CN103053101B - 发电电动机的冷却结构及发电电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电电动机的冷却结构，利用冷却介质对发电电动机进行冷却，该发电电动机将安装有转子的输入输出轴及配置在所述转子的外周部的定子收纳在框体内，所述发电电动机的冷却结构的特征在于，具有突起部，该突起部从所述框体的、所述输入输出轴的旋转中心轴的方向上的一端部侧的内表面朝向所述定子的线圈突出，与所述线圈之间形成所述冷却介质的通路，且配置在所述旋转中心轴的周围。

Description

发电电动机的冷却结构及发电电动机

技术领域

本发明涉及利用冷却介质对发电电动机进行冷却的技术。

背景技术

发电电动机应用于各种用途，通过定子所具有的线圈的焦耳发热、转子铁心的涡流损失及磁滞损失等而发热。为了对发电电动机进行冷却，记载有例如使用兼作为润滑油和冷却油的油等冷却介质来对发电电动机进行冷却的技术(专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-71905号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用油等冷却介质对发电电动机进行冷却时，在发电电动机内的冷却介质的通路中流动的冷却介质的流量发生不均，因而可能会产生定子线圈的冷却不足。本发明的目的是在利用冷却介质对发电电动机进行冷却时，抑制定子所具有的线圈的冷却不足。

本发明涉及一种发电电动机的冷却结构，利用冷却介质对发电电动机进行冷却，该发电电动机将安装有转子的输入输出轴及配置在所述转子的外周部的定子收纳在框体内，所述发电电动机的冷却结构的特征在于，具有突起部，该突起部从所述框体的、所述输入输出轴的旋转中心轴的方向上的一端部侧的内表面朝向所述定子的线圈突出，与所述线圈之间形成所述冷却介质的通路，且配置在所述旋转中心轴的周围。

在本发明中，优选的是，所述突起部的所述线圈侧的面平行于与所述旋转中心轴正交的平面。

在本发明中，优选的是，所述突起部的局部被切口。

本发明涉及一种具有所述发电电动机的冷却结构的发电电动机。

在本发明中，优选的是，所述发电电动机在所述输入输出轴的一端连接有动力产生源的输出轴，在另一端连接有由所述动力产生源的动力来驱动的驱动对象的输入轴。

在本发明中，涉及一种发电电动机，将安装有转子的输入输出轴及配置在所述转子的外周部的定子收纳在框体内，设置在内燃机与液压泵之间而将所述内燃机的动力向所述液压泵传递并产生电力，其特征在于，具有突起部，该突起部从所述框体的、所述输入输出轴的旋转中心轴的方向上的一端部侧的内表面朝向所述定子的线圈突出，与所述线圈之间形成所述冷却介质的通路，且配置在所述输入输出轴的旋转中心轴的周围，所述突起部的所述线圈侧的面平行于与所述旋转中心轴正交的平面。

本发明在利用冷却介质对发电电动机进行冷却时，能够抑制定子所具有的线圈的冷却不足。

附图说明

图1是表示使用了本实施方式的发电电动机的混合动力液压挖掘机的侧视图。

图2是图1的A-A向视图。

图3是本实施方式的发电电动机的剖视图。

图4是本实施方式的发电电动机的分解图。

图5是表示本实施方式的发电电动机的输入输出轴、转子及凸缘的结构的立体图。

图6是本实施方式的发电电动机所具备的转子铁心的立体图。

图7是表示安装于转子铁心的刮板(blade)的立体图。

图8是本实施方式的发电电动机所具备的定子的主视图。

图9是本实施方式的发电电动机所具备的第一壳体的立体图。

图10是本实施方式的发电电动机所具备的凸缘的立体图。

图11是表示本实施方式的发电电动机的冷却结构的图。

图12是表示本实施方式的变形例的发电电动机的冷却结构的图。

具体实施方式

参照附图，详细说明用于实施本发明的方式(实施方式)。并非通过以下的实施方式记载的内容来限定本发明。以下记载的结构要素包括本领域技术人员能够容易想到的要素以及实质上相同的要素。以下记载的结构要素能够适当组合。而且，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行结构要素的各种省略、置换或变更。

<混合动力液压挖掘机>

图1是表示使用了本实施方式的发电电动机的混合动力液压挖掘机的侧视图。图2是图1的A-A向视图。混合动力液压挖掘机1是通过内燃机对发电电动机进行驱动而产生电力，通过所述电力对电动机进行驱动而使上部回旋体回旋，或对混合动力液压挖掘机1的辅机类进行驱动的所谓混合动力方式的建筑车辆。

混合动力液压挖掘机1包括：具有左右一对履带2C的下部行驶体2；上部回旋体3；包括斗杆4a、动臂4b及铲斗4c并安装于上部回旋体3的作业机4；将下部行驶体2与上部回旋体3连结的回转环5。左右一对履带2C由右行驶液压马达和左行驶液压马达来驱动，从而使混合动力液压挖掘机1行驶。右行驶液压马达、左行驶液压马达被供给从图2所示的液压泵7压力输送的工作油而被驱动。

上部回旋体3在作为回旋马达而发挥功能的电动机5M(参照图2)的作用下回旋。在上部回旋体3上固定有回转环5的外圈5O，在下部行驶体2上固定有回转环5的内圈5I。通过这种结构，回转环5将上部回旋体3与下部行驶体2连结。电动机5M的输入输出轴经由具备减速机构的回转机构而与回转小齿轮5P连结。回转小齿轮5P与安装在回转环5的内圈5I上的内齿啮合。电动机5M的驱动力经由所述回转机构而向回转小齿轮5P传递，使上部回旋体3回旋。在本实施方式中，电动机5M在纵向放置，即，在将混合动力液压挖掘机1设置在水平面上时，以电动机5M的输入输出轴朝向重力的作用方向的方式进行设置。利用从图2所示的液压泵7压力输送的工作油，经由控制阀，分别通过斗杆4a用液压工作缸、动臂4b用液压工作缸、铲斗4c用液压工作缸来驱动斗杆4a、动臂4b及铲斗4c，从而执行挖掘等作业。

上部回旋体3是俯视下大致长方形形状的结构体。在混合动力液压挖掘机1的作业中以操纵者的视线主要朝向的方向为前方时，上部回旋体3的操纵室3a配置在上部回旋体3的前方左侧。平衡重3b配置在上部回旋体3的后方。上部回旋体3除了操纵室3a及平衡重3b之外，还具有作为混合动力液压挖掘机1的动力产生源的内燃机6、本实施方式的发电电动机10、液压泵7、逆变器8、蓄电装置9。

内燃机6例如是柴油发动机，内燃机6的种类不受限定。内燃机6、发电电动机10、液压泵7、逆变器8及蓄电装置9配置在平衡重3b的前方，即操纵室3a侧。在内燃机6与液压泵7之间配置发电电动机10。内燃机6的输出轴6S与发电电动机10的输入输出轴连接，发电电动机10的输入输出轴与液压泵7的输入轴7S连接。通过这种结构，内燃机6驱动发电电动机10而使发电电动机10产生电力，并驱动液压泵7。即，液压泵7经由发电电动机10而被驱动。需要说明的是，发电电动机10也可以经由PTO(Power Take Off)而与发动机的输出轴间接连接。

逆变器8的输入输出端子和发电电动机10的电力输入输出端子电连接有高电压配线CAa。逆变器8的输出端子和电动机5M的输入端子电连接有高电压配线CAb。逆变器8将发电电动机10产生的电力蓄积于电容器或二次电池等蓄电装置9，或者将所述电力向电动机5M供给而驱动电动机5M。另外，当回旋制动器对上部回旋体3进行制动时，逆变器8将通过电动机5M将上部回旋体3的动能转换成电能而得到的电力存储在蓄电装置9中。存储在蓄电装置9中的电力在接下来上部回旋体3进行回旋时经由逆变器8向电动机5M供给。发电电动机10也可以根据需要从蓄电装置9接受电力供给而作为电动机进行动作，来辅助内燃机6。

这样，本实施方式涉及的发电电动机10适用于作为建筑车辆的一种的混合动力液压挖掘机1。需要说明的是，发电电动机10的适用对象不局限于混合动力液压挖掘机1。例如，发电电动机10也可以将轮式装载机等其他的混合动力建筑机械作为适用对象。

<发电电动机>

图3是本实施方式涉及的发电电动机的剖视图。图3表示用包括发电电动机10的旋转中心轴Zr且与旋转中心轴Zr平行的平面剖切发电电动机10时的截面。图4是本实施方式涉及的发电电动机的分解图。图5是表示本实施方式涉及的发电电动机的输入输出轴、转子及凸缘的结构的立体图。图6是本实施方式涉及的发电电动机所具备的转子铁心的立体图。图7是表示安装在转子铁心上的刮板的立体图。图8是本实施方式涉及的发电电动机所具备的定子的主视图。图9是本实施方式涉及的发电电动机所具备的第一壳体的立体图。图10是本实施方式涉及的发电电动机所具备的凸缘的立体图。

如图2所示，发电电动机10配置在内燃机6与液压泵7之间。并且，发电电动机10通过内燃机6的动力而产生电力并将内燃机6的动力向液压泵7传递。发电电动机10由例如油等冷却介质来冷却，并且由所述冷却介质对将输入输出轴16支承为能够旋转的轴承50F、50R及花键等需要润滑的部分(滑动部分)进行润滑。

如图3、图4所示，发电电动机10包括飞轮14、连结构件15、输入输出轴16、转子20、定子24、作为框体的一部分的第一壳体11、作为在所述框体的一端部即第一壳体11的一端部配置的端部侧构件(第一端部侧构件)的凸缘12、配置在第一壳体11的另一端部且构成所述框体的一部分的第二壳体13。

飞轮14为圆板形状的结构体，安装图2所示的内燃机6的输出轴6S。飞轮14在外周部具有起动齿轮14G。起动齿轮14G为外齿的环形齿轮。起动齿轮14G具有将内燃机6的起动马达的动力向内燃机6的输出轴6S传递而使内燃机6起动的功能。需要说明的是，也可以使发电电动机10作为电动机动作，由此来起动内燃机6。

<飞轮>

飞轮14通过多个螺栓15B安装在连结构件15上。飞轮14具有用于提高内燃机6的旋转效率的功能及用于提高发电电动机10的发电效率及电动机效率的功能。连结构件15具有大致圆筒形状的主体部15S和从主体部15S的一端部侧朝向主体部15S的径向外侧伸出的圆形形状的凸缘部15F。通过利用螺栓15B将连结构件15的凸缘部15F与飞轮14紧固而将这两者固定。主体部15S在内周部具有内齿花键15I。

<输入输出轴>

输入输出轴16为圆筒形状的结构体，一端部16Tp与液压泵7的输入轴7S连接，另一端部16Te与内燃机6的输出轴6S连接。输入输出轴16在一端部16Tp侧的内周部具有内齿花键16I，在另一端部16Te侧的外周部具有外齿花键16O。内齿花键16I与液压泵7的输入轴7S所具有的外齿花键啮合。外齿花键16O与连结构件15所具有的内齿花键15I啮合。通过这样的结构，内燃机6的动力经由飞轮14、连结构件15向输入输出轴16传递，传递到输入输出轴16上的内燃机6的动力经由内齿花键16I向液压泵7的输入轴7S传递。

输入输出轴16以旋转中心轴Zr为中心而进行旋转。飞轮14及连结构件15也以旋转中心轴Zr为中心而进行旋转。输入输出轴16具有从外周部朝向径向外侧伸出的圆形形状的凸缘部16F。凸缘部16F为安装后述的转子20的部分。另外，输入输出轴16具有从一端部16Tp朝向另一端部16Te贯通的轴贯通孔16IS。轴贯通孔16IS构成对发电电动机10进行冷却的冷却介质的通路。输入输出轴16在内周面上的两处具有从一端部16Tp到另一端部16Te而形成的槽16S。槽16S形成为从一端部16Tp朝向另一端部16Te而深度变大。通过这样的结构，从一端部16Tp侧流入的冷却介质容易朝向另一端部16Te流动，因此冷却效率得以提高。在本实施方式中，对使用了飞轮14的例子进行了说明，但也可以不使用飞轮14，而利用花键等将连结构件15与内燃机6的输出轴6S连接。

<转子>

转子20包括转子铁心17和对转子铁心17进行保持的作为转子铁心保持构件的转子支架18。转子铁心17为层叠多个钢板(电磁钢板)而成的结构体。在转子铁心17安装于输入输出轴16的状态下，多个钢板所层叠的方向(层叠方向)与旋转中心轴Zr平行。如图4所示，转子铁心17在外周部的周向上以规定的间距突出设置有多个(在该例中为24个)感应器17I。转子铁心17在周向上沿着层叠方向贯通有多个螺栓孔17H。转子铁心17的内周面与转子支架18的外周面相接。

转子支架18包括第一支架构件18Li、第二支架构件18Lo、第三支架构件18T。第一支架构件18Li为中空的圆板状的结构体。第二支架构件18Lo为在第一支架构件18Li的外周部设置的圆筒形状的结构体。第三支架构件18T为在第二支架构件18Lo的一端部设置的中空的圆板状的结构体，为向输入输出轴16的径向外侧延伸的结构体。在本实施方式中，上述支架构件通过同一材料而制造成不可分的一体。转子支架18的材料例如为钢，但并不局限于此。转子支架18与输入输出轴16一起以旋转中心轴Zr为中心进行旋转。需要说明的是，第一支架构件18Li具有与转子支架18的轴向(与旋转中心轴Zr平行的方向)平行的轴向贯通孔18P。轴向贯通孔18P构成冷却介质的通路。

转子铁心17安装在第二支架构件18Lo的外周部。此时，通过在转子铁心17的螺栓孔17H中***转子铁心安装螺栓19并将转子铁心安装螺栓19拧入第三支架构件18T的螺栓孔中，将转子铁心17固定在转子支架18上。在本实施方式中，在从转子铁心17的层叠方向两侧利用第一刮板40F和第二刮板40R将转子铁心17夹入的状态下，将转子铁心17与第一刮板40F及第二刮板40R一起安装到转子支架18上。需要说明的是，第一刮板40F配置在凸缘12侧，第二刮板40R配置在第二壳体13侧。另外，在比第一刮板40F靠转子铁心安装螺栓19的螺栓头侧配置有检测输入输出轴16的转速时使用的传感器板22，该传感器板22通过转子铁心安装螺栓19安装到转子支架18上。传感器板22为环状的板材，如图5所示，在周向上具有多个孔。通过利用光学传感器或磁传感器等对这多个孔进行计数，经由转子支架18检测出输入输出轴16的转速。

如图7所示，第一刮板40F及第二刮板40R为环状的构件。第一刮板40F及第二刮板40R具有对具有多个钢板的转子铁心17进行保持的功能以及抑制由定子24产生而进入到转子铁心17中的磁通的泄漏的功能。图7仅示出了第一刮板40F，但第二刮板40R除了冷却介质流出孔41F、41R的配置及中心的开口部的尺寸以外也形成为同样的形状及尺寸。因此，对于第一刮板40F及第二刮板40R而言，根据需要仅对第一刮板40F进行说明。需要说明的是，配置在凸缘12侧的第一刮板40F形成为开口部的内径比第二刮板40R的开口部的内径小，以固定第一轴承50F及第二轴承50R。

第一刮板40F具有第一部分43F、第二部分44F、第三部分45F。第一部分43F为第一刮板40F与转子铁心17的一端部相接的中空的圆板形状的部分。第二部分44F为设置在第一部分43F的外周部，且向与转子铁心17相接这一侧的相反侧延伸的圆筒形状的部分。在第二部分44F的内周部沿着周向设置有多个突起46F。突起46F从第二部分44F的内周部朝向径向内侧突出。在本实施方式中，各突起46F在第二部分44F的周向上大致等间隔地配置。第三部分45F为在第二部分44F的与第一部分43F的端部相反侧的端部设置，且朝向旋转中心轴Zr延伸的凸缘状且中空的圆板形状的部分。第三部分45F的内径比第一部分43F的内径大。

第一部分43F、第二部分44F、第三部分45F均通过同一材料而制造成不可分的一体。在本实施方式中，第一刮板40F例如通过对铝合金进行铸造来制造。需要说明的是，刮板40F也可以通过将第一部分43F、第二部分44F和第三部分45F分别作为独立的构件来制造，并通过焊接或螺栓紧固等将这三部分形成为一体而成。

如图3所示，第一刮板40F及第二刮板40R在外周部具有保持冷却介质的冷却介质保持部42F、42R。冷却介质保持部42F为由第一部分43F、第二部分44F、第三部分45F、相邻的两个突起46F包围的部分(第二刮板40R也同样)。需要说明的是，冷却介质保持部42F、42R不一定非要具备突起46F。另外，第一刮板40F及第二刮板40R在外周部具有朝向径向外侧贯通的冷却介质流出孔41F、41R。冷却介质流出孔41F、41R在第一刮板40F及第二刮板40R的周向上设置有多个。由冷却介质保持部42F、42R保持的冷却介质在因转子20的旋转而引起的离心力的作用下从冷却介质流出孔41F、41R流出，并向第一刮板40F及第二刮板40R的径向外侧排出。冷却介质流出孔41F、41R优选朝向线圈端开口，更优选设置在与线圈端对置的位置上。这样，在排出冷却介质时，能够使冷却介质向线圈端集中，因此能够更有效地冷却线圈端。

飞轮14、连结构件15、输入输出轴16、转子支架18、转子铁心17、第一刮板40F、第二刮板40R、传感器板22及对它们进行紧固的螺栓16B、19等构成发电电动机10的旋转要素。接着，对定子24进行说明。

<定子>

定子24包括定子铁心24K和线圈24C。线圈24C经由安装在定子铁心24K上的绝缘体24I卷绕在定子铁心24K上。定子铁心24K为层叠多个环状的钢板(电磁钢板)而成的环状的结构体。在定子铁心24K的内周部沿着定子铁心24K的周向以规定的间距朝向中心突出设置有多个突部24T。突部24T为定子铁心24K的一部分。各突部24T构成发电电动机10的磁极。三根线圈作为线圈24C经由绝缘体24I依次卷绕在各突部24T的周面上。在所述环状的钢板的层叠方向上从定子铁心24K的两端部伸出的部分为线圈24C的线圈端。

绝缘体24I为树脂制的构件，夹在线圈24C与定子铁心24K之间。绝缘体24I在与线圈24C的线圈端重叠的部分具有切口。从旋转的转子20排出的冷却介质通过切口而到达线圈端。这样，绝缘体24I的切口能够将来自旋转的转子20的冷却介质直接向线圈端供给，因此能够效率良好地冷却线圈端。

在本实施方式中，定子铁心24K具有共计36个突起24T。通过这样的结构，构成3相12极的SR(Switched Reluctance)电动机。需要说明的是，本实施方式并不局限于此，例如也可以为PM(Permanent Magnet)电动机等其他方式的发电电动机。三根线圈24C的两端部的六根线圈端子与在连接箱26B(参照图4)上设置的端子连接部电连接，所述连接箱26B安装在壳体11所具有的连接箱基座26上。所述六根线圈端子经由所述端子连接部而与图2所示的高电压配线CAa电连接。

在定子铁心24K的外周部的多个(在本实施方式中为3个)突起部上设置有螺栓孔24H。各所述突起部分别与在壳体11的内周部形成的凹部嵌合。通过使各所述突起部与所述凹部嵌合，能够将定子铁心24K相对于壳体11定位。定位了的定子铁心24K通过使螺栓24B贯通螺栓孔24H而安装到壳体11上。

发电电动机10在定子24的内侧配置转子20。更具体而言，在定子铁心24K的内侧配置转子铁心17。通过这样的配置，转子铁心17所具有的感应器171与定子铁心24K所具有的突起24T以规定的间隔对置。如上所述，在定子铁心24K的内周部等间隔地设置而构成磁极的突部24T共计36个。相对于此，在转子铁心17的外周部等间隔地设置的感应器17I共计24个。这样，发电电动机10在定子铁心24K的磁极(突起24T)的个数即各磁极(各突部24T)间的间距与转子铁心17的各感应器17I间的间距之间设有间距差。接着，对发电电动机10的第一壳体11、凸缘12及第二壳体13进行说明。

<第一壳体>

如图9、图4所示，第一壳体11为包括大致圆筒形状的部分(圆筒状部分)11D和从圆筒状部分11D朝向其径向外侧伸出的伸出部11F的结构体，在两方的端部具有开口部。第一壳体11在一端部安装有凸缘12，在另一端部安装有第二壳体13。第一壳体11在内部具有转子20和配置在转子20的外周部的定子24。更具体而言，在由第一壳体11、凸缘12和第二壳体13包围的空间配置有转子20和定子24。如图3所示，伸出部11F的部分构成作为积存冷却介质CL的冷却介质积存部的油盘11P。在第一壳体11的伸出部11F设有将油盘11P与外部连通的排出通路28。另外，可以从排放装置将油盘11P内的冷却介质排出。

第一壳体11具有从一端部、即凸缘12的安装侧的内表面(凸缘侧内表面)11Ia朝向定子24突出的突起部60。突起部60比安装在转子支架18上的第一刮板40F靠径向外侧设置，并与定子24的线圈24C对置。突起部60沿着定子24设置。即，设置在以旋转中心轴Zr为中心的同心圆上，且配置在输入输出轴16的旋转中心轴Zr的周围。突起部60在连接箱基座26的位置处具有局部切口部60K。从该切口部60K引出图3、图10所示的线圈24C的导线。突起部60的顶面60T、即与线圈24C对置的面(线圈24C侧的面)构成为平面。突起部60与线圈24C之间构成供冷却介质通过的通路。突起部60的顶面60T比第一刮板40F的第三部分45F(参照图7)靠转子铁心17侧、即线圈24C侧配置。这样，能够将从第一刮板40F的冷却介质流出孔41F排出的冷却介质向线圈24C的线圈端引导。其结果是，能够更有效地冷却线圈端。

第一壳体11在顶部安装有冷却介质供给口29。假设将伸出部11F作为铅垂方向(重力作用的方向、图3、图4的箭头G所示的方向)侧来使用发电电动机10。在将发电电动机10的伸出部11F朝向铅垂方向设置的情况下，第一壳体11的顶部为距设置面最高的部分。第一壳体11具有从冷却介质供给口29朝向输入输出轴16的旋转中心轴Zr延伸的冷却介质导入通路30。并且，第一壳体11在冷却介质导入通路30的终端附近具有朝向凸缘12侧延伸而开口的连结通路31H。第一壳体11的连结通路31H与凸缘12所具有的连结通路31F连接。

在冷却介质供给口29连接有作为冷却介质返回通路的配管25。从冷却介质供给口29供给来的冷却介质在对发电电动机10的各部分进行冷却后汇集到油盘11P中。这些冷却介质从排出通路28经由未图示的过滤器及泵向图4所示的油冷却器入口21输送，在此被冷却后从油冷却器出口23通过配管25再次从冷却介质供给口29供给。这样，冷却介质在发电电动机10的内部循环。

<凸缘>

凸缘12通过多个螺栓12B安装到第一壳体11的一端部的开口部。凸缘12配置在图2所示的液压泵7侧。并且，凸缘12在安装于第一壳体11这一侧的相反侧具有用于将液压泵7的输入轴7S安装到发电电动机10的输入输出轴16上的贯通孔12H。液压泵7的输入轴7S从贯通孔12H安装到输入输出轴16上。

凸缘12的贯通孔12H具有朝向径向内侧延伸至输入输出轴16所具有的内齿花键16I的途中的位置为止的伸出部12HF。伸出部12HF的内周部延伸至内齿花键16I的途中的位置为止。该伸出部12HF将从内侧第一通路32i流出的冷却介质向输入输出轴16侧引导，并且将通过贯通孔12H而向液压泵7侧流出的冷却介质抑制为最小限度。这样，能够将从发电电动机10的内部通过贯通孔12H向外部流出的冷却介质抑制为最小限度，能够将冷却介质向发电电动机10的内部引导。

凸缘12具有延伸至输入输出轴16所具有的凸缘部16F的径向外侧为止的轴承安装构件70。轴承安装构件70为圆筒形状的构件，在本实施方式中，与凸缘12一体地构成。需要说明的是，也可以将凸缘12和轴承安装构件70制成独立构件而通过螺栓等紧固机构或焊接等接合方法将这两者形成为一体。轴承安装构件70从凸缘12的表面突出，具体而言从图3所示的发电电动机10的框体侧、即第一壳体11侧的面(框体侧内表面)12Ia突出。轴承安装构件70配置在转子支架18的第一支架构件18Li及输入输出轴16的凸缘部16F与转子支架18的第二支架构件18Lo之间。

如图3、图5所示，第一轴承50F和第二轴承50R以在其间夹设环状且板状的间隔件51的状态安装在轴承安装构件70的外周部。间隔件51配置在第一轴承50F及第二轴承50R的外圈侧。在本实施方式中，第一轴承50F及第二轴承50R均为深槽球轴承，但并不局限于此。第一轴承50F配置在凸缘12侧，第二轴承50R配置在第二壳体13侧。在本实施方式中，第一轴承50F及第二轴承50R的内圈安装在轴承安装构件70上。轴承安装构件70配置在输入输出轴16的外周侧。第一轴承50F及第二轴承50R的外圈安装在转子支架18的第二支架构件18Lo的内周部。通过这样的结构，第一轴承50F及第二轴承50R夹设在轴承安装构件70与转子支架18之间。并且，轴承安装构件70经由第一轴承50F及第二轴承50R而将转子支架18、输入输出轴16、连结构件15及飞轮14支承为能够旋转。

在第一轴承50F与第二轴承50R之间，且在第一轴承50F和第二轴承50R的外圈侧夹设有间隔件51，因此在第一轴承50F与第二轴承50R这两者之间存在间隔件51的厚度的量的间隙。轴承安装构件70具有在所述间隙的位置开口的贯通孔71。该贯通孔71构成冷却介质的通路，经由所述间隙将冷却介质向第一轴承50F及第二轴承50R供给。

凸缘12在轴承安装构件70的径向外侧且比安装于转子支架18的第一刮板40F靠径向内侧的位置处具有朝向第一刮板40F突出的肋(周向肋)80。肋80为形成在以旋转中心轴Zr为中心的同心圆上的圆筒形状的构件，在本实施方式中，与凸缘12一体地构成。需要说明的是，也可以将凸缘12和肋80制成独立构件而通过螺栓等紧固机构或焊接等接合方法将这两者形成为一体。

肋80与转子20对置。肋80的顶面、即与转子20对置的面构成为平面。肋80与转子20之间构成供冷却介质通过的通路。肋80的顶面的一部分在与输入输出轴16的旋转中心轴Zr平行的方向上与第一刮板40F重叠。即，肋80的顶面位于比凸缘12侧的第一刮板40F的端面靠转子20侧(冷却介质保持部42F侧)的位置。这样，能够更可靠地将冷却介质向第一刮板40F的冷却介质保持部42F内导入。

凸缘12具有与第一壳体11的连结通路31H连接的连结通路31F、与连结通路31F连接的第一通路32、从第一通路32分支的第二通路33。如图10所示，连结通路31F在凸缘12的外周部的一部分开口。该开口构成连结通路31F的入口31FH。第一通路32具有外侧第一通路32o和与外侧第一通路32o连接且内径比外侧第一通路32o小的内侧第一通路32i。需要说明的是，内侧第一通路32i比外侧第一通路32o靠输入输出轴16侧配置。第一通路32的内侧第一通路32i在凸缘12的输入输出轴16侧开口，更具体而言，在旋转中心轴Zr方向上，在输入输出轴16的一部分与凸缘12重叠的部分开口。内侧第一通路32i的输入输出轴16侧的开口部为第一通路出口32H。

第二通路33从外侧第一通路32o分支。即，第二通路33在第一通路32的内径变小之前分支。并且，第二通路33朝向安装于输入输出轴16的外侧的转子20延伸，并在凸缘12的转子20侧开口。从第一通路32分支的部分为第二通路入口，第二通路33的转子20侧的开口部为第二通路出口33H(参照图3、图10)。

<第二壳体>

第二壳体13安装在第一壳体11的另一端部的开口部。第二壳体13配置在图2所示的内燃机6侧。并且，第二壳体13在安装于第一壳体11这一侧的相反侧具有用于将内燃机6的输出轴6S安装到发电电动机10的输入输出轴16上的贯通孔13H。内燃机6的输出轴6S从贯通孔13H安装到飞轮14上。接着，对发电电动机10内的冷却介质的路径进行说明。

<冷却介质的路径>

从冷却介质供给口29流入的冷却介质通过冷却介质导入通路30、连结通路31H、31F而向第一通路32流入。在流入到第一通路32的冷却介质中，一部分向第二通路33分支，剩余的部分向内侧第一通路32i流动，并从第一通路出口32H流出。在从第一通路出口32H流出的冷却介质中，一部分从输入输出轴16的内齿花键16I与图2所示的液压泵7的输入轴7S的外齿花键之间向轴贯通孔16IS内流入，剩余的部分通过输入输出轴16与凸缘12之间及输入输出轴16与轴承安装构件70之间的空间而从轴承安装构件70的贯通孔71向第一轴承50F与第二轴承50R的间隙流入。

优选第一通路出口32H开设在输入输出轴16的一端部16Tp的位置处。即，优选第一通路出口32H开设在输入输出轴16与作为内燃机6的驱动对象的液压泵7的输入轴7S的连接部的位置处。这样，能够将冷却介质CL向输入输出轴16与液压泵7的输入轴7S之间供给，更具体而言向输入输出轴16的内齿花键16I与图2所示的液压泵7的输入轴7S的外齿花键之间供给。其结果是，能够将冷却介质CL有效地导入轴贯通孔16IS内。另外，如上所述，由于凸缘12的贯通孔12H所具有的伸出部12HF限制从出口32H流出的冷却介质CL而使其不向液压泵7侧流入，因此能够有效地将冷却介质CL向轴贯通孔16IS内导入。

流入到第一轴承50F与第二轴承50R的间隙中的冷却介质在对第一轴承50F及第二轴承50R进行冷却及润滑后，一部分向轴承安装构件70与肋80之间流入，剩余的冷却介质通过转子支架18的第一支架构件18Li所具有的轴向贯通孔18P。流入到轴承安装构件70与肋80之间的冷却介质在向第一刮板40F的冷却介质保持部42F内流入后，从冷却介质保持部42F的冷却介质流出孔41F流出。这些冷却介质在因转子20的旋转而引起的离心力的作用下向转子20的径向外侧排出，散布到线圈24C的线圈端而对其进行冷却。对线圈端进行冷却后的冷却介质汇集到油盘11P中。

通过第一支架构件18Li所具有的轴向贯通孔18P后的冷却介质CL沿着转子支架18的第三支架构件18T流动后而向第二刮板40R的冷却介质保持部42R内流入，并从冷却介质保持部42R的冷却介质流出孔41R流出。这些冷却介质在因转子20的旋转而引起的离心力的作用下向转子20的径向外侧排出，散布到线圈24C的线圈端而对其进行冷却。冷却线圈端后的冷却介质汇集到油盘11P中。

向轴贯通孔16IS内流入的冷却介质从输入输出轴16的一端部16Tp朝向另一端部16Te流动，并从另一端部16Te流出。这些冷却介质通过输入输出轴16的外齿花键16O与连结构件15的内齿花键15I之间而向连结构件15与转子支架18之间流出。冷却介质沿着转子支架18的第一支架构件18Li及第三支架构件18T向径向外侧流动后，向第二刮板40R的冷却介质保持部42R内流入，并从冷却介质保持部42R的冷却介质流出孔41R流出。这些冷却介质在因转子20的旋转而引起的离心力的作用下向转子20的径向外侧排出，散布到线圈24C的线圈端而对其进行冷却。冷却线圈端后的冷却介质汇集到油盘11P中。

通过第二通路33后的冷却介质从第二通路出口33H流出而朝向转子20流动。到达了转子20的冷却介质在因转子20的旋转而引起的离心力的作用下向转子20的径向外侧排出，散布到凸缘12侧的线圈24C的线圈端而对其进行冷却。冷却线圈端后的冷却介质在重力的作用下向下方流动而汇集到油盘11P中。汇集到油盘11P中的冷却介质CL从排出通路28经由未图示的过滤器、泵向图4所示的油冷却器入口21输送，在此被冷却后从油冷却器出口23通过配管25而再次从冷却介质供给口29供给。

在转子20旋转所产生的离心力的作用下，第一刮板40F及第二刮板40R的冷却介质保持部42F、42R所保持的冷却介质从各自的冷却介质流出孔41F、41R朝向线圈24C的线圈端排出。发电电动机10通过包括第一壳体11所具有的突起部60在内的发电电动机的冷却结构，将从冷却介质流出孔41F、41R排出的冷却介质向线圈24C的线圈端引导。通过这种发电电动机的冷却结构，有效地对线圈端进行冷却，并减少由位置引起的冷却不均。接下来，更详细地说明本实施方式的发电电动机的冷却结构。

图11是表示本实施方式涉及的发电电动机的冷却结构的图。本实施方式的发电电动机的冷却结构(以下，根据需要而称作冷却结构)100用于通过冷却介质对发电电动机1进行冷却，该发电电动机1将安装有转子20的输入输出轴16及配置在转子20的外周部上的定子24收纳在框体内。因此，冷却结构100具有突起部60。突起部60从作为框体的第一壳体11的、输入输出轴16的旋转中心轴Zr的方向上的一端部侧的内表面(壳体侧内表面)11Ia朝向定子24的线圈24C突出，在与线圈24C之间形成冷却介质的通路(线圈端侧冷却介质通路)62，且配置在旋转中心轴Zr的周围。

在本实施方式中，突起部60通过与第一壳体11相同的材料而制造成与第一壳体11一体不可分的结构。突起部60和第一壳体11也可以通过单独的构件制造，并通过螺栓或焊接等而一体结合。如图11、图9所示，突起部60是从壳体11的壳体侧内表面11Ia朝向定子24突出的环状的部分。

突起部60具有顶面60T、径向外侧的侧部(外侧侧部)60So、径向内侧的侧部(内侧侧部)60Si。外侧侧部60So是将壳体侧内表面11Ia与顶面60T连结的部分。内侧侧部60Si是图9所示的将安装有凸缘12的凸缘安装开口的内周面与顶面60T连结的部分。

如上所述，突起部60配置在旋转中心轴Zr的周围。更具体而言，突起部60配置在凸缘安装开口11H(参照图9)、凸缘12具有的肋80(参照图11)及第一刮板40F的第二部分44F的径向外侧。因此，顶面60T的径向内侧的半径Rri比第一刮板40F的第二部分44F的外周部的半径(刮板半径)Rb大。而且，突起部60沿着定子24设置，该定子24是安装于第一壳体11的环状的结构体。通过这种结构，因此，突起部60的顶面60T与定子24的线圈24C对置，更具体而言与线圈24C的线圈端(线圈端侧部24CS)对置。需要说明的是，顶面60T的径向外侧的半径Rro比线圈24C的径向外侧的半径小。因此，突起部60的顶面60T在径向上与线圈端侧部24CS的一部分对置。突起部60的顶面60T与线圈端侧部24CS具有规定的间隔(通路间隔)tc。因此，在突起部60与线圈24C之间，更具体而言，在突起部60的顶面60T与线圈24C的线圈端侧部24CS之间，形成线圈端侧冷却介质通路62。

在本实施方式中，突起部60的顶面60T平行于与旋转中心轴Zr正交的平面，且成为平面。需要说明的是，顶面60T也可以不是平面，而是例如曲面。通过将顶面60T形成为平行于与旋转中心轴Zr正交的平面这样的平面，能够通过切削加工等比较容易地形成顶面60T。突起部60的顶面60T比第一刮板40F的第三部分45F的外侧侧面(与转子铁心17相反侧的侧面)45FSo靠转子铁心17侧。即，从与旋转中心轴Zr正交的方向观察时，第一刮板40F与突起部60重叠。接下来，说明冷却结构100的冷却介质的流动。

从图3所示的第一轴承50F流出的冷却介质及从第二通路33流出的冷却介质在转子20的离心力的作用下向径向外侧移动，流入第一刮板40F的冷却介质保持部42F，并保持于此。冷却介质保持部42F的冷却介质在第一刮板40F的旋转所引起的离心力的作用下，从冷却介质流出孔41F向径向外侧排出。该冷却介质由突起部60导向线圈端侧冷却介质通路62，对线圈24C尤其是线圈端进行冷却。

冷却结构100由于突起部60突出至与线圈端侧部24CS对置的位置为止，因此即使在从第一刮板40F的冷却介质流出孔41F排出的冷却介质扩散的情况下，也能利用突起部60向线圈端侧冷却介质通路62引导，从而能够对线圈端进行冷却。因此，冷却结构100能够抑制线圈端的冷却不足。而且，突起部60的顶面60T比第一刮板40F的第三部分45F的外侧侧面45FSo靠转子铁心17侧。因此，从冷却介质流出孔41F排出的冷却介质汇集到线圈端的附近，能够对线圈端的附近进行冷却。而且，冷却结构100具有的突起部60将未通过冷却介质流出孔41F而对线圈端的冷却不起作用的向径向外侧流动的冷却介质朝向线圈端引导，从而能够对线圈端进行冷却。

从向线圈端有效地引导冷却介质来抑制线圈端的冷却不足引起的性能下降并确保线圈24C与突起部60之间的电绝缘的观点出发，来确定顶面60T与线圈端侧部24CS的间隔即通路间隔tc。通路间隔tc例如优选为2mm以上且4mm以下。通过设为这样的范围，能确保线圈24C与突起部60之间的电绝缘，并向线圈端侧冷却介质通路62导入足够的冷却介质，从而高效地对线圈端进行冷却。而且，图11所示的肋80的顶面80T和第一刮板40F的第三部分45F的外侧侧面45FSo优选处于同一平面上，更优选肋80的顶面80T比外侧侧面45FSo接近转子铁心17侧。这样的话，冷却介质更容易积存在第一刮板40F的冷却介质保持部42F。其结果是，从冷却介质流出孔41F排出更多的冷却介质而能够更有效地对线圈端进行冷却。

为了抑制定子24的周向上的线圈24C的冷却不均，优选在定子24的周向上的尽可能大的范围内设置突起部60。因此，在本实施方式中，如图9所示，除了在局部设置切口部60K以外，突起部60沿着定子24的周向延伸。由此，能够抑制向配置在定子24的周向上的多个线圈24C供给的冷却介质的不均，故能够抑制所述周向上的线圈24C的冷却不均，从而抑制发电电动机10的性能下降。

需要说明的是，在突起部60未必非要设置切口部60K。在突起部60未设置切口部60K时，突起部60在定子24的周向整体上延伸，因此能够进一步抑制向配置在定子24的周向上的多个线圈24C供给的冷却介质的不均。其结果是，能够更有效地抑制所述周向上的线圈24C的冷却不均，从而能够进一步抑制发电电动机10的性能下降。这种情况下，线圈24C的导线能够从例如图3所示的第二壳体13侧取出。在突起部60具有切口部60K时，如上所述，能够将线圈24C的导线从切口部60K取出。这种情况下，切口部60K优选设置在与图3、图4所示的连接箱基座26对置的位置。这样的话，能够缩短从线圈24C到连接箱基座26为止的导线的长度，因此能够减少电阻。

图12是表示本实施方式的变形例的发电电动机的冷却结构的图。在冷却结构100a中，环状的突起部60a的顶面60Ta随着从突起部60a的径向内侧朝向外侧而接近线圈24C的线圈端侧部24CS。即，顶面60Ta相对于与旋转中心轴Zr正交的平面，朝向线圈24C的线圈端侧部24CS倾斜。这样的话，能够将从第一刮板40F的冷却介质流出孔41F排出的冷却介质高效地向顶面60Ta与线圈端侧部24CS之间、即线圈端侧冷却介质通路62引导。

顶面60Ta与内侧侧部60Si的交界(内侧交界部)60Ti比第一刮板40F的第三部分45F的外侧侧面45FSo靠图11所示的凸缘12侧。这种情况下，内侧交界部60Ti既可以处于第一刮板40F的第二部分44F的径向外侧，也可以处于径向内侧。而且，如图12的双点划线所示，内侧交界部60Ti也可以比第一刮板40F的第三部分45F的外侧侧面45FSo靠线圈24C侧。

以上，本实施方式及其变形例具有突起部，该突起部从发电电动机所具有的框体的、输入输出轴的旋转中心轴的方向上的一端部侧的内表面朝向所述定子的线圈突出，并配置在输入输出轴的旋转中心轴的周围。并且，该突起部在其与定子的线圈之间形成有冷却介质的通路。由于该突起部的存在，在转子的旋转引起的离心力的作用下排出到转子的径向外侧的冷却介质由突起部向形成在突起部与定子的线圈之间的冷却介质的通路导入而对线圈进行冷却。其结果是，本实施方式及其变形例能够抑制线圈的冷却不足。

定子的线圈通过手工卷绕或机械卷绕这两者来制造，但机械卷绕比手工卷绕的线圈的导线间的间隔窄，存在冷却介质难以进入线圈的内部的倾向。如上所述，本实施方式及其变形例能够有效地将冷却介质向线圈端引导，因此即使是机械卷绕的线圈，也能够抑制线圈的冷却不足。

在本实施方式中，发电电动机10也具有将内燃机6的动力向液压泵7传递的功能。如此，发电电动机10具有被输入动力而产生电力并将输入的动力向其他的驱动对象传递的功能。因此，发电电动机10配置在内燃机6与液压泵7之间。在这种配置中，优选尽量减小与旋转中心轴Zr平行的方向上的尺寸，从而容易进行内燃机6、发电电动机10及液压泵7的向车辆的搭载。为此，发电电动机10通过第一轴承50F和第二轴承50R，以输入输出轴16能够旋转的方式支承输入输出轴16的中央部分而不是其两个端部。在这种结构中，例如，当通过径向载荷作用在输入输出轴16的端部而使输入输出轴16以第一轴承50F及第二轴承50R为中心旋转的力矩起作用时，大的载荷作用于第一轴承50F及第二轴承50R。因此，发电电动机10具有下述倾向，即，由于所述径向载荷，使输入输出轴16以第一轴承50F及第二轴承50R为中心容易旋转，且由于该旋转而使振动及噪音容易增大。

冷却结构100由于在第一壳体11具有突起部60，因此经由凸缘12支承第一轴承50F及第二轴承50R的第一壳体11的强度及刚性提高。因此，具有冷却结构100的发电电动机10的支承旋转***的部分的刚性提高，故所述振动及噪音减少。这样，冷却结构100适用于像发电电动机10那样配置在动力产生源与所述动力产生源的驱动对象之间且具有将动力产生源的动力向所述驱动对象传递的功能的结构。

符号说明

1 混合动力液压挖掘机

2 下部行驶体

3 上部回旋体

6 内燃机

6S 输出轴

7 液压泵

7S 输入轴

10 发电电动机

11 第一壳体

12 凸缘

13 第二壳体

14 飞轮

15 连结构件

16 输入输出轴

17 转子铁心

18 转子支架

18Li 第一支架构件

18Lo 第二支架构件

18T 第三支架构件

20 转子

24 定子

24C 线圈

24I 绝缘体

24K 定子铁心

32 第一通路

32o 外侧第一通路

32H 第一通路出口

32I 第一通路入口

33 第二通路

33H 第二通路出口

33I 第二通路入口

40F 第一刮板

40R 第二刮板

50F 第一轴承

50R 第二轴承

60、60a 突起部

60K 切口部

60So 外侧侧部

60T、60Ta 顶面

60Ti 内侧交界部

60Si 内侧侧部

62 线圈端侧冷却介质通路

70 轴承安装构件

71 贯通孔

80 肋

100 发电电动机的润滑结构(冷却结构)

Zr 旋转中心轴

Claims (6)

1.一种发电电动机的冷却结构，利用冷却介质对发电电动机进行冷却，该发电电动机将安装有转子的输入输出轴及配置在所述转子的外周部的定子收纳在框体内，所述发电电动机的冷却结构的特征在于，

具有突起部，

所述突起部从所述框体的、所述输入输出轴的旋转中心轴的方向上的一端部侧的内表面朝向所述定子的线圈突出而与所述线圈的线圈端的侧部相对置，与所述线圈之间形成所述冷却介质的通路，且配置在所述旋转中心轴的周围，

在所述转子的旋转引起的离心力的作用下排出到所述转子的径向外侧的冷却介质由所述突起部向形成在所述突起部与所述定子的所述线圈之间的所述冷却介质的通路导入。

2.根据权利要求1所述的发电电动机的冷却结构，其中，

所述突起部的所述线圈侧的面平行于与所述旋转中心轴正交的平面。

3.根据权利要求1或2所述的发电电动机的冷却结构，其中，

所述突起部的局部被切口。

4.一种发电电动机，其具有权利要求1或2所述的发电电动机的冷却结构。

5.根据权利要求4所述的发电电动机，其中，

所述发电电动机在所述输入输出轴的一端连接有动力产生源的输出轴，在另一端连接有由所述动力产生源的动力来驱动的驱动对象的输入轴。

6.一种发电电动机，将安装有转子的输入输出轴及配置在所述转子的外周部的定子收纳在框体内，设置在内燃机与液压泵之间而将所述内燃机的动力向所述液压泵传递并产生电力，其特征在于，

具有突起部，该突起部从所述框体的、所述输入输出轴的旋转中心轴的方向上的一端部侧的内表面朝向所述定子的线圈突出，与所述线圈之间形成对所述发电电动机进行冷却的冷却介质的通路，且配置在所述输入输出轴的旋转中心轴的周围，所述突起部的所述线圈侧的面平行于与所述旋转中心轴正交的平面，

在所述转子的旋转引起的离心力的作用下排出到所述转子的径向外侧的冷却介质由所述突起部向形成在所述突起部与所述定子的所述线圈之间的所述冷却介质的通路导入。