发电电动机的冷却结构及发电电动机.pdf

本发明的目的在于，在对发电电动机的定子的线圈进行冷却的情况下，减少定子的线圈的冷却状态的偏差。由此，发电电动机(10)的冷却结构(100)包括：转子保持架(18)；转子铁心(17)；第一叶片(40F)；第二叶片(40R)，第二叶片(40R)具有：设置在相对于转子铁心(17)的相反侧的外周部，向径向内侧开口而积存冷却介质的凹形状的冷却介质保持部(42R)；沿着径向贯通冷却介质保持部的外周部，并使积存于冷却介质保持部(42R)的冷却介质流出的流出孔(41R)。

权利要求书一种发电电动机的冷却结构，是在转子铁心的径向外侧配置有定子的线圈的发电电动机的冷却结构，所述发电电动机的冷却结构的特征在于，包括：转子保持架，其与发电电动机的输入输出轴一同旋转，且将从径向内侧供给来的冷却介质借助离心力向径向外侧排出；转子铁心，其支承在所述转子保持架的径向外侧，且与所述转子保持架一同旋转；第一叶片，其配置在所述转子铁心的轴向的端部，且保持所述转子铁心的一方的端部；第二叶片，其配置在所述转子铁心的轴向的端部，且保持所述转子铁心的另一方的端部，所述第二叶片具有：凹形状的冷却介质保持部，其设置在相对于所述转子铁心的相反侧的外周部，向径向内侧开口而积存冷却介质；流出孔，其沿着径向贯通所述冷却介质保持部的外周部，并使积存于所述冷却介质保持部的冷却介质流出。如权利要求1所述的发电电动机的冷却结构，其特征在于，在所述第二叶片中，在轴向上，所述冷却介质保持部的积存所述冷却介质的内周面的一部分形成在与所述转子保持架相比离开所述转子铁心的方向上。如权利要求1或2所述的发电电动机的冷却结构，其特征在于，在所述第二叶片中，在所述冷却介质保持部沿着周向以规定的间隔形成有多个沿着所述轴向延伸的突起。如权利要求3所述的发电电动机的冷却结构，其特征在于，所述流出孔与所述突起的旋转方向前侧的面相邻。如权利要求1～4中任一项所述的发电电动机的冷却结构，其特征在于，在所述第一叶片中，径向外侧的端面的径向的长度及轴向的长度、和在最远离所述转子铁心的位置处朝向径向内侧延伸的部分的径向的长度及轴向的长度与所述第二叶片相同。如权利要求1～5中任一项所述的发电电动机的冷却结构，其特征在于，在所述冷却介质保持部的最远离所述转子铁心的位置处朝向径向内侧延伸的部分的转子铁心侧的面与所述转子保持架的最远离所述转子铁心的面在轴向上具有规定的距离。一种发电电动机，具有权利要求1～6中任一项所述的发电电动机的冷却结构。如权利要求7所述的发电电动机，其中，在所述输入输出轴的一端连接有动力产生源的输出轴，在另一端连接有通过所述动力产生源的动力来驱动的驱动对象的输入轴。如权利要求8所述的发电电动机，其中，所述第二叶片配置在所述转子铁心的所述动力产生源侧。

说明书发电电动机的冷却结构及发电电动机
技术领域
本发明涉及一种通过冷却介质对发电电动机进行冷却的技术。
背景技术
发电电动机可用于各种各样的用途当中，但存在定子所具有的线圈的焦耳发热及由于转子铁心的涡流损耗及磁滞损耗等而引起的发热。为了对发电电动机进行冷却，例如记载有利用兼作润滑油和冷却油的油等冷却介质来冷却发电电动机的技术(专利文献1)。
【先行技术文献】
【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】
在采用油等冷却介质对定子的线圈进行润滑的情况下，在形成于发电电动机内的冷却介质通路中通过的冷却介质的流量发生偏差，从而在定子的线圈的冷却状态中有可能发生偏差。尤其是，难以向内燃机侧的定子充分地供给冷却介质，有可能无法充分地进行冷却。在专利文献1中记载有向定子的线圈供给冷却介质的机构，但存在改善的余地。
本发明的目的在于，在对发电电动机的定子的线圈进行润滑的情况下，减少定子的线圈的冷却状态的偏差。
【用于解决课题的手段】
本发明提供一种发电电动机的冷却结构，是在转子铁心的径向外侧配置有定子的线圈的发电电动机的冷却结构，所述发电电动机的冷却结构的特征在于，包括：转子保持架，其与发电电动机的输入输出轴一同旋转，且将从径向内侧供给来的冷却介质借助离心力向径向外侧排出；转子铁心，其支承在所述转子保持架的径向外侧，且与所述转子保持架一同旋转；第一叶片，其配置在所述转子铁心的轴向的端部，且保持所述转子铁心的一方的端部；第二叶片，其配置在所述转子铁心的轴向的端部，且保持所述转子铁心的另一方的端部，所述第二叶片具有：凹形状的冷却介质保持部，其设置在相对于所述转子铁心的相反侧的外周部，向径向内侧开口而积存冷却介质；流出孔，其沿着径向贯通所述冷却介质保持部的外周部，并使积存于所述冷却介质保持部的冷却介质流出。
在此，优选的是，在所述第二叶片中，在轴向上，所述冷却介质保持部的所述凹形状的一部分形成在与所述转子保持架相比离开所述转子铁心的方向上。
另外，优选的是，在所述第二叶片中，在所述冷却介质保持部沿着周向以规定的间隔形成有多个沿着所述轴向延伸的突起。
另外，优选的是，所述流出孔与所述突起的旋转方向前侧的面相邻。
另外，优选的是，在所述第一叶片中，径向外侧的端面的径向的长度及轴向的长度、和在最远离所述转子铁心的位置处朝向径向内侧延伸的部分的径向的长度及轴向的长度与所述第二叶片相同。
另外，优选的是，在所述冷却介质保持部的最远离所述转子铁心的位置处朝向径向内侧延伸的部分的转子铁心侧的面与所述转子保持架的最远离所述转子铁心的面在轴向上具有规定的距离。
本发明提供一种发电电动机，其特征在于，具有上述任一方面所述的发电电动机的冷却结构。
在此，优选的是，在所述输入输出轴的一端连接有动力产生源的输出轴，在另一端连接有通过所述动力产生源的动力来驱动的驱动对象的输入轴。
另外，优选的是，所述第二叶片配置在所述转子铁心的所述动力产生源侧。
本发明在对发电电动机的定子的线圈进行冷却的情况下，能够减少定子的线圈的冷却状态的偏差。
附图说明
图1是表示采用了本实施方式所涉及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是本实施方式所涉及的发电电动机的剖视图。
图4是本实施方式所涉及的发电电动机的分解图。
图5是表示本实施方式所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是表示本实施方式所涉及的发电电动机所具备的转子铁心的立体图。
图7是表示本实施方式所涉及的发电电动机所具备的转子保持架与叶片的立体图。
图8是表示本实施方式所涉及的发电电动机所具备的转子保持架与叶片的立体图。
图9是安装在转子铁心上的叶片的立体图。
图10是表示从内径侧观察叶片的状态的说明图。
图11是本实施方式所涉及的发电电动机所具备的定子的主视图。
图12是本实施方式所涉及的发电电动机所具备的第一壳体的立体图。
图13是本实施方式所涉及的发电电动机所具备的凸缘的立体图。
图14是表示本实施方式所涉及的发电电动机的冷却结构的图。
图15是表示将转子保持架与叶片连结的紧固要素的另一实施方式的立体图。
具体实施方式
关于用于实施本发明的方式(实施方式)，边参考附图边进行详细的说明。本发明并不是通过以下的实施方式记载的内容来限定的。另外，在以下记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易地想到的内容、实质上相同的内容。进而，以下记载的结构要素能够适当地进行组合。另外，在不超出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是表示采用了本实施方式所涉及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为通过内燃机驱动发电电动机而产生电力，并通过所述电力驱动电动机而使上部回旋体回旋、或驱动混合动力液压挖掘机1的辅助设备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并且安装在上部回旋体3上的工作机4；将下部行驶体2与上部回旋体3连结的摆动圆5。左右一对履带2C通过右行驶液压马达和左行驶液压马达来驱动，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压力输送的工作油从而被驱动。
上部回旋体3通过作为回旋马达来发挥功能的电动机5M(参考图2)来回旋。在上部回旋体3上固定有摆动圆5的外环5O，在下部行驶体2上固定有摆动圆5的内环5I。通过这样的结构，摆动圆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摆动机械而与摆动小齿轮5P连结。摆动小齿轮5P与安装在摆动圆5的内环5I上的内齿啮合。电动机5M的驱动力经由所述摆动机械而向摆动小齿轮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设置在水平面上的情况下，设置成电动机5N的输入输出轴朝向重力发生作用的方向。斗杆4a、动臂4b及铲斗4c通过从图2所示的液压泵7压力输送的工作油，经由控制阀而被各自的斗杆4a用、动臂4b用、铲斗4c用的液压工作缸驱动，从而执行挖掘等作业。
上部回旋体3为俯视观察时呈大致长方形形状的结构体。上部回旋体3的操纵室3a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作为前方的情况下，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除操纵室3a及平衡重3b以外，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；本实施方式所涉及的发电电动机10；液压泵7；逆变器8；蓄电装置9。
内燃机6为例如柴油发动机，但内燃机6的种类不限。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之间配置有发电电动机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。通过这样的结构，内燃机6驱动发电电动机10而产生电力并且驱动液压泵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1也可以经由PTO(Power Take Off)而与发动机的输出轴间接地连接。
逆变器8的输入输出端子与发电电动机10的电力输入输出端子电连接有高电压配线CAa。逆变器8的输出端子与电动机5M的输入端子电连接有高电压配线CAb。逆变器8或将发电电动机10产生的电力蓄积于电容器或者二次电池等蓄电装置9中，或将所述电力向电动机5M供给而驱动该电动机。另外，逆变器8在回旋制动器对上部回旋体3进行动作时，将通过电动机5M将上部回旋体3的动能转换为电能而获得的电力蓄积于蓄电装置9中。接着，当上部回旋体3回旋时，逆变器8将蓄积于蓄电装置9的电力向电动机5M供给。发电电动机10也能够根据需要，从蓄电装置9接受电力的供给而作为电动机进行动作，从而对内燃机6进行辅助。
这样，本实施方式所涉及的发电电动机10适用于作为建筑车辆的一种的混合动力液压挖掘机1中。需要说明的是，发电电动机10的适用对象并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是本实施方式所涉及的发电电动机的剖视图。图3中示出了通过包含发电电动机10的旋转中心轴Zr且与旋转中心轴Zr平行的平面将发电电动机10切断时的剖面。图4是本实施方式所涉及的发电电动机的分解图。图5是表示本实施方式所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是本实施方式所涉及的发电电动机所具备的转子铁心的立体图。图7是表示本实施方式所涉及的发电电动机所具备的转子保持架与叶片的立体图。图8是表示本实施方式所涉及的发电电动机所具备的转子保持架与叶片的立体图。图9是表示安装在转子铁心上的叶片的立体图。图10是表示从内径侧观察叶片的状态的说明图。图11是本实施方式所涉及的发电电动机所具备的定子的主视图。图12是本实施方式所涉及的发电电动机所具备的第一壳体的立体图。图13是本实施方式所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，通过内燃机6的动力来产生电力，并且将内燃机6的动力向液压泵7传递。发电电动机10例如通过油等冷却介质来冷却，并且通过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；作为箱体的一部分的第一壳体11；配置在所述箱体的一端部、即第一壳体11的一端部上的作为端部侧构件(第一端部侧构件)的凸缘12；配置在第一壳体11的另一端部上且作为所述箱体的一部分的第二壳体13。
飞轮14为圆板形状的结构体，且安装有图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的起动电动机的动力向内燃机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，也可以将发电电动机10作为电动机来动作，而使内燃机6起动。
<飞轮>
飞轮14通过多个螺栓15B而安装在连结构件15上。飞轮14具有用于提高内燃机6的旋转效率而作用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的径向外侧鼓出的圆形形状的凸缘部15F。通过将连结构件15的凸缘部15F与飞轮14由螺栓15B来紧固，从而将两者固定。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与连结构件15而向输入输出轴16传递，向输入输出轴16传递的内燃机6的动力经由内齿花键16I而向液压泵7的输入轴7S传递。
输入输出轴16以旋转中心轴Zr为中心旋转。飞轮14及连结构件15也以旋转中心轴Zr为中心旋转。输入输出轴16具有从外周部朝向径向外侧鼓出的圆形形状的凸缘部16F。凸缘部16F为安装有后述的转子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而贯通的轴贯通孔16IS。轴贯通孔16IS成为对发电电动机10进行冷却的冷却介质的通路。输入输出轴16在内周面上的两个部位具有从一端部16Tp形成至另一端部16Te的槽16S。槽16S从一端部16Tp朝向另一端部16Te而使深度变大。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，故冷却效率得以提高。在本实施方式中，对采用了飞轮14的例子进行了说明，但也可以不采用飞轮14，而将连结构件15与内燃机6的输出轴6S通过花键等来连接。
<转子>
转子20包括：转子铁心17；保持转子铁心17的作为转子铁心保持构件的转子保持架18。转子铁心17为层叠多个钢板(电磁钢板)的结构体。层叠多个钢板的方向(层叠方向)在转子铁心17安装于输入输出轴16的状态下，与旋转中心轴Zr平行。如图6所示，转子铁心17在外周部的周向上具有规定的间距而突出设有多个(在该例中为24个)感应器17I。转子铁心17在周向上朝向层叠方向贯通有多个螺栓孔17H。转子铁心17的内周面与转子保持架18的外周面相接。
如图5、图7及图8所示，转子保持架18包括：作为中空的圆板状的结构体的第一保持架构件18Li；设置在第一保持架构件18Li的外周部的作为圆筒形状的结构体的第二保持架构件18Lo；设置在第二保持架构件18Lo的一端部的作为中空的圆板状的结构体，且向输入输出轴16的径向外侧延伸的第三保持架构件18T。在本实施方式中，这些构件通过相同的材料制造成一体不可分。转子保持架18的材料例如为钢，但并不局限于此。转子保持架18通过螺栓16B而与输入输出轴16的凸缘部16F紧固。转子保持架18与输入输出轴16一同以旋转中心轴Zr为中心而旋转。需要说明的是，第一保持架构件18Li具有与转子保持架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成为冷却介质的通路。
转子铁心17安装在第二保持架构件18Lo的外周部。此时，在转子铁心17的螺栓孔17H中插入转子铁心安装螺栓19，并向第三保持架构件18T的螺纹孔中螺入，由此将转子铁心17固定在转子保持架18上。在本实施方式中，在从转子铁心17的层叠方向两侧而由第一叶片40F与第二叶片40R将转子铁心17夹入的状态下，连同第一叶片40F及第二叶片40R而将转子铁心17安装在转子保持架18上。需要说明的是，第一叶片40F配置在凸缘12侧，第二叶片40R配置在第二壳体13侧。另外，在比第一叶片40F靠转子铁心安装螺栓19的螺栓头侧配置有在检测输入输出轴16的转速之际所采用的传感片22，并通过转子铁心安装螺栓19而安装在转子保持架18上。传感片22为环状的板材，如图5所示那样，在周向上具有多个孔。通过利用光学传感器或者磁性传感器等对该多个孔进行计数，从而经由转子保持架18来检测输入输出轴16的转速。
第一叶片40F及第二叶片40R为环状的构件。如图5、图7及图8所示，第一叶片40F及第二叶片40R分别配置在转子铁心17的轴向的两端面上。第二叶片40R配置在与转子保持架18的第三保持架构件18T面对的面上，第一叶片40F配置在相反侧的面上。第一叶片40F在轴向上配置成比转子铁心17靠传递动力的对象、即液压泵7侧。第二叶片40R在轴向上配置成比转子铁心17靠动力产生源、即内燃机6侧。
第一叶片40F及第二叶片40R具有保持具有多个钢板的转子铁心17的功能、积存从转子保持架18侧供给的冷却介质并将该冷却介质向定子24供给的功能、及抑制定子24产生且进入转子铁心17的磁通的泄漏的功能。在图9及图10中，仅仅示出了第一叶片40F，但对于第二叶片40R而言，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，均为同样的形状及尺寸。由此，关于第一叶片40F及第二叶片40R，根据需要而仅仅对第一叶片40F进行说明。需要说明的是，配置在凸缘12侧的第一叶片40F为了将第一轴承50F及第二轴承50R固定，而使开口部的内径比第二叶片40R小。
第一叶片40F具有：第一部分43F；第二部分44F；第三部分45F。第一部分43F为第一叶片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相接的一侧的相反侧延伸的圆筒形状的部分。在第二部分44F的内周部沿着周向而设有多个突起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，各个突起46F沿着第二部分44F的周向大致等间隔地配置。第三部分45F为设置在第二部分44F的与第一部分43F的端部相反侧的端部，朝向旋转中心轴Zr延伸的凸边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。这样，第一叶片40F为由第一部分43F、第二部分44F及第三部分45F围绕而成的区域向径向的内侧凹陷的形状。需要说明的是，第二叶片40F也具有与第一叶片40F同样的第一部分、第二部分及第三部分。
第一部分43F、第二部分44F及第三部分45F均通过相同的材料制造成一体不可分。在本实施方式中，第一叶片40F例如通过对铝合金进行铸造而制造成。需要说明的是，叶片40F也可以将第一部分43F、第二部分44F及第三部分45F分别作为独立的构件进行制造，并通过焊接或者由螺栓实现的紧固等而将这些部分形成一体。
另外，第二叶片40R也为同样的结构，其具有：第一部分43R；第二部分44R；第三部分45R。第二叶片40R在第二部分44R的内周部沿着周向而设有多个突起46R。
如图7至图10所示，第一叶片40F及第二叶片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及相邻的两个突起46F围绕而成的部分。冷却介质保持部42R为由第一部分43R、第二部分44R、第三部分45R及相邻的两个突起46R围绕而成的部分。另外，第一叶片40F及第二叶片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沿着第一叶片40F及第二叶片40R的周向而设置多个。另外，如图10所示，各个冷却介质流出孔41F、41R在第一叶片40F及第二叶片40R的旋转方向上，与突起46F、46R的前侧(上游侧、旋转时先通过的一侧)相邻地形成。冷却介质流出孔41F、41R在第一叶片40F及第二叶片40R的旋转方向上，形成在冷却介质保持部42F、42R的下游侧的端部附近。由冷却介质保持部42F、42R保持的冷却介质在因转子20的旋转所引起的离心力的作用下，从冷却介质流出孔41F、41R流出，并向第一叶片40F及第二叶片40R的径向外侧放出。冷却介质流出孔41F、41R优选朝向线圈端部开口，更优选设置在与线圈端部对置的位置处。这样，在放出冷却介质之际，能够向线圈端部集中，故能够更加有效地冷却线圈端部。
飞轮14、连结构件15、输入输出轴16、转子保持架18、转子铁心17、第一叶片40F、第二叶片40R、传感片22及将这些构件紧固的螺栓16B、19等为发电电动机10的旋转要素。接着，关于定子24进行说明。
<定子>
如图11所示，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而卷绕在定子铁心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有多个突部24T。突起24T为定子铁心24K的一部分。各个突部24T成为发电电动机10的磁极。在各个突部24T的周面上经由绝缘体24I而依次卷绕三根线圈来作为线圈24C。所述环状的钢板的层叠方向上的从定子铁心24K的两端部伸出的部分成为线圈24C的线圈端部。
绝缘体24I为树脂制的构件，介设在线圈24C与定子铁心24K之间。绝缘体24I在与线圈24C的线圈端部重叠的部分具有缺口。从旋转的转子20放出的冷却介质通过缺口而到达线圈端部。这样，绝缘体24I的缺口能够将来自旋转的转子20的冷却介质直接向线圈端部供给，从而能够效率良好地冷却线圈端部。
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，构成三相十二极的SR(Switched Reluctance)马达。需要说明的是，本实施方式不局限于此，例如也可以为PM(Permanent Magnet)马达等其他方式的发电电动机。三根线圈24C的两端部的六个线圈端子与设置在端子箱26B(参考图4)上的端子连接部电连接，该端子箱26B安装在壳体11所具有的端子箱基座26上。所述六个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(本实施方式中为三个)突起部设有螺栓孔24H。各个所述突起部分别与形成在壳体11的内周部的凹部嵌合。通过使所述突起部分别与所述凹部嵌合，能够将定子铁心24K相对于壳体11进行定位。使螺栓24B贯通到螺栓孔24H中，从而将定位好的定子铁心24K安装在壳体11上。
发电电动机10在定子24的内侧配置有转子20。更具体而言，在定子铁心24K的内侧配置有转子铁心17。通过这样的配置，转子铁心17所具有的感应器17I与定子铁心24K所具有的突起24T以具有规定的间隔的方式对置。如上所述，在定子铁心24K的内周部以等间隔设置而构成磁极的突部24T共计为36个。与其相对，在转子铁心17的外周部以等间隔设置的感应器17I共计为24个。这样，在发电电动机10中，在定子铁心24K中的磁极(突起24T)的个数、即各磁极(各突部24T)间的间距与转子铁心17中的各感应器17I间的间距之间设有间距差。接着，关于发电电动机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12、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朝向其径向外侧鼓出的鼓出部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和配置于转子20的外周部的定子24。更具体而言，在由第一壳体11、凸缘12及第二壳体13围绕而成的空间内配置有转子20和定子24。如图3所示，鼓出部11F的部分成为将冷却介质CL积存的作为冷却介质积存部的油盘11P。在第一壳体11的鼓出部11F设有将油盘11P与外部连通的排出通路28。另外，能够从排出系统将油盘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设置成比安装于转子保持架18的第一叶片40F靠径向外侧，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。突起部60在端子箱基座26的位置具有局部缺口部60K。从该缺口部60K引出图3所示的线圈24C的导线。突起部60的顶面、即与线圈24C对置的面成为平面。突起部60与线圈24C之间成为供冷却介质通过的通路。突起部60的顶面配置在比第一叶片40F的第三部分45F(参考图7)靠转子铁心17侧、即线圈24C侧的位置。这样，能够将从第一叶片40F的冷却介质流出孔41F放出的冷却介质向线圈24C的线圈端部引导。其结果是，能够更加有效地冷却线圈端部。
第一壳体11在顶部安装有冷却介质供给口29。发电电动机10假定将鼓出部11F作为铅垂方向(重力所作用的方向，图3、图4的箭头G所示的方向)侧来使用。在使发电电动机10的鼓出部11F朝向铅垂方向设置的情况下，第一壳体11的顶部为离设置面最高的部分。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侧延伸并开口的连结通路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供给的冷却介质在对发电电动机10的各部分进行冷却之后，汇集于油盘11P中。该冷却介质从排出通路28经由未图示的过滤器及泵向图4所示的油冷器入口21输送，在此被冷却之后，从油冷器出口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的内部进行循环。
<凸缘>
凸缘12通过多个螺栓12B安装在第一壳体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的一侧的相反侧具有用于将液压泵7的输入轴7S安装在发电电动机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安装在输入输出轴16上。
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与轴承安装构件70作为独立构件，并利用螺栓等的紧固手段或者焊接等的接合手段而将两者形成一体。轴承安装构件70从凸缘12的表面的、图3所示的发电电动机10的箱体侧、即第一壳体11侧的面(箱体侧内表面)12Ia突出。轴承安装构件70配置在转子保持架18的第一保持架构件18Li及输入输出轴16的凸缘部16F与转子保持架18的第二保持架构件18Lo之间。另外，凸缘12在径向上位于凸缘部16F的液压泵7侧的径向内侧与形成在输入输出轴16的一端部16Tp侧的内周部的内齿花键16I重叠的位置。凸缘12通过使鼓出部12HF延伸至与内齿花键16I重叠的位置，由此能够使在内侧第一通路32i中流动的冷却介质难以从凸缘16与输入输出轴16之间向液压泵7侧泄漏。
如图3、图5所示，在轴承安装构件70的外周部以将环状且板状的间隔件51夹入两者之间的方式安装有第一轴承50F与第二轴承50R。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均为深沟球轴承，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的外圈安装在转子保持架18的第二保持架构件18Lo的内周部。通过这样的结构，第一轴承50F及第二轴承50R介设于轴承安装构件70与转子保持架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而将转子保持架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之间的、这些构件的外圈侧介设有间隔件51，因此，在两者之间存在有与间隔件51的厚度量相应的间隙。轴承安装构件70在所述间隙的位置具有开口的贯通孔71。该贯通孔71成为冷却介质的通路，并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在比安装在轴承安装构件70的径向外侧且转子保持架18上的第一叶片40F靠径向内侧的位置具有朝向第一叶片40F突出的肋部80。肋部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12一体构成。需要说明的是，也可以将凸缘12与肋部80作为独立构件，并利用螺栓等的紧固手段或者焊接等的接合手段而将两者形成一体。
肋部80与转子20对置。肋部80的顶面、即与转子20对置的面成为平面。肋部80与转子20之间成为供冷却介质通过的通路。肋部80的顶面在与输入输出轴16的旋转中心轴Zr平行的方向上，一部分与第一叶片40F重叠。即，肋部80的顶面位于比凸缘12侧的第一叶片40F的端面靠转子20侧(冷却介质保持部42F侧)的位置。这样，能够更加可靠地向第一叶片40F的冷却介质保持部42F内导入冷却介质。
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13所示，连结通路31F在凸缘12的外周部的一部分开口。该开口成为连通通路31F的入口31FH。第一通路32具有：外侧第一通路32o；与外侧第一通路32o连接并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配置在比外侧第一通路32o靠输入输出轴16侧的位置。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，更具体而言，在旋转中心轴Zr方向上，向输入输出轴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朝向安装在输入输出轴16的外侧的转子20延伸，并向凸缘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33I，第二通路33的转子20侧的开口部为第二通路出口33H(参考图3、图13)。
<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的一侧的相反侧具有用于将内燃机6的输出轴6S安装在发电电动机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安装在飞轮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而流入第一通路32。流入第一通路32的冷却介质的一部分向第二通路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。从第一通路出口32H流出的冷却介质的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，从轴承安装构件70的贯通孔71向第一轴承50F及第二轴承50R的间隙流入。
优选的是，第一通路出口32H在输入输出轴16的一端部16Tp的位置开口。即，优选的是，第一通路出口32H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的连接部的位置处开口。这样，能够向输入输出轴16与液压泵7的输入轴7S之间，更具体而言，能够向输入输出轴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冷却介质。其结果是，能够有效地向轴贯通孔16IS内导入冷却介质。另外，如上所述，凸缘12的贯通孔12H所具有的鼓出部12HF将从出口32H流出的冷却介质限制成不向液压泵7侧流入，因此，能够向轴贯通孔16IS内有效地导入冷却介质。
向第一轴承50F及第二轴承50R的间隙流入的冷却介质在对第一轴承50F及第二轴承50R进行冷却及润滑之后，一部分向轴承安装构件70与肋部80之间流入。剩余的冷却介质通过转子保持架18的第一保持架构件18Li所具有的轴向贯通孔18P。向轴承安装构件70与肋部80之间流入的冷却介质在流入第一叶片40F的冷却介质保持部42F内之后，从冷却介质保持部42F的冷却介质流出孔41F流出。该冷却介质在因转子20的旋转引起的离心力的作用下，向转子20的径向外侧放出，并散布在线圈24C的线圈端部而将其冷却。将线圈端部冷却后的冷却介质汇集于油盘11P中。
通过第一保持架构件18Li所具有的轴向贯通孔18P后的冷却介质沿着转子保持架18的第三保持架构件18T流动之后，流入第二叶片40R的冷却介质保持部42R内，并从冷却介质保持部42R的冷却介质流出孔41R流出。该冷却介质在因转子20的旋转所引起的离心力的作用下向转子20的径向外侧放出，并散布在线圈24C的线圈端部而将其冷却。将线圈端部冷却后的冷却介质汇集于油盘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。该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，向连结构件15与转子保持架18之间流出。冷却介质沿着转子保持架18的第一保持架构件18Li及第三保持架构件18T向径向外侧流动之后，流入第二叶片40R的冷却介质保持部42R内，并从冷却介质保持部42R的冷却介质流出孔41R流出。该冷却介质在因转子20的旋转所引起的离心力的作用下向转子20的径向外侧放出，并散布在线圈24C的线圈端部而将其冷却。将线圈端部冷却后的冷却介质汇集于油盘11P中。
通过了第二通路33的冷却介质从第二通路出口33H流出，并朝向转子20流动。到达了转子20的冷却介质在因转子20的旋转所引起的离心力的作用下向转子20的径向外侧放出，并散布在凸缘12侧的线圈24C的线圈端部而将其冷却。将线圈端部冷却后的冷却介质在重力的作用下向下方流动而汇集于油盘11P中。汇集于油盘11P中的冷却介质从排出通路28经由未图示的过滤器、泵向图4所示的油冷器入口21输送，在此被冷却之后，从油冷器出口23通过配管25而再次从冷却介质供给口29供给。
接着，关于发电电动机的冷却结构进行说明。图14是表示本实施方式所涉及的发电电动机的冷却结构的图。如图14所示，本实施方式所涉及的发电电动机的冷却结构(以下，根据需要而称为“冷却结构”)100为向图3所示的发电电动机10的定子24的线圈24C供给冷却介质的机构。冷却结构100包括：转子保持架18；第二叶片40R。
如图14所示，在冷却结构100中，在因转子20旋转所引起的离心力的作用下，从转子保持架18的内径侧向外径侧供给的冷却介质L1通过与第三保持架构件18T面对的区域，到达第二叶片40R的冷却介质保持部42R。在冷却结构100中，到达了冷却介质保持部42R的冷却介质L2被积存于冷却介质保持部42R中。进而，在冷却结构100中，积存于冷却介质保持部42R中的冷却介质L2在因第二叶片40R连同转子20一起旋转所引起的离心力的作用下，作为冷却介质L3而从冷却介质流出孔41R向径向外侧供给。通过了冷却介质流出孔41R的冷却介质L3到达配置在第二叶片40R的径向外侧的定子24的线圈24C。由此，线圈24C被冷却介质L3冷却。
这样，在冷却结构100中，在第二叶片40R设有冷却介质保持部42R，通过冷却介质保持部42R对从轴向中心侧借助离心力被供给的冷却介质进行回收、积存，并从冷却介质流出孔41R向径向外侧供给，由此效率良好地回收从轴向中心侧借助离心力被供给的冷却介质，从而能够向定子24的线圈24C供给。例如，通过利用第二叶片40R来暂时地捕获冷却介质，由此通过冷却介质保持部42R来捕获朝向比线圈24C靠轴向外侧的区域飞出的冷却介质、即不朝向线圈24C的冷却介质，从而能够向定子24的线圈24C供给。另外，第二叶片40R由于旋转，故能够向也包含铅垂方向上侧的部分的定子24的线圈24C的整周供给冷却介质。由此，能够对定子24的线圈24C进行效率良好的冷却。
冷却结构100如本实施方式那样，使内燃机6侧的第二叶片40R形成为具备冷却介质保持部42R与冷却介质流出孔41R的结构，由此能够更为适当地获得可对定子24的线圈24C进行效率良好的冷却的效果。需要说明的是，本实施方式的冷却结构100通过使液压泵7侧的第一叶片40F也形成为同样的形状，由此能够对定子24的线圈24C进行效率良好的冷却。
在此，如图14所示，冷却结构100在旋转中心轴Zr的方向上，沿着与转子保持架18的第三保持架构件18T相比离开转子铁心17的方向形成冷却介质保持部42R的积存冷却介质的内周面(凹形状的内周面)的一部分。也就是说，冷却结构100为如下的形状，即，在冷却介质保持部42R的最远离转子铁心17的位置处，朝向径向内侧(旋转中心轴Zr)延伸的部分(凸边状且中空的圆板形状的部分、第三部分)的转子铁心侧的面与第三保持架构件18T的最远离转子铁心17的面相比，在轴向上更离开转子铁心17。另外，在冷却结构100中，冷却介质保持部42R所具有的所述圆板形状的部分的转子铁心侧的面与第三保持架构件18T的最远离转子铁心17的面的轴向上的距离W成为恒定距离以上。也就是说，冷却结构100为如下的形状，即，在从轴中心与轴向正交的方向上观察第二叶片40R的情况下，第二叶片40R的冷却介质保持部42R的积存冷却介质的内周面的一部分未被第三保持架构件18T遮掩。
这样，冷却结构100通过在轴向上形成为使在冷却介质保持部42R的最远离转子铁心17的位置处朝向径向内侧延伸的部分的转子铁心侧的面(也就是说，冷却介质保持部42R的积存冷却介质的内周面中的最远离转子铁心17的面)与第三保持架构件18T的最远离转子铁心17的面相比更离开转子铁心17的形状，由此能够通过冷却介质保持部42R来适当地捕获通过第三保持架构件18T前而从转子保持架18的中心借助离心力被供给的冷却介质。由此，能够更加可靠地捕获冷却介质，从而能够对定子24的线圈24C进行效率良好的冷却。
冷却结构100如本实施方式那样，通过形成为第二叶片40R与第三保持架构件18T的相对位置关系满足上述关系的形状，从而能够更为适当地获得可对定子24的线圈24C进行效率良好的冷却的效果。需要说明的是，本实施方式的冷却结构100的结构在于，与在第一叶片40F径向上配置在比该第一叶片40L的外周靠旋转中心轴Zr侧、转子铁心17侧的面与其他的构件(本实施方式中为转子保持架18)相接、且离开转子铁心17的方向的面敞开的特定构件(本实施方式中为传感片22)的相对位置关系也是同样地，第一叶片40F的冷却介质保持部42L的最远离转子铁心17的面与该特定构件的最远离转子铁心17的面相比更离开转子铁心17。也就是说，冷却结构100的形状为，在从轴中心与轴向正交的方向上观察第一叶片40L的情况下，第一叶片40L的冷却介质保持部42L的积存冷却介质的内周面的一部分未被特定构件遮掩。由此，第一叶片40L也能够通过冷却介质保持部42L来适当地捕获冷却介质，从而能够对定子24的线圈24C进行效率良好的冷却。
在此，发电电动机10如本实施方式那样，优选的是，第一叶片40L与上述的特定构件的相对位置关系满足上述关系，且第二叶片40R与第三保持架构件18T的相对位置关系满足上述关系，通过使第二叶片40R与第三保持架构件18T的相对位置关系满足上述关系，与不满足上述关系时相比能够获得显著的效果。
发电电动机10由于在飞轮14具备起动齿轮14G，故在飞轮14与第二叶片40R之间难以配置其他的部件。由此，在发电电动机10中，形成在飞轮14与第二叶片40R之间的空间与形成在凸缘12与第一叶片40L之间的空间相比容易变大。由此，从转子保持架18的中心借助离心力被供给的冷却介质容易向在飞轮14与第二叶片40R之间形成的空间扩展地供给，到达定子24的线圈24C的冷却介质的量容易变少。与其相对，在冷却结构100中，通过设有冷却结构100，由第二叶片40R的冷却介质保持部42R来暂时捕获从转子保持架18的中心借助离心力被供给的冷却介质，并将捕获到的冷却介质从冷却介质流出孔41R向定子24的线圈24C供给。由此，在发电电动机10中，即便形成在飞轮14与第二叶片40R之间的空间宽阔，也可抑制冷却介质向形成在飞轮14与第二叶片40R之间的空间的各种方向飞散的情况，从而能够效率良好地向定子24的线圈24C供给。
需要说明的是，在冷却结构100中，通过使第三保持架构件18T的厚度变薄，能够使距离W变大。在发电电动机10及冷却结构100中，通过使第三保持架构件18T的厚度变薄，由此能够使转子20的整体的重量变轻，从而使惯性提高。另外，在冷却结构100中，通过以第三保持架构件18T的厚度来调整距离W，从而能够使第一叶片40F与第二叶片40R的冷却介质保持部42F、42R的形状设为同一形状，同时使距离W变大。在冷却结构100中，通过使冷却介质保持部42F、42R的形状设为同一形状，也就是说，通过使第一叶片40F的第二部分44F及第三部分45F与第二叶片40R的第二部分44R及第三部分45R设为同一形状(即，第一叶片40F的端面(第二部分44F)的径向的长度及轴向的长度和在最远离转子铁心的位置处朝向径向内侧延伸的部分(第三部分45F)的径向的长度及轴向的长度与第二叶片40R的相应部分相同)，由此能够采用相同的模具来制造。通过这样将制造的模具设为相同，能够降低制造成本。需要说明的是，第一部分43F、43R在通过铸造等制造之后，通过冲裁等形成为中空的圆板状的结构。另外，冷却介质流出孔41F、41R能够通过在第二部分44F、44R由铸造等制造之后，采用机械加工开设贯通的孔而形成。
另外，在冷却结构100中，通过在第二叶片40R设有突起46R，能够使由冷却介质保持部42R捕获、积存的冷却介质适当地朝向冷却介质流出孔41R，从而能够从冷却介质流出孔41R朝向线圈24C适当地供给冷却介质。需要说明的是，第一叶片40F也是同样的。需要说明的是，第一叶片40F及冷却介质40L为了能够将冷却介质效率良好地排出，优选设有突起46R、46L，但不局限于此。第一叶片40F及冷却介质40L也可以设为不设有突起46R、46L的结构。也就是说，第一叶片40F及冷却介质40L也可以将冷却介质保持部42R、42L形成为在周向上相连的一个凹部。需要说明的是，在这种情况下，也优选冷却介质流出孔41R、41L在周向上设置多个。
另外，在冷却结构100中，通过使冷却介质流出孔41R在第二叶片40R的旋转方向上与突起46R的前侧(上游侧、旋转时先通过的一侧)相邻地形成，由此能够在因第二叶片40R旋转而冷却介质保持部42R所捕获到的冷却介质汇集的区域中形成冷却介质流出孔41R。由此，在冷却结构100中，能够将由冷却介质保持部42R捕获到的冷却介质从冷却介质流出孔41R适当地向径向外侧供给。
图15是表示将转子保持架与叶片连结的紧固要素的另一实施方式的立体图。图15所示的转子保持架18与第二叶片40R通过紧固要素119而紧固。紧固要素119埋入在形成于转子保持架18的第三保持架构件18T上的孔中。也就是说，紧固要素119配置在比第三保持架构件18T的最远离转子铁心17的面靠转子铁心17侧的位置，并将转子保持架18与第二叶片40R紧固。由此，紧固要素119能够抑制对通过与第三保持架构件18T面对的区域的冷却介质的从径向内侧向径向外侧的移动加以阻碍的情况，从而能够通过冷却介质保持部42R更为适当地捕获冷却介质。
如图14所示，转子保持架18在第三保持架构件18T的端面18TP的径向内侧具有倾斜部18S。该倾斜部18S随着在与旋转中心轴Zr平行的方向上朝向端面18TP，而离旋转中心轴Zr的距离变大。即，倾斜部18S为旋转中心轴Zr方向上的从转子保持架18内部朝向端面18TP变宽的喇叭状的部分。通过转子保持架18具有倾斜部18S，从转子保持架18的径向内侧向径向外侧供给的冷却介质L1变得容易向第二叶片40R的冷却介质保持部42R流入。由此，在冷却结构100中，朝向转子保持架18的径向外侧的冷却介质L1效率良好地汇集于第二叶片40R的冷却介质保持部42R中，并从冷却介质流出孔41R朝向线圈端部放出。这样，在转子保持架18上具有倾斜部18S的冷却结构100能够向线圈端部适当地供给冷却介质L1并将其效率良好地冷却。
【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转子保持架
18Li第一保持架构件
18Lo第二保持架构件
18T第三保持架构件
20转子
24定子
24C线圈
24I绝缘体
24K定子铁心
32第一通路
32i内侧第一通路
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
40F第一叶片
40R第二叶片
50F第一轴承
50R第二轴承
51间隔件
60突起部
70轴承安装构件
71贯通孔
80肋部
100冷却结构(发电电动机的冷却结构)
Zr旋转中心轴