of the rotating shaft of the vertical electric motor as a power source;
The cooling medium circulating apparatus includes a pump having a spiral blade formed on a concentric shaft of the rotating shaft of the vertical electric motor.
請求項1記載の旋回駆動装置であって、
前記垂直型電動モータは、ロータを貫通する前記回転軸の軸方向に延在する貫通孔を有し、該貫通孔内を前記冷却媒体が流れる旋回駆動装置。
The swivel drive device according to claim 1,
The vertical electric motor has a through-hole extending in the axial direction of the rotating shaft passing through a rotor, and the turning drive device in which the cooling medium flows in the through-hole.
請求項2記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置の回転軸は軸方向に延在する貫通孔を有し、
前記冷却媒体循環装置の前記回転軸は、前記垂直型電動モータの前記回転軸と共に回転するよう構成され、
前記冷却媒体循環装置の前記回転軸の前記貫通孔は、前記垂直型電動モータの前記回転軸の前記貫通孔と連通している旋回駆動装置。
The swivel drive device according to claim 2,
The rotating shaft of the cooling medium circulation device has a through hole extending in the axial direction,
The rotating shaft of the cooling medium circulation device is configured to rotate together with the rotating shaft of the vertical electric motor,
The turning drive device in which the through hole of the rotating shaft of the cooling medium circulating device communicates with the through hole of the rotating shaft of the vertical electric motor.
請求項3記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置は、前記回転軸の回転により同心軸上に負圧を発生させるポンプである旋回駆動装置。
The swivel drive device according to claim 3,
The cooling medium circulation device is a turning drive device that is a pump that generates a negative pressure on a concentric shaft by rotation of the rotating shaft.
請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置は前記垂直型電動モータの上側に配置され、前記垂直型電動モータの下側に減速機が配置される旋回駆動装置。
It is a turning drive device as described in any one of Claims 1 thru | or 4, Comprising:
The cooling medium circulating device is disposed on the upper side of the vertical electric motor, and a swivel drive device in which a reduction gear is disposed on the lower side of the vertical electric motor.
請求項5記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置の循環路は前記減速機に接続され、前記冷却媒体は前記減速機の潤滑油である旋回駆動装置。
The swivel drive device according to claim 5,
A turning drive device in which a circulation path of the cooling medium circulation device is connected to the reduction gear, and the cooling medium is lubricating oil of the reduction gear.
請求項6記載の旋回駆動装置であって、
前記ポンプと前記減速機との間に接続された熱交換機を有する旋回駆動装置。
The swivel drive device according to claim 6,
A swivel drive device having a heat exchanger connected between the pump and the speed reducer.
JP2012078345A 2012-03-29 2012-03-29 Turning drive unit Pending JP2013208040A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012078345A JP2013208040A (en) 2012-03-29 2012-03-29 Turning drive unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012078345A JP2013208040A (en) 2012-03-29 2012-03-29 Turning drive unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013208040A true JP2013208040A (en) 2013-10-07

Family

ID=49526619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012078345A Pending JP2013208040A (en) 2012-03-29 2012-03-29 Turning drive unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013208040A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016176317A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 住友重機械工業株式会社 Construction machine
WO2018235143A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-27 日産自動車株式会社 Refrigerant circulation device for motor
KR102041393B1 (en) * 2018-09-19 2019-11-19 케이에스비한국(주) Apparatus for lifting deep-seabed mineral resorces
JP2020014355A (en) * 2018-07-20 2020-01-23 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company motor
WO2021024486A1 (en) * 2019-08-08 2021-02-11 コアレスモータ株式会社 Coreless motor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016176317A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 住友重機械工業株式会社 Construction machine
WO2018235143A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-27 日産自動車株式会社 Refrigerant circulation device for motor
JPWO2018235143A1 (en) * 2017-06-19 2019-11-21 日産自動車株式会社 Refrigerant circulation device for motor
JP2020014355A (en) * 2018-07-20 2020-01-23 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company motor
KR102041393B1 (en) * 2018-09-19 2019-11-19 케이에스비한국(주) Apparatus for lifting deep-seabed mineral resorces
WO2021024486A1 (en) * 2019-08-08 2021-02-11 コアレスモータ株式会社 Coreless motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4782716B2 (en) Electric swivel device
JP4833237B2 (en) Electric motor integrated hydraulic motor
JP5613322B2 (en) Rock drilling rig and downhill driving method
KR101541848B1 (en) In-wheel Motor System
JP2013208040A (en) Turning drive unit
JP2014156711A (en) Shovel
JP2012126197A (en) Hybrid vehicle
JP5545766B2 (en) Work machine
JP5976566B2 (en) Excavator
JP5917238B2 (en) Slewing drive
WO2014069308A1 (en) Shovel
JP6462801B2 (en) Excavator
JP6080630B2 (en) Work vehicle
JP6158526B2 (en) Excavator
JP5583917B2 (en) Hybrid construction machine
JP6545434B2 (en) Shovel
JP6289976B2 (en) Slewing drive
WO2014069536A1 (en) Shovel
JP6087379B2 (en) Hybrid construction machine and control method thereof
KR101494886B1 (en) powertrain for electric vehicle
CN217081278U (en) Right-angle speed reducer capable of easily regulating and controlling internal temperature
JP2017032021A (en) Motor driving device for vehicle
CN113890235A (en) Cast aluminum rotor of new energy automobile and heat dissipation device thereof
JP6119354B2 (en) Construction machine drive
JP6522458B2 (en) Construction machinery