(57)【要約】【課題】  簡単な構造で電動モータを効率的に冷却できる旋回駆動装置を提供すること課題とする。【解決手段】  掘削機の旋回体３を駆動する旋回駆動装置４０は、旋回用の垂直型電動モータ２１と、垂直型電動モータ２１の回転軸２１Ａの回転力を動力源として冷却媒体の吸入排出を行なう冷却媒体循環装置６０とを有する。冷却媒体循環装置６０は、垂直型電動モータ２１の回転軸２１Ａの同心軸上に螺旋状の羽根６２が形成されたポンプを含む。冷却媒体循環装置６０が吸入又は吐出する冷却媒体で垂直型電動モータ２１を冷却する。【選択図】  図４
2013208040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機の旋回体を駆動する旋回駆動装置であって、
旋回用の垂直型電動モータと、
該垂直型電動モータの回転軸の回転力を動力源として冷却媒体の吸入、吐出を行なう冷却媒体循環装置と
を有し、
前記冷却媒体循環装置は、前記垂直型電動モータの前記回転軸の同心軸上に螺旋状の羽根が形成されたポンプを含むことを特徴とする旋回駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の旋回駆動装置であって、
前記垂直型電動モータは、ロータを貫通する前記回転軸の軸方向に延在する貫通孔を有し、該貫通孔内を前記冷却媒体が流れる旋回駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置の回転軸は軸方向に延在する貫通孔を有し、
前記冷却媒体循環装置の前記回転軸は、前記垂直型電動モータの前記回転軸と共に回転するよう構成され、
前記冷却媒体循環装置の前記回転軸の前記貫通孔は、前記垂直型電動モータの前記回転軸の前記貫通孔と連通している旋回駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置は、前記回転軸の回転により同心軸上に負圧を発生させるポンプである旋回駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置は前記垂直型電動モータの上側に配置され、前記垂直型電動モータの下側に減速機が配置される旋回駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載の旋回駆動装置であって、
前記冷却媒体循環装置の循環路は前記減速機に接続され、前記冷却媒体は前記減速機の潤滑油である旋回駆動装置。
【請求項７】
請求項６記載の旋回駆動装置であって、
前記ポンプと前記減速機との間に接続された熱交換機を有する旋回駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はショベルの旋回機構を駆動する旋回駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、掘削作業等を行なうショベルには旋回体が設けられ、掘削作業を行なうためのブーム、アーム及びバケットが旋回体に設けられる。旋回体を旋回させることで、バケットをショベルの周囲の任意の位置に移動する。旋回体を旋回させるための旋回駆動装置の駆動源として電動モータを用いることがある。旋回用電動モータで旋回体を旋回駆動することを電動旋回と称する。
【０００３】
旋回用電動モータの出力軸は、旋回変速機を介して旋回機構の入力軸に接続される。旋回用電動モータとしては、小型で高出力とするために高回転数の電動モータが用いられるので、旋回変速機としては大きな減速比を有する遊星歯車機構が用いられることが多い。
【０００４】
また、旋回用電動モータを駆動しないときには旋回用電動モータは自由に回転できる状態にあるので、旋回体に機械的にブレーキをかけて固定しておく必要がある。このため、旋回変速機の出力軸に機械的にブレーキをかけるブレーキ装置（メカニカルブレーキと称する）が旋回変速機の近傍に設けられる場合が多い。
【０００５】
以上のような構成の旋回駆動装置において、駆動源となる電動モータは駆動時に発熱するため、冷却する必要がある。そこで、電動モータの回転軸にギヤポンプを接続し、ギヤポンプから吐出される冷却油を、回転軸の中に形成した油路を通してロータに供給して電動モータを冷却することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
特許文献１に開示された電動モータの冷却構造は、電動モータの回転軸の一端にギヤポンプを設け、なおかつ回転軸及びロータに貫通孔を形成する。したがって、電動モータの構造が複雑となり、旋回駆動装置のコストアップを招くといった問題がある。
【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、簡単な構造で電動モータを効率的に冷却できる旋回駆動装置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】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、掘削機の旋回体を駆動する旋回駆動装置であって、旋回用の垂直型電動モータと、該垂直型電動モータの回転軸の回転力を動力源として冷却媒体の吸入、吐出を行なう冷却媒体循環装置とを有し、前記冷却媒体循環装置は、前記垂直型電動モータの前記回転軸の同心軸上に螺旋状の羽根が形成されたポンプを含むことを特徴とする旋回駆動装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上述の発明によれば、簡単な構造で垂直型電動モータの冷却を効率的に行なうことのできる旋回駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による旋回駆動装置が組み込まれるショベルの側面図である。
【図２】図１に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による旋回駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図４】旋回駆動装置の断面図である。
【図５】低速回転時の旋回駆動装置内における潤滑油の流れを示す図である。
【図６】高速回転時の旋回駆動装置内における潤滑油の流れを示す図である。
【図７】旋回駆動装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明の一実施形態による旋回駆動装置が組み込まれたショベルの全体構成及び駆動系の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態による旋回駆動装置が組み込まれた掘削機の一例であるショベルを示す側面図である。
【００１３】
図１に示すショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端に、アーム５が取り付けられ、アーム５の先端にバケット６が取り付けられている。ブーム４，アーム５及びバケット６は、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。
【００１４】
なお、図１に示すショベルは、旋回駆動装置に供給する電力を蓄積する蓄電装置を有するショベルであるが、電動旋回を採用したショベルであれば、例えば外部電源から充電電力が供給される電気駆動式ショベルにも本発明を適用することができる。
【００１５】
図２は図１に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は実線でそれぞれ示されている。
【００１６】
機械式駆動部としてのエンジン１１と、アシスト駆動部としての電動発電機１２は、変速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続されている。変速機１３の出力軸には、油圧ポンプとしてメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されている。メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続されている。また、パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続されている。
【００１７】
コントロールバルブ１７は、ハイブリッド式ショベルにおける油圧系の制御を行う制御装置である。下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）及び１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９は、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。
【００１８】
電動発電機１２には、インバータ１８Ａを介して、蓄電器としてのキャパシタを含む蓄電系（蓄電装置）１２０が接続される。蓄電系１２０には、インバータ２０を介して電動作業要素としての旋回用電動機２１が接続されている。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、旋回変速機２４が接続される。旋回変速機２４の出力軸２４Ａの一端にはメカニカルブレーキ２３が接続される。旋回変速機２４の出力軸２４Ａの他端には冷却用潤滑装置６０が接続される。冷却用潤滑装置６０は後述のように旋回用電動機２１内の潤滑油を冷却しながら循環させる装置である。旋回用電動機２１と、旋回変速機２４と、冷却用潤滑装置６０とにより旋回駆動装置４０が構成される。後述のように旋回駆動装置４０は、メカニカルブレーキ２３を含むこととしてもよい。ここで、旋回用電動機２１が上部旋回体３を旋回駆動するための旋回用電動モータに相当し、メカニカルブレーキ２３は上部旋回体３に機械的にブレーキをかけておくブレーキ装置に相当する。メカニカルブレーキ２３の出力軸２３Ａは（すなわち、旋回変速機２４の回転軸２４Ａ）は上述の旋回機構２に接続され、メカニカルブレーキ２３の出力軸２３Ａの回転力（動力）で旋回機構２が駆動され、上部旋回体３が旋回する。
【００１９】
操作装置２６は、レバー２６Ａ、レバー２６Ｂ、ペダル２６Ｃを含む。レバー２６Ａ、レバー２６Ｂ、及びペダル２６Ｃは、油圧ライン２７及び２８を介して、コントロールバルブ１７及び圧力センサ２９にそれぞれ接続される。圧力センサ２９は、電気系の駆動制御を行うコントローラ３０に接続されている。
【００２０】
コントローラ３０は、ハイブリッド式ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、ＣＰＵが内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。
【００２１】
コントローラ３０は、圧力センサ２９から供給される信号を速度指令に変換し、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。圧力センサ２９から供給される信号は、旋回機構２を旋回させるために操作装置２６を操作した場合の操作量を表す信号に相当する。
【００２２】
コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（電動（アシスト）運転又は発電運転の切り替え）を行うとともに、蓄電系１２０の昇降圧コンバータを駆動制御することによりキャパシタの充放電制御を行う。コントローラ３０は、キャパシタの充電状態、電動発電機１２の運転状態（電動（アシスト）運転又は発電運転）、及び旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づいて、蓄電系１２０の昇降圧コンバータの昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりキャパシタの充放電制御を行う。また、コントローラ３０は、後述のようにキャパシタに充電する量（充電電流又は充電電力）の制御も行なう。
【００２３】
旋回用電動機２１の回転速度（角速度ω）はレゾルバにより検出される。また、ブーム４の角度（ブーム角度θＢ）はブーム４の支持軸に設けられたロータリエンコーダ等のブーム角度センサ７Ｂにより検出される。コントローラ３０は、旋回用電動機２１の角速度ωに基づいて推定旋回回生電力（エネルギ）を演算で求め、また、ブーム角度θＢに基づいて推定ブーム回生電力（エネルギ）を演算で求める。そして、コントローラ３０は、演算で求めた推定旋回回生電力と推定ブーム回生電力とに基づいて、ＳＯＣの回生見込み目標値を演算により求める。コントローラ３０は、キャパシタ１９のＳＯＣを、求めた回生見込み目標値に近づけるようにハイブリッド式ショベルの各部を制御する。
【００２４】
上述のような構成のハイブリッド式ショベルによる作業では、上部旋回体３を旋回駆動するために、インバータ２０を介して供給される電力により旋回用電動機２１が駆動される。旋回用電動機２１の出力軸２１Ａの回転力は、旋回変速機２４とメカニカルブレーキ２３を介してメカニカルブレーキ２３の出力軸２３Ａに伝達される。メカニカルブレーキ２３の出力軸２３Ａは旋回駆動装置４０の出力軸に相当する。
【００２５】
図３は本発明の一実施形態による旋回駆動装置４０の構成を示すブロック図である。上述のように、旋回駆動装置４０は、駆動源としての電動モータである旋回用電動機２１を含む。旋回用電動機２１は回転軸が重力方向に延在するように配置される垂直型電動モータである。旋回用電動機２１の出力軸側に旋回変速機２４としてヘリカル遊星減速機が接続される。旋回変速機２４（ヘリカル遊星減速機）の回転軸２４Ａには、メカニカルブレーキ２３としてのディスクブレーキが設けられる。旋回変速機２４（ヘリカル遊星減速機）の回転軸２４Ａは、メカニカルブレーキ２３の出力軸２３Ａに相当し、且つ旋回駆動装置４０の出力軸４０Ａとなる。
【００２６】
図４は旋回駆動装置４０の断面図である。本実施形態では、旋回変速機２４を構成するヘリカル遊星減速機の太陽歯車４２が、旋回用電動機２１の出力軸２１Ａに固定されている。太陽歯車４２は複数の遊星歯車４４に係合している。遊星歯車４４の各々は、旋回変速機２４（ヘリカル遊星減速機）の出力軸２４Ａが設けられたキャリア４６に回転可能に支持されている。そして、各遊星歯車４４は、ギヤケース５０の内面に形成された内歯歯車に噛合している。
【００２７】
内歯歯車が形成されたギヤケース５０は、旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａに固定されており、自ら回転することはできない。一方、出力軸２４Ａが設けられたキャリア４６は、ギヤケース５０に固定されたエンドケース５２に対して、ベアリングを介して回転可能に支持されている。
【００２８】
以上のような構成のヘリカル遊星減速機において、旋回用電動機２１の出力軸２１Ａが回転して太陽歯車４２が回転すると、遊星歯車４４が回転（自転）する。遊星歯車４４はギヤケース５０の内面に形成された内歯歯車に噛合しており、遊星歯車４４の回転力で内歯歯車が形成されたギヤケース５０が回転しようとする。ところが、ギヤケース５０は旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａに固定されているので、回転することはできない。その結果、遊星歯車４４を支持しながら自ら回転可能に支持されているキャリア４６のほうが回転することとなる。以上のような遊星歯車作用により、旋回用電動機２１の出力軸２１Ａの回転が減速されてキャリア４６から延在する回転軸２４Ａ（出力軸）に出力される。
【００２９】
メカニカルブレーキ２３は旋回変速機２４の回転軸２４Ａの回転力を抑制することでブレーキをかける装置であり、旋回変速機２４とは別個に設けられてもよいが、旋回変速機２４の中に設けられるよう構成してもよい。例えば、メカニカルブレーキ２３をディスクブレーキで構成し、ブレーキディスクを固定部であるギヤケース５０と旋回変速機２４の出力軸２４Ａに取付けて、固定部分であるギヤケース５０に設けられたブレーキパッドをブレーキディスクに押圧することで、ブレーキ力を発生させるよう構成してもよい。この場合、ギヤケース５０内に軸方向に移動可能なピストンを設け、ピストンによりブレーキパッドをディスクブレーキに押圧して、回転軸２４Ａに制動力を印加する。
【００３０】
以上のように構成することで、旋回変速機２４のギヤケース５０内にメカニカルブレーキ２３を組み込むことができ、旋回駆動装置４０の構造を簡素化することができる。ただし、メカニカルブレーキ２３を旋回変速機２４とは別個に設けることとしてもよく、本実施形態ではメカニカルブレーキ２３は旋回変速機２４に組み込まれていないものとして説明する。
【００３１】
旋回変速機２４を構成するヘリカル遊星減速機の歯車部品を潤滑するために、旋回変速機２４のギヤケース５０の内部に形成された密閉空間に潤滑油が充填されている。旋回変速機２４内の潤滑油は、歯車部品を潤滑しながら歯車の噛み合い部分を冷却する機能も有する。本実施形態では、旋回変速機２４の潤滑油を、旋回用電動機２１を冷却するための冷却媒体として用いる。
【００３２】
ギヤケース５０は旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａに固定されており、エンドプレート２１ａから外側に延在する回転軸２１Ａの先端は、ギヤケース５０内の潤滑油が充填された密閉空間に内に突出している。この回転軸２１Ａの先端に太陽歯車４２が取り付けられることで、太陽歯車４２は潤滑油が充填された密閉空間内に配置される。
【００３３】
旋回変速機２４は、旋回用電動機２１の下端側（エンドプレート２１ａの側）に取付けられている。旋回用電動機２１は高速回転の垂直型電動モータであり、円筒形のモータケーシング２１ｃの両側にエンドプレート２１ａ及び２１ｂが取り付けられている。モータケーシング２１ｃの内部に、回転軸２１Ａがその中央を貫通して延在するロータ２１ｄ及びステータ２１ｅ収容されている。回転軸２１Ａは、エンドプレート２１ａ及び２１ｂに設けられたベアリングにより回転可能に支持されている。
【００３４】
旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの反対側の上側の端部は、エンドプレート２１ｂから外側に延在し、この端部にサイクロン羽根６２が形成されている。サイクロン羽根６２の外周はポンプケース６４に覆われており、サイクロンポンプが形成されている。このサイクロンポンプが後述のように冷却媒体循環装置６０を構成する。
【００３５】
本実施形態による旋回駆動装置４０は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａが垂直になるように配置される。すなわち、旋回駆動装置４０がショベルに組み込まれると、旋回変速機２４が旋回用電動機２１の下側に位置し、冷却媒体循環装置６０が旋回用電動機２１の上側に位置する。
【００３６】
ここで、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａは中空の軸となっており、潤滑油流通孔２１ａが回転軸２１Ａを軸方向に貫通して延在している。潤滑油流通孔２１ａの下端は、回転軸２１Ａに太陽歯車４２が取り付けられた部分において、旋回変速機２４のギヤケース５０内の密閉空間に開口している。したがって、旋回変速機２４のギヤケース５０内の密閉空間に充填されている潤滑油は潤滑油流通孔２１ａ内に流れ込むことができる。一方、潤滑油流通孔２１ａの上端は、ポンプケース６４の内部空間に開口している。
【００３７】
ポンプケース６４は円筒状のシリンダ６４ａと、その両端のエンドプレート６４ｂ、６４ｃとで構成される。上側のエンドプレート６４ｂにはベント機構６６が設けられている。ポンプケース６４の内部空間の圧力が上昇すると、内部空間の空気をベント機構６６を通じて外部に排出することができる。
【００３８】
本実施形態では、ポンプケース６４の下部の側面に、潤滑油吸入・排出口６８が設けられる。また、旋回変速機２４のギヤケース５０の側面にも、潤滑油吸入・排出口５４が設けられる。ポンプケース６４の潤滑油吸入・排出口６８とギヤケース５０の潤滑油吸入・排出口５４とは、潤滑油流通配管７０により接続されている。潤滑油流通配管７０は、内部を潤滑油が流れるようになっており、その途中に冷却装置としてオイルクーラ７２が設けられる。オイルクーラ７２は、例えば外周に放熱フィンを有する配管により構成され、内部を流通する潤滑油の熱を周囲に放出して潤滑油を冷却する。
【００３９】
オイルクーラ７２は上述の放熱フィン付配管に限られず、既知の様々な冷却装置を用いることができる。例えば、潤滑油流通配管７０の途中にウォータジャケットを設け、水冷式のオイルクーラ７２を構成してもよい。ここで、旋回用電動機２１が駆動されて回転軸２１Ａが回転すると、サイクロン羽根６２も同時に回転する。サイクロン羽根６２が回転すると、作動油はサイクロン羽根６２に沿って上下に移動する。これにより、冷却媒体循環装置６０がポンプとして機能する。
【００４０】
また、上記実施例ではサイクロン羽根６２を回転軸２１Ａの外周に形成した事例を示したが、サイクロン羽根６２を回転軸２１Ａの内周に形成してもよい。
【００４１】
次に、上述の構成の旋回駆動装置４０内における潤滑油の流れについて説明する。
【００４２】
まず、旋回用電動機２１が低速回転のときの潤滑油の流れについて図５を参照しながら説明する。図５は旋回駆動装置４０内における潤滑油の流れを示す図であり、旋回駆動装置４０は概略図で示されている。図５（ａ）は旋回用電動機２１が低速正回転しているときの潤滑油の流れを示し、図５（ｂ）は旋回用電動機２１が低速逆回転しているとき潤滑油の流れを示す。
【００４３】
旋回用電動機２１が正回転方向に低速回転すると、図５（ａ）に示すように、冷却媒体循環装置６０を構成するサイクロンポンプが正回転し、図中矢印Ａで１示すように、旋回変速機２４内の潤滑油は回転軸２１Ａの潤滑油流通孔２１ａを通って上方に向かう。このとき、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａと共に回転するサイクロンポンプの回転が低速であるので、作動油は潤滑油流通孔２１ａの上端までは到達することはできず、潤滑油流通孔２１ａの途中まで上昇する。潤滑油流通孔２１ａ内を上昇する潤滑油は、図中矢印Ｂ１で示すようにオイルクーラ７２から旋回変速機２４に供給される潤滑油であり、低温の潤滑油である。したがって、回転軸２１Ａ及びその周囲のロータ２１ｄは低温の潤滑油が流れることで冷却される。
【００４４】
旋回用電動機２１が低速で正回転した後に低速で逆回転すると、図５（ｂ）に示すように、冷却媒体循環装置６０を構成するサイクロンポンプが逆回転し、図中矢印Ｃ１で示すように、旋回変速機２４内の潤滑油は潤滑油流通配管７０（オイルクーラ７２）を通って上方に向かう。このとき、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａと共に回転するサイクロンポンプの回転は低速であるので、潤滑油は潤滑油流通配管７０の上端までは到達することはできず、潤滑油流通配管７０の途中まで上昇する。潤滑油流通配管７０内を上昇する潤滑油は、図中矢印Ｄ１で示すように旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの潤滑油流通孔２１ａから旋回変速機２４に戻った潤滑油であり、高温の潤滑油である。したがって、潤滑油流通配管７０内を上昇する潤滑油はオイルクーラ７２を通ることで冷却される。
【００４５】
以上のように、旋回用電動機２１の正回転時には、オイルクーラ７２で冷却されて低温となった潤滑油が旋回変速機２４に供給される。そして、その低温の潤滑油が回転軸２１Ａの潤滑油流通孔２１ａを上方に流れ、回転軸２１Ａは冷却される。旋回用電動機２１が逆回転すると、回転軸２１Ａ内で熱を吸収して高温となった潤滑油は旋回変速機２４に戻される。旋回変速機２４に戻された高温の潤滑油は、潤滑油流通配管７０に流れて潤滑油流通配管７０内を上昇する。このとき、潤滑油流通配管７０内を流れる潤滑油は、オイルクーラ７２により冷却されて低温の潤滑油になる。
【００４６】
ショベルの上部旋回体３が作業中に右旋回、左旋回を繰り返すたびに、上述の潤滑油の往復の流れが生じる。したがって、旋回用電動機２１が正回転する毎に、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａ及びその周囲のロータ２１ｄが潤滑油により冷却されることとなる。
【００４７】
次に、旋回用電動機２１が高速回転のときの潤滑油の流れについて図６を参照しながら説明する。図６は旋回駆動装置４０内における潤滑油の流れを示す図であり、旋回駆動装置４０は概略図で示されている。図６（ａ）は旋回用電動機２１が高速正回転しているときの潤滑油の流れを示し、図６（ｂ）は旋回用電動機２１が高速逆回転しているとき潤滑油の流れを示す。
【００４８】
旋回用電動機２１が正回転方向に高速回転すると、図６（ａ）に示すように、冷却媒体循環装置６０を構成するサイクロンポンプが高速で正回転し、図中矢印Ａ１で示すように、旋回変速機２４内の潤滑油は回転軸２１Ａの潤滑油流通孔２１ａを通って潤滑油流通孔２１ａの上端に向かう。このとき、潤滑油に先だって回転軸２１Ａ内で加熱された空気がポンプケース６４内に充満し、ベント機構６６から外部に排出される。ベント機構６６から排出される空気は回転軸２１Ａ及びロータ２１ｄの熱を吸収してきた空気であり、この加熱空気の排出により一次冷却が行なわれる。
【００４９】
サイクロンポンプが高速で正回転し続けると、回転軸２１Ａの潤滑油流通孔２１ａを流れて熱を吸収して高温となった潤滑油は、矢印Ａ２で示すように潤滑油流通孔２１ａの上端から流れ出て、矢印Ａ３で示すようにポンプケース６４内を流れて潤滑油流通配管７０内に流れ込む。潤滑油流通配管７０内に流れ込んだ高温の潤滑油は、矢印Ａ４で示すようにオイルクーラ７２に流れる。高温の潤滑油は矢印Ｂ１に示すようにオイルクーラ７２を流れる際に冷却されて低温の潤滑油となり、旋回変速機２４に戻る。
【００５０】
旋回用電動機２１が正回転方向に高速回転している間は、上述のように潤滑油が循環しながら回転軸２１Ａ及びロータ２１ｄが冷却される。低速回転時とは異なり、潤滑油の流れが切り替わらなくても、潤滑油が循環することで連続して回転軸２１Ａ及びロータ２１ｄの冷却を行なうことができる。
【００５１】
一方、旋回用電動機２１が高速で逆回転すると、図６（ｂ）に示すように、冷却媒体循環装置６０を構成するサイクロンポンプが逆回転し、図中矢印Ｃ１で示すように、旋回変速機２４内の潤滑油は潤滑油流通配管７０（オイルクーラ７２）を通って上方に向かう。このとき、潤滑油流通配管７０内を上昇する潤滑油は、オイルクーラ７２により冷却され、図中矢印Ｃ２で示すように低温の潤滑油となってポンプケース６４内に流れ込む。このとき、ポンプケース６４に滞留していた加熱空気がベント機構６６から排出され、２次冷却が行なわれる。
【００５２】
その後、ポンプケース６４に溜まった低温の冷却水は、矢印Ｄ１で示すように、回転軸２１Ａの上端から潤滑油流通孔２１ａに流れ込み、重力で潤滑油流通孔２１ａ内を下方に流れる。潤滑油は潤滑油流通孔２１ａ内を流れ落ちる間に、潤滑油流通穴２１ａの内壁面から熱を吸収し、矢印Ｄ２で示すように旋回変速機２４内に流れ込む。旋回変速機２４内に流れ込んだ潤滑油は、旋回変速機２４内の歯車部分を冷却した後、高温の潤滑油となり、再び矢印Ｃ１に示すように潤滑油流通配管７０（オイルクーラ７２）を通って上方に向かう。
【００５３】
以上のように、  旋回用電動機２１が逆回転方向に高速回転している間も、上述のように潤滑油が循環しながら回転軸２１Ａ及びロータ２１ｄが冷却される。低速回転時とは異なり、潤滑油の流れが切り替わらなくても、潤滑油が循環することで連続して回転軸２１Ａ及びロータ２１ｄの冷却を行なうことができる。
【００５４】
上述のように、旋回用電動機２１が低速回転するときには、一方向（図５に示す例では正回転方向）に回転するときに旋回用電動機２１が内側から冷却され、反対方向（図５に示す例では逆方向）に回転するときに潤滑油はオイルクーラ７２に流れて冷却され、オイルクーラ７２から熱が放出される。旋回電動機２１が低速回転のときは、旋回用電動機２１の発熱量は小さく、また、旋回変速機２４の歯車部分での発熱量も小さい。したがって、旋回用電動機２１が低速回転のときには、大きな冷却能力を必要としないので、一方向の回転時に潤滑油で冷却を行い、反対方向の回転時に潤滑油の熱を外部に放出するという冷却方法で十分に旋回用電動機２１及び旋回変速機２４を冷却することができる。
【００５５】
一方、旋回用電動機２１が低速回転するときには、一方向（図６に示す例では正回転方向）に回転するときには潤滑油が循環して旋回用電動機２１及び旋回変速機２４が常に冷却され、反対方向（図６に示す例では逆回転方向）に回転するときにも潤滑油が循環して旋回用電動機２１及び旋回変速機２４が常に冷却される。旋回電動機２１が高速回転のときは、旋回用電動機２１の発熱量は大きく、また、旋回変速機２４の歯車部分での発熱量も大きい。したがって、旋回用電動機２１が高速回転のときには、大きな冷却能力を必要とするので、正逆いずれの回転方向であっても常に循環する潤滑油で冷却を行い、十分に旋回用電動機２１及び旋回変速機２４を冷却することができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、旋回用電動機２１の回転数に依存して冷却能力が変化するので、旋回用電動機２１の回転数に基づいて冷媒の流量を制御するというような冷却能力の制御を行なう必要がなく、簡単な構成で冷却能力を自動的に制御することができる。
【００５７】
上述の実施形態では、旋回用電動機２１の回転を一つの旋回変速機２４（ヘリカル遊星減速機）で減速しているが、旋回用電動機２１のとして高回転数の電動モータを用いた場合には、旋回変速機を多段にして所望の回転数まで減速することもできる。図７は旋回変速機を多段とした場合の旋回駆動装置の構成を示すブロック図である。
【００５８】
図７に示す旋回駆動装置１００は、図３に示す旋回駆動装置４０に対して、２段目旋回変速機として遊星減速機８０を加ええ構成したものである。旋回変速機２４の出力軸となる回転軸２４Ａにさらに太陽歯車を取付け、その周囲に遊星歯車を配置することで２段目旋回変速機となる遊星減速機８０を構成することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  下部走行体
１Ａ，１Ｂ  油圧モータ
２  旋回機構
３  上部旋回体
４  ブーム
５  アーム
６  バケット
７  ブームシリンダ
７Ａ  油圧配管
７Ｂ  ブーム角度センサ
８  アームシリンダ
９  バケットシリンダ
１０  キャビン
１１  エンジン
１２  電動発電機
１３  変速機
１４  メインポンプ
１５  パイロットポンプ
１６  高圧油圧ライン
１７  コントロールバルブ
１８，１８Ａ，１８Ｂ，２０  インバータ
１９  キャパシタ 
２１  旋回用電動機
２１Ａ  出力軸
２１ａ，２１ｂ  エンドプレート
２１ｃ
２１ｄ  ロータ
２１ｅ  ステータ
２２  レゾルバ
２３  メカニカルブレーキ
２４  旋回変速機
２５  パイロットライン
２６  操作装置
２６Ａ，２６Ｂ  レバー
２６Ｃ  ペダル
２６Ｄ  ボタンスイッチ
２７  油圧ライン
２８  油圧ライン
２９  圧力センサ
３０  コントローラ
４０，１００  旋回駆動装置
４２  太陽歯車
４４  遊星歯車
４６  キャリア
５０  ギヤケース
５２  エンドケース
５４  潤滑油吸入・排出口
６０  冷却媒体循環装置
６２  サイクロン羽根
６４  ポンプケース
６４ａ  シリンダ
６４ｂ，６４ｃ  エンドプレート
６６  ベント機構
７０  潤滑油流通配管
７２  オイルクーラ
８０  遊星減速機（２段目変速機）
１２０  蓄電系
【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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