(57)【要約】【課題】旋回駆動装置を旋回制動するブレーキ装置（機械式ブレーキ）の劣化状態をより正確に把握可能なショベル等を提供すること。【解決手段】旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、前記旋回駆動装置の回転軸と一体に回転するブレーキ回転板と固定部であるブレーキ固定板の摩擦係合によって、前記旋回駆動装置を旋回制動するブレーキ装置と、前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板に直接接触して温度検出を行う温度検出手段を備える。【選択図】図６
2016173000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、
前記旋回駆動装置の回転軸と一体に回転するブレーキ回転板と固定部であるブレーキ固定板の摩擦係合によって、前記旋回体を旋回制動するブレーキ装置と、
前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板に直接接触して温度検出を行う温度検出手段を備える、
ショベル。
【請求項２】
前記温度検出手段は、
前記旋回駆動装置の回転半径方向外側から前記ブレーキ固定板に直接接触して温度検出を行う、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記温度検出手段は、
上方又は下方から前記ブレーキ固定板に直接接触して温度検出を行う、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記温度検出手段は、
前記旋回駆動装置の回転半径方向内側から前記ブレーキ回転板に直接接触して温度検出を行う、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度に基づき、前記ブレーキ装置の劣化状態を判定する判定手段を備える、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のショベル。
【請求項６】
前記旋回駆動装置を駆動制御する駆動制御装置を備え、
前記駆動制御装置は、
前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度に基づき、前記旋回駆動装置の出力又は前記旋回体の旋回速度を制御する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のショベル。
【請求項７】
前記駆動制御装置は、
前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度が所定の第１閾値以上である場合、前記旋回駆動装置の出力又は前記旋回体の旋回速度を制限する、
請求項６に記載のショベル。
【請求項８】
前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度に基づき、オペレータに対する警告を行う警告手段を備える、
請求項１乃至７の何れか一項に記載のショベル。
【請求項９】
前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度を外部のショベル用管理装置に送信する送信手段を備える、
請求項１乃至８の何れか一項に記載のショベル。
【請求項１０】
前記ブレーキ装置の作動状態を制御する制動制御装置を備え、
前記制動制御装置は、
前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度が所定の第２閾値以下である場合、オペレータによる減速操作に応じて、前記ブレーキ装置を作動させることにより旋回状態にある前記旋回駆動装置を減速させる、
請求項１乃至９の何れか一項に記載のショベル。
【請求項１１】
旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、前記旋回駆動装置の回転軸と一体に回転するブレーキ回転板と固定部であるブレーキ固定板の摩擦係合によって、前記旋回体を旋回制動するブレーキ装置と、前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板に直接接触して温度検出を行う温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度を外部に送信する送信手段を備えるショベルを管理するショベル用管理装置であって、
前記ショベルから送信される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度に基づき、前記ブレーキ装置の劣化状態を判定する判定手段を備える、
ショベル用管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回駆動装置を旋回制動可能な機械式ブレーキ（摩擦ブレーキ）を備えるショベル等に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回式の作業機械であるショベルには、旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置が設けられ、かかる旋回駆動装置は、通常、電動モータや油圧モータ等の駆動力源、駆動力源の動力を減速して出力する減速機等を含む。また、ショベルには、通常、旋回駆動装置と一体に回転するブレーキ回転板とブレーキ固定板との摩擦係合によって、旋回体を旋回制動する機械式ブレーキ（ブレーキ装置）が設けられる。
【０００３】
従来、かかるブレーキ装置内の潤滑油の温度や流量から摩擦係合部位の発熱状態を予測してブレーキ装置の損傷の有無を判定する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。これにより、ブレーキ装置の劣化状態（損傷）を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７２４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、潤滑油の温度や流量に基づき予測する手法では、後述の如く、ブレーキ装置の発熱状態を正確に判断できない可能性があり、その結果、ブレーキ装置の劣化状態を正確に把握することができないおそれがある。
【０００６】
例えば、旋回体をブレーキ装置で急制動する場合、ブレーキ装置の摩擦係合部位の温度は急上昇するが、潤滑油の温度上昇は非常に緩やかであるため、潤滑油の温度や流量に基づく予測手法では、正確な発熱状態を判断できないおそれがある。また、そもそも潤滑油自体が放熱するため、例えば、ブレーキ装置の劣化状態を判定するための閾値に対して大きなマージン（余裕）を設定する必要が生じ、ブレーキ装置の劣化状態を正確に把握することができないおそれがある。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑み、旋回体を旋回制動するブレーキ装置（機械式ブレーキ）の劣化状態をより正確に把握可能なショベル等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】
【０００８】
上記目的を達成するため、一実施形態において、ショベルは、
旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、
前記旋回駆動装置の回転軸と一体に回転するブレーキ回転板と固定部であるブレーキ固定板の摩擦係合によって、前記旋回体を旋回制動するブレーキ装置と、
前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板に直接接触して温度検出を行う温度検出手段を備える。
【０００９】
また、一実施形態において、ショベル用管理装置は、
旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、前記旋回駆動装置の回転軸と一体に回転するブレーキ回転板と固定部であるブレーキ固定板の摩擦係合によって、前記旋回体を旋回制動するブレーキ装置と、前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板に直接接触して温度検出を行う温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度を外部に送信する送信手段を備えるショベルを管理するショベル用管理装置であって、
前記ショベルから送信される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信される前記ブレーキ回転板又は前記ブレーキ固定板の温度に基づき、前記ブレーキ装置の劣化状態を判定する判定手段を備える。
【発明の効果】
【００１０】
上述の実施形態によれば、旋回体を旋回制動するブレーキ装置（機械式ブレーキ）の劣化状態をより正確に把握可能なショベル等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ショベルの側面図である。
【図２】ショベルの構成を示すブロック図である。
【図３】ショベルの旋回駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図４】旋回駆動装置の上面図である。
【図５】旋回駆動装置のうち、第１旋回減速機、メカニカルブレーキ、第２旋回減速機、及び第３旋回減速機を構成する部分の断面図（図４のＶ−Ｖ線断面図）である。
【図６】本実施形態に係る温度センサの取付構造の一例を示す断面図（図５の点線枠部分の拡大図）である。
【図７】旋回状態にある旋回機構（上部旋回体）をメカニカルブレーキで急制動する場合における、温度センサにより検出されるブレーキプレートの温度の時間変化を示す概念図である。
【図８】本実施形態に係る温度センサの取付構造の他の例を示す断面図である。
【図９】本実施形態に係る温度センサの取付構造の更に他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１３】
まず、本実施形態に係る旋回駆動装置４０（図２参照）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。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る旋回駆動装置４０が組み込まれたショベルを示す側面図である。
【００１５】
なお、ショベルは旋回式の建設機械の一例であり、本実施形態に係る旋回駆動装置４０は、旋回体を旋回する機構を有する各種建設機械に組み込むことができる。
【００１６】
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の先端には、アーム５が取り付けられ、アーム５の先端には、バケット６が取り付けられている。アタッチメントとしてのブーム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、オペレータ（操作者）が搭乗するキャビン１０が設けられ、且つエンジン１１（図２参照）等の動力源が搭載される。
【００１７】
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、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細い実線でそれぞれ示される。
【００１８】
機械式駆動部（メイン駆動部）であるエンジン１１と、アシスト駆動部である電動発電機１２は、減速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続される。減速機１３の出力軸には、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。即ち、メイン駆動部であるエンジン１１と、アシスト駆動部である電動発電機１２は、減速機１３を介して、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５を駆動する。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が接続される。また、電動発電機１２には、インバータ１８を介して、キャパシタ等の蓄電器を含む蓄電系１２０が接続される。
【００１９】
エンジン１１は、本実施形態に係るショベルの主たる動力源としての内燃機関であり、例えば、ディーゼルエンジンである。エンジン１１は、本実施形態に係るショベルの起動中において、常時運転される。
【００２０】
電動発電機１２は、蓄電系１２０から供給される電力により電動アシスト運転が可能な電動機の機能と、エンジン１１の動力により発電運転が可能な発電機の機能の双方を有する。本実施形態における電動発電機１２は、インバータ２０により交流駆動される。電動発電機１２は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ(Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ)モータ等により構成することができる。
【００２１】
減速機１３は、上述の如く、２つの入力軸と１つの出力軸を有し、２つの入力軸のそれぞれにエンジン１１及び電動発電機１２の駆動軸が接続されると共に、１つの出力軸にメインポンプ１４の駆動軸が接続される。かかる構成により、電動発電機１２が電動アシスト運転を行うことにより、エンジン１１の出力に加えて、電動発電機１２の出力をメインポンプ１４に伝達することができる。また、エンジン１１の出力が減速機１３を経由して電動発電機１２に伝達されることにより、電動発電機１２が発電運転を行うことができる。
【００２２】
なお、電動発電機１２による電動アシスト運転（力行運転）と発電運転を切り替える制御は、後述するコントローラ３０により実行される。
【００２３】
メインポンプ１４は、高圧油圧ライン１６を介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する油圧ポンプであり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。メインポンプ１４は、斜板の角度（傾転角）を変更することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量、即ち、ポンプ出力を変化させることができる。メインポンプ１４の斜板は、レギュレータ（不図示）により制御される。レギュレータは、電磁比例弁（不図示）に対する制御電流の変化に対応して、斜板の傾転角を変化させる。例えば、制御電流を増加させることにより、レギュレータは、斜板の傾転角を大きくして、メインポンプ１４の吐出流量を多くする。また、制御電流を減少させることにより、レギュレータは、斜板の傾転角を小さくして、メインポンプ１４の吐出流量を少なくする。
【００２４】
なお、レギュレータ（電磁比例弁）の制御電流は、後述するコントローラ３０からの制御指令により設定（変更）される。
【００２５】
パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して各種油圧制御機器にパイロット圧を供給するための油圧ポンプであり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。
【００２６】
コントロールバルブ１７は、本実施形態に係るショベルにおける油圧系の制御を行う油圧制御装置である。下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）、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。また、コントロールバルブ１７には、油圧ライン２７を介して操作装置２６が接続され、操作装置２６の操作量に応じて調整されたパイロット圧（２次側パイロット圧）が供給される。コントロールバルブ１７は、操作装置２６から供給されるパイロット圧に応じて、油圧モータ１Ａ、１Ｂ、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の一部又は全部に対して、メインポンプ１４から供給される作動油を選択的に供給する。以下、油圧モータ１Ａ、１Ｂ、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を集合的に「油圧アクチュエータ」と称する場合がある。
【００２７】
操作装置２６は、各種アクチュエータ（油圧アクチュエータ、及び後述する電動アクチュエータとしての旋回用電動機２１）を操作するための操作手段である。操作装置２６は、パイロットライン２５から供給されるパイロット圧（１次側のパイロット圧）をオペレータによる操作量、操作方向等の操作内容に応じたパイロット圧（２次側のパイロット圧）に変換して出力する。操作装置２６は、油圧ライン２７、２８を介して、コントロールバルブ１７、圧力センサ２９にそれぞれ接続される。
【００２８】
なお、コントロールバルブ１７は、操作装置２６から出力される２次側のパイロット圧に応じて、各油圧アクチュエータに対応するスプール弁を動かし、メインポンプ１４が吐出する作動油を各油圧アクチュエータに供給する。また、圧力センサ２９は、操作装置２６から入力される２次側のパイロット圧を電気信号に変換し、かかる電気信号を後述するコントローラ３０に出力する。
【００２９】
操作装置２６は、レバー２６Ａ、２６Ｂ、及びペダル２６Ｃを含む。例えば、レバー２６Ａ、２６Ｂにより旋回機構２（後述する旋回用電動機２１）、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、及びバケット６（バケットシリンダ９）の操作が行われてよい。また、ペダル２６Ｃにより下部走行体１（油圧モータ１Ａ、１Ｂ）の操作が行われてよい。
【００３０】
また、本実施形態に係るショベルは、旋回機構２が電動化され、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する旋回用電動機２１を有する。電動アクチュエータである旋回用電動機２１は、インバータ２０を介して蓄電系１２０に接続される。旋回用電動機２１の出力軸２１ｂには、レゾルバ２２、及び旋回減速機２４が接続され、旋回減速機２４の出力軸２４Ａにはメカニカルブレーキ２３が接続される。旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する本実施形態に係る旋回駆動装置４０は、旋回用電動機２１、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、旋回減速機２４等を含んで構成される。
【００３１】
なお、本図では、簡単のため、旋回減速機２４とメカニカルブレーキ２３を別のブロック要素として記載するが、後述するように、本実施形態におけるメカニカルブレーキ２３は、旋回減速機２４に含まれる複数の減速機の間に組み込まれる。
【００３２】
旋回用電動機２１は、旋回機構２を旋回駆動する力行運転と、旋回機構２を回生制動（回生電力を発生させて旋回制動）する回生運転の双方を実現可能に構成される。旋回用電動機２１は、例えば、ＩＰＭモータ等により構成することができる。旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する。
【００３３】
レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転位置（回転角）、回転速度を検出する既知の検出手段の一例である。レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転位置、回転速度に対応する検出信号をコントローラ３０に出力する。
【００３４】
なお、旋回用電動機２１の回転位置、回転速度を検出する検出手段としては、既知の各種センサを任意に適用することができる。
【００３５】
メカニカルブレーキ２３は、後述するブレーキディスク６０（ブレーキ回転板）とブレーキプレート６２（ブレーキ固定板）との摩擦係合（面接触）により、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回制動する機械的なブレーキ装置である。メカニカルブレーキ２３は、パイロットライン２５から分岐する油圧ライン２５ａを介して油圧（パイロット圧）が供給される状態で解除され、かかる油圧の供給が停止される状態で作動される。メカニカルブレーキ２３は、オペレータによる操作装置２６の操作が行われない場合に、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させ、旋回機構２（上部旋回体３）の停止状態を保持する機能を実現する。また、メカニカルブレーキ２３は、所定の条件に応じて、旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を旋回制動し、減速・停止させる。メカニカルブレーキ２３の詳細については、後述する。
【００３６】
なお、メカニカルブレーキ２３には、温度センサ２３Ａが設けられる。温度センサ２３Ａは、メカニカルブレーキ２３の摩擦係合部位（ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２）の温度を検出し、かかる温度に対応する検出信号をコントローラ３０に出力する。温度センサ２３Ａの詳細については、後述する。
【００３７】
旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の出力（トルク）を減速させることにより、増力させる（トルクを増大させる）手段である。旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の出力を減速させて、旋回機構２に出力する。即ち、旋回用電動機２１は、旋回減速機２４を介して、旋回機構２（上部旋回体３）を旋回駆動する。旋回減速機２４の詳細については、後述する。
【００３８】
コントローラ３０は、本実施形態に係るショベルの駆動制御を行う主たる制御装置である。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上で内部メモリに格納される各種プログラムを実行することにより各種駆動制御を実現する。
【００３９】
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、操作装置２６で旋回機構２を旋回させる操作が行われる場合における操作量を示す信号に相当する。
【００４０】
なお、コントローラ３０は、レゾルバ２２から旋回用電動機２１の回転位置、回転速度等に関する信号を受信すると共に、かかる各種信号に基づき、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。
【００４１】
また、コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（力行運転（アシスト運転）及び発電運転の切り替え制御）を行うと共に、蓄電系１２０に含まれる昇降圧コンバータを駆動制御することにより蓄電系１２０内の蓄電器（キャパシタ等）の充放電制御を行う。コントローラ３０は、蓄電器の充電状態、電動発電機１２の運転状態（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）等に関する情報の一部又は全部に基づき、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う。これにより、蓄電器の充電又は放電を切り替える充放電制御を行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態に係るショベルは、キャビン１０内に配置されるディスプレイ３２を含む。
【００４３】
ディスプレイ３２は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、キャビン１０内のオペレータに対する所定の通知を行う通知手段（表示手段）である。ディスプレイ３２は、処理部３２ａ、表示部３２ｂを含み、コントローラ３０から送信される制御指令に基づき、内部の処理部３２ａにより表示させる表示画像を生成すると共に、表示部３２ｂにかかる表示画像を表示する。
【００４４】
なお、かかる表示画像の生成は、コントローラ３０により行われてもよい。
【００４５】
また、本実施形態に係るショベルは、管理装置２２０と通信ネットワーク２１０を介して相互に通信可能に構成される。
【００４６】
管理装置２２０は、本実施形態に係るショベルから送信される温度センサ２３Ａを含む各種センサの検出値のデータ等に基づき、本実施形態に係るショベルの各種状態を管理する。管理装置２２０は、例えば、ショベルのメーカーやサービスセンタに設置されるコンピュータ、サーバ等であり、専門スタッフ（設計者、サービスマン等）がショベルの状況を遠隔に居ながら把握可能に構成される。本実施形態では、コントローラ３０がショベルに含まれるセンサ等からの検出値のデータを内部メモリ等に蓄積し、所定のタイミングで、管理装置２２０に送信する。
【００４７】
なお、コントローラ３０は、無線通信機能を有し、通信ネットワーク２１０を介して、管理装置２２０と通信可能に構成されてよい。
【００４８】
上記専門スタッフは、ショベルから管理装置２２０に送信され、管理装置２２０の受信部２２０ａにより受信される各種センサ等からの検出値のデータを分析し、ショベルの状態等を判断する。例えば、専門スタッフは、故障や不調の有無を診断し、故障や不調がある場合には、故障や不調の部位、故障や不調の原因を特定する等を行ってよい。これにより、前もって、ショベルのメンテナンス、修理等に必要な部品等を現場に持参することが可能となり、メンテナンスや修理に費やす時間を短縮することができる。
【００４９】
また、管理装置２２０は、記憶部２２０ｂ、処理部２２０ｃを有する。記憶部２２０ｂは、受信部２２０ａにより受信される各種センサ等からの検出値のデータを履歴的に記憶する記憶手段である。処理部２２０ｃは、予め定められるプログラムが入力され、かかるプログラムにより、記憶部２２０ｂに記憶されるショベルの各種センサ等からの検出値に基づく所定の演算処理を行う。例えば、処理部２２０ｃは、各種診断プログラムを含み、かかる診断プログラムによりショベルの各種センサからの検出値等を用いて、劣化診断、故障診断、故障予知等を行ってよい。
【００５０】
なお、管理装置２２０は、ショベルのメーカーやサービスセンタに設けられるサーバ等を介して間接的にショベルと通信可能な態様であってもよい。また、管理装置２２０は、メーカーやサービスセンタに配備される常設型コンピュータでもよいし、作業担当者が携帯可能な携帯型コンピュータ、例えば、携帯端末としての多機能型携帯情報端末（所謂スマートフォン、タブレット端末等）でもよい。
【００５１】
次に、本実施形態に係る旋回駆動装置４０の構成について、説明する。
【００５２】
図３は、本実施形態に係る旋回駆動装置４０の構成を示すブロック図である。上述の如く、旋回駆動装置４０は、駆動力源としての旋回用電動機２１と旋回用電動機２１の回転位置等を検出するレゾルバ２２を含む。旋回用電動機２１の出力軸側に旋回減速機２４が接続される。
【００５３】
旋回減速機２４は、第１旋回減速機２４−１、第２旋回減速機２４−２、及び第３旋回減速機２４−３の３段構成を有する。第１旋回減速機２４−１、第２旋回減速機２４−２、及び第３旋回減速機２４−３は、それぞれ、遊星歯車減速機で構成される。より具体的に説明すると、第１段の第１旋回減速機２４−１は、旋回用電動機２１に組み付けられる。また、第１旋回減速機２４−１の出力軸には、メカニカルブレーキ２３（ディスクブレーキ）が設けられる。また、第２段の第２旋回減速機２４−２は、メカニカルブレーキ２３を間に挟んで第１旋回減速機２４−１に組み付けられ、第３段の第３旋回減速機２４−３は第２旋回減速機２４−２に組み付けられる。そして、第３旋回減速機２４−３の出力軸が旋回駆動装置４０の出力軸４０Ａとなる。後述するように、第１旋回減速機２４−１とメカニカルブレーキ２３は、同一の収容部材（第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２等）で密閉された収容空間に収容され、高速段減速機１５０を構成する。また、第２旋回減速機２４−２と第３旋回減速機２４−３は、同一の収容部材（第３ギヤケース５４等）により密閉された収容空間に収容され、低速段減速機２００を構成する。
【００５４】
なお、図示は省略するが、旋回駆動装置４０の出力軸４０Ａは、旋回機構２に接続され、出力軸４０Ａの回転力により旋回機構２が駆動される。
【００５５】
図４、図５を更に参照しながら、旋回駆動装置４０の具体的な構成について説明する。
【００５６】
図４は、旋回駆動装置４０の上面図であり、図中の破線は、第１旋回減速機２４−１の主要構成部品のかくれ線を表す。
【００５７】
図４を参照するに、かくれ線で表される主要構成部品は、第１旋回減速機２４−１の遊星歯車機構と、遊星歯車機構の外周部に設けられるメカニカルブレーキ２３のスプリング６６である。遊星歯車機構は、第１旋回減速機の軸心に設けられる太陽歯車４２と、太陽歯車４２に噛み合う３つの遊星歯車４４と、遊星歯車４４に噛み合う内歯歯車４８が表される。
【００５８】
また、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図であり、旋回駆動装置４０のうち、第１旋回減速機２４−１、メカニカルブレーキ２３、第２旋回減速機２４−２、及び第３旋回減速機２４−３を構成する部分の断面図である。高速段減速機１５０に含まれる第１旋回減速機２４−１及びメカニカルブレーキ２３は、第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２等により構成される収容空間に収容される。また、低速段減速機２００に含まれる第２旋回減速機２４−２及び第３旋回減速機２４−３は、第３ギヤケース５４等により構成される収容空間に収容される。そして、高速段減速機１５０（第２ギヤケース５２）と低速段減速機２００（第３ギヤケース５４）は、結合される。
【００５９】
まず、高速段減速機１５０（第１旋回減速機２４−１、メカニカルブレーキ２３）について説明をする。
【００６０】
図５を参照するに、高速段減速機１５０は、出力軸２１ｂ、エンドプレート２１ａ、第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２、及び遊星キャリア４６で密閉される空間ＳＰ１を内部に有する。具体的には、出力軸２１ｂには、図示しないオイルシールが装着され、遊星キャリア４６には、ベアリング５６の下（低速段減速機２００側）にオイルシール５７が装着されることにより、空間ＳＰ１は密閉される。空間ＳＰ１は、細かいドットパターンで表される潤滑油ＬＢ１で潤滑される太陽歯車４２、遊星歯車４４、遊星キャリア４６、ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２、及びピストン６４等を収容する。
【００６１】
第１旋回減速機２４−１を構成する遊星歯車減速機の太陽歯車４２は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂに固定される。また、太陽歯車４２は、遊星キャリア４６とベアリング５１を介して回転可能に支えられる。また、太陽歯車４２は、３つの遊星歯車４４のそれぞれに係合する。遊星歯車４４は、それぞれ、保持ピン４４ａを介して第１旋回減速機２４−１の出力軸を構成する遊星キャリア４６に回転可能に支持される。そして、各遊星歯車４４は、第１ギヤケース５０の内面に形成される内歯歯車４８に係合する。
【００６２】
なお、保持ピン４４ａは、遊星歯車４４の旋回用電動機２１側の端面から軸方向に突出し、突出する部分の径を大きくすることにより遊星歯車４４の軸方向の移動を規制している。
【００６３】
内歯歯車４８が形成される第１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、自ら回転することはできない。一方、出力軸を構成する遊星キャリア４６は、第１ギヤケース５０に固定される第２ギヤケース５２に対して、ベアリング５６を介して回転可能に支えられる。
【００６４】
また、遊星キャリア４６は、第１ギヤケース５０に固定される第２ギヤケース５２に対して、ベアリング５６を介してフローティング支持（遊星キャリア４６の径方向、軸方向に移動可能に支持）される。これにより、各歯車（太陽歯車４２、遊星歯車４４、及び内歯歯車４８）の噛合反力で遊星歯車４４（遊星キャリア４６）をセンタリングさせ、各歯車の分担荷重の均一化を図ることができる。遊星キャリア４６は、例えば、ベアリング５６が第２ギヤケース５２にスプライン結合される等によりフローティング支持されてよい。
【００６５】
第１旋回減速機２４−１に含まれる太陽歯車４２、遊星歯車４４、及び内歯歯車４８は、例えば、はすば歯車として構成されてよい。第１旋回減速機２４−１は、旋回用電動機２１の回転駆動力が入力され、回転速度が速い状態であるため、はすば歯車とすることにより歯当たりによる騒音を低減することができる。
【００６６】
なお、第１旋回減速機２４−１は、上述の如く、各歯車を潤滑するための潤滑油ＬＢ１が、旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａ、出力軸２１ｂ、第１ギヤケース５０、第２ギヤケース５２、及び遊星キャリア４６によって密閉される構造になっている。
【００６７】
以上のような構成の第１旋回減速機２４−１において、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂ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は第１ギヤケース５０の内面に形成される内歯歯車４８に係合しており、遊星歯車４４の回転力で内歯歯車４８が形成される第１ギヤケース５０が回転しようとする。ところが、第１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、回転することができない。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る遊星キャリア４６が回転する。即ち、３つの遊星歯車４４は、それぞれ、自転しながら公転することによって遊星キャリア４６を回転させる。かかる歯車作用により、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂの回転が減速されて遊星キャリア４６から出力される。
【００６８】
なお、遊星キャリア４６は、第１旋回減速機２４−１の出力軸を構成する。
【００６９】
引き続き、メカニカルブレーキ２３を構成するディスクブレーキの構造について説明する。ディスクブレーキは、固定部である第２ギヤケース５２と出力軸である遊星キャリア４６の間に設けられる。遊星キャリア４６の外周から遊星キャリア４６の回転半径方向外側に向けてブレーキディスク６０が延在する。ブレーキディスク６０は、遊星キャリア４６に対して回転はできないが、遊星キャリア４６の軸方向には移動可能な状態で、例えば、スプライン結合のような結合構造を介して遊星キャリア４６に結合される。
【００７０】
ブレーキディスク６０の上下両側には、ブレーキプレート６２が配置される。ブレーキプレート６２は、固定部である第２ギヤケース５２に対して回転できないが、遊星キャリア４６の軸方向には移動可能な状態で、例えば、スプライン結合のような結合構造を介して第２ギヤケース５２の内面側に結合される。本実施形態では、３枚のブレーキプレート６２のそれぞれの間に２枚のブレーキディスク６０が挟まれる構成を採用する。しかしながら、ディスクブレーキは、かかる構成に限定されるものではない。例えば、２枚のブレーキプレート６２の間に１枚のブレーキディスク６０が挟まれる構成であってもよく、４枚以上のブレーキプレート６２のそれぞれの間に３枚以上のブレーキディスク６０が挟まれる構成であってもよい。
【００７１】
最も高い（最も上方の）位置にあるブレーキプレート６２の上には、ピストン６４が、遊星キャリア４６の軸方向に移動可能な状態で配置される。図中、ピストン６４は、スプリング６６により押圧されて最も高い位置にあるブレーキプレート６２に押し付けられている。本実施形態では、スプリング６６としてコイルスプリングを用いるが、小さな変位で高出力を得ることが可能な多段重ねの皿バネ等を用いてもよい。
【００７２】
なお、図４に示したとおり、スプリング６６は、旋回駆動装置４０の周方向に等角度間隔（図４の例では、３０°間隔で１２個設けられる）で全周配置されており、ピストン６４も同様に配置される。
【００７３】
ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２は、上述の如く、遊星キャリア４６の軸方向に移動可能である。そのため、上側のブレーキプレート６２がピストン６４により押圧されると、ブレーキディスク６０は、上下のブレーキプレート６２により挟まれて押圧される。ブレーキディスク６０とブレーキプレート６２の少なくとも一方の表面は摩擦係数の大きな被膜（摩擦材）に覆われている。そして、ブレーキディスク６０がブレーキプレート６２により挟まれて押圧されること、即ち、ブレーキディスク６０とブレーキプレート６２との摩擦係合により、ブレーキディスク６０の回転を阻止しようとするブレーキ力がブレーキディスク６０に作用する。また、ブレーキディスク６０は、遊星キャリア４６に対して回転できないように接続されている。そのため、ブレーキディスク６０に作用するブレーキ力が遊星キャリア４６に加わるブレーキ力となる。これにより、上部旋回体３の旋回停止状態の保持を安定させたり、旋回状態にある上部旋回体３を減速・停止させたりすることができる。
【００７４】
ピストン６４と第２ギヤケース５２との間には、作動油が供給可能な油圧空間６８が形成され、油圧空間６８にブレーキ解除ポート６９が接続される。また、ピストン６４と第２ギヤケース５２との間にはＯリング等のシール部材９１が配置され、油圧空間６８内の作動油が漏れ出ないようにシールしている。パイロットポンプ１５からパイロットライン２５、油圧ライン２５ａ（図２参照）及びブレーキ解除ポート６９を介して油圧空間６８に油圧（パイロット圧）が供給されると、ピストン６４が油圧により押し上げられてブレーキプレート６２を押圧する力が無くなり、ブレーキは解除される。
【００７５】
また、第１ギヤケース５０の上面には、リング状の凹部が形成され、かかるリング状の凹部の底面に複数の貫通孔が形成される。この貫通孔のそれぞれに上述のスプリング６６が挿入されている。各スプリング６６の下端は、第１ギヤケース５０の貫通孔から突出し、ピストン６４に形成される穴の底面に当接する。そして、第１ギヤケース５０のリング状の凹部には、スプリング押さえ部材９０が嵌合する。スプリング押さえ部材９０は、複数のボルト９２により第１ギヤケース５０に締め付けられて固定される。
【００７６】
スプリング押さえ部材９０が第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定される前は、各スプリング６６の上端はリング状の凹部の底面から上方に突出している。従って、スプリング押さえ部材９０を第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定する際に、各スプリング６６はスプリング押さえ部材９０により押圧されて圧縮される。スプリング押さえ部材９０を第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定すると、各スプリング６６は、スプリング押さえ部材９０とピストン６４との間に挟まれて圧縮された状態となる。このときの各スプリング６６の復元力（スプリング付勢力）が、ピストン６４（すなわち、ブレーキプレート６２）をブレーキディスク６０に押し付ける力となり、遊星キャリア４６に加わるブレーキ力となる。
【００７７】
スプリング押さえ部材９０が第１ギヤケース５０のリング状の凹部内に固定された状態では、スプリング押さえ部材９０全体がリング状の凹部内に収容される。そのため、スプリング押さえ部材９０は、旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａ（フランジとも称する場合もある）に当接する第１ギヤケース５０の合わせ面から突出することはない。従って、第１ギヤケース５０の合わせ面のみが旋回用電動機２１のエンドプレート２１ａに当接する。ただし、スプリング押さえ部材９０の上面にはＯリング等のシール部材９３が配置され、第１ギヤケース５０内の遊星歯車４４等を潤滑・冷却する潤滑油ＬＢ１が漏れ出ないようにシールしている。また、スプリング押さえ部材９０の下面にもＯリング等のシール部材９４が配置され、スプリング６６が収容される部分に充填される潤滑油ＬＢ１が漏れ出ないようにシールしている。同様に、第１ギヤケース５０と第２ギヤケース５２との間にもＯリング等のシール部材９５が配置され、スプリング６６が収容される部分に充填される潤滑油ＬＢ１が漏れ出ないようにシールしている。
【００７８】
次に、低速段減速機２００（第２旋回減速機２４−２、第３旋回減速機２４−３）について説明をする。
【００７９】
低速段減速機２００は、遊星キャリア４６、第２ギヤケース５２、第３ギヤケース５４、及び遊星キャリア１０６で密閉される空間ＳＰ２を有する。具体的には、遊星キャリア４６には、太陽歯車８２の上（高速段減速機１５０側）にオイルシール５７が装着され、遊星キャリア１０６には、図示しないオイルシールが装着されることにより、空間ＳＰ２は密閉される。空間ＳＰ２は、粗いドットパターンで表される潤滑油ＬＢ２で潤滑される太陽歯車８２、１０２、遊星歯車８４、１０４、及び、遊星キャリア８６、１０６等を収容する。
【００８０】
なお、潤滑油ＬＢ２は、オイルシール５７によって潤滑油ＬＢ１から隔離される。また、潤滑油ＬＢ２は、潤滑油ＬＢ１と同じ種類の潤滑油であってもよいし、異なる種類の潤滑油であってもよい。例えば、旋回駆動装置４０は、高回転用の潤滑油ＬＢ１を、低回転用の潤滑油ＬＢ２とは異なる種類の潤滑油としてもよい。
【００８１】
第２旋回減速機２４−２を構成する遊星歯車減速機の太陽歯車８２は、第１旋回減速機２４−１の出力軸としての遊星キャリア４６に固定される。また、太陽歯車８２は、３つの遊星歯車８４のそれぞれに係合する。遊星歯車８４は、それぞれ、保持ピン８４ａを介して第２旋回減速機２４−２の出力軸を構成する遊星キャリア８６に回転可能に支持される。そして、各遊星歯車８４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車８８に係合する。
【００８２】
なお、保持ピン８４ａは、遊星歯車８４の第１旋回減速機２４−１側の端面から軸方向に突出し、突出する部分の径を大きくすることにより遊星歯車８４の軸方向の移動を規制している。
【００８３】
また、遊星キャリア８６は、フローティング支持（遊星キャリア８６の径方向、軸方向に移動可能に支持）されている。具体的には、遊星キャリア８６は、遊星歯車８４を介して、フローティング支持される太陽歯車８２（遊星キャリア４６）に係合し、第３旋回減速機２４−３の太陽歯車１０２を介して、フローティング支持される遊星歯車１０４（遊星キャリア１０６）に係合する。なお、第３旋回減速機２４−３の遊星キャリア１０６のフローティング支持の詳細については、後述する。これにより、各歯車（太陽歯車８２、遊星歯車８４、及び内歯歯車８８）の噛合反力によって遊星歯車８４（遊星キャリア８６）をセンタリングさせ、各歯車の分担荷重の均一化を図ることができる。
【００８４】
内歯歯車８８が形成される第３ギヤケース５４は、上述の如く、第２ギヤケース５２に固定されており、自ら回転することはできない。一方、出力軸を構成する遊星キャリア８６は、第３ギヤケース５４には支持固定されず、後述する第３旋回減速機２４−３の太陽歯車１０２を介して遊星歯車１０４と係合することにより回転可能となっている。
【００８５】
第２旋回減速機２４−２に含まれる太陽歯車８２、遊星歯車８４、及び内歯歯車８８は、平歯車として構成される。第２旋回減速機２４−２には、旋回用電動機２１の回転駆動力を第１旋回減速機２４−１により減速した動力が入力されるため、回転速度は減速され、歯当たりによる騒音は低減される。よって、平歯車を用いることによりコストを抑制することができる。
【００８６】
以上のような構成の第２旋回減速機２４−２において、第１旋回減速機２４−１の出力軸としての遊星キャリア４６が回転して太陽歯車８２が回転すると、遊星歯車８４が回転（自転）する。遊星歯車８４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車８８に係合しており、遊星歯車８４の回転力で内歯歯車８８が形成される第３ギヤケース５４が回転しようとする。ところが、第３ギヤケース５４は、第２ギヤケース５２に固定されているので、回転することができない。その結果、遊星歯車８４を支持しながら自ら回転可能に支持される遊星キャリア８６のほうが回転する。即ち、３つの遊星歯車８４は、それぞれ、自転しながら公転することによって遊星キャリア８６を回転させる。かかる歯車作用により、第１旋回減速機２４−１の出力軸としての遊星キャリア４６の回転が減速されて遊星キャリア８６から出力される。
【００８７】
なお、遊星キャリア８６は、第２旋回減速機２４−２の出力軸を構成する。
【００８８】
第３旋回減速機２４−３を構成する遊星歯車減速機の太陽歯車１０２は、第２旋回減速機２４−２の出力軸としての遊星キャリア８６に固定される。また、太陽歯車１０２は、３つの遊星歯車１０４のそれぞれに係合する。遊星歯車１０４は、それぞれ、保持ピン１０４ａを介して第３旋回減速機２４−３の出力軸を構成する遊星キャリア１０６に回転可能に支持される。そして、各遊星歯車１０４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車１０８に係合する。
【００８９】
なお、保持ピン１０４ａは、遊星歯車１０４の第２旋回減速機２４−２側の端面から軸方向に突出し、突出する部分の径を大きくすることにより遊星歯車１０４の軸方向の移動を規制している。
【００９０】
また、遊星キャリア１０６は、第３ギヤケース５４に対して、ベアリング１１０を介してフローティング支持（遊星キャリア１０６の径方向、軸方向に移動可能に支持）される。これにより、各歯車（太陽歯車１０２、遊星歯車１０４、及び内歯歯車１０８）の噛合反力によって遊星歯車１０４（遊星キャリア１０６）をセンタリングさせ、各歯車の分担荷重の均一化を図ることができる。遊星キャリア１０６は、例えば、ベアリング１１０が第３ギヤケース５４にスプライン結合される等によりフローティング支持されてよい。
【００９１】
内歯歯車１０８が形成される第３ギヤケース５４は、上述の如く、第２ギヤケース５２に固定されており、自ら回転することはできない。一方、出力軸を構成する遊星キャリア１０６は、第３ギヤケース５４に対して、ベアリング１１０を介して回転可能に支えられる。
【００９２】
第３旋回減速機２４−３に含まれる太陽歯車１０２、遊星歯車１０４、及び内歯歯車１０８は、平歯車として構成される。第３旋回減速機２４−３には、旋回用電動機２１の回転駆動力を第１旋回減速機２４−１、第２旋回減速機２４−２により減速した動力が入力されるため、回転速度は更に減速され、歯当たりによる騒音は更に低減される。よって、平歯車を用いることによりコストを抑制することができる。
【００９３】
以上のような構成の第３旋回減速機２４−３において、第２旋回減速機２４−２の出力軸としての遊星キャリア８６が回転して太陽歯車１０２が回転すると、遊星歯車１０４が回転（自転）する。遊星歯車１０４は、第３ギヤケース５４の内面に形成される内歯歯車１０８に係合しており、遊星歯車１０４の回転力で内歯歯車１０８が形成される第３ギヤケース５４が回転しようとする。ところが、第３ギヤケース５４は、第２ギヤケース５２に固定されているので、回転することができない。その結果、遊星歯車１０４を支持しながら自ら回転可能に支持される遊星キャリア１０６のほうが回転する。即ち、３つの遊星歯車１０４は、それぞれ、自転しながら公転することによって遊星キャリア１０６を回転させる。かかる歯車作用により、第２旋回減速機２４−２の出力軸としての遊星キャリア８６の回転が減速されて遊星キャリア１０６から出力される。
【００９４】
なお、遊星キャリア１０６は、旋回減速機２４の出力軸４０Ａを構成する。
【００９５】
かかる構成により、旋回駆動装置４０は、旋回用電動機２１の出力軸２１ｂの回転速度を減じて出力軸４０Ａのトルクを増大させることができる。
【００９６】
具体的には、旋回駆動装置４０は、出力軸２１ｂの時計回りの高速・低トルクの回転に応じて、遊星歯車４４を反時計回りに自転させながら時計回りに公転させ、遊星キャリア４６を時計回りに回転させる。そして、旋回駆動装置４０は、遊星キャリア４６の時計回りの回転に応じて、遊星歯車８４を反時計回りに自転させながら時計回りに公転させ、遊星キャリア８６を時計回りに回転させる。さらに、旋回駆動装置４０は、遊星キャリア８６の時計回りの回転に応じて、遊星歯車１０４を反時計回りに自転させながら時計回りに公転させ、遊星キャリア１０６、すなわち、出力軸４０Ａを時計回りに低速・高トルクで回転させる。出力軸２１ｂが反時計回りに回転する場合も、各歯車の回転方向が逆になることを除き、同様である。
【００９７】
次に、本実施形態に係る温度センサ２３Ａの詳細について説明する。
【００９８】
図６は、本実施形態に係る温度センサ２３Ａの取付構造の一例を示す断面図であり、具体的には、図５における点線枠部分の拡大図である。
【００９９】
図６に示すように、温度センサ２３Ａは、本体部２３Ａａと測温部としての熱電対２３Ａｂを含み、第２ギヤケース５２の外側から旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の半径方向内側に向けて取り付けられる。熱電対２３Ａｂは、第２ギヤケース５２に外側から挿入される本体部２３Ａａから旋回駆動装置４０の半径方向内側に延出し、第２ギヤケース５２の内側に貫通して第２ギヤケース５２の内面に結合されるブレーキプレート６２内に挿入される。即ち、温度センサ２３Ａは、旋回駆動装置４０の半径方向外側からメカニカルブレーキ２３の摩擦係合部位（ブレーキプレート６２）に直接接触してかかる部位の温度を検出する。これにより、メカニカルブレーキ２３における発熱部位である摩擦係合部位（ブレーキプレート６２）の温度を正確に検出することが可能となるため、メカニカルブレーキ２３の摩擦係合部位における発熱状態をより正確に把握することが可能になる。
【０１００】
ここで、図７は、旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）をメカニカルブレーキ２３で急制動した場合における、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキプレート６２の温度の時間変化を示す概念図である。
【０１０１】
なお、図中、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキプレート６２の温度の時間変化を太い実線、比較対象として示す潤滑油ＬＢ１の温度の時間変化を細い実線で示している。また、時刻ｔ１で、メカニカルブレーキ２３が作動し、旋回機構２（上部旋回体３）の急制動が開始されている。
【０１０２】
図７に示すように、時刻ｔ１で、メカニカルブレーキ２３が作動すると、温度センサ２３Ａにより検出されたブレーキプレート６２の温度は、急上昇しピークに達した後、緩やかに温度が減少している。
【０１０３】
一方、メカニカルブレーキ２３の冷却機能も有する潤滑油ＬＢ１の温度は、メカニカルブレーキ２３が作動した後も、ほとんど変化していない。即ち、潤滑油ＬＢ１によるメカニカルブレーキ２３の冷却は、比較的長い時間をかけることにより実現されるため、潤滑油ＬＢ１の温度は、急制動が行われた後の比較的短い時間で見ると、ほとんど変化しない。これは、旋回状態にある上部旋回体３を急制動する場合等、メカニカルブレーキ２３の温度が短時間で急上昇するような場面で、潤滑油ＬＢ１の温度からメカニカルブレーキ２３における摩擦係合部位の発熱状態を正確に把握することが困難であることを示している。
【０１０４】
このように、本実施形態に係る温度センサ２３Ａは、メカニカルブレーキ２３の摩擦係合部位に直接接触して温度を検出する構成を採用することにより、メカニカルブレーキ２３の温度が急上昇するような場面でも即応して正確な温度を検出することができる。
【０１０５】
また、熱電対２３Ａｂが挿入されるブレーキプレート６２は、図６に示すように、上下の双方からブレーキディスク６０に挟まれるものが選択される。即ち、メカニカルブレーキ２３の作動時において、上下双方で摩擦係合による発熱が発生し、温度上昇しやすいブレーキプレート６２を選択して温度の検出を行う。これにより、温度上昇に関して最も厳しい条件にある摩擦係合部位の発熱状態を把握することができる。
【０１０６】
また、図６に示すように、第２ギヤケース５２には、旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の軸方向におけるブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２と略同じ位置に凹部５２ｂが設けられる。そして、温度センサ２３Ａは、かかる第２ギヤケース５２の凹部５２ａに収まる態様で取り付けられる。これにより、温度センサ２３Ａが他の部品の配置等に影響を与えないようにすることができる。ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２は、重量体である上部旋回体３を旋回制動するための十分な制動トルクの発生、及びブレーキディスク６０の周速度の抑制という相反する要求を両立するため、旋回駆動装置４０の回転半径方向の中央部付近に設けられる。即ち、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２の外径は、旋回駆動装置４０の外径よりも十分に小さい。そのため、第２ギヤケース５２には、旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の軸方向におけるブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２と略同じ位置に凹部５２ａを設けることができる。
【０１０７】
なお、メカニカルブレーキ２３における摩擦係合部位の温度を直接検出する温度センサ２３Ａの取付構造は、図６に示す実施例に係る態様には限定されない。以下、図８、図９を参照しつつ、本実施形態に係る温度センサ２３Ａの取付構造の他の例、及び更に他の例について説明する。
【０１０８】
図８は、本実施形態に係る温度センサ２３Ａの取付構造の他の例を示す断面図である。また、図９は、本実施形態に係る温度センサ２３Ａの取付構造の更に他の例を示す断面図である。
【０１０９】
図８に示す実施例に係る温度センサ２３Ａの取付構造は、旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の内側からブレーキプレート６２に直接接触して摩擦係合部位の温度を検出する態様の一例を表している。かかる場合、旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の内側から固定部であるブレーキプレート６２に直接接触して温度を検出するため、上端又は下端に位置するブレーキプレート６２を選択することができる。即ち、本実施例に係る温度センサ２３Ａは、上方又は下方からブレーキプレート６２に直接接触して温度を検出する。図８中では、下端に位置するブレーキプレート６２の下方に埋め込まれる温度センサ２３Ａの本体部２３Ａａから上方に延出する熱電対２３Ａｂが、かかる下端に位置するブレーキプレート６２に接触する。
【０１１０】
このように、本実施例では、旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の内側からブレーキプレート６２に直接接触して摩擦係合部位の温度を検出する取付構造を採用し、上端又は下端のブレーキプレート６２を温度検出の対象として選択する。上端又は下端のブレーキプレート６２は、上面又は下面の一方のみでブレーキディスク６０と摩擦係合する態様であるが、熱伝導により最も温度上昇が大きくなる摩擦係合部位における発熱状態を、関節的に把握することができる。即ち、本実施例に係る温度センサ２３Ａを用いることで、潤滑油ＬＢ１の温度や流量等を用いて予測する場合よりも、正確に摩擦係合部位の発熱状態を把握することができる。
【０１１１】
なお、上端又は下端のブレーキプレート６２は、熱容量の大きいピストン６４又は第２ギヤケース５２に接触しており、摩擦係合による熱エネルギーの一部が隣接する部材に逃げてしまうため、場合によっては、かかる点を考慮する必要がある。
【０１１２】
また、図９に示す実施例に係る温度センサ２３Ａの取付構造は、旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の内側から回転部であるブレーキディスク６０に直接接触して摩擦係合部位の温度を検出する態様の一例を表している。かかる場合、遊星キャリア４６内に埋め込まれる温度センサ２３Ａの本体部２３Ａａから旋回駆動装置４０（高速段減速機１５０）の径方向外側に延出する熱電対２３Ａｂが上面及び下面の双方でブレーキプレート６２と摩擦係合するブレーキディスク６０に挿入される。
【０１１３】
このように、本実施例に係る温度センサ２３Ａは、ブレーキプレート６２に代えて、ブレーキディスク６０に直接接触して温度を検出する構成を採用することにより、メカニカルブレーキ２３における最も温度上昇が大きくなる摩擦係合部位の発熱状態を把握することができる。
【０１１４】
なお、温度センサ２３Ａが取り付けられる遊星キャリア４６、ブレーキディスク６０は、回転部であるため、温度センサ２３Ａからコントローラ３０へ通信経路を配索する場合には、かかる点を考慮する必要がある。例えば、コントローラ３０への有線による通信経路配置のため、多くの設計検討を要したり、無線通信により温度センサ２３Ａの検出信号をコントローラ３０に送信する必要が生じたり等する場合がある。
【０１１５】
次に、本実施形態に係る温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づく各種制御処理について説明する。
【０１１６】
まず、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づく劣化状態（摩擦材の摩耗、変質等）を判定する制御処理（劣化状態判定処理）の一例について説明する。
【０１１７】
ブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の少なくとも一方の表面を覆う摩擦材は、旋回制動を繰り返すことにより摩耗する。特に、ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２の許容熱量（熱吸収量）を超える熱エネルギーを発生させるようなメカニカルブレーキ２３による旋回制動が行われると、摩擦材は大きく摩耗する。そして、かかる旋回制動の繰り返しにより摩擦材の摩耗が進展すると、メカニカルブレーキ２３による制動性能が低下（摩擦係合により発生する摩擦力が低下）し、ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２等の交換を行う必要がある。
【０１１８】
そのため、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度に基づき、メカニカルブレーキ２３が摩耗により劣化しているか否かを判定する（摩耗劣化判定）。例えば、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ１以上になった回数が、所定回数Ｎｔｈ１以上になると、メカニカルブレーキ２３が摩耗により劣化していると判定する。即ち、メカニカルブレーキ２３のブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２等の交換時期であると判定する（交換判定）。
【０１１９】
なお、所定閾値Ｔｔｈ１や所定回数Ｎｔｈは、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２の材料（鉄）の物性値、摩擦材の物性値、実験や数値シミュレーション等によるデータ等に基づき、適宜設定することができる。
【０１２０】
また、摩擦材は、温度が非常に高くなると変質して摩擦係数が大きく減少する。そのため、摩擦材が変質した場合、ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２等を交換する必要がある。
【０１２１】
そのため、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度に基づき、メカニカルブレーキ２３が摩耗材の変質により劣化しているか否かを判定する（変質劣化判定）。例えば、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ２（＞Ｔｔｈ１）以上になると、メカニカルブレーキ２３が摩擦材の変質により劣化していると判定する。即ち、メカニカルブレーキ２３のブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２等を交換する必要があると判定する（交換判定）。
【０１２２】
なお、所定閾値Ｔｔｈ２は、ブレーキディスク６０及びブレーキプレート６２の材料（鉄）の物性値、摩擦材の物性値、実験や数値シミュレーション等によるデータ等に基づき、適宜設定することができる。
【０１２３】
このように、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度に基づき、メカニカルブレーキ２３の劣化判定（摩耗劣化判定及び変質劣化判定等）を行うことができる。特に、上述の如く、本実施形態に係る温度センサ２３Ａは、メカニカルブレーキ２３の摩擦係合部位（ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２）に直接接触して温度検出を行うので、かかる摩擦係合部位の正確な温度を検出することができる。そのため、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出される温度を用いることによって、より正確なメカニカルブレーキ２３の劣化判定（ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２等の交換判定）を行うことができる。
【０１２４】
なお、かかる劣化判定や交換判定は、管理装置２２０で行われてもよい。かかる場合、管理装置２２０の処理部２２０ｃは、受信部２２０ａにより受信され、記憶部２２０ｂに記憶される温度センサ２３Ａにより検出されたブレーキプレート６２の温度（の履歴）に基づき、同様の劣化判定や交換判定を行ってよい。これにより、メーカー等のサービスマンは、直接、ショベルを点検等を行うことなく遠隔に居ながら、メカニカルブレーキ２３の劣化状態を判定することができる。
【０１２５】
続いて、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づく旋回駆動装置４０の出力制御（出力抑制）処理の一例について説明する。
【０１２６】
上述の如く、ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２の許容熱量（熱吸収量）を超える熱エネルギーを発生させるようなメカニカルブレーキ２３による旋回制動が行われると、摩擦材は大きく摩耗する。また、メカニカルブレーキ２３の摩擦係合部位の温度が非常に高くなると、摩擦材の変質により旋回制動性能が大きく低下するおそれがある。
【０１２７】
そのため、コントローラ３０は、摩擦材の摩耗を大きく促進したり、摩擦材の変質を発生させたりしないように、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づき、旋回駆動装置４０（旋回用電動機２１）の出力制御を行う。例えば、コントローラ３０は、メカニカルブレーキ２３により検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ３以上になると、旋回用電動機２１の出力（トルク）を抑制する（所定値以下に制限する）。そして、所定閾値Ｔｔｈ４（＞Ｔｔｈ３）以上になると、旋回用電動機２１の出力（トルク）をゼロにする（出力停止にする）。これにより、旋回機構２（上部旋回体３）に発生する運動エネルギーが制限されるため、旋回状態にある旋回機構２を減速・停止させるためにメカニカルブレーキ２３が継続作動されるとしても、摩擦係合部位の温度上昇を抑制することができる。即ち、摩擦材の摩耗を大きく促進したり、摩擦材の変質が発生したりするような事態を回避することができる。
【０１２８】
なお、コントローラ３０は、旋回駆動装置４０（旋回用電動機２１）の出力の代わりに、旋回機構２（上部旋回体３）の旋回速度を制御（制限）するようにしてもよい。即ち、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ３以上になると、旋回機構２の旋回速度（旋回用電動機２１の回転速度）を抑制する（所定値以下に制限する）。そして、所定閾値Ｔｔｈ４（＞Ｔｔｈ３）以上になると、旋回機構２の旋回速度（旋回用電動機２１の回転速度）をゼロにする。かかる場合も、同様の作用、効果を得ることができる。
【０１２９】
続いて、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づき、オペレータに対する警告を行う制御処理の一例について説明する。
【０１３０】
上述の如く、メカニカルブレーキ２３が劣化している場合、ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２等を交換する必要があるため、オペレータに交換を促す警告を行うことが望ましい。また、より早期の交換を促す観点から、かかる劣化の予兆がある時点で、オペレータに交換を促す警告を行ってもよい。
【０１３１】
そのため、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づき、メカニカルブレーキ２３のメンテナンス（部品交換）を促す警告を行う。例えば、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ１以上になった回数が所定回数Ｎｔｈ１以上になると、ディスプレイ３２の表示部３２ｂに部品交換を促す警告（アラート）を表示させる。また、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ２以上になると、ディスプレイ３２の表示部３２ｂに部品交換を促す警告（アラート）を表示させる。また、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ１以上になった回数が所定回数Ｎｔｈ２（＜Ｎｔｈ１）になった時点で、摩耗劣化の予兆があると判断する。そして、かかる劣化予兆の判断に応じて、ディスプレイ３２の表示部３２ｂに部品交換を促す警告（アラート）を表示させる。これにより、オペレータは、サービスマン等に連絡して、メカニカルブレーキ２３のメンテナンスを受けることができる。
【０１３２】
また、上述の如く、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づき、旋回駆動装置４０の出力、旋回機構２（上部旋回体３）の旋回速度の制限を行う場合は、オペレータにかかる制限が実施される旨の警告がなされることが望ましい。
【０１３３】
例えば、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ３以上になると、旋回駆動装置４０の出力（旋回機構２の旋回速度）が制限される旨の警告を行う。そして、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ４以上になると、旋回駆動装置４０の出力（旋回機構２の旋回速度）が０になる旨の警告を行う。これにより、オペレータがかかる制限により違和感を抱くような事態を回避したり、かかる制限による緩慢な旋回動作に応じて、急激なレバー操作を行ったりするような事態を回避したり等することができる。
【０１３４】
続いて、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づき、メカニカルブレーキ２３の作動状態を制御する処理の一例について説明する。
【０１３５】
メカニカルブレーキ２３は、通常、旋回機構２（上部旋回体３）の停止状態を維持することに利用され、補助的に、所定の条件に応じて、旋回状態にある旋回機構２（上部旋回体３）を減速させることに利用される場合がある。
【０１３６】
上述の如く、本実施形態に係る温度センサ２３Ａは、メカニカルブレーキ２３の摩擦係合部位（ブレーキディスク６０、ブレーキプレート６２）に直接接触して温度検出を行うため、かかる摩擦係合部位の発熱状態を正確に把握することができる。そのため、本実施形態では、温度センサ２３Ａにより検出される温度に基づき、メカニカルブレーキ２３の摩耗劣化や変質劣化がないと判定可能な状況において、メカニカルブレーキ２３を積極的に利用して旋回状態にある旋回機構２を減速させる。
【０１３７】
例えば、コントローラ３０は、温度センサ２３Ａにより検出されるブレーキディスク６０又はブレーキプレート６２の温度が所定閾値Ｔｔｈ５以下である場合、オペレータのレバー操作（減速操作）に応じて、メカニカルブレーキ２３を作動させて旋回機構２（上部旋回体３）を減速させる。これにより、メカニカルブレーキ２３の摩耗劣化や変質劣化等を回避しつつ、メカニカルブレーキ２３を積極的に利用して大きな旋回減速度を発生させること等ができる。
【０１３８】
なお、所定閾値Ｔｔｈ５は、上述した摩耗劣化判定用の所定閾値Ｔｔｈ１や旋回駆動装置４０の出力制限判定用のＴｔｈ３より小さい値に設定される。
【０１３９】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１４０】
例えば、本実施形態に係るショベルは、旋回駆動装置を駆動する電力を供給する蓄電装置を有するショベルであるが、かかる構成には限定されず、外部電源から旋回駆動装置を駆動する電力が供給される電気駆動式ショベルであってもよい。
【０１４１】
また、旋回駆動装置は、旋回体を電気駆動する構成に限定されず、油圧モータ等を駆動力源として旋回体を油圧駆動する態様であってもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１  下部走行体
１Ａ、１Ｂ  油圧モータ
２  旋回機構
３  上部旋回体（旋回体）
４  ブーム
５  アーム
６  バケット
７  ブームシリンダ
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  減速機
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、２０  インバータ
２１  旋回用電動機
２１ａ  エンドプレート
２１ｂ  出力軸
２２  レゾルバ
２３  メカニカルブレーキ（ブレーキ装置）
２３Ａ  温度センサ（温度検出手段）
２３Ａａ  本体部
２３Ａｂ  熱電対
２４  旋回減速機
２４−１  第１旋回減速機
２４−２  第２旋回減速機
２４−３  第３旋回減速機
２５  パイロットライン
２６  操作装置
２６Ａ、２６Ｂ  レバー
２６Ｃ  ペダル
２５ａ、２７、２８  油圧ライン
２９  圧力センサ
３０  コントローラ（判定手段、駆動制御装置、制動制御装置、送信手段）
３２  ディスプレイ（警告手段）
３２ａ  処理部
３２ｂ  表示部
４０  旋回駆動装置
４０Ａ  出力軸
４２  太陽歯車
４４  遊星歯車
４４ａ  保持ピン
４６  遊星キャリア
４８  内歯歯車
５０  第１ギヤケース
５１  ベアリング
５２  第２ギヤケース
５４  第３ギヤケース
５６  ベアリング
５７  オイルシール
６０  ブレーキディスク（ブレーキ回転板）
６２  ブレーキプレート（ブレーキ固定板）
６４  ピストン
６６  スプリング
６８  油圧空間
６９  ブレーキ解除ポート
８２  太陽歯車
８４  遊星歯車
８４ａ  保持ピン
８６  遊星キャリア
８８  内歯歯車
９０  スプリング押さえ部材
９１  シール部材
９２  ボルト
９３、９４、９５  シール部材
１０２  太陽歯車
１０４  遊星歯車
１０４ａ  保持ピン
１０６  遊星キャリア
１０８  内歯歯車
１１０  ベアリング
１２０  蓄電系
１３０  管理装置
１５０  高速段減速機
２００  低速段減速機
２１０  通信ネットワーク
２２０  管理装置（ショベル用管理装置）
２２０ａ  受信部（受信手段）
２２０ｂ  記憶部
２２０ｃ  処理部（判定手段）
ＬＢ１、ＬＢ２  潤滑油
【図１】
2016173000.tif 000003
【図２】
2016173000.tif 000004
【図３】
2016173000.tif 000005
【図４】
2016173000.tif 000006
【図５】
2016173000.tif 000007
【図６】
2016173000.tif 000008
【図７】
2016173000.tif 000009
【図８】
2016173000.tif 000010
【図９】
2016173000.tif 000011