JP4782715B2

JP4782715B2 - Electric swivel device

Info

Publication number: JP4782715B2
Application number: JP2007072788A
Authority: JP
Inventors: 貞一郎千葉
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: JP2008232269A

Description

本発明は、電動モータを駆動源として作業車両の上部旋回体を旋回させる電動旋回装置に関するものである。 The present invention relates to an electric turning device for turning an upper turning body of a work vehicle using an electric motor as a drive source.

従来から、油圧ショベル等の自走式作業機械では、上部旋回体を下部走向体に対して旋回させるため、駆動源として減速機付き油圧モータを供えた旋回装置が用いられている。この種の旋回装置としては、旋回用の減速機付き油圧モータ装置（特許文献１参照。）などが提案されている。特許文献１に記載された減速機付き油圧モータ装置を本発明における従来例１として、図７にはその全体図を示している。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a self-propelled working machine such as a hydraulic excavator, a turning device provided with a hydraulic motor with a speed reducer as a drive source has been used to turn an upper turning body with respect to a lower running body. As this type of turning device, a turning hydraulic motor device with a reduction gear (see Patent Document 1) has been proposed. FIG. 7 shows an overall view of a hydraulic motor device with a reduction gear described in Patent Document 1 as Conventional Example 1 in the present invention.

図７に示すように、旋回用の減速機付き油圧モータ装置50は、斜板式油圧モータ55を有する油圧モータ部51と、二段階の遊星歯車減速機構53、54を有する減速機部52と、メカニカルブレーキ58とを備えた構成となっている。油圧モータ部55内に収められた油圧モータ55の回転は、二段階の遊星歯車減速機構53、54によって減速され、その減速された回転が最終的には出力ピニオン59に伝達される。出力ピニオン59は、図示せぬ下部走向体側に固定された内輪のリング歯車60と噛合している。 As shown in FIG. 7, a hydraulic motor device 50 with a reduction gear for turning includes a hydraulic motor portion 51 having a swash plate type hydraulic motor 55, a reduction gear portion 52 having two-stage planetary gear reduction mechanisms 53 and 54, The mechanical brake 58 is provided. The rotation of the hydraulic motor 55 housed in the hydraulic motor unit 55 is decelerated by the two-stage planetary gear reduction mechanisms 53 and 54, and the reduced rotation is finally transmitted to the output pinion 59. The output pinion 59 meshes with a ring gear 60 of an inner ring fixed on the lower traveling body side (not shown).

二段階の遊星歯車減速機構53、54を備える減速機部52は、ハウジング56とリング歯車用筒体61とで外郭が構成されている。減速機部52のハウジング56は上部旋回体62上に固定されており、旋回用の減速機付き油圧モータ装置50も上部旋回体62側に固定されている。
下部走向体は接地しており、接地面に対する回転が規制されているので、出力ピニオン59が回転することによって上部旋回体62は、図示せぬ下部走向体に対して相対的に回動して旋回することができる。 The speed reducer portion 52 including the two-stage planetary gear speed reduction mechanisms 53 and 54 is configured by a housing 56 and a ring gear cylinder 61. The housing 56 of the speed reducer unit 52 is fixed on the upper swing body 62, and the hydraulic motor device 50 with a speed reducer for rotation is also fixed on the upper swing body 62 side.
Since the lower running body is grounded and the rotation with respect to the ground surface is restricted, the upper turning body 62 rotates relative to the lower running body (not shown) by rotating the output pinion 59. You can turn.

減速機部52における歯車の潤滑を行うため、ハウジング56内には潤滑油が溜められている。ハウジング56内に溜められている潤滑油の油量としては、低温始動時にも最上段の歯車まで浸せる初期油面レベルに設定されている。その一方で定常使用時には油温の上昇による潤滑油の体積膨張によって、油面レベルの上昇が引き起こされる。油面レベルの上昇に伴って、吹きこぼれが生じないようにするため、油圧モータ部51のハウジング64と減速機部52のハウジング56との連結部において、十分な空気室63が設けられている。 Lubricating oil is stored in the housing 56 in order to lubricate the gears in the reduction gear unit 52. The amount of lubricating oil stored in the housing 56 is set to an initial oil level that allows the top gear to be immersed even at a low temperature start. On the other hand, at the time of steady use, an increase in the oil level is caused by the volume expansion of the lubricating oil due to an increase in the oil temperature. A sufficient air chamber 63 is provided at the connecting portion between the housing 64 of the hydraulic motor unit 51 and the housing 56 of the reduction gear unit 52 in order to prevent the spillage from occurring as the oil level rises.

空気室63には図示せぬブリーザが設置されており、空気室63内の内圧は大気圧相当に管理されている。この構成によって、油温の上昇に伴って油面レベルの上昇が起きても、吹きこぼれ等によって潤滑油がハウジング56の外部に排出されない構造となっている。また、空気室のもう一つの機能としては、駆動時の油逃げを防止する機能もある。 A breather (not shown) is installed in the air chamber 63, and the internal pressure in the air chamber 63 is managed to be equivalent to atmospheric pressure. With this configuration, even if the oil level rises as the oil temperature rises, the lubricating oil is not discharged to the outside of the housing 56 due to spillage or the like. Another function of the air chamber is to prevent oil escape during driving.

このように油圧ショベルやクレーン等の旋回式作業機械では、旋回駆動源として特許文献１に示されるような油圧モータを用い、この油圧モータを油圧ポンプからの吐出圧油によって駆動する油圧モータ駆動方式が多用されてきた。ところが最近では、上部旋回体の旋回制動時において絞り捨てられていた油圧エネルギーを効率良く回収するため、旋回駆動源として電動モータを用いる電動モータ駆動方式が提案され始めてきている。 As described above, in a swing work machine such as a hydraulic excavator or a crane, a hydraulic motor as disclosed in Patent Document 1 is used as a swing drive source, and this hydraulic motor is driven by pressure oil discharged from a hydraulic pump. Has been used extensively. Recently, however, an electric motor drive system using an electric motor as a turning drive source has begun to be proposed in order to efficiently recover hydraulic energy that has been thrown away during turning braking of the upper turning body.

上部旋回体を下部走向体に対して旋回させる旋回装置の駆動源として、電動モータを用いたものとしては、作業機の旋回制御装置（特許文献２参照。）等が提案されている。特許文献２に記載された作業機を本発明における従来例２として、図８にはその全体構成図を示している。 As a drive source of a turning device that turns the upper turning body with respect to the lower running body, a turning control device for a working machine (see Patent Document 2) has been proposed as an electric motor. The working machine described in Patent Document 2 is shown as a conventional example 2 in the present invention, and FIG.

図８に示すように、クローラ式の下部走行体71に対して旋回自在に搭載された上部旋回体72には、エンジン76と、このエンジン76によって駆動される油圧ポンプ77及び発電機78と、バッテリ79と、旋回用電動モータ73及び旋回用減速機構74を備えている。電動モータ73は、図示せぬメカニカルブレーキを介して減速機構74に連結しており、減速機構74は旋回駆動機構75に連結されている。そして、メカニカルブレーキが解除された状態で電動モータ73の回転力が、減速機構74経由で上部旋回体72に伝えられ、上部旋回体72全体を下部走行体71に対して旋回動させることができる。 As shown in FIG. 8, the upper swing body 72 that is pivotably mounted on the crawler type lower traveling body 71 includes an engine 76, a hydraulic pump 77 and a generator 78 driven by the engine 76, A battery 79, a turning electric motor 73, and a turning speed reduction mechanism 74 are provided. The electric motor 73 is connected to a speed reduction mechanism 74 via a mechanical brake (not shown), and the speed reduction mechanism 74 is connected to a turning drive mechanism 75. Then, the rotational force of the electric motor 73 is transmitted to the upper swing body 72 via the speed reduction mechanism 74 in a state where the mechanical brake is released, and the entire upper swing body 72 can be swung relative to the lower traveling body 71. .

特許文献２における減速機構74の構成及び電動モータの構成については詳述されていないので、それらの構成については想像するしかないが、減速機構74としては従来例１に示したような減速機部を有しており、電動モータ73としては従来からの油圧モータと同じ回転数とトルクとの動力特性を有する電動モータを用いているものと考えることができる。 Since the configuration of the speed reduction mechanism 74 and the configuration of the electric motor in Patent Document 2 are not described in detail, the configuration can only be imagined, but as the speed reduction mechanism 74, a speed reducer portion as shown in the conventional example 1 is used. As the electric motor 73, it can be considered that an electric motor having the same rotational speed and torque power characteristics as a conventional hydraulic motor is used.

また、電動モータを用いるに当たって、減速機構74として従来例１に示したような減速機部に対して更に追加の減速手段を組み合わせた構成とすることで、従来からの油圧モータの回転数よりも高速回転する電動モータを用いていることも考えられる。そして、減速手段を追加した構成としたことで、従来の油圧モータを用いた場合に得られる出力トルク・回転数を出力ピニオンに与えている構成も考えられる。
特開２００２−３５７２６０号公報特開２００４−３６３０４号公報 In addition, when using the electric motor, the speed reduction mechanism 74 has a structure in which additional speed reduction means is combined with the speed reducer as shown in the conventional example 1 so that the rotational speed of the conventional hydraulic motor can be increased. It is also conceivable to use an electric motor that rotates at high speed. And the structure which gave the output torque and rotation speed obtained when using the conventional hydraulic motor to the output pinion by having set it as the structure which added the deceleration means is also considered.
JP 2002-357260 A JP 2004-36304 A

従来例１に記載したような油圧モータを用いた場合には、油温の上昇や減速歯車の回転に伴う油面レベルの上昇を十分に吸収することのできる空気室63を設けておくことができる。しかし、上部旋回体62の旋回制動時においては、油圧エネルギーは絞り捨てられていたため、油圧エネルギーが無駄に消費されていた。 When the hydraulic motor as described in the conventional example 1 is used, an air chamber 63 that can sufficiently absorb the rise in oil temperature and the rise in oil level accompanying the rotation of the reduction gear is provided. it can. However, during the turning braking of the upper-part turning body 62, the hydraulic energy has been thrown away, so that the hydraulic energy was wasted.

これに対して特許文献２に記載されているような電動モータ73を用いた場合には、上部旋回体72の旋回制動時には回生電力として取り出して蓄圧等を行って、有効に利用することができる。しかし、電動モータ73では、モータ回転を行うためステータ巻線とロータとの間で電磁反力を発生させる構成をとることになる。ステータ巻線とロータとの配置構成としては、ステータ巻線をロータの外側に配列した構成やステータ巻線の外側にロータを配列した構成が用いられることになる。 On the other hand, when the electric motor 73 as described in Patent Document 2 is used, it can be used effectively by taking out it as regenerative power and performing pressure accumulation or the like when turning the upper turning body 72. . However, the electric motor 73 is configured to generate an electromagnetic reaction force between the stator winding and the rotor in order to rotate the motor. As the arrangement configuration of the stator winding and the rotor, a configuration in which the stator winding is arranged outside the rotor or a configuration in which the rotor is arranged outside the stator winding is used.

このため、電動モータ73の出力軸及びその軸受けの外側周囲のスペースに巻線端部が張出す構造となる。その結果、電動モータ73を用いた場合には、油圧モータを用いたときのような十分な大きさの空気室を減速機構74の上部において形成しておくことが難しくなる。空気室が小さい場合には、油温の上昇に伴う潤滑油の体積膨張により潤滑油の漏れが生じる恐れがある。 For this reason, the winding end portion projects into the space around the outside of the output shaft of the electric motor 73 and its bearing. As a result, when the electric motor 73 is used, it is difficult to form a sufficiently large air chamber in the upper part of the speed reduction mechanism 74 as in the case of using a hydraulic motor. When the air chamber is small, there is a possibility that the lubricating oil leaks due to the volume expansion of the lubricating oil accompanying an increase in the oil temperature.

これの解決方法として、例えば、電動モータの出力軸の長さを伸ばして、伸ばして形成した空間部を空気室に構成しておくことが考えられるが、このような構成にすると無駄に大きなハウジングを有する結果となり、電動旋回装置によって大きな場積が占有されてしまうことになる。更に、旋回装置の電動モータ化に当たっては、一般に減速機構に追加の減速手段を組み合わせた構成としたり、減速機構における減速比を大きくとった構成とすることで、高速回転する電動モータを用いることが望ましい構成となる。 As a solution for this, for example, it is conceivable to extend the length of the output shaft of the electric motor and to configure a space portion formed by the extension in the air chamber. As a result, a large space is occupied by the electric swivel device. Furthermore, when turning the electric motor of the swivel device, it is generally possible to use an electric motor that rotates at a high speed by combining an additional reduction means with a reduction mechanism or by setting a large reduction ratio in the reduction mechanism. This is a desirable configuration.

しかし、高速回転する電動モータを用いるために、これらの構成を採用すると減速機構の軸方向へのサイズアップが避けられなくなる。減速機構の軸方向への更なる大型化は、旋回装置の電動モータ化に当たって、旋回装置を搭載する上での大きな制約となっていた。 However, if these configurations are employed because an electric motor that rotates at high speed is used, an increase in the size of the reduction mechanism in the axial direction cannot be avoided. The further increase in the size of the speed reduction mechanism in the axial direction has been a major limitation in mounting the turning device when the turning device is made into an electric motor.

本願発明では、上述したような従来の問題点を解決し、空気室を形成するために減速機構の軸方向へのサイズアップを行わず、高速回転する電動モータを用いて旋回装置におけるエネルギーの回収を効率的に行える電動旋回装置を提供することにある。 The present invention solves the conventional problems as described above, and does not increase the size of the speed reduction mechanism in the axial direction in order to form an air chamber, but uses an electric motor that rotates at high speed to recover energy in the swivel device. An object of the present invention is to provide an electric swivel device that can efficiently perform the above.

本願発明の課題は請求項１〜４に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では、電動モータを駆動源として作業車両の上部旋回体を旋回させる電動旋回装置において、上部に配した前記電動モータからの回転を減速する減速機と、前記減速機内の潤滑油室に潤滑油を供給する第１連通路と、前記潤滑油室上部と連通する第２連通路と、を備え、
前記第１連通路が、前記潤滑油室内に溜められる潤滑油の初期油面レベルよりも下方に配設され、前記第２連通路が、前記初期油面レベルよりも上方に配設され、前記第１連通路及び前記第２連通路が、前記電動旋回装置の外部に配設したバッファタンクに接続されてなることを最も主要な特徴となしている。 The object of the present invention can be achieved by the inventions described in claims 1 to 4.
That is, in the present invention, in an electric turning device that turns an upper turning body of a work vehicle using an electric motor as a drive source, a reduction gear that decelerates rotation from the electric motor disposed above, and a lubricating oil chamber in the reduction gear A first communication passage for supplying lubricating oil to the second communication passage, and a second communication passage communicating with the upper portion of the lubricating oil chamber,
The first communication path is disposed below an initial oil level of lubricating oil stored in the lubricating oil chamber; the second communication path is disposed above the initial oil level; The most important feature is that the first communication path and the second communication path are connected to a buffer tank disposed outside the electric swivel device.

また、本願発明では上述した発明に加えて、前記第２連通路の配設部位として、潤滑油室内に溜められている潤滑油の静止時における油面レベルよりも上方に配設された構成を特定したことを主要な特徴となしている。 Further, in the present invention, in addition to the above-described invention, a configuration in which the second communication passage is disposed above the oil level when the lubricating oil stored in the lubricating oil chamber is stationary is provided. The key features are what has been identified.

更に、本願発明では上述した発明に、前記潤滑油室上部における空間が、前記減速機内における空気室であることを特定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願発明では上述した発明に、前記第２連通路が、前記減速機の上部に配設された減速歯車が前記減速機の停止時において潤滑油で浸される面よりも上方に配設されてなる構成を特定したことを主要な特徴となしている。 Furthermore, in the present invention, the main feature of the above-described invention is that the space above the lubricating oil chamber is specified as an air chamber in the speed reducer.
Furthermore, according to the present invention, in the above-described invention, the second communication path is disposed above a surface on which a reduction gear disposed at an upper portion of the speed reducer is immersed in lubricating oil when the speed reducer is stopped. The main feature is that the configuration that has been established is specified.

本願発明では、減速機の潤滑油室上部を電動旋回装置の外部に配設したバッファタンクと連通させておくことができる。しかも、潤滑油室上部に容積の大きな空気室を構成することなしに、電動旋回装置の外部に配設したバッファタンクを空気室として使用することができる。これによって、高速回転をする電動モータを用いたとしても、潤滑油室上部に空気室を構成するために更なる減速機構の軸方向へのサイズアップを行わなくてすむ。 In the present invention, the upper part of the lubricating oil chamber of the speed reducer can be communicated with a buffer tank disposed outside the electric swivel device. Moreover, a buffer tank disposed outside the electric swivel device can be used as the air chamber without forming a large volume air chamber above the lubricating oil chamber. Thus, even if an electric motor that rotates at a high speed is used, it is not necessary to further increase the size of the speed reduction mechanism in the axial direction in order to form an air chamber above the lubricating oil chamber.

また、バッファタンクの容量としては、自由にその容量を調整しておくことができるようになり、例えば、油温の上昇に伴う膨張油体積や減速機の上部に配設された減速歯車の回転に伴って発生する遠心力による油面上昇を吸収できる容量に、バッファタンクの容量を構成しておくことができる。しかもバッファタンクを電動旋回装置の外部に配設しておくことができるので、上部旋回体内での配置構成に対する設計の自由度を大幅に向上させることができる。 In addition, the capacity of the buffer tank can be adjusted freely. For example, the volume of the expansion oil accompanying an increase in the oil temperature or the rotation of the reduction gear disposed on the top of the speed reducer The capacity of the buffer tank can be configured to have a capacity capable of absorbing the oil level rise caused by the centrifugal force generated along with this. Moreover, since the buffer tank can be disposed outside the electric swivel device, the degree of design freedom for the arrangement configuration in the upper swivel body can be greatly improved.

第２連通路を、潤滑油の初期油面レベルよりも高い位置に配設しておくことができるので、第２連通路を介して減速機の上部部位から空気を効率的に抜き取ることができる。しかも、油面レベルの上昇時には、上昇した油は第２連通路を通してバッファタンク内に逃がしておくことができる。電動モータの回転が停止した場合や、油温度が低下した場合には、バッファタンク内に逃がした油を、第１連通路を用いて減速機内に戻すことができる。 Since the second communication path can be disposed at a position higher than the initial oil level of the lubricating oil, air can be efficiently extracted from the upper part of the speed reducer via the second communication path. . Moreover, when the oil level rises, the raised oil can escape into the buffer tank through the second communication path. When the rotation of the electric motor stops or when the oil temperature decreases, the oil that has escaped into the buffer tank can be returned into the speed reducer using the first communication path.

このとき、第２連通路は潤滑油の初期油面レベルよりも高い位置に配設されているので、バッファタンクから戻される油によって第２連通路内に油が充満してしまった状態となることはない。また、バッファタンクとしては、潤滑油の注油管、潤滑油の油面レベルを検出する検油管としての機能を兼用させておくこともできる。 At this time, since the second communication passage is disposed at a position higher than the initial oil level of the lubricating oil, the second communication passage is filled with oil by the oil returned from the buffer tank. There is nothing. In addition, the buffer tank can also serve as a lubricating oil supply pipe and a function as an oil inspection pipe for detecting the oil level of the lubricating oil.

また、潤滑油の油温が上昇した場合には、潤滑油の体積膨張によって油面レベルが上昇する。このときには、潤滑油が静止している状態であっても、潤滑油室上部に潤滑油が充満してしまい、空気室が形成されない状況が発生する。そこで本発明では、第２連通路を潤滑油の静止時における油面レベルよりも高い位置に配設しておくことができる。 Further, when the oil temperature of the lubricating oil increases, the oil level increases due to the volume expansion of the lubricating oil. At this time, even when the lubricating oil is stationary, the lubricating oil fills the upper portion of the lubricating oil chamber, and a situation occurs where no air chamber is formed. Therefore, in the present invention, the second communication passage can be disposed at a position higher than the oil level when the lubricating oil is stationary.

このように構成することにより、潤滑油の油温上昇に伴って潤滑油の油面レベルが上昇したとしても、第２連通路を通して潤滑油室内の潤滑油をバッファタンク内に逃がさなくてもすむ。 With this configuration, even if the oil level of the lubricating oil rises as the lubricating oil temperature rises, the lubricating oil in the lubricating oil chamber does not need to escape into the buffer tank through the second communication path. .

このときにおける静止時の油面レベルとしては、潤滑油室内に溜められている潤滑油の総量に、温度上昇による体積膨張率を掛けて求めた値と、潤滑油室内に潤滑油を溜めたときの潤滑油室の容積寸法とから、ほぼ推定しておくことが可能である。また、潤滑油の油温が上昇する温度としては、定常稼動時における潤滑油の温度を調べることにより特定しておくことができる。 The oil level at rest at this time is the value obtained by multiplying the total amount of lubricating oil stored in the lubricating oil chamber by the volume expansion rate due to temperature rise, and when the lubricating oil is stored in the lubricating oil chamber. It is possible to approximately estimate from the volume dimension of the lubricating oil chamber. Further, the temperature at which the oil temperature of the lubricating oil rises can be specified by examining the temperature of the lubricating oil during steady operation.

このように、油温上昇に伴う油面レベルの上昇分をバッファタンク内に逃がさずに、潤滑油室内における潤滑油の総量を減少させなくてすむので、油温が低下すれば潤滑油室内の油面レベルを初期油面レベルにまで迅速に戻すことができる。 In this way, the increase in the oil level due to the oil temperature rise is not released into the buffer tank, and it is not necessary to reduce the total amount of the lubricating oil in the lubricating oil chamber, so if the oil temperature falls, The oil level can be quickly returned to the initial oil level.

本発明では、第２連通路が、減速機の上部に配設された減速歯車が前記減速機の停止時において潤滑油で浸される面よりも高い位置に配設しておくことができる。これによって、油面レベルの上昇時には、減速機の上部部位から空気を効率的に抜き取ることができ、しかも、上昇した油は第２連通路を通してバッファタンク内に逃がしておくことができる。 In the present invention, the second communication path can be disposed at a position higher than the surface where the reduction gear disposed in the upper part of the reduction gear is immersed in the lubricating oil when the reduction gear is stopped. As a result, when the oil level rises, air can be efficiently extracted from the upper part of the speed reducer, and the raised oil can escape into the buffer tank through the second communication path.

本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明の電動旋回装置の構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本願発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. As the configuration of the electric swivel device of the present invention, in addition to the shape and arrangement described below, if the shape and arrangement can solve the problems of the present invention, those shapes and arrangement are adopted. It is something that can be done. For this reason, this invention is not limited to the Example demonstrated below, A various change is possible.

図１は、本発明の実施形態に係わる電動旋回装置の縦断面図である。図２〜図４は、潤滑油の油面状態を説明するための電動旋回装置の要部縦断面図である。図１に示すように、電動旋回装置4は、電動モータ5と減速機10とを備えて構成されている。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric swing device according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2-4 is a principal part longitudinal cross-sectional view of the electric swivel device for demonstrating the oil-surface state of lubricating oil. As shown in FIG. 1, the electric turning device 4 includes an electric motor 5 and a speed reducer 10.

電動モータ5は、図示せぬ旋回制御装置からの制御によって、所定の電力が供給されて回転駆動する。電動モータ5は、従来の油圧モータとほぼ同じ大きさのものを用いているが、従来の油圧モータと異なる大きさのものを用いることもできる。従来の油圧モータよりも大きな場積を占める電動モータを用いた場合には、電動旋回装置4を配設するのに必要な場積が大きくなってしまい、逆に従来の油圧モータよりも小さな場積を占める電動モータを用いた場合には、電動モータの出力トルクが小さくなってしまう問題が発生する。このため、電動モータ5としては、従来の油圧モータとほぼ同じ大きさのものを用いておくことが望ましい構成となる。 The electric motor 5 is rotated by being supplied with a predetermined electric power under the control of a turning control device (not shown). The electric motor 5 has a size substantially the same as that of a conventional hydraulic motor, but a size different from that of a conventional hydraulic motor can also be used. When an electric motor that occupies a larger area than the conventional hydraulic motor is used, the area required to install the electric swivel device 4 becomes larger, and conversely, a smaller field than the conventional hydraulic motor. When an electric motor occupying the product is used, there arises a problem that the output torque of the electric motor becomes small. For this reason, it is desirable that the electric motor 5 be approximately the same size as a conventional hydraulic motor.

また、電動モータ5は、従来の油圧モータに相当する出力トルクを生じさせるために、油圧モータに比べて高速回転型のモータを用いている。電動モータ5の下部側には、モータ駆動軸5aの回転を減速する減速機10が設けられている。減速機10は、三段階の減速機として構成されている。三段階の減速機としては、電動モータ5からの回転を最初に減速する第一減速機11、第一減速機11で減速した回転を更に減速する第二減速機12、及び第二減速機12で減速した回転を更にもう一度減速して出力ピニオン14を回転させる第三減速機13から構成されている。そして、第一減速機11と第二減速機12との間には、メカニカルブレーキ15が配設されている。 Further, the electric motor 5 uses a high-speed rotation type motor as compared with the hydraulic motor in order to generate an output torque corresponding to the conventional hydraulic motor. On the lower side of the electric motor 5, a speed reducer 10 that decelerates the rotation of the motor drive shaft 5a is provided. The speed reducer 10 is configured as a three-stage speed reducer. The three-stage reducer includes a first reducer 11 that first decelerates rotation from the electric motor 5, a second reducer 12 that further decelerates the rotation decelerated by the first reducer 11, and a second reducer 12 The third speed reducer 13 rotates the output pinion 14 by further decelerating the rotation decelerated at. A mechanical brake 15 is disposed between the first reduction gear 11 and the second reduction gear 12.

電動旋回装置4は上部旋回体2に固定され、スイングサークル3は下部走向体1に固定されている。また、上部旋回体2にはスイングサークル3に対して外接して相対回転できるように同芯円状の外輪8（左側断面の図示は省略）が固定されている。外輪8とスイングサークル3との間で相対回転が行えるように、外輪8とスイングサークル3との間にはベアリング8aが介在されている。 The electric turning device 4 is fixed to the upper turning body 2 and the swing circle 3 is fixed to the lower running body 1. In addition, a concentric outer ring 8 (illustration of the left cross section is omitted) is fixed to the upper swing body 2 so as to be circumscribed and relative to the swing circle 3. A bearing 8 a is interposed between the outer ring 8 and the swing circle 3 so that relative rotation can be performed between the outer ring 8 and the swing circle 3.

そして、第三減速機13からの出力で回転される出力ピニオン14は、下部走向体1に設けたスイングサークル3に形成された内歯に噛合しており、出力ピニオン14が回転することによって、上部旋回体2は下部走向体1に対して旋回動することができる。 And the output pinion 14 rotated by the output from the third reduction gear 13 is meshed with the internal teeth formed in the swing circle 3 provided in the lower traveling body 1, and the output pinion 14 rotates, The upper turning body 2 can turn with respect to the lower traveling body 1.

次に減速機10の構成及びメカニカルブレーキ15の構成について説明するが、減速機10としては三段階の減速機に限定されるものではなく、一段階の減速機を含む適宜の段数を備えた減速機を用いることができる。また、遊星歯車機構以外の減速機を用いることもできる。メカニカルブレーキ15の構成としては、以下で説明するブレーキ機構に限定されるものではなく、周知のブレーキ機構を用いることができる。また、ブレーキ機構を配設する部位としては、第一減速機11と第二減速機12との間の部位に限定されるものではない。 Next, the structure of the speed reducer 10 and the structure of the mechanical brake 15 will be described. However, the speed reducer 10 is not limited to a three-stage speed reducer, and has a suitable number of stages including a one-stage speed reducer. A machine can be used. A reduction gear other than the planetary gear mechanism can also be used. The configuration of the mechanical brake 15 is not limited to the brake mechanism described below, and a known brake mechanism can be used. Further, the portion where the brake mechanism is disposed is not limited to the portion between the first reduction gear 11 and the second reduction gear 12.

減速機10及びメカニカルブレーキ15は、上武旋回体2に固定された円筒状のケーシング7内に収納されている。ケーシング7は、上方から順に、内部に第一減速機11が配設される第１ケーシング7aと、内部にメカニカルブレーキ15が配設されるブレーキケーシング7bと、内部に第二減速機12及び第三減速機13の一部が配設される第２ケーシング7cと、内部に第三減速機13の残りの部分が配設される第３ケーシング7dとから構成されている。各ケーシング7a〜7dは、例えばボルト等の固定手段により隣接するケーシング同士が固定されている。 The speed reducer 10 and the mechanical brake 15 are accommodated in a cylindrical casing 7 fixed to the upper slewing body 2. The casing 7 includes, in order from the top, a first casing 7a in which a first speed reducer 11 is disposed, a brake casing 7b in which a mechanical brake 15 is disposed, and a second speed reducer 12 and a second inside. A third casing 7c in which a part of the three reduction gears 13 is disposed and a third casing 7d in which the remaining part of the third reduction gear 13 is disposed. Adjacent casings 7a to 7d are fixed by fixing means such as bolts.

第１ケーシング7aの上端部には、電動モータ5が固定されており、第３ケーシング7dの下端部は、上部旋回体2に固定されている。図示例では、電動モータ5は、水冷ジャケット19内に配設されている。 The electric motor 5 is fixed to the upper end portion of the first casing 7a, and the lower end portion of the third casing 7d is fixed to the upper swing body 2. In the illustrated example, the electric motor 5 is disposed in the water cooling jacket 19.

第一減速機11は、モータ駆動軸5aに設けた第一太陽歯車11aの回転を減速して、駆動トルクを増大させて第一駆動軸11fから出力させる構成となっている。第一太陽歯車11aの回転は、第一太陽歯車11aと第１ケーシング7aの内周面に形成した第一リング歯車11eとに噛合している第一遊星歯車11bに伝えられる。第一太陽歯車11aからの回転によって、第一遊星歯車11bは自転するとともに第一太陽歯車11aの外周を公転する。 The first speed reducer 11 is configured to decelerate the rotation of the first sun gear 11a provided on the motor drive shaft 5a, increase the drive torque, and output from the first drive shaft 11f. The rotation of the first sun gear 11a is transmitted to the first planetary gear 11b meshed with the first sun gear 11a and the first ring gear 11e formed on the inner peripheral surface of the first casing 7a. By the rotation from the first sun gear 11a, the first planetary gear 11b rotates and revolves around the outer periphery of the first sun gear 11a.

第一遊星歯車11bの公転運動は、第一遊星歯車11bを回転自在に支障している第一キャリア11dの回転として取り出すことができる。第一キャリア11dの回転速度は、第一太陽歯車11aの外周を公転する第一遊星歯車11bの公転速度となり、第一太陽歯車11aの回転速度よりも減速される。そして、第一キャリア11dの回転は、第一キャリア11dとスプライン結合している第一駆動軸11fに伝えられる。 The revolving motion of the first planetary gear 11b can be taken out as the rotation of the first carrier 11d that obstructs the rotation of the first planetary gear 11b. The rotational speed of the first carrier 11d is the revolution speed of the first planetary gear 11b that revolves around the outer periphery of the first sun gear 11a, and is decelerated from the rotational speed of the first sun gear 11a. The rotation of the first carrier 11d is transmitted to the first drive shaft 11f that is splined with the first carrier 11d.

第二減速機12は、第一駆動軸11fに設けた第二太陽歯車12aの回転を減速して、駆動トルクを増大させて第二駆動軸12fから出力させる構成となっている。第二太陽歯車12aの回転は、第二太陽歯車12aと第２ケーシング7cの内周面に形成した第二リング歯車12eとに噛合している第二遊星歯車12bに伝えられる。第二太陽歯車12aからの回転によって、第二遊星歯車12bは自転するとともに第二太陽歯車12aの外周を公転する。 The second speed reducer 12 is configured to decelerate the rotation of the second sun gear 12a provided on the first drive shaft 11f, increase the drive torque, and output from the second drive shaft 12f. The rotation of the second sun gear 12a is transmitted to the second planetary gear 12b meshed with the second sun gear 12a and the second ring gear 12e formed on the inner peripheral surface of the second casing 7c. Due to the rotation from the second sun gear 12a, the second planetary gear 12b rotates and revolves around the outer periphery of the second sun gear 12a.

第二遊星歯車12bの公転運動は、第二遊星歯車12bを回転自在に支障している第二キャリア12dの回転として取り出すことができる。第二キャリア12dの回転速度は、第二太陽歯車12aの外周を公転する第二遊星歯車12bの公転速度となり、第二太陽歯車12aの回転速度よりも減速される。そして、第二キャリア12dの回転は、第二キャリア12dにスプライン結合している第二駆動軸12fに伝えられる。 The revolving motion of the second planetary gear 12b can be taken out as the rotation of the second carrier 12d that obstructs the second planetary gear 12b in a freely rotating manner. The rotation speed of the second carrier 12d is the revolution speed of the second planetary gear 12b that revolves around the outer periphery of the second sun gear 12a, and is decelerated from the rotation speed of the second sun gear 12a. The rotation of the second carrier 12d is transmitted to the second drive shaft 12f that is splined to the second carrier 12d.

第三減速機13は、第二駆動軸12fに設けた第三太陽歯車13aの回転を減速して、駆動トルクを増大させて第三駆動軸13fから出力させる構成となっている。第三太陽歯車13aの回転は、第三太陽歯車13aと第２ケーシング7cの内周面に形成した第三リング歯車13eとに噛合している第三遊星歯車13bに伝えられる。第三太陽歯車13aからの回転によって、第三遊星歯車13bは自転するとともに第三太陽歯車13aの外周を公転する。 The third speed reducer 13 is configured to decelerate the rotation of the third sun gear 13a provided on the second drive shaft 12f, increase the drive torque, and output from the third drive shaft 13f. The rotation of the third sun gear 13a is transmitted to the third planetary gear 13b meshed with the third sun gear 13a and a third ring gear 13e formed on the inner peripheral surface of the second casing 7c. By rotation from the third sun gear 13a, the third planetary gear 13b rotates and revolves around the outer periphery of the third sun gear 13a.

第三遊星歯車13bの公転運動は、第三遊星歯車13bを回転自在に支障している第三キャリア13dの回転として取り出すことができる。第三キャリア13dの回転速度は、第三太陽歯車13aの外周を公転する第三遊星歯車13bの公転速度となり、第三太陽歯車13aの回転速度よりも減速される。そして、第三キャリア13dの回転は、第三キャリア13dにスプライン結合している第三駆動軸13fに伝えられる。第三駆動軸13fの回転は、出力ピニオン14を回転させる回転力として用いられることになる。 The revolving motion of the third planetary gear 13b can be taken out as the rotation of the third carrier 13d that obstructs the rotation of the third planetary gear 13b. The rotational speed of the third carrier 13d is the revolution speed of the third planetary gear 13b that revolves around the outer periphery of the third sun gear 13a, and is decelerated from the rotational speed of the third sun gear 13a. The rotation of the third carrier 13d is transmitted to the third drive shaft 13f that is splined to the third carrier 13d. The rotation of the third drive shaft 13f is used as a rotational force for rotating the output pinion 14.

このように高速回転していた電動モータ5の回転は、減速機10によって減速されて、高出力トルクの状態となって出力ピニオン14を回転させることができる。また、第一太陽歯車11a〜第三太陽歯車13aの構成及び出力ピニオン14の構成としては、それぞれモータ駆動軸5aの先端部、第一駆動軸11fの先端部、第二駆動軸12fの先端部、第三駆動軸13fの先端部を歯車形状に加工して、それぞれの軸5a、11f、12f、13fと一体に形成しておくこともできる。また、それぞれの軸5a、11f、12f、13fに対して回転不可の状態で嵌合させた構成としておくこともできる。 Thus, the rotation of the electric motor 5 that has been rotating at a high speed is decelerated by the speed reducer 10 to be in a high output torque state, and the output pinion 14 can be rotated. The configuration of the first sun gear 11a to the third sun gear 13a and the configuration of the output pinion 14 are as follows: the tip of the motor drive shaft 5a, the tip of the first drive shaft 11f, and the tip of the second drive shaft 12f. Alternatively, the tip of the third drive shaft 13f can be processed into a gear shape and formed integrally with the respective shafts 5a, 11f, 12f, 13f. Moreover, it can also be set as the structure fitted with each shaft 5a, 11f, 12f, 13f in the non-rotatable state.

メカニカルブレーキ15は、第一減速機11と第二減速機12との間に配設され、第一減速機11の出力軸である第一駆動軸11fの回転を制動する構成となっている。即ち、メカニカルブレーキ15は、第一駆動軸11fに接合されたブレーキディスク15bを、ブレーキパッド15を介して昇降動制御されるブレーキピストン16で挟圧保持したり挟圧保持を解除したりすることができる構成となっている。この構成により、第一駆動軸11fの回転に対して制動を加えたり、制動の解除を行うことができる。 The mechanical brake 15 is disposed between the first speed reducer 11 and the second speed reducer 12, and is configured to brake the rotation of the first drive shaft 11f that is the output shaft of the first speed reducer 11. That is, the mechanical brake 15 holds the brake disc 15b joined to the first drive shaft 11f with the brake piston 16 that is controlled to move up and down via the brake pad 15, and releases the holding pressure. It has a configuration that can. With this configuration, braking can be applied to the rotation of the first drive shaft 11f or braking can be released.

ブレーキディスク15bは、第一駆動軸11fにスプライン接合やセレーション接合などによって接合されたブレーキ連結部15aの外周部に設けられている。ブレーキパッド15cは、ブレーキディスク15bの上下両面に対向する位置に一対設けられている。一対のブレーキパッド15cのうちでブレーキディスク15bの下方側の面に対向して設けられるブレーキパッド15cは、ブレーキケーシング7bのパッド固定部に固定されており、ブレーキディスク15bの上方側の面に対向して設けられるブレーキパッド15cは、ブレーキピストン16の下端部に取り付けられている。 The brake disc 15b is provided on the outer peripheral portion of the brake connecting portion 15a joined to the first drive shaft 11f by spline joining, serration joining, or the like. A pair of brake pads 15c are provided at positions facing the upper and lower surfaces of the brake disc 15b. Of the pair of brake pads 15c, the brake pad 15c provided facing the lower surface of the brake disc 15b is fixed to the pad fixing portion of the brake casing 7b, and is opposed to the upper surface of the brake disc 15b. The brake pad 15c provided is attached to the lower end of the brake piston 16.

ブレーキピストン16は、略環状に形成され、ブレーキケーシング7bの段差部分に対向した形状の段差部分を備えている。そして、ブレーキケーシング7bの段差部分とブレーキピストン16の段差部分とによって油圧室17が形成されている。また、ブレーキピストン16は、上部に設けたバネ18によって下方への付勢力が与えられている。尚、図２〜図５には、油圧室17を拡大した概略図を示している。 The brake piston 16 is formed in a substantially annular shape and includes a step portion having a shape facing the step portion of the brake casing 7b. A hydraulic chamber 17 is formed by the stepped portion of the brake casing 7b and the stepped portion of the brake piston 16. The brake piston 16 is given a downward biasing force by a spring 18 provided at the upper part. 2 to 5 are enlarged schematic views of the hydraulic chamber 17.

油圧室17に対して圧油の給排を行うことで、ブレーキピストン16の上下方向への摺動を制御することができる。油圧室17への圧油の給排は、ブレーキケーシング7bに形成した油圧ポート17aから行うことができる。油圧室17に圧油が供給されると、ブレーキピストン16はバネ18を圧縮しながら上方側に押し上げられる。これにより、ブレーキピストン16によるブレーキディスク15bの挟圧保持状態が解除され、第一駆動軸11fの回転は制動されない状態となる。 By supplying / discharging pressure oil to / from the hydraulic chamber 17, sliding of the brake piston 16 in the vertical direction can be controlled. Supply and discharge of pressure oil to and from the hydraulic chamber 17 can be performed from a hydraulic port 17a formed in the brake casing 7b. When pressure oil is supplied to the hydraulic chamber 17, the brake piston 16 is pushed upward while compressing the spring 18. As a result, the holding state of the brake disc 15b held by the brake piston 16 is released, and the rotation of the first drive shaft 11f is not braked.

油圧室17から圧油が排出されると、ブレーキピストン16はバネ18の付勢力によって下方側に押し下げられる。これにより、ブレーキディスク15bはブレーキピストン16によって挟圧保持され、第一駆動軸11fの回転は制動されることになる。 When the pressure oil is discharged from the hydraulic chamber 17, the brake piston 16 is pushed downward by the urging force of the spring 18. As a result, the brake disk 15b is held and held by the brake piston 16, and the rotation of the first drive shaft 11f is braked.

尚、本実施例において、１枚のブレーキディスク15bを用いた例を説明したが、この構成に限定されるものではなく、複数枚のブレーキディスクを用いた構成や他の周知の構成によるブレーキ機構を採用しても良い。また、ブレーキディスク15bを用いる場合に、ブレーキパッド15cをブレーキディスク15b側に設けた構成とすることもできる。 In this embodiment, an example using one brake disk 15b has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and a brake mechanism using a configuration using a plurality of brake discs or other well-known configuration is used. May be adopted. Further, when the brake disk 15b is used, the brake pad 15c may be provided on the brake disk 15b side.

第一減速機11と電動モータ5との間には、上部空間29が形成されている。上部空間29は空気室として利用することができるものであるが、減速機10内の潤滑油室24に溜められている潤滑油の温度上昇に伴う潤滑油の体積膨張を吸収するには、上部空間29の容積は小さなものとなっている。潤滑油室24における上部空間29の容積を大きく構成することができないのは、電動モータ5の上端部の高さ位置を高くしないで、電動モータ5のステータ巻線における巻線端部を第一減速機11と電動モータ5との間に収納させているため、上部空間29を小さく構成している。 An upper space 29 is formed between the first reduction gear 11 and the electric motor 5. The upper space 29 can be used as an air chamber, but in order to absorb the volume expansion of the lubricating oil accompanying the rise in the temperature of the lubricating oil stored in the lubricating oil chamber 24 in the speed reducer 10, The volume of the space 29 is small. The reason why the volume of the upper space 29 in the lubricating oil chamber 24 cannot be increased is that the height of the upper end of the electric motor 5 is not increased, and the winding end of the stator winding of the electric motor 5 is Since it is housed between the speed reducer 11 and the electric motor 5, the upper space 29 is configured to be small.

温度上昇に伴う潤滑油の体積膨張を吸収するため、本発明では、潤滑油室24における上部空間29に連通する連通路30を第一減速機11と電動モータ5との間に形成し、第１ケーシング7aには連通路30と連通するとともに、外部に配設したバッファタンク25に連通した第２連通路22を形成している。尚、図１では、第２連通路22は紙面に対して垂直方向に形成されている。 In order to absorb the volume expansion of the lubricating oil accompanying the temperature rise, in the present invention, the communication path 30 communicating with the upper space 29 in the lubricating oil chamber 24 is formed between the first reduction gear 11 and the electric motor 5, In one casing 7a, a second communication path 22 communicating with the buffer tank 25 provided outside is formed in addition to the communication path 30. In FIG. 1, the second communication path 22 is formed in a direction perpendicular to the paper surface.

本発明に係わるバッファタンク25、第２連通路22等の構成については、電動旋回装置4の要部縦断面図を示す図２〜図４を用いて説明する。図２〜図５の要部縦断面図では、本発明に係わる電動旋回装置4の要部を概略図で示している。図２には、電動モータ５が停止しているときの潤滑油の油面レベルの状態、あるいは、メカニカルブレーキ15が第一駆動軸11fを制動しているときの潤滑油の油面レベルの状態を示している。図２〜図５においては、潤滑油を破線状の横線で示している。 The configuration of the buffer tank 25, the second communication path 22 and the like according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the main part longitudinal sectional views of FIGS. 2 to 5, the main part of the electric swivel device 4 according to the present invention is schematically shown. FIG. 2 shows the state of the lubricating oil level when the electric motor 5 is stopped, or the state of the lubricating oil level when the mechanical brake 15 brakes the first drive shaft 11f. Is shown. 2 to 5, the lubricating oil is indicated by a broken horizontal line.

図２に示すように、バッファタンク25は第３連通路23を介して第２連通路22と第１連通路21とに接続している。第１連通路21は減速機10に対して潤滑油を供給する管として構成されている。また、第１連通路21を介して減速機10に対して潤滑油を供給するときの空気抜きとして、連通路30に連通した連通路32が形成されており、連通路32は空気抜きプラグによって閉塞させておくことができる。 As shown in FIG. 2, the buffer tank 25 is connected to the second communication path 22 and the first communication path 21 via the third communication path 23. The first communication path 21 is configured as a pipe that supplies lubricating oil to the speed reducer 10. In addition, a communication path 32 communicating with the communication path 30 is formed as an air vent when lubricating oil is supplied to the speed reducer 10 via the first communication path 21, and the communication path 32 is closed by an air vent plug. I can keep it.

図２に示す構成例では、説明を行い易くするためにバッファタンク25の上部を開口させた構成を示しているが、バッファタンク25内に塵埃、雨水等が入り込まないように、図５に示すようにバッファタンク25の上部開口を塞いだ構成としておくことが望ましい。バッファタンク25を潤滑油の供給用のタンクとして兼用させる構成とする場合には、図５に示すように注油口を兼ねたブリーザキャップ27をバッファタンク25の天井側に設けておくことができる。また、検油棒26をバッファタンク25に設けておくこともできる。ブリーザキャップ27を設けておくことによって、バッファタンク25内の内圧は大気圧相当に管理しておくことができる。 The configuration example shown in FIG. 2 shows a configuration in which the upper portion of the buffer tank 25 is opened for ease of explanation. However, in order to prevent dust, rainwater, etc. from entering the buffer tank 25, FIG. Thus, it is desirable that the upper opening of the buffer tank 25 be closed. In the case where the buffer tank 25 is also used as a lubricating oil supply tank, a breather cap 27 that also serves as an oil inlet can be provided on the ceiling side of the buffer tank 25 as shown in FIG. In addition, the oil inspection rod 26 can be provided in the buffer tank 25. By providing the breather cap 27, the internal pressure in the buffer tank 25 can be managed to be equivalent to the atmospheric pressure.

バッファタンク25に検油棒26を設けておく場合には、検油棒26の先端部位が少なくとも後述する初期油面レベルＬs位置よりも下方まで到達できるように構成しておくことが必要である。図５では、検油棒26をバッファタンク25に設けた構成を示しているが、検油棒26をバッファタンク25とは別構成としておくこともできる。 When the oil detection rod 26 is provided in the buffer tank 25, it is necessary to configure so that the tip portion of the oil detection rod 26 can reach at least below the initial oil level Ls position described later. . Although FIG. 5 shows a configuration in which the oil inspection rod 26 is provided in the buffer tank 25, the oil inspection rod 26 may be configured separately from the buffer tank 25.

電動旋回装置4の停止時等における初期油面レベルＬsとなるように、注油口から供給された潤滑油をバッファタンク25、第３連通路23を介して第１連通路21から減速機10内に供給することができる。このとき、空気抜きプラグ31を外して、減速機10内に潤滑油が入り易くしておくことができる。 Lubricating oil supplied from the oil filler port is passed through the buffer tank 25 and the third communication path 23 from the first communication path 21 into the speed reducer 10 so that the initial oil level Ls when the electric swiveling device 4 is stopped is obtained. Can be supplied to. At this time, the air vent plug 31 can be removed so that the lubricating oil can easily enter the speed reducer 10.

そして、減速機10内の潤滑油室24に溜めておく潤滑油が、第一遊星歯車11bの底面に浸かっている油面レベルを下限油面レベルＬｌとし、第一遊星歯車11bの上面に浸かっている油面レベルを上限油面レベルＬｍとして、初期油面レベルＬsを上限油面レベルＬｍと下限油面レベルＬｌとの間における油面レベルとして、各種電動旋回装置に対応させて予め設定しておくことができる。 Then, the lubricating oil accumulated in the lubricating oil chamber 24 in the speed reducer 10 is immersed in the upper surface of the first planetary gear 11b with the oil level immersed in the bottom surface of the first planetary gear 11b as the lower oil level L1. The oil level is set as the upper limit oil level Lm, and the initial oil level Ls is set as the oil level between the upper limit oil level Lm and the lower limit oil level Ll corresponding to various electric swiveling devices. I can keep it.

第１連通路21の配設位置は、初期油面レベルＬsよりも下方の位置とし、第２連通路22の配設位置は、初期油面レベルＬsよりも上方の位置とし配設させておくことができる。必要に応じて、第２連通路22の配設位置を、上限油面レベルＬｍよりも上方の位置とし配設させておくこともできる。 The first communication passage 21 is disposed at a position below the initial oil level Ls, and the second communication passage 22 is disposed at a position above the initial oil level Ls. be able to. If necessary, the arrangement position of the second communication path 22 may be arranged at a position above the upper oil level Lm.

尚、第１連通路21の配設位置について、例えば、第１連通路21の横断面形状が円形断面であったとした場合を例に挙げて更に説明すると、初期油面レベルＬsよりも下方の位置にあるということは、少なくとも円形断面の下端部の位置が初期油面レベルＬsよりも下方に位置している状態を意味する。即ち、第１連通路21が初期油面レベルＬsよりも下方の位置にあるということは、第１連通路21の円形断面の中に初期油面レベルＬsよりも下方にある部位が存在し、同部位を通って常に潤滑油を流すことにできることを意味している。 In addition, the arrangement position of the first communication path 21 will be further described by taking, for example, the case where the cross-sectional shape of the first communication path 21 is a circular cross section as an example. Being in a position means a state in which at least the position of the lower end portion of the circular cross section is located below the initial oil level Ls. That is, the fact that the first communication passage 21 is at a position below the initial oil level Ls means that there is a portion below the initial oil level Ls in the circular cross section of the first communication passage 21, It means that the lubricant can always flow through the same part.

同様に、第２連通路22の配設位置について、例えば、第２連通路22の横断面形状が円形断面であったとした場合を例に挙げて更に説明すると、初期油面レベルＬsよりも上方の位置にあるということは、少なくとも円形断面の上端部の位置が初期油面レベルＬsよりも上方に位置している状態を意味する。即ち、減速機10内における潤滑油の油面レベルが初期油面レベルＬsにあったとき、第２連通路22が初期油面レベルＬsよりも上方の位置にあるということは、第２連通路22の円形断面の中に初期油面レベルＬsよりも上方にある部位が存在し、同部位を通って空気を上部空間29との間で流通させることができることを意味している。 Similarly, the arrangement position of the second communication path 22 will be further described by taking, for example, the case where the cross-sectional shape of the second communication path 22 is a circular cross section as an example. Is in a state where at least the position of the upper end of the circular cross section is located above the initial oil level Ls. That is, when the oil level of the lubricating oil in the speed reducer 10 is at the initial oil level Ls, the fact that the second communication path 22 is at a position above the initial oil level Ls means that the second communication path This means that there is a portion above the initial oil level Ls in the 22 circular cross section, and air can be circulated between the upper space 29 through the same portion.

図３、図５は、図２で示す状態から潤滑油の温度が上昇して、潤滑油の体積膨張が発生した状態を示している。体積膨張した潤滑油は、上部空間29、連通路30、第２連通路22及び第３連通路23を通って、バッファタンク25内に導入されて、退避しておくことができる。この構成により、上部空間29を拡大したと同様の機能を奏することができる。図示例では、第３連通路23は、第１ケーシング7a及びブレーキケーシング7bに外付けされた部材内に形成されている。しかし、連通路23としては、第１ケーシング7aやブレーキケーシング7bに外付けされる部材内に形成しておく代わりに、直接、第１連通路21、第２連通路22と接続した油路管として構成しておくこともできる。 3 and 5 show a state in which the temperature of the lubricating oil has risen from the state shown in FIG. 2 and volume expansion of the lubricating oil has occurred. The volume-expanded lubricating oil can be introduced into the buffer tank 25 through the upper space 29, the communication path 30, the second communication path 22, and the third communication path 23 and can be withdrawn. With this configuration, the same function as that obtained by enlarging the upper space 29 can be achieved. In the illustrated example, the third communication passage 23 is formed in a member externally attached to the first casing 7a and the brake casing 7b. However, as the communication passage 23, an oil passage pipe directly connected to the first communication passage 21 and the second communication passage 22 instead of being formed in a member externally attached to the first casing 7a or the brake casing 7b. It can also be configured as.

しかも、バッファタンク25は電動旋回装置4の外部に配設されているので、所望の容積を有するバッファタンク25の形状を任意の形状として構成しておくことができる。バッファタンク25の底面位置としては、第２連通路22の配設高さ位置以上の高さ位置としておくことが望ましい。 Moreover, since the buffer tank 25 is disposed outside the electric swivel device 4, the shape of the buffer tank 25 having a desired volume can be configured as an arbitrary shape. The bottom position of the buffer tank 25 is preferably set to a height position equal to or higher than the height position where the second communication path 22 is disposed.

また、潤滑油の温度が低下した場合には、バッファタンク25内に退避していた潤滑油は第１連通路21、第２連通路22を通って減速機10内に戻っていくことができる。このとき、第１連通路21、第２連通路22から潤滑油を吸引しながら、潤滑油の油面レベルを下げていくことになる。しかも、第２連通路22が初期油面レベルＬsあるいは、上限油面レベルＬmよりも高い位置に配設されているので、油面レベルが第２連通路22上端位置よりも下がると、第２連通路22を空気通路として使用することができるようになり、油面レベルを初期油面レベルＬsに戻す速度を速めることができる。 Further, when the temperature of the lubricating oil decreases, the lubricating oil that has been retreated in the buffer tank 25 can return to the speed reducer 10 through the first communication path 21 and the second communication path 22. . At this time, the oil level of the lubricating oil is lowered while sucking the lubricating oil from the first communication path 21 and the second communication path 22. In addition, since the second communication path 22 is disposed at a position higher than the initial oil level Ls or the upper limit oil level Lm, the second level when the oil level falls below the upper end position of the second communication path 22 The communication passage 22 can be used as an air passage, and the speed at which the oil level is returned to the initial oil level Ls can be increased.

図４は、第一太陽歯車11aの回転、第一遊星歯車11bの公転に伴って、潤滑油が供回り回転を誘起され潤滑油の油面がすり鉢形状に形成された状態を示している。すり鉢形状が急峻な形状となったときに、上部空間29の高さ位置を越えた潤滑油は、連通路30、第２連通路22、第３連通路23を通ってバッファタンク25内に導入されて、退避することができる。また、このとき、第一遊星歯車11bはすり鉢形状となった潤滑油中を通ることができるので、第一遊星歯車11bの歯面には潤滑油膜を形成しておくことができる。このため、潤滑油膜を形成した第一遊星歯車11bに噛合している第一太陽歯車11aの歯面に対しても、潤滑油を供給しておくことができる。 FIG. 4 shows a state in which the lubricating oil is induced to rotate along with the rotation of the first sun gear 11a and the revolution of the first planetary gear 11b, and the oil surface of the lubricating oil is formed in a mortar shape. When the mortar shape becomes steep, the lubricating oil exceeding the height of the upper space 29 is introduced into the buffer tank 25 through the communication path 30, the second communication path 22, and the third communication path 23. And can be evacuated. At this time, since the first planetary gear 11b can pass through the lubricating oil having a mortar shape, a lubricating oil film can be formed on the tooth surface of the first planetary gear 11b. For this reason, the lubricating oil can be supplied also to the tooth surface of the first sun gear 11a meshed with the first planetary gear 11b on which the lubricating oil film is formed.

第一太陽歯車11aの回転が停止した場合には、図３、図５を用いて温度していた潤滑油の温度が低下した場合について説明したと同様に、バッファタンク25内に退避していた潤滑油は第１連通路21、第２連通路22を通って減速機10内に戻すことができる。油面レベルが第２連通路22よりも低下すると、第２連通路22は空気通路として利用されることになる。 When the rotation of the first sun gear 11a was stopped, it was retracted into the buffer tank 25 in the same manner as described for the case where the temperature of the lubricating oil that had been heated was lowered using FIGS. The lubricating oil can be returned to the speed reducer 10 through the first communication path 21 and the second communication path 22. When the oil level is lower than the second communication path 22, the second communication path 22 is used as an air path.

図６を用いて本発明に係わる別の電動旋回装置について説明する。図６は、別の電動旋回装置の要部を示した概略縦断面図である。図６で示す実施例２では、潤滑油室24内の上部空間29とバッファタンク25との間を連通させる第２連通路22が、バッファタンク25側ではバッファタンク25の上部空気層と連通した配置構成となっている。また、第３連通路23には第２連通路22は接続されておらず、第１連通路21のみが接続した構成となっている。 Another electric turning apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing a main part of another electric swing device. In the second embodiment shown in FIG. 6, the second communication path 22 that communicates between the upper space 29 in the lubricating oil chamber 24 and the buffer tank 25 communicates with the upper air layer of the buffer tank 25 on the buffer tank 25 side. It is an arrangement configuration. Further, the second communication path 22 is not connected to the third communication path 23, and only the first communication path 21 is connected.

他の構成は、実施例１における構成と同様の構成を備えることができる。そのため、実施例１と同様の構成については、実施例１において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。 Other configurations can have the same configuration as that in the first embodiment. Therefore, about the structure similar to Example 1, the description is abbreviate | omitted by using the same member code | symbol as the member code | symbol used in Example 1. FIG.

図６に示すように、潤滑油室24内の上部における空気室29は、第２連通路22を介してバッファタンク25内における上部空気層に連通させておくことができる。この構成によって、第２連通路22の配設部位としては、油温の状態に係わらず潤滑油の静止時における油面レベルよりも上方に配設しておくことができる。 As shown in FIG. 6, the air chamber 29 in the upper part of the lubricating oil chamber 24 can be communicated with the upper air layer in the buffer tank 25 through the second communication path 22. With this configuration, the second communication passage 22 can be disposed above the oil level when the lubricating oil is stationary, regardless of the oil temperature.

尚、この油面レベルとしては、潤滑油室内に溜められている潤滑油の総量に、温度上昇による体積膨張率を掛けることによってほぼ推定することが可能であり、油温が上昇する温度としては、定常稼動時における潤滑油の温度を調べることにより特定することができる。 This oil level can be estimated approximately by multiplying the total amount of lubricating oil stored in the lubricating oil chamber by the volume expansion coefficient due to temperature rise. It can be specified by examining the temperature of the lubricating oil during steady operation.

このように、第２連通路22を配設しておくことにより、油温上昇に伴う油面レベルの上昇分をバッファタンク内に逃がしておかなくてすみ、油温が上昇したとしても、潤滑油室内における潤滑油の総量は減少することがない。これによって、油温が低下すれば潤滑油室24内の油面レベルは初期油面レベルにまで迅速に復帰することができる。 In this way, by providing the second communication passage 22, it is not necessary to release the increase in the oil level due to the oil temperature rise into the buffer tank, and even if the oil temperature rises, lubrication is possible. The total amount of lubricating oil in the oil chamber does not decrease. As a result, if the oil temperature decreases, the oil level in the lubricating oil chamber 24 can quickly return to the initial oil level.

また、電動旋回装置4による旋回動作に伴って、空気室29で潤滑油の油面がすり鉢形状に形成されていったとしても、すり鉢形状が急峻な形状となったときに、上部空間29の高さ位置を越えた潤滑油は、第２連通路22を通ってバッファタンク25の上部からバッファタンク25内に排出することができる。 In addition, even if the oil surface of the lubricating oil is formed in a mortar shape in the air chamber 29 along with the turning operation by the electric turning device 4, when the mortar shape becomes a steep shape, The lubricating oil exceeding the height position can be discharged into the buffer tank 25 from the upper part of the buffer tank 25 through the second communication path 22.

電動旋回装置4による旋回動作が停止すると、バッファタンク25内に排出されていた潤滑油は、第３連通路23及び第１連通油路21を通って、減速機10内に戻されることになる。しかも、第３連通路23及び第１連通油路21を通ってバッファタンク25内に排出されていた潤滑油が、減速機10内に戻されるときには、第２連通路22は一端が大気に開放された空気通路として機能するので、潤滑油の戻りをスムーズに行わせることができる。 When the turning operation by the electric turning device 4 is stopped, the lubricating oil discharged into the buffer tank 25 is returned to the speed reducer 10 through the third communication passage 23 and the first communication oil passage 21. . Moreover, when the lubricating oil discharged into the buffer tank 25 through the third communication passage 23 and the first communication oil passage 21 is returned into the speed reducer 10, one end of the second communication passage 22 is opened to the atmosphere. Therefore, the lubricating oil can be returned smoothly.

本願発明は、本願発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本願発明の技術思想を適用することができる。 The present invention can apply the technical idea of the present invention to an apparatus or the like to which the technical idea of the present invention can be applied.

電動旋回装置の全体構成図である。（実施例１）It is a whole block diagram of an electric swivel device. Example 1 電動旋回装置の要部を拡大した概略図である。（実施例１）It is the schematic which expanded the principal part of the electric swivel device. Example 1 潤滑油の油面状態を説明する図である。（実施例１）It is a figure explaining the oil surface state of lubricating oil. Example 1 他の潤滑油の油面状態を説明する図である。（実施例１）It is a figure explaining the oil surface state of other lubricating oil. Example 1 バッファタンクの他の構成を示す図である。（実施例１）It is a figure which shows the other structure of a buffer tank. Example 1 連通路に係わる他の構成を拡大して示した概略図である。（実施例２）It is the schematic which expanded and showed the other structure concerning a communicating path. (Example 2) 減速機付き油圧モータ装置の全体図である。（従来例１）1 is an overall view of a hydraulic motor device with a reduction gear. (Conventional example 1) 電動モータを用いた作業機の全体構成図である。（従来例２）1 is an overall configuration diagram of a working machine using an electric motor. (Conventional example 2)

Explanation of symbols

１・・・下部走向体、
２・・・上部旋回体、
３・・・スイングサークル、
４・・・電動旋回装置、
５・・・電動モータ、
７・・・ケーシング、
１０・・・減速機、
１１・・・第一減速機、
１２・・・第２減速機、
１３・・・第三減速機、
１４・・・出力ピニオン、
１５・・・メカニカルブレーキ、
２１・・・第１連通路、
２２・・・第２連通路、
２３・・・第３連通路、
２４・・・潤滑油室、
２５・・・バッファタンク、
２９・・・上部空間、
３０・・・連通路、
５０・・・油圧モータ装置、
５１・・・油圧モータ部、
５２・・・減速機部、
５３、５４・・・遊星歯車減速機構、
５８・・・メカニカルブレーキ、
５９・・・出力ピニオン、
６０・・・リング歯車、
６２・・・上部旋回体、
６３・・・空気室、
７１・・・下部走向体、
７２・・・上部旋回体、
７３・・・電動モータ、
７４・・・減速機構、
７５・・・旋回駆動機構、
Ｌｍ・・・上限油面レベル、
Ｌｓ・・・初期油面レベル、
Ｌｌ・・・下限油面レベル。

1 ... Lower strike body,
2 ... Upper revolving unit,
3 ... Swing circle,
4 ... Electric swivel device,
5 ... Electric motor,
7 ... casing,
10 ... reducer,
11: First reduction gear,
12 ... second reducer,
13: Third reduction gear,
14 ... Output pinion,
15 ... mechanical brake,
21 ... 1st communication path,
22 ... the second communication path,
23: Third communication path,
24 ... Lubricating oil chamber,
25 ... Buffer tank,
29 ... upper space,
30 ... Communication passage,
50 ... Hydraulic motor device,
51 ... Hydraulic motor section,
52. Reducer part,
53, 54 ... Planetary gear reduction mechanism,
58 ... mechanical brake,
59... Output pinion,
60 ... Ring gear,
62 ... upper revolving unit,
63 ... air chamber,
71 ... Lower strike body,
72 ... upper revolving structure,
73 ... Electric motor,
74 ... Deceleration mechanism,
75... Turning drive mechanism,
Lm: Upper oil level,
Ls: initial oil level,
Ll: Lower limit oil level.

Claims

In the electric turning device for turning the upper turning body of the work vehicle using the electric motor as a drive source,
A speed reducer that decelerates the rotation from the electric motor disposed at the top;
A first communication path for supplying lubricating oil to the lubricating oil chamber in the speed reducer;
A second communication passage communicating with the upper portion of the lubricating oil chamber;
With
The first communication path is disposed below an initial oil level of lubricating oil stored in the lubricating oil chamber;
The second communication path is disposed above the initial oil level,
The electric swivel device characterized in that the first communication passage and the second communication passage are connected to a buffer tank disposed outside the electric swivel device.

The electric swivel device according to claim 1, wherein the second communication path is disposed above an oil level when the lubricating oil is stationary.

The electric swivel device according to claim 1 or 2, wherein the space in the upper part of the lubricating oil chamber is an air chamber in the speed reducer.

The said 2nd communicating path is arrange | positioned above the surface where the reduction gear arrange | positioned by the upper part of the said reduction gear is immersed in lubricating oil when the said reduction gear stops. The electric turning apparatus in any one of 1-3.