CN104769315A - 挖土机 - Google Patents
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Abstract
有关本发明的实施例的挖土机具备搭载在下部行走体(1)上的上部回转体(3)、对上部回转体(3)进行回转驱动的回转用电动机(21)、和与回转用电动机(21)的输出轴连接的第1回转减速机(24-1),第1回转减速机(24-1)的恒星齿轮(42)及行星齿轮(44)由斜齿齿轮构成,第1回转减速机(24-1)的内齿轮(48)由斜齿内齿轮构成。
Description
技术领域
本发明涉及具备回转减速机的挖土机。
背景技术
以往,已知有具备回转机构的挖土机,所述回转机构包括回转用电动机、连接在回转用电动机的输出轴上的第1回转减速机、连接在第1回转减速机的输出轴上的第2回转减速机、连接在第2回转减速机的输出轴上的第3回转减速机和连接在第3回转减速机的输出轴上的摆动圈(例如,参照专利文献1)。
在该挖土机中,如果回转用电动机旋转,则收容构成第1回转减速机的行星齿轮机构的空间内的润滑油通过离心力形成研钵状的液面,经过连接在第1回转减速机的上部的管路被向缓冲箱排出。此外,如果回转用电动机的旋转停止,则被排出到缓冲箱中的润滑油通过重力而穿过节流孔和连接在第1回转减速机的下部的管路而向第1回转减速机的空间内逐渐返回。
因此,该挖土机在回转动作被断续地反复进行的情况下,通过将空间内的润滑油的量维持得较少而抑制齿轮的旋转负荷,将在回转动作时齿轮的旋转上升到希望的转速的时间缩短。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-232270号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,专利文献1所记载的挖土机虽然考虑了能量效率及节省空间化,但关于噪声对策没有考虑。因此,专利文献1的挖土机不能抑制驾驶室内的操作者因噪声引起的疲劳及不适感。此外,噪声也成为不仅是操作者、还妨碍在挖土机的周围作业的作业者的谈话的原因。
鉴于上述问题,希望提供一种能够降低回转减速机产生的噪声的挖土机。
用于解决技术的手段
有关本发明的实施例的挖土机,具备:上部回转体,搭载在下部行走体上;回转用电动机,回转驱动上述上部回转体;第1回转减速机,与上述回转用电动机的输出轴连接;上述第1回转减速机由行星齿轮机构构成;上述第1回转减速机的恒星齿轮及行星齿轮由斜齿齿轮构成。
发明的效果
通过上述技术方案,提供一种能够降低回转减速机产生的噪声的挖土机。
附图说明
图1是组装了本发明的一实施方式的回转驱动装置的挖土机的侧视图。
图2是表示图1所示的挖土机的驱动***的结构的框图。
图3是表示本发明的一实施方式的回转驱动装置的结构的框图。
图4是图3的回转驱动装置的俯视图。
图5是图4的V-V线剖视图。
图6是表示回转用电动机的输出轴静止时的回转驱动装置的状态的、图4的VI-VI线剖视图。
图7是表示回转用电动机的输出轴旋转时的回转驱动装置的状态的、图4的VI-VI线剖视图。
图8是第1回转减速机中的恒星齿轮及行星齿轮的侧视图。
图9是表示本发明的另一实施方式的回转驱动装置的结构的剖视图。
具体实施方式
首先,对组装了本发明的一实施方式的回转驱动装置的挖土机的整体结构及驱动***的结构进行说明。图1是表示组装了本发明的一实施方式的回转驱动装置的挖土机的侧视图。另外,挖土机是建设机械的一例,本发明的一实施方式的回转驱动装置能够组装到具有回转回转体的机构的建设机械中。
在图1所示的挖土机的下部行走体1上,经由回转机构2搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装着动臂4。在动臂4的前端上安装有斗杆5,在斗杆5的前端上安装有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别被动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。在上部回转体3上设有驾驶室10,并且搭载有引擎等动力源。
另外,图1所示的挖土机是具有蓄积向回转驱动装置供给的电力的蓄电装置的挖土机。但是,本发明能够适用于采用电动回转的任意的挖土机,例如也能够适用于被从外部电源供给电力的电力驱动式挖土机。
图2是表示图1所示的挖土机的驱动***的结构的框图。在图2中,用双重线表示机械动力***,用粗实线表示高压液压管路,用虚线表示先导管路,用细实线表示电力驱动/控制***。
作为机械式驱动部的引擎11和作为辅助驱动部的电动发电机12分别与变速机13的两个输入轴连接。在变速机13的输出轴上,作为液压泵而连接有主泵14及先导泵15。在主泵14上,经由高压液压管路16连接有控制阀17。此外,在先导泵15上,经由先导管路25连接有操作装置26。
控制阀17是进行混合式挖土机的液压***的控制的控制装置。下部行走体1用的液压马达1A(右用)及1B(左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9经由高压液压管路与控制阀17连接。
在电动发电机12上,经由逆变器18连接着包括作为蓄电器的电容器的蓄电***(蓄电装置)120。在蓄电***120上,经由逆变器20连接着作为电动作业要件的回转用电动机21。在回转用电动机21的输出轴21b上连接有分解器22及回转减速机24。在回转减速机24的输出轴24A上连接有机械制动器23。通过回转用电动机21、分解器22、机械制动器23和回转减速机24,构成回转驱动装置40作为负荷驱动***。这里,回转用电动机21相当于用来将上部回转体3回转驱动的回转用电动马达,机械制动器23相当于对上部回转体3机械地施加制动的制动装置。
操作装置26包括操纵杆26A、操纵杆26B、踏板26C。操纵杆26A、操纵杆26B及踏板26C分别经由液压管路27及28与控制阀17及压力传感器29连接。压力传感器29与进行电力***的驱动控制的控制器30连接。
控制器30是进行混合式挖土机的驱动控制的作为主控制部的控制装置。控制器30由包括CPU(Central Processing Unit)及内部存储器的运算处理装置构成,是通过CPU执行保存在内部存储器中的驱动控制用的程序而实现的装置。
控制器30将从压力传感器29供给的信号变换为速度指令,进行回转用电动机21的驱动控制。从压力传感器29供给的信号相当于表示为了使回转机构2回转而操作了操作装置26的情况下的操作量的信号。
控制器30通过进行电动发电机12的运行控制(电动(辅助)运行或发电运行的切换)、并驱动控制蓄电***120的升降压转换器,来进行电容器的充放电控制。控制器30基于电容器的充电状态、电动发电机12的运行状态(电动(辅助)运行或发电运行)及回转用电动机21的运行状态(动力运行或再生运行),进行蓄电***120的升降压转换器的升压动作和降压动作的切换控制,由此进行电容器的充放电控制。此外,控制器30还如后述那样对向电容器充电的量(充电电流或充电电力)进行控制。
在上述那样的结构的挖土机的作业中,为了将上部回转体3回转驱动,通过经由逆变器20供给的电力将回转用电动机21驱动。回转用电动机21的输出轴21b的旋转力被经由回转减速机24和机械制动器23向回转驱动装置40的输出轴40A传递。
图3是表示本发明的一实施方式的回转驱动装置40的结构的框图。如上述那样,回转驱动装置40包括作为驱动源的电动马达即回转用电动机21。在回转用电动机21的输出轴侧连接着回转减速机24。
具体而言,回转减速机24具有第1回转减速机24-1、第2回转减速机24-2及第3回转减速机24-3的3级结构。第1回转减速机24-1、第2回转减速机24-2及第3回转减速机24-3分别由行星减速机构成。更具体地讲,第1级的第1回转减速机24-1组装在回转用电动机21上。此外,在成为第1回转减速机24-1的输出轴的行星轮架46上,设有作为机械制动器23的盘式制动器。此外,第2级的第2回转减速机24-2隔着机械制动器23组装在第1回转减速机24-1上,第3级的第3回转减速机24-3组装在第2回转减速机24-2上。并且,第3回转减速机24-3的输出轴为回转驱动装置40的输出轴40A。另外,虽然没有图示,但回转驱动装置40的输出轴40A与回转机构2连接,通过输出轴40A的旋转力驱动回转机构2。
接着,参照图4~图8对回转驱动装置40的具体的结构进行说明。另外,图4是回转驱动装置40的俯视图,图4中的虚线表示第1回转减速机24-1的主要构成组件的隐线。此外,图5是图4的V-V线剖视图。
此外,图5是构成回转驱动装置40中的第1回转减速机24-1及机械制动器23的部分的剖视图。在本实施方式中,构成第1回转减速机24-1的行星减速机的恒星齿轮42固定在回转用电动机21的输出轴21b上。恒星齿轮42分别卡合在3个行星齿轮44上。行星齿轮44分别经由销44a可旋转地支承在构成第1回转减速机24-1的输出轴的行星轮架46上。并且,各行星齿轮44与形成在第1齿轮箱50的内表面的内齿轮48卡合。
形成有内齿轮48的第1齿轮箱50固定在回转用电动机21的端板21a上,自己不能旋转。另一方面,构成输出轴的行星轮架46经由轴承56可旋转地被固定在第1齿轮箱50上的第2齿轮箱52支承。
另外,上述的第1回转减速机24-1具有用来将润滑各齿轮的润滑油通过回转用电动机21的端板21a、输出轴21b、第1齿轮箱50、第2齿轮箱52及行星轮架46密闭的构造。
在以上那样的结构的第1回转减速机24-1中,如果回转用电动机21的输出轴21b旋转而恒星齿轮42旋转,则行星齿轮44旋转(自转)。行星齿轮44与形成在第1齿轮箱50的内表面上的内齿轮48卡合,通过行星齿轮44的旋转力,形成有内齿轮48的第1齿轮箱50要旋转。然而,第1齿轮箱50因为固定在回转用电动机21的端板21a上而不能旋转。结果,能够一边支承行星齿轮44一边自己旋转地被支承的行星轮架46旋转。通过以上那样的齿轮作用,回转用电动机21的输出轴21b的旋转被减速,被从行星轮架46输出。
接着,对构成机械制动器23的盘式制动器的构造进行说明。盘式制动器形成在作为固定部的第2齿轮箱52与作为输出轴的行星轮架46之间。制动盘60从行星轮架46的外周朝向行星轮架46的旋转半径方向外侧延伸。制动盘60虽然不能相对于行星轮架46旋转,但能够在行星轮架46的轴向上移动。具体而言,制动盘60经由例如花键连接那样的连接构造与行星轮架46连接。
在制动盘60的上下两侧配置有制动板62。制动板62虽然不能相对于作为固定部的第2齿轮箱52旋转,但能够在行星轮架46的轴向上移动。具体而言,制动板62经由例如花键连接那样的连接构造与第2齿轮箱52的内表面侧连接。在上侧的制动板62之上,以可在行星轮架46的轴向上移动的状态配置有活塞64。活塞64被弹簧66按压而总是被压紧在上侧的制动板62上。本实施方式作为弹簧66而使用螺旋弹簧,但也可以使用能够以较小的位移得到高输出的多级重叠的盘簧。
制动板62和制动盘60能够在行星轮架46的轴向上移动。因此,如果上侧的制动板62被活塞64按压,则制动盘60被上下的制动板62夹住并按压。制动板62和制动盘60的表面被摩擦系数较大的覆膜覆盖。并且,通过制动盘60被上下的制动板62夹住并按压,在制动盘60上作用要阻止制动盘60的旋转的制动力。此外,制动盘60以不能旋转的方式相对行星轮架46连接。因此,作用于制动盘60上的制动力成为向行星轮架46施加的制动力。
在活塞64与第2齿轮箱52之间,形成有能够供给工作油的液压空间68,在液压空间68连接着制动解除端口69。此外,在活塞64与第2齿轮箱52之间配置有O形环等密封部件91,进行密封以免液压空间68内的工作油漏出。如果从先导泵15经由操作装置26、液压管路27a(参照图2)及制动解除端口69向液压空间68供给液压,则活塞64被液压上推,对制动板62进行按压的力消失,制动被解除。
在以上那样的结构的第1回转减速机24-1中,在本实施方式中,在第1齿轮箱50的上表面形成有环状的凹部,在环状的凹部的底面上形成有多个贯通孔。在该贯通孔的各自中***着上述弹簧66。各弹簧66的下端从第1齿轮箱50的贯通孔突出,抵接在形成于活塞64上的孔的底面上。并且,在第1齿轮箱50的环状的凹部中嵌合有弹簧推压部件90。弹簧推压部件90通过多个螺栓92而被拧紧固定在第1齿轮箱50上。
在将弹簧推压部件90向第1齿轮箱50的环状的凹部内固定之前,各弹簧66的上端从环状的凹部的底面向上方突出。因而,在将弹簧推压部件90向第1齿轮箱50的环状的凹部内固定时,各弹簧66被弹簧推压部件90按压而被压缩。如果将弹簧推压部件90固定到第1齿轮箱50的环状的凹部内,则各弹簧66成为被夹在弹簧推压部件90与活塞64之间而被压缩的状态。此时的各弹簧66的复原力(弹簧力)成为将活塞64(即制动板62)向制动盘60压紧的力,成为向行星轮架46施加的制动力。
在弹簧推压部件90固定在第1齿轮箱50的环状的凹部内的状态下,弹簧推压部件90整体被容纳在环状的凹部内。因此,弹簧推压部件90不会从与回转用电动机21的端板21a(也称作凸缘)抵接的第1齿轮箱50的配合面突出。因而,仅第1齿轮箱50的配合面抵接在回转用电动机21的端板21a上。但是,在弹簧推压部件90的上表面上配置有O形环等密封部件93,进行密封以免将第1齿轮箱50内的行星齿轮44润滑/冷却的润滑油漏出。此外,在弹簧推压部件90的下表面上也配置有O形环等密封部件94,进行密封以免填充在容纳着弹簧66的部分中的润滑油漏出。同样,在第1齿轮箱50与第2齿轮箱52之间也配置有O形环等密封部件95,进行密封以免填充在收容有弹簧66的部分中的润滑油漏出。
接着,参照图6~图8,对回转驱动装置40中的旋转驱动力的传递进行说明。另外,图6及图7都是图4的VI-VI线剖视图,图6表示回转用电动机21的输出轴21b静止时的回转驱动装置40的状态,图7表示输出轴21b旋转时的回转驱动装置40的状态。此外,图8是第1回转减速机24-1中的恒星齿轮42及行星齿轮44的侧视图。
如图6所示,第1回转减速机24-1由包括恒星齿轮42、行星齿轮44、行星轮架46及内齿轮48的行星齿轮机构构成。此外,第2回转减速机24-2由包括恒星齿轮82、行星齿轮84、行星轮架86及内齿轮88的行星齿轮机构构成。同样,第3回转减速机24-3由包括恒星齿轮102、行星齿轮104、行星轮架106及内齿轮108的行星齿轮机构构成。
在第1回转减速机24-1中,恒星齿轮42固定在回转用电动机21的输出轴21b上,与行星齿轮44卡合。行星齿轮44在形成于第1齿轮箱50的内壁上的内齿轮48与恒星齿轮42之间一边自转一边公转。在本实施方式中,第1回转减速机24-1具有3个行星齿轮44。3个行星齿轮44分别通过一边自转一边公转而使行星轮架46旋转。另外,行星轮架46构成第1回转减速机24-1的输出轴。
此外,在本实施方式中,恒星齿轮42及3个行星齿轮44分别由斜齿齿轮(参照图8)构成,内齿轮48由斜齿内齿轮(未图示)构成。另外,斜齿齿轮包括人字齿齿轮。这是因为,人字齿齿轮具有将扭转方向为反向的斜齿齿轮组合的结构。关于斜齿内齿轮也同样。此外,恒星齿轮42及3个行星齿轮44只要分别是啮合率比正齿轮高的齿轮,也可以使用斜齿齿轮以外的其他齿轮。关于内齿轮48也同样。通过该结构,回转驱动装置40能够使回转减速机24产生的噪声及振动降低。这是因为,多个齿总是咬合而实现平滑的运动。
在第2回转减速机24-2中,恒星齿轮82固定在作为第1回转减速机24-1的输出轴的行星轮架46上,与行星齿轮84卡合。行星齿轮84在形成于第3齿轮箱54的内壁上的内齿轮88与恒星齿轮82之间一边自转一边公转。在本实施方式中,第2回转减速机24-2具有3个行星齿轮84。3个行星齿轮84分别经由销84a可旋转地被行星轮架86支承,通过一边自转一边公转,使行星轮架86旋转。另外,行星轮架86构成第2回转减速机24-2的输出轴。
此外,在本实施方式中,恒星齿轮82及3个行星齿轮84分别由正齿轮构成,内齿轮88由内齿正齿轮构成。这是因为,构成第2回转减连机24-2的齿轮与构成第1回转减速机24-1的齿轮相比,旋转速度较低,噪声水平及振动水平也较低。但是,本发明并不限定于该结构。例如,恒星齿轮82及3个行星齿轮84分别也可以由啮合率比正齿轮高的斜齿齿轮构成。关于内齿轮88也同样。通过该结构,回转驱动装置40能够使回转减连机24产生的噪声及振动进一步降低。
在第3回转减速机24-3中,恒星齿轮102固定在作为第2回转减速机24-2的输出轴的行星轮架86上,与行星齿轮104卡合。行星齿轮104在形成于第3齿轮箱54的内壁上的内齿轮108与恒星齿轮102之间一边自转一边公转。在本实施方式中,第3回转减速机24-3具有3个行星齿轮104。3个行星齿轮104分别经由销104a可旋转地支承在行星轮架106上,通过一边自转一边公转,使行星轮架106旋转。另外,行星轮架106构成回转减速机24的输出轴40A。
此外,在本实施方式中,恒星齿轮102及3个行星齿轮104分别由正齿轮构成,内齿轮108由内齿正齿轮构成。这是因为,构成第3回转减速机24-3的齿轮与构成第2回转减速机24-2的齿轮相比,旋转速度更低,噪声水平及振动水平也更低。但是,本发明并不限定于该结构。例如,恒星齿轮102及3个行星齿轮104分别也可以由啮合率比正齿轮高的斜齿齿轮构成。关于内齿轮108也是同样的。通过该结构,回转驱动装置40能够使回转减速机24产生的噪声及振动进一步降低。
这样,在本实施方式中,回转驱动装置40中,作为高速级的第1回转减速机24-1由斜齿齿轮构成,作为中速级的第2回转减速机24-2及作为低速级的第3回转减速机由正齿轮构成。因此,回转驱动装置40能够在实现噪声及振动的降低的同时,以比较低的制造成本制造。具体而言,回转驱动装置40通过将因比较高的旋转速度而产生比较大的噪声及振动的第1回转减速机24-1用斜齿齿轮构成,能够实现噪声及振动的降低。并且,噪声及振动的降低能够降低操作者的疲劳及不适感。此外,回转驱动装置40通过将因比较低的旋转速度而仅产生比较小的噪声及振动的第2回转减速机24-2及第3回转减速机24-3用正齿轮构成,与采用斜齿齿轮的情况相比能够抑制制造成本的增大。另外,为了得到同样的效果,也可以将作为高速级的第1回转减速机24-1及作为中速级的第2回转减速机24-2用斜齿齿轮构成,将作为低速级的第3回转减速机用正齿轮构成。
通过上述结构,回转驱动装置40将回转用电动机21的输出轴21b的旋转速度减小而使输出轴40A的转矩增大。
具体而言,回转驱动装置40如图7所示,对应于输出轴21b的顺时针的高速-低转矩的旋转,使行星齿轮44一边逆时针自转一边顺时针公转,使行星轮架46顺时针旋转。并且,回转驱动装置40对应于行星轮架46的顺时针的旋转,使行星齿轮84一边逆时针自转一边顺时针公转,使行星轮架86顺时针旋转。进而,回转驱动装置40对应于行星轮架86的顺时针的旋转,使行星齿轮104一边逆时针自转一边顺时针公转,使行星轮架106即输出轴40A顺时针以低速-高转矩旋转。在输出轴21b逆时针旋转的情况下,除了各齿轮的旋转方向相反以外其它均是同样的。
接着,参照图6及图7,对回转驱动装置40中的润滑油的运动进行说明。
回转驱动装置40具有被输出轴21b、端板21a、第1齿轮箱50、第2齿轮箱52及行星轮架46密闭的空间SP1。另外,在输出轴21b上安装着未图示的油封,在行星轮架46上安装着油封57。空间SP1容纳恒星齿轮42、行星齿轮44、行星轮架46、制动盘60、制动板62及活塞64,被用较细的点图案表示的润滑油LB1充满。此外,空间SP1经由包括第1循环路72a及第2循环路72b的循环路72与缓冲箱70连接。
此外,回转驱动装置40具有被行星轮架46、第2齿轮箱52、第3齿轮箱54及行星轮架106密闭的空间SP2。另外,在行星轮架106上安装着未图示的油封。空间SP2容纳恒星齿轮82、102、行星齿轮84、104及行星轮架86、106,被用较粗的点图案表示的润滑油LB2充满。另外,润滑油LB2被油封57从润滑油LB1隔离。此外,润滑油LB2也可以是与润滑油LB1相同种类的润滑油,也可以是不同种类的润滑油。例如,在回转驱动装置40中,高旋转用的润滑油LB1也可以为与低旋转用的润滑油LB2不同种类的润滑油。
如图6所示,在输出轴21b静止的情况下,缓冲箱70内的润滑油LB1的油面的水平L1处于比端板21a的底面高的位置。即,空间SP1处于被润滑油LB1充满的状态。另外,第2循环路72b在比油面的水平L1高的位置与缓冲箱70连接。此外也可以构成为,使缓冲箱70中的第2循环路72b的连接位置能够调整。
另一方面,如图7所示,在输出轴21b旋转的情况下,空间SP1内的润滑油LB1通过由旋转的行星轮架46及制动盘60带来的离心泵作用,经过形成在空间SP1的下部的流入孔被向循环路72送入。具体而言,空间SP1内的润滑油LB1经过制动盘60与制动板62之间被向第1循环路72a送入,并被向缓冲箱70排出。另外,图7的虚线箭头表示润滑油LB1的流动。
此外,在行星轮架46中设有油路74,以便能够从制动盘60的半径方向内侧供给润滑油LB1。通过油路74,回转驱动装置40能够形成沿着制动盘60的表面的润滑油LB1的流动,能够将制动盘60有效率地冷却。另外,在本实施方式中,在两个制动板62之间配置1个制动盘60,但也可以采用使用多个制动盘60的结构。具体而言,也可以采用在4个制动板62的各自之间分别配置3个制动盘60的结构。在此情况下,回转驱动装置40能够通过油路74促进存在于相邻的两个制动盘60之间的空间中的润滑油LB1的循环。此外,油路74也可以延伸到行星轮架46的旋转轴附近,经过1个或多个开口与处于恒星齿轮42的下方的空间SP1的一部分连接。
此外,空间SP1由于润滑油LB1的一部分经过第1循环路72a而被向缓冲箱70排出,所以经过第2循环路72b将处于缓冲箱70中的空气吸入。结果,空间SP1内的润滑油LB1被回转用电动机21的输出轴21b的旋转搅拌而形成研钵状的油面L2。另外,第1循环路72a及第2循环路72b都处于没有被节流孔等限制润滑油的流动的非限制状态。
然后,通过从空间SP1排出的润滑油LB1,缓冲箱70内的润滑油LB1的油面达到比第2循环路72b靠上的水平L3。在此情况下,缓冲箱70内的润滑油LB1经过第2循环路72b及形成在空间SP1的上部的流出孔向空间SP1流入。另外,流出孔例如形成在内齿轮48的上方或内部。从缓冲箱70流入到空间SP1中的润滑油LB1在将内齿轮48、行星齿轮44、恒星齿轮42及行星轮架46润滑后,与形成研钵状的油面L2的空间SP1内的润滑油LB1合流。
另外,在缓冲箱70中,设置有用来将缓冲箱70内的润滑油LB1冷却的作为热交换机构76的一例的风扇。因此,从缓冲箱70流入到空间SP1中的润滑油LB1的温度比从空间SP1排出到缓冲箱70中的润滑油LB1的温度低。结果,从缓冲箱70流入到空间SP1中的润滑油LB1能够将内齿轮48、行星齿轮44、恒星齿轮42、行星轮架46及空间SP1内的润滑油LB1冷却。另外,热交换机构76也可以是形成在缓冲箱70的外表面上的散热翅片等风扇以外的机构。此外,缓冲箱70由于其自身能够作为热交换机构,所以也可以将追加的热交换机构76省略。此外,缓冲箱70也可以在内部设置锯齿状的流路,以使从第1循环路72a流入的润滑油LB1在缓冲箱70内被可靠地冷却后、经过第2循环路72b返回到空间SP1。此外,缓冲箱70也可以具备能够调整内压的制冷器装置。
然后,如果输出轴21b的旋转停止,则形成了研钵状的油面L2的空间SP1内的润滑油LB1在空间SP1内形成水平的油面。并且,缓冲箱70内的润滑油LB1由于因行星轮架46及制动盘60的旋转引起的离心泵作用消失,所以经过第1循环路72a及第2循环路72b向空间SP1返回,直到其油面变得比水平L3低。此外,缓冲箱70内的润滑油LB1在其油面变得比水平L3低后,经过第1循环路72a向空间SP1返回,直到其油面达到水平L1(参照图6)。如果缓冲箱70内的润滑油LB1的油面达到水平L1,则空间SP1成为被润滑油LB1充满的状态,恒星齿轮42、行星齿轮44、行星轮架46及内齿轮48成为完全浸渍在润滑油LB1中的状态。
这样,回转驱动装置40在回转用电动机21的输出轴21b旋转时,将空间SP1内的润滑油LB1向缓冲箱70排出,使空间SP1内的润滑油LB1的量减少。结果,回转驱动装置40使润滑油LB1的搅拌阻力降低,能够使输出轴21b、恒星齿轮42、行星齿轮44、行星轮架46的旋转负荷降低。
此外,回转驱动装置40通过因行星轮架46及制动盘60的旋转引起的离心泵作用,将处于空间SP1的下部的润滑油LB1向缓冲箱70排出。并且,回转驱动装置40将缓冲箱70内的润滑油LB1向空间SP1的上部送回。结果,回转驱动装置40能够不使空间SP1内的润滑油LB1的量过度地减少而将恒星齿轮42、行星齿轮44、行星轮架46及内齿轮48可靠地润滑。
此外,回转驱动装置40通过热交换机构76将缓冲箱70内的润滑油LB1冷却。结果,回转驱动装置40能够将在空间SP1内通过各齿轮的旋转等而被加热的润滑油LB1在缓冲箱70中冷却后向空间SP1送回,能够抑制各齿轮及润滑油LB1的过热。
另一方面,空间SP2内的润滑油LB2即使在回转用电动机21的输出轴21b旋转的情况下,也不会在空间SP2内从下部向上部循环。这是因为,由于各齿轮的旋转速度比回转用电动机21的输出轴21b的旋转速度低,所以对于各齿轮的旋转负荷的降低、润滑油LB2的冷却的需要性比较低。但是,本发明并不限定于该结构。例如,回转驱动装置40也可以为了使空间SP2内的润滑油LB2循环、此外为了抑制润滑油LB2的过热,而具备与缓冲箱70同样的与空间SP2连接的别的缓冲箱。
接着,参照图9对本发明的另一实施方式的回转驱动装置40X的结构例进行说明。另外,图9是表示回转用电动机21的输出轴21b旋转时的状态的剖视图,对应于图7。
回转驱动装置40X在代替缓冲箱70、第1循环路72a及第2循环路72b的组合而具备循环路72M这一点上与回转驱动装置40不同,但在其他的方面是共通的。因此,省略共通点的说明并详细说明不同点。
循环路72M是在第1齿轮箱50及第2齿轮箱52各自的内部形成的油路,即使在回转用电动机21的输出轴21b静止的情况下也被润滑油LB1充满。即,空间SP1及循环路72M总处于被润滑油LB1充满的状态。
此外,如图9所示,在输出轴21b旋转的情况下,空间SP1内的润滑油LB1通过由旋转的行星轮架46及制动盘60带来的离心泵作用,经由形成在空间SP1内的下部的流入孔被向循环路72M送入。具体而言,空间SP1内的润滑油LB1穿过制动盘60与制动板62之间被向循环路72M送入。被送入到循环路72M中的润滑油LB1一边被热交换机构76冷却,一边被新送入的润滑油LB1推动而被向铅直上方输送。然后,在循环路72M内移动到铅直上方的润滑油LB1被新送入的润滑油LB1推动,被朝向形成在空间SP1的上部的流出孔、即与旋转轴接近的方向输送。此时,空间SP1内的润滑油LB1通过离心力要从旋转轴离开。因此,在循环路72M内向接近于旋转轴的方向移动的润滑油LB1一边将要从该旋转轴离开的润滑油LB1向与旋转轴接近的方向推回,一边被从形成在空间SP1的上部的流出孔向空间SP1内推出。另外,图9的虚线箭头表示在循环路72M内移动的润滑油LB1的流动。
这样,空间SP1以被送入到循环路72M中的润滑油LB1的量从循环路72M接受润滑油LB1。因此,空间SP1总是处于被润滑油LB1充满的状态,通过回转用电动机21的输出轴21b的旋转被搅拌,但不会形成研钵状的油面。
然后,如果输出轴21b的旋转停止,则循环路72M内的润滑油LB1停止其移动。在此情况下,空间SP1被润滑油LB1充满的状态也不变化。
这样,回转驱动装置40X在回转用电动机21的输出轴21b旋转时使空间SP1内的润滑油LB1从下方向上方循环。具体而言,回转驱动装置40X通过由行星轮架46及制动盘60的旋转带来的离心泵作用,使用将处于空间SP1的下部的流入孔和处于空间SP1的上部的流出孔相连的循环路72M使润滑油LB1循环。此外,回转驱动装置40X通过热交换机构76将循环路72M内的润滑油LB1冷却。结果,回转驱动装置40X能够将在空间SP1内通过各齿轮的旋转等被加热的润滑油LB1在循环路72M内冷却后向空间SP1送回,能够抑制各齿轮及润滑油LB1的过热。
另一方面,空间SP2内的润滑油LB2即使在回转用电动机21的输出轴21b旋转的情况,也不会在空间SP2内从下部向上部循环。这是因为,由于各齿轮的旋转速度比回转用电动机21的输出轴21b的旋转速度低,所以对于各齿轮的旋转负荷的降低、润滑油LB2的冷却的需要性比较低。但是,本发明并不限定于该结构。例如,回转驱动装置40X也可以为了使空间SP2内的润滑油LB2循环、此外为了抑制润滑油LB2的过热,而具备与循环路72M同样的、与空间SP2连接的别的循环路。
此外,回转驱动装置40X构成为,不论回转用电动机21的输出轴21b旋转还是静止,都将空间SP1总是用润滑油LB1充满。因此,回转驱动装置40X不论挖土机的机体的倾斜怎样,都能够将恒星齿轮42、行星齿轮44、行星轮架46及内齿轮48可靠地润滑。
以上,对本发明的优选实施方式进行了详细说明,但本发明并不限定于上述实施方式,能够不脱离本发明的范围而对上述实施方式加以各种变形及置换。
例如,在上述实施方式中,回转驱动装置40具备与1个缓冲箱70连接的1组循环路72(第1循环路72a及第2循环路72b的组合)。但是,本发明并不限定于该结构。例如,回转驱动装置40也可以具备与1个缓冲箱连接的多组循环路,也可以具备与多个缓冲箱连接的多组循环路。此外,回转驱动装置40也可以具备与多个第1循环路72a对应的1个第2循环路72b,也可以具备与1个第1循环路72a对应的多个第2循环路72b。
此外,在上述实施方式中,回转驱动装置40X具备1个循环路72M,但也可以具备多个循环路72M。
此外,在上述实施方式中,回转驱动装置40具备与空间SP1连接的缓冲箱70及循环路72,但也可以追加或代替地具备与空间SP2连接的缓冲箱70及循环路72。同样,回转驱动装置40X具备与空间SP1连接的循环路72M,但也可以追加或代替地具备与空间SP2连接的循环路72M。
此外,在回转驱动装置40、40X中,循环路72、72M形成在第1齿轮箱50及第2齿轮箱52各自的内部,但也可以包括形成在第1齿轮箱50及第2齿轮箱52的各自的内表面上的循环槽。
此外,在回转驱动装置40、40X中,容纳弹簧66的空间、制动解除端口69和循环路72、72M分别在圆周方向上偏置形成。但是,本发明并不限定于该结构。例如,也可以是容纳弹簧66的空间、制动解除端口69和循环路72、72M中的至少两者形成在相同的圆周方向位置。
此外,在回转驱动装置40、40X中,循环路72、72M的流出孔都形成在第1齿轮箱50的内壁上,以使润滑油LB1从侧方向空间SP1的上部进入。但是,本发明并不限定于该结构。例如也可以是,循环路形成在端板21a内,该循环路的流出孔形成在端板21a的底面上,也可以是循环槽形成在端板21a的底面上,以使润滑油LB1从上方向空间SP1的上部进入。在此情况下,回转驱动装置40、40X例如也可以向在回转用电动机21的输出轴21b旋转时从油面L2露出的恒星齿轮42直接供给润滑油LB1。
此外,在回转驱动装置40、40X中,构成为,通过油封57将空间SP1和空间SP2分离,使得润滑油LB1与润滑油LB2不混合。但是,本发明并不限定于该结构。例如也可以将空间SP1内的各齿轮和空间SP2内的各齿轮用相同种类的润滑油润滑。此外,也可以将空间SP2分离为容纳构成第2回转减速机24-2的行星齿轮机构的空间、和容纳构成第3回转减速机24-3的行星齿轮机构的空间。这是为了将润滑构成第2回转减速机24-2的行星齿轮机构的润滑油与润滑构成第3回转减速机24-3的行星齿轮机构的润滑油隔离,使得能够利用各自的润滑油。
此外,在回转驱动装置40、40X中,第1回转减速机24-1的行星轮架46作为第1回转减速机24-1的输出轴及第2回转减速机24-2的输入轴构成,第2回转减速机24-2的恒星齿轮82被固定。但是,本发明并不限定于该结构。例如,第1回转减速机24-1的输出轴也可以是与第2回转减速机24-2的输入轴可拆卸地连结的结构。即,第1回转减速机24-1也可以构成为可从回转减速机24的其余的部分拆卸。在此情况下,空间SP2被作为替代第2齿轮箱52的未图示的顶板、第2回转减速机24-2的输入轴、第3齿轮箱54和行星轮架106密闭。另外,在第2回转减速机24-2的输入轴及行星轮架106上,安装有未图示的油封。通过该结构,回转驱动装置40、40X可以将规格不同的各种各样的第1回转减速机与回转减速机24的其余的部分组合,能够使减速比等的特性适应于各种各样的用途。
本申请基于2012年11月5日提出的日本专利申请第2012-244013号、2012年11月13日提出的日本专利申请第2012-249749号、2012年11月16日提出的日本专利申请第2012-252713号、2012年11月21日提出的日本专利申请第2012-255736号、以及2013年2月14日提出的日本专利申请第2013-027162号主张优先权,在本申请中通过参照而引用这些日本专利申请的全部内容。
符号说明
1-下部行走体,1A、1B-液压马达,2-回转机构,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10-驾驶室,11-引擎,12-电动发电机,13-变速器,14-主泵,15-先导泵,16-高压液压管路,17-控制阀,18、20-逆变器,21-回转用电动机,21a-端板,21b-输出轴,22-分解器,23-机械制动器,24-回转减速机,24-1-第1回转减速机,24-2-第2回转减速机,24-3-第3回转减速机,25-先导管路,26-操作装置,26A、26B-操纵杆,26C踏板,27、27a、28-液压管路,29-压力传感器,30-控制器,40、40X-回转驱动装置,40A-输出轴,42、82、102-恒星齿轮,44、84、104-行星齿轮,44a、84a、104a-销,46、86、106-行星轮架,48、88、108-内齿轮,50-第1齿轮箱,52-第2齿轮箱,54-第3齿轮箱,56-轴承,57-油封,60-制动盘,62-制动板,64-活塞,66-弹簧,67-液压空间,69-制动解除端口,70-缓冲箱,72、72M-循环路,72a-第1循环路,72b-第2循环路,74-油路,76-热交换机构,90-弹簧推压部件,91、93、94、95-密封部件,92-螺栓,120-蓄电***。
Claims (6)
1.一种挖土机,其特征在于,
具备:
上部回转体,搭载在下部行走体上;
回转用电动机,对上述上部回转体进行回转驱动;以及
第1回转减速机,与上述回转用电动机的输出轴连接,
上述第1回转减速机由行星齿轮机构构成,
上述第1回转减速机的恒星齿轮及行星齿轮由斜齿齿轮构成。
2.如权利要求1所述的挖土机,其特征在于,
上述第1回转减速机的内齿轮由斜齿内齿轮构成。
3.如权利要求1所述的挖土机,其特征在于,
具备与上述第1回转减速机的输出轴连接的第2回转减速机,
上述第2回转减速机由行星齿轮机构构成。
4.如权利要求3所述的挖土机,其特征在于,
上述第2回转减速机由正齿轮构成。
5.如权利要求1所述的挖土机,其特征在于,
具备使润滑上述第1回转减速机的润滑油从上述第1回转减速机的下部向上述第1回转减速机的上部循环的循环路;
在上述循环路中循环的上述润滑油经过配置有制动器的空间。
6.如权利要求5所述的挖土机,其特征在于,
具备将上述第1回转减速机的旋转制动的盘式制动器;
上述盘式制动器的制动盘安装在上述第1回转减速机的行星轮架上;
上述润滑油经过形成在上述行星轮架上的孔,沿着上述制动盘的表面,从半径方向内侧向半径方向外侧流动。
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