KR102077353B1 - 건설 기계의 구동 장치 - Google Patents

Abstract

건설 기계의 구동 장치는, 모터의 회전력을 감속하고, 그 감속된 회전력을 피구동부로 전달하는 감속기와, 상기 감속기가 상기 피구동부로 전달하는 회전력에 대항하는 제동력을 발생시키는 브레이크 기구를 구비하고, 상기 감속기는, 케이싱 내에 배치된 회전축과, 상기 케이싱 내에 배치된 적어도 1단의 유성 기어식의 감속부를 구비하고, 상기 감속부는, 선 기어와, 링 기어와, 상기 선 기어 및 상기 링 기어와 맞물리는 플래니터리 기어와, 상기 플래니터리 기어가 회전 가능해지도록 상기 플래니터리 기어를 지지하는 스파이더를 구비하고, 상기 브레이크 기구는, 상기 스파이더의 외주부에 상기 스파이더와 일체로 회전하는 상태로 설치된 회전축측 브레이크판과, 상기 케이싱에 설치된 케이싱측 브레이크판과, 상기 회전축측 브레이크판과 상기 케이싱측 브레이크판을 서로 압접시킴으로써 상기 제동력을 발생시키는 브레이크 피스톤을 갖는다.

Description

건설 기계의 구동 장치 {CONSTRUCTION MACHINE DRIVE DEVICE}

본 발명은, 유압 셔블이나 하이브리드 셔블 등의 건설 기계에 있어서, 상부 선회체 등의 피구동부를 구동하는 구동 장치에 관한 것이다.

셔블의 선회 구동 장치를 예로 들어 배경 기술을 설명한다.

셔블은, 크롤러식의 하부 주행체와, 지면에 대해 연직이 되는 축둘레로 선회 가능해지도록 하부 주행체 상에 탑재된 상부 선회체와, 이 상부 선회체에 설치된 작업 어태치먼트를 구비한다.

셔블의 선회 구동 장치는 상부 선회체를 선회시키는 것이다. 선회 구동 장치는 구동원으로서의 유압 모터 또는 전동 모터와, 모터의 회전력을 감속하는 기어 감속 기구를 갖고 있고 그 기어 감속 기구에 의해 감속된 회전력을 피구동부로서의 상부 선회체로 전달하는 감속기를 구비한다.

모터와 감속기는 서로의 회전축이 일치하는 상태로 선회 구동 장치의 축 방향으로 배열되어 설치되어 있다. 모터와 감속기는 모터가 감속기에 대해 상측에 배치되는 종배치 자세로 어퍼 프레임에 설치된다.

감속기는, 당해 감속기의 회전축의 주위에 배치된 선 기어, 복수의 플래니터리 기어 및 링 기어를 갖는 유성 기어식의 감속기이다. 감속기의 출력은 상부 선회체로 전달되고, 그에 의해 상부 선회체가 선회한다.

일반적인 선회 구동 장치는, 이상과 같은 구성을 갖는 것이지만, 하기의 특허문헌 1에는, 감속기 내에 브레이크 기구가 설치된 선회 구동 장치가 개시되어 있다.

이 특허문헌 1에 개시된 선회 구동 장치의 감속기는, 당해 감속기의 회전축의 축 방향으로 배열되는 복수의 감속부를 구비하고 있다. 이 감속기 내에 설치된 브레이크 기구는, 이웃하는 감속부 사이의 위치에 있어서 회전축에 설치된 회전축측 브레이크판과, 케이싱의 내주부에 설치된 케이싱측 브레이크판과, 브레이크 피스톤을 갖는다. 그리고, 브레이크 피스톤의 압박력에 의해 회전축측 브레이크판과 케이싱측 브레이크판이 서로 압접되고, 그에 의해 감속기의 회전축에 제동력이 부여되도록 되어 있다.

이 특허문헌 1에 개시된 선회 구동 장치에서는, 이웃하는 감속부 사이에 브레이크 기구가 개재 장착되어 있으므로, 회전축의 축 방향에 있어서의 감속기의 치수가 커지고, 그 결과 상기 축 방향에 있어서의 선회 구동 장치 전체의 치수가 커진다. 셔블과 같은 건설 기계에서는, 선회 구동 장치의 상방으로 유압 배관이 배치되는 등의 이유로 선회 구동 장치의 전체 길이에 제한이 부과되므로, 상기와 같이 선회 구동 장치의 축 방향의 치수가 커지면, 건설 기계로의 선회 구동 장치의 내장이 곤란해지는 등의 문제가 발생한다.

또한, 브레이크판끼리의 마찰력에 의해 회전축을 제동하는 디스크 브레이크 기구에서는, 브레이크 성능을 높이기 위해, 회전축의 중심으로부터 브레이크판끼리의 마찰점까지의 거리(이하, 브레이크 유효 반경이라고 함)를 가능한 한 크게 하고 싶다고 하는 요청이 있다. 이 요청에 따르기 위해, 특허문헌 1에서는, 회전축의 외주부에 원판 형상의 브레이크 연결부가 설치되고, 또한 이 브레이크 연결부의 외주부에 회전축측 브레이크판이 설치됨으로써 브레이크 유효 반경이 확대되어 있다.

그러나, 이 구성에서는, 부품 점수가 증가하고, 브레이크 기구에 드는 비용이 증대됨과 함께 브레이크 기구의 조립성이 악화된다. 또한, 회전축측 브레이크판 그 자체의 외경을 확대함으로써, 회전축측 브레이크판이 회전축에 직접 설치되면서, 브레이크 유효 반경을 크게 하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우에도, 브레이크 기구에 드는 비용 및 브레이크 기구의 조립성에 대한 문제는 해소되지 않는다.

일본 특허 출원 공개 제2007-39990호 공보

본 발명의 목적은, 건설 기계의 구동 장치의 축 방향의 치수를 저감시키면서, 브레이크 기구의 브레이크 성능을 향상시키고, 또한 브레이크 기구에 드는 비용을 억제함과 함께 브레이크 기구의 조립성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 일 국면에 따른 건설 기계의 구동 장치는, 구동원으로서의 모터와, 상기 모터의 회전력을 감속하고, 그 감속된 회전력을 피구동부로 전달하는 감속기와, 상기 감속기가 상기 피구동부로 전달하는 회전력에 대항하는 제동력을 발생시키는 브레이크 기구를 구비하고, 상기 감속기는, 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배치된 회전축과, 상기 케이싱 내에 배치된 적어도 1단의 유성 기어식의 감속부를 구비하고, 상기 감속부는, 선 기어와, 상기 선 기어의 외측을 둘러싸도록 설치된 링 기어와, 상기 선 기어 및 상기 링 기어와 맞물려, 상기 선 기어의 회전에 따라 회전하는 플래니터리 기어와, 상기 플래니터리 기어가 회전 가능해지도록 상기 플래니터리 기어를 지지하는 스파이더를 구비하고, 상기 브레이크 기구는, 상기 스파이더의 외주부에 상기 스파이더와 일체로 회전하는 상태로 설치된 회전축측 브레이크판과, 상기 케이싱에 설치된 케이싱측 브레이크판과, 상기 회전축측 브레이크판과 상기 케이싱측 브레이크판을 서로 압접시킴으로써 상기 제동력을 발생시키는 브레이크 피스톤을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 선회 구동 장치의 일부 단면 측면도이다.
도 2는 도 1의 일부 확대도이다.

본 발명의 실시 형태는, 셔블의 선회 구동 장치에 본 발명의 구성이 적용된 예를 나타낸다. 단, 본 발명은, 선회 구동 장치와 마찬가지로, 모터와 감속기가, 서로의 회전축의 중심이 일치하는 상태로 구동 장치의 축 방향으로 배열되어 설치되고, 또한 감속기 내에 브레이크 기구가 설치되는 다른 구동 장치에도 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 셔블 이외의 건설 기계의 구동 장치에도 동일하게 적용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 선회 구동 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 구동원으로서의 모터(1)와, 모터(1)의 회전력을 감속하여, 그 감속된 회전력을 피구동부인 상부 선회체로 전달하는 감속기(2)를 구비한다.

모터(1)는 유압 모터 또는 전동 모터이다. 모터(1)는 모터 하우징(3)을 구비한다. 감속기(2)는 통 형상의 감속기 케이싱(4)을 구비한다. 이하, 감속기 케이싱(4)을 간단히 케이싱(4)이라고 한다. 모터(1)와 감속기(2)는 모터(1)가 감속기(2)의 상측에 배치되고 또한 모터(1)의 회전축의 중심과 감속기(2)의 회전축의 중심이 일치하는 종배치 상태에서, 모터 하우징(3)과 케이싱(4)이 서로 볼트로 체결됨으로써 결합되어 있다.

감속기(2)는, 당해 감속기(2)에 의해 감속된 회전력을 출력하는 감속 출력축(5)과, 감속 출력축(5)을 지지하는 샤프트 지지부(6)를 구비한다. 샤프트 지지부(6)는 케이싱(4)의 하단부에 설치되어 있다. 샤프트 지지부(6)는 감속 출력축(5)이 회전 가능해지도록 그 감속 출력축(5)을 지지한다. 샤프트 지지부(6)는, 케이싱(4)의 하단부에 설치된 중공의 지지부 하우징(6a)과 지지부 하우징(6a)의 내부에 설치되어, 감속 출력축(5)이 회전 가능해지도록 그 감속 출력축(5) 을 지지하는 2개의 베어링(6b)을 갖는다. 지지부 하우징(6a)은 복수의 설치 볼트(8)에 의해, 상부 선회체의 어퍼 프레임(7)에 체결된다.

또한, 감속기(2)는, 케이싱(4) 내에 배치된 제1 회전축(17) 및 제2 회전축(18)과, 케이싱(4) 내에 배치된 3단의 유성 기어식의 감속부를 구비한다.

제1 회전축(17)은 모터(1)의 회전축인 모터축(16)과 동축이 되도록 모터축(16)의 하방에 배치되어 있고, 제2 회전축(18)은 제1 회전축(17)과 동축이 되도록 제1 회전축(17)의 하방에 배치되어 있다. 또한, 감속 출력축(5)은 제2 회전축(18)과 동축이 되도록 제2 회전축(18)의 하방에 배치되어 있다.

감속기(2)가 구비하는 3단의 감속부는 감속기(2)의 회전축(17, 18)의 축 방향으로 배열되어 배치된 제1단 감속부(9), 제2단 감속부(10) 및 제3단 감속부(11)를 포함한다. 이들 감속부(9, 10, 11) 중 제1단 감속부(9)가 가장 고속의 회전력[모터(1)의 회전력]을 감속하는 최속단 감속부이다. 제2단 감속부(10)는 제1단 감속부(9)에 의해 감속된 회전력을 더 감속하는 것이고, 제3단 감속부(11)는 제2단 감속부(10)에 의해 감속된 회전력을 더 감속하는 것이다.

제1단 감속부(9)는, 제1 선 기어 S1과, 제1 플래니터리 기어 P1과, 제1 링 기어 R1과, 제1 스파이더(12)를 갖는다. 제2단 감속부(10)는, 제2 선 기어 S2와, 제2 플래니터리 기어 P2와, 제2 링 기어 R2와, 제2 스파이더(13)를 갖는다. 제3단 감속부(11)는, 제3 선 기어 S3과, 제3 플래니터리 기어 P3과, 제3 링 기어 R3과, 제3 스파이더(14)를 갖는다.

제1 선 기어 S1은 모터축(16)과 동축이 되도록 당해 모터축(16)에 설치되어 있다. 제1 링 기어 R1은 제1 선 기어 S1의 직경 방향 외측을 둘러싸도록 설치되어 케이싱(4)에 대해 간접적으로 고정되어 있다. 제1 플래니터리 기어 P1은 제1 선 기어 S1의 직경 방향 외측이고 또한 제1 링 기어 R1의 직경 방향 내측에 설치되어 제1 선 기어 S1 및 제1 링 기어 R1과 맞물려 있다. 제1 스파이더(12)는 제1 플래니터리 기어 P1이 회전 가능해지도록 당해 제1 플래니터리 기어 P1을 지지하는 것으로, 제1 회전축(17)의 외주부에 스플라인 결합되어 있다. 이에 의해, 제1 스파이더(12)는 제1 회전축(17)과 일체적으로 회전 가능한 상태로 제1 회전축(17)에 설치되어 있다. 제1 플래니터리 기어 P1은 제1 선 기어 S1의 회전에 따라 자전함과 함께 공전한다. 이에 의해, 제1단 감속부(9)는 모터(1)의 모터축(16)의 회전력을 감속하고, 그 감속된 회전력은 제1 스파이더(12)로부터 제1 회전축(17)으로 전해진다.

제2 선 기어 S2는 제1 회전축(17)의 외주부에 그 제1 회전축(17)과 동축이 되도록 설치되어 있다. 제2 링 기어 R2는 제2 선 기어 S2의 직경 방향 외측을 둘러싸도록 설치되고, 케이싱(4)의 내주부, 구체적으로는 후술하는 제3 분할 케이싱(4c)의 내주부에 설치되어 있다. 제2 플래니터리 기어 P2는 제2 선 기어 S2의 직경 방향 외측이고 또한 제2 링 기어 R2의 직경 방향 내측에 설치되어 제2 선 기어 S2 및 제2 링 기어 R2와 맞물려 있다. 제2 스파이더(13)는 제2 플래니터리 기어 P2가 회전 가능해지도록 당해 제2 플래니터리 기어 P2를 지지하는 것으로, 제2 회전축(18)의 외주부에 스플라인 결합되어 있다. 이에 의해, 제2 스파이더(13)는, 제2 회전축(18)과 일체적으로 회전 가능한 상태로 제2 회전축(18)에 설치되어 있다. 제2 플래니터리 기어 P2는 제2 선 기어 S2의 회전에 따라 자전함과 함께 공전한다. 이에 의해, 제2 감속부(10)는 제1 회전축(17)의 회전력을 감속하고, 그 감속된 회전력은 제2 스파이더(13)로부터 제2 회전축(18)으로 전해진다.

제3 선 기어 S3은, 제2 회전축(18)의 외주부에 그 제2 회전축(18)과 동축이 되도록 설치되어 있다. 제3 링 기어 R3은, 제2 선 기어 S2의 직경 방향 외측을 둘러싸도록 설치되고, 케이싱(4)의 내주부, 구체적으로는 후술하는 제3 분할 케이싱(4c)의 내주부에 설치되어 있다. 제3 플래니터리 기어 P3은, 제3 선 기어 S3의 직경 방향 외측이고 또한 제3 링 기어 R3의 직경 방향 내측에 설치되어, 제3 선 기어 S3 및 제3 링 기어 R3과 맞물려 있다. 제3 스파이더(14)는, 제3 플래니터리 기어 P3이 회전 가능해지도록 당해 제3 플래니터리 기어 P3을 지지하는 것으로, 감속 출력축(5)의 상단부의 외주부에 스플라인 결합되어 있다. 이에 의해, 제3 스파이더(14)는, 감속 출력축(5)과 일체적으로 회전 가능한 상태로 감속 출력축(5)에 설치되어 있다. 제3 플래니터리 기어 P3은, 제3 선 기어 S3의 회전에 따라 자전함과 함께 공전한다. 이에 의해, 제3 감속부(11)는 제2 회전축(18)의 회전력을 감속하고, 그 감속된 회전력은 제3 스파이더(14)로부터 감속 출력축(5)으로 전해져, 감속 출력축(5)이 회전한다. 감속 출력축(5)이 회전하면, 감속 출력축(5)의 하단부에 설치된 피니언(15)이 도시를 생략한 선회 기어(링 기어)와 맞물리면서 회전하고, 그에 의해 선회 구동 장치 전체가 선회함과 함께 선회 구동 장치의 지지부 하우징(6a)과 결합된 피구동부로서의 상부 선회체의 어퍼 프레임(7)이 선회한다.

또한, 케이싱(4)은 제1 분할 케이싱(4a)과, 제2 분할 케이싱(4b)과, 제3 분할 케이싱(4c)을 갖는다. 이들 분할 케이싱(4a, 4b, 4c)은 감속기(2)의 축 방향[회전축(17, 18)의 축 방향]에 있어서 이 순서대로 배열되어 배치되어 있다. 분할 케이싱(4a, 4b, 4c)이 이웃하는 것끼리 각각 볼트 결합됨으로써 케이싱(4)이 형성되어 있다. 제1단 감속부(9) 및 브레이크 기구(19)는 공통의 분할 케이싱인 제1 분할 케이싱(4a) 및 제2 분할 케이싱(4b)의 내부에 배치되어 있다. 제2단 감속부(10) 및 제3단 감속부(11)는 제3 분할 케이싱(4c)의 내부에 배치되어 있다.

본 실시 형태의 선회 구동 장치는, 감속기(2)가 피구동부로서의 상부 선회체로 전달하는 회전력에 대항하는 제동력을 발생시키는 디스크식이고 또한 네거티브 방식의 브레이크 기구(19)를 구비하고 있다. 이 브레이크 기구(19)는 감속기(2) 내에 설치되어 있다. 도 1과, 도 1의 일부를 확대한 도 2를 병용하여 브레이크 기구(19)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

브레이크 기구(19)는 스프링(20)에 의해 하향으로 압박(가압)되는 링 형상의 브레이크 피스톤(21)과, 모터(1)의 회전 시에 유압이 도입되는 압력실(22)과, 브레이크 피스톤(21)의 하방에 배치된 복수의 회전축측 브레이크판(23) 및 복수의 케이싱측 브레이크판(24)을 구비한다.

회전축측 브레이크판(23)과 케이싱측 브레이크판(24)은 상하 방향에 있어서 교대로 서로 겹치도록 배치되어 있다. 회전축측 브레이크판(23)은 링 형상으로 형성되어 있다. 회전축측 브레이크판(23)은 제1단 감속부(9)의 제1 스파이더(12)와는 별체의 부재이고, 제1 스파이더(12)의 외주부에 스플라인 결합되어 있고, 그에 의해 제1 스파이더(12)와 일체적으로 회전 가능하고 또한 제1 스파이더(12)에 대해 상대적으로 상하 이동 가능하게 되어 있다.

한편, 케이싱측 브레이크판(24)은 제2 분할 케이싱(4b)의 내주부에 스플라인 결합되어 있다. 이에 의해, 케이싱측 브레이크판(24)은 제2 분할 케이싱(4b)에 대해 상대적으로 회전 불가능하고 또한 상대적으로 상하 이동 가능한 상태로 제2 분할 케이싱(4b)에 설치되어 있다.

브레이크 피스톤(21)은 회전축측 브레이크판(23)과 케이싱측 브레이크판(24)을 서로 압접시킴으로써 브레이크력(제동력)을 발생시킨다. 구체적으로는, 모터(1)의 회전의 정지 시에, 브레이크 피스톤(21)의 압박력에 의해, 이웃하는 회전축측 브레이크판(23)과 케이싱측 브레이크판(24)이 도시한 바와 같이 서로 압접되어 브레이크력이 발생하고, 이 발생된 브레이크력에 의해 제1 회전축(17), 나아가서는 제2 회전축(18)과 감속 출력축(5)의 회전이 제동되고, 그들의 축(17, 18, 5)이 회전 불가능해진다. 한편, 모터(1)의 회전 시에는, 압력실(22)에 유압이 도입됨으로써 브레이크 피스톤(21)이 상승하고, 그 결과, 이웃하는 회전축측 브레이크판(23)과 케이싱측 브레이크판(24)의 압접이 해제되어 브레이크력이 발생하지 않게 된다. 이에 의해, 제1 회전축(17), 제2 회전축(18) 및 감속 출력축(5)의 제동이 해제된다.

본 실시 형태의 선회 구동 장치에 따르면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(Ⅰ) 본 실시 형태의 선회 구동 장치에서는, 회전축측 브레이크판(23)이, 제1단 감속부(9)의 플래니터리 기어 P가 회전 가능해지도록 그 플래니터리 기어 P를 지지하는 제1 스파이더(12)의 외주부에 제1 스파이더(12)와 일체적으로 회전할 수 있는 상태로 설치되어 있다. 바꾸어 말하면, 브레이크 기구(19)에 있어서의 회전축측 브레이크판(23)의 모체로서 제1 스파이더(12)가 사용되고 있다. 이로 인해, 브레이크 기구(19)를 위해서만 필요한 축 방향 스페이스를 작게 할 수 있고, 그 결과, 선회 구동 장치의 축 방향의 전체 길이를 저감시킬 수 있다.

(Ⅱ) 회전축측 브레이크판(23)과 케이싱측 브레이크판(24)의 마찰에 의해 발생하는 브레이크 토크는, 기본적으로는 브레이크 유효 반경과, 마찰 계수와, 회전축측 브레이크판(23)에 대한 케이싱측 브레이크판(24)의 가압력의 곱에 의해 나타난다. 즉, 브레이크 유효 반경이 클수록 브레이크 토크가 커진다. 본 실시 형태의 선회 구동 장치에서는, 일정한 반경을 가진 링 형상 부재인 제1 스파이더(12)의 외주부에 회전축측 브레이크판(23)이 설치되어 있으므로, 이 브레이크판(23)의 브레이크 유효 반경을 크게 취할 수 있다. 이로 인해, 브레이크 기구(19)의 높은 브레이크 성능을 확보할 수 있다. 또한, 종래의 선회 구동 장치와 같이 브레이크 연결부와 같은 별개 부품을 추가하거나, 브레이크판 자체를 대경으로 할 필요가 없으므로, 브레이크 기구(19)에 드는 비용을 억제할 수 있음과 함께 브레이크 기구(19)의 조립성을 향상할 수 있다.

(Ⅲ) 회전축측 브레이크판(23)이, 제1 스파이더(12)와는 별체의 링 형상의 부재에 형성되고, 제1 스파이더(12)의 외주부에 스플라인 결합되어 있으므로, 회전축측 브레이크판이 스파이더의 일부를 구성하도록 스파이더와 일체 성형되어 있는 경우에 비해, 브레이크 기구(19)의 조립성이 양호해짐과 함께, 회전축측 브레이크판(23)의 마모에 수반하는 회전축측 브레이크판(23)의 교체 및 회전축측 브레이크판(23)의 매수의 증감을 수반하는 조절이 용이해진다.

(Ⅳ) 제1 회전축(17)의 중심으로부터 회전축측 브레이크판(23)과 제1 스파이더(12)의 스플라인 결합부까지의 거리가 충분히 크므로, 스플라인 결합부에 작용하는 접선 방향의 하중이 작아진다. 이로 인해, 회전축측 브레이크판(23)과 제1 스파이더(12)의 결합 부분의 필요 강도가 작아진다.

(Ⅴ) 회전축측 브레이크판(23)이, 제1 , 제2 및 제3단 감속부(9, 10, 11) 중에서 가장 고속의 회전력을 감속하는 감속부인 제1단 감속부(9)의 제1 스파이더(12)의 외주부에 설치되어 있으므로, 가장 회전 토크가 작은 부분에서 브레이크 작용을 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 작은 브레이크 토크로 높은 브레이크 효과를 얻을 수 있다.

(Ⅵ) 감속기(2)의 케이싱(4)이, 축 방향에 있어서 3개의 분할 케이싱(4a, 4b, 4c)으로 분할되어 있고, 제1단 감속부(9) 및 브레이크 기구(19)가 모두 제1 분할 케이싱(4a) 및 제2 분할 케이싱(4b)의 내부에 배치되어 있으므로, 브레이크 기구(19)의 내장을 포함한 감속기(2)의 조립 작업이 용이해진다. 또한, 구동 장치에 따라서는, 감속부가 2단밖에 설치되어 있지 않음과 함께, 브레이크 기구를 설치하지 않는 경우, 혹은 브레이크 기구를 모터축의 둘레에 설치하는 경우가 있다. 본 실시 형태의 선회 구동 장치에서는, 제1단 감속부(9)와 브레이크 기구(19)를 1조로 하여 분할 케이싱(4a, 4b)째 착탈할 수 있으므로, 상기와 같은 경우의 사양 변경에 용이하게 대응할 수 있다.

[다른 실시 형태]

(1) 상기 실시 형태에서는 모터(1)와 감속기(2)가 상하로 병설된 종배치형의 구동 장치를 예를 들어 설명했지만, 본 발명은 모터와 감속기가 좌우로 병설된 횡배치형의 구동 장치에도 상기와 마찬가지로 적용할 수 있다.

(2) 상기 실시 형태에서는, 회전축측 브레이크판(23)이 제1단 감속부(9)의 제1 스파이더(12)의 외주부에 스플라인 결합되어 있지만, 회전축측 브레이크판은 제1 스파이더(12)의 외주부에 볼트 결합되어도 되고, 제1 스파이더(12)의 일부를 구성하도록 제1 스파이더(12)와 일체로 성형되어도 된다. 이 경우, 회전축측 브레이크판은 상하 이동 불능인 고정된 브레이크판으로 된다. 따라서, 이 경우에는, 그 회전축측 브레이크판의 편면에 대해 가동 브레이크판인 케이싱측 브레이크판(24)을 압접/이격시킴으로써 브레이크 작동/브레이크 해제를 전환하도록 하면 된다.

(3) 회전축측 브레이크판(23)은, 상기 실시 형태와 같이 가장 고속단의 감속부인 제1단 감속부(9)의 제1 스파이더(12)의 외주부에 설치하는 것이 브레이크 성능의 점에서 유리하지만, 제2단 감속부(10)의 제2 스파이더(13)의 외주부 또는 제3단 감속부(11)의 제3 스파이더(14)의 외주부에 회전축측 브레이크판을 설치해도 된다.

(4) 감속기의 케이싱 내에 설치되는 감속부는 반드시 3단으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 케이싱 내에 설치된 감속부는 1단뿐이어도 된다. 또, 2단 혹은 4단 이상의 감속부가 케이싱 내에 설치되어 있어도 된다.

[실시 형태의 개요]

상기 실시 형태를 정리하면, 이하와 같다.

상기 실시 형태에 관한 건설 기계의 구동 장치는, 구동원으로서의 모터와, 상기 모터의 회전력을 감속하여, 그 감속된 회전력을 피구동부에 전달하는 감속기와, 상기 감속기가 상기 피구동부로 전달하는 회전력에 대항하는 제동력을 발생시키는 브레이크 기구를 구비하고, 상기 감속기는 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배치된 회전축과, 상기 케이싱 내에 배치된 적어도 1단의 유성 기어식의 감속부를 구비하고, 상기 감속부는, 선 기어와, 상기 선 기어의 외측을 둘러싸도록 설치된 링 기어와, 상기 선 기어 및 상기 링 기어와 맞물려, 상기 선 기어의 회전에 따라 회전하는 플래니터리 기어와, 상기 플래니터리 기어가 회전 가능해지도록 상기 플래니터리 기어를 지지하는 스파이더를 갖고, 상기 브레이크 기구는, 상기 스파이더의 외주부에 상기 스파이더와 일체로 회전하는 상태로 설치된 회전축측 브레이크판과, 상기 케이싱에 설치된 케이싱측 브레이크판과, 상기 회전축측 브레이크판과 상기 케이싱측 브레이크판을 서로 압접시킴으로써 상기 제동력을 발생시키는 브레이크 피스톤을 갖는다.

이 구성에서는, 회전축측의 브레이크판이, 감속부의 플래니터리 기어가 회전 가능해지도록 그 플래니터리 기어를 지지하는 스파이더의 외주에 스파이더와 일체적으로 회전할 수 있는 상태로 설치되어 있다. 바꾸어 말하면, 브레이크 기구에 있어서의 회전축측 브레이크판의 모체로서 스파이더가 사용되어 있다. 이로 인해, 브레이크 기구를 위해서만 필요한 회전축의 축 방향에 있어서의 스페이스를 작게 할 수 있고, 그 결과, 구동 장치의 축 방향의 전체 길이를 저감시킬 수 있다. 또한, 스파이더의 외주부에 회전축측 브레이크판이 설치되어 있으므로, 이 브레이크판의 브레이크 유효 반경을 크게 취할 수 있다. 이로 인해, 브레이크 기구의 높은 브레이크 성능을 확보할 수 있다. 또한, 종래의 선회 구동 장치와 같이 브레이크 연결부와 같은 별개 부품을 추가하거나, 브레이크판 자체를 대직경으로 할 필요가 없으므로, 브레이크 기구에 드는 비용을 억제할 수 있음과 함께 브레이크 기구의 조립성을 향상시킬 수 있다.

상기 건설 기계의 구동 장치에 있어서, 상기 회전축측 브레이크판은 상기 스파이더와는 별체의 링 형상의 부재이고, 상기 스파이더의 외주부에 대해 스플라인 결합되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 회전축측 브레이크판이 스파이더의 일부를 구성하도록 스파이더와 일체 성형되어 있는 경우에 비해, 브레이크 기구의 조립성이 양호해짐과 함께, 회전축측 브레이크판의 마모에 수반하는 회전축측 브레이크판의 교체 및 회전축측 브레이크판의 매수의 증감을 수반하는 조절이 용이해진다.

또한, 이 구성에서는, 회전축의 중심으로부터 회전축측 브레이크판과 스파이더의 스플라인 결합부까지의 거리를 크게 취할 수 있으므로, 스플라인 결합부에 작용하는 접선 방향의 하중이 작아진다. 이로 인해, 회전축측 브레이크판과 스파이더의 결합 부분의 필요 강도가 작아진다.

상기 건설 기계의 구동 장치에 있어서, 상기 감속기는 복수단의 상기 감속부를 구비하고, 상기 회전축측 브레이크판은, 상기 복수단의 감속부 중 가장 고속의 회전력을 감속하는 감속부인 최속단 감속부의 상기 스파이더의 외주부에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 가장 회전 토크가 작은 부분에서 브레이크 작용을 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 작은 브레이크 토크로 높은 브레이크 효과를 얻을 수 있다.

이 경우, 상기 감속기의 상기 케이싱은, 상기 회전축의 축 방향으로 배열되는 복수의 분할 케이싱을 포함하고, 상기 최속단 감속부 및 상기 브레이크 기구는, 상기 복수의 분할 케이싱 중 공통의 분할 케이싱 내에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 브레이크 기구의 내장을 포함한 감속기의 조립 작업이 용이해진다. 또한, 구동 장치에 따라서는, 감속부가 2단밖에 설치되어 있지 않음과 함께, 브레이크 기구를 설치하지 않는 경우, 혹은 브레이크 기구를 모터축의 둘레에 설치하는 경우가 있다. 본 구성에서는, 최속단 감속부와 브레이크 기구를 1조로 하여 그것이 내부에 설치된 분할 케이싱마다 착탈할 수 있으므로, 이와 같은 경우의 사양 변경에 용이하게 대응할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 따르면, 건설 기계의 구동 장치의 축 방향의 치수를 저감시키면서, 브레이크 기구의 브레이크 성능을 향상시킬 수 있고, 또한 브레이크 기구에 드는 비용을 억제할 수 있음과 함께 브레이크 기구의 조립성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 상부 선회체를 구비한 건설 기계의 당해 상부 선회체를 선회 구동하기 위한 구동 장치이며,
   구동원으로서의 모터와,
   상기 모터의 회전력을 감속하여, 그 감속된 회전력을 상기 상부 선회체로 전달하는 감속기와,
   상기 감속기가 상기 상부 선회체로 전달하는 회전력에 대항하는 제동력을 발생시키는 브레이크 기구를 구비하고,
   상기 감속기는, 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배치된 회전축과, 상기 케이싱 내에 배치된 복수단의 유성 기어식의 감속부를 구비하고,
   상기 복수단의 감속부의 각각은, 선 기어와, 상기 선 기어의 외측을 둘러싸도록 설치된 링 기어와, 상기 선 기어 및 상기 링 기어와 맞물려, 상기 선 기어의 회전에 따라 회전하는 플래니터리 기어와, 상기 플래니터리 기어가 회전 가능해지도록 상기 플래니터리 기어를 지지하는 스파이더를 갖고,
   상기 브레이크 기구는, 상기 복수단의 감속부 중 가장 고속의 회전력을 감속하는 감속부인 최속단 감속부의 상기 스파이더의 외주부에 상기 스파이더와 일체로 회전하는 상태로 설치된 회전축측 브레이크판과, 상기 케이싱에 설치된 케이싱측 브레이크판과, 상기 회전축측 브레이크판과 상기 케이싱측 브레이크판을 서로 압접시킴으로써 상기 제동력을 발생시키는 브레이크 피스톤을 갖고
   상기 케이싱은, 상기 회전축의 축 방향으로 배열되고 또한 서로 착탈 가능하게 결합되는 복수의 분할 케이싱을 갖고,
   상기 복수의 분할 케이싱은, 상기 모터측으로부터 순서대로 배열되는 제1 분할 케이싱, 제2 분할 케이싱 및 제 3 분할 케이싱을 포함하고,
   상기 브레이크 피스톤은, 상기 제1 분할 케이싱 내에 설치되고,
   상기 회전축측 브레이크판 및 상기 케이싱측 브레이크판은 상기 제2 분할 케이싱 내에 설치되어 있는, 건설 기계의 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전축측 브레이크판은, 상기 스파이더와는 별체의 링 형상의 부재이고, 상기 스파이더의 외주부에 대해 스플라인 결합되어 있는, 건설 기계의 구동 장치.
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