WO2019167459A1 - 電動機、回転駆動システム及び油圧ショベル - Google Patents

電動機、回転駆動システム及び油圧ショベル Download PDF

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WO2019167459A1
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space
electric motor
piston
brake
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明 南浦
貞一郎 千葉
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株式会社小松製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an electric motor, a rotational drive system, and a hydraulic excavator.
  • Patent Document 1 discloses a hydraulic excavator provided with a rotation drive system that turns an upper swing body with respect to a lower traveling body.
  • the rotational drive system includes an electric motor and a speed reducer that decelerates the rotation of the electric motor.
  • the rotation drive system is provided with a brake for preventing inadvertent rotation when stopped.
  • the brake includes a brake disc that can rotate integrally with the rotation shaft, and a brake piston that presses the brake disc.
  • Lubricating oil is supplied to the electric motor of such a rotational drive system from the outside in order to ensure the cooling performance of the rotor and the stator and the lubricity of each sliding portion such as a bearing. Lubricating oil is supplied into the electric motor by driving a lubricating oil pump.
  • the lubricating oil is supplied into the electric motor by simultaneously driving the lubricating oil pump.
  • the lubricating oil pump is driven and when the lubricating oil reaches the sliding portion.
  • the viscosity of the lubricating oil is high particularly at low temperatures, it takes time for the lubricating oil to reach the sliding portion.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an electric motor, a rotational drive system, and a hydraulic excavator that can smoothly supply lubricating oil to a sliding portion.
  • An electric motor includes a rotating shaft that rotates about an axis extending in the vertical direction, a rotor having a rotor core fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft, and a stator that surrounds the rotor core from the outer peripheral side.
  • a partition wall defining the first space in which the rotor and the stator are arranged and lubricating oil is supplied from the outside, a storing portion capable of storing the lubricating oil supplied into the first space, and the storing
  • a drive unit that discharges the lubricating oil in the unit into the first space, and a sliding unit into which the lubricating oil discharged from the storage unit is introduced.
  • the lubricity at the sliding portion is ensured by the lubricating oil supplied to the first space from the outside. Moreover, the said lubricating oil is introduce
  • the electric motor, the rotational drive system, and the hydraulic excavator of the above aspect it is possible to smoothly supply the lubricating oil to the sliding portion.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the brake mechanism in FIG. 4, illustrating a state where the brake piston is at bottom dead center.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the brake mechanism in FIG. 4, illustrating a state where the brake piston is at top dead center. It is a principal part enlarged view of the electric motor of the rotational drive system which concerns on 2nd embodiment of this invention.
  • a hydraulic excavator 200 as a work machine includes a lower traveling body 210, a swing circle 220, and an upper swing body 230.
  • the direction in which gravity acts in a state where the work machine is installed on a horizontal plane is referred to as “vertical direction”.
  • the front of a driver seat in a cab 231 described later is simply referred to as “front”, and the rear of the driver seat is simply referred to as “rear”.
  • the lower traveling body 210 has a pair of left and right crawler belts 211 and 211, and the crawler belts 211 and 211 are driven by a traveling hydraulic motor (not shown) to cause the hydraulic excavator 200 to travel.
  • the swing circle 220 is a member that connects the lower traveling body 210 and the upper swing body 230, and includes an outer race 221, an inner race 222, and a swing pinion 223.
  • the outer race 221 is supported by the lower traveling body 210 and has an annular shape centering on the turning axis L extending in the vertical direction.
  • the inner race 222 is an annular member that is coaxial with the outer race 221 and is disposed inside the outer race 221.
  • the inner race 222 is supported so as to be rotatable relative to the outer race 221 about the turning axis L.
  • the swing pinion 223 meshes with the inner teeth of the inner race 222, and the inner race 222 rotates relative to the outer race 221 as the swing pinion 223 rotates.
  • the upper revolving structure 230 is supported by the inner race 222 so as to be revolved around the revolving axis L with respect to the lower traveling structure 210.
  • the upper swing body 230 includes a cab 231, a work machine 232, an engine 236 provided behind them, a generator motor 237, a hydraulic pump 238, an inverter 239, a capacitor 240, and the rotation drive system 1.
  • the cab 231 is disposed on the front left side of the upper swing body 230 and is provided with a driver's driver's seat.
  • the work machine 232 is provided so as to extend in front of the upper swing body 230, and includes a boom 233, an arm 234, and a bucket 235.
  • the work machine 232 performs various operations such as excavation by driving the boom 233, the arm 234, and the bucket 235 by respective hydraulic cylinders (not shown).
  • the engine 236 and the generator motor 237 are spline-coupled to each other.
  • the generator motor 237 is driven by the engine 236 to generate electric power.
  • the generator motor 237 and the hydraulic pump 238 are spline-coupled to each other.
  • the hydraulic pump 238 is driven by the engine 236.
  • the hydraulic pressure generated by driving the hydraulic pump 238 drives the traveling hydraulic motor and each hydraulic cylinder described above.
  • the generator motor 237, the capacitor 240, and the rotational drive system 1 are electrically connected to each other via an inverter 239. Note that another power storage device such as a lithium ion battery may be used instead of the capacitor 240.
  • the rotation drive system 1 is arranged in a vertically placed state in which the axis O serving as the rotation center coincides with the vertical direction. The output of the rotational drive system 1 is transmitted to a swing pinion 223 that meshes with the inner teeth of the inner race 222.
  • the excavator 200 drives the rotary drive system 1 with the electric power generated by the generator motor 237 or the electric power from the capacitor 240.
  • the driving force of the rotational drive system 1 is transmitted to the inner race 222 via the swing pinion 223.
  • the inner race 222 rotates relative to the outer race 221 so that the upper swing body 230 rotates.
  • the rotation drive system 1 functions as a generator to generate electric power as regenerative energy.
  • This electric power is stored in the capacitor 240 via the inverter 239.
  • the electric power stored in the capacitor 240 is supplied to the generator motor 237 when the engine 236 is accelerated.
  • the generator motor 237 is driven by the electric power of the capacitor, so that the generator motor 237 assists the output of the engine 236.
  • the rotary drive system 1 includes a rotary drive device 10 and a lubricating oil circulation unit 150.
  • the reduction gear 60 is installed below the electric motor 20.
  • the rotary drive device 10 includes an electric motor 20 and a speed reducer 60 provided integrally with the electric motor 20.
  • the electric motor 20 includes an electric motor casing 21, a stator 30, and a rotor 38. Furthermore, the electric motor 20 includes a brake mechanism 120. In the present embodiment, the brake mechanism 120 is housed inside the speed reducer 60. Therefore, details of the brake mechanism 120 will be described in the description of the speed reducer 60.
  • the motor casing 21 is a member that forms the outer shape of the motor 20.
  • the electric motor casing 21 has an upper casing 22 and a lower casing 25.
  • the upper casing 22 has a bottomed cylindrical shape having a cylindrical upper cylindrical portion 23 extending in the vertical direction (axis O direction) and an upper bottom portion 24 that closes the upper cylindrical portion 23.
  • the lower casing 25 has a bottomed cylindrical shape including a lower cylindrical portion 26 that has a cylindrical shape extending in the vertical direction and a lower bottom portion 27 that closes the lower portion of the lower cylindrical portion 26.
  • the lower bottom portion 27 is an example of a partition that vertically divides a first space R1 and a second space R2 described later.
  • the lower bottom portion 27 is a portion that becomes the bottom portion of the motor casing 21. Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the lower bottom portion 27 is formed with a lower through hole 27 a penetrating about the axis O. A portion around the lower through hole 27a on the surface facing the upper side of the lower bottom portion 27 is formed as a first bottom surface 27b that forms an annular shape and is flattened perpendicular to the axis O. A second bottom surface 27c formed one step higher than the first bottom surface 27b is formed on the outer peripheral side of the first bottom surface 27b of the lower bottom portion 27. The second bottom surface 27c may be divided into a plurality in the circumferential direction. The first bottom surface 27b and the second bottom surface 27c are connected by a stepped portion 27d extending in the vertical direction. The outer peripheral end of the second bottom surface 27 c is connected to the inner peripheral surface of the lower cylinder portion 26.
  • the lower cylindrical portion 26 is inserted into the upper cylindrical portion 23 from below, and the outer peripheral surface of the lower cylindrical portion 26 is fitted to the inner peripheral surface of the upper cylindrical portion 23. Thereby, the lower cylinder part 26 and the upper cylinder part 23 are integrally fixed to each other.
  • a space inside the motor casing 21 formed by the lower tube portion 26 and the upper tube portion 23 is a first space R1.
  • the motor casing 21 is formed with a communication hole 50 that allows the first space R ⁇ b> 1 in the motor casing 21 to communicate downward.
  • the communication hole 50 is formed so as to open to the first bottom surface 27 b in the lower bottom portion 27 of the lower casing 25, and penetrates the lower bottom portion 27 up and down.
  • a plurality of communication holes 50 are formed at intervals in the circumferential direction.
  • another communication hole may be formed in another portion of the lower bottom portion 27.
  • another communication hole penetrating the lower cylinder portion 26 up and down may be formed.
  • the stator 30 includes a stator core 31 and a coil 32.
  • the stator core 31 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the vertical direction, and has a cylindrical shape centered on the axis O.
  • the stator core 31 includes a yoke and a plurality of teeth formed at intervals in the circumferential direction of the yoke so as to protrude from the inner peripheral surface of the yoke.
  • the stator core is fixed to the electric motor casing 21.
  • a plurality of coils 32 are provided so as to correspond to each tooth, and are wound around each tooth. Thus, a plurality of coils 32 are provided at intervals in the circumferential direction. A portion of each coil 32 protruding upward from the stator core 31 is an upper coil end 32a. A portion of each coil 32 that protrudes downward from the stator core 31 is a lower coil end 32b.
  • the rotor 38 includes a rotating shaft 40, a rotor core 42, a lower end plate 45, and an upper end plate 46.
  • the rotating shaft 40 is a rod-shaped member that extends along the axis O.
  • the rotating shaft 40 is arranged in the electric motor casing 21 so as to penetrate the inside of the stator 30 in the vertical direction.
  • the upper end of the rotating shaft 40 protrudes above the upper bottom 24 in the upper casing 22.
  • the upper end of the rotating shaft 40 may be accommodated in the electric motor casing 21.
  • the upper bottom portion 24 is provided with an upper seal 35 that seals between the outer peripheral surface of the rotary shaft 40. Thereby, the liquid-tightness in the upper end inside the electric motor casing 21 is ensured.
  • the rotor core 42 has a cylindrical shape centered on the axis O, and an inner peripheral surface 42 a is fitted on the outer peripheral surface of the rotating shaft 40.
  • the rotor core 42 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the vertical direction.
  • a plurality of permanent magnets (not shown) are embedded in the rotor core 42 at intervals in the circumferential direction.
  • ⁇ Lower end plate> The lower end plate 45 is fixed so as to be stacked on the rotor core 42 from below the rotor core 42.
  • ⁇ Upper end plate> The upper end plate 46 is fixed so as to be stacked on the rotor core 42 from above the rotor core 42.
  • ⁇ Rotor flow path F> The rotor 38 has an in-rotor flow path F that extends downward from the upper end of the rotating shaft 40 and passes between the rotating shaft 40 and the rotor core 42, through the lower end plate 45, the rotor core 42, and the upper end plate 46. Is formed.
  • the in-rotor flow path F opens from the upper surface of the upper end plate 46 into the first space R1.
  • the upper bottom portion 24 is provided with an upper bearing 36 having an annular shape around the axis O.
  • the rotary shaft 40 is inserted through the upper bearing 36 in the vertical direction, and the upper shaft 36 supports the upper portion of the rotary shaft 40 so as to be rotatable around the axis O.
  • the lower through hole 27 a in the lower bottom portion 27 is provided with a lower bearing 37 having an annular shape centered on the axis O.
  • the lower bearing 37 is an example of a sliding part.
  • the rotary shaft 40 is vertically inserted through the lower bearing 37, and the lower bearing 37 supports the lower portion of the rotary shaft 40 so as to be rotatable around the axis O.
  • the upper surface of the lower bearing 37 has the same height as the first bottom surface 27b.
  • the lubricating oil introduced into the lower bearing 37 passes through the lower bearing 37 and falls downward.
  • the speed reducer 60 includes a speed reducer casing 61, an output shaft 70, and a transmission unit 80.
  • the reduction gear casing 61 has a cylindrical shape that extends along the axis O and that opens upward and downward.
  • the upper end of the speed reducer casing 61 is in contact with the motor casing 21 from below.
  • the opening above the reduction gear casing 61 is closed by the lower casing 25 of the electric motor casing 21.
  • the output shaft 70 has a rod shape extending along the axis O.
  • the rotation of the output shaft 70 becomes the output of the rotation drive system 1.
  • the output shaft 70 is arranged such that the upper part is disposed in the speed reducer casing 61 and the lower part projects downward from the speed reducer casing 61.
  • An output shaft bearing 71 that supports the output shaft 70 so as to be rotatable around the axis O is provided below the inner peripheral surface of the reduction gear casing 61.
  • a lower portion of the output shaft 70 protruding downward from the reduction gear casing 61 is connected to the swing pinion 223.
  • a lower seal 72 that seals an annular space between the inner peripheral surface of the reducer casing 61 and the outer peripheral surface of the output shaft 70 is provided below the output shaft bearing 71 on the inner peripheral surface of the reducer casing 61.
  • a space in the reduction gear casing 61 closed from below by the lower seal 72 is a second space R2.
  • the lower part of the rotating shaft 40 that protrudes downward from the electric motor casing 21 is located in the upper part of the second space R2.
  • Lubricating oil is stored up to a predetermined height position in the second space R2. That is, the second space R2 functions as a tank that stores lubricating oil.
  • the transmission unit 80 is provided in the second space R ⁇ b> 2 in the reduction gear casing 61.
  • the transmission unit 80 has a role of decelerating the number of rotations of the rotation shaft 40 and transmitting it to the output shaft 70.
  • the transmission unit 80 is configured by a multi-stage planetary gear mechanism that sequentially reduces the rotational speed from the rotating shaft 40 to the output shaft 70.
  • the plurality of planetary gear mechanisms include a first stage planetary gear mechanism 90, a second stage planetary gear mechanism 100, and a third stage planetary gear mechanism 110. In this embodiment, at least one of these planetary gear mechanisms is immersed in the lubricating oil.
  • the first stage planetary gear mechanism 90 is a first stage planetary gear mechanism.
  • the first stage planetary gear mechanism 90 includes a first stage transmission shaft 91, a first stage planetary gear 92, and a first stage carrier 93.
  • the first stage transmission shaft 91 is externally fitted to the lower part of the rotating shaft 40 from the lower end.
  • the first stage transmission shaft 91 is rotatable about the axis O integrally with the rotation shaft 40. Outer gear teeth are formed on part of the outer peripheral surface of the first stage transmission shaft 91.
  • a plurality of first stage planetary gears 92 are provided around the first stage transmission shaft 91 at intervals in the circumferential direction so as to mesh with the outer gear teeth of the first transmission shaft.
  • the first stage planetary gear 92 meshes with the first stage inner gear teeth 62 a formed on the inner peripheral surface of the speed reducer casing 61.
  • the first stage carrier 93 supports the first stage planetary gear 92 such that it can rotate and can revolve around the axis O of the first stage transmission shaft 91.
  • the second stage planetary gear mechanism 100 and the third stage planetary gear mechanism 110 have the same configuration as the first stage planetary gear 92.
  • the second stage planetary gear mechanism 100 includes a second stage transmission shaft 101, a second stage planetary gear 102, and a second stage carrier 103.
  • the second stage transmission shaft 101 is provided below the first stage transmission shaft 91 so as to be rotatable around the axis O, and is connected to the first stage carrier 93.
  • the second stage planetary gear 102 meshes with the second stage inner gear teeth 62 b formed on the inner peripheral surface of the speed reducer casing 61.
  • the third stage planetary gear mechanism 110 includes a third stage transmission shaft 111, a third stage planetary gear 112, and a third stage carrier 113.
  • the third stage transmission shaft 111 is provided below the second stage transmission shaft 101 so as to be rotatable around the axis O, and is connected to the second stage carrier 103.
  • the third stage planetary gear 112 meshes with the third stage internal gear teeth 62 c formed on the inner peripheral surface of the speed reducer casing 61.
  • the third stage carrier is connected to the output shaft 70.
  • the brake mechanism 120 is disposed above the first stage planetary gear mechanism 90 in the second space R2 of the reduction gear casing 61.
  • the brake mechanism 120 includes a disk support part 121, a brake disk 122, a brake plate 123, a brake piston (piston) 130, a seal part 160, a brake spring (spring) 140, and a moving mechanism 170.
  • the disk support 121 is a cylindrical member centered on the axis O.
  • the lower end of the disk support 121 is integrally fixed to the upper part of the first stage carrier 93 in the first stage planetary gear mechanism 90 in the circumferential direction.
  • the lower part of the rotary shaft 40 and a part of the first stage transmission shaft 91 are located on the inner peripheral side of the disk support part 121.
  • the brake disc 122 is an annular member, and a plurality (two in this embodiment) are arranged at intervals in the vertical direction so as to protrude from the outer peripheral surface of the disc support portion 121.
  • the brake disc 122 has a plate shape whose vertical direction is the plate thickness direction.
  • the brake disc 122 of the present embodiment is provided at the lower portion of the rotating shaft 40 via the disc support portion 121 and the first stage planetary gear mechanism 90.
  • the brake disc 122 may be directly fixed so as to project outward in the radial direction from the lower portion of the rotating shaft 40.
  • the brake disc 122 rotates about the axis O together with the rotation shaft 40. In the present embodiment, the brake disk 122 rotates at a rotational speed that is reduced by one step by the first stage planetary gear mechanism 90 with respect to the rotational speed of the rotary shaft 40.
  • the brake plate 123 is an annular member, and a plurality (three in the present embodiment) are arranged at intervals in the vertical direction so as to protrude from the inner peripheral surface of the speed reducer casing 61.
  • the brake plate 123 has a plate shape whose vertical direction is the thickness direction.
  • the brake plate 123 is provided so as to protrude from the first sliding contact inner peripheral surface 64 a on the inner peripheral surface of the reduction gear casing 61.
  • the first sliding contact inner peripheral surface 64a has an inner peripheral cylindrical surface with the axis O as the center.
  • the plurality of brake plates 123 and the plurality of brake disks 122 are alternately arranged in order of the brake plates 123 and the brake disks 122 from the top to the bottom.
  • the brake plate 123 and the brake disc 122 can contact each other in the vertical direction.
  • the first sliding contact inner circumferential surface 64a is opposed to the first sliding contact inner circumferential surface 64a from the radially inner side.
  • the inner peripheral end of the brake plate 123 is opposed to the outer peripheral surface of the disc support portion 121 from the radially outer side with a space therebetween.
  • the brake piston 130 is an annular member centered on the axis O, and is disposed between the lower surface 21a of the motor casing 21 and the upper surface of the brake disk 122 in the second space R2.
  • a brake plate 123 is interposed between the brake piston 130 and the upper surface of the brake disk 122.
  • the brake piston 130 is arranged so as to be movable in the up-down direction, which is a direction to advance and retreat with respect to the electric motor casing 21. That is, the brake piston 130 can reciprocate in the vertical direction.
  • the upper surface 130a of the brake piston 130 faces the lower surface 21a of the motor casing 21 from below.
  • a lower portion of the outer peripheral surface of the brake piston 130 is a first sliding contact outer peripheral surface 131 having a circular cross section perpendicular to the axis O.
  • the first sliding contact outer peripheral surface 131 of the brake piston 130 is slidable in the vertical direction with respect to the first sliding contact inner peripheral surface 64 a of the reduction gear casing 61.
  • a first O-ring 131a is provided between the first sliding contact outer peripheral surface 131 and the first sliding contact inner peripheral surface 64a.
  • a first O-ring 131a is accommodated in a groove formed in the first sliding contact outer peripheral surface 131.
  • the first O-ring 131a is slidable in the vertical direction with respect to the first sliding contact inner peripheral surface 64a.
  • the upper part of the outer peripheral surface of the brake piston 130 is a second sliding contact outer peripheral surface 132 having a circular cross section perpendicular to the axis O.
  • the second sliding contact outer peripheral surface 132 has an outer diameter larger than that of the first sliding contact outer peripheral surface 131.
  • the second sliding contact outer peripheral surface 132 of the brake piston 130 is slidable in the vertical direction with respect to the second sliding contact inner peripheral surface 64 b of the speed reducer casing 61.
  • the second sliding contact inner peripheral surface 64b of the reduction gear casing 61 has a larger inner diameter than the first sliding contact inner peripheral surface 64a.
  • a second O-ring 132a is provided between the second sliding contact outer peripheral surface 132 and the second sliding contact inner peripheral surface 64b.
  • a second O-ring 132a is accommodated in a groove formed in the second sliding contact outer peripheral surface 132.
  • the second O-ring 132a is slidable in the vertical direction with respect to the second sliding contact inner peripheral surface 64b.
  • a step portion between the first sliding contact outer peripheral surface 131 and the second sliding contact outer peripheral surface 132 of the brake piston 130 forms a flat shape perpendicular to the axis O and faces downward, and is an annular pressure receiving surface 133.
  • the step portion between the first slidable contact inner peripheral surface 64a and the second slidable contact inner peripheral surface 64b in the reduction gear casing 61 forms a flat shape perpendicular to the axis O and faces upward, and has an annular step surface. 64c.
  • the pressure receiving surface 133 and the stepped surface 64c are opposed to each other in the vertical direction, and are separated from and close to each other as the brake piston 130 moves in the vertical direction.
  • An annular space between the pressure receiving surface 133 and the step surface 64c is a hydraulic pressure supply space R4.
  • liquid tightness is secured by the first O-ring 131a and the second O-ring 132a.
  • the volume of the hydraulic pressure supply space R4 changes as the brake piston 130 moves in the vertical direction.
  • the reduction gear casing 61 is formed with a hydraulic pressure supply hole 61 a that connects the step surface 64 c and the outside of the reduction gear casing 61.
  • the hydraulic pressure supply space R4 communicates with the outside through the hydraulic pressure supply hole 61a.
  • the annular lower surface 130b of the brake piston 130 is formed with an annular plate contact surface 134 centering on the axis O so as to protrude from the lower surface 130b.
  • the plate contact surface 134 is opposed to the brake plate 123 over the entire circumferential direction from above.
  • the brake piston 130 is located at the bottom dead center where the plate contact surface 134 contacts the brake plate 123 and the upper surface 130 a is spaced downward from the lower surface 21 a of the motor casing 21. It is said. As shown in FIG. 6, the brake piston 130 is located at a position where the plate contact surface 134 is spaced upward from the brake plate 123 and the upper surface 130 a is in contact with the lower surface 21 a of the motor casing 21. A point.
  • the upper surface 130a of the brake piston 130 is formed with a piston-side accommodation recess 135 that is recessed downward from above.
  • Plural piston-side receiving recesses 135 are arranged at intervals in the circumferential direction.
  • the piston-side accommodation recess 135 has a circular shape in a cross-sectional view orthogonal to the axis O.
  • a casing-side receiving recess 28 that is recessed from below to above is formed.
  • a plurality of casing-side receiving recesses 28 are arranged at intervals in the circumferential direction.
  • the casing-side receiving recess 28 has a circular shape having the same inner diameter as the piston-side receiving recess 135 in a cross-sectional view orthogonal to the axis O.
  • the casing side accommodation recess 28 is provided so as to correspond to the piston side accommodation recess 135. That is, each casing-side receiving recess 28 and each piston-side receiving recess 135 are provided at the same circumferential position so as to correspond to each other in a one-to-one relationship.
  • the central axes of the corresponding casing-side receiving recesses 28 and piston-side receiving recesses 135 are coaxial.
  • the space defined by the casing-side housing recess 28 and the piston-side housing recess 135 is a spring housing space R3.
  • the spring housing space R3 functions as a storage part 180 in which lubricating oil is stored.
  • the spring accommodating space R3 communicates with the first space R1 through a hole 29 formed in the lower bottom portion 27 of the electric motor casing 21.
  • the hole 29 penetrates the lower bottom portion 27 in the vertical direction.
  • the opening on the upper side of the hole portion 29 opens to the second bottom surface 27 c of the lower bottom portion 27. Thereby, the hole 29 is opened toward the upper part of the first space R1.
  • annular projection 130c is formed that projects annularly upward about the central axis O of the piston-side accommodation recess 135.
  • annular recess 27e is formed that is recessed in an annular shape upward about the central axis O of the casing-side receiving recess 28.
  • the outer peripheral surface of the annular convex portion 130c and the inner peripheral surface of the annular concave portion 27e have corresponding diameters.
  • the outer peripheral surface of the annular convex portion 130c is slidable in the vertical direction with respect to the inner peripheral surface of the annular concave portion 27e.
  • the upper end of the annular protrusion 130c comes into contact with the upper end of the annular recess 27e when the brake piston 130 is located at the top dead center.
  • a seal portion 160 is provided as an O-ring that surrounds the spring accommodating space R3 from the periphery.
  • the seal part 160 is accommodated in the groove part formed in the outer peripheral surface of the cyclic
  • the seal portion 160 abuts against the inner peripheral surface of the annular recess 27e regardless of whether the brake piston 130 is at the top dead center or the bottom dead center. Accordingly, the seal portion 160 separates the spring accommodating space R3 from the second space R2 in a liquid-tight manner.
  • the brake spring 140 is provided in the spring accommodating space R ⁇ b> 3 and urges the brake piston 130 in a direction away from the motor casing 21.
  • the brake spring 140 of the present embodiment is a coil spring, and is disposed in a posture that can be expanded and contracted in the vertical direction in the spring accommodating space R3.
  • the brake spring 140 is housed in a compressed state in the spring housing space R3.
  • the upper end of the brake spring 140 is in contact with the bottom surface of the casing side accommodation recess 28 in the electric motor casing 21, and the lower end of the brake spring 140 is in contact with the bottom surface of the piston side accommodation recess 135 in the brake piston 130.
  • the brake piston 130 When no external force is applied to the brake piston 130, the brake piston 130 is at the bottom dead center position separated from the motor casing 21 by the urging force of the brake spring 140 as shown in FIG. At this time, the volume of the spring accommodating space R3 is maximized.
  • the moving mechanism 170 moves the brake piston 130 upward so as to be close to the motor casing 21 against the bias of the brake spring 140.
  • the moving mechanism 170 includes a branch oil passage 171, an on-off valve 172, and a controller 173.
  • the branch oil path 171 is a flow path that branches from a hydraulic circuit through which the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump 238 discharging hydraulic oil flows.
  • the branch oil passage 171 is connected to the hydraulic pressure supply hole 61a from the outside.
  • the on-off valve 172 is provided in the branch oil passage 171 and is a valve that opens and closes the branch oil passage 171.
  • the on-off valve 172 is closed to prohibit the supply of hydraulic fluid from the hydraulic circuit to the hydraulic pressure supply hole 61a.
  • the on-off valve 172 is allowed to supply hydraulic oil from the hydraulic circuit to the hydraulic pressure supply hole 61a by being opened.
  • the controller 173 controls the opening / closing of the opening / closing valve 172.
  • the controller 173 receives the lock release signal P output when the turning lock lever (lock lever) provided in the cab 231 is released as an input, and opens the open / close valve 172 so that the open / close valve 172 is opened. Control.
  • the on-off valve 172 is closed.
  • the on-off valve 172 is opened only when the swing lock lever is unlocked. Therefore, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 238 is supplied to the hydraulic pressure supply hole 61a only when the turning lock lever is released and the turning lock lever is unlocked.
  • the hydraulic oil introduced into the hydraulic pressure supply hole 61a reaches the hydraulic pressure supply space R4. Hydraulic pressure is generated by the hydraulic oil on the pressure receiving surface 133 of the brake piston 130 that defines the hydraulic pressure supply space R4, and an upward force due to the hydraulic pressure acts. As a result, the brake piston 130 moves upward against the bias of the brake spring 140. Thus, hydraulic oil is supplied to oil pressure supply space R4, and brake piston 130 moves to the top dead center. At this time, the volume of the spring accommodating space R3 is minimized.
  • the lubricating oil circulation unit 150 supplies the lubricating oil into the first space R ⁇ b> 1 in the electric motor casing 21, and collects the lubricating oil recovered from the second space R ⁇ b> 2 in the speed reducer casing 61. Supply again into the first space R1.
  • the lubricating oil circulation unit 150 includes a lubricating oil flow channel 151, a lubricating oil pump 152, a cooling unit 153, and a strainer 154.
  • the lubricating oil flow channel 151 is a flow channel formed by a flow channel forming member such as a pipe provided outside the rotation drive device 10.
  • a first end which is an upstream end of the lubricating oil passage 151, is connected to the second space R ⁇ b> 2 in the speed reducer casing 61.
  • the first end of the lubricating oil passage 151 is connected to a portion between the output shaft bearing 71 and the lower seal 72 in the second space R2.
  • the second end, which is the downstream end of the lubricating oil passage 151 is connected to the opening of the in-rotor passage F at the upper end of the rotating shaft 40.
  • the second end of the lubricating oil passage 151 is connected to the first space R ⁇ b> 1 in the electric motor casing 21 via F in the rotor passage.
  • the lubricating oil pump 152 is provided in the flow path of the lubricating oil flow path 151, from the first end to the second end of the lubricating oil flow path 151, that is, from the second space R2 side to the first space R1. Lubricate the oil toward the side.
  • the cooling unit 153 is provided in a portion of the lubricating oil passage 151 on the downstream side of the lubricating oil pump 152.
  • the cooling unit 153 cools the lubricating oil flowing through the lubricating oil flow channel 151 by exchanging heat with the external atmosphere.
  • the strainer 154 is provided in a portion upstream of the lubricating oil pump 152 in the lubricating oil flow path 151.
  • the strainer 154 has a filter that removes dust and dirt from the lubricating oil that passes through the lubricating oil passage 151.
  • the strainer 154 preferably includes a magnetic filter that removes, for example, iron powder generated from the gear teeth of the speed reducer 60.
  • the brake piston 130 of the brake mechanism 120 is urged downward by a brake spring 140.
  • the on-off valve 172 in the moving mechanism 170 of the brake mechanism 120 is closed, and hydraulic oil is supplied to the hydraulic pressure supply space R4.
  • the brake piston 130 presses the brake disc 122 via the brake plate 123 in a state where it is located at the bottom dead center.
  • the rotating shaft 40 is in a non-rotatable brake state by the frictional force between the brake plate 123 and the brake disk 122.
  • the unlock signal P is input to the controller 173 of the moving mechanism 170.
  • the controller 173 controls the on-off valve 172 from the closed state to the open state.
  • the on-off valve 172 is opened, hydraulic oil is supplied, and hydraulic pressure is generated in the hydraulic pressure supply space R4.
  • the brake piston 130 that receives the hydraulic pressure at the pressure receiving surface 133 moves upward and is positioned at the top dead center. It becomes a state. Therefore, the pressure of the brake plate 123 and the brake disc 122 by the brake piston 130 is released, and the brake is released so that the rotating shaft 40 can rotate.
  • the rotational drive system 1 is driven and the upper turning body 230 turns. That is, when the turning lever is operated, AC power is supplied to each coil 32 of the stator 30 of the electric motor 20 via the inverter 239, and each permanent magnet follows the rotating magnetic field generated by these coils 32 so that the rotor. 38 rotates relative to the stator 30.
  • the rotation of the rotating shaft 40 of the rotor 38 is decelerated via the transmission unit 80 in the speed reducer 60 and transmitted to the output shaft 70. In the present embodiment, deceleration is sequentially performed via a three-stage planetary gear mechanism.
  • the turning operation of the upper turning body 230 is performed by the rotation of the output shaft 70.
  • the motor 20 is driven with high torque when the upper swing body 230 is turned. Therefore, the rotor core 42 and the permanent magnet become high temperature due to iron loss in the rotor core 42 and eddy current loss in the permanent magnet. At the same time, the stator 30 becomes hot due to copper loss in the coil 32 and iron loss in the stator core 31. If the stator 30 becomes high temperature, the rotor core 42 becomes further high temperature by the radiant heat of the stator 30. Therefore, the cooling oil is supplied into the electric motor 20 by the lubricating oil circulation unit 150.
  • the lubricating oil pump 152 of the lubricating oil circulating unit 150 is driven together with the driving of the electric motor 20.
  • part of the lubricating oil stored using the second space R2 as a tank is introduced into the in-rotor flow path F of the electric motor 20 via the lubricating oil flow path 151.
  • the lubricating oil cools the rotor core 42 and the permanent magnet in the course of flowing through the rotor flow path F.
  • the lubricating oil discharged from the rotor 38 to the first space R1 in the electric motor casing 21 is dispersed outward in the radial direction by the centrifugal force generated by the rotation of the rotor 38, and cools the coil 32 and the stator core 31.
  • the lubricating oil dropped in the first space R ⁇ b> 1 passes through the communication hole 50 that penetrates the lower bottom portion 27 of the motor casing 21 or passes through the lower bearing 37, so that the lubricating oil in the speed reducer casing 61 is passed through. It is introduced into the second space R2.
  • Lubricating oil passes through the lower bearing 37, thereby ensuring lubricity in the lower bearing 37.
  • the lubricating oil introduced into the second space R2 merges with the lubricating oil stored using the second space R2 as a tank.
  • each planetary gear mechanism is lubricated by the lubricating oil falling from the motor casing 21 or by the stored lubricating oil.
  • the cooling mechanism of the electric motor 20 is not limited to the above configuration, and various configurations can be adopted.
  • the lubricating oil pump 152 is also started at the same time.
  • the lubricating oil supplied thereby ensures the lubricity at the lower bearing 37.
  • the viscosity of the lubricating oil increases, so that it takes time for the lubricating oil that has passed through the rotor internal flow path F to reach the lower bearing 37.
  • the rotary shaft 40 may rotate in a state where the lower bearing 37 is not lubricated.
  • the spring accommodating space R3 of the present embodiment opens toward the upper portion of the first space R1, when the rotational drive system 1 is operated and the lubricating oil pump 152 is driven, Lubricating oil is introduced into the spring accommodating space R3 through the hole 29. That is, a part of the lubricating oil that flows down from the stator 30 and the rotor 38 is stored in the spring accommodating space R3. Even after the operation of the excavator 200 is completed, the spring accommodating space R3 is filled with the lubricating oil.
  • the hydraulic pressure is applied to the brake piston 130, so that the brake piston 130 moves from the bottom dead center to the top dead center.
  • the volume of the spring accommodating space R3 defined by the brake piston 130 and the electric motor casing 21 is reduced.
  • a part of the lubricating oil stored in the spring accommodating space R3 is discharged into the first space R1 through the hole 29.
  • the lubricating oil discharged into the first space R1 is introduced into the lower bearing 37, whereby the lower bearing 37 can be lubricated while the electric motor 20 and the lubricating oil pump 152 are driven. Therefore, even when the electric motor 20 and the lubricating oil pump 152 are driven simultaneously, the lower bearing 37 can be lubricated in advance even if the supply of the lubricating oil to the lower bearing 37 is delayed.
  • the lubrication part stored in the spring accommodating space R3 can be discharged into the first space R1 by an external input.
  • the lubricating oil discharged in this way is introduced into the lower bearing 37 so that the lower bearing 37 can be lubricated. Therefore, even if it is difficult to supply the lubricating oil from the outside, the lubricating oil discharged from the spring accommodating space R3 can be smoothly supplied to the lower bearing 37 as the sliding portion.
  • the spring accommodating space R3 is defined by the electric motor casing 21 and the brake piston 130, and further, the spring accommodating space R3 is used as a storage portion 180 in which the lubricating oil is stored.
  • the structure of the mechanism itself that can be supplied to R1 can be made compact.
  • the drive mechanism capable of discharging the lubricating oil into the first space R1 is configured using the brake mechanism 120 capable of braking and releasing the rotation of the rotary shaft 40. That is, since the structure using both the brake mechanism 120 and the lubricating oil discharge mechanism is realized, it is not necessary to provide a separate mechanism for each, and the apparatus can be prevented from becoming complicated.
  • the spring housing space R3 is partitioned by the casing side housing recess 28 that is recessed from the lower surface 21a of the motor casing 21 and the piston side housing recess 135 that is recessed from the upper surface 130a of the brake piston 130, so that the spring housing space R3 is formed. There is no need to provide a separate member. Further, since the spring accommodating space R3 is configured to be accommodated in the electric motor casing 21 and the brake piston 130, the entire apparatus can be made compact.
  • the spring accommodating space R3 is isolated from the outside by the seal portion 160, the lubricating oil can be reliably stored in the spring accommodating space R3.
  • the lubrication system of the electric motor 20 and the speed reducer 60 is unified, and the electric motor 20 is not provided with a tank. Therefore, the lower bearing 37 is not immersed in the lubricating oil, and the lubricity of the lower bearing 37 depends on the lubricating oil supplied from the outside and distributed. Under such circumstances, in the present embodiment, even if the lubricant supplied from the outside is difficult to reach the lower bearing 37, the lubricity of the lower bearing 37 by the lubricant discharged from the spring accommodating space R3. Can be secured.
  • the brake of the rotating shaft 40 is released by the release operation of the turning lock lever, and at the same time, lubrication is performed from the spring housing space R3. Oil can be discharged into the first space R1. Therefore, the lubricating oil can be reliably guided to the lower bearing 37 before the rotation shaft 40 rotates.
  • the lubricating oil may be discharged from the spring accommodating space R3 not only when the excavator 200 is started but also by performing a lock operation and a lock release operation on the turning lock lever during the operation of the excavator 200, for example. As a result, the lubricating oil is exhausted vigorously, so that the lower coil end 32b of the stator positioned above the hole 29 can be cooled.
  • the storage part 180A of the rotational drive system 1A of the second embodiment is provided in the first space R1. That is, the reservoir 180A is provided below the lower coil end 32b in the first space R1. Reservoir 180A has a box shape with an upper opening, and lubricating oil is introduced from above through the opening.
  • the rotational drive system 1A of the second embodiment includes a drive unit 181 that discharges the lubricating oil in the storage unit 180A into the first space R1 according to an input from the outside.
  • the drive unit 181 has a pipe 182 having one end opened in the storage unit 180A and the other end opened in the first space R1.
  • the other end of the pipe 182 is preferably open downward, for example, above the lower bearing 37 serving as a sliding portion.
  • the drive unit 181 has an on-off valve 172 disposed in the pipe line of the pipe 182.
  • the on-off valve 172 is configured to be opened and closed by a controller 173 similar to the first embodiment.
  • lubricating oil falling from above is introduced into the reservoir 180A through the opening.
  • the lubricating oil is stored in the storage unit 180A.
  • the controller 173 changes the open / close valve 172 from the closed state to the open state based on the input from the outside, so that the lubricating oil enters the first space R1 through the piping in the reservoir 180A. Discharged.
  • the lower bearing 37 can be lubricated by the lubricating oil thus discharged.
  • the signal input to the controller 173 of the moving mechanism 170 is the lock release signal P that is output in response to the release operation of the turning lock lever, but is not limited thereto.
  • the lubricating oil in the reservoirs 180 and 180A may be discharged into the first space R1 by a signal output by a switch provided in the cab 231.
  • emitted in 1st space R1 in connection with operation of the existing switch provided in the hydraulic excavator 200 may be sufficient.
  • the configuration of the moving mechanism 170 is not limited to the first and second embodiments, and any other configuration is possible as long as the lubricating oil can be discharged into the first space R1 in accordance with an external input. Also good.
  • the actuator may be driven according to a signal from the outside so that the lubricating oil can be discharged.
  • the spring accommodation space R3 as the storage portion 180 is defined by the casing-side accommodation recess 28 of the motor casing 21 and the piston-side accommodation recess 135 of the brake piston 130 has been described. Absent.
  • the spring accommodating space R3 may be formed by a recess formed in one of the electric motor casing 21 and the brake piston 130.
  • the seal portion 160 that seals the spring accommodating space R3 as the storage portion 180 is not limited to the configuration of the embodiment, and other configurations may be adopted.
  • a seal member such as an O-ring provided between the upper surface 130a of the brake piston 130 and the lower surface 21a of the electric motor casing 21 may be used.
  • the lubricating oil reservoir 180 may be formed separately from the spring accommodating space R3.
  • the drive unit that discharges the lubricating oil may be configured using a simple piston having no brake function instead of the brake piston 130.
  • the sliding portion is the lower bearing 37 has been described.
  • the drained lubricating oil may be guided to other sliding portions.
  • the on / off valve 172 when the turning lock lever is released, the on / off valve 172 is controlled from the closed state to the open state via the controller 173.
  • the configuration may be such that hydraulic oil is supplied to the branch oil passage 171 by directly switching the on-off valve 172 from the closed state to the open state by the release operation of the turning lock lever.
  • the on-off valve 172 may be changed from the closed state to the open state.
  • the present invention is applied to the rotation drive system 1, 1 ⁇ / b> A of the excavator 200 as a work machine. It may be applied to 1A.
  • the present invention can be applied not only to the rotary drive system 1, 1 ⁇ / b> A having the electric motor 20 and the speed reducer 60, but also to the electric motor alone, or to a configuration in which the electric motor 20 and a hydraulic motor driven by hydraulic pressure are combined. Good.
  • the electric motor, the rotational drive system, and the hydraulic excavator of the above aspect it is possible to smoothly supply the lubricating oil to the sliding portion.
  • Rotation drive system 1A ... Rotation drive system, 10 ... Rotation drive device, 20 ... Electric motor, 20A ... Electric motor, 21 ... Electric motor casing, 21a ... Lower surface, 22 ... Upper casing, 23 ... Upper cylinder part, 24 ... Upper bottom part 24a ... upper through hole, 25 ... lower casing, 26 ... lower cylinder part, 27 ... lower bottom part (partition wall), 27a ... lower through hole, 27b ... first bottom face, 27c ... second bottom face, 27d ... step part, 27e ... annular recess, 28 ... casing-side receiving recess (recess), 29 ... hole, 30 ... stator, 31 ...
  • stator core 32 ... coil, 32a ... upper coil end, 32b ... lower coil end, 35 ... upper seal, 36 ... Upper bearing, 37 ... lower bearing (sliding part), 38 ... rotor, 40 ... rotating shaft, 42 ... rotor core, 45 ... lower end plate, 46 ... upper end plate, 50 ... Through hole, 60 ... reducer, 61 ... reducer casing, 61a ... hydraulic pressure supply hole, 62a ... first stage gear teeth, 62b ... second stage gear teeth, 62c ... third stage gear teeth, 64a ... first One sliding contact inner peripheral surface, 64b ... second sliding contact inner peripheral surface, 64c ... stepped surface, 70 ... output shaft, 71 ... output shaft bearing, 72 ...
  • first stage planetary gear Mechanism 91 ... First stage transmission shaft, 92 ... First stage planetary gear, 93 ... First stage carrier, 100 ... Second stage planetary gear mechanism, 101 ... Second stage transmission shaft, 102 ... Second stage planetary gear, DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 ... Second stage carrier, 110 ... Third stage planetary gear mechanism, 111 ... Third stage transmission shaft, 112 ... Third stage planetary gear, 113 ... Third stage carrier, 120 ... Brake mechanism (drive part), 121 ... Disc support section, 122 ... brake disc, 123 ... brake plate, 130 ... Rake piston, 130a ... upper surface, 130b ... lower surface, 130c ...

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Abstract

上下方向に延びる軸線（Ｏ）回りに回転する回転軸（４０）、及び、該回転軸（４０）の外周面に固定されたロータコアを有するロータと、該ロータコアを外周側から囲うステータと、ロータ及びステータが配置されるとともに外部から潤滑油が供給される第一空間を区画する隔壁としての下底部（２７）と、第一空間（Ｒ１）内に供給される潤滑油を貯留可能な貯留部（１８０）と、貯留部（１８０）内の潤滑油を第一空間（Ｒ１）内に排出する駆動部としてのブレーキ機構（１２０）と、貯留部（１８０）内から排出された潤滑油がそれぞれ導入される摺動部と、を有する。

Description

電動機、回転駆動システム及び油圧ショベル
　本発明は、電動機、回転駆動システム及び油圧ショベルに関する。
　本願は、２０１８年２月２８日に日本に出願された特願２０１８－０３５８４２号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、上部旋回体を下部走行体に対して旋回させる回転駆動システムを備えた油圧ショベルが開示されている。回転駆動システムは、電動機と、該電動機の回転を減速させる減速機とを有している。回転駆動システムには、停止時における不用意な回転を防止するためのブレーキが設けられている。ブレーキは、回転軸と一体に回転可能なブレーキディスク及び該ブレーキディスクを押圧するブレーキピストンを有している。
　このような回転駆動システムの電動機には、ロータやステータの冷却性や軸受等の各摺動部の潤滑性を担保するため、外部から潤滑油が供給される。潤滑油は、潤滑油ポンプの駆動によって電動機内に供給される。
特開２０１６－１７２９６５号公報
　ところで、停止状態の電動機が始動してロータが回転する際には、同時に潤滑油ポンプが駆動されることで電動機内に潤滑油が供給される。しかしながら、潤滑油ポンプが駆動してから潤滑油が摺動部に到達するまでには時間差がある。また、特に低温時には潤滑油の粘性が高いため、摺動部に潤滑油が到達するまでに時間を要する。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、摺動部に潤滑油を円滑に供給することが可能な電動機、回転駆動システム及び油圧ショベルを提供することを目的とする。
　本発明の一の態様に係る電動機は、上下方向に延びる軸線回りに回転する回転軸、及び、該回転軸の外周面に固定されたロータコアを有するロータと、該ロータコアを外周側から囲うステータと、前記ロータ及び前記ステータが配置されるとともに外部から潤滑油が供給される第一空間を区画する隔壁と、前記第一空間内に供給される前記潤滑油を貯留可能な貯留部と、前記貯留部内の前記潤滑油を前記第一空間内に排出する駆動部と、前記貯留部内から排出された前記潤滑油がそれぞれ導入される摺動部と、を有する。
　上記構成の電動機によれば、外部から第一空間に供給される潤滑油によって摺動部での潤滑性が担保される。また、当該潤滑油は、貯留部に導入される。これにより、貯留部内に潤滑油が貯留される。
　そして、例えば第一空間に外部から潤滑油が供給されにくい場合には、駆動部より貯留部内に貯留された潤滑部を第一空間内に排出する。このように排出された潤滑油は、摺動部に導入されることで該摺動部を潤滑する。
　したがって、外部から潤滑油が供給されにくい状況であったとしても、貯留部から排出された潤滑油を摺動部に円滑に供給することができる。
　上記態様の電動機、回転駆動システム及び油圧ショベルによれば、摺動部に潤滑油を円滑に供給することが可能となる。
本発明の第一実施形態に係る回転駆動システムを備えた油圧ショベルの側面図である。 本発明の第一実施形態に係る回転駆動システムを備えた油圧ショベルの平面図である。 本発明の第一実施形態に係る回転駆動システムの概要を示す模式図である。 本発明の第一実施形態に係る回転駆動システムにおける回転駆動装置の縦断面図である。 図４におけるブレーキ機構付近の拡大図であって、ブレーキピストンが下死点にある状態を説明する図である。 図４におけるブレーキ機構付近の拡大図であって、ブレーキピストンが上死点にある状態を説明する図である。 本発明の第二実施形態に係る回転駆動システムの電動機の要部拡大図である。
＜第一実施形態＞
　以下、本発明の第一実施形態について図１～図６を参照して詳細に説明する。
＜作業機械＞
　図１及び図２に示すように、作業機械としての油圧ショベル２００は、下部走行体２１０、スイングサークル２２０及び上部旋回体２３０を備えている。以下では、作業機械が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を「上下方向」と称する。また、後述するキャブ２３１内の運転席の前方を単に「前方」と称し、運転席の後方を単に「後方」と称する。
　下部走行体２１０は、左右一対の履帯２１１，２１１を有しており、これら履帯２１１，２１１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで油圧ショベル２００を走行させる。
　スイングサークル２２０は、下部走行体２１０と上部旋回体２３０とを接続する部材であって、アウターレース２２１、インナーレース２２２及びスイングピニオン２２３を備えている。アウターレース２２１は下部走行体２１０に支持されており、上下方向に一致して延びる旋回軸線Ｌを中心とした環状をなしている。インナーレース２２２はアウターレース２２１と同軸をなす環状の部材であって、アウターレース２２１の内側に配置されている。インナーレース２２２は、アウターレース２２１に対して旋回軸線Ｌ回りに相対回転可能に支持されている。スイングピニオン２２３はインナーレース２２２の内歯に噛み合っており、スイングピニオン２２３が回転することでインナーレース２２２がアウターレース２２１に対して相対回転する。
　上部旋回体２３０は、インナーレース２２２に支持されることで下部走行体２１０に対して旋回軸線Ｌ回りに旋回可能に配置されている。上部旋回体２３０は、キャブ２３１、作業機２３２、これらの後方に設けられたエンジン２３６、発電機モータ２３７、油圧ポンプ２３８、インバータ２３９、キャパシタ２４０、及び、回転駆動システム１を備えている。
　キャブ２３１は、上部旋回体２３０の前方左側に配置されており、作業者の運転席が設けられている。作業機２３２は上部旋回体２３０の前方に延びるように設けられており、ブーム２３３、アーム２３４及びバケット２３５を有する。作業機２３２は、ブーム２３３、アーム２３４及びバケット２３５がそれぞれ各油圧シリンダ（図示省略）により駆動されることで掘削等の各種作業を行う。
　エンジン２３６及び発電機モータ２３７は、互いの軸がスプライン結合されている。発電機モータ２３７はエンジン２３６によって駆動されることで電力を生成する。発電機モータ２３７及び油圧ポンプ２３８は、互いの回転軸がスプライン結合されている。油圧ポンプ２３８は、エンジン２３６によって駆動される。油圧ポンプ２３８の駆動により生成される油圧は、上述した走行用油圧モータ、各油圧シリンダを駆動する。
　発電機モータ２３７、キャパシタ２４０及び回転駆動システム１はインバータ２３９を介して互いに電気的に接続されている。なお、キャパシタ２４０に代えてリチウムイオンバッテリ等の他の蓄電装置を用いてもよい。
　回転駆動システム１は、回転中心となる軸線Ｏが上下方向に一致する縦置きの状態で配置されている。この回転駆動システム１の出力は、インナーレース２２２の内歯に噛み合あったスイングピニオン２２３に伝達される。
　油圧ショベル２００は、発電機モータ２３７で生成される電力又はキャパシタ２４０からの電力によって回転駆動システム１を駆動する。回転駆動システム１の駆動力はスイングピニオン２２３を介してインナーレース２２２に伝達される。これによってインナーレース２２２がアウターレース２２１に対して相対回転することで上部旋回体２３０が旋回する。
　上部旋回体２３０の旋回の減速時には回転駆動システム１が発電機として機能することで回生エネルギーとしての電力を生成する。この電力はインバータ２３９を介してキャパシタ２４０に蓄積される。キャパシタ２４０に蓄積された電力は、エンジン２３６の加速時に発電機モータ２３７に供給される。キャパシタの電力によって発電機モータ２３７が駆動されることで、該発電機モータ２３７がエンジン２３６の出力を補助する。
＜回転駆動システム＞
　回転駆動システム１は、図３に示すように、回転駆動装置１０及び潤滑油循環部１５０を備えている。減速機６０は、電動機２０の下方に設置されている。
＜回転駆動装置＞
　回転駆動装置１０は、図３及び図４に示すように、電動機２０と該電動機２０と一体に設けられた減速機６０とから構成されている。
＜電動機＞
　電動機２０は、図３及び図４に示すように、電動機ケーシング２１、ステータ３０及びロータ３８を備えている。
　さらに電動機２０は、ブレーキ機構１２０を備えている。本実施形態ではブレーキ機構１２０は、減速機６０の内部に収容されている。よって、ブレーキ機構１２０については減速機６０の説明中で詳細を述べる。
＜電動機ケーシング＞
　図４に示すように、電動機ケーシング２１は、電動機２０の外形をなす部材である。電動機ケーシング２１は、上部ケーシング２２及び下部ケーシング２５を有している。
　上部ケーシング２２は、上下方向（軸線Ｏ方向）に延びる筒状をなす上筒部２３と、該上筒部２３の上方を閉塞する上底部２４とを有する有底筒状をなしている。
　下部ケーシング２５は、上下方向に延びる筒状をなす下筒部２６と、該下筒部２６の下方を閉塞する下底部２７とを有する有底筒状をなしている。下底部２７は、後述する第一空間Ｒ１と第二空間Ｒ２とを上下に区画する隔壁の一例である。
　下底部２７は電動機ケーシング２１の底部となる部分である。詳しくは図５及び図６に示すように、下底部２７には、軸線Ｏを中心として貫通する下部貫通孔２７ａが形成されている。下底部２７の上方を向く面における下部貫通孔２７ａの周囲の部分は、環状をなすとともに軸線Ｏに直交する平坦状をなす第一底面２７ｂとされている。下底部２７の第一底面２７ｂの外周側には、該第一底面２７ｂよりも一段高く形成された第二底面２７ｃが形成されている。第二底面２７ｃは周方向に複数に分割されていてもよい。第一底面２７ｂと第二底面２７ｃとは、上下方向に延びる段差部２７ｄによって接続されている。第二底面２７ｃの外周側の端部は、下筒部２６の内周面に接続されている。
　下筒部２６は、上筒部２３に下方から挿入されるようにして、該下筒部２６の外周面が上筒部２３の内周面に嵌合している。これによって、下筒部２６と上筒部２３とは互いに一体に固定されている。下筒部２６と上筒部２３とによって形成される電動機ケーシング２１の内側の空間は、第一空間Ｒ１とされている。
＜連通孔＞
　ここで図５及び図６に示すように、電動機ケーシング２１には、該電動機ケーシング２１内の第一空間Ｒ１を下方に連通させる連通孔５０が形成されている。
　本実施形態では、連通孔５０は、下部ケーシング２５の下底部２７における第一底面２７ｂに開口するように形成されており、該下底部２７を上下に貫通している。連通孔５０は、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。
　なお、例えば下底部２７における他の部分に別の連通孔が形成されていてもよい。さらに、下筒部２６を上下に貫通する別の連通孔が形成されていてもよい。
＜ステータ＞
　図４に示すように、ステータ３０は、ステータコア３１及びコイル３２を備えている。
　ステータコア３１は、電磁鋼板を上下方向に複数積層させることで構成されて軸線Ｏを中心とした筒状をなしている。ステータコア３１は、ヨーク及び該ヨークの内周面から突出するようにヨークの周方向に互いに間隔をあけて複数形成されたティースから構成されている。ステータコアは、電動機ケーシング２１に固定されている。
　コイル３２は各ティースに対応するように複数設けられており、各ティースに巻き掛けられている。これによってコイル３２は、周方向に間隔をあけて複数が設けられている。各コイル３２におけるステータコア３１から上方に突出する部分は上部コイルエンド３２ａとされている。各コイル３２におけるステータコア３１から下方に突出する部分は下部コイルエンド３２ｂとされている。
＜ロータ＞
　図４に示すように、ロータ３８は、回転軸４０、ロータコア４２、下部エンドプレート４５、及び上部エンドプレート４６を備えている。
＜回転軸＞
　回転軸４０は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材である。回転軸４０は、電動機ケーシング２１内でステータ３０の内側を上下方向に貫通するように配置されている。回転軸４０の上端は、上部ケーシング２２における上底部２４の上方に突出している。なお、回転軸４０の上端は、電動機ケーシング２１内に収容されていてもよい。
　上底部２４には、回転軸４０の外周面との間をシールする上部シール３５が設けられている。これにより、電動機ケーシング２１の内側の上端における液密性が確保されている。
＜ロータコア＞
　ロータコア４２は、軸線Ｏを中心とした円筒形状をなしており、内周面４２ａが回転軸４０の外周面に外嵌されている。ロータコア４２は、複数の電磁鋼板を上下方向に積層させることで構成されている。ロータコア４２内には、周方向に間隔をあけて複数の永久磁石（図示省略）が埋め込まれている。
＜下部エンドプレート＞
　下部エンドプレート４５は、ロータコア４２の下方から該ロータコア４２に積層されるように固定されている。
＜上部エンドプレート＞
　上部エンドプレート４６は、ロータコア４２の上方から該ロータコア４２に積層されるように固定されている。
＜ロータ内流路Ｆ＞
　ロータ３８には、回転軸４０の上端から下方に延びて、回転軸４０とロータコア４２との間、下部エンドプレート４５内、ロータコア４２内及び上部エンドプレート４６内を通過するロータ内流路Ｆが形成されている。ロータ内流路Ｆは、上部エンドプレート４６の上面から第一空間Ｒ１内に開口している。
＜上部軸受＞
　上底部２４には、軸線Ｏを中心とした環状をなす上部軸受３６が設けられている。回転軸４０は上部軸受３６を上下に挿通しており、該上部軸受３６によって回転軸４０上部が軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
＜下部軸受（摺動部）＞
　図５及び図６に示すように、下底部２７における下部貫通孔２７ａには、軸線Ｏを中心とした環状をなす下部軸受３７が設けられている。下部軸受３７は摺動部の一例である。回転軸４０は下部軸受３７を上下に挿通しており、該下部軸受３７によって回転軸４０の下部が軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。下部軸受３７の上面は、第一底面２７ｂと同一の高さとされている。下部軸受３７に導入された潤滑油は、該下部軸受３７内を通過して下方に落下する。
＜減速機＞
　次に減速機６０について図４を参照して説明する。減速機６０は、減速機ケーシング６１、出力軸７０、伝達部８０を備えている。
＜減速機ケーシング＞
　減速機ケーシング６１は、軸線Ｏに沿って延びて上方及び下方が開口した筒状をなしている。減速機ケーシング６１の上端は、電動機ケーシング２１に下方から当接している。減速機ケーシング６１の上方の開口は、電動機ケーシング２１の下部ケーシング２５によって閉塞されている。
＜出力軸＞
　出力軸７０は、軸線Ｏに沿って延びる棒状をなしている。出力軸７０の回転が回転駆動システム１の出力となる。出力軸７０は、上部が減速機ケーシング６１内に配置されており、下部が減速機ケーシング６１から下方に突出するように配置されている。減速機ケーシング６１の内周面の下部には、該出力軸７０を軸線Ｏ回りに回転可能に支持する出力軸軸受７１が設けられている。出力軸７０における減速機ケーシング６１から下方に突出する下部が、スイングピニオン２２３に接続されている。
　減速機ケーシング６１の内周面における出力軸軸受７１のさらに下方には、減速機ケーシング６１の内周面と出力軸７０の外周面との間の環状の空間をシールする下部シール７２が設けられている。下部シール７２によって下方から閉塞された減速機ケーシング６１内の空間は、第二空間Ｒ２とされている。第二空間Ｒ２の上部には、電動機ケーシング２１から下方に突出する回転軸４０の下部が位置している。第二空間Ｒ２内には、所定の高さ位置まで潤滑油が貯留されている。即ち、第二空間Ｒ２は、潤滑油を貯留するタンクとして機能している。
＜伝達部＞　
　伝達部８０は減速機ケーシング６１内の第二空間Ｒ２内に設けられている。伝達部８０は、回転軸４０の回転数を減速させて出力軸７０に伝達する役割を有する。
　伝達部８０は、回転軸４０から出力軸７０に至るまでに順次回転数を減速する複数段の遊星歯車機構によって構成されている。複数の遊星歯車機構として、本実施形態では、第一段遊星歯車機構９０、第二段遊星歯車機構１００及び第三段遊星歯車機構１１０の３つを有している。本実施形態では、これら遊星歯車機構のうちの少なくとも一つは、潤滑油内に浸漬されている。
　第一段遊星歯車機構９０は、初段の遊星歯車機構である。第一段遊星歯車機構９０は、第一段伝達軸９１、第一段遊星歯車９２及び第一段キャリア９３を有している。
　第一段伝達軸９１は、回転軸４０の下部に下端から外嵌されている。第一段伝達軸９１は、回転軸４０と一体に軸線Ｏ回りに回転可能とされている。第一段伝達軸９１の外周面の一部には外ギア歯が形成されている。
　第一段遊星歯車９２は、第一伝達軸の外ギア歯にかみ合うように該第一段伝達軸９１の周囲に周方向に間隔をあけて複数が設けられている。第一段遊星歯車９２は、減速機ケーシング６１の内周面に形成された第一段内ギア歯６２ａかみ合っている。
　第一段キャリア９３は、第一段遊星歯車９２を自転可能に、かつ、第一段伝達軸９１の軸線Ｏ回りに公転可能に支持している。
　第二段遊星歯車機構１００及び第三段遊星歯車機構１１０は、上記第一段遊星歯車９２と同様の構成をしている。
　第二段遊星歯車機構１００は、第二段伝達軸１０１、第二段遊星歯車１０２及び第二段キャリア１０３を有している。第二段伝達軸１０１は、第一段伝達軸９１の下方に軸線Ｏ回りに回転可能に設けられており、第一段キャリア９３に連結されている。第二段遊星歯車１０２は、減速機ケーシング６１の内周面に形成された第二段内ギア歯６２ｂにかみ合っている。
　第三段遊星歯車機構１１０は、第三段伝達軸１１１、第三段遊星歯車１１２及び第三段キャリア１１３を有している。第三段伝達軸１１１は、第二段伝達軸１０１の下方に軸線Ｏ回りに回転可能に設けられており、第二段キャリア１０３に連結されている。第三段遊星歯車１１２は、減速機ケーシング６１の内周面に形成された第三段内ギア歯６２ｃにかみ合っている。第三段キャリアは、出力軸７０に連結している。
　このような複数段の遊星歯車機構によって、回転軸４０の回転が複数回減速された後に出力軸７０に伝達される。
＜ブレーキ機構（駆動部）＞
　次に駆動部の一例としてのブレーキ機構１２０について、図５及び図６を参照して説明する。
　ブレーキ機構１２０は、減速機ケーシング６１の第二空間Ｒ２内における第一段遊星歯車機構９０の上方に配置されている。
　ブレーキ機構１２０は、ディスク支持部１２１、ブレーキディスク１２２、ブレーキプレート１２３、ブレーキピストン（ピストン）１３０、シール部１６０、ブレーキバネ（バネ）１４０及び移動機構１７０を有している。
＜ディスク支持部＞
　ディスク支持部１２１は軸線Ｏを中心とした円筒状をなす部材である。ディスク支持部１２１の下端は、第一段遊星歯車機構９０における第一段キャリア９３上部に周方向にわたって一体に固定されている。ディスク支持部１２１の内周側は、回転軸４０の下部及び第一段伝達軸９１の一部が位置している。
＜ブレーキディスク＞
　ブレーキディスク１２２は、円環状をなす部材であって、ディスク支持部１２１の外周面から張り出すように、上下方向に間隔をあけて複数（本実施形態では２つ）が配置されている。ブレーキディスク１２２は、上下方向を板厚方向とする板状をなしている。
　本実施形態のブレーキディスク１２２は、ディスク支持部１２１及び第一段遊星歯車機構９０を介して、回転軸４０の下部に設けられている。ブレーキディスク１２２が、回転軸４０の下部から径方向外側に張り出すように直接的に固定されていてもよい。ブレーキディスク１２２は、回転軸４０とともに軸線Ｏ回りに回転する。本実施形態では、ブレーキディスク１２２は、回転軸４０の回転数に対して、第一段遊星歯車機構９０によって一段減速された回転数で回転する。
＜ブレーキプレート＞
　ブレーキプレート１２３は、円環状をなす部材であって、減速機ケーシング６１の内周面から張り出すように上下方向に間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）が配置されている。ブレーキプレート１２３は、上下方向を板厚方向とする板状をなしている。ブレーキプレート１２３は減速機ケーシング６１の内周面における第一摺接内周面６４ａから張り出すように設けられている。第一摺接内周面６４ａは、軸線Ｏを中心とした内周円筒面状をなしている。
　複数のブレーキプレート１２３と複数のブレーキディスク１２２とは、上方から下方に向かって、ブレーキプレート１２３、ブレーキディスク１２２の順に交互に配置されている。ブレーキプレート１２３とブレーキディスク１２２は、上下方向に互いに当接可能とされている。ブレーキディスク１２２の外周端は。第一摺接内周面６４ａに対して間隔をあけて径方向内側から対向している。ブレーキプレート１２３の内周端は、ディスク支持部１２１の外周面に対して間隔をあけて径方向外側から対向している。
＜ブレーキピストン＞
　ブレーキピストン１３０は、軸線Ｏを中心とした環状をなす部材であって、第二空間Ｒ２内における電動機ケーシング２１の下面２１ａとブレーキディスク１２２の上面との間に配置されている。本実施形態では、ブレーキピストン１３０とブレーキディスク１２２の上面との間には、ブレーキプレート１２３が介在されている。ブレーキピストン１３０は、電動機ケーシング２１に対して進退する方向である上下方向に移動可能に配置されている。即ちブレーキピストン１３０は上下方向に往復移動可能とされている。
　ブレーキピストン１３０の上面１３０ａは、電動機ケーシング２１の下面２１ａに下方から対向している。ブレーキピストン１３０の外周面の下部は、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなす第一摺接外周面１３１とされている。ブレーキピストン１３０の第一摺接外周面１３１は、減速機ケーシング６１の第一摺接内周面６４ａに対して上下方向に摺動可能とされている。第一摺接外周面１３１と第一摺接内周面６４ａとの間には、第一Ｏリング１３１ａが設けられている。本実施形態では、第一摺接外周面１３１に形成された溝部内に第一Ｏリング１３１ａが収容されている。第一Ｏリング１３１ａは第一摺接内周面６４ａに対して上下方向に摺動可能とされている。
　ブレーキピストン１３０の外周面における上部は、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなす第二摺接外周面１３２とされている。第二摺接外周面１３２は、第一摺接外周面１３１よりも外径が大きい。ブレーキピストン１３０の第二摺接外周面１３２は、減速機ケーシング６１における第二摺接内周面６４ｂに対して上下方向に摺動可能とされている。減速機ケーシング６１における第二摺接内周面６４ｂは、第一摺接内周面６４ａよりも内径が大きい。第二摺接外周面１３２と第二摺接内周面６４ｂとの間には、第二Ｏリング１３２ａが設けられている。本実施形態では、第二摺接外周面１３２に形成された溝部内に第二Ｏリング１３２ａが収容されている。第二Ｏリング１３２ａは第二摺接内周面６４ｂに対して上下方向に摺動可能とされている。
　ブレーキピストン１３０における第一摺接外周面１３１と第二摺接外周面１３２との間の段部は、軸線Ｏに直交する平坦状をなして下方を向くとともに、環状をなす受圧面１３３とされている。
　減速機ケーシング６１における第一摺接内周面６４ａと第二摺接内周面６４ｂとの間の段部は、軸線Ｏに直交する平坦状をなして上方を向くとともに、環状をなす段差面６４ｃとされている。
　受圧面１３３と段差面６４ｃとは上下方向に対向しており、ブレーキピストン１３０の上下方向の移動に伴って、互いに離間及び近接する。受圧面１３３と段差面６４ｃとの間の環状の空間は油圧供給空間Ｒ４とされている。油圧供給空間Ｒ４は、第一Ｏリング１３１ａ及び第二Ｏリング１３２ａによって液密性が担保されている。油圧供給空間Ｒ４は、ブレーキピストン１３０の上下方向の移動に伴って容積が変化する。
　減速機ケーシング６１には、段差面６４ｃと減速機ケーシング６１の外部とを接続する油圧供給孔６１ａが形成されている。油圧供給空間Ｒ４は、油圧供給孔６１ａを介して外部に連通している。
　ブレーキピストン１３０の環状をなす下面１３０ｂには、軸線Ｏを中心とした環状をなすプレート当接面１３４が該下面１３０ｂから突出するように形成されている。プレート当接面１３４は、ブレーキプレート１２３に対して上方から周方向全域にわたって対向している。
　ブレーキピストン１３０は、図５に示すように、プレート当接面１３４がブレーキプレート１２３に当接するとともに上面１３０ａが電動機ケーシング２１の下面２１ａから下方に離間している位置を、往復移動の下死点としている。
　ブレーキピストン１３０は、図６に示すように、プレート当接面１３４がブレーキプレート１２３から上方に離間するとともに、上面１３０ａが電動機ケーシング２１の下面２１ａに当接している位置を、往復移動の上死点としている。
＜貯留部＞
　ブレーキピストン１３０の上面１３０ａには、上方から下方に向かって凹むピストン側収容凹部１３５が形成されている。ピストン側収容凹部１３５は、周方向に間隔をあけて複数が配置されている。ピストン側収容凹部１３５は、軸線Ｏに直交する断面視で円形をなしている。
　電動機ケーシング２１の下面２１ａには、下方から上方に向かって凹むケーシング側収容凹部２８が形成されている。ケーシング側収容凹部２８は周方向に間隔をあけて複数が配置されている。ケーシング側収容凹部２８は、軸線Ｏに直交する断面視で、ピストン側収容凹部１３５と同一の内径を有する円形をなしている。ケーシング側収容凹部２８は、ピストン側収容凹部１３５に対応するように設けられている。すなわち、各ケーシング側収容凹部２８と各ピストン側収容凹部１３５とは、互いに一対一の関係で対応するように、同一の周方向位置に設けられている。対応するケーシング側収容凹部２８とピストン側収容凹部１３５との中心軸線は同軸とされている。
　これらケーシング側収容凹部２８とピストン側収容凹部１３５とによって区画形成される空間は、バネ収容空間Ｒ３とされている。バネ収容空間Ｒ３は、潤滑油が貯留される貯留部１８０として機能する。バネ収容空間Ｒ３は、電動機ケーシング２１の下底部２７に形成された孔部２９を介して第一空間Ｒ１内に連通している。孔部２９は、下底部２７を上下方向に貫通している。孔部２９の上方側の開口は、下底部２７の第二底面２７ｃに開口している。これによって孔部２９は、第一空間Ｒ１の上部に向かって開口している。
＜シール部＞
　ブレーキピストン１３０の上面１３０ａにおけるピストン側収容凹部１３５の周囲には、該ピストン側収容凹部１３５の中心軸線Ｏを中心として上方に向かって環状に突出する環状凸部１３０ｃが形成されている。電動機ケーシング２１の下面２１ａにおけるケーシング側収容凹部２８の周囲には、ケーシング側収容凹部２８の中心軸線Ｏを中心として上方に向かって環状に凹む環状凹部２７ｅが形成されている。
　環状凸部１３０ｃの外周面と環状凹部２７ｅの内周面とは対応する径を有している。環状凸部１３０ｃの外周面は環状凹部２７ｅの内周面に対して上下方向に摺動可能とされている。環状凸部１３０ｃの上端は、環状凹部２７ｅの上端に対して、ブレーキピストン１３０が上死点に位置する際に当接する。
　環状凸部１３０ｃの外周面と環状凹部２７ｅの内周面との間には、バネ収容空間Ｒ３を周囲から取り巻くＯリングとしてのシール部１６０が設けられている。本実施形態では、環状凸部１３０ｃの外周面に形成された溝部内にシール部１６０が収容されている。シール部１６０は、ブレーキピストン１３０が上死点及び下死点にある場合のいずれであっても、環状凹部２７ｅの内周面に当接している。これによって、シール部１６０は、バネ収容空間Ｒ３を第二空間Ｒ２内から液密に隔てている。
＜ブレーキバネ＞
　ブレーキバネ１４０は、バネ収容空間Ｒ３内に設けられており、ブレーキピストン１３０を電動機ケーシング２１から離間する方向に付勢している。
　本実施形態のブレーキバネ１４０はコイルスプリングであって、バネ収容空間Ｒ３内に上下方向に伸縮可能な姿勢で配置されている。ブレーキバネ１４０は、バネ収容空間Ｒ３内に圧縮状態で収容されている。ブレーキバネ１４０の上端は電動機ケーシング２１におけるケーシング側収容凹部２８の底面に当接しており、ブレーキバネ１４０の下端はブレーキピストン１３０におけるピストン側収容凹部１３５の底面に当接している。
　ブレーキピストン１３０に対して外部からの外力が作用していない状態では、ブレーキピストン１３０は、図５に示すようにブレーキバネ１４０の付勢力によって電動機ケーシング２１から離間した下死点の位置にある。この際、バネ収容空間Ｒ３の容積は最大となる。
＜移動機構＞
　移動機構１７０は、ブレーキピストン１３０をブレーキバネ１４０の付勢に抗して電動機ケーシング２１に近接するように上方に向かって移動させる。移動機構１７０は、分岐油路１７１、開閉弁１７２及びコントローラ１７３を有している。
　分岐油路１７１は、油圧ポンプ２３８が作動油を吐出することにより生成される油圧が流通する油圧回路から分岐する流路である。分岐油路１７１は、油圧供給孔６１ａに外部から接続されている。
　開閉弁１７２は、分岐油路１７１に設けられており、該分岐油路１７１を開閉する弁である。開閉弁１７２は、閉状態とされることで、油圧回路から油圧供給孔６１ａへの作動油の供給を禁止する。開閉弁１７２は、開状態とされることで、油圧回路から油圧供給孔６１ａへの作動油の供給を許容する。
　コントローラ１７３は、開閉弁１７２の開閉を制御する。
　コントローラ１７３は、キャブ２３１内に設けられた旋回ロックレバー（ロックレバー）の解除操作に伴って出力されるロック解除信号Ｐを入力として、開閉弁１７２が開状態となるように該開閉弁１７２を制御する。旋回ロックレバーがロック状態とされている場合には開閉弁１７２は閉状態とされる。旋回ロックレバーがロック解除状態とされている場合にのみ開閉弁１７２は開状態とされる。したがって、油圧供給孔６１ａには、旋回ロックレバーの解除操作がなされて該旋回ロックレバーがロック解除状態とされている場合にのみ、油圧ポンプ２３８より吐出された作動油が供給される。
　油圧供給孔６１ａに導入された作動油は、油圧供給空間Ｒ４に到達する。油圧供給空間Ｒ４を画成するブレーキピストン１３０の受圧面１３３には作動油による油圧が生成され、油圧による上向きの力が作用する。これによって、ブレーキピストン１３０は、ブレーキバネ１４０の付勢に抗して上方に向かって移動する。このように油圧供給空間Ｒ４に作動油が供給されることで、ブレーキピストン１３０は上死点まで移動する。この際、バネ収容空間Ｒ３の容積は最小となる。
＜潤滑油循環部＞
　図３に示すように、潤滑油循環部１５０は、電動機ケーシング２１内の第一空間Ｒ１内に潤滑油を供給して、減速機ケーシング６１内の第二空間Ｒ２内から回収した潤滑油を、再度第一空間Ｒ１内に供給する。
　潤滑油循環部１５０は、潤滑油流路１５１、潤滑油ポンプ１５２、冷却部１５３、及びストレーナ１５４を有する。
　潤滑油流路１５１は、回転駆動装置１０の外部に設けられた配管等の流路形成部材によって形成された流路である。潤滑油流路１５１の上流側の端部となる第一端は、減速機ケーシング６１内の第二空間Ｒ２に接続されている。本実施形態では、潤滑油流路１５１の第一端は、第二空間Ｒ２内における出力軸軸受７１と下部シール７２との間の部分に接続されている。
　潤滑油流路１５１の下流側の端部となる第二端は、回転軸４０の上端におけるロータ内流路Ｆの開口に接続されている。潤滑油流路１５１の第二端は、ロータ内流路をＦ介して、電動機ケーシング２１内の第一空間Ｒ１に接続されている。
　潤滑油ポンプ１５２は、潤滑油流路１５１の流路内に設けられており、潤滑油流路１５１の第一端から第二端に向かって、即ち、第二空間Ｒ２側から第一空間Ｒ１側に向かって潤滑油を圧送する。
　冷却部１５３は、潤滑油流路１５１における潤滑油ポンプ１５２よりも下流側の部分に設けられている。冷却部１５３は、潤滑油流路１５１を流通する潤滑油を外部雰囲気と熱交換させることで冷却する。
　ストレーナ１５４は、潤滑油流路１５１における潤滑油ポンプ１５２よりも上流側の部分に設けられている。ストレーナ１５４は、潤滑油流路１５１を通過する潤滑油から塵や埃を除去するフィルタを有している。ストレーナ１５４は、例えば減速機６０のギア歯から発生した鉄粉を除去する磁気フィルタを備えていることが好ましい。
＜作用効果＞
　油圧ショベル２００のエンジン２３６が始動すると、同時に油圧ポンプ２３８が駆動されることで油圧が生成される。そして、旋回ロックレバーが解除操作されることで、回転駆動システムの回転軸４０のブレーキが解除されて回転可能な状態となる。
　ブレーキ機構１２０のブレーキピストン１３０はブレーキバネ１４０によって下方に向かって付勢されている。旋回ロックレバーがロック状態とされている場合には、図５に示すように、ブレーキ機構１２０の移動機構１７０における開閉弁１７２は閉状態とされており、油圧供給空間Ｒ４に作動油は供給されていない。そのため、ブレーキピストン１３０は、下死点に位置した状態でブレーキプレート１２３を介してブレーキディスク１２２を押圧する。この際のブレーキプレート１２３とブレーキディスク１２２との摩擦力によって、回転軸４０が回転不能なブレーキ状態とされている。
　そして、旋回ロックレバーをロック状態からロック解除状態に移行させる解除操作が行われると、移動機構１７０のコントローラ１７３にロック解除信号Ｐが入力される。これによって、コントローラ１７３は開閉弁１７２を閉状態から開状態とする制御を行う。開閉弁１７２が開状態となることで作動油が供給され、油圧供給空間Ｒ４に油圧が生成し、当該油圧を受圧面１３３で受けたブレーキピストン１３０が上方に移動して上死点に位置した状態となる。そのため、ブレーキピストン１３０によるブレーキプレート１２３及びブレーキディスク１２２の押圧が解除され、回転軸４０が回転可能なブレーキ解除状態となる。
　そして、キャブ２３１内の旋回レバーが操作されることで、回転駆動システム１が駆動し、上部旋回体２３０が旋回する。
　即ち、旋回レバーが操作されると、インバータ２３９を介して電動機２０のステータ３０の各コイル３２に交流電力が供給され、これらコイル３２によって生成される回転磁界に各永久磁石が追従することでロータ３８がステータ３０に対して回転する。ロータ３８の回転軸４０の回転は、減速機６０に内の伝達部８０を介して減速されて出力軸７０に伝達される。本実施形態では、三段の遊星歯車機構を介して順次減速が行われる。出力軸７０の回転によって上部旋回体２３０の旋回動作が行われる。
　上部旋回体２３０の旋回時には電動機２０が高トルクで駆動される。そのため、ロータコア４２での鉄損及び永久磁石内の渦電流損によりロータコア４２及び永久磁石が高温となる。同時にコイル３２での銅損及びステータコア３１での鉄損によりステータ３０が高温となる。ステータ３０が高温となれば、該ステータ３０の輻射熱によりロータコア４２はさらに高温となる。そのため、潤滑油循環部１５０により電動機２０内に冷却油が供給される。
　旋回レバーが操作された際には、電動機２０の駆動とともに潤滑油循環部１５０の潤滑油ポンプ１５２が駆動される。これにより、第二空間Ｒ２をタンクとして貯留された潤滑油の一部が潤滑油流路１５１を介して電動機２０のロータ内流路Ｆに導入される。潤滑油は、ロータ内流路Ｆを流通する過程でロータコア４２や永久磁石を冷却する。そして、ロータ３８から電動機ケーシング２１内の第一空間Ｒ１に排出された潤滑油は、ロータ３８の回転による遠心力によって径方向外側に向かって散布され、コイル３２やステータコア３１を冷却する。
　その後、第一空間Ｒ１内で落下した潤滑油は、電動機ケーシング２１の下底部２７を貫通する連通孔５０を通過して、又は、下部軸受３７内を通過して、減速機ケーシング６１内の第二空間Ｒ２に導入される。潤滑油は、下部軸受３７内を通過することで、当該下部軸受３７での潤滑性が担保される。
　第二空間Ｒ２に導入された潤滑油は、該第二空間Ｒ２をタンクとして貯留されている潤滑油に合流する。第二空間Ｒ２内では、電動機ケーシング２１から落下する潤滑油によって、又は、貯留された潤滑油によって、各遊星歯車機構が潤滑される。
　なお、電動機２０の冷却機構は上記の構成に限定されず種々の構成を採用することが可能である。
　ここで上記のように、電動機２０が始動する際には同時に潤滑油ポンプ１５２も始動する。これによって供給される潤滑油により、下部軸受３７での潤滑性が担保される。しかしながら、例えば外部雰囲気が低温の場合には、潤滑油の粘性が大きくなることにより、ロータ内流路Ｆを通過した潤滑油が下部軸受３７に到達するまでに時間を要する。このように、下部軸受３７に潤滑油が供給されにくい状況となる結果、下部軸受３７が潤滑されていない状態で回転軸４０が回転してしまう場合がある。
　ここで、本実施形態のバネ収容空間Ｒ３は、第一空間Ｒ１の上部に向かって開口しているため、回転駆動システム１が稼働して潤滑油ポンプ１５２が駆動されている際には、当該孔部２９を介してバネ収容空間Ｒ３内に潤滑油が導入される。即ち、ステータ３０やロータ３８から流れ落ちてくる潤滑油の一部が、バネ収容空間Ｒ３内に貯留される。油圧ショベル２００の運転が終了した後であっても、バネ収容空間Ｒ３内は潤滑油によって満たされた状態となる。
　そして、再び油圧ショベル２００の運転が開始されて、旋回ロックレバーの解除操作が行われると、ブレーキピストン１３０に油圧が作用することで、ブレーキピストン１３０は下死点から上死点に移動する。この移動によって、ブレーキピストン１３０と電動機ケーシング２１とによって区画形成されているバネ収容空間Ｒ３の体積が減少する。これにより、バネ収容空間Ｒ３内に貯留されていた潤滑油の一部が孔部２９を介して第一空間Ｒ１内に排出される。このように第一空間Ｒ１内に排出された潤滑油が下部軸受３７に導入されることによって、電動機２０や潤滑油ポンプ１５２が駆動される間に下部軸受３７を潤滑することができる。したがって、電動機２０と潤滑油ポンプ１５２とが同時に駆動された場合に下部軸受３７への潤滑油の供給が遅れてしまう場合であっても、下部軸受３７を前もって潤滑できる。
　以上のように本実施形態によれば、バネ収容空間Ｒ３内に貯留された潤滑部を、外部からの入力によって第一空間Ｒ１内に排出することができる。このように排出された潤滑油は、下部軸受３７に導入されることで該下部軸受３７を潤滑することができる。
　したがって、外部から潤滑油が供給されにくい状況であったとしても、バネ収容空間Ｒ３から排出された潤滑油を摺動部としての下部軸受け３７に円滑に供給することができる。
　バネ収容空間Ｒ３は、電動機ケーシング２１とブレーキピストン１３０とによって区画形成されており、さらに、バネ収容空間Ｒ３を潤滑油が貯留される貯留部１８０として利用しているため、潤滑油を第一空間Ｒ１に供給可能な機構自体の構成をコンパクトなものとすることができる。
　本実施形態では、回転軸４０の回転のブレーキ及びブレーキ解除が可能なブレーキ機構１２０を用いて、潤滑油を第一空間Ｒ１内に排出可能な駆動部を構成している。即ち、ブレーキ機構１２０と潤滑油の排出機構とを兼用した構成を実現しているため、それぞれ別途の機構を設けなくともよく、装置の複雑化をさけることができる。
　バネ収容空間Ｒ３は、電動機ケーシング２１の下面２１ａから凹むケーシング側収容凹部２８、及び、ブレーキピストン１３０の上面１３０ａから凹むピストン側収容凹部１３５によって区画形成しているため、バネ収容空間Ｒ３を形成するための部材を別途設ける必要もない。また、バネ収容空間Ｒ３は、電動機ケーシング２１及びブレーキピストン１３０内に収まった構成とされているため、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
　バネ収容空間Ｒ３は、シール部１６０によって外部から隔離されているため、当該バネ収容空間Ｒ３内に潤滑油を確実に貯留することができる。
　特に本実施形態では、電動機２０と減速機６０との潤滑系統が統一化されており、電動機２０にはタンクは設けられていない。そのため、下部軸受３７は潤滑油に浸漬された状態とはならず、該下部軸受３７の潤滑性は、外部から供給されて流通する潤滑油に頼ることになる。このような状況の下で本実施形態では、外部から供給される潤滑油が下部軸受３７に到達しにくい場合であっても、バネ収容空間Ｒ３から排出された潤滑油によって下部軸受３７の潤滑性を担保することができる。
　本実施形態では、エンジン２３６の回転によって油圧ポンプ２３８が駆動されて油圧が生成された後に、旋回ロックレバーの解除操作によって回転軸４０のブレーキが解除されるのと同時に、バネ収容空間Ｒ３から潤滑油を第一空間Ｒ１に排出することができる。そのため、回転軸４０の回転前に下部軸受３７に確実に潤滑油を導くことができる。
　なお、油圧ショベル２００の始動時のみならず、例えば油圧ショベル２００の運転途中に、旋回ロックレバーをロック操作、ロック解除操作を行うことにより、バネ収容空間Ｒ３から潤滑油を排出してもよい。これにより、潤滑油が勢い良く排出されることで、孔部２９の上方に位置するステータの下部コイルエンド３２ｂ等を冷却することができる。
＜第二実施形態＞
　次に本発明の第二実施形態の回転駆動システム１Ａについて、図７を参照して説明する。第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　第二実施形態の回転駆動システム１Ａの貯留部１８０Ａは、第一空間Ｒ１内に設けられている。即ち、貯留部１８０Ａは第一空間Ｒ１における下部コイルエンド３２ｂの下方に設けられている。貯留部１８０Ａは、上方が開口する箱状をなしており、当該開口部を介して上部から潤滑油が導入される。
　第二実施形態の回転駆動システム１Ａは、外部からの入力に応じて貯留部１８０Ａ内の潤滑油を第一空間Ｒ１内に排出する駆動部１８１を有する。駆動部１８１は、一端が貯留部１８０Ａ内に開口し、他端が第一空間Ｒ１内に開口する配管１８２を有している。配管１８２の他端は、例えば摺動部となる下部軸受３７の上方で下方に向かって開口していることが好ましい。
　駆動部１８１は、配管１８２の管路内に配置された開閉弁１７２を有している。当該開閉弁１７２は、第一実施形態と同様のコントローラ１７３によって開閉される構成とされている。
　回転駆動システム１Ａの運転時には、上方から落下する潤滑油が、貯留部１８０Ａ内に開口を介して導入される。これによって貯留部１８０Ａ内には潤滑油が貯留された状態となる。
　そして、第一実施形態同様、外部からの入力に基づいてコントローラ１７３が開閉弁１７２を閉状態から開状態とすることで、貯留部１８０Ａ内を潤滑油は配管を介して第一空間Ｒ１内に排出される。このように排出された潤滑油によって、下部軸受３７の潤滑を図ることができる。
＜その他の実施形態＞
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　実施形態では、移動機構１７０のコントローラ１７３に入力される信号を旋回ロックレバーの解除操作に伴って出力されるロック解除信号Ｐとしたが、これに限定されることはない。例えば、キャブ２３１内に設けられたスイッチによって出力される信号によって、貯留部１８０，１８０Ａの潤滑油を第一空間Ｒ１内に排出する構成としてもよい。また、油圧ショベル２００に設けられた既存のスイッチの操作に連動して、潤滑油が第一空間Ｒ１内に排出される構成であってもよい。
　移動機構１７０の構成は、第一、第二実施形態には限定されず、外部からの入力に応じて潤滑油を第一空間Ｒ１内に排出可能な構成であれば、他の構成であってもよい。例えば、外部からの信号に応じてアクチュエータが駆動されることによって、潤滑油を排出可能な構成としてもよい。
　第一実施形態では、電動機ケーシング２１のケーシング側収容凹部２８及びブレーキピストン１３０のピストン側収容凹部１３５によって貯留部１８０としてのバネ収容空間Ｒ３を区画形成した例について説明したがこれに限定する必要はない。電動機ケーシング２１とブレーキピストン１３０のいずれか一方に形成された凹部によってバネ収容空間Ｒ３が形成されていてもよい。
　貯留部１８０としてのバネ収容空間Ｒ３をシールするシール部１６０は実施形態の構成に限定されず、他の構成を採用してもよい。例えば、ブレーキピストン１３０の上面１３０ａと電動機ケーシング２１の下面２１ａとの間に設けられたＯリング等のシール部材であってもよい。
　潤滑油の貯留部１８０をバネ収容空間Ｒ３とは別個に形成してもよい。
　潤滑油を排出する駆動部として、ブレーキピストン１３０ではなくブレーキ機能を持たない単なるピストンを用いて構成してもよい。
　実施形態では摺動部を下部軸受３７とした例について説明したが、他の摺動部に対して、排出された潤滑油が導かれる構成であってもよい。
　実施形態では、旋回ロックレバーの解除操作が行われた際にコントローラ１７３を介して開閉弁１７２を閉状態から開状態とする制御を行ったがこれに限定されることはない。例えば、旋回ロックレバーの解除操作によって直接的に開閉弁１７２が閉状態から開状態とすることで、分岐油路１７１に作動油が供給される構成であってもよい。また、上部旋回体２３０に対する操作を含む各種の操作レバーの操作が行われた場合に、開閉弁１７２が閉状態から開状態とするようにしてもよい。
　実施形態では、本発明を作業機械としての油圧ショベル２００の回転駆動システム１，１Ａに適用した例について説明したが、他の作業機械の一部を旋回又は回転させる機構に上記回転駆動システム１，１Ａに適用してもよい。
　本願発明は、電動機２０と減速機６０とを有する回転駆動システム１，１Ａのみならず、電動機単体に適用してもよく、電動機２０と油圧で駆動する油圧モータと組み合わせた構成を適用してもよい。
　上記態様の電動機、回転駆動システム及び油圧ショベルによれば、摺動部に潤滑油を円滑に供給することが可能となる。
１…回転駆動システム、１Ａ…回転駆動システム、１０…回転駆動装置、２０…電動機、２０Ａ…電動機、２１…電動機ケーシング、２１ａ…下面、２２…上部ケーシング、２３…上筒部、２４…上底部、２４ａ…上部貫通孔、２５…下部ケーシング、２６…下筒部、２７…下底部（隔壁）、２７ａ…下部貫通孔、２７ｂ…第一底面、２７ｃ…第二底面、２７ｄ…段差部、２７ｅ…環状凹部、２８…ケーシング側収容凹部（凹部）、２９…孔部、３０…ステータ、３１…ステータコア、３２…コイル、３２ａ…上部コイルエンド、３２ｂ…下部コイルエンド、３５…上部シール、３６…上部軸受、３７…下部軸受（摺動部）、３８…ロータ、４０…回転軸、４２…ロータコア、４５…下部エンドプレート、４６…上部エンドプレート、５０…連通孔、６０…減速機、６１…減速機ケーシング、６１ａ…油圧供給孔、６２ａ…第一段内ギア歯、６２ｂ…第二段内ギア歯、６２ｃ…第三段内ギア歯、６４ａ…第一摺接内周面、６４ｂ…第二摺接内周面、６４ｃ…段差面、７０…出力軸、７１…出力軸軸受、７２…下部シール、８０…伝達部、９０…第一段遊星歯車機構、９１…第一段伝達軸、９２…第一段遊星歯車、９３…第一段キャリア、１００…第二段遊星歯車機構、１０１…第二段伝達軸、１０２…第二段遊星歯車、１０３…第二段キャリア、１１０…第三段遊星歯車機構、１１１…第三段伝達軸、１１２…第三段遊星歯車、１１３…第三段キャリア、１２０…ブレーキ機構(駆動部)、１２１…ディスク支持部、１２２…ブレーキディスク、１２３…ブレーキプレート、１３０…ブレーキピストン、１３０ａ…上面、１３０ｂ…下面、１３０ｃ…環状凸部、１３１…第一摺接外周面、１３１ａ…第一Ｏリング、１３２…第二摺接外周面、１３２ａ…第二Ｏリング、１３３…受圧面、１３４…プレート当接面、１３５…ピストン側収容凹部（凹部）、１４０…ブレーキバネ、１５０…潤滑油循環部、１５１…潤滑油流路、１５２…潤滑油ポンプ、１５３…冷却部、１５４…ストレーナ、１６０…シール部、１７０…移動機構、１７１…分岐油路、１７２…開閉弁、１７３…コントローラ、１８０…貯留部、１８０Ａ…貯留部、１８１…駆動部、１８２…配管、２００…油圧ショベル、２１１…履帯、２１０…下部走行体、２２０…スイングサークル、２２１…アウターレース、２２２…インナーレース、２２３…スイングピニオン、２３０…上部旋回体、２３１…キャブ、２３２…作業機、２３３…ブーム、２３４…アーム、２３５…バケット、２３６…エンジン、２３７…発電機モータ、２３８…油圧ポンプ、２３９…インバータ、２４０…キャパシタ、Ｌ…旋回軸線、Ｏ…軸線、Ｓ…液面、Ｒ１…第一空間、Ｒ２…第二空間、Ｒ３…バネ収容空間、Ｒ４…油圧供給空間、Ｆ…ロータ内流路、Ｐ…ロック解除信号

Claims (6)

  1. 　上下方向に延びる軸線回りに回転する回転軸、及び、該回転軸の外周面に固定されたロータコアを有するロータと、
    　該ロータコアを外周側から囲うステータと、
    　前記ロータ及び前記ステータが配置されるとともに外部から潤滑油が供給される第一空間を区画する隔壁と、
    　前記第一空間内に供給される前記潤滑油を貯留可能な貯留部と、
    　前記貯留部内の前記潤滑油を前記第一空間内に排出する駆動部と、
    　前記貯留部内から排出された前記潤滑油がそれぞれ導入される摺動部と、
    を有する電動機。
  2. 　前記駆動部は、
    　前記第一空間の外部で前記隔壁に対して進退可能に設けられ、前記貯留部を前記隔壁とともに区画形成するピストンと、
    　前記貯留部内に設けられて、前記ピストンを前記隔壁から離間する方向に付勢するバネと、
    　前記ピストンを前記バネの付勢に抗して前記隔壁に近接するように移動させる移動機構と、
    を備え、
    　前記貯留部は、前記隔壁に形成された孔部を介して前記第一空間に開口している請求項１に記載の電動機。
  3. 　前記隔壁から下方に突出する前記回転軸の下部に設けられて、該回転軸の径方向外側に張り出すブレーキディスクをさらに備え、
    　前記孔部は、前記隔壁を上下方向に貫通しており、
    　前記ピストンは、前記隔壁の下面と前記ブレーキディスクの上面との間で上下方向に進退可能に設けられており、
    　前記貯留部は、前記隔壁の下面と前記ピストンの上面との少なくとも一方から凹む凹部によって区画形成されている請求項２に記載の電動機。
  4. 　前記隔壁と前記ピストンとの間に設けられて、前記貯留部の周囲を閉塞するシール部をさらに備える請求項２又は３に記載の電動機。
  5. 　請求項３又は４に記載の電動機と、
    　前記隔壁によって下方に区画される第二空間で前記軸線回りに回転可能に設けられた出力軸、前記第二空間内に設けられて前記回転軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する伝達部を有する減速機と、
    　前記第一空間と前記第二空間とを接続する潤滑油流路、及び、該潤滑油流路に設けられて、前記第二空間側から前記第一空間側に潤滑油を圧送する潤滑油ポンプを有する潤滑油循環部と、
    を備え、
    　前記隔壁に前記第一空間と前記第二空間とを連通させる連通孔が形成され、
    　前記摺動部は、前記回転軸の下部を前記軸線回りに回転可能に支持する下部軸受である回転駆動システム。
  6. 　請求項５に記載の回転駆動システムと、
    　下部走行体と、
    　該下部走行体上に設けられて前記回転駆動システムの回転によって旋回する上部旋回体と、
    　油圧を生成する油圧ポンプと、
    を備え、
    　前記ピストンは、下方を向く受圧面を有し、
    　前記移動機構は、ロックレバーの解除操作に伴って送出される信号を入力として、前記油圧ポンプが生成した前記油圧を前記受圧面に供給する油圧ショベル。
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