JP2011241540A - Driving device for construction machine rotation mechanism - Google Patents

Driving device for construction machine rotation mechanism Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize with ease a storage of a driving device for a construction machine rotation mechanism including an electric motor within the construction machine compactly with avoiding interference with other equipment.SOLUTION: In a driving device for a construction machine rotation mechanism, a pinion 12 meshes with a ring gear 104 fixed to a lower body 101. Rotational driving force of an electric motor 11 fixed to an upper rotating body 102 is outputted from an output shaft 13 and is then inputted to an input shaft 14. A speed reduction part 16 is connected to the input shaft 14 and an output part 15 to which the pinion 12 is fixed. The rotational driving force inputted to the input shaft 14 is reduced its rotational speed to be transmitted and is then outputted to the output part 15. An input position changing unit 17 is capable of transmitting the rotational driving force from the output shaft 13 to the input shaft 14. The input position changing unit 17 is provided between the output shaft 13 and the input shaft 14 both arranged in such a manner that an axial direction C1 of the output shaft 13 and an axial direction C2 of the input shaft 14 are parallel to each other, thereby changes a position of an axial direction of the rotational driving force at inputting the rotational driving force outputted from the output shaft 13 to the input shaft 14.

Description

本発明は、下部体の上部に配置された上部旋回体を下部体に対して旋回させる旋回機構と旋回用の電動モータとを有する建設機械において用いられ、上部旋回体を下部体に対して旋回駆動する建設機械旋回機構の駆動装置に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a construction machine having a turning mechanism for turning an upper turning body arranged on an upper part of a lower body with respect to the lower body and an electric motor for turning, and turning the upper turning body with respect to the lower body. The present invention relates to a drive device for a construction machine turning mechanism to be driven.

下部の走行体として構成された下部体の上部に上部旋回体が配置されたショベル機等の建設機械において、上部旋回体を下部体に対して旋回させる旋回機構と旋回用の電動モータとを有する建設機械が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に開示された建設機械は、上記の旋回機構と、アクチュエータ駆動用のエンジンと、上記の電動モータとして設けられた電動発電機とを備えたハイブリッド建設機械として構成されている。そして、特許文献1の建設機械においては、上記のエンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータとが設けられるとともに、第1電動機及び第2電動機と蓄電装置とが設けられている。第1電動機はエンジンによって駆動され、この第1電動機による発電電力が蓄電装置に充電される。そして、蓄電装置の電力によって第2電動機(旋回用の電動モータ)が駆動され、これにより、上部旋回体が下部体に対して旋回駆動される。また、第2電動機は、旋回体の旋回制動時には、旋回体の慣性エネルギを電気エネルギに変換して回生するように発電作動する電動発電機として設けられている。この電動発電機による発電電力は、蓄電装置に充電される。   In a construction machine such as an excavator in which an upper swing body is disposed on an upper portion of a lower body configured as a lower traveling body, the swing machine has a swing mechanism for swinging the upper swing body with respect to the lower body and an electric motor for swing. Construction machines are known (see, for example, Patent Document 1). The construction machine disclosed in Patent Document 1 is configured as a hybrid construction machine including the turning mechanism, an engine for driving an actuator, and a motor generator provided as the electric motor. And in the construction machine of patent documents 1, while being provided with the hydraulic pump driven by the above-mentioned engine, the hydraulic actuator driven by the discharge oil from a hydraulic pump, the 1st electric motor, the 2nd electric motor, and the electrical storage device And are provided. The first electric motor is driven by the engine, and the electric power generated by the first electric motor is charged in the power storage device. Then, the second electric motor (turning electric motor) is driven by the electric power of the power storage device, and thereby the upper swing body is driven to swing relative to the lower body. Further, the second electric motor is provided as a motor generator that performs a power generation operation so that the inertia energy of the revolving structure is converted into electric energy and regenerated during the turning braking of the revolving structure. The electric power generated by the motor generator is charged in the power storage device.

特許文献1に開示された建設機械においては、上記の第2電動機として構成された電動モータを有するとともに上部旋回体を下部体に対して旋回駆動する駆動装置として設けられた、建設機械旋回機構の駆動装置が備えられている。また、特許文献2においても、上部旋回体を下部体に対して旋回駆動する装置として設けられた建設機械旋回機構の駆動装置が開示されている。特許文献2に開示された建設機械旋回機構の駆動装置は、旋回用の電動モータと、下部体に固定されたリングギアに噛み合うピニオンと、電動モータからの回転駆動力を減速してピニオンに出力する減速部とを有する装置として構成されている。   In the construction machine disclosed in Patent Document 1, a construction machine turning mechanism having an electric motor configured as the second electric motor and provided as a drive device for turning the upper turning body with respect to the lower body is provided. A drive device is provided. Also, Patent Document 2 discloses a drive device for a construction machine turning mechanism provided as a device for turning an upper turning body with respect to a lower body. A drive device for a construction machine turning mechanism disclosed in Patent Document 2 is an electric motor for turning, a pinion that meshes with a ring gear fixed to a lower body, and a rotational driving force from the electric motor is decelerated and output to the pinion. It is comprised as an apparatus which has a reduction part to perform.

特開2002−275945号公報(第4−5頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 2002-275945 (page 4-5, FIG. 1) 特開2000−104287号公報(第3頁、第3図)JP 2000-104287 A (page 3, FIG. 3)

特許文献1及び特許文献2に開示されているように、建設機械の旋回機構においては、上部旋回体を下部体に対して旋回駆動するための回転駆動力を発生させる旋回モータが電動モータとして構成された駆動装置が知られている。しかしながら、一般的な電動モータは高さ方向の寸法が大きいため、建設機械旋回機構の駆動装置において上記の旋回モータとして電動モータが用いられると、装置の大型化を招いてしまい易く、収容スペースが限られた建設機械においてこの駆動装置をコンパクトに収容することが困難となる。即ち、特許文献2の図3に開示されているように、建設機械旋回機構の駆動装置は、ピニオンがリングギアに噛み合うように配置されるため、ピニオンに出力する回転駆動力を減速する減速部に対して直列に連結された電動モータが上部旋回体の内部において大きく突出してしまい易くなる。このため、建設機械においては、電動モータを有する建設機械旋回機構の駆動装置について、油圧機器や制御機器等の各種機器、作業者の運転席等が設置される運転室、などの他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することが難しいという問題がある。   As disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, in a turning mechanism of a construction machine, a turning motor that generates a rotational driving force for turning the upper turning body with respect to the lower body is configured as an electric motor. Such a drive device is known. However, since a general electric motor has a large dimension in the height direction, if the electric motor is used as the above-described turning motor in the drive device of the construction machine turning mechanism, the size of the device is likely to increase, and the storage space is increased. In a limited construction machine, it is difficult to accommodate the drive device in a compact manner. That is, as disclosed in FIG. 3 of Patent Document 2, since the drive device for the construction machine turning mechanism is arranged so that the pinion meshes with the ring gear, the reduction unit that decelerates the rotational driving force output to the pinion On the other hand, the electric motor connected in series tends to protrude greatly inside the upper swing body. For this reason, in the construction machine, the drive device of the construction machine turning mechanism having an electric motor, other equipment such as various equipment such as hydraulic equipment and control equipment, the cab where the operator's driver's seat is installed, etc. There is a problem that it is difficult to accommodate compactly while avoiding interference.

本発明は、上記実情に鑑みることにより、建設機械で用いられて電動モータを有する建設機械旋回機構の駆動装置に関し、建設機械の内部において他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することを容易に実現できる、建設機械旋回機構の駆動装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention relates to a drive device for a construction machine turning mechanism that is used in a construction machine and has an electric motor, and accommodates compactly while avoiding interference with other equipment inside the construction machine. An object of the present invention is to provide a drive device for a construction machine turning mechanism that can be easily realized.

上記目的を達成するための第1発明に係る建設機械旋回機構の駆動装置は、下部体の上部に配置された上部旋回体を前記下部体に対して旋回させる旋回機構と電動モータとを有する建設機械において用いられ、前記上部旋回体を前記下部体に対して旋回駆動する、建設機械旋回機構の駆動装置に関する。そして、第1発明に係る建設機械旋回機構の駆動装置は、前記下部体に固定されたリングギアに対して噛み合うピニオンと、前記上部旋回体に固定された前記電動モータと、前記電動モータの回転駆動力を出力する出力軸と、前記出力軸から出力される回転駆動力が入力される入力軸と、前記ピニオンが固定された出力部と、前記入力軸及び前記出力部に連結され、前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達するとともに前記出力部に対して出力する減速部と、前記出力軸の軸線方向と前記入力軸の軸線方向とが平行になるように配置された当該出力軸と当該入力軸との間において回転駆動力を伝達可能に設けられていることで、前記出力軸から出力される回転駆動力を前記入力軸に入力するときにおける回転駆動力の回転軸線の位置を変更する入力位置変更機構と、を備えていることを特徴とする。   A drive device for a construction machine turning mechanism according to the first aspect of the invention for achieving the above object comprises a turning mechanism for turning an upper turning body arranged on an upper part of a lower body with respect to the lower body and an electric motor. The present invention relates to a drive device for a construction machine turning mechanism that is used in a machine and drives the upper turning body to turn relative to the lower body. The drive device for the construction machine turning mechanism according to the first aspect of the invention includes a pinion that meshes with a ring gear fixed to the lower body, the electric motor fixed to the upper turning body, and rotation of the electric motor. An output shaft that outputs a driving force; an input shaft that receives a rotational driving force output from the output shaft; an output unit to which the pinion is fixed; and the input shaft and the output unit, A speed reduction unit that transmits the rotational driving force input to the shaft at a reduced speed and outputs it to the output unit, and the axial direction of the output shaft and the axial direction of the input shaft are arranged in parallel. The rotational axis of the rotational driving force when the rotational driving force output from the output shaft is input to the input shaft by being provided so as to be able to transmit the rotational driving force between the output shaft and the input shaft. Place of Characterized in that it comprises a an input position changing mechanism for changing the.

この発明によると、建設機械で用いられて電動モータを有する建設機械旋回機構の駆動装置において、電動モータ側の出力軸と減速部側の入力軸との間において回転駆動力を伝達可能な入力位置変更機構が設けられる。そして、入力位置変更機構は、電動モータ側の出力軸の軸線方向と減速部側の入力軸の軸線方向とが平行になるように配置されていることで、上記出力軸から出力される回転駆動力を上記入力軸に入力するときにおける回転駆動力の回転軸線の位置を変更するように構成されている。このため、電動モータは、リングギアに噛み合うピニオンが固定された出力部に連結された減速部に対して、直列に配置されことなく、回転駆動力の回転軸線が平行にずれた位置に配置される。よって、特許文献2に開示された建設機械旋回機構の駆動装置のように減速部に対して直列に配置された電動モータが上部旋回体の内部に大きく突出して他の装備との干渉を招き易くなってしまうことを防止できる。即ち、電動モータを有する建設機械旋回機構の駆動装置について、油圧機器や制御機器等の各種機器、作業者の運転席等が設置される運転室、などの他の装備との干渉を避けながら、建設機械の内部にコンパクトに収容することを容易に実現することができる。   According to the present invention, in a drive device for a construction machine turning mechanism used in a construction machine and having an electric motor, an input position capable of transmitting a rotational driving force between the output shaft on the electric motor side and the input shaft on the speed reduction unit side. A change mechanism is provided. The input position changing mechanism is arranged so that the axial direction of the output shaft on the electric motor side and the axial direction of the input shaft on the speed reduction unit side are parallel to each other, so that the rotational drive output from the output shaft The position of the rotational axis of the rotational driving force when the force is input to the input shaft is changed. For this reason, the electric motor is not arranged in series with respect to the speed reduction unit connected to the output unit to which the pinion meshing with the ring gear is fixed, but is arranged at a position where the rotation axis of the rotational driving force is shifted in parallel. The Therefore, the electric motor arranged in series with respect to the speed reduction unit like the driving device of the construction machine turning mechanism disclosed in Patent Document 2 greatly protrudes into the upper turning body and easily interferes with other equipment. Can be prevented. That is, while avoiding interference with other equipment such as various devices such as hydraulic equipment and control equipment, the driver's cab where the operator's driver's seat is installed, etc., about the drive device of the construction machine turning mechanism having an electric motor, It is possible to easily realize a compact housing inside the construction machine.

従って、本発明によると、建設機械で用いられて電動モータを有する建設機械旋回機構の駆動装置において、建設機械の内部にて他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することを容易に実現できる。   Therefore, according to the present invention, in the drive device of the construction machine turning mechanism used in the construction machine and having the electric motor, it can be easily accommodated compactly while avoiding interference with other equipment inside the construction machine. it can.

第2発明に係る建設機械旋回機構の駆動装置は、第1発明の建設機械旋回機構の駆動装置において、前記電動モータが、前記入力位置変更機構に対して、前記減速部が配置される側と反対側に配置されていることを特徴とする。   A drive device for a construction machine turning mechanism according to a second invention is the drive device for the construction machine turning mechanism according to the first invention, wherein the electric motor is disposed on the side where the speed reduction portion is disposed with respect to the input position changing mechanism. It is arranged on the opposite side.

この発明によると、電動モータが、減速部に対して直列に配置されることなく回転駆動力の回転軸線が平行にずれた位置に配置されるとともに、入力位置変更機構に対して減速部が配置される側と反対側に配置される。このため、減速部に対して上下方向において重なることなくずれた位置に配置される電動モータについて、上部旋回体の内部にて配置スペースとしての余裕がある領域に(例えば、運転席の下部のスペースなどに)容易に配置することができ、他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することができる。   According to the present invention, the electric motor is not arranged in series with the speed reduction unit, but is arranged at a position where the rotational axis of the rotational driving force is shifted in parallel, and the speed reduction unit is arranged with respect to the input position changing mechanism. It is arranged on the opposite side to the side to be done. For this reason, the electric motor arranged at a position that does not overlap in the vertical direction with respect to the speed reduction unit is located in an area where there is room for the arrangement space inside the upper swing body (for example, the space below the driver's seat) Etc.) and can be accommodated compactly while avoiding interference with other equipment.

第3発明に係る建設機械旋回機構の駆動装置は、第1発明の建設機械旋回機構の駆動装置において、前記電動モータが、前記入力位置変更機構に対して、前記減速部が配置される側と同じ側に配置されていることを特徴とする。   A drive device for a construction machine turning mechanism according to a third aspect of the invention is the drive device for the construction machine turning mechanism according to the first aspect, wherein the electric motor is disposed on the side where the speed reduction portion is disposed with respect to the input position changing mechanism. It is arranged on the same side.

この発明によると、電動モータが、減速部に対して直列に配置されることなく回転駆動力の回転軸線が平行にずれた位置に配置されるとともに、入力位置変更機構に対して減速部が配置される側と同じ側に配置される。このため、入力位置変更機構の下方の領域において、減速部に対してその側方において並んだ状態で平行に電動モータを配置でき、他の装備との干渉を避けながらコンパクトに駆動装置を収容することを更に容易に実現できる。そして、本発明によると、上下方向における減速部の高さ寸法の範囲内で電動モータを配置でき、収容の更なるコンパクト化を図ることができる。または、下部体に固定されたリングギアの内側のスペースを有効的に活用して電動モータを配置でき、収容の更なるコンパクト化を図ることができる。尚、リングギアの内側のスペースを有効活用して電動モータを配置する場合は、減速部よりも高さ方向の寸法が大きい(減速部よりも軸方向長さが長い)電動モータであっても容易に配置することができる。   According to the present invention, the electric motor is not arranged in series with the speed reduction unit, but is arranged at a position where the rotational axis of the rotational driving force is shifted in parallel, and the speed reduction unit is arranged with respect to the input position changing mechanism. It is arranged on the same side as the side to be done. For this reason, in the area below the input position changing mechanism, the electric motor can be arranged in parallel in a state of being arranged side by side with respect to the speed reducing portion, and the drive device can be accommodated compactly while avoiding interference with other equipment. This can be realized more easily. And according to this invention, an electric motor can be arrange | positioned within the range of the height dimension of the deceleration part in an up-down direction, and the further compactization of accommodation can be achieved. Alternatively, the electric motor can be arranged by effectively utilizing the space inside the ring gear fixed to the lower body, and the housing can be further compacted. In the case where the electric motor is arranged by effectively utilizing the space inside the ring gear, even if the electric motor has a dimension in the height direction larger than that of the speed reduction part (longer in the axial direction than the speed reduction part), It can be easily arranged.

第4発明に係る建設機械旋回機構の駆動装置は、第1発明乃至第3発明のいずれかの建設機械旋回機構の駆動装置において、前記入力位置変更機構は、前記出力軸の回転駆動力を前記入力軸に対して減速して伝達することを特徴とする。   A drive device for a construction machine turning mechanism according to a fourth aspect of the present invention is the drive device for a construction machine turning mechanism according to any one of the first to third aspects, wherein the input position changing mechanism applies the rotational driving force of the output shaft. The transmission is decelerated with respect to the input shaft.

この発明によると、入力位置変更機構において出力軸の回転駆動力が入力軸に対して減速して伝達されるため、所望される減速比を減速部だけでなく入力位置変更機構に効率よく分担させることができ、減速部での減速比を小さく設定することができる(減速部で減速される速度の量が小さくなるように設定することができる)。これにより、減速部の小型化を図ることができ、駆動装置の更にコンパクトな収容を実現することができる。   According to the present invention, since the rotational driving force of the output shaft is decelerated and transmitted to the input shaft in the input position changing mechanism, the desired reduction ratio is efficiently shared not only by the speed reducing unit but also by the input position changing mechanism. The speed reduction ratio at the speed reduction unit can be set small (the amount of speed decelerated at the speed reduction unit can be set small). Thereby, size reduction of a deceleration part can be achieved and the further compact accommodation of a drive device can be implement | achieved.

第5発明に係る建設機械旋回機構の駆動装置は、第4発明の建設機械旋回機構の駆動装置において、前記入力位置変更機構は、前記入力軸に固定された減速部側歯車と、前記出力軸に固定されて前記減速部側歯車に噛み合うとともに当該減速部側歯車よりも直径寸法が小さい電動モータ側歯車と、を有していることを特徴とする。   The drive device for a construction machine turning mechanism according to a fifth aspect of the invention is the drive device for the construction machine turning mechanism according to the fourth aspect of the invention, wherein the input position changing mechanism is a speed reduction portion side gear fixed to the input shaft, and the output shaft. And an electric motor side gear having a diameter smaller than that of the speed reducer side gear while being engaged with the speed reducer side gear.

この発明によると、出力軸の回転駆動力を入力軸に対して減速する入力位置変更機構が減速部側歯車とこの減速部側歯車よりも小径の電動モータ側歯車とを備えて構成される。このため、出力軸から出力される回転駆動力を入力軸に入力するときにおける回転駆動力の回転軸線の位置を変更する機能を有するとともに減速機能も有する入力位置変更機構を2つの噛み合う歯車を有する機構として簡素な構成で実現することができる。また、2つの噛み合う歯車による簡素な機構として設けられるため、入力位置変更機構における駆動力伝達効率の低下を抑制することもできる。   According to the present invention, the input position changing mechanism that decelerates the rotational driving force of the output shaft with respect to the input shaft is configured to include the speed reducer side gear and the electric motor side gear having a smaller diameter than the speed reducer side gear. For this reason, there are two gears that mesh with an input position changing mechanism that has a function of changing the position of the rotational axis of the rotational driving force when the rotational driving force output from the output shaft is input to the input shaft and also has a deceleration function. The mechanism can be realized with a simple configuration. Moreover, since it is provided as a simple mechanism using two meshing gears, it is possible to suppress a decrease in driving force transmission efficiency in the input position changing mechanism.

本発明によると、建設機械で用いられて電動モータを有する建設機械旋回機構の駆動装置において、建設機械の内部にて他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することを容易に実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the drive device of the construction machine turning mechanism which is used with a construction machine and has an electric motor, it can implement | achieve compactly accommodating, avoiding interference with other equipment inside a construction machine.

本発明の第1実施形態に係る建設機械旋回機構の駆動装置が用いられる建設機械を模式的に示す側面から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the side which shows typically the construction machine with which the drive device of the construction machine turning mechanism which concerns on 1st Embodiment of this invention is used. 図1における建設機械旋回機構の駆動装置及びその近傍を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the drive device of the construction machine turning mechanism in FIG. 1, and its vicinity. 比較例に係る建設機械旋回機構の駆動装置が用いられる建設機械を模式的に示す側面から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the side surface which shows typically the construction machine with which the drive device of the construction machine turning mechanism which concerns on a comparative example is used. 本発明の第2実施形態に係る建設機械旋回機構の駆動装置が用いられる建設機械を模式的に示す側面から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the side which shows typically the construction machine with which the drive device of the construction machine turning mechanism which concerns on 2nd Embodiment of this invention is used. 図4における建設機械旋回機構の駆動装置及びその近傍を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the drive device of the construction machine turning mechanism in FIG. 4, and its vicinity.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明の実施形態においては、下部体の上部に配置された上部旋回体を下部体に対して旋回させる旋回機構とアクチュエータ駆動用のエンジンと電動発電機として設けられた旋回用の電動モータとを有するハイブリッド建設機械において用いられる建設機械旋回機構の駆動装置を例にとって説明するが、この例に限らず、本発明を広く適用することができる。即ち、本発明は、下部体の上部に配置された上部旋回体を下部体に対して旋回させる旋回機構と旋回用の電動モータとを有する建設機械において用いられ、上部旋回体を下部体に対して旋回駆動する建設機械旋回機構の駆動装置に関して、広く適用することができるものである。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention, an electric motor for turning provided as a turning mechanism, an engine for driving an actuator, and a motor generator for turning the upper turning body arranged on the upper portion of the lower body with respect to the lower body. However, the present invention is not limited to this example and can be widely applied. That is, the present invention is used in a construction machine having a turning mechanism for turning an upper turning body arranged on an upper part of a lower body with respect to the lower body and an electric motor for turning. The present invention can be widely applied to a drive device for a construction machine turning mechanism that is driven to turn.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る建設機械旋回機構の駆動装置1(以下、単に「駆動装置1」ともいう)が適用されるショベル機100を模式的に示す側面から見た断面図である。図1に示すショベル機100は、一対の走行クローラ101a(図1では一方のクローラ101aのみを図示)を有する下部の走行体を構成する下部体101の上部に上部旋回体102が旋回自在に配置されている。そして、このショベル機100は、上部旋回体102を下部体101に対して旋回させる旋回機構103と、アクチュエータ駆動用のエンジン(図示せず)と、電動発電機として設けられた旋回用の電動モータ11とを有するハイブリッド建設機械として構成されている。尚、このショベル機100は、いわゆるミニショベルとして構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a shovel machine 100 to which a drive device 1 (hereinafter also simply referred to as “drive device 1”) of a construction machine turning mechanism according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. An excavator 100 shown in FIG. 1 has an upper swing body 102 that is pivotably disposed on an upper part of a lower body 101 that constitutes a lower travel body having a pair of travel crawlers 101a (only one crawler 101a is shown in FIG. 1). Has been. The shovel machine 100 includes a turning mechanism 103 for turning the upper turning body 102 with respect to the lower body 101, an actuator driving engine (not shown), and a turning electric motor provided as a motor generator. 11 as a hybrid construction machine. The shovel machine 100 is configured as a so-called mini excavator.

上部旋回体102には、ショベル機100の運転を行う作業者の運転席106aや後述のアクチュエータを操作するための操作機器などが設置された運転室106が設けられている。また、上部旋回体102においては、運転席106aが設置される床板107と、床板107の下方に配置されて上部旋回体102の底部を構成するとともに駆動装置1が設置される底板108とが設けられている。   The upper swing body 102 is provided with a driver's seat 106a for an operator who operates the excavator 100, a driver's cab 106 in which operating devices for operating an actuator described later are installed. Further, the upper swing body 102 is provided with a floor plate 107 on which the driver's seat 106a is installed, and a bottom plate 108 that is disposed below the floor plate 107 to form the bottom of the upper swing body 102 and on which the driving device 1 is installed. It has been.

図2は、図1において本実施形態の駆動装置1とその近傍とを拡大して示す図である。図1及び図2に示すように、ショベル機100の旋回機構103は、駆動装置1、リングギア104、旋回軸受105、等を備えて構成されている。旋回軸受105は、外輪105a、内輪105b、転動体105c等を備えて構成されている。上部旋回体102の底板108には円形の貫通孔が形成されており、この貫通孔の縁部分において、底板108に対して外輪105aが固定されている。また、外輪105aの内側に対して転動体105cを介して回転自在に配置された内輪105bは、下部体101に対して固定されている。そして、リング状に形成されるとともに内周に歯が形成されたリングギア104は、内輪105bの内周に対して固定されている。このように、リングギア104は、内輪105bを介して、下部体101に固定されている。   FIG. 2 is an enlarged view showing the drive device 1 of this embodiment and the vicinity thereof in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the turning mechanism 103 of the excavator machine 100 includes the drive device 1, a ring gear 104, a turning bearing 105, and the like. The slewing bearing 105 includes an outer ring 105a, an inner ring 105b, a rolling element 105c, and the like. A circular through hole is formed in the bottom plate 108 of the upper swing body 102, and an outer ring 105 a is fixed to the bottom plate 108 at an edge portion of the through hole. In addition, an inner ring 105 b that is rotatably arranged via a rolling element 105 c with respect to the inner side of the outer ring 105 a is fixed to the lower body 101. The ring gear 104 formed in a ring shape and having teeth on the inner periphery is fixed to the inner periphery of the inner ring 105b. Thus, the ring gear 104 is fixed to the lower body 101 via the inner ring 105b.

駆動装置1は、上部旋回体102に設置されており、ピニオン12においてリングギア104に対して噛み合うように配置されている。そして、駆動装置1が後述のように作動することで、上部旋回体102が下部体101に対して旋回駆動されることになる。尚、図1においては、上部旋回体102の旋回動作時における回転中心線Pを一点鎖線にて、回転中心線Pを中心とする上部旋回体102の旋回方向を両端矢印Qにてそれぞれ示している。また、上部旋回体102の旋回制動時には、駆動装置1における電動モータ11が駆動されることで、上部旋回体102の慣性エネルギを電気エネルギに変換して回生する発電が電動発電機としての電動モータ11において行われることになる。   The drive device 1 is installed on the upper swing body 102 and is disposed so as to mesh with the ring gear 104 in the pinion 12. Then, when the driving device 1 operates as described later, the upper swing body 102 is driven to rotate with respect to the lower body 101. In FIG. 1, the rotation center line P during the turning operation of the upper turning body 102 is indicated by a one-dot chain line, and the turning direction of the upper turning body 102 around the rotation center line P is indicated by a double-ended arrow Q. Yes. In addition, when the upper swing body 102 is subjected to swing braking, the electric motor 11 in the drive device 1 is driven, so that the electric power generated as a motor generator is generated by converting the inertia energy of the upper swing body 102 into electric energy and regenerating. 11 will be performed.

また、ショベル機100においては、前述のエンジンによって駆動される油圧ポンプ(図示せず)と、旋回体102に設けられた複数のアクチュエータと、上記エンジンによって駆動される発電機(図示せず)と、この発電機による発電電力が充電される蓄電装置(図示せず)とが備えられている。電動発電機として設けられた電動モータ11は、上記の蓄電装置から供給される電力によって駆動されるとともに、上部旋回体102の旋回制動時には発電した電力をこの蓄電装置に充電するように構成されている。また、上記の複数のアクチュエータは、上記の油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される。そして、ショベル機100においては、複数のアクチュエータとして、上記圧油により油圧シリンダによって駆動されるブーム109、アーム(図示せず)、アタッチメントとしてのバケット(図示せず)が設けられている。   Further, in the excavator machine 100, a hydraulic pump (not shown) driven by the engine described above, a plurality of actuators provided on the revolving structure 102, and a generator (not shown) driven by the engine. And a power storage device (not shown) charged with power generated by the generator. The electric motor 11 provided as a motor generator is configured to be driven by the electric power supplied from the power storage device, and to charge the power storage device with the generated power during the turning braking of the upper swing body 102. Yes. The plurality of actuators are driven by pressure oil supplied from the hydraulic pump. In the shovel machine 100, a boom 109 driven by a hydraulic cylinder by the pressure oil, an arm (not shown), and a bucket (not shown) as an attachment are provided as a plurality of actuators.

次に、本実施形態に係る駆動装置1について詳しく説明する。図1及び図2に示すように、駆動装置1は、電動モータ11、ピニオン12、出力軸13、入力軸14、出力部15、減速部16、入力位置変更機構17、等を備えて構成されている。   Next, the drive device 1 according to the present embodiment will be described in detail. As shown in FIGS. 1 and 2, the drive device 1 includes an electric motor 11, a pinion 12, an output shaft 13, an input shaft 14, an output unit 15, a speed reduction unit 16, an input position changing mechanism 17, and the like. ing.

電動モータ11は、前述のように電動発電機として設けられ、上部旋回体102に固定されている。尚、減速部16のハウジングが、上部旋回体102の底板108に対して又は底板108に固定された外輪105aに対して固定され、このハウジングに対して固定された入力位置変更機構17のケース18に対して電動モータ11が固定されている。これにより、電動モータ11が、減速部16及び入力位置変更機構17を介して、上部旋回体102に固定されている。   The electric motor 11 is provided as a motor generator as described above, and is fixed to the upper swing body 102. Note that the housing of the speed reduction unit 16 is fixed to the bottom plate 108 of the upper swing body 102 or the outer ring 105a fixed to the bottom plate 108, and the case 18 of the input position changing mechanism 17 fixed to the housing. In contrast, the electric motor 11 is fixed. Accordingly, the electric motor 11 is fixed to the upper swing body 102 via the speed reduction unit 16 and the input position changing mechanism 17.

図2において破線で示す出力軸13は、電動モータ11の回転駆動力を出力する電動モータ11の出力軸部として設けられ、先端側が下方に向かって突出するとともに後述する入力位置変更機構17のケース18内に向かって突出するように配置されている。図2において破線で示す入力軸14は、出力軸13から出力される回転駆動力が入力位置変更機構17を介して入力される軸部材として設けられている。図2において破線で示す出力部15は、例えば、軸状の部分として形成されて減速部16の回転駆動力を出力する部分として設けられている。そして、出力部15は、先端側が減速部16の下方に向かって突出するとともにリングギア104の内側に突出するように配置されている。また、出力部15の先端側の外周には、リングギア104の内周の歯に噛み合うピニオン12が、例えばスプライン結合を介して固定されている。   An output shaft 13 indicated by a broken line in FIG. 2 is provided as an output shaft portion of the electric motor 11 that outputs the rotational driving force of the electric motor 11, and a tip end side protrudes downward and a case of an input position changing mechanism 17 described later. 18 is arranged so as to protrude toward the inside. An input shaft 14 indicated by a broken line in FIG. 2 is provided as a shaft member to which the rotational driving force output from the output shaft 13 is input via the input position changing mechanism 17. The output unit 15 indicated by a broken line in FIG. 2 is provided as a part that is formed as, for example, an axial part and outputs the rotational driving force of the reduction part 16. And the output part 15 is arrange | positioned so that the front end side may protrude toward the downward direction of the deceleration part 16, and it may protrude inside the ring gear 104. FIG. A pinion 12 that meshes with the teeth on the inner periphery of the ring gear 104 is fixed to the outer periphery on the tip side of the output unit 15 through, for example, spline coupling.

減速部16は、床板107の下方のスペース、即ち、上部旋回体102における床板107と底板108との間のスペースに配置されている。また、減速部16は、その上端側において入力軸14に連結されるとともにその下端側において出力部15に連結され、前述のように、そのハウジングの下端部において底板108又は外輪105aに固定されている。そして、減速部16は、入力軸14に入力された回転駆動力を減速して伝達するとともに出力部15に対して出力するように構成されている。この減速部16は、例えば、平歯車を備えて構成された平歯車減速機、太陽歯車と遊星歯車と遊星枠とを備えて構成された遊星歯車減速機、クランク軸と外歯歯車とキャリアとを備えて構成された偏心型減速機、又は、これらの任意の組み合わせによる減速機等を備えて構成される。   The speed reduction unit 16 is disposed in a space below the floor plate 107, that is, a space between the floor plate 107 and the bottom plate 108 in the upper swing body 102. Further, the speed reducing portion 16 is connected to the input shaft 14 at the upper end side and is connected to the output portion 15 at the lower end side, and is fixed to the bottom plate 108 or the outer ring 105a at the lower end portion of the housing as described above. Yes. The deceleration unit 16 is configured to decelerate and transmit the rotational driving force input to the input shaft 14 and to output it to the output unit 15. The reduction unit 16 includes, for example, a spur gear reducer configured with a spur gear, a planetary gear reducer configured with a sun gear, a planetary gear, and a planetary frame, a crankshaft, an external gear, and a carrier. It is comprised including the eccentric type reduction gear comprised including these, or the reduction gear etc. by these arbitrary combinations.

入力位置変更機構17は、床板107の下方のスペース、即ち、上部旋回体102における床板107と底板108との間のスペースに配置され、ケース18、減速部側歯車19、電動モータ側歯車20、等を備えて構成されている。ケース18は、減速部側歯車19及び電動モータ側歯車20が収容される筐体として設けられるとともに、出力軸13及び入力軸14のそれぞれの端部が内部に突出するように配置されている。そして、ケース18の下面側には減速部16のハウジングにおける上端部が固定され、ケース18の上面側には電動モータ11のハウジングにおける下端部が固定されている。これにより、駆動装置1においては、電動モータ11が、入力位置変更機構17に対して、減速部16が配置される側(下側)と反対側(上側)に配置されるように構成されている。また、駆動装置1においては、電動モータ11は、運転席106aの下部のスペースに配置されている。尚、運転席106aの下部においては、床板107に切り欠かれた部分が形成されており、この床板107における切り欠かれた部分を介して電動モータ11が運転席106aの下部のスペースに突出して配置されている。   The input position changing mechanism 17 is disposed in a space below the floor plate 107, that is, a space between the floor plate 107 and the bottom plate 108 in the upper swing body 102, and includes a case 18, a speed reduction unit side gear 19, an electric motor side gear 20, Etc. are provided. The case 18 is provided as a housing that accommodates the speed reducer side gear 19 and the electric motor side gear 20, and is arranged so that the end portions of the output shaft 13 and the input shaft 14 protrude inside. And the upper end part in the housing of the deceleration part 16 is being fixed to the lower surface side of the case 18, and the lower end part in the housing of the electric motor 11 is being fixed to the upper surface side of the case 18. Thereby, in the drive device 1, the electric motor 11 is configured to be arranged on the opposite side (upper side) to the input position changing mechanism 17 on the side (lower side) where the speed reduction unit 16 is arranged. Yes. Moreover, in the drive device 1, the electric motor 11 is disposed in a space below the driver's seat 106a. In the lower part of the driver's seat 106a, a notched portion is formed in the floor plate 107, and the electric motor 11 projects into the space below the driver's seat 106a through the notched portion in the floor plate 107. Has been placed.

減速部側歯車19は、入力軸14の端部に固定されたスパーギア又はヘリカルギアとして設けられている。電動モータ側歯車20は、出力軸13の端部に固定されて減速部側歯車19に噛み合うとともに減速部側歯車19よりも直径寸法が小さいスパーギア又はヘリカルギアとして設けられている。上記のように構成された減速部側歯車19及び電動モータ側歯車20が設けられていることで、入力位置変更機構17は、出力軸13の回転駆動力を入力軸14に対して減速して伝達するように構成されている。   The speed reducer side gear 19 is provided as a spur gear or a helical gear fixed to the end of the input shaft 14. The electric motor side gear 20 is provided as a spur gear or a helical gear that is fixed to the end of the output shaft 13 and meshes with the speed reduction portion side gear 19 and has a smaller diameter than the speed reduction portion side gear 19. By providing the speed reducer side gear 19 and the electric motor side gear 20 configured as described above, the input position changing mechanism 17 reduces the rotational driving force of the output shaft 13 relative to the input shaft 14. Configured to communicate.

また、入力位置変更機構17においては、出力軸13の軸線方向C1(図2において破線C1で示す方向)と入力軸14の軸線方向C2(図2において破線C2で示す方向)とが平行になるように配置された出力軸13と入力軸14との間において回転駆動力を伝達可能に設けられている。これにより、入力位置変更機構17は、出力軸13から出力される回転駆動力を入力軸14に入力するときにおける回転駆動力の回転軸線の位置を軸線方向C1から軸線方向C2に変更するように構成されている。   Further, in the input position changing mechanism 17, the axial direction C1 of the output shaft 13 (the direction indicated by the broken line C1 in FIG. 2) and the axial direction C2 of the input shaft 14 (the direction indicated by the broken line C2 in FIG. 2) are parallel. Between the output shaft 13 and the input shaft 14 arranged in this manner, a rotational driving force can be transmitted. Thereby, the input position changing mechanism 17 changes the position of the rotational axis of the rotational driving force when the rotational driving force output from the output shaft 13 is input to the input shaft 14 from the axial direction C1 to the axial direction C2. It is configured.

次に、上述した駆動装置1の作動について説明する。上部旋回体102の旋回駆動時には、駆動装置1は、図示しない蓄電装置から供給される電力によって駆動される電動モータ11の運転が行われることにより作動する。そして、電動モータ11の運転が開始されると、出力軸11とともに入力位置変更機構17の電動モータ側歯車20が回転し、この電動モータ側歯車20に噛み合う減速部側歯車19が回転する。減速部側歯車19が回転すると、電動モータ11から出力されて入力位置変更機構17を介して回転軸線の位置が軸線方向C1から軸線方向C2に変更された回転駆動力が入力軸14に入力される。入力軸14に入力された回転駆動力は、減速部16で減速して伝達されて出力部15から出力される。これにより、リングギア104に噛み合うピニオン12から大きなトルクが出力され、上部旋回体102が下部体101に対して旋回駆動されることになる。   Next, the operation of the drive device 1 described above will be described. When the upper swing body 102 is driven to turn, the drive device 1 operates by operating the electric motor 11 driven by electric power supplied from a power storage device (not shown). When the operation of the electric motor 11 is started, the electric motor side gear 20 of the input position changing mechanism 17 is rotated together with the output shaft 11, and the reduction unit side gear 19 that is engaged with the electric motor side gear 20 is rotated. When the reduction gear 19 is rotated, the rotational driving force output from the electric motor 11 and having the rotational axis position changed from the axial direction C1 to the axial direction C2 is input to the input shaft 14 via the input position changing mechanism 17. The The rotational driving force input to the input shaft 14 is transmitted after being decelerated by the deceleration unit 16 and output from the output unit 15. As a result, a large torque is output from the pinion 12 meshing with the ring gear 104, and the upper swing body 102 is driven to swing relative to the lower body 101.

一方、上部旋回体102の旋回制動時には、上記とは逆方向に回転駆動力が伝達される。即ち、上部旋回体102の慣性エネルギによる駆動力がピニオン12を介して出力部15に入力され、減速部16において増速して伝達されて入力軸14から出力され、減速部側歯車19及び電動モータ側歯車20を介して出力軸13に入力され、制動中の電動モータ11において発電が行われることになる。発電された電力は、図示しない蓄電装置に充電されることになる。   On the other hand, during the turning braking of the upper turning body 102, the rotational driving force is transmitted in the opposite direction to the above. In other words, the driving force based on the inertial energy of the upper swing body 102 is input to the output unit 15 through the pinion 12, accelerated and transmitted by the speed reduction unit 16, and output from the input shaft 14. Electric power is generated in the electric motor 11 that is input to the output shaft 13 via the motor-side gear 20 and is being braked. The generated power is charged in a power storage device (not shown).

以上説明したように、駆動装置1によると、電動モータ11側の出力軸13と減速部16側の入力軸14との間において回転駆動力を伝達可能な入力位置変更機構17が設けられる。そして、入力位置変更機構17は、電動モータ11側の出力軸13の軸線方向C1と減速部16側の入力軸14の軸線方向C2とが平行になるように配置されていることで、出力軸13から出力される回転駆動力を入力軸14に入力するときにおける回転駆動力の回転軸線の位置を変更するように構成されている。このため、電動モータ11は、リングギア104に噛み合うピニオン12が固定された出力部15に連結された減速部16に対して、直列に配置されことなく、回転駆動力の回転軸線が平行にずれた位置に配置される。よって、特許文献2に開示された建設機械旋回機構の駆動装置のように減速部に対して直列に配置された電動モータが上部旋回体の内部に大きく突出して他の装備との干渉を招き易くなってしまうことを防止できる。   As described above, according to the driving device 1, the input position changing mechanism 17 capable of transmitting the rotational driving force is provided between the output shaft 13 on the electric motor 11 side and the input shaft 14 on the speed reduction unit 16 side. The input position changing mechanism 17 is arranged so that the axial direction C1 of the output shaft 13 on the electric motor 11 side and the axial direction C2 of the input shaft 14 on the speed reduction unit 16 side are parallel to each other, so that the output shaft 13 is configured to change the position of the rotational axis of the rotational driving force when the rotational driving force output from 13 is input to the input shaft 14. For this reason, the electric motor 11 is not arranged in series with respect to the speed reduction unit 16 connected to the output unit 15 to which the pinion 12 meshing with the ring gear 104 is fixed, and the rotational axis of the rotational driving force is shifted in parallel. Placed in a different position. Therefore, the electric motor arranged in series with respect to the speed reduction unit like the driving device of the construction machine turning mechanism disclosed in Patent Document 2 greatly protrudes into the upper turning body and easily interferes with other equipment. Can be prevented.

尚、図3は、電動モータ11が減速部16に直列に配置された比較例に係る建設機械旋回機構の駆動装置10が用いられたショベル機110を模式的に示す側面から見た断面図である。図3に示す比較例に係る駆動装置10の場合、減速部16に対して直列に配置された電動モータ11が上部旋回体102の運転室106の内部に大きく突出してしまうことになる。このため、運転室106内で作業者が運転操作を行う際の妨げとなり、運転室106の機能が損なされることになる。即ち、電動モータ11の配置が運転室106との干渉を生じてしまうことになる。しかしながら、駆動装置1においては、前述のように、電動モータ11が、減速部16に対して直列に配置されことなく、回転駆動力の回転軸線が平行にずれた位置に配置される。このため、電動モータ11を有する駆動装置1について、油圧機器や制御機器等の各種機器、運転室106、などの他の装備との干渉を避けながら、ショベル機100の内部にコンパクトに収容することを容易に実現することができる。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the excavator machine 110 using the drive device 10 of the construction machine turning mechanism according to the comparative example in which the electric motor 11 is arranged in series with the speed reduction unit 16. is there. In the case of the drive device 10 according to the comparative example shown in FIG. 3, the electric motor 11 arranged in series with the speed reduction unit 16 protrudes greatly into the cab 106 of the upper swing body 102. For this reason, it becomes an obstacle when an operator performs a driving operation in the cab 106, and the function of the cab 106 is impaired. That is, the arrangement of the electric motor 11 causes interference with the cab 106. However, in the drive device 1, as described above, the electric motor 11 is not disposed in series with the speed reduction unit 16, but is disposed at a position where the rotational axis of the rotational driving force is shifted in parallel. For this reason, the drive device 1 having the electric motor 11 is accommodated in the shovel machine 100 in a compact manner while avoiding interference with other equipment such as hydraulic equipment and control equipment, the cab 106, and the like. Can be easily realized.

従って、本実施形態によると、建設機械であるショベル機100で用いられて電動モータ11を有する建設機械旋回機構の駆動装置1において、ショベル機100の内部にて他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することを容易に実現できる。   Therefore, according to the present embodiment, in the drive device 1 of the construction machine turning mechanism that is used in the excavator machine 100 that is a construction machine and has the electric motor 11, while avoiding interference with other equipment inside the excavator machine 100. A compact housing can be easily realized.

また、駆動装置1によると、電動モータ11が、減速部16に対して直列に配置されることなく回転駆動力の回転軸線が平行にずれた位置に配置されるとともに、入力位置変更機構17に対して減速部16が配置される側と反対側に配置される。このため、減速部16に対して上下方向において重なることなくずれた位置に配置される電動モータ11について、上部旋回体102の内部にて配置スペースとしての余裕がある領域(図1に及び図2に図示するように、運転席106aの下部のスペースなどに)容易に配置することができ、他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することができる。   Further, according to the driving device 1, the electric motor 11 is not arranged in series with the speed reduction unit 16, but is arranged at a position where the rotational axis of the rotational driving force is shifted in parallel, and the input position changing mechanism 17 is arranged. On the other hand, it arrange | positions on the opposite side to the side by which the deceleration part 16 is arrange | positioned. For this reason, about the electric motor 11 arrange | positioned in the position which shifted | deviated with respect to the deceleration part 16 in the up-down direction, the area | region which has a margin as an arrangement | positioning space inside the upper turning body 102 (FIG.1 and FIG.2). As shown in the figure, it can be easily arranged (in the space below the driver's seat 106a, etc.) and can be accommodated compactly while avoiding interference with other equipment.

また、駆動装置1によると、入力位置変更機構17において出力軸13の回転駆動力が入力軸14に対して減速して伝達されるため、所望される減速比を減速部16だけでなく入力位置変更機構17に効率よく分担させることができ、減速部16での減速比を小さく設定することができる(減速部16減速される速度の量が小さくなるように設定することができる)。これにより、減速部16の小型化を図ることができ、駆動装置1の更にコンパクトな収容を実現することができる。   Further, according to the driving device 1, the rotational driving force of the output shaft 13 is transmitted to the input shaft 14 while being decelerated to the input shaft 14 in the input position changing mechanism 17. The changing mechanism 17 can be efficiently shared, and the speed reduction ratio in the speed reduction unit 16 can be set small (the speed reduction speed of the speed reduction unit 16 can be set to be small). Thereby, the size reduction of the deceleration part 16 can be achieved and the further compact accommodation of the drive device 1 can be implement | achieved.

また、駆動装置1によると、出力軸13の回転駆動力を入力軸14に対して減速する入力位置変更機構17が減速部側歯車19とこの減速部側歯車19よりも小径の電動モータ側歯車20とを備えて構成される。このため、出力軸13から出力される回転駆動力を入力軸14に入力するときにおける回転駆動力の回転軸線の位置を変更する機能を有するとともに減速機能も有する入力位置変更機構17を2つの噛み合う歯車を有する機構として簡素な構成で実現することができる。また、2つの噛み合う歯車による簡素な機構として設けられるため、入力位置変更機構17における駆動力伝達効率の低下を抑制することもできる。   In addition, according to the driving device 1, the input position changing mechanism 17 that decelerates the rotational driving force of the output shaft 13 with respect to the input shaft 14 is provided with the speed reducer side gear 19 and the electric motor side gear with a smaller diameter than the speed reducer side gear 19. 20. For this reason, the input position changing mechanism 17 having a function of changing the position of the rotational axis of the rotational driving force when the rotational driving force output from the output shaft 13 is input to the input shaft 14 is engaged with the two. A mechanism having a gear can be realized with a simple configuration. Moreover, since it is provided as a simple mechanism using two meshing gears, it is possible to suppress a decrease in driving force transmission efficiency in the input position changing mechanism 17.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図4は、第2実施形態に係る建設機械旋回機構の駆動装置2(以下、単に「駆動装置2」ともいう)が適用されるショベル機200を模式的に示す側面から見た断面図である。図4に示すショベル機200は、第1実施形態のショベル機100と同様に構成されているが、上部旋回体102を下部体101に対して旋回駆動する装置として、駆動装置1ではなく駆動装置2が備えられている点が異なっている。そして、駆動装置2は、第1実施形態の駆動装置1と同様に、電動モータ11、ピニオン12、出力軸13、入力軸14、出力部15、減速部16、入力位置変更機構17、等を備えて構成されているが、電動モータ11の配置構成において第1実施形態と異なっている。尚、以下の説明においては、第1実施形態と同様の構成については図面において同一の符号を付して説明を省略し、第1実施形態とは構成の異なる電動モータ11の配置構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a shovel machine 200 to which the drive device 2 (hereinafter also simply referred to as “drive device 2”) of the construction machine turning mechanism according to the second embodiment is applied. . The excavator machine 200 shown in FIG. 4 is configured in the same manner as the excavator machine 100 of the first embodiment, but is not a driving device 1 but a driving device as a device that drives the upper turning body 102 to turn relative to the lower body 101. 2 is different. The drive device 2 includes the electric motor 11, the pinion 12, the output shaft 13, the input shaft 14, the output unit 15, the speed reduction unit 16, the input position changing mechanism 17, and the like, like the drive device 1 of the first embodiment. The arrangement of the electric motor 11 is different from that of the first embodiment. In the following description, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted. The arrangement of the electric motor 11 having a configuration different from that of the first embodiment will be described. .

図5は、図4において駆動装置2とその近傍とを拡大して示す図である。図4及び図5に示すように、入力位置変更機構17のケース18の下面側には、減速部16のハウジングにおける上端部が固定されるとともに、電動モータ11のハウジングにおける上端部が固定されている。そして、電動モータ11は、減速部16と同様に、床板107の下方のスペース、即ち、上部旋回体102における床板107と底板108との間のスペースに配置されている。また、出力軸13は、電動モータ11に対してその上端側において連結され、先端側が上方に向かって突出するとともにケース18内に向かって突出するように配置されている。このように、駆動装置2においては、電動モータ11が、入力位置変更機構17に対して、減速部16が配置される側(下側)と同じ側(下側)に配置されるように構成されている。よって、駆動装置2においては、電動モータ11、減速部16及び入力位置変更機構17の全てが、床板107の下方のスペース、即ち、上部旋回体102における床板107と底板108との間のスペースに配置されている。   FIG. 5 is an enlarged view of the driving device 2 and the vicinity thereof in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the upper end of the housing of the speed reduction unit 16 is fixed to the lower surface of the case 18 of the input position changing mechanism 17, and the upper end of the housing of the electric motor 11 is fixed. Yes. The electric motor 11 is disposed in the space below the floor plate 107, that is, in the space between the floor plate 107 and the bottom plate 108 in the upper swing body 102, similarly to the speed reduction unit 16. Further, the output shaft 13 is connected to the electric motor 11 at the upper end side thereof, and is arranged so that the distal end side protrudes upward and protrudes into the case 18. As described above, in the drive device 2, the electric motor 11 is configured to be disposed on the same side (lower side) as the side (lower side) where the speed reduction unit 16 is disposed with respect to the input position changing mechanism 17. Has been. Therefore, in the drive device 2, the electric motor 11, the speed reduction unit 16, and the input position changing mechanism 17 are all located in the space below the floor plate 107, that is, the space between the floor plate 107 and the bottom plate 108 in the upper swing body 102. Has been placed.

以上説明した駆動装置2によると、第1実施形態の駆動装置1と同様の効果を奏することができる。即ち、第2実施形態によると、建設機械であるショベル機200で用いられて電動モータ11を有する建設機械旋回機構の駆動装置2において、ショベル機100の内部にて他の装備との干渉を避けながらコンパクトに収容することを容易に実現できる。   According to the drive device 2 described above, the same effects as those of the drive device 1 of the first embodiment can be obtained. That is, according to the second embodiment, in the drive device 2 of the construction machine turning mechanism that is used in the excavator machine 200 that is a construction machine and has the electric motor 11, avoiding interference with other equipment inside the excavator machine 100. However, it can be easily accommodated compactly.

そして、駆動装置2によると、電動モータ11が、減速部16に対して直列に配置されることなく回転駆動力の回転軸線が平行にずれた位置に配置されるとともに、入力位置変更機構17に対して減速部16が配置される側と同じ側に配置される。このため、入力位置変更機構17の下方の領域において、減速部16に対してその側方において並んだ状態で平行に電動モータ11を配置でき、他の装備との干渉を避けながらコンパクトに駆動装置2を収容することを更に容易に実現できる。そして、本実施形態によると、上下方向における減速部16の高さ寸法の範囲内で電動モータ11を配置でき、収容の更なるコンパクト化を図ることができる。   According to the drive device 2, the electric motor 11 is not arranged in series with the speed reduction unit 16, but is arranged at a position where the rotational axis of the rotational driving force is shifted in parallel, and the input position changing mechanism 17 is arranged. On the other hand, it arrange | positions on the same side as the side by which the deceleration part 16 is arrange | positioned. For this reason, in the area below the input position changing mechanism 17, the electric motor 11 can be arranged in parallel with the speed reduction unit 16 in a state of being arranged on the side thereof, and the drive device is compact while avoiding interference with other equipment. 2 can be accommodated more easily. And according to this embodiment, the electric motor 11 can be arrange | positioned within the range of the height dimension of the deceleration part 16 in an up-down direction, and the further compactization of accommodation can be achieved.

以上、本発明の第1及び第2実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施することができる。   Although the first and second embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. it can. For example, the following modifications can be made.

(1)第1及び第2実施形態では、ショベル機として構成されたハイブリッド建設機械において用いられる場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、本発明は、ショベル機以外のハイブリッド建設機械において用いられる建設機械旋回機構の駆動装置に適用されてもよく、また、ハイブリッド建設機械ではない建設機械(ショベル機及びショベル機以外のいずれでもよい)において用いられる建設機械旋回機構の駆動装置に適用されてもよい。よって、商用電源等を用いた電動ショベルやバッテリーショベル、旋回機構を備えたクレーンなどにも本発明を適用することができる。尚、第1及び第2実施形態では、ショベル機としてミニショベルを例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、20tクラスなどのショベル機に本発明が適用されてもよい。 (1) In the first and second embodiments, the case of being used in a hybrid construction machine configured as an excavator has been described as an example, but this need not be the case. That is, the present invention may be applied to a drive device for a construction machine turning mechanism used in a hybrid construction machine other than a shovel machine, or may be a construction machine that is not a hybrid construction machine (any one other than a shovel machine and a shovel machine). It may be applied to a drive device for a construction machine turning mechanism used in the above. Therefore, the present invention can be applied to an electric excavator or a battery excavator using a commercial power source or the like, a crane equipped with a turning mechanism, and the like. In the first and second embodiments, a mini excavator has been described as an example of the excavator. However, this need not be the case, and the present invention may be applied to a 20t class excavator.

(2)第1及び第2実施形態では、入力位置変更機構が、出力軸の回転駆動力を入力軸に対して減速して伝達する形態を例にとって説明したが、この通りでなくもよい。即ち、入力位置変更機構が、出力軸の回転駆動力を入力軸に対して減速せずに伝達する形態であってもよい。また、入力位置変更機構が、出力軸の回転駆動力を入力軸に対して減速して伝達する場合であっても、スパーギア又はヘリカルギア以外の形態の歯車によって回転駆動力を減速して伝達する形態であってもよい。 (2) In the first and second embodiments, the input position changing mechanism has been described as an example in which the rotational driving force of the output shaft is decelerated and transmitted to the input shaft, but this need not be the case. That is, the input position changing mechanism may transmit the rotational driving force of the output shaft to the input shaft without decelerating. Further, even when the input position changing mechanism decelerates and transmits the rotational driving force of the output shaft to the input shaft, the rotational driving force is decelerated and transmitted by a gear other than a spur gear or a helical gear. Form may be sufficient.

(3)第2実施形態では、電動モータが入力位置変更機構に対して減速部と同じ側に配置される場合において、上下方向における減速部の高さ寸法の範囲内で電動モータが配置される形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。電動モータが入力位置変更機構に対して減速部と同じ側に配置される場合において、下部体に固定されたリングギアの内側のスペースを有効的に活用して電動モータが配置され、収容の更なるコンパクト化が図られる形態であってもよい。尚、リングギアの内側のスペースを有効活用して電動モータが配置される場合は、減速部よりも高さ方向の寸法が大きい(減速部よりも軸方向長さが長い)電動モータであっても容易に配置することができる。 (3) In 2nd Embodiment, when an electric motor is arrange | positioned with respect to an input position change mechanism on the same side as a speed reduction part, an electric motor is arrange | positioned within the range of the height dimension of the speed reduction part in an up-down direction. Although the form has been described as an example, this need not be the case. When the electric motor is arranged on the same side as the speed reduction unit with respect to the input position changing mechanism, the electric motor is arranged by effectively utilizing the space inside the ring gear fixed to the lower body, and the accommodation is further changed. It may be a form that can be made compact. In addition, when the electric motor is arranged by effectively using the space inside the ring gear, the electric motor has a dimension in the height direction larger than that of the speed reduction part (longer in the axial direction than the speed reduction part). Can also be easily arranged.

本発明は、下部体の上部に配置された上部旋回体を下部体に対して旋回させる旋回機構と旋回用の電動モータとを有する建設機械において用いられ、上部旋回体を下部体に対して旋回駆動する建設機械旋回機構の駆動装置として、広く適用することができるものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a construction machine having a turning mechanism for turning an upper turning body arranged on an upper part of a lower body with respect to the lower body and an electric motor for turning, and turning the upper turning body with respect to the lower body. The present invention can be widely applied as a drive device for a construction machine turning mechanism to be driven.

1 ショベル機(建設機械)
11 電動モータ
12 ピニオン
13 出力軸
14 入力軸
15 出力部
16 減速部
17 入力位置変更機構
101 下部体
102 上部旋回体
103 旋回機構
104 リングギア
1 Excavator machine (construction machine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric motor 12 Pinion 13 Output shaft 14 Input shaft 15 Output part 16 Deceleration part 17 Input position change mechanism 101 Lower body 102 Upper turning body 103 Turning mechanism 104 Ring gear

Claims (5)

下部体の上部に配置された上部旋回体を前記下部体に対して旋回させる旋回機構と旋回用の電動モータとを有する建設機械において用いられ、前記上部旋回体を前記下部体に対して旋回駆動する、建設機械旋回機構の駆動装置であって、
前記下部体に固定されたリングギアに対して噛み合うピニオンと、
前記上部旋回体に固定された前記電動モータと、
前記電動モータの回転駆動力を出力する出力軸と、
前記出力軸から出力される回転駆動力が入力される入力軸と、
前記ピニオンが固定された出力部と、
前記入力軸及び前記出力部に連結され、前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達するとともに前記出力部に対して出力する減速部と、
前記出力軸の軸線方向と前記入力軸の軸線方向とが平行になるように配置された当該出力軸と当該入力軸との間において回転駆動力を伝達可能に設けられていることで、前記出力軸から出力される回転駆動力を前記入力軸に入力するときにおける回転駆動力の回転軸線の位置を変更する入力位置変更機構と、
を備えていることを特徴とする、建設機械旋回機構の駆動装置。
Used in a construction machine having a turning mechanism for turning an upper turning body arranged on an upper part of the lower body with respect to the lower body and an electric motor for turning, and the upper turning body is driven to turn with respect to the lower body. A drive device for a construction machine turning mechanism,
A pinion meshing with a ring gear fixed to the lower body;
The electric motor fixed to the upper swing body;
An output shaft for outputting the rotational driving force of the electric motor;
An input shaft to which a rotational driving force output from the output shaft is input;
An output section to which the pinion is fixed;
A speed reducer coupled to the input shaft and the output unit, decelerating and transmitting the rotational driving force input to the input shaft, and outputting to the output unit;
By providing a rotational driving force between the output shaft and the input shaft arranged so that the axial direction of the output shaft and the axial direction of the input shaft are parallel to each other, the output An input position changing mechanism for changing the position of the rotational axis of the rotational driving force when the rotational driving force output from the shaft is input to the input shaft;
A drive device for a construction machine turning mechanism.
請求項1に記載の建設機械旋回機構の駆動装置であって、
前記電動モータが、前記入力位置変更機構に対して、前記減速部が配置される側と反対側に配置されていることを特徴とする、建設機械旋回機構の駆動装置。
A drive device for a construction machine turning mechanism according to claim 1,
The drive device for a construction machine turning mechanism, wherein the electric motor is arranged on the opposite side of the input position changing mechanism from the side on which the speed reduction unit is arranged.
請求項1に記載の建設機械旋回機構の駆動装置であって、
前記電動モータが、前記入力位置変更機構に対して、前記減速部が配置される側と同じ側に配置されていることを特徴とする、建設機械旋回機構の駆動装置。
A drive device for a construction machine turning mechanism according to claim 1,
The drive device for a construction machine turning mechanism, wherein the electric motor is disposed on the same side as the side on which the speed reduction unit is disposed with respect to the input position changing mechanism.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の建設機械旋回機構の駆動装置であって、
前記入力位置変更機構は、前記出力軸の回転駆動力を前記入力軸に対して減速して伝達することを特徴とする、建設機械旋回機構の駆動装置。
A drive device for a construction machine turning mechanism according to any one of claims 1 to 3,
The drive device for a construction machine turning mechanism, wherein the input position changing mechanism transmits the rotational driving force of the output shaft to the input shaft at a reduced speed.
請求項4に記載の建設機械旋回機構の駆動装置であって、
前記入力位置変更機構は、前記入力軸に固定された減速部側歯車と、前記出力軸に固定されて前記減速部側歯車に噛み合うとともに当該減速部側歯車よりも直径寸法が小さい電動モータ側歯車と、を有していることを特徴とする、建設機械旋回機構の駆動装置。
A drive device for a construction machine turning mechanism according to claim 4,
The input position changing mechanism includes a speed reduction unit side gear fixed to the input shaft, and an electric motor side gear fixed to the output shaft and meshing with the speed reduction unit side gear and having a smaller diameter than the speed reduction unit side gear. And a drive device for a construction machine turning mechanism.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007219A (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Hitachi Constr Mach Co Ltd Swing device of construction machine
JP2013144888A (en) * 2012-01-13 2013-07-25 Yanmar Co Ltd Revolution type electric work vehicle
WO2014069308A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 住友重機械工業株式会社 Shovel
JP2015132055A (en) * 2014-01-09 2015-07-23 日立建機株式会社 Hybrid type construction machine
KR20220165136A (en) * 2021-06-07 2022-12-14 주식회사 모트롤 Actuator

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0286878U (en) * 1988-12-23 1990-07-10
JP3001320U (en) * 1994-02-23 1994-08-23 国産電機株式会社 Electric motor with reduction gear
JPH09105148A (en) * 1995-10-12 1997-04-22 Komatsu Est Corp Working machine
JP2003164095A (en) * 2001-11-27 2003-06-06 Moric Co Ltd Case structure of electric drive unit
JP2004301136A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd Geared motor and reduction gear having swing speed reduction part of inscribed meshing planetary gear structure
JP2008291522A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Toshiba Mach Co Ltd Construction machine having hybrid drive device
JP2010203196A (en) * 2009-03-05 2010-09-16 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Working machine
JP2011102484A (en) * 2009-11-11 2011-05-26 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Construction machine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0286878U (en) * 1988-12-23 1990-07-10
JP3001320U (en) * 1994-02-23 1994-08-23 国産電機株式会社 Electric motor with reduction gear
JPH09105148A (en) * 1995-10-12 1997-04-22 Komatsu Est Corp Working machine
JP2003164095A (en) * 2001-11-27 2003-06-06 Moric Co Ltd Case structure of electric drive unit
JP2004301136A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd Geared motor and reduction gear having swing speed reduction part of inscribed meshing planetary gear structure
JP2008291522A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Toshiba Mach Co Ltd Construction machine having hybrid drive device
JP2010203196A (en) * 2009-03-05 2010-09-16 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Working machine
JP2011102484A (en) * 2009-11-11 2011-05-26 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Construction machine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007219A (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Hitachi Constr Mach Co Ltd Swing device of construction machine
JP2013144888A (en) * 2012-01-13 2013-07-25 Yanmar Co Ltd Revolution type electric work vehicle
WO2014069308A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 住友重機械工業株式会社 Shovel
CN104769315A (en) * 2012-11-05 2015-07-08 住友重机械工业株式会社 Shovel
JP2015132055A (en) * 2014-01-09 2015-07-23 日立建機株式会社 Hybrid type construction machine
KR20220165136A (en) * 2021-06-07 2022-12-14 주식회사 모트롤 Actuator
KR102554086B1 (en) 2021-06-07 2023-07-12 주식회사 모트롤 Actuator

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