(57)【要約】【課題】低コスト化を図りながら、ステータコア３１の冷却を効果的に行うことができる電動機を提供する。【解決手段】回転軸４０及びロータコア４２を有するロータ３８と、ロータコア４２を外周側から囲う円筒状をなすコア本体３１ａ、該コア本体３１ａの外周面から突出して周方向に間隔をあけて複数が形成されたコア凸部３１ｂ、及びコア本体３１ａに取り付けられた複数のコイル３２を有するステータ３０と、回転軸４０、ロータコア４２及びステータ３０を収容する第一収容空間Ｒ１を形成するとともに、コア凸部３１ｂの径方向外側の頂部１８５ｂが当接する当接内周面１８０ａを含む内周面２３ａを有する電動機ケーシング２１と、を備え、周方向に隣り合うコア凸部３１ｂ同士の間に、コア本体３１の外周面と電動機ケーシング２１の内周面２３ａとによって、冷却媒体が流通可能な外周側流路が区画形成されている。【選択図】図５
2019134614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転可能に設けられた回転軸、及び、該回転軸の外周面に固定されたロータコアを有するロータと、
該ロータコアを外周側から囲う円筒状をなすコア本体、該コア本体の外周面から突出して前記軸線方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成されたコア凸部、及び前記コア本体に取り付けられた複数のコイルを有するステータと、
前記ロータ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、前記コア凸部の径方向外側の頂部が当接する当接内周面を含む内周面を有するケーシングと、
を備え、
周方向に隣り合う前記コア凸部同士の間に、前記コア本体の外周面と前記ケーシングの内周面とによって、潤滑油が流通可能な外周側流路が区画形成されている電動機。
【請求項２】
前記当接内周面は、軸線に直交する断面視で該軸線を中心とした円形をなし、
各前記コア凸部の頂部が、前記当接内周面の内径に対応する外径をなして該当接内周面に周方向にわたって嵌合する円筒面状をなす請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記電動機ケーシングは、
前記内周面として前記当接内周面と該当接内周面から前記軸線方向一方側に向かうに従って拡径するテーパ内周面とを有する第一筒部、及び、該第一筒部を前記軸線方向他方側から閉塞する第一底部を有する第一ケーシングと、
前記第一筒部に内側から嵌合する第二筒部、及び、該第二筒部を前記軸線方向一方側から閉塞する第二底部を有する第二ケーシングと、
を有し、
前記第二筒部が、
前記コア本体の外周面に対応する内径を有して、該コア本体の外周面に嵌合する嵌合内周面を有する請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記第二筒部における前記嵌合内周面の径方向外側の部分に、該第二筒部を前記軸線方向に貫通する外周側排油孔が形成され、
前記第二底部に該第二底部を前記軸線方向に貫通する主排油孔が形成されている請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記回転軸は、上下方向に延びる前記軸線回りに回転可能に設けられており、
該回転軸が、該回転軸の前記軸線方向上側の端部から前記軸線方向下側に向かって延びる中心孔、該中心孔から前記回転軸の外周面に延びる第一径方向孔、及び、前記第一径方向孔よりも前記軸線方向上側で前記中心孔から前記回転軸の外周面に延びる第二径方向孔と、を有し、
前記ロータコアが、前記第一径方向孔に連通するとともに前記ロータの外部に開口するロータコア流路を有し、
前記電動機ケーシングが、
前記第二径方向孔に連通するとともに前記電動機ケーシング内における前記ステータよりも前記軸線方向上側で開口するケーシング流路を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項６】
前記回転軸における前記ロータコアよりも前記軸線方向上側で前記回転軸を前記電動機ケーシングに対して前記軸線回りに回転可能に支持する上部軸受をさらに備え、
該上部軸受は、前記第二径方向孔と前記ケーシング流路との間に設けられており、
該上部軸受は、
前記回転軸の外周面に固定される環状をなす外輪と、
該外輪を外周側から囲うとともに前記電動機ケーシングに固定された内輪と、
これら外輪と内輪との間に配置された転動体と、
前記外輪と前記内輪との間の空間における前記転動体の前記軸線方向下側に配置されて環状をなす軸受シールドと、
を有する請求項５に記載の電動機。
【請求項７】
前記回転軸が上下方向に延びる前記軸線回りに回転可能に設けられた請求項１から６のいずれか一項に記載の電動機と、
前記電動機ケーシングから前記軸線方向下側に突出する前記回転軸の前記軸線方向下側で前記軸線回りに回転可能に設けられた出力軸、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、及び、前記出力軸と前記伝達部とを収容する第二収容空間を形成する減速機ケーシングを有する減速機と、
前記第一収容空間内に潤滑油を供給するとともに、該第一収容空間から前記第二収容空間に導入された前記潤滑油を回収して、再度前記第一収容空間に供給する潤滑油循環部と、
を備える回転駆動システム。
【請求項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７に記載の回転駆動システムと、
を備える油圧ショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機、回転駆動システム及び油圧ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、建設機械の駆動等に用いられる電動機が記載されている。電動機は、回転軸及びロータコアを有するロータ、ロータコアを外周側から囲うステータ、及び、これらを収容する電動機ケーシングを有している。ステータの外周面は、全周にわたって電動機ケーシングの内周面に嵌合されている。
【０００３】
ロータ内には潤滑油が流通する流路が形成されている。潤滑油は、ロータ内を流通する過程で該ロータコアを冷却する。その後、潤滑油は、電動機ケーシングの内側の空間に排出されてステータを冷却する。
電動機ケーシングはいわゆるウォータージャケットとされており、冷却水が流通する流路が形成されている。当該流路を流通する冷却水によって、ステータコアが外周側から冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ステータコアの外周側の部分では発熱が大きいため、当該部分をより効果的に冷却することが求められている。
一方で、電動機ケーシングに冷却水を流通させるウォータージャケット方式では、電動機ケーシングに流路を形成する必要があるため。そのため、製造コストが上昇する。また、当該冷却水と電動機ケーシングの内側の空間に供給される潤滑油との両方の管理を行う必要があり、メンテナンスコストが上昇する。
【０００６】
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、低コスト化を図りながら、ステータコア３１の冷却を効果的に行うことができる電動機、及びこれを備えた回転駆動システム及び油圧ショベルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様に係る電動機は、軸線回りに回転可能に設けられた回転軸、及び、該回転軸の外周面に固定されたロータコアを有するロータと、該ロータコアを外周側から囲う円筒状をなすコア本体、該コア本体の外周面から突出して前記軸線方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成されたコア凸部、及び前記コア本体に取り付けられた複数のコイルを有するステータと、前記ロータ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、前記コア凸部の径方向外側の頂部が当接する当接内周面を含む内周面を有するケーシングと、を備え、周方向に隣り合う前記コア凸部同士の間に、前記コア本体の外周面と前記電動機ケーシングの内周面とによって、潤滑油が流通可能な外周側流路が区画形成されている。
【０００８】
上記構成の電動機によれば、ステータコアのコア本体の外周面に潤滑油が直接的に接触する外周側流路を形成することができる。また、ステータや電動機ケーシングに別途流路を形成する加工を行う必要もないため、加工が複雑になることもない。
【０００９】
本発明の一態様に係る回転駆動システムは、前記回転軸が上下方向に延びる前記軸線回りに回転可能に設けられた上記の電動機と、前記電動機ケーシングから下方に突出する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、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、及び、前記出力軸と前記伝達部とを収容する第二収容空間を形成する減速機ケーシングを有する減速機と、前記第一収容空間内に潤滑油を供給するとともに、該第一収容空間から前記第二収容空間に導入された前記潤滑油を回収して、再度前記第一収容空間に供給する潤滑油循環部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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５】図４における電動機の拡大図である。
【図６】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７】図５及び図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図７では、ロータ、コイル及びティースの記載を省略している。
【図８】図５及び図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。
【図９】図６の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
＜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、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
エンジン２３６及び発電機モータ２３７は、互いの軸がスプライン結合されている。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、互いの回転軸がスプライン結合されている。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。
【００１７】
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。
回転駆動システム１は、回転中心となる軸線Ｏが上下方向に延びるように配置されている。ここでの「上下方向に延びる」とは、軸線Ｏ方向が上下方向を含む方向に延びていることを意味しており、即ち、軸線Ｏが上下方向に一致する方向に対して傾斜している場合も含む。
【００１８】
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。
【００１９】
＜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及び潤滑油循環部１５０を備えている。ここで回転駆動システム１の回転中心となる軸線Ｏは、油圧ショベル２００の姿勢に応じて上下方向に対して傾斜する。そのため以下では、油圧ショベル２００が水平面に位置する場合に上方となる軸線Ｏ方向の上側を単に「軸線Ｏ方向上側」と称する。また、油圧ショベル２００が水平面に位置する場合に下方となる軸線Ｏ方向の下側を「軸線Ｏ方向下側」と称する。
【００２０】
＜回転駆動装置＞
回転駆動装置１０は、図３及び図４に示すように、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の軸線Ｏ方向の下方に設置されている。
【００２１】
＜電動機＞
電動機２０は、図５及び図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。
【００２２】
＜電動機ケーシング＞
図５及び図６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、第一ケーシング２２及び第二ケーシング２５を有している。
【００２３】
＜第一ケーシング＞
第一ケーシング２２は、軸線Ｏ方向に延びる筒状をなす第一筒部２３と、該第一筒部２３の軸線Ｏ方向上側（軸線Ｏ方向他方側）を閉塞する第一底部２４とを有する有底筒状をなしている。第一筒部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。第一筒部２３の内周面２３ａは、当接内周面１８０ａ、テーパ内周面１８０ｂ及び円筒内周面１８０ｃを有する。
【００２４】
当接内周面１８０ａは、第一筒部２３の内周面２３ａにおける上側の部分を形成している。当接内周面１８０ａは、軸線Ｏに直交する断面視で円形をなすとともに、一様な内径で軸線Ｏ方向に延びる円筒内面状をなしている。当接内周面１８０ａの上端（軸線Ｏ方向他方側の端部）は、第一底部２４に接続されている。
【００２５】
テーパ内周面１８０ｂは、軸線Ｏに直交する断面視で円形をなすとともに、軸線Ｏ方向下側（軸線Ｏ方向一方側）に向かうにしたがって拡径するテーパ状をなしている。
円筒内周面１８０ｃは、第一筒部２３の内周面２３ａにおける下側の部分を形成している。円筒内周面１８０ｃは、軸線Ｏに直交する断面視で円形をなすとともに、一様な内径で軸線Ｏ方向に延びる円筒内面状をなしている。円筒内周面１８０ｃは、テーパ内周面１８０ｃの下端に段部を介して接続されている。
本実実施形態の第一筒部２３は、内部に流路等の孔部が形成されていない中実構造とされている。
【００２６】
第一底部２４には、軸線Ｏを中心として貫通する第一貫通孔２４ａが形成されている第一貫通孔２４ａの周囲には、第一底部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。
第一筒部２３の下端には、該第一筒部２３の外周面から外周側に張り出すようにして第一フランジ２３ｂが設けられている。
【００２７】
＜第二ケーシング＞
第二ケーシング２５は、軸線Ｏ方向に延びる筒状をなす第二筒部２６と、該第二筒部２６の軸線Ｏ方向下側を閉塞する第二底部２７とを有する有底筒状をなしている。第二筒部２６の内周面２６ｂは、軸線Ｏに直交する断面視で円形をなすとともに軸線Ｏ方向に一様な内径を有している。
【００２８】
第二筒部２６の外周面２６ａは、軸線Ｏに直交する断面形状をなして一様な内径で軸線Ｏ方向に延びる円筒内面状をなしている。第二筒部２６の外周面２６ａは、第一ケーシング２２における第一筒部２３の円筒内周面１８０ｃに内側から嵌合可能とされている。
【００２９】
第二筒部２６における軸線Ｏ方向上側を向く端面は、軸線Ｏ方向に直交する平坦状なす上部端面２６ｃとされている。上部端面２６ｃは、径方向外側の端部が第二筒部２６の外周面２６ａの上端に接続されている。上部端面２６ｃは、径方向内側の端部が第二筒部２６の内周面２６ｂの上端に接続されている。
【００３０】
ここで図６及び図８に示すように、第二筒部２６は、上部端面２６ｃから突出する凸部１８１を有している。凸部１８１は、上部端面２６ｃにおける径方向内側の端部よりも径方向外側の部分から軸線Ｏ方向上側に突出している。凸部１８１は、周方向を長手方向として当該周方向に延びるように設けられている。凸部１８１は、周方向に間隔をあけて複数が形成されている。本実施形態では、周方向に等間隔をあけて４つの凸部１８１が形成されている。凸部１８１における径方向内側を向く面は、軸線Ｏに直交する円形をなす円筒内面状をなす嵌合内周面１８１ａとされている。嵌合内周面１８１ａは、軸線Ｏ方向に一様な内径を有している。凸部１８１及び嵌合内周面１８１ａは、軸線に直交する断面形状が円弧状をなしている。嵌合内周面１８１ａの下端は、上部端面２６ｃにおける嵌合内周面１８１ａの径方向内側の部分である載置端面１８１ｂに接続されている。これら嵌合内周面１８１ａと載置端面１８１ｂとは、互いに直角に交差している。嵌合内周面１８１ａと載置端面１８１ｂとによって、後述するステータコア３１が嵌合する嵌合部２６ｄが形成されている。
【００３１】
第二底部２７には、軸線Ｏを中心として貫通する第二貫通孔２７ａが形成されている。第二底部２７の軸線Ｏ方向上側を向く面における第二貫通孔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。第二底部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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、第二筒部２６の内周面２６ｂが接続されている。各底面は径方向の位置関係が規定されれば隣接する必要はない。
【００３４】
図５に示すように、第二底部２７の軸線Ｏ方向下側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、該第二底部２７の下面から軸線Ｏ方向上側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。
【００３５】
第二筒部２６は、第一筒部２３に軸線Ｏ方向下側から挿入されるようにして、該第二筒部２６の外周面２６ａが第一筒部２３の円筒内周面１８０ｃに内側から嵌合している。第二筒部２６の外周面２６ａの上端は、第一筒部２３の当接内周面１８０ｂには至っておらず円筒内周面１８０ｃの軸線Ｏ方向の範囲内に位置している。
第一フランジ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、第二筒部２６と第一筒部２３とは互いに一体に固定されている。第二筒部２６と第一筒部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。
【００３６】
＜ステータ＞
ステータ３０は、図５〜図８に示すように、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、電磁鋼板を軸線Ｏ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。
【００３７】
コア本体３１ａは、軸線Ｏを中心とした円筒状をなすヨーク１８４ａ及び該ヨーク１８４ａの内周面から突出するようにヨーク１８４ａ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１８４ｂとから構成されている。ヨーク１８４ａの外周面となるコア本体３１ａの外周面１８３は、軸線Ｏに直交する断面が円形状をなすとともに軸線Ｏ方向に一様な外径をなす円筒面状をなしている。コア本体３１ａの外周面１８３の外径は、電動機ケーシング２１の第二ケーシング２５における凸部１８１の嵌合内周面１８１ａの内径に対応している。即ち、コア本体３１ａの外周面１８３は、嵌合内周面１８１ａに嵌合可能な外径を有している。
【００３８】
コア凸部３１ｂは、コア本体３１ａの外周面１８３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。本実施形態では、図７に示すように、周方向に等間隔をあけて４つのコア凸部３１ｂが形成されている。コア凸部３１ｂは、コア本体３１ａの軸線Ｏ方向全域にわたって延びている。即ち、コア凸部３１ｂは、コア本体３１ａの上端と下端とにわたって形成されており、コア凸部３１ｂの上端及び下端は、コア本体３１ａの上端及び下端と面一とされている。コア凸部３１ｂは、軸線Ｏ方向にわたって軸線Ｏに直交する断面形状が一様とされている。
【００３９】
図７に示すように、コア凸部３１ｂは、軸線Ｏに直交する断面視で、一対の斜面１８５ａ及びこれら斜面１８５ａの間に位置する頂部１８５ｂを有している。
一対の斜面１８５ａは、コア凸部３１ｂにおける周方向の互いに反対方向を向く面であって、コア本体３１ａの外周面１８３から径方向外側に向かうにしたがって互いに近接するように径方向に対して傾斜している。
【００４０】
頂部１８５ｂは、周方向の両端が、一対の斜面１８５ａにおける径方向外側の端部に接続されている。すなわち頂部１８５ｂは、一対の斜面１８５ａの間に設けられている。頂部１８５ｂは、軸線Ｏに直交する断面形状が軸線Ｏを中心とする円弧状をなしている。したがって、頂部１８５ｂは、軸線Ｏを中心とした円筒外面状をなしている。各頂部１８５ｂは、互いに同一の外径とされている。各頂部１８５ｂの外径は、電動機ケーシング２１の第一ケーシング２２における当接内周面１８０ａに対応する外径をなしている。これによって、各頂部１８５ｂは、周方向の全域にわたって第一ケーシング２２の当接内周面１８０ａに嵌合可能とされている。
【００４１】
コイル３２は各ティース１８４ｂに対応するように複数設けられており、各ティース１８４ｂ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から軸線Ｏ方向上側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から軸線Ｏ方向下側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や任意の断面形状の巻線が採用されている。
【００４２】
＜ステータコアと電動機ケーシングとの嵌合＞
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の第一ケーシング２２及び第二ケーシング２５の双方に嵌合している。
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の頂部１８５ｂは、第一ケーシング２２における第一筒部２３の当接内周面１８０ａにはめ込まれている。即ち、コア凸部３１ｂの頂部１８５ｂは、当接内周面１８０ａに内側から嵌合している。
【００４３】
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の外周面１８３と下端との角部は、第二ケーシング２５における第二筒部２６の嵌合部２６ｄにはめ込まれている。
即ち、コア本体３１ａの外周面１８３の下部は、嵌合部２６ｄにおける嵌合内周面１８１ａに嵌合している。コア本体３１ａの下端における外周側の一部は、嵌合部２６ｄにおける載置端面１８１ｂに当接している。
【００４４】
＜外周側流路＞
このようにステータコア３１が電動機ケーシング２１の第一ケーシング２２及び第二ケーシング２５に取り付けられることで、ステータコア３１の外周側には潤滑油が流通可能な外周側流路Ｆが形成されている。
外周側流路Ｆは、図６及び図７に示すように、ステータコア３１におけるコア本体３１ａの外周面１８３と電動機ケーシング２１の内周面２３ａとの間に形成された流路である。外周側流路Ｆは、図６に示すように、ステータコア３１の上端から下端にわたって形成されている。即ち、外周側流路Ｆの上部はコア本体３１ａの外周面１８３と第一ケーシング２２の当接内周面１８０ａとによって区画形成され、外周側流路Ｆの下部はコア本体３１ａの外周面１８３と第一ケーシング２２の円筒内周面１８０ｂによって区画形成されている。外周側流路Ｆは、図７に示す周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【００４５】
外周側流路Ｆは図７に示すように、周方向を長手方向として互いに間隔をあけて複数形成されている。外周側流路Ｆの周方向の端部には、コア凸部３１ｂが位置している。外周側流路Ｆは、コア凸部３１ｂによって周方向に複数に区画されている。外周側流路Ｆの周方向の端部は、コア凸部３１ｂの斜面１８５ａが位置している。外周側流路Ｆは、軸線Ｏ方向に直交する断面視で、長手方向に交差する幅寸法（径方向の寸法）が、コア本体３１ａの外周面の１８３と第一ケーシング２２の内周面２３ａとの対向範囲では、周方向に一様とされている。
外周側流路Ｆの下端は、周方向の一部が、第一収容空間内におけるステータコア３１の軸線Ｏ方向下側かつ径方向内側の領域に連通している。
【００４６】
本実施形態では、図５、図７及び図８に示すように、ステータコア３１におけるコア凸部３１ｂには、軸線Ｏ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軸線Ｏ方向上側からボルト３３が挿入されている。該ボルト３３の下端は第二ケーシング２５の第二筒部２６における上部端面２６ｃに形成されたボルト固定孔２６ｅ（図５参照）に固定されている。ボルト固定孔２６ｅは、周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では４つ）が形成されている。ボルト３３によって、ステータコア３１が第二ケーシング２５に強固に固定一体化されている。
【００４７】
＜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。
【００４８】
＜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、電動機ケーシング２１内でステータ３０の内側を軸線Ｏ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、第一ケーシング２２における第一底部２４の第一貫通孔２４ａを挿通して電動機ケーシング２１の軸線Ｏ方向上側に突出している。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。
第一底部２４の第一貫通孔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。
【００４９】
第一底部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。
第二底部２７における第二貫通孔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。即ち、回転軸４０は、下部軸受３７を介して第二底部２７に接続されている。
【００５０】
回転軸４０には、該回転軸４０の上端から軸線Ｏ方向下側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第一径方向孔４０ｂ及び第二径方向孔４０ｃとが形成されている。
中心孔４０ａは、回転軸４０の軸線Ｏ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、残りの軸線Ｏ方向下側の部分が中実構造とされている。
【００５１】
第一径方向孔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。第一径方向孔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。第一径方向孔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。第一径方向孔４０ｂは、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【００５２】
第二径方向孔４０ｃは、第一径方向孔４０ｂよりも軸線Ｏ方向上側で、第一径方向孔４０ｂと同様、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。第二径方向孔４０ｃの径方向内側の端部は、中心孔４０ａに連通している。第二径方向孔４０ｃ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。第二径方向孔４０ｃは、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【００５３】
＜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の下端に対応する軸線Ｏ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、複数の電磁鋼板を軸線Ｏ方向に積層させることで構成されている。
【００５４】
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。
【００５５】
＜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の軸線Ｏ方向下側から該ロータコア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。
【００５６】
＜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の軸線Ｏ方向上側から該ロータコア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を軸線Ｏ方向上側から閉塞している。上部エンドプレート４６には、軸線Ｏ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、第一径方向孔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。ロータ３８に導入される潤滑油は、ロータ３８内の内側軸方向流路４２ｂ、外側軸方向流路４２ｃを含むロータコア流路を介して、第一収容空間内に排出される。
【００５７】
＜ステータの冷却流路＞
ここで、図９に示すように、電動機ケーシング２１の第一ケーシング２２における環状凸部２４ｂの内周面、上部シール３５、上部軸受３６及び回転軸４０の間の領域には、これらによって囲まれる環状をなす環状空間Ａが形成されている。回転軸４０における第二径方向孔４０ｃは、環状空間Ａに向かって開口している。
さらに、環状凸部２４ｂには、該環状凸部２４ｂの内周面と外周面とを径方向に貫通するケーシング流路１８６が形成されている。ケーシング流路１８６は、軸線Ｏの周方向に間隔をあけて複数が形成されている。ケーシング流路１８６の径方向外側の端部は、ロータコア及びステータの軸線Ｏ方向上側で径方向外側に向かって開口している。
【００５８】
環状空間Ａを軸線Ｏ方向下側から区画形成する上部軸受３６は、内輪３６ａ、外輪３６ｂ、転動体３６ｃ及び軸受シールド３６ｄを有している。
内輪３６ａは、環状をなす部材であって、内周面が回転軸の外周面に固定されている。外輪３６ｂは、内輪３６ａの外周側に間隔あけて設けられた環状の部材であって、外周面が環状凸部２４ｂの内周面に固定されている。転動体３６ｃは、球状をなしており、内輪３６ａと外輪３６ｂ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３６ｄは、内輪３６ａ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３６ｄは、軸線Ｏ方向を板厚とする板状をなしている。軸受シールド３６ｄの外周端と外輪３６ｂ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。
【００５９】
＜連通孔＞
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を軸線Ｏ方向下側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。
【００６０】
主排油孔５０ａは、第二ケーシング２５の第二底部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、該第二底部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、第二ケーシング２５の第二底部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、該第二底部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。
【００６１】
外周側排油孔５０ｃは、図６及び図８に示すように、上端が第二筒部２６の上部端面２６ｃに開口しており、該第二筒部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。本実施形態では、各外部流路Ｆの軸線Ｏ方向下側に対向する箇所に、周方向に間隔をあけて二つが形成されている。外周側排油孔５０ｃは、周方向を長手方向として延びるスリット状をなしている。
【００６２】
軸受排油孔５０ｄは、図６に示すように、上述した下部軸受３７に形成されている。下部軸受３７は、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。
【００６３】
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、外周面が第二底部２７の第二貫通孔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、軸線Ｏ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。
【００６４】
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。
【００６５】
＜減速機＞
次に減速機６０について図４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。
【００６６】
＜減速機ケーシング＞
減速機ケーシング６１は、軸線Ｏに沿って延びて軸線Ｏ方向上側及び軸線Ｏ方向下側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における第二ケーシング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の軸線Ｏ方向上側の開口は、電動機ケーシング２１の第二ケーシング２５によって閉塞されている。
【００６７】
＜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から軸線Ｏ方向下側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から軸線Ｏ方向下側に突出する下部が、スイングピニオン２２３に接続されている。
【００６８】
減速機ケーシング６１の内周面における出力軸軸受７１のさらに軸線Ｏ方向下側には、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によって軸線Ｏ方向下側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から軸線Ｏ方向下側に突出する回転軸４０の下部が位置している。第二収容空間内には、所定の高さ位置まで潤滑油が貯留されている。
【００６９】
＜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。これら遊星歯車機構のうちの少なくとも一つは、潤滑油内に浸漬されている。
【００７０】
＜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、回転軸４０の下端に外嵌されている。第一段遊星歯車９２は、第一段伝達軸９１の周囲に複数が設けられている。第一段遊星歯車９２は、第一段伝達軸９１に形成された太陽ギア歯と、減速機ケーシング６１の内周面に形成された内ギア歯にかみ合っている。第一段遊星歯車９２は、第一段キャリア９３に自転可能かつ軸線Ｏ回りに公転可能に支持されている。
【００７１】
＜第二段遊星歯車機構＞
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の下方に軸線Ｏ回りに回転可能に設けられており、第一段キャリア９３に連結されている。第二段遊星歯車１０２は、第二段伝達軸１０１の周囲に複数が設けられている。第二段遊星歯車１０２は、第二段伝達軸１０１に形成された太陽ギア歯と、減速機ケーシング６１の内周面に形成された内ギア歯にかみ合っている。第二段遊星歯車１０２は、第二段キャリア１０３に自転可能かつ軸線Ｏ回りに公転可能に支持されている。
【００７２】
＜第三段遊星歯車機構＞
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の下方に軸線Ｏ回りに回転可能に設けられており、第二段キャリア１０３に連結されている。第三段遊星歯車１１２は、第三段伝達軸１１１の周囲に複数が設けられている。第三段遊星歯車１１２は、第三段伝達軸１１１に形成された太陽ギア歯と、減速機ケーシング６１の内周面に形成された第三段内ギア歯にかみ合っている。第三段遊星歯車１１２は、第三段キャリア１１３に自転可能かつ軸線Ｏ回りに公転可能に支持されている。第三段キャリア１１３は、出力軸７０に連結されている。
伝達部８０は、このような複数段の遊星歯車機構によって、回転軸４０の回転を複数回減速させた後に出力軸７０に伝達させる。
【００７３】
＜ブレーキ機構＞
ブレーキ機構１２０は、図３及び図４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の軸線Ｏ方向上側に配置されている。
ブレーキ機構１２０は、図４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。
【００７４】
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に一体に固定されている。
【００７５】
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、軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数が配置されている。
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軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数が配置されている。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、軸線Ｏ方向上側から軸線Ｏ方向下側に向かって、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。
【００７６】
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の軸線Ｏ方向上側で軸線Ｏ方向に移動可能に配置されている。
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に対して軸線Ｏ方向上側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、軸線Ｏ方向上側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の第二ケーシング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。
【００７７】
ブレーキバネ１４０は、互いに軸線Ｏ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、バネ収容部に圧縮状態で収容されている。
【００７８】
＜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。
【００７９】
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。図４に示す潤滑油流路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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
＜作用効果＞
ブレーキ機構１２０によるブレーキが解除されると、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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、図５及び図６に示す電動機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、第一径方向孔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、コイル３２やステータコア３１を冷却する。
【００８５】
一方、図９に示すように、回転軸４０の中心孔４０ａに供給された潤滑油の一部は、第二径方向孔４０ｃを流通して環状空間Ａに導入される。環状空間Ａの潤滑油の一部は、上部軸受３６の内輪３６ａと外輪３６ｂとの間に入り込む。これにより、上部軸受３６での潤滑性が担保される。内輪３６ａと外輪３６ｂとの間に導入された潤滑油は、軸受シールド３６ｄが堰として機能することで一時滞留された後に、該軸受シールド３６ｄのクリアランスを介して第一収容空間Ｒ１内に排出される。
環状空間Ａから第一ケーシング２２のケーシング流路１８６に導入された潤滑油は、該ケーシング流路１８６の径方向外側の端部から第一収容空間内Ｒ１に供給され、ステータ３０のコイル３２やステータコア３１を冷却する。
【００８６】
ステータ３０に供給された潤滑油は、ステータコア３１とロータコア４２との間の空間やティース間を通過して第一収容空間Ｒ１の軸線Ｏ方向下側に導入される。ステータ３０に供給された潤滑油のうち外周側に導入された潤滑油は、ステータコア３１のコア本体３１ａと第一ケーシング２２の内周面との間に形成された外周側流路Ｆを通過して軸線Ｏ方向下側に導入される。潤滑油が外周側流路Ｆを通過する過程で、ステータコア３１を外周側から直接的に冷却する。
【００８７】
ステータ３０から垂れ落ちた潤滑油のうち径方向内側に集まる潤滑油は、電動機ケーシング２１に形成された主排油孔５０ａ、副排油孔５０ｂ及び軸受排油孔５０ｄを介して電動機２０内から軸線Ｏ方向下側に排出される。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を介して、電動機２０の軸線Ｏ方向下側に排出される。
一方、外周側流路Ｆを通過した潤滑油は、主として外周側排油孔５０ｃを通過して電動機２０の軸線Ｏ方向下側に排出される。
【００８８】
潤滑油が連通孔５０を介して電動機２０の軸線Ｏ方向下側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。
【００８９】
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、潤滑油循環部１５０により、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。
【００９０】
本実施形態では、図７に示すように、ステータコア３１のコア凸部３１ｂが電動機ケーシング２１の内周面２３ａに対して周方向で部分的に当接することにより、ステータコア３１のコア本体３１ａと電動機ケーシング２１の内周面２３ａとの間に、潤滑油が流通可能な外周側流路Ｆを形成することができる。外周側流路Ｆを潤滑油が流通する際に、潤滑油はステータコア３１のコア本体３１ａの外周面１８３に接触する。これによって、ステータコア３１を外周側から直接的に冷却することができるため、ステータコア３１の冷却性を向上させることができる。
【００９１】
また、電動機ケーシング２１に冷却媒体が流通する流路を別途形成せずともステータコア３１を外周側から冷却することができる。そのため、電動機ケーシング２１に流路の加工を行う必要がなく、製造過程が煩雑となることもない。よって、製造コストの低減を図ることができる。
外周側流路Ｆは、径方向の寸法が一様をなして周方向に延びているため、周方向にわたって均一に潤滑油流通させることができる。これによって、ステータコア３１の外周面を周方向で大きく偏ることなく冷却することができる。
【００９２】
さらに、油圧ショベル２００が傾斜地に位置する場合には、回転駆動システム１の軸線Ｏは上下方向に一致する方向から傾いている。このような場合であっても、本実施形態では、外周側流路Ｆが形成されているため、傾斜に応じて軸線Ｏの周方向の一部に導かれた潤滑油を第二底部２７側に流すことができる。よって、第一収容空間Ｒ１内に潤滑油が滞留してしまうことを抑制できる。
【００９３】
ステータコア３１のコア凸部３１ｂは、電動機ケーシング２１の内周面２３ａの内径に対応する外径の円筒面状をなす頂部１８５ｂを有する。当該コア凸部３１ｂの頂部１８５ｂが電動機ケーシング２１の当接内周面１８０ａに嵌合することで、ステータコア３１と電動機ケーシング２１との中心を一致させながら、該ステータコア３１を電動機ケーシング２１に一体に固定することができる。
【００９４】
また、図５及び図６に示すように、電動機ケーシング２１の第一ケーシング２２と第二ケーシング２５とは互いに嵌合されることで、それぞれの中心が一致させられている。さらに、図６に示すように、ステータコア３１のコア本体３１ａにおける下端が、嵌合部２６ｄにおける嵌合内周面１８１ａに嵌合している。嵌合内周面１８１ａは、ステータコア３１のコア本体３１ａにおける外周面１８３の外径に対応する内径を有しているため、ステータコア３１と第二ケーシング２５との中心を一致させることができる。これにより、第一ケーシング２２、第二ケーシング２５及びステータコア３１の三者の中心を容易に一致させることができ、これら部材の芯出し作業の円滑化を図ることができる。
【００９５】
ステータコア３１が嵌合部２６ｄに嵌合された状態では、ステータコア３１の下端が嵌合部２６ｄの載置端面１８１ｂに当接する。これにより、ステータコア３１の軸線Ｏ方向位置の位置決めを容易に行うことができる。
【００９６】
図６及び図８に示すように、電動機ケーシング２１における外周側の部分には、外周側流路Ｆの直下に対応する箇所に外周側排油孔５０ｃが形成されている。これによって、潤滑油の流量が増大し、外周側流路Ｆを多量の潤滑油が流通する場合であっても、当該潤滑油を円滑に電動機ケーシング２１の軸線Ｏ方向下側に排出することができる。そのため、温度が上昇した潤滑油が電動機ケーシング２１内に滞留してしまうことを回避できる。また、油圧ショベル２００が傾斜地にある場合であっても、当該傾斜に応じて周方向の一部に集まった潤滑油を、外周側排油孔５０ｃを介して第二収容空間Ｒ２側に円滑に排出することができる。
【００９７】
ここで、本実施形態では、ロータ３８を介して第一収容空間内Ｒ１に導入された潤滑油のみによってステータ３０を内周側及び外周側から冷却している。そのため、例えば電動機ケーシング２１にウォータージャケットを形成して冷却する水冷方式と油冷方式とを併用した場合に比べて、電動機ケーシング２１内に導入される潤滑油の流量を増大させることが好ましい。
【００９８】
また、本実施形態では、回転軸４０に導入される潤滑油の一部は、図９に示すように、回転軸４０の第二径方向孔４０ｃ、環状空間Ａ及び電動機ケーシング２１のケーシング流路１８６を介して、直接的にステータ３０に供給される。これによって、回転軸４０からロータコア４２を通過した後にステータ３０に供給される潤滑油に比べて温度の低い潤滑油をステータ３０の外周側へと供給することができる。したがって、特に発熱の大きいステータ３０の外周側の部分を、温度の低い潤滑油が外周側流路Ｆを通過する過程で効果的に冷却することができる。
【００９９】
上記環状空間Ａの軸線Ｏ方向下側は、上部軸受３６により画成されているため、電動機ケーシング２１のケーシング流路１８６に導入される潤滑油の一部を用いて上部軸受３６の潤滑性を担保することができる。上部軸受３６には軸受シールド３６ｄが設けられており、該軸受シールド３６ｄによって潤滑油が上部軸受３６内に滞留することになる。そのため、回転軸の第二径方向孔４０ｃから環状空間Ａに導入された潤滑油によって上部軸受３６を適切に潤滑させながら、ケーシング流路１８６から適切な量の冷却油をステータに対して直接的に供給することができる。
【０１００】
＜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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
本願発明は、電動機２０と減速機６０とを有する回転駆動システム１のみならず、電動機単体に適用してもよい。
実施形態では、電動機２０の回転軸線となる軸線Ｏを上下方向に延びるものとしたが、例えば軸線Ｏが水平方向を向く横置きの電動機に本願発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
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…第一ケーシング、２３…第一筒部、２３ａ…内周面、２３ｂ…第一フランジ、２４…第一底部、２４ａ…第一貫通孔、２４ｂ…環状凸部２４ｂ、２５…第二ケーシング、２６…第二筒部２６、２６ａ…円筒外周面、２６ｂ…内周面、２６ｃ…上部端面、２６ｄ…嵌合部、２６ｅ…ボルト固定孔、２７…第二底部、２７ａ…第二貫通孔、２７ｂ…第一底面、２７ｃ…第二底面、２７ｄ…第三底面、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３１、３１ａ…コア本体３１、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、３６ａ…内輪、３６ｂ…外輪、３６ｃ…転動体、３６ｄ…軸受シールド、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…第一径方向孔、４０ｃ…第二径方向孔、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、９２…第一段遊星歯車、９３…第一段キャリア、９４…第一段キャリア軸、１００…第二段遊星歯車機構、１０１…第二段伝達軸、１０２…第二段遊星歯車、１０３…第二段キャリア、１０４…第二段キャリア軸、１０５…第二段上板部、１１０…第三段遊星歯車機構、１１１…第三段伝達軸、１１２…第三段遊星歯車、１１３…第三段キャリア、１１４…第三段キャリア軸、１１５…第三段上板部、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、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、１８０ａ…当接内周面、１８０ｂ…テーパ内周面、１８０ｃ…円筒内周面、１８１…凸部、１８１ａ…嵌合内周面、１８１ｂ…載置端面、１８３…外周面、１８４ａ…ヨーク、１８４ｂ…ティース、１８５ａ…斜面、１８５ｂ…頂部、１８６…ケーシング流路、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Ｏ、Ｏ…軸線Ｏ、Ｓ…液面、Ｒ１…第一収容空間、Ｒ２…第二収容空間、Ｒ３…バネ収容部、Ａ…環状空間、Ｆ…外周側流路
【図１】
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【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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