JP7343279B2 - 減速機付きモータ及び建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、減速機付きモータ及び建設機械に関する。

減速機付きモータの中には、例えば油圧ショベル等の建設機械に搭載され、走行用や旋回体（キャブ）の旋回用として用いられる油圧モータと、油圧モータにおけるモータ軸の回転を減速して出力する減速機とを備えたものがある。油圧モータは、供給される作動油の圧力を回転力に変換してモータ軸を回転させる。減速機は、複数の歯車を有し、噛合う各歯車の歯数を異ならせることにより、モータ軸の回転を減速して出力軸に出力する。

ここで、例えば建設機械では、センサによって旋回体そのものの回転や減速機の出力軸の回転を検出することで、旋回体の旋回速度や旋回角度等（以下、回転速度や回転角等を総じて回転という）の情報を得る場合が多い。油圧モータのモータ軸の回転を検出しようとすると、作動油や作動油に含まれる鉄粉等により、センサの寿命が確保できない可能性があったり、センサの検出精度を高めることが困難であったりする。減速機の歯車の回転を検出することも考えられるが、この場合、ギア油や鉄粉等の影響を受けやすい。

実開昭６３－１２０５５０号公報

ところで近年、建設機械等の自動運転化の要望が高まっている。このような要望に応えるべく、旋回体の回転を高精度に制御しようとする場合、センサによってモータ軸の回転を検出することが望ましい。しかしながら、上述のような理由からセンサによってモータ軸の回転を検出することが困難で、減速機付きモータを高精度に制御することが困難であった。また、減速機の出力軸の回転を検出し、この回転に基づいてモータ軸の回転を高精度に検出しようとすると、減速されている分、モータ軸の回転を検出する場合と比較してセンサの分解能が必要になり、センサのコストが嵩む可能性があった。

本発明は、モータ軸の回転を検出することを可能とし、高精度に制御できるとともに製造コストを低減できる減速機付きモ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付きモータは、モータ軸を回転自在に支持するモータケースを含むモータと、前記モータ軸の回転を減速して出力する減速機と、前記モータと前記減速機との間に設けられ、前記モータ軸の回転を検出する回転検出ユニットと、前記回転検出ユニットと前記モータとの間をシールするモータ側シール部と、前記回転検出ユニットと前記減速機との間をシールする減速機側シール部と、を備え、前記モータと前記減速機とは着脱自在に設けられており、前記回転検出ユニットは、前記モータと前記減速機とに挟持されるハウジングと、前記ハウジングに配置され、前記モータ軸の回転を検出するためのセンサと、を含み、前記ハウジングは、前記モータと前記減速機とを隔てており、前記減速機は、ギアケースと、前記ギアケース内に収納され、少なくとも前記モータ軸の回転が入力される入力歯車、及び前記入力歯車の回転を減速して出力する出力歯車とを含み、前記回転検出ユニットは、前記ハウジングに回転自在に支持され、両端が前記モータ軸と前記入力歯車とに連結される検出軸を含み、前記センサは、前記検出軸の回転を検出する。

このように、モータと減速機との間に回転検出ユニットを設けることにより、回転検出ユニットによってモータ軸の回転を検出することを可能としている。また、モータ側シール部によって、回転検出ユニットにモータ側から作動油や鉄粉等が侵入してしまうことを防止できる。さらに、減速機側シール部によって、回転検出ユニットに減速機側から鉄粉等が侵入してしまうことを防止できる。このため、減速機付きモータを高精度に制御できる。また、モータ軸の回転を直接検出できるので、減速機の出力軸の回転を検出する場合と比較してセンサの分解能を低くできる。この分、センサのコストを低減できる。
また、モータ及び減速機から回転検出ユニットを完全に分断できる。この分、モータ側シール部や減速機側シール部のシール性を高めることができる。

上記構成であって、前記ハウジングは、前記モータケース内と前記ギアケース内とを連通する貫通孔を備えていてもよい。

このように構成することで、貫通孔を介してモータや減速機の冷却性能を向上できる。また、貫通孔によってハウジングに対する冷却性能も高まるので、センサへの熱の影響を低減でき、センサの検出精度を安定させることができる。また、例えば、貫通孔に減速機の潤滑性を固めるためのギア油を注入することにより、このギア油が冷媒となってモータ、減速機、及び回転検出ユニットを効果的に冷却できる。

上記構成であって、前記モータケース及び前記ハウジングのいずれか一方に形成された第１凹部と、前記モータケース及び前記ハウジングのいずれか他方に形成され、前記第１凹部に嵌め合う第１凸部と、前記ギアケース及び前記ハウジングのいずれか一方に形成された第２凹部と、前記ギアケース及び前記ハウジングのいずれか他方に形成され、前記第２凹部に嵌め合う第２凸部とを備えていてもよい。

このように構成することで、モータケースとハウジングとのモータ軸における径方向の位置決めを容易に行うことができる。また、ギアケースとハウジングとのモータ軸における径方向の位置決めを容易に行うことができる。このため、減速機付きモータの組み付け性を向上できる。

上記構成であって、前記モータケースに前記第１凹部が形成され、前記ハウジングに前記第１凸部及び前記第２凹部が形成され、前記ギアケースに前記第２凸部が形成されていてもよい。

このように構成することで、例えば回転検出ユニットを取り外してモータケースとギアケースとを嵌め合わせることができる。このため、仕様に応じて使い勝手のよい減速機付きモータを提供できる。

上記構成であって、前記ハウジングは、前記モータ軸の軸方向に分割可能であってもよい。

このように構成することで、ハウジング内に容易にセンサを組み付けることができる。このため、減速機付きモータの組み付け性をさらに向上できる。

本発明の他の態様に係る建設機械は、上記に記載の減速機付きモータと、前記減速機付きモータが搭載された車体とを備えている。

このように構成することで、高精度に制御できるとともに製造コストを低減可能な建設機械を提供できる。

上述の減速機付きモータ及び建設機械は、高精度に制御できるとともに製造コストを低減できる。

本発明の実施形態における建設機械の概略構成図。 本発明の実施形態における減速機付き油圧モータの一部を切り欠いた側面図。 本発明の実施形態における減速機付き油圧モータの一部を分解して拡大した側面図。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（建設機械）
図１は、建設機械１００の概略構成図である。
図１に示すように、建設機械１００は、例えば油圧ショベルである。建設機械１００は、旋回体（請求項の車体に相当）１０１と、走行体（請求項の車体に相当）１０２とを備えている。旋回体１０１は、走行体１０２の上に旋回可能に設けられている。旋回体１０１には、油圧ポンプ１０７が設けられている。

旋回体１０１は、操作者が搭乗可能なキャブ１０３と、キャブ１０３に一端が揺動自在に連結されているブーム１０４と、ブーム１０４のキャブ１０３とは反対側の他端（先端）に揺動自在に一端が連結されているアーム１０５と、アーム１０５のブーム１０４とは反対側の他端（先端）に揺動自在に連結されているバケット１０６とを備えている。また、キャブ１０３内には、油圧ポンプ１０７が設けられている。さらに、建設機械１００には、旋回体１０１や走行体１０２を駆動するための減速機付き油圧モータ１が設けられている。

油圧ポンプ１０７から供給される作動油によって、図示しない油圧アクチュエータや油圧モータ１が駆動される。図示しない油圧アクチュエータによって、ブーム１０４、アーム１０５、及びバケット１０６等が駆動される。減速機付き油圧モータ１によって、キャブ１０３が旋回したり、走行体１０２の図示しない車軸が回転したりする。

（減速機付き油圧モータ）
図２は、減速機付き油圧モータ１の一部を切り欠いた側面図である。図３は、減速機付き油圧モータ１の一部を分解して拡大した側面図である。また、図３の一部（回転検出ユニット５）は、断面を示している。
図２、図３に示すように、減速機付き油圧モータ１は、油圧モータ（請求項のモータに相当）２と、油圧モータ２におけるモータ軸３の回転を減速して出力する減速機４と、油圧モータ２と減速機４との間に設けられ、モータ軸３の回転を検出する回転検出ユニット（回転検出機構ともいう）５とを備えている。油圧モータ２、回転検出ユニット５、及び減速機４は、モータ軸３の軸方向に並んで配置されている。なお、以下の説明では、モータ軸３の軸方向を単に軸方向、モータ軸３の径方向を単に径方向、モータ軸３の回転方向を周方向と称して説明する。

（油圧モータ）
油圧モータ２は、モータケース６を有している。モータケース６は有底筒状に形成されており、開口部６ａを回転検出ユニット５側に向けて配置されている。モータケース６の開口部６ａ側には、円筒状の軸受保持部１２が設けられている。この軸受保持部１２に、モータ軸３の回転検出ユニット５側の端部３ａを回転自在に支持するための図示しない軸受が設けられている。また、軸受保持部１２に、モータケース６とモータ軸３との間のシール性を確保するオイルシール（請求項のモータ側シール部に相当）１３が設けられている。

さらに、モータケース６の開口部６ａ側には、径方向外側に張り出す外フランジ部８が一体成形されている。外フランジ部８には、図示しない複数のボルト挿入孔が周方向に沿って並んで形成されている。ボルト挿入孔に、回転検出ユニット５とは反対側からボルト１０を挿入し、このボルト１０を回転検出ユニット５を介して減速機４に締め付けることで、油圧モータ２、回転検出ユニット５、及び減速機４が一体的に固定される。

また、モータケース６の開口部６ａ側には、径方向中央の大部分に、モータ凹部（請求項の第１凹部に相当）９が形成されている。モータ凹部９は、回転検出ユニット５に嵌め合わさり、モータケース６と回転検出ユニット５との径方向の位置決めを行う役割を有している。モータケース６の開口部６ａ側の端面でモータ凹部９を避けた外周部は、平坦に形成されている。このモータケース６の開口部６ａ側における端面の外周部は、モータケース６と回転検出ユニット５との間をシールするシール面１１となる。

モータケース６の周壁６ｂには、外フランジ部８寄りに給油ポート４５が設けられている。給油ポート４５は、回転検出ユニット５の後述する第１ギア油流入孔３５及び第２ギア油流入孔４１を介して減速機４に通じている。給油ポート４５は、減速機４にギア油を注入するためのポートである。
また、モータケース６の周壁６ｂには、底部６ｃ寄りに図示しない供給ポート及び排出ポートが一対設けられている。これら一対の供給ポート及び排出ポートを介して油圧ポンプ１０７からの作動油がモータケース６内に給排される。

モータケース６の底部６ｃには、モータ軸３におけるモータケース６の底部６ｃ側の端部を回転自在に支持する図示しない軸受が設けられている。
モータケース６内には、斜板、シリンダブロック、ピストン等（いずれも不図示）が収納されている。シリンダブロック内にピストンが軸方向に沿って移動自在に収納される。シリンダブロックには、モータ軸３が一体的に設けられている。ピストンは、図示しない給排ポートを介して給排される作動油によって、シリンダブロック内を往復動するとともに、斜板に沿って摺動する。斜板に沿ってピストンが摺動すると、シリンダブロックが回転する。このシリンダブロックと一体となってモータ軸３が回転する。

モータ軸３の回転検出ユニット５側の端部３ａは、モータケース６の軸受保持部１２を介して回転検出ユニット５側に突出されている。この突出した箇所の外周面に、スプライン１４が形成されている。スプライン１４によって、モータ軸３と回転検出ユニット５の後述する検出軸１６とが相対回転不能に連結される。

（回転検出ユニット）
回転検出ユニット５は、モータケース６と減速機４の後述するギアケース７１とに挟持されるハウジング１５と、ハウジング１５に回転自在に支持される検出軸１６と、検出軸１６の回転を検出するセンサ１７とを備えている。
ハウジング１５は、円板状に形成されている。ハウジング１５は、軸方向に分割可能な第１ハウジング１８と第２ハウジング１９とにより構成されている。

第１ハウジング１８は、油圧モータ２側に配置されている。第１ハウジング１８の油圧モータ２側の端面１８ａには、径方向中央の大部分に、第１ハウジング凸部（請求項の第１凸部に相当）２１がモータケース６に向けて突出形成されている。第１ハウジング凸部２１の直径は、モータ凹部９の直径とほぼ同一か若干小さい程度である。第１ハウジング凸部２１が、モータケース６のモータ凹部９に嵌め合わさることにより、モータケース６と第１ハウジング１８（回転検出ユニット５）との径方向の位置決めが行われる。第１ハウジング１８の端面１８ａで第１ハウジング凸部２１を避けた外周部は、平坦に形成されている。この端面１８ａの外周部は、モータケース６のシール面１１に当接され、モータケース６と第１ハウジング１８との間をシールするモータ側シール面２２となる。これらシール面１１とモータ側シール面２２との間には、例えば図示しないシール材が塗布又は配置される。これにより、シール面１１とモータ側シール面２２との間が確実にシールされる。

第１ハウジング１８の径方向内側には、検出軸１６を挿入可能な第１軸挿入孔２３が第１ハウジング１８の板厚方向に貫通形成されている。モータ側シール面２２には、第１軸挿入孔２３の周囲を取り囲むようにＯリング溝４０が形成されている。Ｏリング溝４０は、第１軸挿入孔２３から離間されている。Ｏリング溝４０には、Ｏリング（請求項のモータ側シール部に相当）２０が装着される。Ｏリング２０は、Ｏリング溝４０とモータケース６の軸受保持部１２とにより若干圧縮された状態で挟持される。このＯリング２０によって、油圧モータ２側から第１軸挿入孔２３内に作動油や鉄粉等が漏れ出てしまうことが防止される。

第１ハウジング１８の減速機４側の端面１８ｂには、径方向中央の大部分に、第１ハウジング凹部２４が形成されている。第１ハウジング凹部２４は、第２ハウジング１９に嵌め合わさり、第１ハウジング１８と第２ハウジング１９との径方向の位置決めを行う役割を有している。
第１ハウジング凹部２４の直径は、第１ハウジング凸部２１の直径とほぼ同一である。第１ハウジング１８の端面１８ｂで第１ハウジング凹部２４を避けた外周部は、平坦に形成されている。この端面１８ｂの外周部は、第１ハウジング１８と第２ハウジング１９との間をシールするシール面２９となる。

第１ハウジング凹部２４には、第１軸挿入孔２３の周囲を取り囲むようにセンサ配置凹部２５が形成されている。センサ配置凹部２５は、第１軸挿入孔２３に通じている。センサ配置凹部２５には、センサ１７が配置される。また、第１ハウジング凹部２４及び第１ハウジング１８の端面１８ｂには、センサ配置凹部２５の一部から第１ハウジング１８の外周面１８ｃに至る間に、径方向に沿って延びるセンサ線収納溝２６が形成されている。センサ線収納溝２６には、センサ１７の後述するセンサ線６２が収納される。センサ線収納溝２６を介し、ハウジング１５の径方向外側にセンサ線６２が引き出される。

第１ハウジング１８のうち、第１ハウジング凸部２１及び第１ハウジング凹部２４の外周寄りには、第１ギア油流入孔（請求項の貫通孔に相当）３５が第１ハウジング１８の板厚方向に貫通形成されている。第１ギア油流入孔３５は、モータケース６内を介してこのモータケース６に設けられた給油ポート４５に通じている。第１ギア油流入孔３５は、給油ポート４５から注入されるギア油を減速機４へと送るための中間流路である。また、第１ギア油流入孔３５は、第１ハウジング１８やセンサ１７に対する冷却性能を高めるための孔としても機能している。

第１ハウジング凹部２４には、第１ギア油流入孔３５の周囲を取り囲むように第１Ｏリング溝４７が形成されている。第１Ｏリング溝４７は、第１ギア油流入孔３５から離間されている。第１Ｏリング溝４７には、Ｏリング４８が装着される。Ｏリング４８は、第１Ｏリング溝４７と後述する第２Ｏリング溝４９とにより若干圧縮された状態で挟持される。Ｏリング４８によって、第１ギア油流入孔３５及び後述する第２ギア油流入孔４１から第１ハウジングと第２ハウジング１９との間を介してギア油が外部に流出してしまうことが防止される。

第１ハウジング１８における第１ハウジング凸部２１及び第１ハウジング凹部２４よりも径方向外側には、第１ハウジング１８の板厚方向に貫通するボルト挿入孔２７が形成されている。ボルト挿入孔２７は、モータケース６の図示しないボルト挿入孔と同軸上に配置されている。ボルト挿入孔２７には、ボルト１０が挿入される。

第２ハウジング１９は、減速機４側に配置されている。第２ハウジング１９の第１ハウジング１８側の端面１９ａには、径方向中央の大部分に、第２ハウジング凸部２８が第１ハウジング１８に向けて突出形成されている。第２ハウジング凸部２８の直径は、第１ハウジング凹部２４の直径とほぼ同一か若干小さい程度である。第２ハウジング凸部２８が、第１ハウジング凹部２４に嵌め合わさることにより、第１ハウジング１８と第２ハウジング１９との径方向の位置決めが行われる。

第２ハウジング１９の径方向内側には、検出軸１６を挿入可能な第２軸挿入孔３１が第２ハウジング１９の板厚方向に貫通形成されている。第２ハウジング１９の第２ハウジング凸部２８側には、軸受収納凹部３２が形成されている。軸受収納凹部３２に、検出軸１６を回転自在に支持するための軸受３３が設けられている。軸受３３としては、例えば内輪３３ａ、外輪３３ｂ、及び内輪３３ａと外輪３３ｂとの間に設けられる転動体となる玉３３ｃにより構成される玉軸受が用いられる。軸受３３の外輪３３ｂは、例えば軸受収納凹部３２に軽圧入される。なお、軸受３３は、玉軸受に限られるものではなく、滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。

第２ハウジング１９の減速機４側の端面１９ｂには、径方向中央の大部分に第２ハウジング凹部（請求項の第２凹部に相当）３４が形成されている。第２ハウジング凹部３４の直径は、第２ハウジング凸部２８の直径とほぼ同一である。第２ハウジング凹部３４は、減速機４に嵌め合わさる。第２ハウジング凹部３４は、減速機４に嵌め合わさり、第２ハウジング１９と減速機４との径方向の位置決めを行う役割を有している。第２ハウジング凹部３４を除く第２ハウジング１９の減速機４側の端面１９ｂは、平坦に形成されている。この端面１９ｂは、第２ハウジング１９と減速機４との間をシールする減速機側シール面７０となる。

第２ハウジング１９の減速機側シール面７０とされた箇所には、第２ハウジング１９の板厚方向に貫通するボルト挿入孔３９が形成されている。ボルト挿入孔３９は、第１ハウジング１８のボルト挿入孔２７と同軸上に配置されている。ボルト挿入孔３９には、ボルト１０が挿入される。
また、第２ハウジング１９には、第１ハウジング１８の第１ギア油流入孔３５と同軸上に、第２ギア油流入孔（請求項の貫通孔に相当）４１が形成されている。第２ギア油流入孔４１は、第１ギア油流入孔３５及び減速機４に通じている。第２ギア油流入孔４１は、給油ポート４５から注入されるギア油を減速機４へと送るための中間流路である。また、第２ギア油流入孔４１は、第２ハウジング１９やセンサ１７に対する冷却性能を高めるための孔としても機能している。

第２ハウジング凸部２８の端面２８ａには、第２ギア油流入孔４１の周囲を取り囲むように第２Ｏリング溝４９が形成されている。この第２Ｏリング溝４９と第１ハウジング凹部２４の第１Ｏリング溝４７とにＯリング４８が装着される。さらにＯリング４８は、第１Ｏリング溝４７と第２Ｏリング溝４９とにより若干圧縮される。

第２ハウジング凹部３４には、第２軸挿入孔３１の周囲を取り囲むようにシール収納凹部３６が形成されている。シール収納凹部３６には、第２ハウジング１９と検出軸１６との間のシール性を確保するオイルシール（請求項の減速機側シール部に相当）３７が収納されている。このオイルシール３７により、減速機４からハウジング１５内にギア油や鉄粉等が侵入してしまうことが防止される。また、シール収納凹部３６には、オイルシール３７のシール収納凹部３６からの抜けを規制するための止め輪３８が設けられている。

検出軸１６は、モータ軸３と同軸上に配置されている。検出軸１６は、油圧モータ２側から段差を介して徐々に軸径が小さくなるように段付き状に形成されている。具体的には、検出軸１６は、油圧モータ２側に配置された大径の入力軸部５１と、入力軸部５１の減速機４側に一体形成され、入力軸部５１の軸径よりも段差部５１ａを介して軸径が小さく形成された軸受部５２と、軸受部５２の減速機４側に一体成形され、軸受部５２の軸径よりも段差部５２ａを介して軸径が小さく形成された出力軸部５３とを備えている。

入力軸部５１は、第１ハウジング１８の第１軸挿入孔２３内に配置されている。第１軸挿入孔２３の孔径は、入力軸部５１の軸径よりも若干大きくなっている。入力軸部５１の径方向中央には、油圧モータ２側が開口された軸挿入凹部５４が形成されている。軸挿入凹部５４には、モータ軸３の端部３ａが挿入される。軸挿入凹部５４の内周面には、スプライン５５が形成されている。このスプライン５５とモータ軸３のスプライン１４とにより、検出軸１６とモータ軸３とが相対回転不能に連結される。
入力軸部５１の段差部５１ａは、軸受３３における内輪３３ａの軸方向端面に当接されている。これにより、ハウジング１５に対する検出軸１６の軸方向の位置決めが行われる。

軸受部５２は、第２ハウジング１９に軸受３３を介して回転自在に支持されている。軸受部５２は、例えば軸受３３の内輪３３ａに圧入されている。

出力軸部５３は、第２ハウジング１９の第２軸挿入孔３１を介して減速機４側に突出されている。出力軸部５３における第２ハウジング１９から突出した端部５３ａには、スプライン５６が形成されている。このスプライン５６が形成されている部分よりも軸受部５２側である根本側が、第２ハウジング１９に設けられたオイルシール３７によってシールされている。
出力軸部５３に形成されたスプライン５６は、出力軸部５３と減速機４の後述する太陽歯車７５とを相対回転不能に連結するためのものである。出力軸部５３のスプライン５６が形成されている根本には、止め輪５７が設けられている。この止め輪５７は、後述する太陽歯車７５の回転検出ユニット５側への抜けを規制する。

センサ１７は、リング状のセンサ本体６１と、センサ本体６１から延びるセンサ線６２とを備えている。第１ハウジング１８のセンサ配置凹部２５には、センサ本体６１が配置される。より具体的には、第１ハウジング１８のセンサ配置凹部２５に、センサ本体６１が配置されるとともに、第２ハウジング１９の軸受収納凹部３２に軸受３３が配置される。これにより、センサ１７は、軸受３３の内輪３３ａと外輪３３ｂとの間と軸方向で対向するように配置される。また、センサ本体６１は、検出軸１６における入力軸部５１の周囲を取り囲むように配置され、かつ入力軸部５１と径方向で対向する。センサ本体６１は、入力軸部５１の回転を検出している。検出される情報としては、例えば、検出軸１６の回転角、回転速度等の情報（回転情報）である。

入力軸部５１の回転を検出する方法としては、例えば、入力軸部５１の外周面の全周に図示しないマグネットを設け、このマグネットの磁束の変化を検出する方法がある。また、例えば、検出軸１６を回転自在に支持する軸受３３の内輪３３ａと外輪３３ｂとの相対回転量を検出する方法がある。また、例えば、入力軸部５１の外周面の全周に図示しない光学パターンを形成し、この光学パターンの変化を検出する方法がある。しかしながら、検出軸１６の回転を検出する方法は、上記方法に限られるものではなく、さまざまな検出方法を採用することが可能である。

センサ線６２はセンサ線収納溝２６に収納され、このセンサ線収納溝２６を介して外部に引き出されている。センサ線６２は、図示しない外部制御機器に接続されている。センサ本体６１により検出された結果は、信号としてセンサ線６２を介して図示しない外部制御機器に出力される。

回転検出ユニット５の組立方法としては、第１ハウジング１８と第２ハウジング１９とを切り離した状態で、第１ハウジング１８のセンサ配置凹部２５にセンサ本体６１を配置する。また、第１ハウジング１８のセンサ線収納溝２６にセンサ線６２を収納する。この後、第１ハウジング１８の第１ハウジング凹部２４と第２ハウジング１９の第２ハウジング凸部２８とを嵌め合わせる。これにより、回転検出ユニット５の組み立てが完了する。

（減速機）
減速機４は、ギアケース７１と、ギアケース７１内に収納された遊星歯車減速機構７２とを有している。
ギアケース７１は有底筒状に形成されており、開口部７１ａを回転検出ユニット５側に向けて配置されている。このギアケース７１内と第２ハウジング１９の第２ギア油流入孔４１とが通じている。
ギアケース７１の開口部７１ａ側には、径方向中央の大部分に、ギアケース凸部（請求項の第２凸部に相当）７３が第２ハウジング１９に向けて突出形成されている。ギアケース凸部７３の直径は、第２ハウジング凹部３４の直径とほぼ同一か若干小さい程度である。ギアケース凸部７３が第２ハウジング凹部３４に嵌め合わさることにより、第２ハウジング１９とギアケース７１との径方向の位置決めが行われる。

ギアケース凸部７３を除くギアケース７１の第２ハウジング１９側の端面７１ａは平坦に形成されている。この端面７１ａに、第２ハウジング１９の減速機側シール面７０が当接される。すなわち、端面７１ａは、第２ハウジング１９とギアケース７１との間をシールするシール面７４となる。これらシール面７４と減速機側シール面７０との間には、例えば図示しないシール材が塗布又は配置される。これにより、シール面７４と減速機側シール面７０との間が確実にシールされる。

また、ギアケース凸部７３を除くギアケース７１の第２ハウジング１９側の端面７１ａには、図示しない雌ネジが形成されている。この雌ネジに、モータケース６の外フランジ部８側から挿入されたボルト１０が締め付けられる。これにより、モータケース６、ハウジング１５、及びギアケース７１が一体化される。

ここで、第２ハウジング１９に形成されている第２ハウジング凹部３４の深さは、ギアケース凸部７３の突出高さよりも深くなっている。このため、ギアケース７１のシール面７４と第２ハウジング１９の減速機側シール面７０とを当接させた状態では、第２ハウジング凹部３４の底面３４ａとギアケース凸部７３の端面７３ａとの間に隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓに、遊星歯車減速機構７２の一部が配置されている。また、隙間Ｓは、この隙間Ｓにギア油を充填するギア油溜まりとして機能する。

遊星歯車減速機構７２は、検出軸１６が連結されてこの検出軸１６の回転が入力される太陽歯車（請求項の入力歯車に相当）７５と、太陽歯車７５に噛合う複数の遊星歯車７６と、太陽歯車７５と同軸上に配置され遊星歯車７６に噛合う図示しない外輪歯車と、複数の遊星歯車７６を回転自在に支持する遊星キャリア８２と、遊星キャリア８２に噛合う出力歯車７７と等を備えている。太陽歯車７５の一部が、第２ハウジング凹部３４の底面３４ａとギアケース凸部７３の端面７３ａとの間の隙間Ｓに配置されている。

太陽歯車７５は、検出軸１６と同軸上に配置されている。太陽歯車７５の径方向中央には、軸挿入孔７８が形成されている。軸挿入孔７８には、検出軸１６における出力軸部５３の端部５３ａが挿入される。軸挿入孔７８の内周面には、スプライン７９が形成されている。このスプライン７９と検出軸１６のスプライン５６とにより、検出軸１６と太陽歯車７５とが相対回転不能に連結される。太陽歯車７５の軸挿入孔７８に検出軸１６の出力軸部５３を挿入した状態では、太陽歯車７５の回転検出ユニット５側の端部７５ａに、出力軸部５３に設けられた止め輪５７が当接される。これにより、太陽歯車７５の回転検出ユニット５側への抜けが規制される。

出力歯車７７は、図示しない二段目の（又は追加の）遊星歯車減速機構の太陽歯車となる。出力歯車７７の回転が、ギアケース７１を介して回転検出ユニット５とは反対側に突出する連結軸８１に伝達される。この連結軸８１の外周面にも歯車が形成されている。この歯車が形成された連結軸８１が、キャブ１０３や走行体１０２の図示しない車軸（図１参照）に連結される。
なお、ギアケース７１の回転検出ユニット５とは反対側の端部には、図示しない貫通孔が形成されている。この貫通孔を介して連結軸８１がギアケース７１の外側に突出されている。連結軸８１とギアケース７１との間には、図示しないオイルシールが設けられており、ギアケース７１の外部からギアケース７１の内部に塵埃等が侵入してしまうことが防止されている。

（減速機付き油圧モータの動作）
次に、減速機付き油圧モータ１の動作について説明する。
油圧ポンプ１０７からの作動油が給排ポート７に供給されると、作動油の圧力によって図示しないピストンがシリンダブロック内で往復動される。この際、ピストンが斜板を押圧する。斜板が回転軸線に対して傾斜しているので、ピストンの押圧力が回転力に変換されてシリンダブロックが回転する。このシリンダブロックと一体となってモータ軸３が回転する。

モータ軸３が回転すると、このモータ軸３に連結されている検出軸１６、及び検出軸１６に連結されている太陽歯車７５が一体となって回転する。太陽歯車７５の回転により、この太陽歯車７５と外輪歯車とに噛合う遊星歯車（いずれも図示しない）が、太陽歯車７５回りに自転しながら公転する。これにより遊星キャリア８２が回転し、さらに出力歯車７７が回転する。出力歯車７７が回転すると、二段目の（又は追加の）遊星歯車減速機構を介してこの出力歯車７７の回転が減速される。さらに、出力歯車７７の回転が連結軸８１に伝達され、キャブ１０３や走行体１０２が駆動する。

ここで、検出軸１６の回転は、センサ１７のセンサ本体６１によって検出される。検出軸１６はモータ軸３と一体に回転するので、検出軸１６の回転はモータ軸３の回転と同義である。センサ１７によって検出された結果は、信号としてセンサ線６２を介して図示しない外部制御機器に出力される。外部制御機器は、油圧ポンプ１０７にも接続されている。外部制御機器は、センサ１７の検出結果に基づいて、油圧ポンプ１０７から吐出される作動油の流量を制御する。これにより、減速機付き油圧モータ１の駆動が制御することができる。

このように上述の実施形態では、油圧モータ２と減速機４との間に回転検出ユニット５が設けられている。このため、油圧モータ２や減速機４とは別の回転検出ユニット５によって検出軸１６の回転を検出することで、モータ軸３の回転を検出することを可能としている。
また、モータ軸３の回転を直接検出するので、このモータ軸３を減速させる遊星歯車減速機構７２の出力軸（例えば出力歯車７７や連結軸８１等）の回転を検出するよりもセンサ１７の分解能を低くできる。この分、センサ１７のコストを低減できる。

また、減速機付き油圧モータ１は、モータケース６の軸受保持部１２に設けられ、モータケース６とモータ軸３との間のシール性を確保するオイルシール１３を備えている。また、減速機付き油圧モータ１は、Ｏリング２０を備えている。Ｏリング２０は、モータケース６とハウジング１５（第１ハウジング１８）との間に設けられており、モータケース６とハウジング１５との間でセンサ１７のシール性を確保する。また、減速機付き油圧モータ１は、ハウジング１５（第２ハウジング１９）に設けられ、ハウジング１５と検出軸１６との間でセンサ１７のシール性を確保するオイルシール３７を備えている。このため、油圧モータ２からの作動油や鉄粉等のハウジング１５内への侵入、及び減速機４からのギア油や鉄粉等のハウジング１５内への侵入を防止できる。このため、センサ１７を安定動作させることができ、減速機付き油圧モータ１を高精度に制御できる。

また、回転検出ユニット５に、モータ軸３や遊星歯車減速機構７２と分断された検出軸１６を設けることにより、油圧モータ２及び減速機４から回転検出ユニット５を完全に分断できる。この分、オイルシール１３，３７及びＯリング２０による油圧モータ２と回転検出ユニット５とのシール性の効果、及び回転検出ユニット５と減速機４とのシール性の効果を高めることができる。

また、モータケース６の開口部６ａ側の端面でモータ凹部９を避けた外周部を、平坦なシール面１１とし、第１ハウジング１８の端面１８ａで第１ハウジング凸部２１を避けた外周部を、平坦なモータ側シール面２２としている。このため、これらシール面１１とモータ側シール面２２とを当接させることで、モータケース６と第１ハウジング１８との間のシール性をさらに高めることができる。
また、第２ハウジング１９の第２ハウジング凹部３４を除く減速機４側の端面１９ｂを平坦な減速機側シール面７０とし、ギアケース７１におけるギアケース凸部７３を除く第２ハウジング１９側の端面７１ａを平坦なシール面７４としている。このため、これら減速機側シール面７０とシール面７４とを当接させることで、外部から第２ハウジング１９とギアケース７１との間を介して内部に塵埃等が侵入してしまうことを防止できる。

また、ハウジング１５を構成する第１ハウジング１８に第１ギア油流入孔３５が形成されているとともに、第２ハウジング１９に第２ギア油流入孔４１が形成されている。第１ギア油流入孔３５及び第２ギア油流入孔４１を介し、油圧モータ２の給油ポート４５と減速機４のギアケース７１内とが通じている。このため、減速機付き油圧モータ１を組み立てた後に、給油ポート４５からギア油を注入し、減速機４におけるギアケース７１内の遊星歯車減速機構７２にギア油を注入することができる。

また、ハウジング１５に第１ギア油流入孔３５及び第２ギア油流入孔４１を形成することにより、これらギア油流入孔３５，４１を介して油圧モータ２や減速機４で生じる熱を放熱させることができる。各ギア油流入孔３５，４１にギア油が流れることでこのギア油を冷媒として機能させ、ハウジング１５の冷却効果を高めることができる。
各ギア油流入孔３５，４１は、センサ１７のセンサ本体６１に近接配置されているので、センサ１７に対する冷却性能も高まる。このため、センサ１７への熱の影響を低減でき、センサ１７の検出精度を安定させることができる。

また、モータケース６にモータ凹部９を形成するとともに、ハウジング１５の第１ハウジング１８に第１ハウジング凸部２１を形成している。そして、これらモータ凹部９と第１ハウジング凸部２１とを嵌め合わせることで、モータケース６に第１ハウジング１８を取り付けている。このため、モータケース６と第１ハウジング１８との径方向の位置決めを容易に行うことができる。
さらに、第２ハウジング１９に第２ハウジング凹部３４を形成するとともに、ギアケース７１にギアケース凸部７３を形成している。そして、これら第２ハウジング凹部３４とギアケース凸部７３とを嵌め合わせることで、ギアケース７１に第２ハウジング１９を取り付けている。このため、ギアケース７１と第２ハウジング１９との径方向の位置決めを容易に行うことができる。
このように、油圧モータ２、減速機４、及び回転検出ユニット５の径方向の位置決めを容易に行うことができるので、減速機付き油圧モータ１の組み付け性を向上できる。

しかも、モータケース６にモータ凹部９を形成するとともにギアケース７１にギアケース凸部７３を形成し、これらモータ凹部９及びギアケース凸部７３に対応するように、ハウジング１５に第１ハウジング凸部２１及び第２ハウジング凹部３４を形成している。
ここで、第１ハウジング凸部２１の直径は、モータ凹部９の直径とほぼ同一か若干小さい程度である。第１ハウジング凹部２４の直径は、第１ハウジング凸部２１の直径とほぼ同一である。第２ハウジング凸部２８の直径は、第１ハウジング凹部２４の直径とほぼ同一か若干小さい程度である。第２ハウジング凹部３４の直径は、第２ハウジング凸部２８の直径とほぼ同一である。ギアケース凸部７３の直径は、第２ハウジング凹部３４の直径とほぼ同一か若干小さい程度である。

このため、例えば回転検出ユニット５を取り外し、モータケース６のモータ凹部９にギアケース７１のギアケース凸部７３を嵌め合わせることができる。この際、モータケース６とギアケース７１の径方向の位置決めも行うことができる。このように、仕様に応じて使い勝手のよい減速機付きモータ１を提供できる。回転検出ユニット５を取り外して油圧モータ２と減速機４とを直接連結した場合であっても、モータケース６に給油ポート４５が設けられているので、給油ポート４５からギアケース７１内にギア油を注入することができる。

また、ハウジング１５は、軸方向に分割可能な第１ハウジング１８と第２ハウジング１９とにより構成されている。このため、第１ハウジング１８にセンサ配置凹部２５やセンサ線収納溝２６を形成するだけで、容易にハウジング１５内にセンサ１７を組み付けることができる。よって、減速機付き油圧モータ１の組み付け性をさらに向上できる。
また、第１ハウジング１８に形成された第１ハウジング凹部２４の底面２４ａと、第２ハウジング凸部２８の端面２８ａとの間で、かつ各ギア油流入孔３５，４１の周囲にＯリング４８を介在させている。このため、各ギア油流入孔３５，４１から第１ハウジングと第２ハウジング１９との間を介してギア油が外部に流出してしまうことを防止できる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、油圧モータ２を備えた減速機付き油圧モータ１である場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、油圧モータ２に代わって電動モータとしてもよい。油圧モータ２の場合、電動モータと異なり作動油を必要とする分、本実施形態のような回転検出ユニット５を好適に用いることができる。

また、上述の実施形態では、油圧モータ２と回転検出ユニット５との間のシール性を確保するために、軸受保持部１２に、モータケース６とモータ軸３との間のシール性を確保するオイルシール１３を設けた場合について説明した。また、第１ハウジング１８のモータ側シール面２２に、Ｏリング２０を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、油圧モータ２と回転検出ユニット５との間のシール性を確保できればよい。例えば、モータケース６のシール面１１、及びハウジング１５のモータ側シール面２２のみで油圧モータ２と回転検出ユニット５との間のシール性を確保してもよい。また、モータケース６のシール面１１とハウジング１５のモータ側シール面２２との間にパッキン等を設け、油圧モータ２と回転検出ユニット５との間のシール性を確保してもよい。

また、上述の実施形態では、回転検出ユニット５にモータ軸３及び太陽歯車７５に連結される検出軸１６を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、モータ軸３の回転をセンサ１７によって検出できるように構成すればよい。例えば、検出軸１６を廃止してモータ軸３を延出してもよい。この場合、モータ軸３は、軸受３３を介して太陽歯車７５に至るまで延出される。そして、太陽歯車７５に直接モータ軸３が連結される。センサ１７は、直接モータ軸３の回転を検出する。
また、例えば、検出軸１６を廃止して太陽歯車７５からモータ軸３に連結される図示しない軸を設けてもよい。そして、この軸の回転をセンサ１７によって検出するように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、第１ハウジング１８のセンサ配置凹部２５に、センサ本体６１が配置されるとともに、第２ハウジング１９の軸受収納凹部３２に軸受３３が配置される場合について説明した。これにより、センサ１７は、軸受３３の内輪３３ａと外輪３３ｂとの間と軸方向で対向するように配置される場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、モータ軸３の回転をセンサ１７によって検出できるようにセンサ１７が配置されていればよい。

また、上述の実施形態では、減速機４を構成する減速機構として遊星歯車減速機構７２を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、遊星歯車減速機構７２に代わってさまざまな減速機構を設けることが可能である。

また、上述の実施形態では、モータケース６にモータ凹部９を形成するとともに、ハウジング１５の第１ハウジング１８に第１ハウジング凸部２１を形成した場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、モータケース６に凸部を形成し、第１ハウジング１８に凹部を形成してもよい。そして、これら凸部と凹部とを嵌め合わせるように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、第２ハウジング１９に第２ハウジング凹部３４を形成するとともに、ギアケース７１にギアケース凸部７３を形成した場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、第２ハウジング１９に凸部を形成し、ギアケース７１に凹部を形成してもよい。そして、これら凸部と凹部とを嵌め合わせるように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、第１ハウジング１８に第１ハウジング凹部２４を形成し、第２ハウジング１９に第２ハウジング凸部２８を形成した場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、第１ハウジング１８に凸部を形成し、第２ハウジング１９に凹部を形成してもよい。そして、これら凸部と凹部とを嵌め合わせるように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、ハウジング１５を構成する第１ハウジング１８の第１ハウジング凹部２４に第１Ｏリング溝４７を形成し、第２ハウジング１９の第２ハウジング凸部２８に第２Ｏリング溝４９を形成した場合について説明した。そして、各Ｏリング溝４７，４９に、Ｏリング４８を装着した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、第１Ｏリング溝４７又は第２Ｏリング溝４９のいずれか一方のみ形成してもよい。そして、第１Ｏリング溝４７又は第２Ｏリング溝４９のいずれか一方のみにＯリング４８を装着してもよい。

１…減速機付き油圧モータ（減速機付きモータ）、２…油圧モータ（モータ）、３…モータ軸、４…減速機、５…回転検出ユニット、６…モータケース、９…モータ凹部（第１凹部）、１３…オイルシール（モータ側シール部）、１５…ハウジング、１６…検出軸、１７…センサ、１８…第１ハウジング（ハウジング）、１９…第２ハウジング（ハウジング）、２０…Ｏリング（モータ側シール部）、２１…第１ハウジング凸部（第１凸部）、３４…第２ハウジング凹部（第２凹部）、３５…第１ギア油流入孔（貫通孔）、３７…オイルシール（減速機側シール部）、４１…第２ギア油流入孔（貫通孔）、５１…入力軸部（検出軸）、５２…軸受部（検出軸）、５３…出力軸部、７１…ギアケース、７３…ギアケース凸部（第２凸部）、７５…太陽歯車（入力歯車）、７７…出力歯車、１００…建設機械、１０１…旋回体（車体）、１０２…走行体（車体）

Claims (6)

1. モータ軸を回転自在に支持するモータケースを含むモータと、
   前記モータ軸の回転を減速して出力する減速機と、
   前記モータと前記減速機との間に設けられ、前記モータ軸の回転を検出する回転検出ユニットと、
   前記回転検出ユニットと前記モータとの間をシールするモータ側シール部と、
   前記回転検出ユニットと前記減速機との間をシールする減速機側シール部と、を備え、
   前記モータと前記減速機とは着脱自在に設けられており、
   前記回転検出ユニットは、
   前記モータと前記減速機とに挟持されるハウジングと、
   前記ハウジングに配置され、前記モータ軸の回転を検出するためのセンサと、
   を含み、
   前記ハウジングは、前記モータと前記減速機とを隔てており、
   前記減速機は、
   ギアケースと、
   前記ギアケース内に収納され、少なくとも前記モータ軸の回転が入力される入力歯車、及び前記入力歯車の回転を減速して出力する出力歯車とを含み、
   前記回転検出ユニットは、前記ハウジングに回転自在に支持され、両端が前記モータ軸と前記入力歯車とに連結される検出軸を含み、
   前記センサは、前記検出軸の回転を検出する
   減速機付きモータ。
2. 前記ハウジングは、前記モータケース内と前記ギアケース内とを連通する貫通孔を備えている請求項１に記載の減速機付きモータ。
3. 前記モータケース及び前記ハウジングのいずれか一方に形成された第１凹部と、
   前記モータケース及び前記ハウジングのいずれか他方に形成され、前記第１凹部に嵌め合う第１凸部と、
   前記ギアケース及び前記ハウジングのいずれか一方に形成された第２凹部と、
   前記ギアケース及び前記ハウジングのいずれか他方に形成され、前記第２凹部に嵌め合う第２凸部と
   を備えている請求項１又は請求項２に記載の減速機付きモータ。
4. 前記モータケースに前記第１凹部が形成され、
   前記ハウジングに前記第１凸部及び前記第２凹部が形成され、
   前記ギアケースに前記第２凸部が形成されている
   請求項３に記載の減速機付きモータ。
5. 前記ハウジングは、前記モータ軸の軸方向に分割可能である請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の減速機付きモータ。
6. 請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の減速機付きモータと、
   前記減速機付きモータが搭載された車体と
   を備えている建設機械。

Images