JPWO2007015554A1 - 建設機械のドラム回転装置 - Google Patents

Abstract

トラックフレーム（３）に固定された支持部材（１２）を、円筒部（１２Ａ）と蓋部（１２Ｄ）とにより構成し、円筒部（１２Ａ）のブレーキ収容部（１２Ｆ）内には、２個の乾式電磁ブレーキ（３０）を配設する。また、支持部材（１２）には電動モータ（１４）を取付ける。また、支持部材（１２）の外周には、軸受（１９）を介してドラム（１５）を回転可能に取付け、該ドラム（１５）には遊星歯車減速機構（２１）を収容する。そして、支持部材（１２）とドラム（１５）との間をフローティングシール（４４）によってシールし、支持部材（１２）の軸挿通孔（１２Ｅ）と連結軸（２６）との間をシールリング（４５）によってシールする。これにより、支持部材（１２）内には、２個の乾式電磁ブレーキ（３０）を、潤滑油（２２）から隔絶した状態で収容することができる。

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の走行装置、ロープウインチ等に好適に用いられる建設機械のドラム回転装置に関する。

一般に、油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械の走行装置には、履帯を駆動するスプロケットが取付けられたドラム、あるいは車輪が取付けられたドラムを回転させるドラム回転装置が設けられている。また、油圧クレーン等に搭載されるロープウインチには、ロープの巻取り、巻出しを行うドラムを回転させるドラム回転装置が設けられている（例えば、特開２０００−９０１７号公報、特開平１−１５３８４０号公報、特開昭６０−１８３４９８号公報参照）。
ここで、従来技術によるドラム回転装置は、駆動源となる油圧モータと、ドラムの内周側に設けられ油圧モータの回転を減速してドラムに伝達する減速機構と、油圧モータの出力軸と減速機構との間を連結する連結軸とを備えて構成されている。そして、このドラム回転装置は、油圧モータの回転を減速機構によって減速することにより、ドラムを大きなトルクをもって回転させるものである。
また、この種のドラム回転装置には、通常、油圧モータが停止しているときには連結軸に制動を与え、油圧モータが回転しているときには連結軸への制動を解除するネガティブ型の湿式多板ブレーキが設けられている。そして、この湿式多板ブレーキは、減速機構と一緒にドラムの内周側にコンパクトに配設され、ドラム回転装置全体を小型化する構成となっている。
ところで、上述した従来技術のドラム回転装置に用いられる油圧モータは、エンジンによって駆動される油圧ポンプから圧油が給排されることにより、出力軸を回転させるものである。このため、ドラム回転装置の作動時には、エンジンから排出される排気ガス等によって周囲の環境を汚染してしまう上に、エンジンの作動時に発生する騒音によって作業環境が低下してしまうという問題がある。
これに対し、油圧モータに代えて電動モータを駆動源として用いたドラム回転装置が知られており、このドラム回転装置は、バッテリ等の電源からの給電によって電動モータを駆動することにより、排気ガスや騒音の発生を抑えることができるものである（例えば、特開平１１−１５５２５６号公報参照）。
ところで、電動モータを用いたドラム回転装置においては、バッテリ等の電源を有効に利用するため、湿式多板ブレーキに代えてネガティブ型の乾式電磁ブレーキを用いることが望ましい。
しかし、電動モータを用いたドラム回転装置において、ドラム内に減速機構と一緒に潤滑油が収容されている場合には、ネガティブ型の乾式電磁ブレーキを、引火性を有する潤滑油から隔絶した状態でドラムの内周側にコンパクトに配設するのが困難であるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、ネガティブ型の乾式電磁ブレーキを、潤滑油から隔絶した状態でドラムの内周側にコンパクトに収容することができるようにした建設機械のドラム回転装置を提供することを目的としている。
（１）．上述した課題を解決するため、本発明に係る建設機械のドラム回転装置は、軸方向の一側が開口し軸方向の他側が蓋部となって閉塞された筒状に形成され、建設機械の機体に固定して取付けられる支持部材と、該支持部材の軸方向一側に設けられ、外部から給電されることにより該支持部材に向けて延びる出力軸を回転させる電動モータと、軸方向の一側が開口し軸方向の他側が閉塞された筒状に形成され、軸方向の一側が前記支持部材の外周に軸受を介して回転可能に支持されたドラムと、該ドラム内に潤滑油に浸漬した状態で収容された１段または複数段の減速段を有し、入力された回転を減速し該ドラムを回転する減速機構と、前記支持部材内を軸方向に伸長して設けられ、軸方向の一側が前記電動モータの出力軸に連結され、軸方向の他側が前記支持部材の蓋部に回転可能に支持されると共に前記減速機構に連結された連結軸と、前記支持部材内に収容して設けられ、前記電動モータが停止しているときに前記連結軸に制動を与え、前記電動モータが回転しているときに前記連結軸への制動を解除するネガティブ型の乾式電磁ブレーキと、前記支持部材とドラムの一側端の開口部との間を液密にシールする第１のシール部材と、前記支持部材の蓋部と連結軸との間を液密にシールする第２のシール部材とを備えたことを特徴としている。
このような構成としたことにより、支持部材とドラムの一側端の開口部との間を第１のシール部材によってシールし、支持部材の蓋部と連結軸との間を第２のシール部材によってシールすることができ、支持部材内に収容したネガティブ型の乾式電磁ブレーキをドラム内の潤滑油から隔絶することができる。従って、乾式電磁ブレーキを用いて、電動モータが停止しているときには連結軸に制動を与え、電動モータが回転しているときには連結軸に対する制動を解除することができる。
また、電動モータと減速機構とが取付けられる支持部材内に、潤滑油から隔絶した状態で乾式電磁ブレーキをコンパクトに収容することができるので、乾式電磁ブレーキを備えたドラム回転装置全体の小型化を図ることができる。
（２）．また、本発明は、前記乾式電磁ブレーキは前記連結軸の軸方向に離間して２個設けることを特徴としている。
このように、支持部材内に連結軸の軸方向に離間して２個の乾式電磁ブレーキを設けることにより、電動モータの停止時に連結軸に対して大きな制動力を与えることができ、ドラムを確実に停止させておくことができる。この場合、２個の乾式電磁ブレーキ間には放熱用の空間が形成されるので、乾式電磁ブレーキが通電されることにより熱を発生したとしても、この熱を空間内に効率よく放熱することができる。この結果、乾式電磁ブレーキの耐久性を高め、ドラム回転装置の信頼性を高めることができる。
（３）．また、本発明は、前記２個の乾式電磁ブレーキは、前記支持部材内に軸方向一側の開口から蓋部に向けて同一方向に組込むことを特徴としている。
このような構成によれば、２個の乾式電磁ブレーキは、それぞれ支持部材の軸方向一側の開口から蓋部に向けて同一方向に組込むことができ、当該支持部材内に取付けることができる。これにより、乾式電磁ブレーキを支持部材に取付けるときの作業性を高めることができる。
（４）．また、本発明は、前記連結軸は、軸方向の一側が前記電動モータの出力軸に連結され外周面にスプライン部が設けられたカップリングと、軸方向の一側が該カップリングに連結され軸方向の他側が前記減速機構に連結された入力軸とを有し、前記乾式電磁ブレーキは、前記カップリングのスプライン部に噛合し該カップリングと一体に回転する回転板と、前記カップリングの軸方向に移動可能に設けられ該回転板と摩擦係合する非回転板と、外部からの給電によって該非回転板と前記回転板との摩擦係合を解除する電磁コイルとを備えたことを特徴としている。
このように、電動モータの出力軸と減速機構との間を連結する連結軸を、カップリングと入力軸とにより構成することにより、例えば減速機構に入力軸を連結した状態で、当該入力軸と電動モータの出力軸とをカップリングによって容易に連結することができる。この結果、電動モータの出力軸と減速機構との間を連結するときの作業性を高めることができる。
（５）．一方、本発明は、前記支持部材内には、該支持部材を前記機体に取付けた状態で前記乾式電磁ブレーキよりも上，下方向の上側となる部位にコネクタ収容部を設け、該コネクタ収容部には、前記乾式電磁ブレーキに接続された内部配線を外部配線に接続するコネクタを収容することを特徴としている。
この構成により、支持部材と電動モータとの取付部位から支持部材内に雨水等が浸入したとしても、この雨水等がコネクタに付着するのを抑えることができ、電磁ブレーキの信頼性を高めることができる。
（６）．さらに、本発明は、前記機体は装軌式車両の下部走行体を構成するトラックフレームであり、前記ドラムの外周側には履帯に噛合するスプロケットを固定して設け、前記電動モータと前記減速機構とは、前記履帯の横幅寸法内に収めることを特徴としている。
このように、ドラム回転装置を装軌式車両の走行装置に適用した場合には、電動モータと減速機構とが履帯から外側に突出するのを抑えることができる。この結果、装軌式車両が不整地等を走行する場合にも、電動モータ、減速機構を岩石等の障害物から保護することができ、走行装置の信頼性を高めることができる。

図１は、第１の実施の形態によるドラム回転装置を走行装置に適用した油圧ショベルを示す正面図である。
図２は、油圧ショベルのトラックフレーム、走行装置等を示す外観図である。
図３は、図２中の走行装置を示す断面図である。
図４は、支持部材、電動モータ、遊星歯車減速機構、乾式電磁ブレーキ等の要部を拡大して示す拡大断面図である。
図５は、乾式電磁ブレーキが出力軸に制動力を付与した状態を示す断面図である。
図６は、乾式電磁ブレーキが出力軸に対する制動を解除した状態を示す断面図である。
図７は、本発明の第２の実施の形態によるドラム回転装置が適用された走行装置を示す図４と同様な拡大断面図である。
図８は、本発明の第３の実施の形態の要部を示す図５と同様な断面図である。

以下、本発明に係る建設機械のドラム回転装置の実施の形態を、電動式の油圧ショベルの走行装置に適用した場合を例に挙げ、図１ないし図８を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は電動式の油圧ショベルを示し、この電動式の油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に設けられた後述の上部旋回体７とにより大略構成されている。
ここで、下部走行体２は、センタフレーム３Ａと左，右のサイドフレーム３Ｂとにより構成されたトラックフレーム３を有し、該トラックフレーム３は、本実施の形態における油圧ショベル１の機体を構成するものである。そして、各サイドフレーム３Ｂの後端側にはスプロケット４が設けられ、各サイドフレーム３Ｂの前端側にはアイドラ５が設けられ、これらスプロケット４とアイドラ５とには無限軌道を形成する履帯６が巻装されている。
また、図１及び図３に示すように、サイドフレーム３Ｂの後端側には、後述の支持部材１２を取付けるためのブラケット３Ｃが突設され、該ブラケット３Ｃの外周側には、後述の電動モータ１４を覆うモータカバー３Ｄが設けられている。
７は下部走行体２上に設けられた上部旋回体で、該上部旋回体７は、建屋８とキャブ９とにより大略構成されている。ここで、建屋８は、トラックフレーム３上に旋回可能に取付けられた旋回フレーム８Ａと、該旋回フレーム８Ａ上に設けられ、バッテリー、電動機、油圧ポンプ、作動油タンク等（いずれも図示せず）を収容する建屋カバー８Ｂとにより大略構成されている。また、キャブ９は、旋回フレーム８Ａの前部左側に設けられ運転室を画成するものである。
１０は上部旋回体７の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置である。この作業装置１０は、基端側が旋回フレーム８Ａにピン結合されたブーム１０Ａ、該ブーム１０Ａの先端側にピン結合されたアーム１０Ｂ、該アーム１０Ｂの先端側にピン結合されたバケット１０Ｃ、ブームシリンダ１０Ｄ、アームシリンダ１０Ｅ、バケットシリンダ１０Ｆ等により構成されている。
そして、作業装置１０の各シリンダ１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆに対し、建屋カバー８Ｂ内に収容された油圧ポンプ（図示せず）から圧油が給排されることにより、作業装置１０によって土砂の掘削作業等を行う構成となっている。
１１は本実施の形態によるドラム回転装置の代表例として適用された下部走行体２の走行装置を示している。この走行装置１１は、トラックフレーム３を構成する左，右のサイドフレーム３Ｂにそれぞれ設けられている。そして、走行装置１１は、図３及び図４等に示すように、後述の支持部材１２、電動モータ１４、ドラム１５、遊星歯車減速機構２１、乾式電磁ブレーキ３０等により構成されている。
１２は機体となるトラックフレーム３のサイドフレーム３Ｂに固定して設けられた支持部材で、該支持部材１２は、図３ないし図５等に示すように軸方向（左，右方向）に延びる段付きの有蓋円筒状に形成されている。ここで、支持部材１２は、軸方向に延びる円筒部１２Ａを有し、該円筒部１２Ａの軸方向の一側は開口部１２Ｂとなり、該開口部１２Ｂの周囲には環状なフランジ部１２Ｃが設けられている。そして、図３及び図４に示すように、支持部材１２のフランジ部１２Ｃは、サイドフレーム３Ｂの後端側に突設されたブラケット３Ｃにボルト１３を用いて固定されている。一方、円筒部１２Ａの軸方向の他側は蓋部１２Ｄとなって閉塞され、該蓋部１２Ｄの中心部には後述の入力軸２８が挿通される軸挿通孔１２Ｅが形成されている（図５参照）。
また、円筒部１２Ａの内周側には、後述の乾式電磁ブレーキ３０を収容するブレーキ収容部１２Ｆが設けられている。また、支持部材１２をトラックフレーム３に取付けた状態で乾式電磁ブレーキ３０よりも上，下方向の上側となる部位には、後述のコネクタ４１を収容するコネクタ収容部１２Ｇが設けられている。さらに、円筒部１２Ａの軸方向他側の外周面には、後述する遊星歯車減速機構２１のキャリア２５Ｃが噛合するスプライン部１２Ｈが形成されている。
１４は支持部材１２の軸方向一側となる開口部１２Ｂ側に取付けられた走行用の電動モータである。ここで、電動モータ１４は、図３に示すように、モータケーシング１４Ａに回転可能に支持され支持部材１２内を軸方向に延びた出力軸１４Ｂと、該出力軸１４Ｂの外周側に一体的に設けられたロータ１４Ｃと、ロータ１４Ｃの外周側に配置されたステータ１４Ｄとを備えた交流電動モータにより構成されている。
そして、電動モータ１４は、建屋カバー８Ｂ内に収容したバッテリからインバータ（いずれも図示せず）等を介して交流に変換された電力が供給（給電）されることにより、出力軸１４Ｂを回転させるものである。また、モータケーシング１４Ａの上側部位には端子箱１４Ｅが取付けられ、該端子箱１４Ｅを含む電動モータ１４は、ブラケット３Ｃのモータカバー３Ｄによって覆われている。
１５は支持部材１２の外周側に回転可能に設けられたドラムを示している。このドラム１５は、図３及び図４に示すように、全体として段付きの有蓋円筒状に形成されている。ここで、ドラム１５は、軸方向一側が開口部１６Ａとなった大径な円筒体１６と、該円筒体１６の軸方向他側に取付けられ内周側に内歯車１７Ａが形成された円筒状のリングギヤ１７と、該リングギヤ１７の軸方向他側を液密に閉塞する円板状の蓋体１８とにより構成されている。
そして、円筒体１６の開口部１６Ａと支持部材１２の円筒部１２Ａ外周面との間には複数の軸受１９が設けられ、ドラム１５は、これら各軸受１９を介して支持部材１２の円筒部１２Ａの外周に回転可能に支持されている。また、円筒体１６の開口部１６Ａの周囲には環状なフランジ部１６Ｂが設けられ、該フランジ部１６Ｂには複数のボルト２０を用いてスプロケット４が固定されている。
２１はドラム１５内に収容された遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構２１は、電動モータ１４の出力軸１４Ｂの回転を減速してドラム１５に伝達し、該ドラム１５を高トルクをもって低速で回転させるものである。ここで、遊星歯車減速機構２１は、図４に示すように、後述する３段の遊星歯車機構２３，２４，２５により構成され、ドラム１５内に保持された潤滑油２２に浸漬されている。これにより、遊星歯車減速機構２１は、潤滑油２２によって常時潤滑され、長期に亘って円滑に作動する構成となっている。
２３は１段目の遊星歯車機構で、該遊星歯車機構２３は、リングギヤ１７内を軸方向に延びる軸部２３Ａが一体形成された太陽歯車２３Ｂと、該太陽歯車２３Ｂとリングギヤ１７の内歯車１７Ａとに噛合し、太陽歯車２３Ｂの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２３Ｃと、該各遊星歯車２３Ｃをピン等を介して回転可能に支持するキャリア２３Ｄとにより構成されている。
２４は２段目の遊星歯車機構で、該遊星歯車機構２４は、１段目のキャリア２３Ｄにスプライン結合された太陽歯車２４Ａと、該太陽歯車２４Ａとリングギヤ１７の内歯車１７Ａとに噛合し、太陽歯車２４Ａの周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２４Ｂと、該各遊星歯車２４Ｂをピン等を介して回転可能に支持するキャリア２４Ｃとにより構成されている。
２５は最終段となる３段目の遊星歯車機構で、該遊星歯車機構２５は、２段目のキャリア２４Ｃにスプライン結合された太陽歯車２５Ａと、該太陽歯車２５Ａとリングギヤ１７の内歯車１７Ａとに噛合する複数の遊星歯車２５Ｂと、該各遊星歯車２５Ｂをピン等を介して回転可能に支持するキャリア２５Ｃとにより構成されている。ここで、キャリア２５Ｃは、支持部材１２の軸方向他側の外周面に形成されたスプライン部１２Ｈに噛合することにより、支持部材１２に対して回転方向に固定されている。
この結果、３段目の遊星歯車機構２５は、各遊星歯車２５Ｂの自転のみをドラム１５に伝える構成となっている。このように、遊星歯車減速機構２１は、電動モータ１４の出力軸１４Ｂの回転を各段の遊星歯車機構２３，２４，２５によって３段減速し、この減速した回転をドラム１５のリングギヤ１７に伝達する。これにより、ドラム１５は大きなトルクをもって回転する構成となっている。
２６は支持部材１２内を軸方向に伸長して設けられた連結軸で、該連結軸２６は、電動モータ１４の出力軸１４Ｂと遊星歯車減速機構２１との間を連結するものである。ここで、連結軸２６は、図４及び図５に示すように、後述のカップリング２７と、入力軸２８とにより構成されている。
２７は軸方向の一側が電動モータ１４の出力軸１４Ｂに連結された円筒状のカップリングで、該カップリング２７の外周面には雄スプライン２７Ａが形成されている。ここで、カップリング２７の軸方向一側の内周面には、電動モータ１４の出力軸１４Ｂがスプライン結合され、カップリング２７の雄スプライン２７Ａには、後述する乾式電磁ブレーキ３０の回転板３６が噛合する構成となっている。
２８は軸方向の一側がカップリング２７の内周面にスプライン結合された入力軸で、該入力軸２８の軸方向の他側は、支持部材１２の蓋部１２Ｄに形成された軸挿通孔１２Ｅに挿通されている。ここで、入力軸２８と支持部材１２の軸挿通孔１２Ｅとの間には複数の軸受２９が設けられ、入力軸２８は各軸受２９を介して支持部材１２の蓋部１２Ｄに回転可能に支持されている。そして、入力軸２８の軸方向他側には、１段目の遊星歯車機構２３を構成する太陽歯車２３Ｂに一体形成された軸部２３Ａがスプライン結合されている。
３０，３０は支持部材１２内に軸方向に離間して設けられた２個の乾式電磁ブレーキを示している。これら各乾式電磁ブレーキ３０は、油圧ショベル１の駐車ブレーキ（ネガティブブレーキ）として作用するものである。即ち、各乾式電磁ブレーキ３０は、電動モータ１４が停止しているときには出力軸１４Ｂに制動力を付与し、電動モータ１４が作動するときには出力軸１４Ｂへの制動を解除するものである。
ここで、各乾式電磁ブレーキ３０は、図５及び図６に示すように、カップリング２７の外周側に位置して支持部材１２のブレーキ収容部１２Ｆ内に収容され、後述のヨーク部材３１、固定板３３、回転板３６、非回転板３７、電磁コイル３９等により構成されている。
３１は乾式電磁ブレーキ３０のベースとなるヨーク部材で、該ヨーク部材３１は、例えば磁性材料を用いて中心部に軸挿通孔３１Ａが穿設された厚肉な円板状に形成されている。この場合、各乾式電磁ブレーキ３０のヨーク部材３１は、それぞれ支持部材１２のブレーキ収容部１２Ｆ内に、開口部１２Ｂから蓋部１２Ｄに向けて同一方向に組込まれ、複数のボルト３２（１本のみ図示）を用いて固定されている。そして、ヨーク部材３１の軸挿通孔３１Ａ内には、連結軸２６のカップリング２７が隙間をもって挿通されている。
また、ヨーク部材３１には、軸挿通孔３１Ａと同心状をなす環状の凹窪部３１Ｂが形成され、該凹窪部３１Ｂ内には後述の電磁コイル３９が収容されている。さらに、ヨーク部材３１には、軸方向に延びる複数の有底穴３１Ｃ（１個のみ図示）が穿設され、該有底穴３１Ｃ内には後述のコイルばね３８が保持されている。
３３はヨーク部材３１に固定して設けられた固定板で、該固定板３３は中空な円板状に形成され、その内周側にはカップリング２７が挿通されている。そして、固定板３３は、周方向に離間した複数のボルト３４と円筒状のガイド３５（１個のみ図示）とを用いてヨーク部材３１に固定されている。この場合、各ボルト３４は、ガイド３５内に挿通された状態で先端側をヨーク部材３１に螺着することにより、固定板３３をヨーク部材３１に固定するものである。
３６はカップリング２７の雄スプライン２７Ａに噛合した回転板で、該回転板３６は、ヨーク部材３１と固定板３３との間に配置されている。ここで、回転板３６は中空な円板状に形成され、その内周側には雌スプライン３６Ａが形成されている。そして、回転板３６は、雌スプライン３６Ａをカップリング２７の雄スプライン２７Ａに噛合させることにより、カップリング２７と一体に回転する構成となっている。
３７はヨーク部材３１と固定板３３との間に位置してカップリング２７の軸方向に移動可能に設けられた非回転板で、該非回転板３７は中空な円板状に形成され、その内周側にはカップリング２７が挿通されている。そして、非回転板３７は、固定板３３との間で回転板３６を挟込むものである。ここで、非回転板３７は、その外周側にガイド３５が挿通されることにより、カップリング２７に対して非回転状態で保持され、ガイド３５に沿ってカップリング２７の軸方向への移動のみが許容されている。
３８はヨーク部材３１に穿設された複数の有底穴３１Ｃ（１個のみ図示）内に設けられたコイルばねで、該コイルばね３８は、非回転板３７を固定板３３に向けて常時押圧している。そして、電磁コイル３９への給電が行われていないときには、図５に示すように、コイルばね３８に押圧された非回転板３７が回転板３６に摩擦係合することにより、回転板３６の回転が規制される。これにより、回転板３６にカップリング２７を介して連結された電動モータ１４の出力軸１４Ｂに対し、制動力を付与することができる構成となっている。
３９はヨーク部材３１の凹窪部３１Ｂ内に収容された電磁コイルで、該電磁コイル３９は、例えば電動モータ１４への給電と同時に給電されることにより励磁され、非回転板３７を磁気的に吸着するものである。これにより、図６に示すように、コイルばね３８のばね力に抗して非回転板３７が回転板３６から離間し、非回転板３７と回転板３６との摩擦係合が解除されることにより、電動モータ１４の出力軸１４Ｂに対する制動を解除する構成となっている。
４０は支持部材１２のブレーキ収容部１２Ｆ内に形成された空間で、該空間４０は、軸方向に離間して設けられた２個の乾式電磁ブレーキ３０間に形成されている。そして、各乾式電磁ブレーキ３０の電磁コイル３９が励磁されるときに発生する熱を、空間４０内に放熱することができる構成となっている。
また、２個の乾式電磁ブレーキ３０は、電動モータ１４と遊星歯車減速機構２１との間に位置して支持部材１２内に収容されている。これにより、図３に示すように、電動モータ１４と遊星歯車減速機構２１とを、履帯６の横幅（履帯幅）寸法Ｓ内に収めることができる構成となっている。
４１は支持部材１２のコネクタ収容部１２Ｇ内に収容されたコネクタで、該コネクタ４１は、ブレーキ側ソケット４１Ａと電源側ソケット４１Ｂとからなっている。ここで、ブレーキ側ソケット４１Ａは、電磁コイル３９に接続された内部配線４２の先端に取付けられている。また、電源側ソケット４１Ｂは、電源（図示せず）に接続された外部配線４３の先端に取付けられている。そして、コネクタ４１は、ブレーキ側ソケット４１Ａと電源側ソケット４１Ｂとを接続することにより、乾式電磁ブレーキ３０の電磁コイル３９を電源に接続するものである。
この場合、支持部材１２のコネクタ収容部１２Ｇは、乾式電磁ブレーキ３０よりも上，下方向の上側となる部位に設けられている。従って、コネクタ収容部１２Ｇ内にコネクタ４１を収容することにより、支持部材１２と電動モータ１４との取付部位から支持部材１２内に雨水等が浸入したとしても、この雨水等がコネクタ４１に付着するのを抑えることができる構成となっている。
４４はドラム１５を構成する円筒体１６の開口部１６Ａと支持部材１２との間を液密にシールする第１のシール部材としてのフローティングシールである。このフローティングシール４４は、図４等に示すように、開口部１６Ａと支持部材１２との間に全周に亘って環状に設けられている。そして、フローティングシール４４は、固定された支持部材１２と回転するドラム１５との間をシールし、軸受１９、遊星歯車減速機構２１等を潤滑する潤滑油２２をドラム１５内に封止するものである。
４５は支持部材１２の蓋部１２Ｄと連結軸２６との間を液密にシールする第２のシール部材としての断面Ｕ型のシールリングである。このシールリング４５は、蓋部１２Ｄに形成された軸挿通孔１２Ｅと連結軸２６の入力軸２８との間に設けられている。そして、シールリング４５は、軸挿通孔１２Ｅと入力軸２８との間をシールすることにより、ドラム１５内に保持された潤滑油２２が、支持部材１２のブレーキ収容部１２Ｆ内に流入するのを阻止するものである。
本実施の形態による油圧ショベル１の走行装置１１は上述の如き構成を有するもので、以下、その作動について説明する。
まず、走行装置１１の電動モータ１４への給電が行われず、該電動モータ１４が停止しているときには、各乾式電磁ブレーキ３０の電磁コイル３９に対する給電も行われない。この場合には、図５に示すように、非回転板３７が、コイルばね３８に押圧されることにより固定板３３との間で回転板３６を挟込み、該回転板３６に摩擦係合する。これにより、回転板３６の回転が規制されるので、回転板３６にカップリング２７を介して連結された電動モータ１４の出力軸１４Ｂに制動力を付与することができ、これを油圧ショベル１の駐車ブレーキ（ネガティブブレーキ）として作動させることができる。
一方、油圧ショベル１を走行させるため、走行装置１１の電動モータ１４への給電を行ったときには、コネクタ４１等を介して各乾式電磁ブレーキ３０の電磁コイル３９に対する給電も行われる。この場合には、電磁コイル３９が励磁されることにより、図６に示すように、非回転板３７が、コイルばね３８のばね力に抗して電磁コイル３９に磁気的に吸着される。このため、非回転板３７と回転板３６との摩擦係合が解除され、電動モータ１４の出力軸１４Ｂに対する制動を解除することができる。
これにより、電動モータ１４の出力軸１４Ｂが回転し、この出力軸１４Ｂの回転は、遊星歯車減速機構２１によって３段減速された状態でドラム１５に伝達される。この結果、ドラム１５の円筒体１６に固定されたスプロケット４は、ドラム１５と一体となって大きなトルクをもって回転し、このスプロケット４に噛合した履帯６がアイドラ５との間で周回駆動することにより、油圧ショベル１が走行する。
かくして、本実施の形態によれば、支持部材１２とドラム１５（円筒体１６）の開口部１６Ａとの間をフローティングシール４４によって液密にシールし、支持部材１２の蓋部１２Ｄに設けた軸挿通孔１２Ｅと連結軸２６（入力軸２８）との間をシールリング４５によって液密にシールしている。これにより、２個の乾式電磁ブレーキ３０を、ドラム１５内に収容された引火性のある潤滑油２２から隔絶した状態で支持部材１２内に収容することができる。従って、乾式電磁ブレーキ３０を用いて、電動モータ１４が停止しているときには連結軸２６に制動を与え、電動モータ１４が回転しているときには連結軸２６に対する制動を解除することができる。
また、各乾式電磁ブレーキ３０を、電動モータ１４と遊星歯車減速機構２１とが取付けられた支持部材１２内にコンパクトに収容することができるので、乾式電磁ブレーキ３０を備えた走行装置１１全体を小型化することができる。
これにより、図３に示すように、電動モータ１４と遊星歯車減速機構２１とを、履帯６の横幅（履帯幅）寸法Ｓ内に収めることができ、電動モータ１４あるいは遊星歯車減速機構２１が履帯６から外側に張り出すのを抑えることができる。従って、油圧ショベル１が不整地等を走行する場合に、電動モータ１４、遊星歯車減速機構２１を岩石等の障害物から保護することができ、走行装置１１の信頼性を高めることができる。
また、走行装置１１に電動モータ１４を用いることにより、例えば油圧ポンプからの圧油によって駆動される油圧モータを用いる場合に比較して、油圧ポンプを駆動するためのエンジンを不要とすることができる。従って、油圧ショベル１の走行時にエンジンに起因して排気ガス、騒音等が発生する事態を抑えることができ、作業環境を良好に保つことができる。
また、本実施の形態では、支持部材１２のブレーキ収容部１２Ｆ内に軸方向に離間して２個の乾式電磁ブレーキ３０を設ける構成としている。これにより、電動モータ１４が停止しているときに、その出力軸１４Ｂに対し２個の乾式電磁ブレーキ３０によって大きな制動力を付与することができ、油圧ショベル１を確実に停止（駐車）させておくことができる。
しかも、２個の乾式電磁ブレーキ３０間に空間４０を形成することにより、各乾式電磁ブレーキ３０の電磁コイル３９が励磁されるときに熱が発生したとしても、この熱を空間４０内に効率良く放熱することができる。これにより、乾式電磁ブレーキ３０の耐久性を高めることができ、走行装置１１の信頼性を高めることができる。
また、２個の乾式電磁ブレーキ３０をそれぞれ支持部材１２に固定する構成としたので、予め支持部材１２内に各乾式電磁ブレーキ３０を組込んだ状態で、該支持部材１２に電動モータ１４を取付けることができ、その組立て時の作業性を高めることができる。
この場合、２個の乾式電磁ブレーキ３０は、それぞれ支持部材１２のブレーキ収容部１２Ｆ内に、開口部１２Ｂから蓋部１２Ｄに向けて同一方向に組込まれ、複数のボルト３２を用いて固定される。この結果、各乾式電磁ブレーキ３０の組付方向を共通化することができ、これら各乾式電磁ブレーキ３０を支持部材１２に組付けるときの作業性も高めることができる。
また、電動モータ１４の出力軸１４Ｂと遊星歯車減速機構２１との間を連結する連結軸２６を、カップリング２７と入力軸２８とにより構成している。これにより、例えば遊星歯車減速機構２１に入力軸２８を連結した状態で、当該入力軸２８と電動モータ１４の出力軸１４Ｂとをカップリング２７によって容易に連結することができ、その作業性を高めることができる。
さらに、支持部材１２内には、乾式電磁ブレーキ３０よりも上側となる部位にコネクタ収容部１２Ｇを設けている。そして、このコネクタ収容部１２Ｇ内には、乾式電磁ブレーキ３０の電磁コイル３９に接続された内部配線４２と給電用の外部配線４３とを接続するコネクタ４１を収容している。この結果、支持部材１２と電動モータ１４との取付部位から支持部材１２内に雨水等が浸入したとしても、この雨水等がコネクタ４１に付着するのを抑えることができ、乾式電磁ブレーキ３０の信頼性を高めることができる。
次に、図７は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、支持部材内に設けられる２個の電磁ブレーキのうち一方を支持部材に取付け、他方を電動モータに取付けたことにある。なお、本実施の形態では上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
図中、５１は本実施の形態によるドラム回転装置が適用された走行装置を示し、該走行装置５１は、上述した第１の実施の形態による走行装置１１とほぼ同様に、支持部材１２、電動モータ１４、ドラム１５、遊星歯車減速機構２１、２個の乾式電磁ブレーキ３０，５２等により構成されている。
しかし、一方の乾式電磁ブレーキ３０が支持部材１２に取付けられ、他方の乾式電磁ブレーキ５２が電動モータ１４のモータケーシング１４Ａに取付けられる点が第１の実施の形態とは異なっている。
５２は乾式電磁ブレーキ３０と共に支持部材１２のブレーキ収容部１２Ｆ内に設けられた乾式電磁ブレーキで、該乾式電磁ブレーキ５２は、乾式電磁ブレーキ３０と同様に、ヨーク部材３１、固定板３３、ガイド３５、回転板３６、非回転板３７、コイルばね３８、電磁コイル３９等により構成されている。
そして、固定板３３、ガイド３５、ヨーク部材３１に複数のボルト５３（１本のみ図示）を挿通し、該各ボルト５３を電動モータ１４のモータケーシング１４Ａに螺着することにより、乾式電磁ブレーキ５２を支持部材１２内に固定して設ける構成としている。
本実施の形態による走行装置５１は上述の如き構成を有するもので、その作動については上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。
然るに、本実施の形態によれば、支持部材１２内に設けられる２個の乾式電磁ブレーキ３０，５２のうち一方の乾式電磁ブレーキ３０を支持部材１２に取付け、他方の乾式電磁ブレーキ５２を電動モータ１４のモータケーシング１４Ａに取付ける構成としたので、乾式電磁ブレーキ３０，５２間に大きな空間５４を形成することができ、各乾式電磁ブレーキ３０，５２の放熱を一層促進することができる。
次に、図８は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電動モータの出力軸と減速機構との間を連結する連結軸を、単一部材によって構成したことにある。なお、本実施の形態では上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
図中、６１は支持部材１２内を軸方向に伸長して設けられた連結軸で、該連結軸６１は、電動モータ１４の出力軸１４Ｂと遊星歯車減速機構２１との間を連結するものである。ここで、連結軸６１は、軸方向の一側がカップリング部６１Ａとなり、軸方向の他側が入力軸部６１Ｂとなった単一部材として構成されている。
そして、カップリング部６１Ａは、電動モータ１４の出力軸１４Ｂに連結され、カップリング部６１Ａの外周面には、乾式電磁ブレーキ３０の回転板３６が噛合する雄スプライン６１Ｃが形成されている。また、入力軸部６１Ｂは、１段目の遊星歯車機構の軸部２３Ａにスプライン結合され、軸受２９を介して支持部材１２の蓋部１２Ｄに回転可能に支持されている。
本実施の形態は、上述の如きカップリング部６１Ａと入力軸部６１Ｂとが一体形成された連結軸６１を備えたもので、その他の構成については第１の実施の形態によるものと同一である。
なお、上述した各実施の形態では、３段減速の遊星歯車減速機構２１を用いた場合を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば１段減速、２段減速、または４段以上の減速段をもった遊星歯車減速機構を用いる構成としてもよい。
さらに、上述した各実施の形態では、ドラム回転装置として油圧ショベル１の走行装置１１を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば油圧クレーンに搭載されるロープウインチ装置にも適用することができる。この場合は、ドラムは、その外周にロープを巻取るための巻取りドラムとして構成すればよい。

Claims (6)

1. 軸方向の一側が開口し軸方向の他側が蓋部となって閉塞された筒状に形成され、建設機械の機体に固定して取付けられる支持部材と、
   該支持部材の軸方向一側に設けられ、外部から給電されることにより該支持部材に向けて延びる出力軸を回転させる電動モータと、
   軸方向の一側が開口し軸方向の他側が閉塞された筒状に形成され、軸方向の一側が前記支持部材の外周に軸受を介して回転可能に支持されたドラムと、
   該ドラム内に潤滑油に浸漬した状態で収容された１段または複数段の減速段を有し、入力された回転を減速し該ドラムを回転する減速機構と、
   前記支持部材内を軸方向に伸長して設けられ、軸方向の一側が前記電動モータの出力軸に連結され、軸方向の他側が前記支持部材の蓋部に回転可能に支持されると共に前記減速機構に連結された連結軸と、
   前記支持部材内に収容して設けられ、前記電動モータが停止しているときに前記連結軸に制動を与え、前記電動モータが回転しているときに前記連結軸への制動を解除するネガティブ型の乾式電磁ブレーキと、
   前記支持部材とドラムの一側端の開口部との間を液密にシールする第１のシール部材と、
   前記支持部材の蓋部と連結軸との間を液密にシールする第２のシール部材とを備えたことを特徴とする建設機械のドラム回転装置。
2. 前記乾式電磁ブレーキは前記連結軸の軸方向に離間して２個設けることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のドラム回転装置。
3. 前記２個の乾式電磁ブレーキは、前記支持部材内に軸方向一側の開口から蓋部に向けて同一方向に組込むことを特徴とする請求項２に記載の建設機械のドラム回転装置。
4. 前記連結軸は、軸方向の一側が前記電動モータの出力軸に連結され外周面にスプライン部が設けられたカップリングと、軸方向の一側が該カップリングに連結され軸方向の他側が前記減速機構に連結された入力軸とを有し、
   前記乾式電磁ブレーキは、前記カップリングのスプライン部に噛合し該カップリングと一体に回転する回転板と、前記カップリングの軸方向に移動可能に設けられ該回転板と摩擦係合する非回転板と、外部からの給電によって該非回転板と前記回転板との摩擦係合を解除する電磁コイルとを備えたことを特徴とする請求項１，２または３に記載の建設機械のドラム回転装置。
5. 前記支持部材内には、該支持部材を前記機体に取付けた状態で前記乾式電磁ブレーキよりも上，下方向の上側となる部位にコネクタ収容部を設け、該コネクタ収容部には、前記乾式電磁ブレーキに接続された内部配線を外部配線に接続するコネクタを収容することを特徴とする請求項１，２または３に記載の建設機械のドラム回転装置。
6. 前記機体は装軌式車両の下部走行体を構成するトラックフレームであり、前記ドラムの外周側には履帯に噛合するスプロケットを固定して設け、前記電動モータと前記減速機構とは、前記履帯の横幅寸法内に収めることを特徴とする請求項１，２または３に記載の建設機械のドラム回転装置。

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