JP2019132066A - 回転駆動システム及び油圧ショベル - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト化を図りながらコストの低減を図ることが可能な回転駆動システムを提供する。【解決手段】回転軸４０と、ロータコア４２と、ステータ３０と、これらを収容する第一収容空間Ｒ１を形成するとともに、下方に連通する連通孔５０が形成された電動機ケーシング２１と、を有する電動機２０と、出力軸７０と、伝達部８０と、これらを収容するとともに、連通孔５０を介して第一収容空間Ｒ１に連通する第二収容空間Ｒ２を形成する減速機ケーシング６１と、を有する減速機６０と、第一収容空間Ｒ１と第二収容空間Ｒ２とを外部で接続する潤滑油流路１５１、及び、該潤滑油流路１５１に設けられて、第二収容空間Ｒ２側から第一収容空間Ｒ１側に潤滑油を圧送する潤滑油ポンプ１５２を有する潤滑油循環部１５０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、回転駆動システム及び油圧ショベルに関する。

特許文献１には、電動機と該電動機の回転を減速させる減速機とが一体に設けられた回転駆動システムが記載されている。減速機は、減速機ケーシング内に収容された伝達部として複数段の遊星歯車機構を有している。減速機ケーシング内の空間には潤滑油が貯留されており、各遊星歯車機構が潤滑油内に浸漬されている。

一方、電動機の運転中はロータやステータから発生する熱を除去するために、電動機ケーシング内に外部から冷却油が供給される。電動機ケーシング内の空間の下部は、冷却油が貯留されるタンクとして使用されている。電動機から排出される冷却油は、外部で冷却された後に、再度、電動機ケーシング内に供給される。

特開２００９−７９６２７号公報

ところで、上記の回転駆動システムでは、減速機ケーシング内に潤滑油を貯留しながら、電動機ケーシング内の一部にも冷却油の一部を貯留している。即ち、減速機と電動機とのそれぞれに潤滑油又は冷却油を貯留するタンクがあるため、装置が大型になってしまう場合があった。
また、減速機の潤滑油や電動機の冷却油を個別に管理する必要があり、例えば油量を検査するための検油管や潤滑油の供給口をそれぞれ別個に設ける必要があった。そのため、コストの増加を招いてしまっていた。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、コンパクト化を図りながらコストの低減を図ることが可能な回転駆動システム及びこれを用いた油圧ショベルを提供することを目的とする。

本発明の一の態様に係る回転駆動システムは、上下方向に延びる軸線回りに回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸の外周面に固定されたロータコアと、前記ロータコアを外周側から囲うステータと、前記回転軸の下部を下方に突出させるように該回転軸、前記ロータコア及びステータを収容する第一収容空間を形成するとともに、下方に連通する連通孔が形成された電動機ケーシングと、を有する電動機と、前記回転軸の下方で前記軸線回りに回転可能に設けられた出力軸と、前記回転軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する伝達部と、前記出力軸の下部を下方に突出させるように該出力軸及び前記伝達部を収容するとともに前記連通孔を介して前記第一収容空間に連通する第二収容空間を形成する減速機ケーシングと、を有する減速機と、前記第一収容空間と前記第二収容空間とを接続する潤滑油流路、及び、該潤滑油流路に設けられて、前記第二収容空間側から前記第一収容空間側に潤滑油を圧送するポンプを有する潤滑油循環部とを備える。

上記構成の回転駆動システムによれば、電動機ケーシング内に供給される潤滑油は連通孔を介して減速機ケーシング内に導入される。そして、潤滑油循環部によって減速機ケーシング内の潤滑油を再度、電動機に供給することができる。これにより、電動機の冷却と減速機の潤滑とを一の潤滑油循環部を介して一貫して行うことができる。したがって、電動機内に潤滑油を貯留するためのタンクを形成する必要がない。また、減速機と電動機で別個に油量の管理を行う必要がない。

本発明の実施形態に係る回転駆動システムを備えた油圧ショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係る回転駆動システムを備えた油圧ショベルの平面図である。 本発明の実施形態に係る回転駆動システムの概要を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る回転駆動システムにおける回転駆動装置の縦断面図である。 図４における電動機の拡大図である。 本発明の実施形態に係る回転駆動システムの電動機の図４とは異なる位置での縦断面図である。 図４における減速機の拡大図である。 図７における減速機の一部拡大図であって、運転停止時における潤滑油の液面を示す図である。 図７における減速機の一部拡大図であって、運転時における潤滑油の液面を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図９を参照して詳細に説明する。

＜作業機械＞
図１及び図２に示すように、作業機械としての油圧ショベル２００は、下部走行体２１０、スイングサークル２２０及び上部旋回体２３０を備えている。以下では、作業機械が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を「上下方向」と称する。また、後述するキャブ２３１内の運転席の前方を単に「前方」と称し、運転席の後方を単に「後方」と称する。
下部走行体２１０は、左右一対の履帯２１１，２１１を有しており、これら履帯２１１，２１１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで油圧ショベル２００を走行させる。

スイングサークル２２０は、下部走行体２１０と上部旋回体２３０とを接続する部材であって、アウターレース２２１、インナーレース２２２及びスイングピニオン２２３を備えている。アウターレース２２１は下部走行体２１０に支持されており、上下方向に一致して延びる旋回軸線Ｌを中心とした環状をなしている。インナーレース２２２はアウターレース２２１と同軸をなす環状の部材であって、アウターレース２２１の内側に配置されている。インナーレース２２２は、アウターレース２２１に対して旋回軸線Ｌ回りに相対回転可能に支持されている。スイングピニオン２２３はインナーレース２２２の内歯に噛み合っており、スイングピニオン２２３が回転することでインナーレース２２２がアウターレース２２１に対して相対回転する。

上部旋回体２３０は、インナーレース２２２に支持されることで下部走行体２１０に対して旋回軸線Ｌ回りに旋回可能に配置されている。上部旋回体２３０は、キャブ２３１、作業機２３２、これらの後方に設けられたエンジン２３６、発電機モータ２３７、油圧ポンプ２３８、インバータ２３９、キャパシタ２４０、及び、回転駆動システム１を備えている。

キャブ２３１は、上部旋回体２３０の前方左側に配置されており、作業者の運転席が設けられている。作業機２３２は上部旋回体２３０の前方に延びるように設けられており、ブーム２３３、アーム２３４及びバケット２３５を有する。作業機２３２は、ブーム２３３、アーム２３４及びバケット２３５がそれぞれ各油圧シリンダ（図示省略）により駆動されることで掘削等の各種作業を行う。

エンジン２３６及び発電機モータ２３７は、互いの軸が接続されている。発電機モータ２３７はエンジン２３６によって駆動されることで電力を生成する。発電機モータ２３７及び油圧ポンプ２３８は、互いの回転軸が接続されている。油圧ポンプ２３８は、エンジン２３６によって駆動される。油圧ポンプ２３８の駆動により生成される油圧は、上述した走行用油圧モータ、各油圧シリンダを駆動する。なお、エンジン２３６、発電機モータ２３７および油圧ポンプ２３８の接続は本実施形態に限定されない任意の方式でもよい。

発電機モータ２３７、キャパシタ２４０及び回転駆動システム１はインバータ２３９を介して互いに電気的に接続されている。なお、キャパシタ２４０に代えてリチウムイオンバッテリ等の他の蓄電装置を用いてもよい。
回転駆動システム１は、回転中心となる軸線Ｏが上下方向に一致する縦置きの状態で配置されている。この回転駆動システム１の出力は、インナーレース２２２の内歯に噛み合あったスイングピニオン２２３に伝達される。

油圧ショベル２００は、発電機モータ２３７で生成される電力又はキャパシタ２４０からの電力によって回転駆動システム１を駆動する。回転駆動システム１の駆動力はスイングピニオン２２３を介してインナーレース２２２に伝達される。これによってインナーレース２２２がアウターレース２２１に対して相対回転することで上部旋回体２３０が旋回する。
上部旋回体２３０の旋回の減速時には回転駆動システム１が発電機として機能することで回生エネルギーとしての電力を生成する。この電力はインバータ２３９を介してキャパシタ２４０に蓄積される。キャパシタ２４０に蓄積された電力は、エンジン２３６の加速時に発電機モータ２３７に供給される。キャパシタの電力によって発電機モータ２３７が駆動されることで、該発電機モータ２３７がエンジン２３６の出力を補助する。

＜回転駆動システム＞
回転駆動システム１は、図３に示すように、回転駆動装置１０、検油部１６０及び潤滑油循環部１５０を備えている。

＜回転駆動装置＞
回転駆動装置１０は、電動機２０と該電動機２０と一体に設けられた減速機６０とから構成されている。減速機６０は、電動機２０の下方に設置されている。

＜電動機＞
電動機２０は、図３〜図６に示すように、電動機ケーシング２１、ステータ３０及びロータ３８を備えている。
＜電動機ケーシング＞
図５に示すように、電動機ケーシング２１は、電動機２０の外形をなす部材である。電動機ケーシング２１は、上部ケーシング２２及び下部ケーシング２５を有している。
上部ケーシング２２は、上下方向（軸線Ｏ方向）に延びる筒状をなす上筒部２３と、該上筒部２３の上方を閉塞する上底部２４とを有する有底筒状をなしている。上筒部２３の内周面２３ａは、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなしている。上底部２４には、軸線Ｏを中心として貫通する上部貫通孔２４ａが形成されている。上部貫通孔２４ａの周囲には、上底部２４の下方を向く面から軸線Ｏを中心とした環状をなすように突出する環状凸部２４ｂが形成されている。上筒部２３の下端には、該上筒部２３の外周面から外周側に張り出すようにして上部フランジ２３ｂが設けられている。

下部ケーシング２５は、上下方向に延びる筒状をなす下筒部２６と、該下筒部２６の下方を閉塞する下底部２７とを有する有底筒状をなしている。下筒部２６の外周面２６ａ及び内周面２６ｂは、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなしている。下筒部２６の下端には、該下筒部２６から外周側に張り出すようにして下部フランジ２７ｆが設けられている。図６に示すように、下筒部２６の径方向内側かつ上端の角部には、下部嵌合部２６ｄが形成されている。下部嵌合部２６ｄは、周方向に間隔をあけて複数形成されている。下部嵌合部２６ｄにおける径方向内側を向く面は、軸線Ｏに直交する断面形状が軸線Ｏを中心とした円形をなしている。下部嵌合部２６ｄにおける上方を向く面は、軸線Ｏに直交する平坦状をなしている。

下底部２７には、軸線Ｏを中心として貫通する下部貫通孔２７ａが形成されている。下底部２７の上方を向く面における下部貫通孔２７ａの周囲の部分は、環状をなすとともに軸線Ｏに直交する平坦状をなす第一底面２７ｂとされている。下底部２７の第一底面２７ｂの周囲には、第二底面２７ｃ（図６参照）及び第三底面２７ｄ（図５参照）が形成されている。

図６に示すように、第二底面２７ｃは、第一底面２７ｂの外周側に隣接する部分であって、第一底面２７ｂよりも一段高く形成されている。第二底面２７ｃは軸線Ｏに直交する平坦状をなしている。第二底面２７ｃは、軸線Ｏの周方向に間隔をあけて複数形成されている。
図５に示すように、第三底面２７ｄは、第二底面２７ｃと同様に第一底面２７ｂの外周側に隣接し、かつ、第二底面２７ｃの周方向に隣接するように設けられている。第三底面２７ｄは第二底面２７ｃよりも一段高く形成されている。第三底面２７ｄは、軸線Ｏの周方向に間隔をあけて複数形成されている。本実施形態では、第二底面２７ｃと第三底面２７ｄとは、周方向に交互に複数が設けられている。第二底面２７ｃと第三底面２７ｄの外周側には、下筒部２６の内周面２６ｂが接続されている。

図５に示すように、下底部２７の下方を向く面における第三底面２７ｄと対応する周方向位置の部分には、該下底部２７の下面から上方に向かって凹む電動機側収容凹部２７ｅが形成されている。該電動機側収容凹部２７ｅは、第三底面２７ｄに対応して、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。

下筒部２６は、上筒部２３に下方から挿入されるようにして、該下筒部２６の外周面２６ａが上筒部２３の内周面２３ａに嵌合している。上部フランジ２３ｂと下部フランジ２７ｆとは互いに周方向にわたって当接している。これによって、下筒部２６と上筒部２３とは互いに一体に固定されている。下筒部２６と上筒部２３とによって形成される電動機ケーシング２１の内側の空間は、第一収容空間Ｒ１とされている。

＜ステータ＞
ステータ３０は、ステータコア３１及びコイル３２を備えている。
ステータコア３１は、電磁鋼板を上下方向に複数積層させることで構成されており、コア本体３１ａ及びコア凸部３１ｂを有している。
コア本体３１ａは、軸線Ｏを中心とした円筒状をなすヨーク及び該ヨークの内周面から突出するようにヨークの周方向に互いに間隔をあけて複数形成されたティースとから構成されている。
コア凸部３１ｂは、コア本体３１ａの外周面から突出するように形成されている。コア凸部３１ｂは、周方向に間隔をあけて複数が設けられている。コア凸部３１ｂは、コア本体３１ａの上下方向全域にわたって延びている。

コイル３２は各ティースに対応するように複数設けられており、各ティースに巻き掛けられている。これによってコイル３２は、周方向に間隔をあけて複数が設けられている。各コイル３２におけるステータコア３１から上方に突出する部分は上部コイルエンド３２ａとされている。各コイル３２におけるステータコア３１から下方に突出する部分は下部コイルエンド３２ｂとされている。コイル３２を構成する巻線としては、例えば断面形状が四角形状とされた平角巻線が採用されている。

ここで本実施形態では、ステータ３０におけるステータコア３１が電動機ケーシング２１の上部ケーシング２２及び下部ケーシング２５に嵌合している。即ち、図５に示すように、ステータコア３１におけるコア凸部３１ｂの外周側の端部は、上部ケーシング２２における上筒部２３の内周面２３ａにはめ込まれている。一方、図６に示すように、ステータコア３１におけるコア本体３１ａの下端における外周側の端部は、下部ケーシング２５における下筒部２６の下部嵌合部２６ｄにはめ込まれている。

さらに本実施形態では、図５に示すように、ステータコア３１におけるコア凸部３１ｂには、上下方向に貫通するボルト挿通孔（図示省略）が形成されている。該ボルト挿通孔には上方からボルト３３が挿入されている。該ボルト３３の下端は下部ケーシング２５の下筒部２６における上端面２６ｃに形成されたボルト固定孔２６ｅに固定されている。これにより、ステータコア３１が下部ケーシング２５に固定一体化されている。

＜ロータ＞
ロータ３８は、図５及び図６に示すように、回転軸４０、ロータコア４２、下部エンドプレート４５、及び上部エンドプレート４６を備えている。

＜回転軸＞
回転軸４０は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材である。回転軸４０は、ケーシング内でステータ３０の内側を上下方向に貫通するように配置されている。回転軸４０の上端は、上部ケーシング２２における上底部２４の上部貫通孔２４ａを挿通して電動機ケーシング２１の上方に突出している。なお、回転軸４０の上端は、電動機ケーシング２１内に収容されていてもよい。
上底部２４の上部貫通孔２４ａの内周面と回転軸４０の外周面との間には、上部シール３５が設けられている。これにより、電動機ケーシング２１の内側の上端における液密性が確保されている。

上底部２４における環状凸部２４ｂの内周面には、軸線Ｏを中心とした環状をなす上部軸受３６が設けられている。回転軸４０は上部軸受３６を上下に挿通しており、該上部軸受３６によって回転軸４０上部が軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
下底部２７における下部貫通孔２７ａの内周面には、軸線Ｏを中心とした環状をなす下部軸受３７が設けられている。回転軸４０は下部軸受３７を上下に挿通しており、該下部軸受３７によって回転軸４０の下部が軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。

回転軸４０には、該回転軸４０の上端から下方に向かって延びる中心孔４０ａと、該中心孔４０ａから回転軸４０の外周面まで延びる径方向孔４０ｂとが形成されている。
中心孔４０ａは、回転軸４０の上下方向全域にわたっては延びておらず、回転軸４０の上端から下端に向かう中途まで延びている。これによって回転軸４０は、上端から下端に向かって中心孔４０ａが形成されている部分が中空構造とされており、残りの下方側の部分が中実構造とされている。

径方向孔４０ｂは、延在方向を軸線Ｏに直交する方向に一致させるようにして径方向に延びている。径方向孔４０ｂの径方向内側の端部は、中心孔４０ａの下部に連通している。径方向孔４０ｂの径方向外側の端部は、回転軸４０の外周面に開口している。径方向孔４０ｂは、周方向に間隔をあけて複数形成されている。

＜ロータコア＞
ロータコア４２は、軸線Ｏを中心とした円筒形状をなしており、内周面４２ａが回転軸４０の外周面に外嵌されている。回転軸４０に外嵌されたロータコア４２の上端は、中心孔４０ａの下端に対応する上下方向位置とされている。ロータコア４２の外周面は、軸線Ｏを中心とした円筒面状をなしており、ステータ３０の内周面に対向している。ロータコア４２は、複数の電磁鋼板を上下方向に積層させることで構成されている。

ロータコア４２の内周面４２ａには、軸線Ｏ方向全域にわたって延びる溝状をなす内側軸方向流路４２ｂが周方向に間隔をあけて複数形成されている。ロータコア４２の内部における内側軸方向流路４２ｂよりも外周側の部分には、軸線Ｏ方向全域にわたって延びる外側軸方向流路４２ｃが形成されている。
ロータコア４２内には、周方向に間隔をあけて複数の永久磁石（図示省略）が埋め込まれている。

＜下部エンドプレート＞
下部エンドプレート４５は、軸線Ｏに直交する方向に延在するとともに、外形が軸線Ｏを中心とした円形をなす円板状の部材である。下部エンドプレート４５はロータコア４２の下方から該ロータコア４２に積層されるように固定されている。
下部エンドプレート４５の上面には、径方向に延びる接続流路４５ａが形成されている。接続流路４５ａは、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。接続流路４５ａは、ロータコア４２の内側軸方向流路４２ｂと外側軸方向流路４２ｃとを径方向に接続している。

＜上部エンドプレート＞
上部エンドプレート４６は、下部エンドプレート４５と同様、軸線Ｏに直交する方向に延在するとともに、外形が軸線Ｏを中心とした円形をなす円板状の部材である。上部エンドプレート４６は、ロータコア４２の上方から該ロータコア４２に積層されるように固定されている。上部エンドプレート４６は、ロータコア４２内の内側軸方向流路４２ｂを上方から閉塞している。上部エンドプレート４６には、上下方向に貫通する排出孔４６ａが周方向に間隔をあけて複数形成されている。排出孔４６ａはそれぞれロータコア４２内の外側軸方向流路４２ｃに連通している。
これによって、ロータ３８内には、中心孔４０ａ、径方向孔４０ｂ、内側軸方向流路４２ｂ、接続流路４５ａ、外側軸方向流路４２ｃ及び排出孔４６ａの順序で潤滑油が流通する冷却流路が形成されている。

＜連通孔＞
ここで図６に示すように、電動機ケーシング２１には、該電動機ケーシング２１内の第一収容空間Ｒ１を下方に連通させる連通孔５０が形成されている。
連通孔５０として本実施形態では、主排油孔５０ａ、副排油孔５０ｂ、外周側排油孔５０ｃ及び軸受排油孔５０ｄが形成されている。

主排油孔５０ａは、下部ケーシング２５の下底部２７における第二底面２７ｃに開口するように形成されており、該下底部２７を上下に貫通している。主排油孔５０ａは、各第二底面２７ｃに対応するように、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。
副排油孔５０ｂは、下部ケーシング２５の下底部２７における第一底面２７ｂに開口するように形成されており、該下底部２７を上下に貫通している。副排油孔５０ｂは、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。副排油孔５０ｂの軸線Ｏに直交する断面積である流路断面積は、主排油孔５０ａの流路断面積よりも小さい。

外周側排油孔５０ｃは、上端が下筒部２６の上端面２６ｃに開口しており、該下筒部２６を上下に貫通している。該外周側排油孔５０ｃは、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。外周側排油孔５０ｃは、ステータコア３１を固定するボルト固定孔２６ｅを避けるように周方向に間隔をあけて複数が形成されている。外周側排油孔５０ｃは、周方向を長手方向とするスリット状をなしていてもよい。

軸受排油孔５０ｄは、上述した下部軸受３７に形成されている。下部軸受３７は、図６に示すように、内輪３７ａ、外輪３７ｂ、転動体３７ｃ及び軸受シールド３７ｄを有している。
内輪３７ａは、環状をなす部材であって、内周面が回転軸４０の外周面に固定されている。外輪３７ｂは、内輪３７ａの外周側に間隔あけて設けられた環状の部材であって、外周面が下底部２７の下部貫通孔２７ａの内周面に固定されている。転動体３７ｃは、球状をなしており、内輪３７ａと外輪３７ｂとによって挟まれるように周方向に複数が並設して設けられている。軸受シールド３７ｄは、内輪３７ａの外周面の下端に固定された環状の部材である。軸受シールド３７ｄは、上下方向を板厚とする板状をなしている。軸受シールド３７ｄの外周端と外輪３７ｂの内周面との間には周方向にわたってクリアランスが形成されている。当該クリアランスが軸受排油孔５０ｄである。軸受排油孔５０ｄの開口面積は副排油孔５０ｂの流路断面積よりも小さい。

下部軸受３７の内輪３７ａ及び外輪３７ｂの上端の高さは、第一底面２７ｂと面一とされている。したがって、下部軸受３７における内輪３７ａと外輪３７ｂとの間の上端での開口の高さは、副排油孔５０ｂの上端での高さと同一とされている。なお、副排油孔５０ｂの上端の高さが下部軸受け３７の上端よりも低い位置にあってもよい。即ち、副排油孔５０ｂは、電動機ケーシング２１の底面における下部軸受３７の上端以下の箇所で開口していればよい。

＜減速機＞
次に減速機６０について図７を参照して説明する。減速機６０は、減速機ケーシング６１、出力軸７０、伝達部８０、及びブレーキ機構１２０を備えている。

＜減速機ケーシング＞
減速機ケーシング６１は、軸線Ｏに沿って延びて上方及び下方が開口した筒状をなしている。減速機ケーシング６１の上端は、電動機ケーシング２１における下部ケーシング２５の下部フランジ２７ｆに周方向にわたって当接している。減速機ケーシング６１は、図示しないボルト等を介して、下部フランジ２７ｆに一体に固定されている。減速機ケーシング６１の上方の開口は、電動機ケーシング２１の下部ケーシング２５によって閉塞されている。

＜出力軸＞
出力軸７０は、軸線Ｏに沿って延びる棒状をなしている。出力軸７０の回転が回転駆動システム１の出力となる。出力軸７０は、上部が減速機ケーシング６１内に配置されており、下部が減速機ケーシング６１から下方に突出するように配置されている。減速機ケーシング６１の内周面の下部には、該出力軸７０を軸線Ｏ回りに回転可能に支持する出力軸軸受７１が設けられている。出力軸軸受７１としては、例えば自動調心ころ軸受が採用されている。出力軸７０における減速機ケーシング６１から下方に突出する下部が、スイングピニオン２２３に接続されている。

減速機ケーシング６１の内周面における出力軸軸受７１のさらに下方には、減速機ケーシング６１の内周面と出力軸７０の外周面との間の環状の空間をシールする下部シール７２が設けられている。下部シール７２によって下方から閉塞された減速機ケーシング６１内の空間は、第二収容空間Ｒ２とされている。第二収容空間Ｒ２の上部には、電動機ケーシング２１から下方に突出する回転軸４０の下部が位置している。

＜伝達部＞
伝達部８０は減速機ケーシング６１内の第二収容空間Ｒ２内に設けられている。伝達部８０は、回転軸４０の回転動力を入力し回転数を減速させて出力軸７０に伝達する役割を有する。
伝達部８０は、回転軸４０から出力軸７０に至るまでに順次回転数を減速する複数段の遊星歯車機構によって構成されている。複数の遊星歯車機構として、本実施形態では、第一段遊星歯車機構９０、第二段遊星歯車機構１００及び第三段遊星歯車機構１１０の３つを有している。

＜第一段遊星歯車機構＞
第一段遊星歯車機構９０は、初段の遊星歯車機構である。第一段遊星歯車機構９０は、第一段伝達軸９１、第一段遊星歯車９２及び第一段キャリア９３を有している。
第一段伝達軸９１は、嵌合筒部９１ａ及び円盤部９１ｂを有している。嵌合筒部９１ａは、軸線Ｏを中心とした筒状をなしており、下端が閉塞されている。嵌合筒部９１ａは、回転軸４０の下部に下端から外嵌されている。これによって、嵌合筒部９１ａは、回転軸４０と一体に軸線Ｏ回りに回転可能とされている。円盤部９１ｂは、嵌合筒部９１ａの外周面の下部から外周側に張り出している。円盤部９１ｂは、軸線Ｏを中心とした円盤状をなしている。円盤部９１ｂの外周面には、軸線Ｏを中心とした外ギア歯である第一段太陽ギア歯９１ｃが形成されている。

第一段遊星歯車９２は、円盤状をなす歯車であって、外周面に第一段遊星ギア歯９２ａが形成されている。第一段遊星歯車９２は、第一段伝達軸９１の周囲に周方向に間隔をあけて複数が設けられている。各第一段遊星歯車９２の第一段遊星ギア歯９２ａは、それぞれ第一段伝達軸９１の第一段太陽ギア歯９１ｃにかみ合っている。各第一段遊星歯車９２の上下方向位置は互いに同一とされている。
ここで、減速機ケーシング６１の内周面における第一段遊星歯車９２の配置箇所に対応する部分には、該減速機ケーシング６１の内周面の周方向全域にわたって、第一段内ギア歯６２ａが形成されている第一段内ギア歯６２ａは、減速機ケーシング６１における第一内周面６３ａに形成されている。第一内周面６３ａは、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなしている。第一段遊星歯車９２の第一段遊星ギア歯９２ａは、第一段太陽ギア歯９１ｃとかみ合うとともに、第一段内ギア歯６２ａにもかみ合っている。

第一段キャリア９３は、第一段遊星歯車９２を自転可能に、かつ、第一段伝達軸９１の軸線Ｏ回りに公転可能に支持する部材である。第一段キャリア９３は、第一段キャリア軸９４、第一段上板部９５及び第一段下板部９６を有している。

第一段キャリア軸９４は、各第一段遊星歯車９２に対応するように複数が設けられている。第一段キャリア軸９４は、各第一段遊星歯車９２の中心を上下方向に貫通するとともに、該第一段遊星歯車９２を自転可能に支持している。

第一段上板部９５は、軸線Ｏを中心とした円盤状をなしている。第一段上板部９５は、各第一段遊星歯車９２の上方で、これら第一段遊星歯車９２に上方から対向するように配置されている。第一段上板部９５の中央には、回転軸４０及び第一段伝達軸９１が上下方向に挿通する第一段挿通孔９５ａが形成されている。
第一段下板部９６は、軸線Ｏを中心とした円盤状をなしている。第一段上板部９５は、各第一段遊星歯車９２の下方で、これら第一段遊星歯車９２に対向するように配置されている。第一段下板部９６の中央には、上下方向に貫通する第一段連結孔９６ａが形成されている。

各第一段キャリア軸９４は、上端が第一段上板部９５に固定されており、下端が第一段下板部９６に固定されている。したがって、各第一段遊星歯車９２は、第一段上板部９５と第一段下板部９６とによって上下方向から挟み込まれるようにして、第一段キャリア９３に支持されている。

＜第二段遊星歯車機構＞
第二段遊星歯車機構１００は、中段の遊星歯車機構である。第二段遊星歯車機構１００は、第二段伝達軸１０１、第二段遊星歯車１０２及び第二段キャリア１０３を有している。
第二段伝達軸１０１は、第一段伝達軸９１の下方で、回転軸４０の軸線Ｏを中心として延びる軸である。第二段伝達軸１０１の上端は第一段伝達軸９１の下端と間隔をあけて配置されている。これにより、第二段伝達軸１０１は、第一段伝達軸９１と互いに軸線Ｏ回りに相対回転可能とされている。なお、第二段伝達軸１０１の上端と第一段伝達軸９１の下端とが互いに摺接する構成とされていてもよいし、これらの間に低摩擦の摺接部材が介在されていてもよい。

第二段伝達軸１０１の外周面における上部は、第一段遊星歯車機構９０における第一段キャリア９３の第一段下板部９６の第一段連結孔９６ａに連結されている。これによって、第二段伝達軸１０１は、第一段キャリア９３と一体に軸線Ｏ回りに回転する。第二段伝達軸１０１は、第一段キャリア９３の第一段下板部９６の第一段連結孔９６ａと例えばスプライン嵌合されていてもよい。
第二段伝達軸１０１の外周面における下部には、軸線Ｏを中心とした外ギア歯としての第二段太陽ギア歯１０１ａが形成されている。

第二段遊星歯車１０２は、円盤状をなす歯車であって、外周面に第二段遊星ギア歯１０２ａが形成されている。第二段遊星歯車１０２は、第二段伝達軸１０１の周囲に周方向に間隔をあけて複数が設けられている。各第二段遊星歯車１０２の第二段遊星ギア歯１０２ａは、それぞれ第二段伝達軸１０１の第二段太陽ギア歯１０１ａにかみ合っている。各第二段遊星歯車１０２の上下方向位置は互いに同一とされている。
ここで、減速機ケーシング６１の内周面における第二段遊星歯車１０２の配置箇所に対応する部分には、該減速機ケーシング６１の内周面の周方向全域にわたって、第二段内ギア歯６２ｂが形成されている。第二段内ギア歯６２ｂは、減速機ケーシング６１における第二内周面６３ｂに形成されている。第二内周面６３ｂは、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなしており、第一内周面６３ａよりも大きい内径を有している。
第二段遊星歯車１０２の第二段遊星ギア歯１０２ａは、第二段太陽ギア歯１０１ａとかみ合うとともに、第二段内ギア歯６２ｂにもかみ合っている。

第二段キャリア１０３は、第二段遊星歯車１０２を自転可能に、かつ、第二段伝達軸１０１の軸線Ｏ回りに公転可能に支持する部材である。第二段キャリア１０３は、第二段キャリア軸１０４、第二段上板部１０５及び第二段下板部１０６を有している。

第二段キャリア軸１０４は、各第二段遊星歯車１０２に対応するように複数が設けられている。第二段キャリア軸１０４は、各第二段遊星歯車１０２の中心を上下方向に貫通するとともに、該第二段遊星歯車１０２を自転可能に支持している。

第二段上板部１０５は、軸線Ｏを中心とした円盤状をなしている。第二段上板部１０５は、各第二段遊星歯車１０２の上方で、これら第二段遊星歯車１０２に上方から対向するように配置されている。第二段上板部１０５の中央には、第二段伝達軸１０１が上下方向に挿通する第二段挿通孔１０５ａが形成されている。本実施形態では、第二段挿通孔１０５ａ内に、第一段キャリア９３の第一段下板部９６の一部が配置されている。
第二段下板部１０６は、軸線Ｏを中心とした円盤状をなしている。第二段上板部１０５は、各第二段遊星歯車１０２の下方で、これら第二段遊星歯車１０２に下方から対向するように配置されている。第二段下板部１０６の中央には、上下方向に貫通する第二段連結孔１０６ａが形成されている。

各第二段キャリア軸１０４は、上端が第二段上板部１０５に固定されており、下端が第二段下板部１０６に固定されている。したがって、各第二段遊星歯車１０２は、第二段上板部１０５と第二段下板部１０６とによって上下方向から挟み込まれるようにして、第二段キャリア１０３に支持されている。

＜第三段遊星歯車機構＞
第三段遊星歯車機構１１０は、終段の遊星歯車機構である。第三段遊星歯車機構１１０は、第三段伝達軸１１１、第三段遊星歯車１１２及び第三段キャリア１１３を有している。
第三段伝達軸１１１は、第二段伝達軸１０１の下方で、回転軸４０の軸線Ｏを中心として延びる軸である。第三段伝達軸１１１の上端は第二段伝達軸１０１の下端と間隔をあけて配置されている。これにより、第三段伝達軸１１１は、第二段伝達軸１０１と互いに軸線Ｏ回りに相対回転可能とされている。なお、第三段伝達軸１１１の上端と第二段伝達軸１０１の下端とが互いに摺接する構成とされていてもよいし、これらの間に低摩擦の摺接部材が介在されていてもよい。

第三段伝達軸１１１の下端は、出力軸７０の上端と間隔をあけて対向している。第三段伝達軸１１１と出力軸７０とは、互いに軸線Ｏ回りに相対回転可能とされている。なお、第三段伝達軸１１１の下端と出力軸７０の上端とが互いに摺接する構成とされていてもよいし、これらの間に低摩擦の摺接部材が介在されていてもよい。

第三段伝達軸１１１の外周面における上部は、第二段遊星歯車機構１００における第二段キャリア１０３の下板部の第二段連結孔１０６ａに連結されている。これによって、第三段伝達軸１１１は、第二段キャリア１０３と一体に軸線Ｏ回りに回転する。第三段伝達軸１１１は、第二段キャリア１０３の下板部の第二段連結孔１０６ａと例えばスプライン嵌合されていてもよい。
第三段伝達軸１１１の外周面における下部には、軸線Ｏを中心とした外ギア歯としての第三段太陽ギア歯１１１ａが形成されている。

第三段遊星歯車１１２は、円盤状をなす歯車であって、外周面に第三段遊星ギア歯１１２ａが形成されている。第三段遊星歯車１１２は、第三段伝達軸１１１の周囲に周方向に間隔をあけて複数が設けられている。各第三段遊星歯車１１２の第三段遊星ギア歯１１２ａは、それぞれ第三段伝達軸１１１の第三段太陽ギア歯１１１ａにかみ合っている。各第三段遊星歯車１１２の上下方向位置は互いに同一とされている。
ここで、減速機ケーシング６１の内周面における第三段遊星歯車１１２の配置箇所に対応する部分には、該減速機ケーシング６１の内周面の周方向全域にわたって、第三段内ギア歯６２ｃが形成されている。第三段内ギア歯６２ｃは、第二段内ギア歯６２ｂ同様に、減速機ケーシング６１における第二内周面６３ｂに形成されている。第三段遊星歯車１１２の第三段遊星ギア歯１１２ａは、第三段太陽ギア歯１１１ａとかみ合うとともに、第三段内ギア歯６２ｃにもかみ合っている。

第三段キャリア１１３は、第三段遊星歯車１１２を自転可能に、かつ、第三段伝達軸１１１の軸線Ｏ回りに公転可能に支持する部材である。第三段キャリア１１３は、第三段キャリア軸１１４、第三段上板部１１５及び第三段下板部１１６を有している。

第三段キャリア軸１１４は、各第三段遊星歯車１１２に対応するように複数が設けられている。第三段キャリア軸１１４は、各第三段遊星歯車１１２の中心を上下方向に貫通するとともに、該第三段遊星歯車１１２を自転可能に支持している。

第三段上板部１１５は、軸線Ｏを中心とした円盤状をなしている。第三段上板部１１５は、各第三段遊星歯車１１２の上方で、これら第三段遊星歯車１１２に上方から対向するように配置されている。第三段上板部１１５の中央には、第三段伝達軸１１１が上下方向に挿通する第三段挿通孔１１５ａが形成されている。本実施形態では、第三段挿通孔１１５ａ内に、第二段キャリア１０３の第二段下板部１０６の一部が配置されている。

第三段下板部１１６は、軸線Ｏを中心とした円盤状をなしている。第三段上板部１１５は、各第三段遊星歯車１１２の下方で、これら第三段遊星歯車１１２に下方から対向するように配置されている。第三段下板部１１６の中央には、上下方向に貫通する第三段連結孔１１６ａが形成されている。第三段連結孔１１６ａは、出力軸７０の外周面の上部に連結されている。第三段連結孔１１６ａと出力軸７０の外周面とがスプライン嵌合されていてもよい。これにより、第三段キャリア１１３と出力軸７０とは互いに一体に軸線Ｏ回りに回転する。

各第三段キャリア軸１１４は、上端が第三段上板部１１５に固定されており、下端が第三段下板部１１６に固定されている。したがって、各第三段遊星歯車１１２は、第三段上板部１１５と第三段下板部１１６とによって上下方向から挟み込まれるようにして、第三段キャリア１１３に支持されている。

＜ブレーキ機構＞
ブレーキ機構１２０は、図３及び図７に示すように、減速機ケーシング６１内における第一段遊星歯車機構９０の上方に配置されている。
ブレーキ機構１２０は、図７に示すように、ディスク支持部１２１、ブレーキディスク１２２、ブレーキプレート１２３、ブレーキピストン１３０及びブレーキバネ１４０を有している。

ディスク支持部１２１は軸線Ｏを中心とした円筒状をなす部材である。ディスク支持部１２１の下端は、第一段遊星歯車機構９０における第一段キャリア９３の第一段上板部９５に周方向にわたって一体に固定されている。ディスク支持部１２１の内周側は、回転軸４０の下部及び第一段伝達軸９１の一部が位置している。

ブレーキディスク１２２は、円環状をなす部材であって、ディスク支持部１２１の外周面から張り出すように、上下方向に間隔をあけて複数が配置されている。ブレーキディスク１２２は、上下方向を板厚方向とする板状をなしている。

ブレーキプレート１２３は、円環状をなす部材であって、減速機ケーシング６１の内周面から張り出すように上下方向に間隔をあけて複数が配置されている。本実施形態では、ブレーキプレート１２３は減速機ケーシング６１の内周面における第一摺接内周面６４ａから張り出すように設けられている。複数のブレーキプレート１２３と複数のブレーキディスク１２２は、上方から下方に向かって、ブレーキプレート１２３、ブレーキディスク１２２の順に交互に配置されている。ブレーキプレート１２３とブレーキディスク１２２は、互いに当接可能とされている。

ブレーキピストン１３０は、軸線Ｏを中心とした環状をなす部材であって、ブレーキプレート１２３の上方で上下方向に移動可能に配置されている。ブレーキピストン１３０は、電動機ケーシング２１における下部ケーシング２５の下底部２７に下方から対向するように配置されている。ブレーキピストン１３０の外周面の下部は、第一摺接外周面１３１とされている。ブレーキピストン１３０の第一摺接外周面１３１は、減速機ケーシング６１の第一摺接内周面６４ａに対して上下方向に摺動可能とされている。

ブレーキピストン１３０の外周面における上部は、第二摺接外周面１３２とされている。第二摺接外周面１３２は、第一摺接外周面１３１よりも外径が大きい。ブレーキピストン１３０の第二摺接外周面１３２は、減速機ケーシング６１における第二摺接内周面６４ｂと軸線Ｏ方向に摺動可能とされている。減速機ケーシング６１における第二摺接内周面６４ｂは、第一摺接内周面６４ａよりも内径が大きい。

ブレーキピストン１３０における第一摺接外周面１３１と第二摺接外周面１３２との間の段部は、軸線Ｏに直交する平坦状をなして下方を向くとともに、環状をなすピストン側段差面１３３とされている。
減速機ケーシング６１における第一摺接内周面６４ａと第二摺接内周面６４ｂとの間の段部は、軸線Ｏに直交する平坦状をなして上方を向くとともに、環状をなすケーシング側段差面６４ｃとされている。

ピストン側段差面１３３とケーシング側段差面６４ｃとは上下方向に対向しており、ブレーキピストン１３０の上下方向の移動に伴って、互い当接した状態から離間したとの間で変化する。ピストン側段差面１３３とケーシング側段差面６４ｃとが離間することでこれらに区画形成される環状の空間は、油圧供給空間Ｒ４とされている。
減速機ケーシング６１には、油圧供給空間Ｒ４に外部から油圧を供給可能な油圧供給孔６１ａが形成されている。油圧供給孔６１ａには、油圧ポンプで生成された油圧が供給される。

ブレーキピストン１３０における環状の下面は、プレート当接面１３４とされている。プレート当接面１３４は、ブレーキプレート１２３に対して上方から周方向全域にわたって当接する。
ブレーキピストン１３０における環状の上面には、上方から凹むとともに周方向に間隔をあけて形成された複数のピストン側収容凹部１３５が形成されている。ピストン側収容凹部１３５の周方向位置は、それぞれ電動機ケーシング２１の下部ケーシング２５に形成された電動機側収容凹部２７ｅの周方向位置に対応している。

ブレーキバネ１４０は、互いに上下方向に対向するピストン側収容凹部１３５と電動機側収容凹部２７ｅとによって画成される各バネ収容部Ｒ３に収容されている。ブレーキバネ１４０は、軸線Ｏに平行な方向に延びるコイルスプリングであって、バネ収容部Ｒ３に圧縮状態で収容されている。

＜潤滑油の液面＞
ここで、図８に示すように、減速機ケーシング６１内の第二収容空間Ｒ２内には、潤滑油が貯留されている。即ち、第二収容空間Ｒ２は、潤滑油を貯留するタンクとして使用されている。貯留されたタンクの液面Ｓは、軸線Ｏが鉛直方向を向いており、かつ、回転駆動システム１が停止した状態（液面Ｓが安定した状態）では、所定の高さに設定されている。本実施形態では、潤滑油の液面Ｓの高さは、初段である第一段遊星歯車機構９０の第一段遊星歯車９２よりも下方、かつ、中段である第二段遊星歯車機構１００の第二段遊星歯車１０２よりも上方とされている。
なお、後述する潤滑油循環部１５０によって潤滑油の循環が行われている状態であっても、第二収容空間Ｒ２内の潤滑油の液面Ｓの高さは上記の関係を維持している。

＜検油部＞
図７に示すように、検油部１６０は、減速機ケーシング６１内の第二収容空間Ｒ２をタンクとして貯留されている潤滑油の液面Ｓを検出する際に用いられる。本実施形態では、検油部１６０は、電動機２０と減速機６０とのうち、減速機６０のみに設けられている。

検油部１６０は、検油管１６１及び検油棒１６２を有する。
検油管１６１は、減速機ケーシング６１の外周面から径方向外側に向かって延びる管状の水平管１６１ａと、該水平管１６１ａから上方に延びて該水平管１６１ａと連通している管状の鉛直管１６１ｂとを有している。
ここで、図４及び図７に示すように、減速機ケーシング６１における所定の高さ位置には、該減速機６０を水平方向（軸線Ｏに直交する方向）に貫通する検油孔６５が形成されている。本実施形態では、検油孔６５は減速機ケーシング６１の第二内周面６３ｂに開口している。検油管１６１における水平管１６１ａは、当該検油孔６５に連通するように、設けられている。即ち、検油孔６５の内側の空間は、水平管１６１ａの内側の空間に該検油孔６５の下端の高さを維持するように連続している。

検油棒１６２は、鉛直管１６１ｂの上方から挿入される棒状の部材である。鉛直管１６１ｂに収容された状態では、検油棒１６２の下端は水平管１６１ａの内側の空間の底面に当接しており、または、クリアランスをあけて対向している。
潤滑油が減速機ケーシング６１内に適切な量だけ貯留されている場合には、検油棒１６２の下端が潤滑油に接触する。一方、潤滑油の量が足りない場合には、検油棒１６２の下端は潤滑油に接触せずに乾いた状態となる。検油作業は、検油棒１６２を鉛直管１６１ｂから抜き出して、該検油棒１６２の下端における潤滑油の付着状態を目視することで行われる。第二収容空間Ｒ２をタンクとして貯留された潤滑油の液面Ｓは、検油管の内部に潤滑油が最低限入り込める高さとされている。したがって、液面Ｓの高さは、検油孔６５の開口の下端の高さとほぼ同一、またはわずかに高く設定されている。

＜検油孔の高さ＞
図７に示すように、減速機ケーシング６１の検油孔６５の高さは、初段である第一段遊星歯車機構９０の第一段遊星歯車９２よりも下方、かつ、中段である第二段遊星歯車機構１００の第二段遊星歯車１０２よりも上方とされている。より詳細には、検油孔６５の開口の下端の高さは、初段である第一段遊星歯車機構９０の第一段遊星歯車９２よりも下方、かつ、中段である第二段遊星歯車機構１００の第二段遊星歯車１０２よりも上方とされている。本実施形態では、検油孔６５の開口の上端の高さも、第一段遊星歯車機構９０の第一段遊星歯車９２よりも下方に位置している。なお、当該検油孔６５の上端の高さは、第一段遊星歯車９２の下端よりも上方に位置していてもよい。

＜絞り部＞
ここで図７に示すように、第二段遊星歯車１０２の第二段キャリア１０３における第二段上板部１０５及び第二段下板部１０６は、それぞれ減速機ケーシング６１における第二内周面６３ｂに周方向にわたって対向している。第二段上板部１０５の外周面の外径は、第二段下板部１０６の外周面の外径よりも大きい。これにより、第二段上板部１０５の外周面と減速機ケーシング６１の第二内周面６３ｂとの間のクリアランスは、第二段下板部１０６の内周面と減速機ケーシング６１の第二内周面６３ｂとの間のクリアランスよりも小さい。さらに、第二段上板部１０５の外周面は、検油孔６５に水平方向から対向している。本実施形態では、第二段上板部１０５の下面は検油孔６５の開口の下端よりも下方に位置しており、第二段上板部１０５の上面は検油孔６５の開口の下端と上端との間に位置している。第二段上板部１０５は、検油管１６１に流入する潤滑油の量を絞る絞り部１７０として機能する。

＜潤滑油循環部＞
図３に示すように、潤滑油循環部１５０は、電動機ケーシング２１内の第一収容空間Ｒ１内に潤滑油を供給して、減速機ケーシング６１内の第二収容空間Ｒ２内から回収した潤滑油を、再度第一収容空間Ｒ１内に供給する。
潤滑油循環部１５０は、潤滑油流路１５１、潤滑油ポンプ１５２、冷却部１５３、及びストレーナ１５４を有する。

潤滑油流路１５１は、回転駆動装置１０の外部に設けられた配管等の流路形成部材によって形成された流路である。潤滑油流路１５１の上流側の端部となる第一端は、減速機ケーシング６１内の第二収容空間Ｒ２に接続されている。本実施形態では、潤滑油流路１５１の第一端は、第二収容空間Ｒ２内における出力軸軸受７１と下部シール７２との間の部分に接続されている。
潤滑油流路１５１の下流側の端部となる第二端は、回転軸４０の上端における中心孔４０ａの開口に接続されている。潤滑油流路１５１の第二端は、ロータ３８内の冷却流路を介して、電動機ケーシング２１内の第一収容空間Ｒ１に接続されている。

潤滑油ポンプ１５２は、潤滑油流路１５１の中途に設けられており、潤滑油流路１５１の第一端から第二端に向かって、即ち、第二収容空間Ｒ２側から第一収容空間Ｒ１側に向かって潤滑油を圧送する。

冷却部１５３は、潤滑油流路１５１における潤滑油ポンプ１５２よりも下流側の部分に設けられている。冷却部１５３は、潤滑油流路１５１を流通する潤滑油を外部雰囲気と熱交換させることで冷却する。
ストレーナ１５４は、潤滑油流路１５１における潤滑油ポンプ１５２よりも上流側の部分に設けられている。ストレーナ１５４は、潤滑油流路１５１を通過する潤滑油から塵や埃を除去するフィルタを有している。ストレーナ１５４は、例えば減速機６０のギア歯から発生した鉄粉を除去する磁気フィルタを備えていることが好ましい。

＜作用効果＞
油圧ショベル２００の停止時である回転駆動システム１の停止時は、油圧ポンプ２３８により油圧が生成されず、ブレーキ機構１２０における油圧供給空間Ｒ４に油圧が供給されない。そのため、ブレーキ機構１２０のブレーキピストン１３０はブレーキバネ１４０によって下方に向かって押圧された状態となる。これによって、ブレーキピストン１３０がブレーキプレート１２３を押さえつけることで、ブレーキプレート１２３とブレーキディスク１２２との摩擦力により、減速機６０及び電動機２０にはブレーキがかかった状態とされている。また、減速機ケーシング６１の第二収容空間Ｒ２内には、潤滑油が上記液面Ｓまで貯留されている。

一方、油圧ショベル２００のエンジン２３６が稼働し、油圧ポンプ２３８により油圧が生成されると、当該油圧の一部が油圧絞り等の減圧手段によってパイロット圧に減圧される。そして、油圧ショベル２００の操縦者が作業機２３２や上部旋回体２３０の操作を可能とするロックレバーやロックスイッチ類の解除操作を行うと、当該操作に基づいて、上記減圧された油圧が油圧供給空間Ｒ４に供給される。当該油圧によってブレーキピストン１３０はブレーキバネ１４０の付勢力に抗して上方に移動する。これによって、ブレーキが解除され、減速機６０及び電動機２０が回転可能な状態となる。

そして、インバータ２３９を介して電動機２０のステータ３０の各コイル３２に交流電力が供給され、これらコイル３２によって生成される回転磁界に各永久磁石が追従することでロータ３８がステータ３０に対して回転する。ロータ３８の回転軸４０の回転は、減速機６０に内の伝達部８０を介して減速されて出力軸７０に伝達される。本実施形態では、三段の遊星歯車機構を介して順次減速が行われる。出力軸７０の回転によって上部旋回体２３０の旋回動作が行われる。

上部旋回体の２３０旋回時には電動機２０が高トルクで駆動される。そのため、ロータコア４２での鉄損及び永久磁石内の渦電流損によりロータコア４２及び永久磁石が高温となる。同時にコイル３２での銅損及びステータコア３１での鉄損によりステータ３０が高温となる。ステータ３０が高温となれば、該ステータ３０の輻射熱によりロータコア４２はさらに高温となる。そのため、潤滑油循環部１５０により電動機２０内に冷却油が供給される。

潤滑油循環部１５０の潤滑油ポンプ１５２が作動すると、第二収容空間Ｒ２に貯留された潤滑油の一部が潤滑油流路１５１を介して電動機２０のロータ３８における回転軸４０の中心孔４０ａ内に上端から供給される。回転軸４０の中心孔４０ａに供給された潤滑油は、径方向孔４０ｂ、内側軸方向流路４２ｂ、接続流路４５ａ、外側軸方向流路４２ｃを流通する過程で、ロータコア４２や永久磁石を冷却する。そして、排出孔４６ａを介して排出された潤滑油は、ロータ３８の回転による遠心力によって径方向外側に向かって散布される。これによって、ステータ３０のステータコア３１及びコイル３２に潤滑油が供給され、該ステータ３０の冷却が図られる。その後、ステータ３０から垂れ落ちた潤滑油は、電動機ケーシング２１に形成された連通孔５０を介して電動機２０内から排出される。回転駆動システム１の稼働時には、潤滑油は主として主排油孔５０ａ及び外周側排油孔５０ｃを介して、電動機２０の下方に排出される。

潤滑油が連通孔５０を介して電動機２０の下方に排出されることで、該潤滑油は減速機ケーシング６１内の第二収容空間Ｒ２に供給される。連通孔５０から流れ落ちるようにして第二収容空間Ｒ２に供給される潤滑油は、第一段遊星歯車機構９０の各ギア歯の潤滑を行った後、第二収容空間Ｒ２に貯留されている潤滑油に戻される。第二段遊星歯車機構１００及び第三段遊星歯車機構１１０は、第二収容空間Ｒ２に貯留された潤滑油に浸漬された状態にあり、これにより各ギア歯での潤滑性が担保されている。

以上のように、本実施形態の回転駆動システム１によれば、電動機ケーシング２１内に供給される潤滑油は連通孔５０を介して減速機ケーシング６１内に導入される。当該潤滑油は、減速機ケーシング６１内をタンクとして貯留された潤滑油に合流する。そして、当該貯留された潤滑油の一部を再度、電動機２０に供給することができる。これにより、電動機２０のロータ３８及びステータ３０の冷却と減速機６０内の伝達部８０の潤滑とを一の潤滑油循環部１５０を介して一貫して行うことができる。

したがって、電動機２０内に潤滑油を貯留するためのタンクを形成する必要がない。そのため、電動機２０の大型化を避けることができ、回転駆動システム１全体としてのコンパクト化を図ることができる。

また、減速機６０と電動機２０で別個に油量の管理を行う必要がない。仮に、電動機２０及び減速機６０のそれぞれに潤滑油又は冷却油を貯留するタンク形成した構成の場合、これらの液面Ｓをそれぞれ管理するための別個の検油部１６０が必要となる。また、潤滑油、冷却油の性状を別個に管理する必要があり、メンテナンスが煩雑となる。
本実施形態では、減速機６０側にのみ潤滑油が貯留されているため、一の検油部１６０を設けるのみで潤滑油の液面Ｓの管理ができる。そのため、検油部１６０を減速機６０及び電動機２０のそれぞれに設ける場合に比べて製造コストの低減を図ることができる。さらに、一の潤滑油の性状のみを管理すればよいため、メンテナンス性を向上させることができる。

ここで、減速機６０における回転軸４０に直結された第一段伝達軸９１及び第一段遊星歯車９２は、回転軸４０の回転数に応じて高速で回転する。そのため、仮にこれら第一段伝達軸９１及び第一段遊星歯車９２が潤滑油に浸漬された構成の場合には、攪拌ロスが大きくなり、効率が低下する。また、潤滑油の液面Ｓの変動も大きくなる。
これに対して本実施形態では、減速機ケーシング６１内の第二収容空間Ｒ２に貯留された潤滑油の液面Ｓは、最も高速で回転する第一段遊星歯車９２や第一段伝達軸９１の第一段太陽ギア歯９１ｃよりも下方に位置している。そのため、攪拌ロスの増大を抑えることができる。

一方で、回転数が一段減速された第二段遊星歯車１０２及び第二段太陽ギア歯１０１ａは、貯留された潤滑油の液面Ｓよりも下方に位置している。そのため、これらは第一段遊星歯車機構９０よりも回転数が小さいため、潤滑油内に浸漬されていても攪拌ロスが大きく増大することはない。したがって、攪拌ロスを抑えながら、第二段遊星歯車機構１００及び第三段遊星歯車機構１１０の潤滑を適切に行うことができる。
なお、第一段遊星歯車９２での潤滑は、電動機ケーシング２１の連通孔５０を介して流れ落ちる潤滑油により行われるため、第一段目での潤滑性が不用意に悪化することもない。

なお、検油部１６０の検油孔６５の高さ位置は、貯留された潤滑油の管理すべき液面Ｓの高さに対応している。本実施形態では、検油孔６５の高さ位置が、第一段遊星歯車９２より下方、かつ、第二段遊星歯車１０２より上方とされているため、上記同様、攪拌ロスを低減しながら、遊星歯車機構の適切な潤滑を行うことができる。

ここで、油圧ショベル２００が傾斜面に位置する場合には、第二収容空間Ｒ２内に貯留された潤滑油の液面Ｓが変動する場合がある。また、回転駆動システム１の回転時にも、貯留された潤滑油が遠心力の影響を受ける結果、液面Ｓが変動する場合がある。
本実施形態では、検油孔６５に対応する高さ位置に、該検油孔６５に導入される潤滑油の流入を抑制する絞り部１７０が形成されている。そのため、上記のような場合に、不用意に検油管１６１に潤滑油が流入しすぎてしまうことを回避できる。即ち、絞り部１７０によって、検油管１６１に流入しようとする潤滑油に圧力損失を与えることで、流入量の増大を抑制できる。これによって検油管１６１内での液面Ｓを安定させることができる。その結果、例えば検油管１６１から潤滑油が漏れ出てしまうことを抑制できる。

特に本実施形態では、第二段遊星歯車機構１００における第二段キャリア１０３の第二段上板部１０５が絞り部１７０とされている。これにより、例えば図９に示すように、遠心力によって潤滑油が径方向外側に寄った場合であっても、当該絞り部１７０が検油管１６１に圧力損失を与えることで、検油管１６１での液面Ｓの安定化を図ることができ、潤滑油が不用意に検油管１６１内に流入してしまうことを抑制できることができる。また、別途部品を設ける必要がなく絞り部１７０を構成することができるため、コストの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、図６に示すように、主排油孔５０ａが下部軸受３７よりも上方に開口しているため、回転駆動システム１の運転時に、電動機ケーシング２１の第一収容空間Ｒ１に導入される潤滑油を常に下部軸受３７に供給した状態とすることができる。これによって、回転軸４０を安定して回転支持することができる。

一方、回転駆動システム１の運転を停止した際には、第一収容空間Ｒ１に残った潤滑油は、下部軸受３７に形成された軸受排油孔５０ｄから減速機６０側に排出すると同時に、副排油孔５０ｂを介して減速機６０側に排出することができる。これにより、停止時に電動機２０側に潤滑油を滞留させることなく、減速機６０側に円滑に回収し、第二収容空間Ｒ２に貯留された潤滑油に合流させることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本実施形態では、伝達部８０として、初段、中段及び終段の計三段の遊星歯車機構を有する例について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、一段のみ、二段、または四段以上の遊星歯車機構を有していてもよい。中段の遊星歯車機構が複数段に分かれていてもよい。

実施形態では、第二収容空間Ｒ２内での潤滑油の液面Ｓが、第一段遊星歯車９２より下方かつ第二段遊星歯車１０２より上方に位置するものとしたが、例えば、第二段遊星歯車１０２下方かつ第三段遊星歯車１１２より上方に位置していてもよい。即ち、当該液面Ｓが第一段遊星歯車９２より下方かつ二段目以降のいずれかの遊星歯車よりも上方に位置していればよい。これによって、回転数の高い遊星歯車による攪拌ロスを低減しつつ、回転数の比較的低い遊星歯車の潤滑を適切に行うことができる。

同様に、実施形態では、検油管１６１の高さ位置が第一段遊星歯車９２より下方かつ第二段遊星歯車１０２より上方に位置するものとしたが、例えば、第二段段遊星歯車より下方かつ第三段遊星歯車１１２より上方に位置していてもよい。

ロータ３８の構造は本実施形態に限定されず、他の冷却構造を有していてもよい。
実施形態の絞り部１７０を設けなくともよい。また、第二段キャリア９３とは別の構造物を絞り部として設けてもよい。

実施形態では、本発明を作業機械としての油圧ショベル２００の回転駆動システム１に適用した例について説明したが、他の作業機械の一部を旋回又は回転させる機構に上記回転駆動システム１に適用してもよい。

１…回転駆動システム、１０…回転駆動装置、２０…電動機、２１…電動機ケーシング、２２…上部ケーシング、２３…上筒部、２３a…内周面、２３ｂ…上部フランジ、２４…上底部、２４a…上部貫通孔、２４ｂ…環状凸部、２５…下部ケーシング、２６…下筒部、２６ａ…外周面、２６ｂ…内周面、２６ｃ…上端面、２６ｄ…下部嵌合部、２６ｅ…ボルト固定孔、２７…下底部、２７ａ…下部貫通孔、２７ｂ…第一底面（電動機ケーシングの底面）、２７ｃ…第二底面（電動機ケーシングの底面）、２７ｄ…第三底面（電動機ケーシングの底面）、２７ｅ…電動機側収容凹部、２７ｆ…下部フランジ、３０…ステータ、３１…ステータコア、３１ａ…コア本体、３１ｂ…コア凸部、３２…コイル、３２ａ…上部コイルエンド、３２ｂ…下部コイルエンド、３３…ボルト、３５…上部シール、３６…上部軸受、３７…下部軸受、３７ａ…内輪、３７ｂ…外輪、３７ｃ…転動体、３７ｄ…軸受シールド、３８…ロータ、４０…回転軸、４０ａ…中心孔、４０ｂ…径方向孔、４２…ロータコア、４２ａ…内周面、４２ｂ…内側軸方向流路、４２ｃ…外側軸方向流路、４５…下部エンドプレート、４５ａ…接続流路、４６…上部エンドプレート、４６ａ…排出孔、５０…連通孔、５０ａ…主排油孔、５０ｂ…副排油孔、５０ｃ…外周側排油孔、５０ｄ…軸受排油孔、６０…減速機、６１…減速機ケーシング、６１ａ…油圧供給孔、６２ａ…第一段内ギア歯、６２ｂ…第二段内ギア歯、６２ｃ…第三段内ギア歯、６３ａ…第一内周面、６３ｂ…第二内周面、６４ａ…第一摺接内周面、６４ｂ…第二摺接内周面、６４ｃ…ケーシング側段差面、６５…検油孔、７０…出力軸、７１…出力軸軸受、７２…下部シール、８０…伝達部、９０…第一段遊星歯車機構、９１…第一段伝達軸、９１ａ…嵌合筒部、９１ｂ…円盤部、９１ｃ…第一段太陽ギア歯、９２…第一段遊星歯車、９２ａ…第一段遊星ギア歯、９３…第一段キャリア、９４…第一段キャリア軸、９５…第一段上板部、９５ａ…第一段挿通孔、９６…第一段下板部、９６ａ…第一段連結孔、１００…第二段遊星歯車機構、１０１…第二段伝達軸、１０１ａ…第二段太陽ギア歯、１０２…第二段遊星歯車、１０２ａ…第二段遊星ギア歯、１０３…第二段キャリア（キャリア）、１０４…第二段キャリア軸、１０５…第二段上板部（上板部）、１０５ａ…第二段挿通孔、１０６…第二段下板部（下板部）、１０６ａ…第二段連結孔、１１０…第三段遊星歯車機構、１１１…第三段伝達軸、１１１ａ…第三段太陽ギア歯、１１２…第三段遊星歯車、１１２ａ…第三段遊星ギア歯、１１３…第三段キャリア、１１４…第三段キャリア軸、１１５…第三段上板部、１１５ａ…第三段挿通孔、１１６…第三段下板部、１１６ａ…第三段連結孔、１２０…ブレーキ機構、１２１…ディスク支持部、１２２…ブレーキディスク、１２３…ブレーキプレート、１３０…ブレーキピストン、１３１…第一摺接外周面、１３２…第二摺接外周面、１３３…ピストン側段差面、１３４…プレート当接面、１３５…ピストン側収容凹部、１４０…ブレーキバネ、１５０…潤滑油循環部、１５１…潤滑油流路、１５２…潤滑油ポンプ、１５３…冷却部、１５４…ストレーナ、１６０…検油部、１６１…検油管、１６１ａ…水平管、１６１ｂ…鉛直管、１６２…検油棒、１７０…絞り部、２００…油圧ショベル、２１１…履帯、２１０…下部走行体、２２０…スイングサークル、２２１…アウターレース、２２２…インナーレース、２２３…スイングピニオン、２３０…上部旋回体、２３１…キャブ、２３２…作業機、２３３…ブーム、２３４…アーム、２３５…バケット、２３６…エンジン、２３７…発電機モータ、２３８…油圧ポンプ、２３９…インバータ、２４０…キャパシタ、Ｌ…旋回軸線、О…軸線、Ｓ…液面、Ｒ１…第一収容空間、Ｒ２…第二収容空間、Ｒ３…バネ収容部、Ｒ４…油圧供給空間

Claims (8)

1. 上下方向に延びる軸線回りに回転可能に設けられた回転軸と、
   該回転軸の外周面に固定されたロータコアと、
   前記ロータコアを外周側から囲うステータと、
   前記回転軸の下部を下方に突出させるように該回転軸、前記ロータコア及び前記ステータを収容する第一収容空間を形成するとともに、下方に連通する連通孔が形成された電動機ケーシングと、
   を有する電動機と、
   前記回転軸の下方で前記軸線回りに回転可能に設けられた出力軸と、
   前記回転軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する伝達部と、
   前記出力軸及び前記伝達部を収容するとともに、前記連通孔を介して前記第一収容空間に連通する第二収容空間を形成する減速機ケーシングと、
   を有する減速機と、
   前記第一収容空間と前記第二収容空間とを外部で接続する潤滑油流路、及び、該潤滑油流路に設けられて、前記第二収容空間側から前記第一収容空間側に潤滑油を圧送する潤滑油ポンプを有する潤滑油循環部と、
   を備える回転駆動システム。
2. 前記伝達部は、
   前記回転軸から前記出力軸に至るまでに順次回転数を減速する複数段の遊星歯車機構を有し、
   前記第二収容空間内に前記潤滑油が貯留されており、
   該潤滑油の前記第二収容空間内での液面が、一段目の前記遊星歯車機構の遊星歯車よりも下方かつ二段目以降のいずれかの前記遊星歯車機構の遊星歯車よりも上方に位置する請求項１に記載の回転駆動システム。
3. 前記伝達部は、
   前記回転軸から前記出力軸に至るまでに順次回転数を減速する複数段の遊星歯車機構を有し、
   前記減速機ケーシングに、水平方向に貫通する検油孔が形成され、
   該検油孔に外部から接続されて、前記第二収容空間内に貯留された前記潤滑油の油面を検出可能な検油部をさらに備え、
   前記検油孔の高さ位置が、一段目の前記遊星歯車機構の遊星歯車よりも下方かつ二段目以降のいずれかの前記遊星歯車機構の遊星歯車よりも上方に位置する請求項１又は２に記載の回転駆動システム。
4. 前記伝達部が、
   前記軸線を中心とした円盤状をなして、外周面が前記検油孔に水平方向から対向する絞り部を有する請求項３に記載の回転駆動システム。
5. 前記検油孔の直下に位置する前記遊星歯車を有する前記遊星歯車機構が、
   前記遊星歯車を上下から挟み込むように設けられて該遊星歯車を自転可能かつ公転可能に支持する上板部及び下板部を有するキャリアを有し、
   前記上板部の外径が前記下板部の外径よりも大きく形成されており、
   前記絞り部は、前記上板部である請求項４に記載の回転駆動システム。
6. 前記電動機ケーシングの下部に設けられて、前記回転軸を前記軸線回りに回転可能に支持する下部軸受をさらに有し、
   前記連通部は、
   前記電動機ケーシングの底面における前記下部軸受の上端よりも上方の箇所で開口する主排油孔を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の回転駆動システム。
7. 前記連通部は、
   前記電動機ケーシングの底面における前記下部軸受の上端以下の箇所で開口するとともに、前記主排油孔よりも開口面積の小さい副排油孔を含む請求項６に記載の回転駆動システム。
8. 下部走行体と、
   下部走行体上に設けられた上部旋回体と、
   前記下部走行体に対して前記上部旋回体を前記軸線回りに旋回させる請求項１から７のいずれか一項に記載の回転駆動システムと、
   を備える油圧ショベル。

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