JP2022158841A - 減速機、アクチュエータ、及び、建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】減速部の発熱を抑えることで、高速回転を可能として小型化でき、建設機械等に対して優れた搭載性が得られる。【解決手段】電動モータ２の回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部４と、電動モータ２のモータシャフト２０及び減速部４を収容し電動モータ２の回転軸線方向に筒軸を向けた筒状のケース５と、ケース５に回転軸線方向に沿って設けられ、冷却水を流す軸方向流路６３と、ケース５の回転軸線方向両端を閉塞する２つのプレート（モータフランジ２３、第２キャリア４６）と、２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、冷却水が流れ軸方向流路６３に接続する入力側連結流路６５及び出力側連結流路６４と、を備える減速機を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、減速機、アクチュエータ、及び、建設機械に関する。

ショベル等の建設機械では、エンジンを駆動源としてポンプを介して各アクチュエータを油圧で制御している。近年では、エンジンによる駆動源に代えて、バッテリーを駆動源としてポンプを駆動する方式や、例えば特許文献１に示されるような各アクチュエータをバッテリーから電気駆動する方式の電動モータを用いることが提案されている。

特開２０１６－１９１４５０号公報

上記のように電動モータを使用する場合、電動モータが油圧モータよりも大型化することから、モータを高速回転にすることで小型化を図っている。ところが、高速回転させることによりとくにモータシャフトに直結する１段目の減速部で発熱するため、その高熱部分に対する冷却が必要となっていた。例えば、上記の特許文献１には、入力軸側にファンとフードを設け、強制的に空冷して高熱部分を冷却する構成が開示されている。
しかしながら、ファンによる冷却方式の場合には、吸排気がむき出しの状態であることから、建設機械等の使用環境下では土砂等が混入する。そのため、ファンによる冷却の場合には、小型化された電動モータを建設機械等へ搭載することが難しく、その点で改善の余地があった。

本発明は、流体により減速部の発熱を抑えることで、高速回転を可能として小型化でき、建設機械等に対する搭載性に優れた減速機、アクチュエータ、及び、建設機械を提供する。

本発明の一態様に係る減速機は、電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、前記２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、を備える。

このように構成することで、第１流路、及び第２流路によってケースの両端を閉塞する２つのプレートの少なくとも一方が冷却され、ケースに収容される減速部やモータシャフトも冷却されるため、モータシャフトに直結する減速部の発熱を抑えることができる。そのため、減速部を電動モータの高速回転に対応して適用可能となり、電動モータの小型化を図ることができる。
また、第１流路、及び第２流路を設けることによる冷却方式となり、従来のファンによる空冷方式の場合のように吸排気がむき出しの状態で土砂等が混入することを防止できるので、土砂等が混入しやすい建設機械等に対する搭載性を向上させることができる。

前記２つのプレートのうち一方がヒートシンクからなる放熱キャリアであり、前記第２流路は、前記放熱キャリアに設けられていても良い。

前記放熱キャリアには、前記減速部に設けられるキャリア歯車が回転自在に支持されていることが望ましい。

前記２つのプレートのうち一方が前記電動モータに取り付けられるモータフランジであり、前記モータフランジには、前記第１流路に接続される吸入ポート及び吐出ポートが設けられていても良い。

前記第１流路は、前記軸方向の一端から他端に向けて漸次、前記電動モータの回転軸線から離れる方向に傾斜していることが望ましい。

本発明の他の態様に係る減速機は、電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、を備え、前記プレートは、前記ケースの一方に設けられ、前記減速部に設けられるキャリア歯車が回転自在に支持されたヒートシンクからなる放熱キャリアと、前記ケースの他方に設けられ、前記電動モータに取り付けられるモータフランジと、を有し、前記第２流路は、前記放熱キャリアに設けられ、前記モータフランジには、前記第１流路に接続される吸入ポート及び吐出ポートが設けられ、前記第１流路は、前記軸方向の一端から他端に向けて漸次、前記電動モータの回転軸線から離れる方向に傾斜している。

このように構成することで、第１流路、及び第２流路によってケースの両端を閉塞する２つのプレートの少なくとも一方が冷却され、ケースに収容される減速部やモータシャフトも冷却されるため、モータシャフトに直結する減速部の発熱を抑えることができる。そのため、減速部を電動モータの高速回転に対応して適用可能となり、電動モータの小型化を図ることができる。また、第１流路、及び第２流路を設けることによる冷却方式となり、従来のファンによる空冷方式の場合のように吸排気がむき出しの状態で土砂等が混入することを防止できるので、土砂等が混入しやすい建設機械等に対する搭載性を向上させることができる。
また、減速部の発熱を抑える放熱キャリアに第２流路が設けられ、第２流路を通過する流体によって冷却される。そのため、冷却された放熱キャリアに支持されるキャリア歯車を含む減速部をより確実に冷却することができ、減速部の発熱を抑制できる。さらに、冷却された放熱キャリアに回転自在に支持されるキャリア歯車を含む減速部をより確実に冷却することができ、減速部の発熱を抑制できる。
また、吸入ポートから吸入された流体が第１流路を一方向に流通して吐出ポートから吐出される。このように、第１流路、及び第２流路を流通する流体の流れを一方向にすることができ、吸入ポート及び吐出ポートと外部の流体供給部とを配管で接続することで、効率よく流体を循環させることができる。
さらに、筒状をなすケースの一端側又は他端側の内周部分に第１流路が配置されない領域を確保することができる。そのため、ケースの前記領域に減速部を配置することができ、減速機の小型化を図ることが可能となる。

本発明の一態様に係るアクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、前記２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、を備える。

このように構成することで、第１流路、及び第２流路によってケースの両端を閉塞する２つのプレートの少なくとも一方が冷却され、ケースに収容される減速部やモータシャフト及び電動モータも冷却されるため、モータシャフトに直結する減速部の発熱を抑えることができる。

本発明の一態様に係る建設機械は、車体と、前記車体を走行させる駆動輪と、前記駆動輪を駆動する電動モータ及び減速機と、を備え、前記減速機は、電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、前記２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、を備え、前記ケースが前記車体又は前記駆動輪に固定され、前記電動モータの回転駆動力が前記減速機を介して前記駆動輪に伝達され、前記第１流路及び前記第２流路は、前記車体及び前記駆動輪の少なくとも一方に設けられる流体供給部に接続されている。

このように構成することで、ショベル等の建設機械に搭載された流体供給部に対して第１流路、及び第２流路を接続した状態で減速機を設けることができる。

上述の減速機、アクチュエータ、及び、建設機械は、減速部の発熱を抑えることで、高速回転を可能として小型化でき、建設機械等に対して優れた搭載性が得られる。

実施形態の減速機を備えたショベルの側面図。 実施形態の電動モータを備えた減速機の断面図。 第２キャリア、第１ケース、及びモータフランジを分割した斜視図。 図２に示すＡ－Ａ線矢視図であって、第１ケースの入力側端面を見た平面図。 図２に示すＢ－Ｂ線矢視図であって、第２キャリアの入力側端面を見た平面図。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する各実施形態と変形例では、共通部分に同一符号を付し、重複する説明を一部省略するものとする。

図１は、駆動部に電動モータ２に設けられる減速機１を採用したショベル１０（建設機械）の側面図である。
本実施形態のショベル１０は、走行体１２の一形態であるクローラによって走行するショベルである。ショベル１０は、走行体１２と、走行体１２の上に旋回可能に設置された旋回体１１と、を備えている。

旋回体１１は、操作者が搭乗可能な運転席１３と、運転席１３の前部に基端側が回転可能に支持されたブーム１４と、ブーム１４の先端部に基端側が回転可能に連結されたアーム１５と、アーム１５の先端側に回転可能に連結されたバケット１６と、を備えている。運転席１３、ブーム１４、アーム１５及びバケット１６の各関節には、図示しない駆動装置が内蔵されている。各関節の駆動装置は、運転席１３における操作者による操作によって駆動される。
走行体１２は、クローラ本体１２１（車体）と、クローラ本体１２１に回転自在に支持された駆動輪１２２と、を有している。走行体１２には、駆動輪１２２を駆動する減速機１を備えた電動モータ２が設けられている。

図２は、電動モータ２を備えた減速機１の断面図（回転軸線Ｏを含む平面に沿って切断した図）である。なお、図２に示す減速機１の形状、寸法は一例であって、実際の寸法とは一致しない。

減速機１は、正逆回転自在の電動モータ２に連結される。電動モータ２の回転駆動力は、減速機１で減速されて回転運動として出力され、駆動輪１２２に設けられる車軸に伝達される。

減速機１は、電動モータ２のモータシャフト２０と車軸との間に、遊星ギア機構からなる２段の減速部４を設けている。
ここで、以下の説明では、モータシャフト２０の中心軸を回転軸線Ｏといい、回転軸線方向でモータシャフト２０側を入力側とし、その反対側を出力側とする。また、減速機１を回転軸線Ｏ方向から見た平面視で、回転軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、回転軸線Ｏ回りに周回する方向を円周方向Ｅという。

電動モータ２は、モータシャフト２０と、モータ本体２１と、モータ本体２１を保持するモータケース２２と、モータケース２２の一端に固定されたモータフランジ２３（プレート）と、を有している。モータシャフト２０は、回転軸線方向に延び、モータシャフト２０の一端（紙面左側）の先端部２０ａが減速機１内に突出している。電動モータ２は、モータフランジ２３を介して減速機１に取り付けられている。
モータフランジ２３は、板状に形成され、モータケース２２に取り付けられた状態で、モータケース２２に対して径方向外側に張り出している。
なお、電動モータ２としては、いわゆるブラシ付きモータやブラシレスモータ等、電力が供給されることにより駆動するさまざまなモータを採用することができる。

減速機１は、モータシャフト２０からの回転駆動力が伝達される順番に１段目となる第１減速部４Ａ、２段目となる第２減速部４Ｂを有している。そして、これら減速部４の配置としては、回転軸線方向で入力側から出力側に向かって第２減速部４Ｂ、第１減速部４Ａの順で配置される。
第１減速部４Ａ及び第２減速部４Ｂは、後述する第２ケース５Ｂを共有し、第２ケース５Ｂによって回転自在に支持されている。

減速機１は、電動モータ２のモータシャフト２０及び減速部４を収容する筒状のケース５が設けられている。ケース５は、入力側の第１ケース５Ａと、第１ケース５Ａの出力側に設けられ第１ケース５Ａに対して回転自在に設けられた第２ケース５Ｂと、を有している。

本実施形態では、第１ケース５Ａがクローラ本体１２１に接続され、第２ケース５Ｂが走行体１２の駆動輪１２２に接続されている。
第１ケース５Ａ及び第２ケース５Ｂとショベル１０との接続形態は、前述した形態に限定されることはない。例えば、第２ケース５Ｂを駆動輪１２２に対して接続し、第１ケース５Ａをクローラ本体１２１に接続する構成としてもよい。
これにより、電動モータ２の回転駆動力は、減速機１を介して走行体１２に伝達される。

減速機１は、電動モータ２のモータフランジ２３の出力側端面２３ｂに対して固定ボルト２４により固定されている。具体的には、第１ケース５Ａの入力側の端部（入力側端面５ａ）がモータフランジ２３に取り付けられている。減速機１の内側の第１減速室１Ａ及び第２減速室１Ｂは、外気に対して密閉された状態となり、室内には潤滑油が充填されている。

第１ケース５Ａは、有底筒状に形成されている。第１ケース５Ａは、回転軸線方向と同軸に配置されている。第１ケース５Ａは、内筒壁５１と、内筒壁５１の出力側端部にモータフランジ２３に対向して配置される底壁５２と、を有している。第１ケース５Ａの入力側端面５ａは、モータフランジ２３に対して固定ボルト２４により固定されている。すなわち、第１ケース５Ａは、電動モータ２に対して回転不能な状態で一体に設けられている。
内筒壁５１には、本実施形態ではショベル１０のクローラ本体１２１に固定するための第１固定部５３が設けられている。

底壁５２には、モータシャフト２０の先端部２０ａを回転自在に支持する第１軸受５４を有している。底壁５２の出力側端面５２ａには、第２減速部４Ｂの第２歯車４５を回転自在に支持する軸部４６２を有する第２キャリア４６がボルト４６３により固定されている。

第２ケース５Ｂは、第１ケース５Ａの内筒壁５１の外周面５１ａに対して第２軸受５５を介して周方向に回転自在に嵌め合う外筒壁５６を有している。外筒壁５６の出力側（紙面左側）の開口部には、蓋体５９が取り付けられ、潤滑油が充填される第２減速室１Ｂを密閉状態にしている。

外筒壁５６の内周面には、リングギア５７が設けられている。リングギア５７には、後述する複数の第１遊星ギア４２と第２歯車４５の両方が噛み合うように配置されている。すなわち、第２ケース５Ｂは、第１遊星ギア４２と第２歯車４５とが共有する。
外筒壁５６には、本実施形態ではショベル１０の駆動輪１２２に固定するための第２固定部５８が設けられている。

第２減速室１Ｂの室内には、第１ケース５Ａの底壁５２を挿通するモータシャフト２０に連結される軸部材からなる減速入力軸３が挿入されている。

上述したように減速機１の内側は、第１ケース５Ａの内側の空間を形成した第１減速室１Ａと、第２ケース５Ｂの内側の空間を形成した第２減速室１Ｂと、を有している。第１減速室１Ａと第２減速室１Ｂとは、第１ケース５Ａの底壁５２によって隔離されている。第１減速室１Ａには、モータシャフト２０の出力側の先端部２０ａが挿入されて配置されている。そして、モータシャフト２０の先端部２０ａには、モータシャフト２０と同軸線上に減速入力軸３が連結されている。モータシャフト２０と減速入力軸３との連結部は、第２減速室１Ｂ内に配置されている。

第１減速部４Ａは、第１サンギア４１と、第１遊星ギア４２と、第１キャリア４３と、を備えている。第１サンギア４１は、減速入力軸３の出力側（紙面左側）の先端部３ａに同軸に連結されている。第１遊星ギア４２は、第１サンギア４１を中心として円周方向に複数が均等に配置されている。第１遊星ギア４２は、第２ケース５Ｂのリングギア５７に噛み合うように設けられ、第１キャリア４３に設けられる軸部４３１に対して回転自在に支持されている。すなわち、第１遊星ギア４２は、第１サンギア４１と第２ケース５Ｂの双方に噛み合うように配置されている。

第１遊星ギア４２は、軸部４３１を圧入することにより第１キャリア４３に結合されている。第１キャリア４３は、平板のリング状に形成されている。第１キャリア４３は、回転軸線方向で第１遊星ギア４２より入力側の位置で、減速入力軸３に対して回転自在に支持されている。第１キャリア４３は、回転軸線方向で第１サンギア４１と第２サンギア４４との間に位置している。

第２減速部４Ｂでは、第１減速部４Ａで減速した回転駆動力を、減速入力軸３、第１サンギア４１、第１遊星ギア４２、第１キャリア４３を介して減速し、第２減速部４Ｂの第２サンギア４４に伝達する。

第２減速部４Ｂは、第２サンギア４４と、第２歯車４５（キャリア歯車）と、第２キャリア４６（プレート）と、を備えている。
第２サンギア４４は、減速入力軸３を挿通させる中空部４４ａを有している。減速入力軸３は、第２サンギア４４の両方を貫通し、第２サンギア４４を貫通した先端部３ａに第１サンギア４１が同軸に固定されている。第２サンギア４４は、第２サンギア４４の出力側部分が第１キャリア４３の内周部に回転不能に係合し、第１キャリア４３とともに一体的に回転する。

第２歯車４５は、第２サンギア４４を中心として円周方向に複数が均等に配置されている。第２歯車４５は、第２ケース５Ｂのリングギア５７に噛み合うように設けられ、第２キャリア４６から出力側に突出する軸部４６２に対して回転自在に支持されている。すなわち、第２歯車４５は、第２サンギア４４と第２ケース５Ｂの双方に噛み合うように配置されている。

図３に示すように、第２キャリア４６は、円板状のキャリア本体４６０と、キャリア本体４６０の外周に設けられたヒートシンク４６１と、を備えた放熱キャリアである。

第２減速部４Ｂでは、第１減速部４Ａで減速した回転駆動力が、第２サンギア４４、第２歯車４５を介して減速されて第２ケース５Ｂに伝達される。

図２に示すように、このように構成される減速機１では、電動モータ２によって回転するモータシャフト２０から回転駆動力が入力されると、その回転駆動力がモータシャフト２０に同軸に連結されている減速入力軸３に伝達される。減速入力軸３に回転駆動力が入力されると、第１減速部４Ａにおける第１サンギア４１と第１遊星ギア４２との歯数差、および第１遊星ギア４２と第２ケース５Ｂのリングギア５７との歯数差に応じて第１遊星ギア４２が自転するとともに、回転軸線Ｏ周りに公転する。そして、第１遊星ギア４２を支持する第１キャリア４３を介して減速入力軸３から入力された回転駆動力が減速されて第２減速部４Ｂに伝達される。

次に、第１減速部４Ａの第１キャリア４３から第２減速部４Ｂの第２サンギア４４に回転駆動力が入力されると、第２減速部４Ｂにおける第２サンギア４４と第２歯車４５との歯数差、および第２歯車４５と第２ケース５Ｂのリングギア５７との歯数差に応じて第２歯車４５が自転し、第２歯車４５に噛み合う第２ケース５Ｂが回転軸線Ｏ周りに回転する。すなわち、第２歯車４５を介して第２減速部４Ｂから減速された回転駆動力が第２ケース５Ｂに伝達される。そして、第２ケース５Ｂの第２固定部５８に固定されるショベル１０の駆動輪１２２に減速された回転駆動力を出力として取り出すことができる。

図２及び図３に示すように、第１ケース５Ａ及び第２キャリア４６には、減速部４を冷却するための水冷式の水冷流路６（流路）が設けられている。モータフランジ２３には、水冷流路６に接続される吸入ポート６１及び吐出ポート６２が設けられている。

図３、図４、及び図５に示すように、水冷流路６は、第１ケース５Ａに回転軸線方向に沿って設けられ、円周方向Ｅに間隔をあけて配列されて冷却水Ｗを流す複数の軸方向流路６３（第１流路）と、第２キャリア４６の入力側端面４６ａに配置される出力側連結流路６４（第２流路）、第１ケース５Ａの入力側端面５ａに配置される入力側連結流路６５（第２流路）と、が設けられている。

吸入ポート６１及び吐出ポート６２は、それぞれモータフランジ２３の外周面２３ａからＬ型に屈曲して出力側端面２３ｂに向けて配置されている。吸入ポート６１は、外部から冷却水Ｗを水冷流路６に吸入する。吐出ポート６２は、水冷流路６を流通した冷却水Ｗを外部に吐出する。吸入ポート６１及び吐出ポート６２は、上述した図１に示すショベル１０の一部に装備された図示しない水供給部（流体供給部）に配管により接続されている。円周方向に配列される複数の軸方向流路６３のうち、吸入ポート６１が接続される側が上流側であり、吐出ポート６２が接続される側が下流側である。

図３に示すように、軸方向流路６３は、第１ケース５Ａの内筒壁５１で回転軸線Ｏ回りに周回する円周方向Ｅのほぼ全周にわたって間隔をあけて複数配置されている。軸方向流路６３の入力側端部６３ａは第１ケース５Ａの入力側端面５ａに位置し、出力側端部６３ｂは第１ケース５Ａの出力側端面５ｂに位置している。複数の軸方向流路６３のうち１つの入力側端部６３ａは、吸入ポート６１に接続されている。吸入ポート６１と吐出ポート６２は、それぞれ円周方向Ｅに隣り合う軸方向流路６３の入力側端部６３ａに接続されている。
複数の軸方向流路６３は、出力側から入力側に向かうに従い漸次、回転軸線Ｏから離れる方向に傾斜している（図２参照）。

図３及び図４に示すように、第２キャリア４６の入力側端面４６ａに設けられる出力側連結流路６４は、円周方向Ｅに沿って設けられている。出力側連結流路６４は、円周方向Ｅに間隔をあけて複数設けられている。出力側連結流路６４の長さ方向の両端によって、円周方向Ｅに隣り合う軸方向流路６３の出力側端部６３ｂ同士を接続している。出力側連結流路６４に接続される一対の軸方向流路６３のうち冷却水Ｗが流通する上流側（吸入ポート６１側）に位置する軸方向流路６３の出力側端部６３ｂが出力側連結流路６４の上流側端部６４ａに接続されている。また、下流側に位置する軸方向流路６３の出力側端部６３ｂが出力側連結流路６４の下流側端部６４ｂに接続されている。このように出力側連結流路６４に接続される一対の軸方向流路６３のうち円周方向Ｅで上流側の軸方向流路６３で入力側から出力側に向けて冷却水Ｗが流れ、その冷却水Ｗは出力側連結流路６４で折り返して円周方向Ｅで下流側の軸方向流路６３で出力側から入力側に向けて流通される。

図３及び図５に示すように、第１ケース５Ａの内筒壁５１の入力側端面５ａに設けられる入力側連結流路６５は、円周方向Ｅに沿って設けられている。入力側連結流路６５は、円周方向Ｅに間隔をあけて複数設けられている。入力側連結流路６５の長さ方向の両端によって、円周方向Ｅに隣り合う軸方向流路６３の入力側端部６３ａ同士を接続している。入力側連結流路６５に接続される一対の軸方向流路６３のうち上流側（吸入ポート６１側）に位置する軸方向流路６３は、出力側連結流路６４の下流側端部６４ｂに接続されるものであり、下流側に位置する軸方向流路６３は、出力側連結流路６４の上流側端部６４ａに接続されるものである。上流側に位置する軸方向流路６３の入力側端部６３ａが入力側連結流路６５の上流側端部６５ａに接続されている。また、下流側に位置する軸方向流路６３の入力側端部６３ａが入力側連結流路６５の下流側端部６５ｂに接続されている。このように入力側連結流路６５に接続される一対の軸方向流路６３のうち円周方向Ｅで上流側の軸方向流路６３で出力側から入力側に向けて冷却水Ｗが流れ、その冷却水Ｗは入力側連結流路６５で折り返して円周方向Ｅで下流側の軸方向流路６３で入力側から出力側に向けて流通される。
すなわち、水冷流路６は、軸方向流路６３、出力側連結流路６４、及び入力側連結流路６５によって回転軸線方向に蛇行している。

以上のように、本実施形態の減速機１では、電動モータ２の回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部４と、電動モータ２のモータシャフト２０及び減速部４を収容し電動モータ２の回転軸線方向に筒軸を向けた筒状のケース５と、ケース５に回転軸線方向に沿って設けられ、冷却水Ｗを流す軸方向流路６３と、ケース５の回転軸線方向両端を閉塞する２つのプレート（モータフランジ２３、第２キャリア４６）と、２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、冷却水Ｗが流れ軸方向流路６３に接続する出力側連結流路６４及び入力側連結流路６５と、を備える。
このため、軸方向流路６３、出力側連結流路６４及び入力側連結流路６５によってケース５の両端を閉塞する２つのプレートの少なくとも一方が冷却され、ケース５に収容される減速部４やモータシャフト２０も冷却されるため、モータシャフト２０に直結する減速部４の発熱を抑えることができる。そのため、減速部４を電動モータ２の高速回転に対応して適用可能となり、電動モータ２の小型化を図ることができる。また、軸方向流路６３、出力側連結流路６４及び入力側連結流路６５を設けることによる冷却方式となり、従来のファンによる空冷方式の場合のように吸排気がむき出しの状態で土砂等が混入することを防止できるので、土砂等が混入しやすい建設機械等に対する搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態の減速機１では、第２キャリア４６がヒートシンクからなる放熱キャリアであり、出力側連結流路６４は、第２キャリア４６に設けられている。
このため、減速部４の発熱を抑える放熱キャリアである第２キャリア４６に出力側連結流路６４が設けられ、出力側連結流路６４を通過する冷却水Ｗによって冷却される。そのため、冷却された第２キャリア４６に支持されるキャリア歯車（第２歯車４５）を含む減速部４をより確実に冷却することができ、減速部４の発熱を抑制できる。

さらに、本実施形態の減速機１では、第２キャリア４６には、減速部４に設けられる第２歯車４５が回転自在に支持されている。
このため、冷却された第２キャリア４６に回転自在に支持される第２歯車４５を含む減速部４をより確実に冷却することができ、減速部４の発熱を抑制できる。

また、本実施形態の減速機１では、２つのプレートのうち一方が電動モータ２に取り付けられるモータフランジ２３であり、モータフランジ２３には、軸方向流路６３に接続される吸入ポート６１及び吐出ポート６２が設けられている。
このため、吸入ポート６１から吸入された冷却水Ｗが軸方向流路６３を一方向に流通して吐出ポート６２から吐出される。このように、軸方向流路６３、出力側連結流路６４及び入力側連結流路６５を流通する冷却水Ｗの流れを一方向にすることができ、吸入ポート６１及び吐出ポート６２と外部の水供給部（図示省略）とを配管で接続することで、効率よく冷却水Ｗを循環させることができる。

また、本実施形態の減速機１では、軸方向流路６３は、回転軸線方向の一端から他端に向けて漸次、電動モータ２の回転軸線Ｏから離れる方向に傾斜している。
このため、筒状をなすケース５の一端側又は他端側の内周部分に軸方向流路６３が配置されない領域（図２に示す符号５１Ａ）を確保することができる。例えば第１ケース５Ａの領域５１Ａにキャリア歯車を噛み合うリングギアを設けることが可能となる。そのため、第１ケース５の領域５１Ａに減速部を配置することができ、減速機１の小型化を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、クローラ本体１２１（車体）と、クローラ本体１２１を走行させる駆動輪１２２と、駆動輪１２２を駆動する電動モータ２及び減速機１と、を備え、減速機１は、電動モータ２の回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部４と、電動モータ２のモータシャフト２０及び減速部４を収容し電動モータ２の軸方向に筒軸を向けた筒状の第１ケース５Ａと、第１ケース５Ａに軸方向に沿って設けられ、冷却水Ｗを流す軸方向流路６３と、第１ケース５Ａの軸方向両端を閉塞する２つのプレート（モータフランジ２３、第２キャリア４６）と、２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、冷却水Ｗが流れ軸方向流路６３に接続する入力側連結流路６５及び出力側連結流路６４と、を備え、第１ケース５Ａがクローラ本体１２１又は駆動輪１２２に固定され、電動モータ２の回転駆動力が減速機１を介して駆動輪１２２に伝達され、入力側連結流路６５及び出力側連結流路６４は、クローラ本体１２１及び駆動輪１２２の少なくとも一方に設けられる水供給部に接続されている。
このため、ショベル１０等の建設機械に搭載された水供給部に対して軸方向流路６３、入力側連結流路６５及び出力側連結流路６４を接続した状態で減速機１を設けることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上記の実施形態では、２つの減速部４Ａ、４Ｂを備えた減速機１を採用しているが、２つの減速部であることに限定されることはない。例えば、３つ、或いは１つの減速部を備えた減速機に対して上述した第１流路や第２流路を設けることも可能である。
また、本実施形態では、流体の一例として冷却水Ｗを採用しているが、水であることに限定されることはなく、例えば、油やその他の冷媒などの流体を適用してもよい。

また、上記の実施形態では、回転軸線方向で第１ケース５Ａの出力側に第２ケース５Ｂが設けられ、第２ケース５Ｂが第１ケース５Ａに対して回転自在に支持された構成としているが、第２ケース５Ｂを設ける構成に限定されるものではない。

また、上記の実施形態では、第１ケース５Ａの両端を閉塞する第２キャリア４６とモータフランジ２３のうち第２キャリア４６に第２流路である出力側連結流路６４を設け、入力側の第２流路である入力側連結流路６５が第１ケース５Ａの入力側端面５ａに設けられた構成としているが、第２流路の位置はこれに限定されることはない。例えば、入力側の第２流路（入力側連結流路６５）がモータフランジ２３に設けられていてもよい。あるいは、出力側連結流路６４が第２キャリア４６に設けられずに第１ケース５Ａの出力側端面５ｂに設けられていてもよい。

さらに、上記の実施形態では、第１ケース５Ａに取り付けられるモータフランジ２３に吸入ポート６１および吐出ポート６２が設けられているが、これら吸入ポート６１および吐出ポート６２がモータフランジ２３ではなく例えば第１ケース５Ａに設けられていてもよい。

また、減速機１として、本実施形態では遊星歯車機構を一例として示しているが、遊星歯車機構であることに限定されることはない。例えば、遊星歯車機構に含まれる偏心揺動型の減速機、センタークランク機構の減速機に上述した冷却用の流路を適用することができる。偏心揺動型の減速機は、減速機の中心軸に対して、クランク軸が円周方向に複数本配置され、外歯歯車の揺動運動とキャリアの自転取出し機構を備えた機構のものである。また、センタークランク機構の減速機は、減速機の中心軸に対して、クランク軸が同軸上に配置され、クランク軸が外歯歯車の揺動運動を付加させ、外歯歯車の自転運動をキャリアのピンから取り出すようにした機構のものである。なお、本発明の減速機としては、偏心揺動型の減速機とセンタークランク機構との両方を備えた減速機にも適用可能である。

さらに、伝達機構について、本実施形態では減速関係（減速機）を示しているが、等速、増速関係になっていてもよい。

また、上述した実施形態では、減速機１の適用対象としてショベル１０について説明したが、本発明の減速機は、これに限定されず、ショベル以外の建設機械にも適用することができる。

なお、本明細書で開示した実施形態のうち、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

１…減速機、２…電動モータ、３…減速入力軸、４…減速部、４Ａ…第１減速部、４Ｂ…第２減速部、５…ケース、５Ａ…第１ケース、５Ｂ…第２ケース、６…水冷流路（流路）、１０…ショベル（建設機械）、２０…モータシャフト、２３…モータフランジ（プレート）、４１…第１サンギア、４２…第１遊星ギア、４３…第１キャリア、４４…第２サンギア、４５…第２歯車、４６…第２キャリア（プレート）、５１…内筒壁、５３…第１固定部、５７…リングギア、５８…第２固定部、６１…吸入ポート、６２…吐出ポート、６３…軸方向流路（第１流路）、６４…出力側連結流路（第２流路）、６５…入力側連結流路（第２流路）、１２１…クローラ本体（車体）、１２２…駆動輪、Ｏ…回転軸線

Claims (8)

1. 電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、
   前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、
   前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、
   前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、
   前記２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、
   を備える、減速機。
2. 前記２つのプレートのうち一方がヒートシンクからなる放熱キャリアであり、
   前記第２流路は、前記放熱キャリアに設けられている請求項１に記載の減速機。
3. 前記放熱キャリアには、前記減速部に設けられるキャリア歯車が回転自在に支持されている請求項２に記載の減速機。
4. 前記２つのプレートのうち一方が前記電動モータに取り付けられるモータフランジであり、
   前記モータフランジには、前記第１流路に接続される吸入ポート及び吐出ポートが設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の減速機。
5. 前記第１流路は、前記軸方向の一端から他端に向けて漸次、前記電動モータの回転軸線から離れる方向に傾斜している請求項１乃至４のいずれか１項に記載の減速機。
6. 電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、
   前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、
   前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、
   前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、
   前記２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、を備え、
   前記プレートは、
   前記ケースの一方に設けられ、前記減速部に設けられるキャリア歯車が回転自在に支持されたヒートシンクからなる放熱キャリアと、
   前記ケースの他方に設けられ、前記電動モータに取り付けられるモータフランジと、を有し、
   前記第２流路は、前記放熱キャリアに設けられ、
   前記モータフランジには、前記第１流路に接続される吸入ポート及び吐出ポートが設けられ、
   前記第１流路は、前記軸方向の一端から他端に向けて漸次、前記電動モータの回転軸線から離れる方向に傾斜している、減速機。
7. 電動モータと、
   前記電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、
   前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、
   前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、
   前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、
   前記２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、
   を備える、アクチュエータ。
8. 車体と、
   前記車体を走行させる駆動輪と、
   前記駆動輪を駆動する電動モータ及び減速機と、
   を備え、
   前記減速機は、
   電動モータの回転駆動力を減速させて回転駆動部に伝達する減速部と、
   前記電動モータのモータシャフト及び前記減速部を収容し前記電動モータの軸方向に筒軸を向けた筒状のケースと、
   前記ケースに軸方向に沿って設けられ、流体を流す第１流路と、
   前記ケースの軸方向両端を閉塞する２つのプレートと、
   前記２つのプレートのうち少なくとも一方に設けられ、前記流体が流れ前記第１流路に接続する第２流路と、
   を備え、
   前記ケースが前記車体又は前記駆動輪に固定され、前記電動モータの回転駆動力が前記減速機を介して前記駆動輪に伝達され、
   前記第１流路及び前記第２流路は、前記車体及び前記駆動輪の少なくとも一方に設けられる流体供給部に接続されている、建設機械。
   

Images