WO2013161204A1 - 建設機械の駆動装置 - Google Patents

Description

建設機械の駆動装置

　本発明は、ショベル等の建設機械において、上部旋回体等の被駆動部を駆動する駆動装置に関するものである。

　ショベルの旋回駆動装置を例にとって背景技術を説明する。

　ショベルは、クローラ式の下部走行体と、地面に対して鉛直となる軸回りに旋回自在となるように下部走行体上に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に取り付けられた作業アタッチメントとを備える。

　ショベルの旋回駆動装置は、上部旋回体を旋回させるものである。旋回駆動装置は、駆動源としての油圧モータまたは電動モータと、モータの回転力を減速する歯車機構を有していてその歯車機構により減速された回転力を被駆動部としての上部旋回体に伝達する減速機とを備える。

　モータと減速機とは、互いの回転軸が一致する状態で旋回駆動装置の軸方向に並んで設けられている。モータと減速機は、モータが減速機に対して上側に配置される縦置き姿勢でアッパーフレームに取り付けられる。

　減速機は、サンギヤ、プラネタリギヤ及びリングギヤを備えた一段もしくは複数段の遊星歯車式の減速部から成る。減速機の出力は、上部旋回体に伝えられ、それによって上部旋回体が旋回する。

　また、減速機のケーシング内には潤滑油が注入されている。この潤滑油によって、各段減速部(遊星歯車機構)の潤滑が行われる。旋回駆動装置の運転中には、減速部の作動に伴って生じる遠心力やポンピング作用により、ケーシング内の潤滑油のうちの外周寄りに位置する部分がケーシングの内壁面に沿って押し上げられ、その結果、ケーシング内の潤滑油の油面がすり鉢状になったり、あるいは、ケーシング内の潤滑油が上向きに飛散したりする。この現象は、潤滑油の温度が上昇し、それに伴って油面が上昇すると、より激しくなる。

　ケーシング内の潤滑油のうち外周寄りに位置していて上昇した部分は、内側に向かって自重によりすぐさま落下し、減速部に戻る。この減速部に戻ってくる潤滑油は、減速部が作動時に潤滑油を攪拌するのに対する抵抗を増大させる。その結果、減速部の作動時に生じるエネルギーロスが増大するという問題が生じる。

　この問題を解決する技術として、下記特許文献１，２に示されたものが公知である。

　これらの公知技術では、ケーシングの外部にタンクが設けられるとともに、ケーシングの内外に跨るように上部通路と絞り付きの下部通路とが設けられている。この構成により、油面がすり鉢状となるように上昇する潤滑油が上部通路を経由してタンクに導かれてそのタンクに貯留され、そのタンクに貯留された潤滑油が下部通路を経由してケーシング内に戻されるようになっている。

　ところが、上記公知技術によると、ケーシング内の全周に亘って油面がすり鉢状となるように上昇した潤滑油のうちの限られた部分のみしか細い上部通路を通してタンクに導かれないため、潤滑油全体が一定以上の攪拌力で攪拌されないと潤滑油がタンクに到達しない。このため、貯留される油量が少なくなる。その結果、減速部が潤滑油を攪拌することによって生じるエネルギーロスを低減させる効果が低くなる。

　また、上記公知技術では、タンク、上部通路及び下部通路がケーシングの外部に設けられるため、旋回駆動装置全体として構造が複雑化及び大型化する。その結果、旋回駆動装置の製造コストが大幅に増大するとともに、旋回駆動装置の周辺レイアウトに悪影響を与えるおそれがある。

　さらに、上記公知技術では、旋回駆動装置の大型化を抑えるという観点からタンクを大型化することができず、その結果、タンクの容量を大きくすることができない。この点からも、タンクに貯留可能な潤滑油の量が少なくなり、その結果、上記エネルギーロスの低減効果がさらに低くなる。

特開２００８－２３２２６９号公報 特開２００８－２３２２７０号公報

　本発明の目的は、建設機械の駆動装置の運転中に減速機内で潤滑油が攪拌されることによって生じるエネルギーロスの低減と、駆動装置の構造の簡素化及び小型化とを同時に実現することである。

　本発明の一局面に従う建設機械の駆動装置は、建設機械の被駆動部を駆動する駆動装置であって、駆動源としてのモータと、前記モータの回転力を減速し、その減速した回転力を被駆動部に伝達する減速機と、前記減速機が前記被駆動部へ伝達する回転力に対抗する制動力を発生させるブレーキ機構とを備え、前記モータと前記減速機とは、互いの回転軸の中心が一致し且つ前記モータが前記減速機の上側に位置する状態で上下方向において並設され、前記減速機は、潤滑油が内部に注入されるとともに前記ブレーキ機構が内部に設けられたケーシングを有し、前記ブレーキ機構は、リング状のブレーキピストンと、このブレーキピストンの押圧力によって前記制動力を発生させるブレーキ板とを備え、前記ブレーキピストンは、当該ブレーキピストンの周方向における複数個所に設けられていて潤滑油を貯留し得る空間である複数の油溜まりと、前記駆動装置の運転時に上昇する潤滑油を前記各油溜まりに導入する油入口と、前記各油溜まりに貯留された潤滑油を排出する油出口とを有する。

本発明の第１実施形態に係る旋回駆動装置の一部断面側面図である。 図１の一部を拡大して示す図である。 図２中の丸で囲った部分をさらに拡大した図である。 第１実施形態に係る旋回駆動装置のブレーキピストンの水平断面図である。 ブレーキ板の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る旋回駆動装置のブレーキピストンを示す図４相当図である。

　以下の実施形態は、ショベルの旋回駆動装置を対象としている。

　但し、本発明は、旋回駆動装置と同様に、モータと減速機が、互いの回転軸の中心が一致する状態で上下方向において並んで設けられ、かつ、減速機のケーシング内に潤滑油が注入される構成を有する他の駆動装置にも適用することができる。また、本発明は、ショベル以外の建設機械の駆動装置であって上記構成を有する駆動装置にも同様に適用することができる。

　［第１実施形態］(図１～図４参照)
　本発明の第１実施形態による旋回駆動装置は、ショベルにおいて被駆動部としての上部旋回体を駆動するものであり、図１に示すように、駆動源としてのモータ１と、モータ１の回転力を減速し、その減速した回転力を上部旋回体に伝達する減速機２とを備える。

　モータ１は、油圧モータまたは電動モータである。モータ１は、モータハウジング３を備える。減速機２は、筒状の減速機ケーシング４を備える。以下、減速機ケーシング４のことを単にケーシング４という。モータ１と減速機２とは、モータ１が減速機２の上側に配置され且つモータ１の回転軸（モータ軸１６）の中心と減速機２の回転軸１７，１８の中心とが一致する縦置き状態で、モータハウジング３とケーシング４とが互いにボルト結合されることによって結合されている。

　減速機２は、当該減速機２によって減速された回転力を出力する減速出力軸５と、減速出力軸５を支持するシャフト支持部６とを備える。シャフト支持部６は、ケーシング４の下端部に取り付けられている。シャフト支持部６は、減速出力軸５が回転自在となるように減速出力軸５を支持する軸受を内部に備えている。シャフト支持部６は、上部旋回体のアッパーフレーム７に複数の取付ボルト８によって取り付けられている。

　また、減速機２は、ケーシング４内に設けられた第１回転軸１７及び第２回転軸１８と、ケーシング４内に設けられた三段の遊星歯車式の減速部９，１０，１１とを備える。三段の減速部は、減速機２の回転軸１７，１８の軸方向に並んで配置された第１減速部９、第２減速部１０及び第３減速部１１からなる。
ケーシング４内には、これらの減速部９～１１を潤滑するための潤滑油Ｏが注入されている。

　第１減速部９は、モータ軸１６に取り付けられた第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１の周りに配置された複数の第１プラネタリギヤＰ１と、ケーシング４の内周部に設けられた第１リングギヤＲ１と、第１スパイダ１２とを有する。また、第２減速部１０は、第１回転軸１７に取り付けられた第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２の周りに配置された複数の第２プラネタリギヤＰ２と、ケーシング４の内周部に設けられた第２リングギヤＲ２と、第２スパイダ１３とを有する。また、第３減速部１１は、第２回転軸１８に取り付けられた第３サンギヤＳ３と、第３サンギヤＳ３の周りに配置された複数の第３プラネタリギヤＰ３と、ケーシング４の内周部に設けられた第３リングギヤＲ３と、第３スパイダ１４とを有する。

　第１スパイダ１２は、各第１プラネタリギヤＰ１が回転自在となるようにそれらの第１プラネタリギヤＰ１を支持するキャリアである。第１スパイダ１２は、第１回転軸１７の外周部にスプライン結合されることによって、第１回転軸１７と一体的に回転する状態で第１回転軸１７に取り付けられている。第２スパイダ１３は、各第２プラネタリギヤＰ２が回転自在となるようにそれらの第２プラネタリギヤＰ２を支持するキャリアであり、第３スパイダ１４は、各第３プラネタリギヤＰ３が回転自在となるようにそれらの第３プラネタリギヤＰ３を支持するキャリアである。

　第１減速部９は、周知のように第１プラネタリギヤＰ１が自転しながら公転運動を行うことによって、モータ１の回転力（モータ軸１６の回転力）を減速する。また、第２減速部１０は、周知のように第２プラネタリギヤＰ２が自転しながら公転運動を行うことによって、第１減速部９によって減速された回転力をさらに減速する。また、第３減速部１１は、周知のように第３プラネタリギヤＰ３が自転しながら公転運動を行うことによって、第２減速部１０によって減速された回転力をさらに減速する。第３減速部１１によって減速された回転力は、減速出力軸５に伝えられて減速出力軸５が回転する。減速出力軸５が回転すると、減速出力軸５の下端部に設けられたピニオン１５が図略の旋回歯車（リングギヤ）と噛み合いながら回転し、それによって、旋回駆動装置全体が旋回するとともに被駆動部としての上部旋回体のアッパーフレーム７が旋回する。

　旋回駆動装置の運転停止時には、ケーシング４内の潤滑油Ｏの油面は、図１及び図２に示されているように、第１～第３減速部９～１１のうち最も高速の回転力を減速する最上段の減速部である第１減速部９のほぼ下半部がその油面の下に没するようなレベルに位置し、水平となる。この状態での潤滑油Ｏの油面を静止油面という。

　一方、旋回駆動装置の運転中は、各段減速部９～１１が作動することによって潤滑油Ｏが攪拌されるとともに、各段減速部９～１１のサンギヤＳ１～Ｓ３及びスパイダ１２～１４の回転と各段減速部９～１１のプラネタリギヤＰ１～Ｐ３の公転によって潤滑油Ｏに遠心力が加えられる。この潤滑油Ｏに加えられる遠心力により、潤滑油Ｏの油面の外周寄りの部分がケーシング４の内壁面に沿ってせり上がり、その結果、図１～図３中に二点鎖線で示すように油面全体がすり鉢状となる。また、この旋回駆動装置の運転中は、減速部９～１１のポンピング作用によって潤滑油Ｏが上向きで各方向に飛散する。

　以下、ケーシング４の内壁面に沿ってせり上がった潤滑油、及び、上向きに飛散した潤滑油をまとめて「上昇した潤滑油」という場合がある。

　また、第１実施形態の旋回駆動装置は、ディスク式でかつネガティブ方式のブレーキ機構１９を備えている。このブレーキ機構１９は、減速機２が上部旋回体へ伝達する回転力に対抗する制動力を発生させるものである。ブレーキ機構１９は、減速機２内（ケーシング４内）に設けられている。

　ブレーキ機構１９は、厚肉なリング状のブレーキピストン２１と、ブレーキピストン２１に下向きの押圧力を付与する複数のバネ２０と、モータ１の回転時に油圧が導入される圧力室２２と、ブレーキピストン２１の下方に配置された複数の回転軸側ブレーキ板２３及び複数のケーシング側ブレーキ板２４とを備える。

　各回転軸側ブレーキ板２３は、リング状に形成されている。各回転軸側ブレーキ板２４は、第１減速部９の第１スパイダ１２の外周部にスプライン結合されており、それによって第１スパイダ１２と一体的に回転可能でかつ第１スパイダ１２に対して相対的に上下移動可能となっている。

　一方、ケーシング側ブレーキ板２４は、ケーシング４の内周部にスプライン結合されている。これにより、ケーシング側ブレーキ板２４は、ケーシング４に対して相対的に回転不能でかつ相対的に上下移動可能な状態でケーシング４に取り付けられている。

　ブレーキピストン２１は、前記複数のバネ２０により下向きに押圧（付勢）されて、回転軸側ブレーキ板２３とケーシング側ブレーキ板２４とを互いに圧接させ、それによってブレーキ力（制動力）を発生させる。ブレーキピストン２１には、図４に示すように、複数のバネ室２５と、複数の油溜まり２６とが設けられている。各バネ室２５は、バネ２０（図２参照）を収容する空間である。複数のバネ室２５は、ブレーキピストン２１の周方向に間隔をおいて配置されている。各バネ室２５は、底面を有する丸穴として形成されている。油溜まり２６は、ブレーキピストン２１の周方向において隣り合うバネ室２５間に配置されている。各油溜まり２６は、バネ室２５と同様、底面を有する丸穴として形成されている。旋回駆動装置の運転時に上昇する潤滑油は、バネ室２５及び油溜まり２６に導入されて貯留される。すなわち、本来はバネ２０を収容するためのものであって、ブレーキ機構１９の必須要素である全てのバネ室２５が、油溜まりの役割も兼ねている。バネ室２５は、本発明の油溜まりの概念に含まれる。

　ブレーキピストン２１は、各バネ室２５の底面及び各油溜まり２６の底面が前記静止油面の位置よりも上側に位置する状態で設けられている。また、ブレーキピストン２１は、ケーシング４内の空間の外周部にケーシング４の内周面に沿って上下移動可能な状態で設けられている。

　図４では、バネ室２５と油溜まり２６とを区別するためにバネ室２５が太線で示されている。

　ブレーキピストン２１の上方には、図２に示すように、各バネ２０の上端を受けるバネ受け２７が設けられている。このバネ受け２７によって、各バネ室２５の上端の開口及び各油溜まり２６の上端の開口が閉塞される。

　バネ室２５と油溜まり２６とは、直径、深さ及び底面の高さ位置が全く同じである同形状の丸穴に形成するのが加工上からは望ましいが、直径または深さが異なる丸穴として形成してもよい。

　ブレーキピストン２１のうち各バネ室２５の底面及び各油溜まり２６の底面を構成する底部には、複数の下部油入口２８が設けられている。下部油入口２８は、各バネ室２５の直下及び各油溜まり２６の直下にそれぞれ設けられている。各下部油入口２８は、ブレーキピストン２１の底部を上下方向において貫通する貫通穴であり、その上方に設けられた対応するバネ室２５又は油溜まり２６と連通している。下部油入口２８は、それが連通するバネ室２５又は油溜まり２６に下側から潤滑油を導入するためのものである。また、下部油入口２８は、それが連通するバネ室２５又は油溜まり２６から潤滑油を排出するための油出口を兼ねている。下部油入口２８は、油溜まり２６の水平断面積よりも小さな水平断面積を有する。すなわち、下部油入口２８は、油溜まり２６の直径よりも小さな直径を有する。

　また、ブレーキピストン２１の内周部には、複数の上部油入口２９が設けられている。上部油入口２９は、ブレーキピストン２１の内周部のうちブレーキピストン２１の径方向における各バネ室２５の内側の各位置及び各油溜まり２６の内側の各位置にそれぞれ設けられている。各上部油入口２９は、ブレーキピストン２１の内周部をブレーキピストン２１の径方向に貫通する貫通穴であり、対応するバネ室２５又は油溜まり２６と連通している。上部油入口２８は、それが連通するバネ室２５又は油溜まり２６に側方から潤滑油を導入するためのものである。

　なお、ブレーキピストン２１の径方向内側には、第１段減速部９の第１リングギヤＲ１が配置されている。第１リングギヤＲ１には、複数の連通穴３０が設けられている。連通穴３０は、第１リングギヤＲ１において、各上部油入口２９に対応する各位置、すなわちブレーキピストン２１の径方向における各上部油入口２９の内側の各位置にそれぞれ配置されている。連通穴３０は、対応する上部油入口２９と連通しており、後述するように潤滑油を上部油入口２９へ導く。

　旋回駆動装置の運転停止時には、圧力室２２に導入される油圧が開放されると、各バネ２０の弾発力により、ブレーキピストン２１が隣り合う回転軸側ブレーキ板２３とケーシング側ブレーキ板２４とを互いに圧接させてブレーキ力を発生させる。この発生したブレーキ力により、第１回転軸１７、ひいては第２回転軸１８及び減速出力軸５の回転が制動され、それらの軸１７，１８，５が回転不能となる。一方、旋回駆動装置の運転時には、圧力室２２に油圧が導入されることによりブレーキピストン２１が上昇し、その結果、隣り合う回転軸側ブレーキ板２３とケーシング側ブレーキ板２４との圧接が解除されてブレーキ力が発生しなくなる。これにより、第１回転軸１７、第２回転軸１８及び減速出力軸５の制動が解除される。

　図５に示すように、回転軸側ブレーキ板２３には、複数の凹溝３１が設けられている。複数の凹溝３１は、回転軸側ブレーキ板２３の上面に形成されており、回転軸側ブレーキ板２３の周方向に間隔をおいて配置されている。複数の凹溝３１は、回転軸側ブレーキ板２３の中心に対して放射状に延びている。この凹溝３１が回転軸側ブレーキ板２３に設けられていることにより、回転軸側ブレーキ板２３が回転すると、潤滑油がブレーキピストン２１に向かって押し上げられるようになっている。

　なお、各凹溝３１は、一定幅で直線状に形成されていてもよいし、図示のように回転軸側ブレーキ板２３の外周部側へ向かうにつれて先広がり状に形成されていてもよい。

　以上の構成において、旋回駆動装置の運転中(モータ１の回転中)に、減速部９～１１の作動によって生じる遠心力やポンピング作用により潤滑油の油面の外周寄りの部分がせり上がると、このせり上がった潤滑油は、図２及び図３中に実線矢印で示されているように各下部油入口２８を通じて各バネ室２５及び各油溜まり２６に導入され、その各バネ室２５及び各油溜まり２６に貯留される。

　一方、上向きに飛散する潤滑油は、図３中に破線矢印で示されているように各連通穴３０及び各上部油入口２９を通じて各バネ室２５及び各油溜まり２６に侵入し、その各バネ室２５及び各油溜まり２６に貯留される。

　そして、旋回駆動装置の運転停止後、各バネ室２５及び各油溜まり２６に貯留された潤滑油は、各下部油入口２８を通じてケーシング４の内側の空間に徐々に戻される。

　第１実施形態の旋回駆動装置の減速機２は、ブレーキピストン２１という、十分な表面積と体積を持った部材を備えており、このブレーキピストン２１は、ケーシング４内の潤滑油の油面及び減速部９～１１の近くに配置されている。これらの点に着目して、第１実施形態では、ブレーキピストン２１の周方向における複数個所に、バネ室２５及び油溜まり２６とそれらに潤滑油を導入する下部油入口２８及び上部油入口２９とが設けられており、それによって、旋回駆動装置の運転中、ケーシング４内で上昇する潤滑油を下部油入口２８及び上部油入口２９を通じてバネ室２５及び油溜まり２６に導入して効率よく貯留することができる。そして、旋回駆動装置の運転停止後には、油出口を兼ねる下部油入口２９を通じてバネ室２５及び油溜まり２６から潤滑油をケーシング４内の空間に戻すことができる。このため、公知技術のように細い通路を通じてケーシング外のタンクに潤滑油を導入して貯留する場合と比較して、第１実施形態では、潤滑油の貯留と戻しがスムーズに行われる。

　また、元々、十分な表面積と体積を持ったブレーキピストン２１に潤滑油を貯留するバネ室２５及び油溜まり２６が設けられているため、それらバネ室２５及び油溜まり２６の総容量を十分大きく確保することができる。

　これらの点により、減速部９～１１が潤滑油を攪拌することによって生じるエネルギーロスを確実に低減することができる。

　とくに、短時間で運転と停止を繰り返す旋回駆動装置においては、バネ室２５及び油溜まり２６に貯留された潤滑油がケーシング４内の空間に戻りきらない状態、すなわちケーシング４内の潤滑油の油面のレベルが低い状態から減速部９～１１が動き出すことになる。このため、減速部９～１１の上記エネルギーロスの低減効果を高めることができる。

　しかも、第１実施形態では、公知技術のような余分な外部設備や通路が不要となるので、構造を簡素化できるとともに小型化できる。その結果、旋回駆動装置の製造コストが大幅に増大したり、旋回駆動装置の周辺レイアウトに悪影響を与えたりするのを防ぐことができる。

　また、第１実施形態によると次の（ｉ）～（ｖ）の効果を得ることができる。

　(ｉ)　旋回駆動装置の運転時には、油面がすり鉢状となった潤滑油のうち外周寄りのせり上がった部分が、下部油入口２８を通じてバネ室２５及び油溜まり２６に導入されるとともに、減速部９～１１が潤滑油を攪拌することによって上向きの各方向に飛散する潤滑油が、上部油入口２９を通じてバネ室２５及び油溜まり２６に導入されるため、上昇する潤滑油を効率良くバネ室２５及び油溜まり２６に貯留することができる。

　(ｉｉ)　バネ室２５及び油溜まり２６が、潤滑油の静止油面よりも上側の位置に設けられているとともに、ブレーキピストン２１の底部のうち各バネ室２５及び各油溜まり２６の下方の各位置に下部油入口２８が設けられ、ブレーキピストン２１の内周部のうち各バネ室２５及び各油溜まり２６に対応する各位置に上部油入口２９が設けられているため、旋回駆動装置の運転時にせり上がった潤滑油又は上向きに飛散した潤滑油のみがバネ室２５及び油溜まり２６に導入され、旋回駆動装置の運転停止状態では、潤滑油はバネ室２５及び油溜まり２６に侵入しない。このため、旋回駆動装置の運転時にバネ室２５及び油溜まり２６の収容油量が殺がれるおそれがない。

　(ｉｉｉ)　下部油入口２８が、ブレーキピストン２１の底部に、バネ室２５及び油溜まり２６の水平断面積よりも小さな水平断面積を有する油出口兼用の穴として形成されているため、ブレーキピストン２１に専用の油出口を下部油入口２８とは別に設ける場合と比較してブレーキピストン２１の加工が容易となる。

　(ｉｖ)　ブレーキピストン２１の必須要素として元々設けられている各バネ室２５が油溜まりとして兼用されているため、ブレーキピストン２１に新設する油溜まり２６の数が少なくてすむ。このため、ブレーキピストン２１の加工が容易となり、ブレーキピストン２１の製造コストを削減できる。

　(ｖ)　回転軸側ブレーキ板２３が、ブレーキピストン２１の下方に、ブレーキピストン２１によって下向きに押圧される状態で設けられ、このブレーキ板２３の上面には、放射状に延びる複数の凹溝３１がブレーキ板２３の周方向における複数個所に設けられているため、当該ブレーキ板２３の回転によって潤滑油がブレーキピストン２１に向けて押し上げられる。このため、油面がすり鉢状になるようにせり上がる潤滑油の外周寄りの部分が、バネ室２５及び油溜まり２６に、より導入され易くなっている。

　［第２実施形態］(図６参照)
　この第２実施形態では、第１実施形態との相違点のみを説明する。

　第２実施形態においては、ブレーキピストン２１の周方向の複数個所、具体的には隣り合うバネ室２５間の各箇所に配置された油溜まり２６が、ブレーキピストン２１の周方向に長い長穴として形成されている。

　ブレーキピストン２１に各油溜まり２６に連通する下部油入口２８及び上部油入口２９が設けられている点は、第１実施形態と同じである。

　下部油入口２８と上部油入口２９は、図示のように一つの油溜まり２６にそれぞれ一つずつ設けられていてもよいし、複数ずつ設けられていてもよい。

　この第２実施形態によっても、第１実施形態と基本的に同じ作用効果を得ることができる。

　［他の実施形態］
　(１)　上記実施形態では、回転軸側ブレーキ板２３が第１段減速部９の第１スパイダ１２の外周部にスプライン結合されているが、回転軸側ブレーキ板２３は、第１スパイダ１２の外周部にボルト結合されてもよいし、第１スパイダ１２の一部を構成するように第１スパイダ１２と一体に成形されてもよい。あるいは、回転軸側ブレーキ板２３は、第１スパイダ１２とは無関係に第１回転軸１７に取り付けられてもよい。

　(２)　上記実施形態では、全てのバネ室２５が油溜まりとして兼用されているが、全てのバネ室２５のうちの一部のバネ室２５のみが油溜まりとして兼用される構成となっていてもよい。あるいは、全てのバネ室２５が油溜まりとして兼用されない構成となっていてもよい。

　（３）　上記実施形態では、減速機２が三段の減速部９～１１を備えているが、減速機は、一段のみの減速部を備えていてもよく、また、二段もしくは四段以上の減速部を備えていてもよい。

　［実施の形態の概要］
　前記実施形態をまとめると、以下の通りである。

　前記実施形態に係る建設機械の駆動装置は、建設機械の被駆動部を駆動する駆動装置であって、駆動源としてのモータと、前記モータの回転力を減速し、その減速した回転力を被駆動部に伝達する減速機と、前記減速機が前記被駆動部へ伝達する回転力に対抗する制動力を発生させるブレーキ機構とを備え、前記モータと前記減速機とは、互いの回転軸の中心が一致し且つ前記モータが前記減速機の上側に位置する状態で上下方向において並設され、前記減速機は、潤滑油が内部に注入されるとともに前記ブレーキ機構が内部に設けられたケーシングを有し、前記ブレーキ機構は、リング状のブレーキピストンと、このブレーキピストンの押圧力によって前記制動力を発生させるブレーキ板とを備え、前記ブレーキピストンは、当該ブレーキピストンの周方向における複数個所に設けられていて潤滑油を貯留し得る空間である複数の油溜まりと、前記駆動装置の運転時に上昇する潤滑油を前記各油溜まりに導入する油入口と、前記各油溜まりに貯留された潤滑油を排出する油出口とを有する。

　この建設機械の駆動装置では、減速機のケーシング内に設けられたブレーキ機構が、ブレーキピストンという、十分な表面積と体積を持った部材を備えており、このブレーキピストンは、ケーシング内の潤滑油の油面及び減速部の近くに配置されている。これらの点に着目して、この建設機械の駆動装置では、ブレーキピストンの周方向における複数個所に、油溜まりとそれらに潤滑油を導入する油入口とが設けられているため、駆動装置の運転中、ケーシング内で上昇する潤滑油を油入口を通じて油溜まりに導入して効率よく貯留することができる。そして、駆動装置の運転停止後には、各油溜まりから潤滑油を油出口を通じてケーシング内の空間に戻すことができる。このため、公知技術のように細い通路を通じてケーシング外のタンクに潤滑油を導入して貯留する場合と比較して、この建設機械の駆動装置では、潤滑油の貯留と戻しがスムーズに行われる。また、ブレーキピストンという十分な表面積と体積を持った部材に油溜まりが設けられているため、油溜まりの総容量を十分大きく確保することができる。これらの点により、減速部(遊星歯車機構)が潤滑油を攪拌することによって生じるエネルギーロスを確実に低減することができる。

　とくに、短時間で運転と停止を繰り返す旋回駆動装置においては、油溜まりに貯留された潤滑油がケーシング内の空間に戻りきらない状態、すなわちケーシング内の潤滑油の油面のレベルが低い状態から減速部が動き出すことになる。このため、減速部の上記エネルギーロスの低減効果を高めることができる。

　しかも、この建設機械の駆動装置では、公知技術のような余分な外部設備や通路が不要となるので、構造を簡素化できるとともに小型化できる。その結果、駆動装置の製造コストが大幅に増大したり、駆動装置の周辺レイアウトに悪影響を与えたりするのを防ぐことができる。

　上記建設機械の駆動装置において、前記ブレーキピストンは、前記ケーシング内の空間の外周部に設けられ、前記ブレーキピストンには、前記油入口として、前記駆動装置の運転時に油面がすり鉢状となる潤滑油の外周寄りの部分を前記油溜まりに下方から導入する下部油入口と、前記駆動装置の運転時に飛散する潤滑油を前記油溜まりに側方から導入する上部油入口とが設けられているのが望ましい。

　この構成によれば、駆動装置の運転時には、油面がすり鉢状となった潤滑油のうち外周寄りのせり上がった部分が下部油入口を通じて油溜まりに導入されるとともに、減速部が潤滑油を攪拌することによって上向きの各方向に飛散する潤滑油が上部油入口を通じて油溜まりに導入されるため、上昇する潤滑油を効率良く油溜まりに貯留することができる。

　この場合、前記油溜まりは、前記駆動装置の運転停止状態での潤滑油の油面である静止油面の位置よりも上側の位置に設けられ、前記下部油入口は、前記ブレーキピストンの底部のうち前記油溜まりの下方の位置に設けられ、前記上部油入口は、前記ブレーキピストンの内周部のうち前記ブレーキピストンの径方向における前記油溜まりの内側の位置に設けられているのが望ましい。

　この構成によれば、潤滑油は、駆動装置の運転時にせり上がった潤滑油又は上向きに飛散した潤滑油のみが油溜まりに導入され、駆動装置の運転停止状態では、潤滑油は油溜まりに侵入しない。このため、駆動装置の運転時に油溜まりの収容油量が殺がれるおそれがない。

　さらにこの場合において、前記下部油入口は、前記油溜まりの水平断面積よりも小さな水平断面積を有する油出口兼用の穴として形成されているのが望ましい。

　この構成では、下部油入口が、駆動装置の運転停止後に油溜まりから油を排出するための油出口を兼ねるため、ブレーキピストンに専用の油出口を下部油入口とは別に設ける場合と比較してブレーキピストンの加工が容易となる。

　上記建設機械の駆動装置において、前記ブレーキ機構は、前記ブレーキピストンに前記押圧力を付与するための複数のバネを備え、前記ブレーキピストンには、前記複数のバネを収容する複数のバネ室が当該ブレーキピストンの周方向に間隔をおいて設けられ、前記複数のバネ室の少なくとも一部は、前記油溜まりとして兼用されているのが望ましい。

　この構成では、ブレーキピストンの必須要素として元々設けられている複数のバネ室の少なくとも一部が油溜まりとして兼用されているため、ブレーキピストンに新設する油溜まりの数が少なくてすむ。このため、ブレーキピストンの加工が容易となり、ブレーキピストンの製造コストを削減できる。

　上記建設機械の駆動装置において、前記ブレーキ板は、前記ブレーキピストンの下方に前記ブレーキピストンによって下向きに押圧される状態で設けられたリング状の部材であり、前記ブレーキ板の周方向における複数個所の上面には、当該ブレーキ板の中心に対して放射状に延びる凹溝が設けられていることが望ましい。

　この構成によれば、凹溝が設けられたブレーキ板の回転によって潤滑油がブレーキピストンに向けて押し上げられる。このため、油面がすり鉢状になるようにせり上がる潤滑油の外周寄りの部分が、油溜まりにより導入され易くなる。

　以上説明したように、前記実施形態によると、駆動装置の運転中、上昇する潤滑油を効率良くかつ十分な量で貯留して、減速機で潤滑油が攪拌されることによって生じるエネルギーロスを確実に低減することができ、しかも、駆動装置の外部に余分な設備を設けなくてもよいので駆動装置の構造の簡素化及び小型化を実現することができる。

Claims (6)

1. 　建設機械の被駆動部を駆動する駆動装置であって、
   　駆動源としてのモータと、
   　前記モータの回転力を減速し、その減速した回転力を被駆動部に伝達する減速機と、
   　前記減速機が前記被駆動部へ伝達する回転力に対抗する制動力を発生させるブレーキ機構とを備え、
   　前記モータと前記減速機とは、互いの回転軸の中心が一致し且つ前記モータが前記減速機の上側に位置する状態で上下方向において並設され、
   　前記減速機は、潤滑油が内部に注入されるとともに前記ブレーキ機構が内部に設けられたケーシングを有し、
   　前記ブレーキ機構は、リング状のブレーキピストンと、このブレーキピストンの押圧力によって前記制動力を発生させるブレーキ板とを備え、
   　前記ブレーキピストンは、当該ブレーキピストンの周方向における複数個所に設けられていて潤滑油を貯留し得る空間である複数の油溜まりと、前記駆動装置の運転時に上昇する潤滑油を前記各油溜まりに導入する油入口と、前記各油溜まりに貯留された潤滑油を排出する油出口とを有する、建設機械の駆動装置。
2. 　請求項１に記載の建設機械の駆動装置において、
   　前記ブレーキピストンは、前記ケーシング内の空間の外周部に設けられ、
   　前記ブレーキピストンには、前記油入口として、前記駆動装置の運転時に油面がすり鉢状となる潤滑油の外周寄りの部分を前記油溜まりに下方から導入する下部油入口と、前記駆動装置の運転時に飛散する潤滑油を前記油溜まりに側方から導入する上部油入口とが設けられている、建設機械の駆動装置。
3. 　請求項２に記載の建設機械の駆動装置において、
   　前記油溜まりは、前記駆動装置の運転停止状態での潤滑油の油面である静止油面の位置よりも上側の位置に設けられ、
   　前記下部油入口は、前記ブレーキピストンの底部のうち前記油溜まりの下方の位置に設けられ、前記上部油入口は、前記ブレーキピストンの内周部のうち前記ブレーキピストンの径方向における前記油溜まりの内側の位置に設けられている、建設機械の駆動装置。
4. 　請求項３に記載の建設機械の駆動装置において、
   　前記下部油入口は、前記油溜まりの水平断面積よりも小さな水平断面積を有する油出口兼用の穴として形成されている、建設機械の駆動装置。
5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の建設機械の駆動装置において、
   　前記ブレーキ機構は、前記ブレーキピストンに前記押圧力を付与するための複数のバネを備え、
   　前記ブレーキピストンには、前記複数のバネを収容する複数のバネ室が当該ブレーキピストンの周方向に間隔をおいて設けられ、前記複数のバネ室の少なくとも一部は、前記油溜まりとして兼用されている、建設機械の駆動装置。
6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の建設機械の駆動装置において、
   　前記ブレーキ板は、前記ブレーキピストンの下方に前記ブレーキピストンによって下向きに押圧される状態で設けられたリング状の部材であり、
   　前記ブレーキ板の周方向における複数個所の上面には、当該ブレーキ板の中心に対して放射状に延びる凹溝が設けられている、建設機械の駆動装置。

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