(57)【要約】【課題】  旋回用のモータを電動化した場合に、このモータを大型化することなく、高い駆動トルクを得ることができるようにする。【解決手段】  上部旋回体４には旋回体側電動モータ３８を設け、下部走行体２には走行体側電動モータ４０を設けている。従って、旋回体側電動モータ３８に走行体側電動モータ４０を追加することにより、２つの電動モータ３８，４０によって高い駆動トルクを得ることができる。一方、旋回軸受装置３の旋回中心Ｏの軸線位置に各太陽歯車３２，３３を設け、太陽歯車３２，３３と内輪２６の内歯歯車２６Ｂとの間に各遊星歯車３４を設けることにより遊星歯車機構３７を形成している。従って、各電動モータ３８，４０には、別途減速機構を設けず、遊星歯車機構３７による減速比によって高い駆動トルクを得ることができ、各電動モータ３８，４０を小型化できる。【選択図】        図５
2014163190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に上方に突出して支持筒体が設けられた自走可能な下部走行体と、該下部走行体の支持筒体上に設けられた旋回軸受装置と、該旋回軸受装置上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備え、
前記旋回軸受装置は、前記下部走行体の支持筒体上に設けられ内周面に内歯歯車を有する内輪と、該内輪の径方向の外側に位置して前記上部旋回体に設けられた外輪と、前記内輪と外輪との間に設けられた複数個の転動体とにより構成してなる旋回式建設機械において、
前記旋回軸受装置の旋回中心軸線位置には、前記内輪の内歯歯車に対応して太陽歯車を設け、
前記上部旋回体には、前記太陽歯車と前記内輪の内歯歯車との間に位置して前記太陽歯車と前記内歯歯車との両方に噛合し自転しつつ前記太陽歯車の周囲を公転する遊星歯車を設け、
前記上部旋回体には、前記太陽歯車の上側に位置して前記太陽歯車を回転駆動する旋回体側電動モータを設け、
前記下部走行体には、前記太陽歯車の下側に位置して前記太陽歯車を回転駆動する走行体側電動モータを設ける構成としたことを特徴とする旋回式建設機械。
【請求項２】
前記上部旋回体には、前記旋回中心軸線を回転中心として前記旋回体側電動モータを配置し、
前記下部走行体の前記支持筒体には、前記旋回体側電動モータと同軸となる位置に前記走行体側電動モータを配置する構成としてなる請求項１に記載の旋回式建設機械。
【請求項３】
前記旋回体側電動モータの出力軸と前記走行体側電動モータの出力軸とを一体回転する単一出力軸として形成し、該単一出力軸の外周側には該単一出力軸に対して前記太陽歯車を回転自在に設け、前記単一出力軸と前記太陽歯車との間には前記単一出力軸と前記太陽歯車との間を連結し、または開放するクラッチ機構を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の旋回式建設機械。
【請求項４】
前記旋回体側電動モータの出力軸と前記走行体側電動モータの出力軸との間には、デファレンシャル機構を設け、該デファレンシャル機構を取囲む位置には前記太陽歯車を設ける構成とし、
前記デファレンシャル機構は、前記２つの電動モータの出力軸を同一方向に回転させたときに前記太陽歯車を回転駆動し、一方の電動モータの出力軸だけを回転させたときに前記太陽歯車を回転することなく他方の電動モータの出力軸を回転駆動する構成としてなる請求項１または２に記載の旋回式建設機械。
【請求項５】
前記旋回軸受装置の前記内輪の上面部には、前記下部走行体に設けた電気部品に電気的に接続される複数本の円環状の環状電極を設け、
前記上部旋回体には、前記上部旋回体に設けた電気部品と電気的に接続され前記各環状電極とそれぞれ通電状態で接触する複数個の接点を有するブラシ装置を設ける構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の旋回式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば下部走行体上に旋回軸受装置を介して上部旋回体が搭載された油圧ショベル等の旋回式建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回式建設機械としての油圧ショベルは、エンジンを動力源として油圧ポンプを駆動する機械式油圧ショベルと、エンジンと電動モータを動力源として併用したハイブリッド式油圧ショベルと、電動モータを動力源として油圧ポンプを駆動する電動式油圧ショベルの３種類が知られている。
【０００３】
いずれの形式の油圧ショベルも、中央に上方に突出して支持筒体が設けられた自走可能な下部走行体と、該下部走行体の支持筒体上に設けられた旋回軸受装置と、該旋回軸受装置上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。
【０００４】
これら各形式の油圧ショベルのうち、ハイブリッド式油圧ショベルは、上部旋回体に油圧ポンプを駆動するエンジン、電動モータからなる原動機を搭載し、油圧ポンプから吐出される圧油によって作業装置に設けられた油圧シリンダ等を駆動する構成となっている。一方、油圧ショベルの上部旋回体は、旋回フレーム上に位置して下部走行体に対し上部旋回体を旋回動作させる旋回装置を備えている。この旋回装置の旋回モータとしては、電動モータを使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６３８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献１のハイブリッド式油圧ショベルでは、旋回装置の旋回モータを電動モータにより構成している。この場合、電動モータは、同等の大きさの油圧モータに比較すると、高回転型で、駆動トルクが低いという特性を有している。このために、電動モータを旋回モータとして使用する場合には、旋回モータの出力側に減速機構を追加して駆動トルクを高める必要がある。或いは、旋回フレーム上に旋回モータ（旋回装置）を複数台設けることにより高い駆動トルクを得ることも考えられる。
【０００７】
しかし、上述したように、旋回モータの出力側に減速機構を追加した場合には、追加した減速機構の分だけ旋回装置が大型化してしまう。一方、複数の旋回装置を設けた場合には、設置台数分の大きなスペースが必要になる。ここで、上部旋回体は、旋回フレーム上にキャブ、エンジン、貯油タンク、コントロールバルブ等の多くの機器を搭載するものであるから、旋回装置のために大きな設置スペースを確保した場合、上部旋回体が大型化してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、旋回用のモータを電動化した場合でも、この旋回用のモータを大型化することなく、高い駆動トルクを得ることができるようにした旋回式建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による旋回式建設機械は、中央に上方に突出して支持筒体が設けられた自走可能な下部走行体と、該下部走行体の支持筒体上に設けられた旋回軸受装置と、該旋回軸受装置上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備え、前記旋回軸受装置は、前記下部走行体の支持筒体上に設けられ内周面に内歯歯車を有する内輪と、該内輪の径方向の外側に位置して前記上部旋回体に設けられた外輪と、前記内輪と外輪との間に設けられた複数個の転動体とにより構成してなる。
【００１０】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記旋回軸受装置の旋回中心軸線位置には、前記内輪の内歯歯車に対応して太陽歯車を設け、前記上部旋回体には、前記太陽歯車と前記内輪の内歯歯車との間に位置して前記太陽歯車と前記内歯歯車との両方に噛合し自転しつつ前記太陽歯車の周囲を公転する遊星歯車を設け、前記上部旋回体には、前記太陽歯車の上側に位置して前記太陽歯車を回転駆動する旋回体側電動モータを設け、前記下部走行体には、前記太陽歯車の下側に位置して前記太陽歯車を回転駆動する走行体側電動モータを設ける構成としたことにある。
【００１１】
請求項２の発明は、前記上部旋回体には、前記旋回中心軸線を回転中心として前記旋回体側電動モータを配置し、前記下部走行体の前記支持筒体には、前記旋回体側電動モータと同軸となる位置に前記走行体側電動モータを配置する構成としたことにある。
【００１２】
請求項３の発明は、前記旋回体側電動モータの出力軸と前記走行体側電動モータの出力軸とを一体回転する単一出力軸として形成し、該単一出力軸の外周側には該単一出力軸に対して前記太陽歯車を回転自在に設け、前記単一出力軸と前記太陽歯車との間には前記単一出力軸と前記太陽歯車との間を連結し、または開放するクラッチ機構を設ける構成としたことにある。
【００１３】
請求項４の発明は、前記旋回体側電動モータの出力軸と前記走行体側電動モータの出力軸との間には、デファレンシャル機構を設け、該デファレンシャル機構を取囲む位置には前記太陽歯車を設ける構成とし、前記デファレンシャル機構は、前記２つの電動モータの出力軸を同一方向に回転させたときに前記太陽歯車を回転駆動し、一方の電動モータの出力軸だけを回転させたときに前記太陽歯車を回転することなく他方の電動モータの出力軸を回転駆動する構成としたことにある。
【００１４】
請求項５の発明は、前記旋回軸受装置の前記内輪の上面部には、前記下部走行体に設けた電気部品に電気的に接続される複数本の円環状の環状電極を設け、前記上部旋回体には、前記上部旋回体に設けた電気部品と電気的に接続され前記各環状電極とそれぞれ通電状態で接触する複数個の接点を有するブラシ装置を設ける構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、上部旋回体に旋回体側電動モータを設け、下部走行体に走行体側電動モータを設ける構成としているから、２つの電動モータによって高い駆動トルクを得ることができる。この場合、１つの電動モータを下部走行体に配置することにより、上部旋回体には、１つの電動モータを設置するためのスペースを確保すればよいから、上部旋回体を小型化することができる。一方、下部走行体は、一般的に製缶構造によって内部空間をもったボックス体として形成されているから、この内部空間を利用することにより、下部走行体を大型化することなく走行体側電動モータを配置することができる。
【００１６】
しかも、旋回軸受装置の旋回中心軸線位置に設けた太陽歯車と、該太陽歯車と内輪の内歯歯車との間に設けた遊星歯車とにより、旋回軸受装置の内径側に大きな減速比を得ることができる遊星歯車機構を形成している。従って、旋回体側電動モータと走行体側電動モータには、別途減速機構を設けずに、または少ない減速段数の減速機構を設けるだけでよいから、これらの電動モータを小型化することができる。この結果、旋回用のモータを電動化した場合でも、この旋回用のモータを大型化することなく、上部旋回体を高い駆動トルクで円滑に旋回動作させることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、上部旋回体に設けた旋回体側電動モータと下部走行体に設けた走行体側電動モータとを、旋回軸受装置の旋回中心軸線を回転中心として配置しているから、別途動力を伝達するための歯車等を用いることなく、少ない部品点数で構成を簡略化することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、太陽歯車を回転駆動する場合には、クラッチ機構によって旋回体側電動モータの出力軸と走行体側電動モータの出力軸とからなる単一出力軸と前記太陽歯車との間を連結する。これにより、単一出力軸の回転力をクラッチ機構を介して太陽歯車に伝達することができ、遊星歯車、旋回軸受装置を介して上部旋回体を旋回動作させることができる。旋回動作を行っていない状態では、クラッチ機構を開放し、例えば旋回体側電動モータを駆動することにより、走行体側電動モータを発電装置として回転駆動することができ、この回生によって発生した電力を下部走行体の走行用電動モータ等に使用することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、太陽歯車を回転駆動する場合には、旋回体側電動モータの出力軸と走行体側電動モータの出力軸とを同一方向に回転させることにより、各電動モータの回転力をデファレンシャル機構を介して太陽歯車に伝達することができ、遊星歯車、旋回軸受装置を介して上部旋回体を旋回動作させることができる。旋回動作を行っていない状態では、一方の電動モータの出力軸だけを回転させると、デファレンシャル機構が太陽歯車を回転することなく、他方の電動モータの出力軸を回転駆動するから、この他方の電動モータを発電装置として回転駆動することができ、この回生によって発生した電力を下部走行体の走行用電動モータ等に使用することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、例えば下部走行体に走行用の電動モータを設けた場合、この電動モータを制御するための制御部を、上部旋回体に設けられた制御部、制御用電源等と電気的に接続する必要がある。しかし、旋回式建設機械では、下部走行体上で上部旋回体が旋回自在となっているから、リード線だけで接続することはできない。
【００２１】
そこで、旋回軸受装置の内輪の上面部には、前記下部走行体の電気部品となる制御部に電気的に接続される複数本の円環状の環状電極を設けている。一方、上部旋回体には、電気部品となる制御部、制御用電源等と電気的に接続され、前記各環状電極とそれぞれ通電状態で接触する複数個の接点を有するブラシ装置を設けている。これにより、上部旋回体の制御部、制御用電源等と下部走行体の制御部とを電気的に接続することができる。
【００２２】
この結果、上部旋回体の制御部、制御用電源等と下部走行体の制御部とを電気的に接続する構成、所謂スリップリングと呼ばれる機構を、既存の旋回軸受装置の内輪を利用して形成することにより、専用のスリップリングを設計する場合に比較して安価に製造することができる。これにより、下部走行体の走行用電動モータを安価に電動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用されるハイブリッド式油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１の油圧ショベルを後側から拡大して示す後面図である。
【図３】旋回フレームを拡大して示す平面図である。
【図４】旋回フレームの底板を旋回軸受装置と一緒に示す要部拡大の平面図である。
【図５】トラックフレームの支持筒体、旋回フレームの底板、旋回軸受装置、太陽歯車、遊星歯車、旋回体側電動モータ、走行体側電動モータ、スリップリング等を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向から見た拡大縦断面図である。
【図６】旋回軸受装置を環状電極と一緒に示す平面図である。
【図７】図６中のＡ部を拡大して示す要部拡大の平面図である。
【図８】環状電極とブラシ装置を旋回軸受装置、旋回フレームの一部と一緒に示す要部拡大の縦断面図である。
【図９】旋回軸受装置と太陽歯車と遊星歯車を図５中の矢示IX−IX方向から見た横断面図である。
【図１０】下部走行体と上部旋回体との間の電気回路と油圧回路を示す回路図である。
【図１１】旋回動作と走行動作における旋回体側電動モータと走行体側電動モータの制御状態図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態によるクラッチ機構を備えた構成を図５と同様位置から見た拡大縦断面図である。
【図１３】図１２中のクラッチ機構等を示す要部拡大の縦断面図である。
【図１４】旋回動作と走行動作における旋回体側電動モータと走行体側電動モータと旋回体側クラッチ機構と走行体側クラッチ機構の制御状態図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態によるデファレンシャル機構を備えた構成を図５と同様位置から見た拡大縦断面図である。
【図１６】図１５中のデファレンシャル機構等を示す要部拡大の縦断面図である。
【図１７】旋回動作と走行動作における旋回体側電動モータと走行体側電動モータの制御状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る旋回式建設機械として、ハイブリッド式油圧ショベルと電動式油圧ショベルのうち、エンジンとアシスト発電モータを併用したハイブリッド式油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２５】
なお、電動式油圧ショベルとして構成する場合には、エンジンを廃止して、電動モータだけで油圧ポンプを駆動する構成とすればよいものである。
【００２６】
図１ないし図１１は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１は旋回式建設機械としてのハイブリッド式油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に設けられた旋回軸受装置３と、前記下部走行体２上に該旋回軸受装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置５とにより構成されている。
【００２７】
作業装置５は、後述する旋回フレーム１２の各縦板１４，１５に俯仰動可能に取付けられたブーム５Ａと、該ブーム５Ａの先端部に俯仰動可能に取付けられたアーム５Ｂと、該アーム５Ｂの先端部に回動可能に取付けられたバケット５Ｃと、これらを駆動する油圧シリンダからなるブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆとにより構成されている。
【００２８】
ここで、図１、図２に示すように、下部走行体２は、左，右両側に位置して前，後方向に延びたサイドフレーム６Ｌ，６Ｒを有するトラックフレーム６と、該トラックフレーム６の左，右のサイドフレーム６Ｌ，６Ｒの長さ方向の一端部に設けられた駆動輪７Ｌ，７Ｒと、前記各サイドフレーム６Ｌ，６Ｒの他端部に設けられた遊動輪８Ｌ，８Ｒと、前記駆動輪７Ｌ，７Ｒと遊動輪８Ｌ，８Ｒに巻回された履帯９Ｌ，９Ｒとにより構成されている。
【００２９】
左側の駆動輪７Ｌは左側の走行用電動モータ１０Ｌによって回転駆動され、右側の駆動輪７Ｒは右側の走行用電動モータ１０Ｒによって回転駆動される。これらの走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒは、履帯９Ｌ，９Ｒを独立して駆動制御するもので、後述の蓄電装置２５、走行体側電動モータ４０からの給電により回転駆動されるものである。
【００３０】
一方、トラックフレーム６は、例えば製缶構造によって内部空間をもったボックス体として形成されており、この内部空間を利用して後述の走行体側電動モータ４０が配置されている。トラックフレーム６の中央部の上側には、支持筒体１１が設けられ、該支持筒体１１の上端部には、径方向の外側に突出した鍔状の取付フランジ１１Ａ（図２、図５参照）が設けられている。この取付フランジ１１Ａ上には、後述する旋回軸受装置３の内輪２６が多数本のボルト２９によって取付けられている。
【００３１】
さらに、取付フランジ１１Ａの内周側には、図５に示すように、支持筒体１１を閉塞するように円板状のモータ取付板１１Ｂが取付けられ、該モータ取付板１１Ｂの中心位置には走行体側電動モータ４０を取付けるためのモータ取付孔１１Ｃが設けられている。なお、モータ取付板１１Ｂは、潤滑用のグリース（図示せず）を後述の内歯歯車２６Ｂ、太陽歯車３２，３３、遊星歯車３４の周囲に保持するグリースバスの底板を兼ねている。
【００３２】
上部旋回体４は、後述の旋回フレーム１２が旋回軸受装置３を介して下部走行体２上に旋回自在に搭載されている。この旋回フレーム１２上には、キャブ１９、カウンタウエイト２０、蓄電装置２１、エンジン２２、アシスト発電モータ２４、旋回体側電動モータ３８、スリップリング４１等が設けられている。
【００３３】
１２は上部旋回体４の支持構造体を形成する旋回フレームである。図３に示すように、旋回フレーム１２は、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板１３と、該底板１３上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左縦板１４，右縦板１５と、該各縦板１４，１５の外側に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左サイドフレーム１６，右サイドフレーム１７と、前記底板１３、各縦板１４，１５から左，右方向に張出し、その先端部に前記左，右のサイドフレーム１６，１７を支持する複数本の張出しビーム１８とにより構成されている。各縦板１４，１５の前側には、作業装置５のブーム５Ａのフート部が俯仰動可能に取付けられている。
【００３４】
ここで、旋回フレーム１２の底板１３は、旋回中心Ｏを軸線として後述する遊星歯車３４と一緒に旋回動作する遊星歯車機構３７のキャリアとして機能するものである。図４に示すように、底板１３には、後述する旋回軸受装置３の外輪２７に形成した各ボルト挿通孔２７Ｄに対応するように、多数個のめねじ孔１３Ａが旋回中心Ｏを中心とする円環状に並んで上，下方向に貫通して形成されている。この底板１３の旋回中心Ｏの軸線位置には、後述の旋回体側電動モータ３８を取付けるためのモータ取付孔１３Ｂが設けられ、該モータ取付孔１３Ｂの周囲には、多数個のめねじ孔１３Ｃが上，下方向に貫通して形成されている。
【００３５】
一方、底板１３には、各めねじ孔１３Ａとモータ取付孔１３Ｂとの間に位置して周方向に等間隔で複数個、例えば３個のピン孔１３Ｄが上，下方向に貫通して形成されている。このピン孔１３Ｄは、図５に示すように、後述の遊星歯車３４を底板１３（旋回フレーム１２）に対し回転自在に取付けるための支持ピン３５が挿嵌されるものである。
【００３６】
さらに、底板１３の前側寄り位置には、後述のブラシ装置４５を取付けるためのブラシ取付孔１３Ｅが設けられ、該ブラシ取付孔１３Ｅの周囲には、例えば２個のめねじ孔１３Ｆが上，下方向に形成されている。なお、ブラシ取付孔１３Ｅは、底板１３の前側寄り位置に設けているが、後述する環状電極４３の上側で周囲の邪魔にならない位置であれば、前側位置以外に配設することもできる。
【００３７】
１９は旋回フレーム１２の左前側に設けられたキャブ（図１参照）で、該キャブ１９内には、オペレータが着座する運転席が設けられ、該運転席の周囲には、走行用の操作レバー、作業用の操作レバー等（いずれも図示せず）が配設されている。２０は旋回フレーム１２の後部に取付けられたカウンタウエイトである。
【００３８】
２１は旋回フレーム１２上に位置して設けられた旋回体側の蓄電装置（図１０参照）で、該蓄電装置２１は、キャパシタと呼ばれ、商用電源に接続されて電荷を蓄電するものである。この蓄電装置２１は、旋回体側電動モータ３８と接続され、この旋回体側電動モータ３８に給電するものである。
【００３９】
２２はキャブ１９とカウンタウエイト２０との間に位置して旋回フレーム１２上に設けられたエンジンで、該エンジン２２には、油圧ポンプ２３とアシスト発電モータ２４とが接続されている。ここで、油圧ポンプ２３は、作業装置５の各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを駆動するための動力源となる圧油を吐出するもので、後述のコントロールバルブ５４を介して各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆと接続されている。一方、アシスト発電モータ２４は、エンジン２２によって回転駆動させることにより発電し、またはエンジン２２をアシスト駆動するものである。
【００４０】
２５は下部走行体２のトラックフレーム６に設けられた走行体側の蓄電装置で、該蓄電装置２５は、前述した旋回体側の蓄電装置２１と同様に、キャパシタと呼ばれ、商用電源に接続されて電荷を蓄電するものである。この蓄電装置２５は、走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒと接続され、この走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに給電するものである。
【００４１】
次に、下部走行体２上に上部旋回体４を旋回可能に支持するために設けられた第１の実施の形態による旋回軸受装置３の構成について説明する。
【００４２】
図４に示すように、旋回軸受装置３は、下部走行体２の支持筒体１１上に旋回中心Ｏを軸線として設けられ、下部走行体２に対して上部旋回体４を水平方向で旋回可能に支持するものである。図５、図６に示すように、この旋回軸受装置３は、下部走行体２の支持筒体１１上に取付けられた円環状の内輪２６と、該内輪２６の径方向の外側に同心円上に設けられた円環状の外輪２７と、前記内輪２６の外周側に設けた軌道２６Ａと外輪２７の内周側に設けた軌道２７Ａとの間に転動可能に配置され前記内輪２６と外輪２７とを相対回転可能に支持する転動体としての多数個の鋼球２８とにより構成されている。
【００４３】
内輪２６は、下部走行体２を構成する支持筒体１１の取付フランジ１１Ａに挿通されたボルト２９を後述の各めねじ穴２６Ｅに螺着することにより、支持筒体１１上に一体的に取付けられている。ここで、内輪２６は、例えば四角形状の断面をもって円環状に形成され、その外周面には、半円状の軌道２６Ａが形成されている。一方、内輪２６の内周側には、遊星歯車３４が噛合する歯数Ｚ1の内歯歯車２６Ｂが形成されている。内輪２６の上面部２６Ｃには、後述の電極台４２、環状電極４３が取付けられている。さらに、内輪２６の下面部２６Ｄには、周方向に所定の間隔をもって多数個のめねじ穴２６Ｅが形成されている。
【００４４】
図８に示すように、内輪２６には、上面部２６Ｃから下面部２６Ｄに貫通する貫通孔２６Ｆが、例えば後述する環状電極４３の本数に応じて４本設けられている（１本のみ図示）。貫通孔２６Ｆは、各環状電極４３と第４〜第７のＰＣＵ６３〜６６とを電気的に接続するためのリード線４４Ａ〜４５Ｄを挿通させるものである。
【００４５】
外輪２７は、例えば四角形状の断面をもって内輪２６よりも一回り大径な円環状に形成され、その内周面には、内輪２６の軌道２６Ａと対向した半円状の軌道２７Ａが形成されている。ここで、外輪２７は、当該外輪２７を旋回フレーム１２の底板１３に取付けたときに、内輪２６の上部が底板１３と干渉しないように、その上面部２７Ｂを内輪２６の上面部２６Ｃよりも高い位置に配置している。これにより、外輪２７の上面部２７Ｂを旋回フレーム１２の底板１３に取付けた状態では、外輪２７の上面部２７Ｂと内輪２６の上面部２６Ｃとの段差によって、内輪２６の上面部２６Ｃと底板１３との間に空間を形成することができる。内輪２６の上面部２６Ｃには、この空間を利用して環状電極４３を設けることができる。
【００４６】
図５、図６に示すように、外輪２７には、上面部２７Ｂから下面部２７Ｃに貫通する多数本のボルト挿通孔２７Ｄが所定の間隔をもって設けられている。外輪２７は、各ボルト挿通孔２７Ｄに挿通したボルト３０を底板１３のめねじ孔１３Ａに螺着することにより、該底板１３に一体的に取付けられている。
【００４７】
なお、旋回軸受装置３には、外輪２７の内周面と内輪２６の外周面に上側環状シール部材３１Ａと下側環状シール部材３１Ｂ（図８参照）が設けられ、該各環状シール部材３１Ａ，３１Ｂによって各鋼球２８の周囲にグリースが保持されている。
【００４８】
次に、第１の実施の形態の特徴部分の一部となる遊星歯車機構３７を構成する太陽歯車３２，３３と遊星歯車３４について、図５、図９を参照しつつ説明する。
【００４９】
３２は支持筒体１１のモータ取付板１１Ｂと旋回フレーム１２の底板１３との間で旋回軸受装置３の旋回中心Ｏの軸線位置に設けられた旋回体側太陽歯車を示している。この旋回体側太陽歯車３２は、内輪２６の内歯歯車２６Ｂに対応した軸方向（上，下方向）位置、具体的には、上部旋回体４側寄り（上側寄り）に配置されている。旋回体側太陽歯車３２は、後述する遊星歯車３４の歯幅寸法（上，下方向長さ寸法）の約半分の歯幅寸法をもった歯数Ｚ2の外歯歯車として形成され、その中央位置には雌スプライン孔３２Ａが形成されている。旋回体側太陽歯車３２は、雌スプライン孔３２Ａに後述する旋回体側電動モータ３８の出力軸３８Ｃが挿嵌され、該旋回体側電動モータ３８によって回転駆動されるものである。
【００５０】
３３は旋回体側太陽歯車３２の下側に位置して該旋回体側太陽歯車３２と同軸に配置された走行体側太陽歯車を示している。この走行体側太陽歯車３３は、旋回体側太陽歯車３２と同様に、遊星歯車３４の歯幅寸法（上，下方向長さ寸法）の約半分の歯幅寸法をもった歯数Ｚ2の外歯歯車として形成され、その中央位置には雌スプライン孔３３Ａが形成されている。走行体側太陽歯車３３は、雌スプライン孔３３Ａに後述する走行体側電動モータ４０の出力軸４０Ｃが挿嵌され、該走行体側電動モータ４０によって回転駆動されるものである。
【００５１】
なお、第１の実施の形態では、旋回体側太陽歯車３２と走行体側太陽歯車３３とを上，下方向で重ねて設け、旋回体側太陽歯車３２に旋回体側電動モータ３８の出力軸３８Ｃを接続し、旋回体側太陽歯車３２に走行体側電動モータ４０の出力軸４０Ｃを接続する構成としたが、１個の太陽歯車に旋回体側電動モータ３８の出力軸３８Ｃと走行体側電動モータ４０の出力軸４０Ｃとの両方を対向した状態で接続する構成としてもよい。
【００５２】
３４は上部旋回体４に設けられた複数個、例えば３個の遊星歯車である。この３個の遊星歯車３４は、各太陽歯車３２，３３と内輪２６の内歯歯車２６Ｂとの間に周方向に等間隔で配置され、該各太陽歯車３２，３３と内歯歯車２６Ｂとの両方に噛合している。これにより、各遊星歯車３４は、自転しつつ各太陽歯車３２，３３の周囲を公転する。各遊星歯車３４は、上，下方向に重ねて配置した状態の各太陽歯車３２，３３の歯幅寸法、内輪２６の内歯歯車２６Ｂの歯幅寸法と同等の歯幅寸法をもった歯数Ｚ3の外歯歯車として形成されている。各遊星歯車３４の中央位置には、軸受孔３４Ａが形成され、底板１３のピン孔１３Ｄに挿嵌された支持ピン３５に軸受３６を介して回転可能に支持されている。
【００５３】
ここで、内輪２６の内歯歯車２６Ｂと各太陽歯車３２，３３とに各遊星歯車３４を噛合することにより、遊星歯車機構３７を構成している。この遊星歯車機構３７は、各太陽歯車３２，３３が回転駆動されると、各遊星歯車３４を自転させつつ各太陽歯車３２，３３の周囲で公転させることにより、大きな減速比をもってキャリアを兼ねる旋回フレーム１２の底板１３、即ち、上部旋回体４を旋回動作させることができる。この場合の遊星歯車機構３７は、減速比ｉ、内歯歯車２６Ｂの歯数Ｚ1、各太陽歯車３２，３３の歯数Ｚ2とすると、下記の数１のように大きな減速比を得ることができる。
【００５４】
【数１】
2014163190.tif 000003
【００５５】
これにより、後述の旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０の駆動トルクが低い場合でも、遊星歯車機構３７による減速によって高い駆動トルクを得ることができる。従って、各電動モータ３８，４０は、別途減速機構を設けずに、または少ない減速段数（小さな減速比）の減速機構を設けるだけでよいから、これらの電動モータ３８，４０を小型化することができる。
【００５６】
次に、第１の実施の形態の特徴部分である旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０の構成について説明する。
【００５７】
３８は上部旋回体４に設けられた旋回体側電動モータを示している。この旋回体側電動モータ３８は、旋回体側太陽歯車３２を回転駆動するもので、旋回中心Ｏの軸線が回転中心となるように旋回体側太陽歯車３２の上側に配置されている。旋回体側電動モータ３８は、ケーシング３８Ａ内に固定子、回転子等（いずれも図示せず）を収容し、このケーシング３８Ａの下部位置には、径方向外向きに突出してフランジ部３８Ｂが設けられている。一方、回転子の回転軸線位置には、ケーシング３８Ａに回転可能に取付けられた出力軸３８Ｃが設けられ、この出力軸３８Ｃには、下側に突出した先端側に雄スプライン３８Ｃ1が形成されている。
【００５８】
旋回体側電動モータ３８は、旋回フレーム１２を構成する底板１３のモータ取付孔１３Ｂに出力軸３８Ｃの先端側を挿通させつつ、雄スプライン３８Ｃ1を旋回体側太陽歯車３２の雌スプライン孔３２Ａに噛合状態で挿入し、フランジ部３８Ｂを底板１３の上面に当接させる。この状態で、フランジ部３８Ｂに挿通させたボルト３９を底板１３のめねじ孔１３Ｃに螺着することにより、旋回体側電動モータ３８を底板１３上に取付けることができる。
【００５９】
旋回体側電動モータ３８は、同等の大きさの油圧モータに比較すると、高回転型で、駆動トルクが低いという特性を有している。しかし、旋回体側電動モータ３８は、その出力軸３８Ｃを遊星歯車機構３７の旋回体側太陽歯車３２に接続することにより、この遊星歯車機構３７による大きな減速比を利用して高い駆動トルクを得ることができる。従って、旋回体側電動モータ３８は、駆動トルクを高めるために、例えばケーシング３８Ａ内に減速機構を設けたり、既存の減速機構の減速段数を追加したりする必要がないから、底板１３上に突出して配置されるケーシング３８Ａを小型化することができる。
【００６０】
４０は下部走行体２に設けられた走行体側電動モータを示している。この走行体側電動モータ４０は、走行体側太陽歯車３３を回転駆動するもので、該走行体側太陽歯車３３の下側に配置されている。具体的には、走行体側電動モータ４０は、下部走行体２のトラックフレーム６に設けられた支持筒体１１のモータ取付板１１Ｂに取付けられている。走行体側電動モータ４０は、旋回体側電動モータ３８と同軸となるように旋回中心Ｏの軸線を回転中心として配置され、該旋回体側電動モータ３８とほぼ同様に、ケーシング４０Ａ、フランジ部４０Ｂ、出力軸４０Ｃを有している。
【００６１】
走行体側電動モータ４０は、支持筒体１１のモータ取付孔１１Ｃに出力軸４０Ｃの先端側を挿通させつつ、雄スプライン４０Ｃ1を走行体側太陽歯車３３の雌スプライン孔３３Ａに噛合状態で挿入し、フランジ部４０Ｂをモータ取付板１１Ｂの下面に当接させる。この状態で、フランジ部４０Ｂに挿通させたボルト３９をモータ取付板１１Ｂのめねじ孔（図示せず）に螺着することにより、走行体側電動モータ４０を支持筒体１１内（トラックフレーム６内）に取付けることができる。
【００６２】
このように構成された走行体側電動モータ４０は、旋回体側電動モータ３８と同様に、その出力軸４０Ｃを遊星歯車機構３７の走行体側太陽歯車３３に接続することにより、高い駆動トルクを得ることができる。従って、走行体側電動モータ４０のケーシング３８Ａも小型化することができる。
【００６３】
ここで、下部走行体２上で上部旋回体４を旋回駆動するための旋回モータとして、旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０との２つのモータを設けているから、２つの電動モータ３８，４０の駆動トルクを合せることができ、高い駆動トルクを得ることができる。この場合、走行体側電動モータ４０は、下部走行体２のトラックフレーム６内のスペースを利用して配置しているから、上部旋回体４には、旋回体側電動モータ３８を設置するためのスペースを確保すればよく、上部旋回体４を小型化することができる。
【００６４】
次に、下部走行体２と上部旋回体４とを電気的に接続するスリップリング４１の構成について述べる。
【００６５】
即ち、４１は旋回軸受装置３と上部旋回体４との間に設けられたスリップリングを示している。このスリップリング４１は、下部走行体２上で上部旋回体４が旋回するのを許しつつ、下部走行体２と上部旋回体４との間を電気的に接続するものである。スリップリング４１は、後述の電極台４２、環状電極４３、ブラシ装置４５によって構成されている。
【００６６】
図８に示すように、４２は旋回軸受装置３を構成する内輪２６の上面部２６Ｃに設けられた電極台である。この電極台４２は、図６に示すように、内輪２６の上面部２６Ｃとほぼ同じ直径寸法を有する円環状の平坦な板体として形成され、上面側に後述の環状電極４３が取付けられる。電極台４２は、環状電極４３が取付けられるために、その上面側または全体が絶縁材料を用いて構成されている。
【００６７】
４３Ａ〜４３Ｄは内輪２６の上面部２６Ｃとなる電極台４２上に設けられた複数本、例えば４本の環状電極（以下、全体として環状電極４３という）を示している。この環状電極４３は、旋回軸受装置３による旋回中心Ｏを中心とした同心円上に４重の円弧として形成され、図７に示すように、例えば内側が環状電極４３Ａとなり、外側が環状電極４３Ｄとなっている。図８に示すように、環状電極４３Ａ〜４３Ｄに接続されたそれぞれのリード線４４Ａ〜４４Ｄが内輪２６の貫通孔２６Ｆ内をトラックフレーム６側に延びている。
【００６８】
各環状電極４３のうち、環状電極４３Ａ，４３Ｂは、各種の情報や制御指令を通信する通信用の電極で、後述のＰＣＵ６３，６４，６５，６６の制御部６３Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂ，６６Ｂに接続されている。一方、環状電極４３Ｃ，４３Ｄは、制御部６３Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂ，６６Ｂを駆動させるための電源用の電極で、これら制御部６３Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂ，６６Ｂに接続されている。
【００６９】
４５はスリップリング４１のブラシ装置を示している。このブラシ装置４５は、環状電極４３の上側に位置して旋回フレーム１２の底板１３に設けられている。図８に示すように、ブラシ装置４５は、後述のブラシガイド４６、蓋部材４７、接点部材４９等により構成されている。
【００７０】
４６はブラシ装置４５の取付ベースとなるブラシガイドで、該ブラシガイド４６は、底板１３のブラシ取付孔１３Ｅに挿嵌される円柱状に形成され、その軸線と平行になるように上，下方向に貫通して４本のブラシ挿通孔４６Ａが形成されている。これら４本のブラシ挿通孔４６Ａは、ブラシガイド４６を底板１３のブラシ取付孔１３Ｅに取付けた状態で、それぞれ対応する環状電極４３Ａ〜４３Ｄの真上に配置されている。ブラシガイド４６の上部には、径方向に突出してフランジ部４６Ｂが形成され、該フランジ部４６Ｂには、径方向の対称位置に２個のボルト挿通孔４６Ｃが形成されている。
【００７１】
４７はブラシガイド４６の上側に設けられた蓋部材で、該蓋部材４７は、下側が開口した有蓋筒状に形成されている。蓋部材４７は、ブラシガイド４６の上側に取付けられることにより、後述する接点部材４９Ａ〜４９Ｄの固定板５０Ａ〜５０Ｄ等を覆うことができる。蓋部材４７の下部には、ブラシガイド４６のフランジ部４６Ｂ、ボルト挿通孔４６Ｃに対応するように、フランジ部４７Ａと２個のボルト挿通孔４７Ｂとが形成されている。
【００７２】
これにより、ブラシガイド４６と蓋部材４７は、ブラシガイド４６を底板１３のブラシ取付孔１３Ｅに挿嵌し、フランジ部４６Ｂ，４７Ａのボルト挿通孔４６Ｃ，４７Ｂに挿通したボルト４８をめねじ孔１３Ｆに螺着することにより、底板１３の所定位置に取付けることができる。
【００７３】
４９Ａ〜４９Ｄは４本の環状電極４３Ａ〜４３Ｄに対応するようにブラシガイド４６に設けられた４組の接点部材（以下、全体として接点部材４９という）を示している。該各接点部材４９のうち、旋回中心側に位置する内側の接点部材４９Ａ，４９Ｂは、環状電極４３Ａ，４３Ｂと電気的に接続されるもので、通信線６０Ａ，６０Ｂ，６８Ａ，６８Ｂの一部を構成している。外側の接点部材４９Ｃ，４９Ｄは、環状電極４３Ｃ，４３Ｄと電気的に接続されるもので、制御電源線６２Ａ，６２Ｂ，６９Ａ，６９Ｂの一部を構成している。
【００７４】
ここで、各接点部材４９Ａ〜４９Ｄは、同様の構成となっていることから、代表として接点部材４９Ａの構成について説明し、他の接点部材４９Ｂ〜４９Ｄを構成する固定板５０Ｂ〜５０Ｄ、接点ブラシ５１Ｂ〜５１Ｄ、ばね部材５２Ｂ〜５２Ｄ、リード線５３Ｂ〜５３Ｄについては接点部材４９Ａと同様に対応する符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７５】
図８に示すように、接点部材４９Ａは、ブラシ挿通孔４６Ａの上側を閉塞するようにブラシガイド４６の上面に対して絶縁状態でボルト止めされた固定板５０Ａと、該固定板５０Ａの下方に位置してブラシ挿通孔４６Ａ内に上，下方向に移動可能に挿通され、例えばカーボン等の導電性材料を用いて棒状に形成された接点ブラシ５１Ａと、前記ブラシ挿通孔４６Ａ内に位置して前記固定板５０Ａと接点ブラシ５１Ａとの間に設けられ、該接点ブラシ５１Ａを下向きに付勢するばね部材５２Ａと、前記接点ブラシ５１Ａに電気的に接続されたリード線５３Ａとにより構成されている。
【００７６】
接点部材４９Ａは、ブラシ装置４５を底板１３に取付けたときに、ばね部材５２Ａの付勢力で接点ブラシ５１Ａの先端を環状電極４３Ａに押付けることにより、下部走行体２上で上部旋回体４が旋回動作した場合でも、常に接点ブラシ５１Ａと環状電極４３Ａとを接触状態とすることができる。これにより、下部走行体２側のリード線４４Ａと上部旋回体４側のリード線５３Ａとを常に通電状態とすることができる。
【００７７】
次に、ハイブリッド式油圧ショベル１の油圧系統・電気系統等の構成について、図１０等を参照しつつ説明する。
【００７８】
まず、油圧系統について説明すると、駆動源としてエンジン２２、アシスト発電モータ２４を備え、該エンジン２２とアシスト発電モータ２４の駆動力は油圧ポンプ２３に伝達されている。油圧系統を制御するコントロールバルブ５４は、キャブ１９内に設けられた作業用の操作レバーからの操作指令（油圧パイロット信号）に応じて、油圧ポンプ２３から供給された圧油を作業装置５の各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆに供給、排出することにより、作業装置５を制御する。
【００７９】
次に、電気系統について説明すると、走行用の操作レバーに応じて、下部走行体２の左，右の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの回転数、回転方向を制御する。一方、作業用の操作レバーが上部旋回体４を旋回動作するように操作されたときには、旋回用の各電動モータ３８，４０の回転数、回転方向を制御する。
【００８０】
ここで、上部旋回体４の電気系統では、旋回体側電動モータ３８は、蓄電デバイスとしての電気二重層キャパシタからなる蓄電装置２１と、アシスト発電モータ２４と、これらから供給された直流電力を三相交流電力として制御する複数のパワーコントロールユニット５５〜５７（以下、ＰＣＵ５５〜５７という）、メインコントロールユニット５８（以下、ＭＣＵ５８という）等の電気部品を備えた駆動システムとにより駆動される。
【００８１】
第１のＰＣＵ５５は、蓄電装置２１に接続して設けられ、複数のスイッチング素子によって構成されたチョッパ５５Ａと、該チョッパ５５Ａのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御部５５Ｂとを有している。チョッパ５５Ａは、旋回体側電動モータ３８を駆動するための昇圧チョッパとして機能し、蓄電装置２１から供給される直流電力を昇圧し、旋回体側電動モータ３８に供給する。
【００８２】
第２のＰＣＵ５６は、アシスト発電モータ２４に接続して設けられ、例えば複数の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のスイッチング素子によって構成されたインバータ５６Ａと、該インバータ５６Ａのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御部５６Ｂとを有している。アシスト発電モータ２４の発電時には、インバータ５６Ａは、アシスト発電モータ２４による発電電力を直流電力に変換して蓄電装置２１に供給する。一方、アシスト発電モータ２４のモータ駆動時には、インバータ５６Ａは、蓄電装置２１からの直流電力を交流の駆動電力に変換してアシスト発電モータ２４に供給する。
【００８３】
第３のＰＣＵ５７は、旋回体側電動モータ３８に接続して設けられ、複数のスイッチング素子によって構成されたインバータ５７Ａと、該インバータ５７Ａのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御部５７Ｂとを有している。旋回体側電動モータ３８の回生時には、インバータ５７Ａは、旋回体側電動モータ３８による回生電力を直流電力に変換して蓄電装置２１に供給する。一方、旋回体側電動モータ３８の旋回駆動時には、インバータ５７Ａは、蓄電装置２１からの直流電力を交流の駆動電力に変換して旋回体側電動モータ３８に供給する。
【００８４】
チョッパ５５Ａおよびインバータ５６Ａ，５７Ａは、一対の直流母線５９Ａ，５９Ｂを通じて相互に接続されている。直流母線５９Ａ，５９Ｂには、平滑コンデンサ（図示せず）が接続されると共に、例えば数百Ｖ程度の所定の直流電力が印加される。
【００８５】
制御部５５Ｂ〜５７ＢおよびＭＣＵ５８は、一対の通信線６０Ａ，６０Ｂを通じて相互に接続され、ＣＡＮ（Control Area Network）を構成する。このため、制御部５５Ｂ〜５７ＢとＭＣＵ５８との間では、ＣＡＮを介して、高速なシリアル信号等を用いて各種の情報や制御指令が伝達される。さらに、制御部５５Ｂ〜５７Ｂと制御用電源６１との間には、これらを駆動するための駆動電力を供給するための一対の制御電源線６２Ａ，６２Ｂが接続されている。これにより、制御部５５Ｂ〜５７Ｂには、低圧な制御用電源６１が電気的に接続され、例えば数十Ｖ程度の低圧な駆動電力が供給される。
【００８６】
ここで、上部旋回体４側に設けられた通信線６０Ａ，６０Ｂと制御電源線６２Ａ，６２Ｂは、スリップリング４１を介して下部走行体２側に設けられた通信線６８Ａ，６８Ｂと制御電源線６９Ａ，６９Ｂに常に電気的に接続されている。
【００８７】
ＭＣＵ５８は、操作指令信号、圧力信号及び回転速度信号等の信号を用いて、コントロールバルブ、ＰＣＵ５５〜５７および後述のＰＣＵ６３〜６６に対する制御指令を生成し、走行モード、旋回モードの制御、電動システムの異常監視、エネルギマネジメント等の制御を行う。
【００８８】
一方、下部走行体２の電気系統では、左，右の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒは、蓄電装置２５、走行体側電動モータ４０から供給された直流電力を三相交流電力として制御する複数のパワーコントロールユニット６３〜６６（以下、ＰＣＵ６３〜６６という）および前述したＭＣＵ５８を備えた駆動システムとにより駆動される。
【００８９】
第４のＰＣＵ６３は、前述した第１のＰＣＵ５５とほぼ同様に、蓄電装置２５に接続して設けられ、チョッパ６３Ａと制御部６３Ｂとを有している。チョッパ６３Ａは、左，右の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを駆動するための昇圧チョッパとして機能し、蓄電装置２５または走行体側電動モータ４０から供給される直流電力を昇圧し、走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに供給する。
【００９０】
第５，第６のＰＣＵ６４，６５は、左，右の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ接続して設けられ、インバータ６４Ａ，６５Ａと制御部６４Ｂ，６５Ｂとを有している。走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの走行駆動時には、インバータ６４Ａ，６５Ａは、蓄電装置２５または走行体側電動モータ４０からの直流電力を交流の駆動電力に変換して走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに供給する。
【００９１】
第７のＰＣＵ６６は、走行体側電動モータ４０に接続して設けられ、インバータ６６Ａと制御部６６Ｂとを有している。走行体側電動モータ４０の回生時には、インバータ６６Ａは、走行体側電動モータ４０による回生電力を直流電力に変換して蓄電装置２５に供給する。
【００９２】
チョッパ６３Ａおよびインバータ６４Ａ，６５Ａ，６６Ａは、一対の直流母線６７Ａ，６７Ｂを通じて相互に接続されている。制御部６３Ｂ〜６６Ｂは、通信線６８Ａ，６８Ｂ、スリップリング４１、通信線６０Ａ，６０Ｂを通じてＭＣＵ５８と相互に接続されている。このため、制御部６３Ｂ〜６６Ｂは、上部旋回体４側の制御部５５Ｂ〜５７Ｂと同様に、ＭＣＵ５８との間で、ＣＡＮを介して、高速なシリアル信号等を用いて各種の情報や制御指令が伝達される。さらに、制御部６３Ｂ〜６６Ｂには、これらを駆動する駆動電力を供給するための一対の制御電源線６９Ａ，６９Ｂが接続され、該制御電源線６９Ａ，６９Ｂは、スリップリング４１、制御電源線６２Ａ，６２Ｂを介して制御用電源６１に接続されている。
【００９３】
第１の実施の形態によるハイブリッド式油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、この油圧ショベル１の動作について説明する。
【００９４】
オペレータは、キャブ１９に搭乗して運転席に着座する。この状態で作業用の操作レバー（図示せず）を操作することにより、旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０を駆動することができ、旋回軸受装置３に沿って上部旋回体４を旋回動作させたり、作業装置５を俯仰動作させたりして土砂の掘削作業等を行うことができる。一方、運転席に着座したオペレータは、走行用の操作レバー（いずれも図示せず）を操作することにより、下部走行体２の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒによって駆動輪７Ｌ，７Ｒを駆動し、油圧ショベル１を前進または後退させることができる。
【００９５】
ここで、上述した油圧ショベル１の旋回動作と走行動作における旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０の動作状態について、図１１を参照しつつ説明する。
【００９６】
まず、下部走行体２上で上部旋回体４を旋回動作させる場合について述べる。上部旋回体４を停止状態から旋回を起動（開始）させるとき、または旋回動作の途中で旋回速度を加速させるときには、旋回体側電動モータ３８に給電し、該旋回体側電動モータ３８の出力軸３８Ｃに取付けられた旋回体側太陽歯車３２を回転駆動する。さらに、この旋回起動時および旋回加速時には、高い駆動トルクを必要とする。そこで、走行体側電動モータ４０に給電し、該走行体側電動モータ４０の出力軸４０Ｃに取付けられた走行体側太陽歯車３３を回転駆動する。これにより、旋回体側電動モータ３８を走行体側電動モータ４０によって補助することができるから、高い駆動トルクを得ることができ、上部旋回体４を円滑に旋回動作させることができる。
【００９７】
次に、上部旋回体４を定常の速度（等速）で旋回動作させるときには、前述した起動時と同様に、旋回体側電動モータ３８に給電しつつ、補助の走行体側電動モータ４０にも給電することにより、２つの電動モータ３８，４０によって上部旋回体４を旋回させるようになっている。
【００９８】
一方、上部旋回体４の旋回動作を停止させるとき、または旋回動作の途中で旋回速度を減速させるときには、旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０への給電を減少または停止し、該各電動モータ３８，４０が惰性で回転するときの回転力（負荷）を利用して電力を回生し、蓄電装置２１，２５に蓄える。
【００９９】
次に、下部走行体２を走行動作させる場合について述べる。この走行動作時には、起動時、停止時のいずれのときにも、旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０への給電を停止している。
【０１００】
かくして、第１の実施の形態によれば、上部旋回体４の旋回フレーム１２には、旋回体側電動モータ３８を設け、下部走行体２のトラックフレーム６には、走行体側電動モータ４０を設ける構成としている。従って、１つの旋回体側電動モータ３８だけでは低い駆動トルクしか発生できない場合でも、走行体側電動モータ４０を追加することにより、２つの電動モータ３８，４０によって高い駆動トルクを得ることができる。この場合、追加した走行体側電動モータ４０は下部走行体２に配置しているから、上部旋回体４には、１つの旋回体側電動モータ３８を設置するためのスペースだけを確保すればよい。
【０１０１】
この結果、旋回用の電動モータを配置するためのスペースを小さく抑えることができるから、上部旋回体４を小型化することができる。一方、下部走行体２は、そのトラックフレーム６を製缶構造によって内部空間をもったボックス体として形成しているから、このトラックフレーム６の内部空間を利用して走行体側電動モータ４０を設けることにより、下部走行体２も小型化することができる。
【０１０２】
しかも、旋回軸受装置３の旋回中心Ｏの軸線位置に各太陽歯車３２，３３を設け、該太陽歯車３２，３３と内輪２６の内歯歯車２６Ｂとの間に各遊星歯車３４を設けることにより、旋回軸受装置３の内径側に大きな減速比を得ることができる遊星歯車機構３７を形成することができる。従って、旋回体側電動モータ３８と走行体側電動モータ４０には、別途減速機構を設けずに、または少ない減速段数の減速機構を設けるだけでも遊星歯車機構３７による減速比によって高い駆動トルクを得ることができる。この結果、旋回用のモータとして各電動モータ３８，４０を用いた場合でも、高い駆動トルクを確保しつつ、各電動モータ３８，４０を小型化できるから、上部旋回体４を小型化することができる。
【０１０３】
一方、上部旋回体４に設けた旋回体側電動モータ３８と下部走行体２に設けた走行体側電動モータ４０とを、旋回軸受装置３の旋回中心Ｏの軸線を回転中心として配置している。これにより、旋回体側電動モータ３８に旋回体側太陽歯車３２を直接取付けることができ、走行体側電動モータ４０に走行体側太陽歯車３３を直接取付けることができるから、別途動力を伝達するために用いられる歯車等を省略することができ、構成を簡略化することができる。
【０１０４】
さらに、下部走行体２に走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを設けた場合には、この走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを制御するＰＣＵ６３，６４，６５，６６を、下部走行体２上で上部旋回体４を旋回自在としつつ、上部旋回体４に設けられたＭＣＵ５８、制御用電源６１と電気的に接続する必要がある。
【０１０５】
そこで、旋回軸受装置３と上部旋回体４との間にスリップリング４１を設け、このスリップリング４１は、旋回軸受装置３の内輪２６の上面部２６Ｃに設けられ、下部走行体２のＰＣＵ６３，６４，６５，６６に電気的に接続される４本の円環状の環状電極４３Ａ〜４３Ｄと、上部旋回体４に設けられ、ＭＣＵ５８、制御用電源６１と電気的に接続され前記環状電極４３Ａ〜４３Ｄとそれぞれ通電状態で接触する複数個の接点部材４９Ａ〜４９Ｄを有するブラシ装置４５とにより構成している。これにより、スリップリング４１は、走行用電動モータ１０Ｌ，１０ＲのＰＣＵ６３，６４，６５，６６とＭＣＵ５８、制御用電源６１とを電気的に接続することができる。
【０１０６】
この結果、スリップリング４１は、既存の旋回軸受装置３の内輪２６を利用して形成することにより、専用のスリップリングを設計する場合に比較して安価に製造することができる。これにより、下部走行体２の走行用のモータを安価に電動化することができる。
【０１０７】
次に、図１２ないし図１４は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、旋回体側電動モータの出力軸と走行体側電動モータの出力軸とを一体回転する単一出力軸として形成し、この単一出力軸の外周側には単一出力軸に対して太陽歯車を回転自在に設け、前記単一出力軸と前記太陽歯車との間には前記単一出力軸と前記太陽歯車との間を連結し、または開放するクラッチ機構を設ける構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０８】
図１２において、７１は旋回軸受装置３の旋回中心Ｏの軸線位置に設けられた第２の実施の形態による旋回体側太陽歯車を示している。この旋回体側太陽歯車７１は、第１の実施の形態による旋回体側太陽歯車３２とほぼ同様に、遊星歯車３４の歯幅寸法の約半分の歯幅寸法をもった歯数Ｚ2の外歯歯車として形成されている。しかし、第２の実施の形態による旋回体側太陽歯車７１は、雌スプライン孔３２Ａが廃止され、円形状の軸孔７１Ａが形成されている点で、第１の実施の形態による旋回体側太陽歯車３２と相違している。
【０１０９】
７２は旋回体側太陽歯車７１の下側に位置して該旋回体側太陽歯車７１と同軸に配置された第２の実施の形態による走行体側太陽歯車を示している。この走行体側太陽歯車７２は、旋回体側太陽歯車７１と同様に、遊星歯車３４の歯幅寸法の約半分の歯幅寸法をもった歯数Ｚ2の外歯歯車として形成され、その中央位置には円形状の軸孔７２Ａが形成されている。
【０１１０】
７３はモータ取付孔１３Ｂに位置して底板１３に設けられた第２の実施の形態による旋回体側電動モータを示している。この旋回体側電動モータ７３は、第１の実施の形態による旋回体側電動モータ３８とほぼ同様に、旋回中心Ｏの軸線が回転中心となるように旋回体側太陽歯車７１の上側に配置され、ケーシング７３Ａ、フランジ部７３Ｂ、出力軸７３Ｃを有している。
【０１１１】
出力軸７３Ｃは、図１３に示すように、ケーシング７３Ａから突出した部分が僅かに小径な取付軸部７３Ｃ1となり、その先端側が旋回体側太陽歯車７１の軸孔７１Ａに挿入されている。取付軸部７３Ｃ1の先端側には、雄スプライン７３Ｃ2が形成され、基端側には、軸方向に延びてキー溝７３Ｃ3が形成され、軸方向の中間位置には、位置決め用の環状溝７３Ｃ4が形成されている。
【０１１２】
７４は支持筒体１１のモータ取付孔１１Ｃに位置してモータ取付板１１Ｂに設けられた第２の実施の形態による走行体側電動モータを示している。この走行体側電動モータ７４は、第１の実施の形態による走行体側電動モータ４０とほぼ同様に、旋回中心Ｏの軸線が回転中心となるように走行体側太陽歯車７２の下側に配置されている。走行体側電動モータ７４は、前述した旋回体側電動モータ７３とほぼ同様に、ケーシング７４Ａ、フランジ部７４Ｂ、出力軸７４Ｃを有し、出力軸７４Ｃには、取付軸部７４Ｃ1、雄スプライン７４Ｃ2、キー溝７４Ｃ3、環状溝７４Ｃ4が形成されている。
【０１１３】
ここで、旋回体側電動モータ７３の出力軸７３Ｃの先端側には、軸受７５を介して旋回体側太陽歯車７１が回転自在に取付けられている。一方、走行体側電動モータ７４の出力軸７４Ｃの先端側には、軸受７５を介して走行体側太陽歯車７２が回転自在に取付けられている。なお、旋回体側太陽歯車７１と走行体側太陽歯車７２とは、遊星歯車３４の歯幅寸法と同等の歯幅寸法をもった１個の太陽歯車として形成してもよい。
【０１１４】
７６は旋回体側電動モータ７３の出力軸７３Ｃ先端と走行体側電動モータ７４の出力軸７４Ｃ先端とに亘って設けられたスプライン筒で、該スプライン筒７６の内周側には雌スプライン７６Ａが形成されている。スプライン筒７６は、その雌スプライン７６Ａの一方に、旋回体側電動モータ７３の出力軸７３Ｃに形成された雄スプライン７３Ｃ2を挿嵌し、他方に、走行体側電動モータ７４の出力軸７４Ｃに形成された雄スプライン７４Ｃ2を挿嵌することにより、旋回体側電動モータ７３の出力軸７３Ｃと走行体側電動モータ７４の出力軸７４Ｃとを一体回転する単一出力軸７７として形成することができる。
【０１１５】
７８は単一出力軸７７と旋回体側太陽歯車７１との間に配置され、単一出力軸７７と旋回体側太陽歯車７１との間を連結し、または開放する旋回体側クラッチ機構である。この旋回体側クラッチ機構７８は、例えば給電することで磁力を発生する電磁クラッチとして形成されている。旋回体側クラッチ機構７８は、例えば出力軸７３Ｃの基端側に外嵌状態で配置された環状のコイルユニット７８Ａと、該コイルユニット７８Ａ内に収容された電磁コイル７８Ｂと、旋回体側太陽歯車７１と対面する下面側に位置して設けられた摩擦パッド７８Ｃとにより構成されている。
【０１１６】
コイルユニット７８Ａの内周面には、出力軸７３Ｃのキー溝７３Ｃ3に対応するキー溝７８Ｄが形成され、該キー溝７８Ｄとキー溝７３Ｃ3との間にキー７８Ｅを装着することにより、出力軸７３Ｃ（単一出力軸７７）と一緒にコイルユニット７８Ａを回転させることができる。コイルユニット７８Ａは、出力軸７３Ｃの環状溝７３Ｃ4に嵌合して設けられた位置決めリング７８Ｆによって旋回体側太陽歯車７１側への移動が規制されている。
【０１１７】
旋回体側クラッチ機構７８は、電磁コイル７８Ｂに給電して磁力を発生されることにより、摩擦パッド７８Ｃを介して旋回体側太陽歯車７１を磁着することができる。これにより、出力軸７３Ｃと一緒に旋回体側太陽歯車７１を回転駆動することができる。
【０１１８】
７９は単一出力軸７７と走行体側太陽歯車７２との間に配置され、単一出力軸７７と走行体側太陽歯車７２との間を連結し、または開放する走行体側クラッチ機構である。この走行体側クラッチ機構７９は、前述した旋回体側クラッチ機構７８とほぼ同様に、例えば給電することで磁力を発生する電磁クラッチとして形成され、コイルユニット７９Ａ、電磁コイル７９Ｂ、摩擦パッド７９Ｃ、キー溝７９Ｄ、キー７９Ｅ、位置決めリング７９Ｆを有している。走行体側クラッチ機構７９は、電磁コイル７９Ｂに給電して磁力を発生されることにより、摩擦パッド７９Ｃを介して走行体側太陽歯車７２を磁着し、出力軸７４Ｃと一緒に走行体側太陽歯車７２を回転駆動することができる。
【０１１９】
ここで、第２の実施の形態による油圧ショベル１の旋回動作と走行動作における旋回体側電動モータ７３、走行体側電動モータ７４、旋回体側クラッチ機構７８、走行体側クラッチ機構７９の動作状態について、図１４を参照しつつ説明する。
【０１２０】
まず、下部走行体２上で上部旋回体４を旋回動作させる場合について述べる。上部旋回体４を停止状態から旋回を起動（開始）させるとき、または旋回動作の途中で旋回速度を加速させるときには、旋回体側電動モータ７３、走行体側電動モータ７４の両方に給電し、単一出力軸７７を回転駆動する。このときには、旋回体側クラッチ機構７８、走行体側クラッチ機構７９に給電して単一出力軸７７と旋回体側太陽歯車７１、走行体側太陽歯車７２を連結する。これにより、旋回体側電動モータ７３を走行体側電動モータ７４によって補助することができるから、高い駆動トルクを得ることができ、上部旋回体４を円滑に旋回動作させることができる。
【０１２１】
次に、上部旋回体４を定常の速度（等速）で旋回動作させるときには、旋回体側電動モータ７３への給電を継続しつつ、補助の走行体側電動モータ７４への給電を停止させる。このときには、旋回体側クラッチ機構７８に給電して単一出力軸７７と旋回体側太陽歯車７１とを連結状態とする。一方、走行体側クラッチ機構７９への給電を停止して単一出力軸７７と走行体側太陽歯車７２とを開放状態とする。これにより、１つの旋回体側電動モータ７３によって上部旋回体４を定常旋回させることができる。
【０１２２】
一方、上部旋回体４の旋回動作を停止させるとき、または旋回動作の途中で旋回速度を減速させるときには、旋回体側電動モータ７３と走行体側電動モータ７４への給電を停止し、該各電動モータ７３，７４が惰性で回転するときの回転力（負荷）を利用して電力を回生し、蓄電装置２１，２５に蓄える。
【０１２３】
次に、下部走行体２を走行動作させる場合について述べる。この走行動作時は、旋回動作を行っていないときとなる。この走行動作時には、旋回体側クラッチ機構７８、走行体側クラッチ機構７９への給電を停止して単一出力軸７７と各太陽歯車７１，７２とを開放状態とする。この状態で、旋回体側電動モータ７３に給電することにより、単一出力軸７７を回転駆動する。これにより、走行体側電動モータ７４を発電装置として回転駆動することができ、回生した電力を各走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの電源として供給することができる。或いは、回生した電力を蓄電装置２５に蓄えることができる。
【０１２４】
走行動作を停止させたときには、旋回体側電動モータ７３、走行体側電動モータ７４、旋回体側クラッチ機構７８、走行体側クラッチ機構７９への給電を停止している。
【０１２５】
かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、旋回体側電動モータ７３の出力軸７３Ｃと走行体側電動モータ７４の出力軸７４Ｃとをスプライン筒７６で連結し、一体回転する単一出力軸７７として形成している。この上で、旋回体側太陽歯車７１と単一出力軸７７との間を連結し、または開放する旋回体側クラッチ機構７８を設けると共に、走行体側太陽歯車７２と単一出力軸７７との間を連結し、または開放する走行体側クラッチ機構７９を設ける構成としている。
【０１２６】
これにより、旋回体側電動モータ７３と走行体側電動モータ７４とにより単一出力軸７７を回転駆動することができるから、各クラッチ機構７８，７９を連結状態としたときには、高い駆動トルクによって各太陽歯車７１，７２を回転駆動することができる。この結果、遊星歯車３４、旋回軸受装置３を介して上部旋回体４を旋回動作させることができる。
【０１２７】
一方、走行時のように、旋回動作を行っていない状態では、各クラッチ機構７８，７９を開放し、旋回体側電動モータ７３を駆動することにより、各太陽歯車７１，７２を回転させることなく、単一出力軸７７だけを回転駆動することができる。これにより、走行体側電動モータ７４を発電装置として回転駆動することができ、この回生によって発生した電力を下部走行体２の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに使用したり、蓄電装置２５に蓄えたりすることができる。この結果、旋回動作を行っていないときには、旋回体側電動モータ７３と走行体側電動モータ７４とによって下部走行体２側に電力を蓄えることができる。
【０１２８】
次に、図１５ないし図１７は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、旋回体側電動モータの出力軸と走行体側電動モータの出力軸との間には、デファレンシャル機構を設け、該デファレンシャル機構を取囲む位置には太陽歯車を設ける構成とし、前記デファレンシャル機構は、前記２つの電動モータの出力軸を同一方向に回転させたときに前記太陽歯車を回転駆動し、一方の電動モータの出力軸だけを回転させたときに前記太陽歯車を回転することなく他方の電動モータの出力軸を回転駆動する構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１２９】
図１５において、８１は旋回軸受装置３の旋回中心Ｏの軸線位置に設けられた第３の実施の形態による太陽歯車を示している。この太陽歯車８１は、遊星歯車３４の歯幅寸法とほぼ同等の歯幅寸法をもった歯数Ｚ2の外歯歯車として形成されている。旋回体側太陽歯車８１の内周側は、軸方向に貫通する段付円柱状の空間からなるデファレンシャル収容部８１Ａとなり、該デファレンシャル収容部８１Ａの一方の開口側には、拡径段部８１Ｂが形成されている。
【０１３０】
８２はモータ取付孔１３Ｂに位置して底板１３に設けられた第３の実施の形態による旋回体側電動モータを示している。この旋回体側電動モータ８２は、第１の実施の形態による旋回体側電動モータ３８とほぼ同様に、旋回中心Ｏの軸線が回転中心となるように太陽歯車８１の上側に配置され、ケーシング８２Ａ、フランジ部８２Ｂ、出力軸８２Ｃを有している。出力軸８２Ｃは、図１６に示すように、ケーシング８２Ａから突出した先端側が雄スプライン８２Ｃ1となっている。
【０１３１】
８３は支持筒体１１のモータ取付孔１１Ｃに位置してモータ取付板１１Ｂに設けられた第３の実施の形態による走行体側電動モータを示している。この走行体側電動モータ８３は、第１の実施の形態による走行体側電動モータ４０とほぼ同様に、旋回中心Ｏの軸線が回転中心となるように太陽歯車８１の下側に配置されている。走行体側電動モータ８３は、前述した旋回体側電動モータ８２とほぼ同様に、ケーシング８３Ａ、フランジ部８３Ｂ、出力軸８３Ｃを有し、出力軸８３Ｃには雄スプライン８３Ｃ1が形成されている。
【０１３２】
８４は旋回体側電動モータ８２の出力軸８２Ｃと走行体側電動モータ８３の出力軸８３Ｃとの間に設けられたデファレンシャル機構（差動機構）を示している。このデファレンシャル機構８４は、太陽歯車８１のデファレンシャル収容部８１Ａ内に収容され、これにより、太陽歯車８１に取囲まれている。
【０１３３】
デファレンシャル機構８４は、下側がフランジ部８５Ａとなって開口する有蓋円筒体として形成され、上側の中心軸線位置に軸挿通孔８５Ｂを有するデフケース８５と、該デフケース８５のフランジ部８５Ａに対面して取付けられ中心軸線位置に軸挿通孔８６Ａを有するカバー８６と、前記デフケース８５内の軸方向の中間位置に設けられ水平方向に十字状に延びる４本の軸部８７Ａ（２本のみ図示）からなる十字軸８７と、該十字軸８７の各軸部８７Ａに互いに対面するように回転可能に取付けられたかさ歯車からなる４個のピニオンギヤ８８と、前記デフケース８５内の上側に位置して４個のピニオンギヤ８８と同時に噛合した旋回体側サイドギヤ８９と、該旋回体側サイドギヤ８９と前記各ピニオンギヤ８８を挟んで反対側に配置され前記各ピニオンギヤ８８と同時に噛合した走行体側サイドギヤ９０とにより構成されている。
【０１３４】
デファレンシャル機構８４は、デフケース８５を太陽歯車８１のデファレンシャル収容部８１Ａに挿入しつつ、フランジ部８５Ａを拡径段部８１Ｂに当接させ、カバー８６と一緒に複数本のボルト９１によって太陽歯車８１内に一体的に取付けられている。この状態で、旋回体側サイドギヤ８９に形成された雌スプライン８９Ａには、旋回体側電動モータ８２の出力軸８２Ｃの雄スプライン８２Ｃ1が挿嵌され、同様に、走行体側サイドギヤ９０に形成された雌スプライン９０Ａには、走行体側電動モータ８３の出力軸８３Ｃの雄スプライン８３Ｃ1が挿嵌されている。
【０１３５】
このように構成されたデファレンシャル機構８４は、旋回体側電動モータ８２の出力軸８２Ｃと走行体側電動モータ８３の出力軸８３Ｃとを同一方向に回転させると、各出力軸８２Ｃ，８３Ｃと一緒に十字軸８７、デフケース８５等が回転するから、太陽歯車８１を回転駆動することができる。一方、旋回体側電動モータ８２の出力軸８２Ｃだけを回転した場合には、旋回体側サイドギヤ８９が各ピニオンギヤ８８を回転するから、該各ピニオンギヤ８８に噛合した走行体側サイドギヤ９０を旋回体側サイドギヤ８９と逆方向に回転させることができる。
【０１３６】
ここで、第３の実施の形態による油圧ショベル１の旋回動作と走行動作における旋回体側電動モータ８２、走行体側電動モータ８３の動作状態について、図１７を参照しつつ説明する。
【０１３７】
まず、下部走行体２上で上部旋回体４を旋回動作させる場合について述べる。上部旋回体４を停止状態から旋回を起動（開始）させるとき、または旋回動作の途中で旋回速度を加速させるときには、旋回体側電動モータ８２、走行体側電動モータ８３の両方に給電し、各出力軸８２Ｃ，８３Ｃを同一方向に回転させる。このときには、旋回体側電動モータ８２、走行体側電動モータ８３の両方による回転力をデファレンシャル機構８４を介して太陽歯車８１に伝え、該太陽歯車８１を回転駆動する。これにより、旋回体側電動モータ８２を走行体側電動モータ８３によって補助することができるから、高い駆動トルクを得ることができ、上部旋回体４の旋回動作を円滑に開始させることができる。
【０１３８】
次に、上部旋回体４を定常の速度（等速）で旋回動作させるときには、前述した起動時と同様に、旋回体側電動モータ８２に給電しつつ、補助の走行体側電動モータ８３にも給電することにより、２つの電動モータ８２，８３によって上部旋回体４を旋回させるようになっている。
【０１３９】
一方、上部旋回体４の旋回動作を停止させるとき、または旋回動作の途中で旋回速度を減速させるときには、旋回体側電動モータ８２と走行体側電動モータ８３への給電を停止し、該各電動モータ８２，８３が惰性で回転するときの回転力（負荷）を利用して電力を回生し、蓄電装置２１，２５に蓄える。
【０１４０】
次に、下部走行体２を走行動作させる場合について述べる。この走行動作時は、旋回動作を行っていないときとなる。この走行動作時には、旋回体側電動モータ８２だけに給電して出力軸８２Ｃを回転駆動させることにより、デファレンシャル機構８４によって走行体側電動モータ８３の出力軸８３Ｃを逆方向に回転駆動することができる。これにより、走行体側電動モータ８３を発電装置として回転駆動することができ、回生した電力を各走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒの電源として供給することができる。或いは、回生した電力を蓄電装置２５に蓄えることができる。
【０１４１】
さらに、走行動作を停止させたときには、旋回体側電動モータ８２、走行体側電動モータ８３への給電を停止している。
【０１４２】
かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、旋回体側電動モータ８２の出力軸８２Ｃと走行体側電動モータ８３の出力軸８３Ｃとの間にデファレンシャル機構８４を設ける構成としている。これにより、太陽歯車８１を回転駆動する場合には、旋回体側電動モータ８２の出力軸８２Ｃと走行体側電動モータ８３の出力軸８３Ｃとを同一方向に回転させることにより、各電動モータ８３，８４の回転力をデファレンシャル機構８４を介して太陽歯車８１に伝達することができ、遊星歯車３４、旋回軸受装置３を介して上部旋回体４を旋回動作させることができる。
【０１４３】
一方、旋回動作を行っていない走行動作時等では、旋回体側電動モータ８２の出力軸８２Ｃだけを回転させることにより、デファレンシャル機構８４が太陽歯車８１を回転することなく、走行体側電動モータ８３の出力軸８３Ｃを回転駆動するから、この走行体側電動モータ８３を発電装置として回転駆動することができ、この回生によって発生した電力を下部走行体２の走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒに使用したり、蓄電装置２５に蓄えたりすることができる。この結果、旋回動作を行っていないときには、旋回体側電動モータ８２と走行体側電動モータ８３とによって下部走行体２側に電力を蓄えることができる。
【０１４４】
なお、第１の実施の形態では、遊星歯車機構３７には、３個の遊星歯車３４を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば遊星歯車３４を２個または４個以上設ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
【０１４５】
第１の実施の形態では、下部走行体２側に走行体側電動モータ４０が回生した電力を蓄えるための蓄電装置２５を設け、下部走行体２の走行時には、走行体側電動モータ４０からの電力、または蓄電装置２５からの電力によって走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを回転駆動する構成としている。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、下部走行体２側から蓄電装置２５を排除し、上部旋回体４側の蓄電装置２１をスリップリング４１を介して下部走行体２側の直流母線５９Ａ，５９Ｂに接続し、蓄電装置２１からの給電により走行体側電動モータ４０、走行用電動モータ１０Ｌ，１０Ｒを回転駆動する構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
【０１４６】
第１の実施の形態では、スリップリング４１を構成する電極台４２上に４本の環状電極４３Ａ〜４３Ｄを設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、下部走行体２側に供給する電力の種類等の条件によっては、環状電極を２本、３本、または５本以上設ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
【０１４７】
さらに、各実施の形態では、旋回式建設機械として、クローラ式の下部走行体２を備えたハイブリッド式油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。この場合、走行用電動モータを１台とし、デファレンシャル機構等を用いて左，右のホイールを駆動する構成としてもよい。油圧ショベル以外にも、旋回軸受装置を備えた油圧クレーン等の他の旋回式建設機械にも広く適用することができる。さらに、ハイブリッド式油圧ショベル１以外にも、電動式油圧ショベルにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１  ハイブリッド式油圧ショベル（旋回式建設機械）
２  下部走行体
３  旋回軸受装置
４  上部旋回体
６  トラックフレーム
１０Ｌ，１０Ｒ  走行用電動モータ
１１  支持筒体
１１Ｂ  モータ取付板
１２  旋回フレーム
１３  底板
２１，２５  蓄電装置
２６  内輪
２６Ｂ  内歯歯車
２６Ｃ  上面部
２７  外輪
２８  鋼球（転動体）
３２，７１  旋回体側太陽歯車
３３，７２  走行体側太陽歯車
３４  遊星歯車
３７  遊星歯車機構
３８，７３，８２  旋回体側電動モータ
３８Ｃ，４０Ｃ，７３Ｃ，７４Ｃ，８２Ｃ，８３Ｃ  出力軸
４０，７４，８３  走行体側電動モータ
４１  スリップリング
４３（４３Ａ〜４３Ｄ）  環状電極
４５  ブラシ装置
４９（４９Ａ〜４９Ｄ）  接点部材（接点）
５５，５６，５７，６３，６４，６５，６６  パワーコントロールユニット（電気部品）
５８  メインコントロールユニット
６１  制御用電源
７７  単一出力軸
７８  旋回体側クラッチ機構
７９  走行体側クラッチ機構
８１  太陽歯車
８４  デファレンシャル機構
Ｏ  旋回中心
【図１】
2014163190.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014163190.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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