DE112012000055T5

DE112012000055T5 - Isolator und Ständer und damit ausgestatteter Motor

Info

Publication number: DE112012000055T5
Application number: DE112012000055T
Authority: DE
Inventors: Yukihiko Sugimoto; Ryou Kawai; Takaaki Kimura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-05-16
Also published as: WO2012133302A1; JP2012213275A; KR101441995B1; KR20130032330A; CN102986120B; CN102986120A; JP5166566B2; US20130115064A1; US9024500B2

Abstract

Ein Isolator (21) umfasst einen Hauptkörper (21b), einen Verriegelungsbereich (21a) und einen Schlitz (S). Der Hauptkörper (21b) deckt den Bereich eines Ständerkerns (20) ab, um den eine Spule (23) herumgewickelt ist, und isoliert den Ständerkern (20) und die Spule (23). Der Verriegelungsbereich (21a) ist an dem Ende des Bereichs des Hauptkörpers (21b) vorgesehen, um den die Spule (23) herumgewickelt ist, und verriegelt die Spule (23) auf dem Hauptkörper (21b). Der Schlitz (S) ist gebildet, um die Spule (23) in einem Abschnitt des Verriegelungsbereichs (21a) auf der Seite freizulegen, auf der Kühlöl zum Kühlen der Spule (23) zur Spule (23) geleitet wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Isolator, der zwischen einem Ständerkern und einer Spule vorgesehen ist, und einen Ständer sowie einen Motor, bei dem der Isolator verwendet wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Isolatoren, die zwischen einem Ständerkern und einer Spule vorgesehen sind, wurden in der Vergangenheit in Generatoren oder anderen derartigen Motoren verwendet, um den Ständerkern gegenüber der Spule elektrisch zu isolieren.
Patentliteratur 1 beschreibt zum Beispiel eine Konfiguration eines Generatormotors mit einem Ständer, bei dem eine Spule um einen Ständerkern herumgewickelt ist und bei dem ausreichend Schmieröl zu zwei Keilverbindungsstellen an beiden Enden einer Verbindungswelle geleitet wird, die die Ausgangswelle einer Hybrid-Antriebsmaschine mit der Eingangswelle einer Hydraulikpumpe durch Keile verbindet.
Patentliteratur 2 beschreibt einen Isolator, der nach der Bewicklung mit einer Spule an den Ständerzähnen montiert werden kann und bei dem die Spule bei einer hohen Spannung gewickelt werden kann.
DOKUMENTLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung 2009-71905
Patentliteratur 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung 2007-312560

ÜBERSICHT
Bei dem vorstehend genannten Stand der Technik haben sich jedoch die folgenden Probleme gezeigt.
Bei dem Generatormotor, der in oben genannter Patentliteratur 1 beschrieben ist, wird zum Kühlen der um den Ständerkern herumgewickelten Spule durch die Drehung eines auf der Läuferseite vorgesehenen Impellers Kühlöl zu dem Ständerkern und zur Spule geleitet, indem Öl aufgenommen wird, das sich in einem Sumpf in einem Gehäuse konzentriert hat.
Wie 7 von Patentliteratur 2 zeigt, muss hier ein Teil des zwischen dem Ständerkern und der Spule vorgesehenen Isolators als Verriegelungsbereich zum Verriegeln der Spule in einer Position angeordnet werden, die höher liegt als die Wicklungshöhe der Spule, um die Spule, die um den Ständerkern gemäß Patentliteratur 1 herumgewickelt ist, am Herabfallen zu hindern.
Wenn in diesem Fall das Kühlöl durch die Drehung auf der Läuferseite zur Spule geleitet wird, wie in Patentliteratur 1, wird der an der inneren radialen Seite des Ständerkerns vorgesehene Verriegelungsbereich zu einer Barriere zwischen der Spule und der Kühlölzufuhrseite, wodurch die Wirksamkeit, mit welcher die Spule durch das Kühlöl gekühlt wird, schließlich nachlässt.
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Isolator anzugeben, mit welchem die Kühlwirkung des Kühlöls, das zu einer um einen Ständerkern herumgewickelten Spule geleitet wird, erhöht werden kann, und einen Ständer sowie einen Motor, der mit diesem Isolator ausgestattet ist.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEM
Der Isolator gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Isolator, der zwischen einem Ständerkern und einer Spule angeordnet ist, die in einem Generatormotor vorgesehen ist und zur Kühlung mit Kühlöl versorgt wird, und der die Spule gegenüber dem Ständerkern elektrisch isoliert, wobei der Isolator einen Hauptkörper, einen Verriegelungsbereich und einen Schlitz umfasst. Der Hauptkörper bedeckt den Bereich des Ständerkerns, um welchen die Spule herumgewickelt ist, und isoliert den Ständerkern und die Spule. Der Verriegelungsbereich ist an dem Ende des Bereichs des Hauptkörpers vorgesehen, um den die Spule herumgewickelt ist, und verriegelt die Spule auf dem Hauptkörper. Der Schlitz ist gebildet, um die Spule in einem Bereich (oder Abschnitt) des Verriegelungsbereichs auf der Seite freizulegen, auf der das Kühlöl zum Kühlen der Spule zur Spule geleitet wird.
Ein Schlitz, der die Spule auf der Seite freilegt, auf der das Kühlöl zugeführt wird, ist an dem zur Verriegelung der Spule auf dem Ständerkern verwendeten Verriegelungsbereich als Isolator vorgesehen, der die Spule und den Ständerkern in dem Generatormotor isoliert.
Der Schlitz ist hier an der Fläche des Verriegelungsbereichs gebildet, an der das Kühlöl zugeführt wird, so dass sich das Kühlöl problemlos direkt zur Spule leiten lässt. Wenn das Kühlöl beispielweise von der inneren radialen Seite des Generatormotors zugeführt wird, ist der Schlitz an der inneren radialen Seite vorgesehen, und wenn das Kühlöl von der äußeren radialen Seite des Generatormotors zugeführt wird, ist der Schlitz an der äußeren radialen Seite gebildet.
Normalerweise ist der Verriegelungsbereich in der axialen Richtung als ebene Fläche an dem Ende des Hauptkörpers gebildet, so dass die um den Hauptkörper des Isolators herumgewickelte Spule nicht herabfällt. Da der ebene Verriegelungsbereich in diesem Fall jedoch auf der Seite vorgesehen ist, auf der das Kühlöl zugeführt wird, wird der Verriegelungsbereich zu einer Barriere, wenn das Kühlöl direkt zur Spule geleitet wird.
Im Hinblick darauf ist bei dem Isolator gemäß vorliegender Erfindung der die Spule freilegende Schlitz auf der Seite des Verriegelungsbereichs vorgesehen, auf der das Kühlöl zugeführt wird, so dass das Kühlöl direkt zur Spule geleitet wird.
Infolgedessen wird der Verriegelungsbereich des Isolators nicht zu einer Barriere für die um den Ständerkern herumgewickelte Spule, und das Kühlöl wird direkt zur Spule geleitet, so dass die Spule durch das Kühlöl wirksamer gekühlt wird.
Der Isolator gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach dem ersten Aspekt, wobei der Schlitz in dem Verriegelungsbereich gebildet ist, der an der inneren Umfangsseite des Ständers vorgesehen ist.
Hier ist der Schlitz, der die Spule auf der Seite freilegt, auf der das Kühlöl zugeführt wird, an dem Verriegelungsbereich vorgesehen, der an der inneren Umfangsseite des Ständers angeordnet ist.
Folglich kann ein Isolator mit hoher Kühlwirkung bei einem Generatormotor angewendet werden, bei dem Kühlöl durch eine Drehung auf der Läuferseite beispielsweise von der inneren Umfangsseite des Ständers zugeführt wird.
Der Isolator gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach dem ersten oder zweiten Aspekt, wobei der Verriegelungsbereich im Wesentlichen U-förmig ist.
Hier ist das Verriegelungselement, das vorgesehen ist, um die über den Isolator um den Ständerkern herumgewickelte Spule am Herabfallen zu hindern, im Wesentlichen U-förmig.
Folglich ist in dem zentralen Bereich des Verriegelungselements ein Ausschnitt gebildet, und dieser ausgeschnittene Bereich kann als Schlitz genutzt werden.
Der Isolator gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach einem der Aspekte eins bis drei, wobei der Verriegelungsbereich an einer Position gebildet ist, die geringfügig höher liegt als die Wicklungshöhe der Spule.
Hier ist der Verriegelungsbereich bis zu einer Position vorgesehen, die geringfügig höher liegt als die Wicklungshöhe der Spule.
Folglich kann das Kühlöl durch den Verriegelungsbereich, in dem der Schlitz vorgesehen ist, direkt zur Spule geleitet werden, wodurch die Kühlleistung verbessert wird und wodurch auch verhindert wird, dass die um den Ständerkern herumgewickelte Spule herabfällt.
Der Isolator gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach einem der Aspekte eins bis vier, der durch ein erstes und ein zweites Element gebildet wird, die in der axialen Richtung des im Wesentlichen ringförmigen Ständerkerns in ein oberes und ein unteres Element unterteilt sind.
Hier hat der Isolator eine Konstruktion, die in der axialen Richtung des im Wesentlichen ringförmigen Ständerkerns in einen oberen und einen unteren Teil (erstes Element und zweites Element) unterteil ist.
Somit lässt sich der Isolator leichter anbringen, indem er hinsichtlich des Ständerkerns in der axialen Richtung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil aufgenommen wird.
Der Isolator gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach dem fünften Aspekt, wobei das erste und das zweite Element jeweils einen Stützbereich haben, der die Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite entlang der Umfangsrichtung stützt.
Hier ist die Mehrzahl von Hauptkörpern in der Umfangsrichtung über Stützbereiche zusammengefasst, so dass ein einziger Isolator verwendet werden kann, um eine Mehrzahl von Ständerzähnen abzudecken.
Folglich kann eine Mehrzahl von Ständerzähnen (beispielsweise drei), die in der radialen Richtung des Ständerkerns nach innen vorspringen, gleichzeitig abgedeckt werden. Dadurch ist die Montage wesentlich einfacher als in einem Fall, in dem immer ein Isolator an einem einzelnen Ständerzahn befestigt wird.
Der Isolator gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach dem fünften oder sechsten Aspekt, wobei ein gestufter Bereich an der Verbindungsstelle vorgesehen ist, an der das erste Element und das zweite Element zusammengefügt sind.
Hier ist ein gestufter Bereich an dem Bereich vorgesehen, an dem das erste und das zweite Element, die in ein oberes und ein unteres Element unterteilt sind, in der axialen Richtung miteinander verbunden sind.
Folglich verlängert der gestufte Bereich den Pfad, über welchen der Strom fließt, und verhindert, dass eine große Strommenge plötzlich über die Oberfläche des Isolators fließt, selbst wenn eine hohe Spannung an den Ständerkern angelegt ist.
Der Isolator gemäß dem achten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach einem der Aspekte eins bis sieben, ferner umfassend eine Drahtführung, die an der äußeren radialen Seite des Hauptkörpers vorgesehen ist und die Drähte der Spule in die gewünschte Richtung führt.
Hier werden die über den Isolator um den Ständerkern herumgewickelten Spulendrähte durch die Drahtführung, die an der äußeren radialen Seite des Hauptkörpers vorgesehen ist, in die gewünschte Richtung geführt.
Da die Drahtführung an einem Teil des Isolators vorgesehen ist, können die Spulendrähte kollektiv zu einer Strombox geführt werden.
Der Isolator gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach einem der Aspekte eins bis acht, ferner umfassend einen Stützbereich, der eine Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite entlang der Umfangsrichtung stützt, und Nuten, die in der Fläche des Stützbereichs an der inneren radialen Seite und in der Seitenfläche des Verriegelungsbereichs gebildet sind und in die Isoliermaterial zum Isolieren von benachbarten Spulen eingebracht ist.
Hier sind in einer Konfiguration, bei der eine Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite eines entlang der Umfangsrichtung angeordneten Stützbereichs gestützt ist, in der Fläche an der inneren radialen Seite des Hauptkörpers und in der Seitenfläche des Verriegelungsbereichs Nuten vorgesehen, in die ein (bei Betrachtung aus der axialen Richtung) im Wesentlichen T-förmiges Isoliermaterial eingebracht ist.
Infolgedessen lässt sich durch das Einbringen des Isoliermaterials in spezielle Nuten eine Isolierung zwischen der Mehrzahl von benachbarten Spulen sicherstellen.
Der Isolator gemäß dem zehnten Aspekt der Erfindung ist der Isolator nach einem der Aspekte eins bis neun, ferner umfassend einen Stützbereich, der eine Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite entlang der Umfangsrichtung stützt, und Rippen, die an der Fläche des Stützbereichs auf der äußeren radialen Seite gebildet sind und entlang der radialen Richtung verlaufen.
Hier sind in einer Konfiguration, bei der eine Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite eines entlang der Umfangsrichtung vorgesehenen Stützbereichs gestützt ist, entlang der radialen Richtung verlaufende Verstärkungsrippen an der Fläche des Stützbereichs auf der äußeren radialen Seite vorgesehen.
Folglich wird durch das Vorsehen von Verstärkungsrippen eine angemessene Festigkeit des Isolators auch bei einer Konfiguration sichergestellt, bei der eine Mehrzahl von Hauptkörpern über einen Stützbereich zusammengefasst ist.
Der Ständer gemäß einem elften Aspekt der Erfindung umfasst den Isolator nach einem der Aspekte eins bis zehn, einen Ständerkern, an dem Isolatoren montiert sind, und Spulen, die über die Isolatoren um den Ständerkern herumgewickelt sind.
Der Motor gemäß einem zwölften Aspekt der Erfindung umfasst den Ständer nach dem elften Aspekt, einen Läufer, der sich hinsichtlich des Ständers dreht, und eine Drehwelle, die als Drehmitte des Läufers dient.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht der Konfiguration des Generatormotors, der mit einem Ständer ausgestattet ist, der einen Isolator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst;
2 ist eine auseinandergezogene Darstellung des Generatormotors in 1;
3 ist eine Schrägansicht der Konfiguration des Ständers, der in dem Generatormotor in 1 enthalten ist;
4 ist eine Schrägansicht zur Darstellung der Lagebeziehung zwischen einer Kühlöl-Einspritzöffnung und den Spulen des Ständers in 3;
5 ist eine Schrägansicht eines ersten Elements des Isolators, der in dem Ständer in 3 enthalten ist;
6a–6c zeigen jeweils eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Vorderansicht der Konfiguration des ersten Elements in 5;
7 ist eine Schrägansicht eines zweiten Elements des in dem Ständer von 3 enthaltenen Isolators;
8a–8c zeigen jeweils eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Vorderansicht der Konfiguration des zweiten Elements in 7;
9 ist eine Schrägansicht der Führung des Spulendrahts, der über die Isolatoren um den Ständerkern herumgewickelt ist; und
10 ist eine Schrägansicht von Isolierpapier, das an den Isolatoren befestigt ist.
DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Isolator 21 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie ein mit diesem Isolator ausgestatteter Ständer 10 und Generatormotor (Motor) 1 werden nunmehr mit Bezug auf die 1 bis 10 beschrieben.
Die Richtungsangaben ”axiale Richtung”, ”radiale Richtung” und ”Umfangsrichtung” in der folgenden Beschreibung beziehen sich auf die jeweilige Richtung im Einbauzustand in dem Generatormotor 1. Insbesondere ist mit ”axiale Richtung” die axiale Richtung einer Drehwelle 14a des Läufers 14 des Generatormotors 1 (linke und rechte Richtung in 1) gemeint. Mit ”radiale Richtung” ist die radiale Richtung eines Kreises gemeint, dessen Mitte die Drehwelle 14a ist, und mit ”Umfangsrichtung” ist die Umfangsrichtung eines Kreises gemeint, dessen Mitte die Drehwelle 14a ist.
Ebenso ist in der folgenden Beschreibung ein Beispiel angegeben, bei dem der Isolator 21 eine Konfiguration aufweist, die die gesamte 360°-Peripherie umspannt und sämtliche Vorsprünge 20a abdeckt, die in einem Ständerkern 20 enthalten sind, wobei jedoch die kleinste Einheit des Isolators der vorliegenden Erfindung das erste und das zweite Element 31 und 32 alleine sein können (nachstehend erläutert).
Konfiguration des Generatormotors 1
Der Generatormotor 1 gemäß dieser Ausführungsform ist in einer Hybrid-Baumaschine (z. B. in einem Hydraulikbagger) installiert und derart angeordnet, dass er zwischen einer Hydraulikpumpe und einer Antriebsmaschine (nicht gezeigt) liegt.
Ein Hybrid-Hydraulikbagger umfasst eine Fahreinheit und eine Dreheinheit, die sich auf der Fahreinheit drehen kann. Die Dreheinheit umfasst ein Arbeitsgerät, eine Kabine, eine Gegengewicht und einen Maschinenraum. Die Dreheinheit wird durch einen elektrischen Drehmotor angetrieben, der durch elektrische Energie von einem Kondensator oder einem Generatormotor angetrieben wird. Der elektrische Drehmotor erzeugt Energie durch Regeneration während der Verzögerung der Dreheinheit, und die durch diese Energieerzeugung gewonnene Energie wird in einem Kondensator gespeichert.
Die Drehwelle 14a (siehe 2) des Generatormotors 1 ist direkt oder indirekt mit der Eingangswelle einer Hydraulikpumpe und der Ausgangswelle der Antriebsmaschine verbunden, und Energie wird durch die Drehantriebskraft der Ausgangswelle der Antriebsmaschine erzeugt. Der Generatormotor 1 ist über einen Induktor mit dem Kondensator verbunden. Wenn beispielsweise die Motordrehzahl ansteigt (bei Beschleunigung des Hydraulikbaggers), wird bei Bedarf der Generatormotor 1 mittels der in dem Kondensator gespeicherten Energie als Elektromotor eingesetzt und unterstützt die Drehung der Antriebsmaschine. Wenn die Antriebsmaschine im Leerlauf ist, erhält der Generatormotor 1 die Drehantriebskraft der Antriebsmaschine und erzeugt Energie, und die solchermaßen erzeugte elektrische Energie wird in dem Kondensator gespeichert.
Der Generatormotor 1 ist ein zwölfpoliger Dreiphasen-SR-Motor (geschalteter Reluktanzmotor) und umfasst, wie in den 1 und 2 gezeigt, den Ständer 10, ein erstes Gehäuse 11, ein Schwungrad 12, eine Kupplung 13, den Läufer 14, ein zweites Gehäuse 15 und einen Flansch 16.
Wie 2 zeigt, ist der Ständer 10 in einem Raum angeordnet, der in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 gebildet ist, die das Außenprofil des Generatormotors 1 darstellen. Wie in 3 gezeigt ist, besteht der Ständer aus einem kreisförmigen Ständerkern 20, einem Isolator 21, Spulen 23 usw. (an späterer Stelle beschrieben).
Der Ständerkern 20 wird gebildet durch das Aufeinanderschichten einer Mehrzahl von Stahlplatten, die einen kreisförmigen Jochbereich und Ständerzahnbereiche aufweisen, die entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind und in gleichen Winkelabständen in der radialen Richtung von dem Jochbereich nach innen vorspringen. Der Ständerkern 20 ist derart konfiguriert, dass er eine Mehrzahl von Vorsprüngen (Ständerzähnen) 20a umfasst, die in der radialen Richtung nach innen vorspringen. In dieser Ausführungsform wird ein Ständerkern 20 mit insgesamt sechsunddreißig Vorsprüngen 20a verwendet, um einen zwölfpoligen SR-Motor zu konfigurieren.
Ein Isolator 21 wird an jedem der Vorsprünge 20a montiert, nachdem diese mit den Spulen 23 bewickelt wurden. Die Konfiguration des Isolators 21, der an den Vorsprüngen 20a des Ständerkerns 20 montiert ist, wird an späterer Stelle im Detail erläutert.
Das erste Gehäuse 11 besteht aus Gusseisen und ist mit dem zweiten Gehäuse 15 verbunden, um einen Raum zu bilden, der den Ständer 10, den Läufer 14 usw. aufnimmt. Ein Sumpf V, der Kühlöl zum Kühlen der wärmeproduzierenden Teile des Ständers 10 (z. B. die Spulen 23) und zum Schmieren der Drehwelle 14a und eines Lagers 18 enthält, ist in dem unteren Bereich dieses Raums gebildet. Wie ebenfalls in 2 gezeigt ist, ist ein (auch als Ölzuführrohr dienendes) Ölpegeldetektorrohr 11a, das mit dem in 1 gezeigten Sumpf V in Verbindung steht, mit dem unteren Ende des ersten Gehäuses 11 verbunden.
Das in dem Sumpf V in dem ersten und in dem zweiten Gehäuse 11 und 15 enthaltene Schmieröl wird durch eine Zirkulationspumpe (nicht gezeigt) zirkuliert, gekühlt, indem es eine in dem unteren Bereich des zweiten Gehäuses 15 vorgesehene Kühlvorrichtung (z. B. einen Ölkühler 15d (siehe 2)) durchströmt, und kehrt zurück in den Raum in dem ersten und zweiten Gehäuse 11 und 15.
Das Schwungrad 12 ist auf der Ausgangswellenseite der Antriebsmaschine in dem ersten und zweiten Gehäuse 11 und 15 angeordnet, über die Kupplung 13 mit dem Läufer 14 verbunden und dreht sich in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15.
Wie 2 zeigt, ist die Kupplung 13 ein im Wesentlichen kreisförmiges Element und ist durch Bolzen an dem Schwungrad 12 befestigt. Die Kupplung 13 ist derart gestaltet, dass an der inneren radialen Seite gebildete Keile mit Außenkeilen 14aa, die an der äußeren radialen Seite der Drehwelle 14a gebildet sind, kämmen. Dadurch drehen sich das Schwungrad 12 und die Kupplung 13 zusammen mit dem Läufer 14 um die Drehwelle 14a.
Der Läufer 14 ist ein Element auf der Drehseite, das sich um die Drehwelle 14a dreht und in einem Raum an der inneren Umfangsseite des kreisförmigen Ständers 10 in dem Aufnahmeraum in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 angeordnet ist. Der Läufer 14 hat einen Halter 14b, an dessen äußerer Umfangsseite ein Läuferjoch 14d befestigt ist. Wie in 4 gezeigt ist, ist an der äußeren Umfangsfläche des Läufers 14 eine Mehrzahl von Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c vorgesehen, um Kühlöl zu den Spulen 23 zu leiten, die um den Isolator 21 auf der Seite des Ständers 10, die der Fläche an der äußeren radialen Seite gegenüberliegt, herumgewickelt sind.
Die Drehwelle 14a ist ein zylindrisches Element, das die Drehmitte des Läufers 14 bildet, und hat eine Durchgangsöffnung, die in der axialen Richtung von dem einen zu dem anderen Ende reicht. An dem auf der Antriebsmaschinenseite (linke Seite in 1) gelegenen Ende sind Außenkeile 14aa gebildet, die sich mit den innenseitigen Zähnen der Kupplung 13 ergänzen, und an dem auf der Hydraulikpumpenseite (rechte Seite in 1) gelegenen Ende sind Innenkeile 14ab gebildet, die mit der Eingangswelle auf der Hydraulikpumpenseite ineinandergreifen. Die Drehwelle 14a ist in einem Zustand festgelegt, in dem die Hälfte auf der Hydraulikpumpenseite in der axialen Richtung auf der Seite der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Teils an der Innenseite des Flansches 16 eingesetzt ist. Wie 1 zeigt, ist der Halter 14b, an dem das Läuferjoch 14d auf der Seite der äußeren Umfangsfläche befestigt ist, durch Bolzen an dem äußeren Umfangsbereich der Drehwelle 14a befestigt.
Wie 1 zeigt, ist der Halter 14b in einem Zustand, in dem die Drehwelle 14a in eine zentrale Öffnung eingesetzt ist, durch Bolzen an der Drehwelle 14a befestigt. Der Halter 14b ist ein im Wesentlichen zylinderförmiges Stahlelement mit einer Konstruktion, bei der ein Innenzylinder mit einem Außenzylinder kombiniert ist. Das Lager 18 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche dieses Innenzylinders und der inneren Umfangsfläche des Außenzylinders befestigt, und das Läuferjoch 14d ist an der äußeren Umfangsfläche des Außenzylinders befestigt.
Die Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c sind Öffnungen, die in der äußeren Umfangsfläche des Läufers 14 derart gebildet sind, dass das innerhalb und außerhalb des ersten und des zweiten Gehäuses 11 und 15 zirkulierende Kühlöl durch Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Läufers 14 erzeugt wird, in radialer Richtung nach außen verteilt wird. Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c in gleichen Winkelabständen in der axialen Richtung an beiden Endbereichen an der äußeren Umfangsfläche des Läufers 14 vorgesehen. Die Kühlöl-Einspritzöffnungen sind auch derart angeordnet, dass die über den Isolator 21 um die Mehrzahl von Vorsprüngen 20a des Ständerkerns 20 herumgewickelten Spulen 23 an der inneren Umfangsfläche auf der Seite des Ständers 10, die den Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c gegenüberliegt freigelegt werden (siehe 4).
Das Läuferjoch 14d ist eine Konstruktion, die aus einer Mehrzahl von lamellenförmigen Stahlplatten (magnetischen Stahlplatten) besteht und die, wie in 1 gezeigt ist, mit Bolzen an der äußeren Umfangsfläche des Halters 14b befestigt ist, und hat eine Mehrzahl von Induktoren (nicht gezeigt), die in gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung an der äußeren Umfangsflächenseite eines kreisförmigen Hauptkörpers vorgesehen sind. Das Läuferjoch 14d ist derart gehalten, dass es zwischen Aluminiumflügeln 14e aufgenommen wird, die auf der Seite der Antriebsmaschine 2 und auf der Seite der Hydraulikpumpe 4 vorgesehen sind. Durchgangsöffnungen (die Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c), die sich in der radialen Richtung nach außen öffnen, sind in den äußeren Umfangsflächen der Flügel 14e gebildet. Wenn sich der Läufer 14 dreht, wird Kühlöl durch diese Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c auf die Spulen 23 gesprüht, die in der radialen Richtung an der Außenseite angeordnet sind. Diese Flügel 14e müssen nicht vorgesehen sein, wenn das Läuferjoch 14d zum Beispiel durch Ausnehmungen gehalten werden kann, die in dem Halter 14b gebildet sind.
Das zweite Gehäuse 15 ist ein Gusseisenelement, ist auf der Hydraulikpumpenseite (rechte Seite in 1) des Generatormotors 1 vorgesehen und bildet zusammen mit dem ersten Gehäuse 11 einen Aufnahmeraum für die Aufnahme des Schwungrads 12, der Kupplung 13, des Läufers 14 und des Ständers 10. Das zweite Gehäuse 15 hat einen Ölkühler 15d zum Kühlen des Kühlöls. Der Auslass an dem Ölkühler 15d ist mit einem Kühlölrohr 15a verbunden, um Kühlöl nach oben zu dem oberen Bereich in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 zu leiten. Eine Strombox 17, die über den Isolator 21 etc. mit den um die Vorsprünge 20a des Ständerkerns 20 herumgewickelten Drähten der Spulen 23 verbunden ist, ist an der Schulter des zweiten Gehäuses 15 befestigt.
Das in dem Sumpf V enthaltene Kühlöl fließt durch ein Rohr (nicht dargestellt), ein Filter (nicht dargestellt) und eine Zirkulationspumpe und wird zu dem Einlass des Ölkühlers 15d geleitet, der an dem unteren Teil des zweiten Gehäuses 15 vorgesehen ist. Das mit dem Auslass des Ölkühlers 15d verbundene Kühlölrohr 15a ist mit dem oberen Verbindungsbereich des zweiten Gehäuses 15 verbunden, wie in 2 gezeigt, um aus dem Sumpf V aufgenommenes Kühlöl zu dem oberen Bereich des Raums zu leiten, der in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 gebildet ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Flansch 16 ein scheibenförmiges Element, das koaxial zur Drehwelle 14a angeordnet ist, und in seinem Inneren ist ein Kühlölpfad 16a gebildet, der das durch das Kühlölrohr 15a geleitete Kühlöl zu den gewünschten Bereichen des oberen Abschnitts des zweiten Gehäuses 15 lenkt. Der Flansch 16 ist durch eine Mehrzahl von Bolzen an der Hydraulikpumpenseite des zweiten Gehäuses 15 befestigt. Der Flansch 16 hat eine im Wesentlichen zylinderförmige Lagerstütze 16e, die in der axialen Richtung von einer im Wesentlichen scheibenförmigen Fläche vorspringt. Die Lagerstütze 16e stützt das Lager 18 auf der Seite der im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfangsfläche.
Der Kühlölpfad 16a leitet Kühlöl, das von dem oberen Raum in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 zugeströmt ist, zu dem Lager 18, den Keilen (Verbindungsbereichen) und so weiter, die sich mit den Elementen auf der stationären Seite und mit den Elementen auf der Drehseite in Kontakt befinden. Deshalb wird stets eine ausreichende Menge an Schmieröl zu dem Lager 18, den Keilen (Verbindungsbereichen) und so weiter geleitet.
Hier wird das Kühlöl, das während der Drehung des Läufers 14 aus den Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c in der radialen Richtung nach außen versprüht wird, aus dem Sumpf V, der in dem unteren Teil des in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 gebildeten Raums vorgesehen ist, in den oberen Teil geleitet. Dann wird das Kühlöl von dem oberen Teil des Raums in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 entlang des in dem Flansch 16 gebildeten Kühlölpfads 16a zu dem äußeren Umfangsbereich der Drehwelle 14a und zu dem Lager 18 geleitet. Danach bewegt sich das Kühlöl unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Läufers 14 erzeugt wird, in der radialen Richtung des Läufers 14 nach außen und wird über die Kühlöl-Eispritzöffnungen 14c den Spulen 23 auf der Seite der Hydraulikpumpe zugeführt, die in der radialen Richtung an der Außenseite angeordnet ist. Das Kühlöl, das in der radialen Richtung des Läufers 14 nach außen versprüht wird, bewegt sich nach unten durch das erste und das zweite Gehäuse 11 und 15 und zurück zu dem Sumpf V.
Das Kühlöl bewegt sich auch durch eine Durchgangsöffnung an der Innenseite der Drehwelle 14a und schmiert und kühlt die Keile auf der Antriebsmaschinenseite. Danach bewegt sich das Kühlöl unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft, die während der Drehung der Elemente auf der Drehseite erzeugt wird, in der radialen Richtung nach außen und wird auch zum Kühlen der Spulen 23 auf der Antriebsmaschinenseite verwendet.
Isolator 21
Der Isolator 21, der in dem Generatormotor 1 verwendet wird, ist in dieser Ausführungsform durch ein Spritzgussverfahren aus PPS-Harz (Polyphenylensulfidharz) hergestellt und verfügt über eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Formbarkeit. Der Isolator 21 ist in der Umfangsrichtung in zwölf Teile unterteilt und in der axialen Richtung in zwei Teile oben und unten, wobei jeweils zwölf der ersten Elemente 31 (siehe 5) und der zweiten Elemente 32 (siehe 7) zusammengefügt sind. Das heißt, die ersten und die zweiten Elemente 31 und 32 bilden integral jeweils drei Hauptkörper 21b, um drei Vorsprünge 20a gleichzeitig abzudecken.
Die ersten und die zweiten Elemente 31 und 32 sind jeweils derart befestigt, dass sie die Vorsprünge 20a des Ständerkerns 20 von oben und unten zwischen sich aufnehmen. Die Spulen 23 sind um den durch die ersten und die zweiten Elemente 31 und 32 abgedeckten Umfangsbereich der Vorsprünge 20a herumgewickelt. Dies ermöglicht eine elektrische Isolierung des Ständerkerns 20 gegenüber den Spulen 23.
Erste Elemente 31
Die ersten Elemente 31 sind auf der Hydraulikpumpenseite des Isolators 21 angeordnet, wenn dieser in einem an dem Ständerkern 20 montierten Zustand in dem Generatormotor 1 installiert ist, und sie umfassen, wie in 5 gezeigt, Hauptkörper 21b, einen Stützbereich 21c, Drahtführungen 21d und Nuten 22a und 22b.
Verriegelungsbereiche 21a sind in der radialen Richtung (innere Umfangsseite) des kreisförmigen Isolators 21 am weitesten nach innen angeordnet und derart ausgebildet, dass sie in der axialen Richtung an den in der radialen Richtung der Hauptkörper 21b, um die die Spulen 23 herumgewickelt sind, liegenden Enden nach oben und nach unten vorspringen. Wie in 4 gezeigt ist, sind die Verriegelungsbereiche 21a bis zu Positionen gebildet, die geringfügig höher liegen als die Wicklungshöhe der Spulen 23, und verriegeln die um die Hauptkörper 21b herumgewickelten Spulen 23, so dass sie nicht herabfallen. Wie in 5 gezeigt ist, sind die Verriegelungsbereiche 21a bei Betrachtung in der radialen Richtung von innen im Wesentlichen U-förmig. Die Verriegelungsbereiche 21a bilden daher einen Schlitz, der den gewickelten Bereich der Spulen 23 in der radialen Richtung zur Innenseite freilegt. Die Schlitze S sind in der Richtung angeordnet, in der das Schmieröl verteilt wird, d. h. der Mehrzahl von Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c gegenüberliegend, die in den äußeren Umfangsflächen der kreisförmigen Flügel 14e gebildet sind, die derart angeordnet sind, dass sie den Halter 14b zwischen sich aufnehmen.
Wie 5 zeigt, sind die Hauptkörper 21b Elemente mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, die die Vorsprünge 20a des Ständerkerns 20 bedecken, und wenn die ersten und die zweiten Elemente 31 und 32 zusammengefügt werden, entsteht ein Innenraum für die Aufnahme der Vorsprünge 20a. Drei Hauptkörper 21b werden durch den Stützbereich 21c zusammengefasst und springen in der radialen Richtung jeweils nach innen vor.
Der Stützbereich 21c ist eine gekrümmte Fläche, die zusammengefasst drei Hauptkörper 21b stützt und die, wie in 6b gezeigt, in der radialen Richtung der Hauptkörper 21b an der Außenseite vorgesehen ist. Wie 5 zeigt, hat der Stützbereich 21c erste Nuten 21ca, zweite Nuten 21cb und dritte Nuten 21cc, die entlang der axialen Richtung an dem Ende gebildet sind, das der Seite gegenüberliegt, auf der sich das zweite Element 32 anschließt (die Hydraulikpumpenseite in der axialen Richtung in 1).
Wie in 6c gezeigt ist, sind die ersten Nuten 21ca in der axialen Richtung tiefer als die zweiten und dritten Nuten 21cb und 21cc und führen den aus der Spule 23 herausgezogenen Draht (z. B. einen A-Phasendraht 23a) zu einer Führungsnut 21da der Drahtführung 21d.
Wie in 6c gezeigt ist, haben die zweiten Nuten 21cb in der axialen Richtung eine Tiefe, die zwischen jener der ersten und der dritten Nuten 21ca und 21cc liegt, und führen den aus der Spule 23 herausgezogenen Draht (z. B. einen B-Phasendraht 23b) zu einer Führungsnut 21db der Drahtführung 21d.
Wie in 6c gezeigt ist, haben die dritten Nuten 21cc in der axialen Richtung eine Tiefe, die geringer als die der ersten und der zweiten Nuten 21ca und 21cb ist, und führen den aus der Spule 23 herausgezogenen Draht (z. B. einen C-Phasendraht 23c) zu einer Führungsnut 21dc der Drahtführung 21d.
Die Drahtführung 21d ist entlang der Umfangsrichtung in der Fläche des Stützbereichs 21c gebildet, der in der axialen Richtung auf der Außenseite liegt, und hat die Führungsnuten 21 da bis 21dc, die drei Phasen eines Spulendrahts (den A-Phasendraht 23a, den B-Phasendraht 23b und den C-Phasendraht 23c) getrennt führen. Wie 1 zeigt, ist die Drahtführung 21d in einer Orientierung angeordnet, in der sie in einem an dem Generatormotor 1 befestigten Zustand des Isolators 21 in der axialen Richtung zur Hydraulikpumpenseite (rechte Seite in 1) vorspringt. Infolgedessen wird die Drehung des Schwungrads 12 durch den vorspringenden Teil des Isolators 21 nicht beeinträchtigt.
Wie die 6a und 6c zeigen, sind die Führungsnuten 21 da bis 21dc entlang der Umfangsrichtung in der Reihenfolge der Führungsnuten 21da, 21db und 21dc von der Seite des Hauptkörpers 21b in Richtung auf das Ende in der axialen Richtung angeordnet.
Wie 9 zeigt, wird beim Wickeln der Spule 23 um den Hauptkörper 21b die Phase des Spulendrahts, der als erster gewickelt wird (z. B. der A-Phasendraht 23a), durch die Führungsnut 21da über die ersten Nuten 21ca geführt. Die Führungsnut 21da führt dann den A-Phasendraht 23a in der Umfangsrichtung gegen den Uhrzeigersinn zu den drei benachbarten Hauptkörpern 21b. Folglich wird der A-Phasendraht 23a um jeden dritten Hauptkörper 21b, der entlang der Umfangsrichtung angeordnet ist, herumgewickelt.
Wie 9 zeigt, führt die Führungsnut 21db den Draht der Phase (z. B. den B-Phasendraht 23b), der um den Hauptkörper 21b herumgewickelt ist, der in Uhrzeigerrichtung an den Hauptkörper 21b angrenzt, um den der A-Phasendraht 23a herumgewickelt ist, über die zweiten Führungsnuten 21cb. Folglich wird der B-Phasendraht 23b um jeden dritten Hauptkörper 21b herumgewickelt, der entlang der Umfangsrichtung angeordnet ist.
Wie 9 zeigt, führt die Führungsnut 21dc den Draht der Phase (z. B. den C-Phasendraht 23c), der um den Hauptkörper 21b herumgewickelt ist, der in Uhrzeigerrichtung an den Hauptkörper 21b angrenzt, um den der B-Phasendraht 23b herumgewickelt wurde, über die dritten Nuten 21cc. Folglich wird der C-Phasendraht 23c um jeden dritten Hauptkörper 21b herumgewickelt, der entlang der Umfangsrichtung angeordnet ist.
Hier trennen die Führungsnuten 21da, 21db und 21dc, die zur Führung der Spulendrähte zu der Fläche an der äußeren Umfangsseite des Isolators 21 vorgesehen sind, die drei Phasen des Spulendrahts und führen sie in der Umfangsrichtung. Die Führungsnuten 21da, 21db und 21dc sind in der axialen Richtung in drei Stufen angeordnet. Die erste, die zweite und die dritte Führungsnut 21ca, 21cb und 21cc sind derart gebildet, dass in der axialen Richtung drei unterschiedliche Nuttiefen gegeben sind, um die Spulendrähte zu diesen Stufen zu führen. Eine Minimierung der Tiefe der ersten bis dritten Nut 21ca bis 21cc, die in der axialen Richtung gebildet sind, gewährleistet eine gute Steifigkeit des gesamten Isolators 21 und verhindert einen Bruch des Isolators 21 durch seine Beanspruchung während des Wickelns der Spulen.
Wie in 6a zeigt, sind die gestuften Bereiche 21f an dem Ende auf der Seite gebildet, das in der axialen Richtung mit dem zweiten Element 32 verbunden ist, und wenn die ersten Elemente 31 und die zweiten Elemente 32 zusammengefügt werden, fügen sich die gestuften Bereiche 21f der ersten Elemente 31 und der zweiten Elemente 32 aneinander. Deshalb kann selbst bei Anliegen einer hohen Spannung an der Oberfläche des Isolators verhindert werden, dass Strom direkt in der axialen Richtung fließt.
Die Nuten 22a sind in der axialen Richtung zwischen den Hauptkörpern 21b an der Fläche an der inneren Umfangsseite der Stützbereiche 21c gebildet.
Die Nuten 22b sind einander gegenüberliegend zwischen einander benachbarten Verriegelungsbereichen 21a gebildet und sind in der Umfangsrichtung an den Seitenflächenbereichen der Verriegelungsbereiche 21a gebildet.
Isolierpapier (Isoliermaterial) 40 (siehe 3), das bei Betrachtung von oben T-förmig ist, ist in der axialen Richtung in die Nuten 22a und 22b eingebracht. Benachbarte Spulen 23 können infolgedessen einfach isoliert werden, so dass zwischen den Spulen 23, die um einander benachbarte Hauptkörper 21b herumgewickelt sind, keine direkte elektrische Verbindung entsteht.
Wie 10 zeigt, hat das Isolierpapier 40 einen Sperrbereich 40, der eine Sperre zwischen den um benachbarte Hauptkörper 21b herumgewickelten Spulen 23 bildet, und gebogene Bereiche 42a und 42b die durch ein Umbiegen der oberen Hälfte des Endes des Sperrbereichs 41 an der Innenseite in der radialen Richtung nach links und durch ein Umbiegen der unteren Hälfte nach rechts gebildet werden. Folglich ist das Isolierpapier 40 bei Betrachtung in der axialen Richtung T-förmig. Dadurch kann das Isolierpapier 40 in dem Spalt zwischen den Hauptkörpern 21b des Isolators 21 gehalten werden, indem die gebogenen Bereiche 41a und 42b in die Nut 22b und das Ende des Sperrbereichs 41 auf der gegenüberliegenden Seite der gebogenen Bereiche 42a und 42b in die Nut 22a eingesetzt werden.
Zweite Elemente 32
Die zweiten Elemente 32 werden mit den vorgenannten ersten Elementen 31 zu dem Isolator 21 zusammengefügt und umfassen, wie in 7 gezeigt ist, Verriegelungsbereiche 21, Hauptkörper 21b, einen Stützbereich 21c, Rippen 21e und gestufte Bereiche 21f. Die zweiten Elemente 32 unterscheiden sich von den vorgenannten ersten Elementen 31 dadurch, dass sie die Rippen 21e aufweisen und keine Drahtführung 21d haben. Teile also, die funktionsgleich sind mit Teilen der ersten Elemente (die Verriegelungsbereiche 21a, die Hauptkörper 21b, der Stützbereich 21c und die gestuften Bereiche 21f) werden nicht erneut beschrieben.
In einem Zustand, in dem die ersten und die zweiten Elemente 31 und 32 zusammengefügt sind, sind die Verriegelungsbereiche 21a, wie in 8c gezeigt, derart angeordnet, dass sie in die zur Richtung der Verriegelungsbereiche 21a auf der Seite der ersten Elemente 31 entgegengesetzte Richtung vorspringen.
Wie 8b zeigt, schließen sich die Rippen 21e an die Fläche des Stützbereichs 21c an, die in der axialen Richtung verläuft, und an die Fläche, die in der Umfangsrichtung verläuft (wobei diese Flächen senkrecht zueinander angeordnet sind). Folglich verstärken die Rippen 21e den Stützbereich 21c und erhöhen die Festigkeit der zweiten Elemente 32. Die Rippen 21e sind vorzugsweise an Positionen auf der Rückseite der Fläche des Stützbereichs 21c angeordnet, an denen der Raum gebildet ist, in den das Isolierpapier 40 eingebracht wird.
Merkmale
Wie 4 zeigt, sind bei dem Isolator 21 dieser Ausführungsform die Schlitze S, die die um die Hauptkörper 21b herumgewickelten Spulen 23 freilegen, an der Fläche der Verriegelungsbereiche 21a vorgesehen, die den Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c gegenüberliegen, aus denen Kühlöl eingespritzt wird, während sich der Läufer 14 dreht.
Deshalb kann das Kühlöl direkt zu den Spulen 23 geleitet werden, so dass die um die Hauptkörper 21b herumgewickelten Spulen 23 wirksamer gekühlt werden können, auch wenn durch den Generatormotor 1 eine große Menge an Wärme erzeugt wird.
Weitere Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt oder durch diese Ausführungsform eingeschränkt. Verschiedene Modifikationen sind möglich, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
(A)
In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem das Kühlöl von den Kühlöl-Einspritzöffnungen 14c des Läufers 14 an der inneren radialen Seite des Ständerkerns 20 durch die Schlitze S in dem Isolator 21 zu den Spulen 23 geleitet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Bei einer Konfiguration zum Beispiel, bei der das Kühlöl von der äußeren radialen Seite des Ständerkerns zugeführt wird, können die Schlitze für die Freilegung der Spulen an der äußeren Umfangsfläche des Isolators vorgesehen sein.
Auch hier lässt sich der gleiche Effekt wie oben beschrieben erzielen, nämlich eine wirksamere Kühlung der Spulen, da das Kühlöl auf effizientere Weise zu den Spulen geleitet werden kann.
(B)
In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem im Wesentlichen U-förmige Elemente, in deren zentralen Bereichen die Schlitze S gebildet sind, als Verriegelungsbereiche 21a verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel kann als Verriegelungselement ein I-förmiges Element verwendet werden. In diesem Fall müssen die Öffnungen für die Freilegung der Spulen möglichst an der Fläche auf der Seite vorgesehen werden, auf der das Kühlöl zugeführt wird. Wenn ein I-förmiges Element als Verriegelungselement verwendet wird, sollte deshalb vorzugsweise ein I-förmiges Element vorgesehen werden, das in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers möglichst nahe an dem Ende oder an dem zentralen Bereich des Isolators liegt.
Auch müssen die Öffnungen, die für die Freilegung der Spulen in den Verriegelungselementen vorgesehen sind, keine ausgeschnittene Form aufweisen, wie vorstehend erläutert, sondern können stattdessen Löcher sein.
(C)
In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der Isolator 21, der aus den ersten und den zweiten Elementen 31 und 32 zusammengesetzt ist, die in der axialen Richtung in obere und untere Elemente unterteilt sind, verwendet wird und derart montiert ist, dass er drei der Vorsprünge 20a des Ständers 20 zusammen von oben und von unten abdeckt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann pro Vorsprung ein Isolator montiert sein, oder es kann ein Isolator montiert sein, der zwei oder vier oder mehr Vorsprünge abdeckt.
Wenn anderenfalls pro Vorsprung ein Isolator montiert ist, muss keine geteilte Konstruktion verwendet werden. Stattdessen kann ein einteiliger Isolator verwendet werden, der in der radialen Richtung von der Innenseite montiert wird.
(D)
In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der Generatormotor 1 etc. der vorliegenden Erfindung in einem Hybrid-Hydraulikbagger eingebaut ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung bei einem Generatormotor angewendet werden, der in einem Hybrid-Radlader, in einem Bulldozer oder dergleichen Baumaschine oder in einem Hybridfahrzeug oder dergleichen eingebaut ist, und ebenso bei Isolatoren, die in diesen Generatoren enthalten sind.
Ferner kann die vorliegende Erfindung nicht nur bei dem vorstehend beschriebenen Generatormotor angewendet werden, sondern auch bei PM-Motoren (Permanentmagnetmotoren) und anderen derartigen Generatormotoren und bei Motoren, die in elektrischen Baumaschinen verwendet werden, die keine Brennkraftmaschine haben, sondern durch einen Kondensator angetrieben werden, sowie bei Isolatoren, die in solchen Maschinen vorgesehen sind.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Bei dem erfindungsgemäßen Isolator wird die Kühlleistung des Kühlöls erhöht, das den um den Ständerkern herumgewickelten Spulen zugeführt wird. Aus diesem Grund ist die Erfindung weitgehend bei Isolatoren anwendbar, die mit Spulen bewickelt sind, die durch Kühlöl in den Gehäusen der Generatormotoren usw. gekühlt werden.
Bezugszeichenliste

1: Generatormotor (Motor)
10: Ständer
11: erstes Gehäuse
118: Ölpegel-Detektorrohr
12: Schwungrad
13: Kupplung
14: Läufer
14a: Drehwelle
14aa: Außenkeil
14ab: Innenkeil
14b: Halter
14c: Kühlöl-Einspritzöffnung
14d: Läuferjoch
14e: Flügel
15: zweites Gehäuse
15a: Kühlölrohr
15d: Ölkühler
16: Flansch
16a: Kühlölpfad
16e: Lagerstütze
17: Strombox
18: Lager
20: Ständerkern
20a: Vorsprung (Ständerzahn)
21: Isolator
21a: Verriegelungsbereich
21b: Hauptkörper
21c: Stützbereich
21ca: erste Nut
21cb: zweite Nut
21cc: dritte Nut
21d: Drahtführung
21da bis 21da: Führungsnuten
21e: Rippe
21f: gestufter Bereich
22a: Nut
22b: Nut
23: Spule
23a: A-Phasendraht
23b: B-Phasendraht
23c: C-Phasendraht
31: erstes Element
32: zweites Element
40: Isolierpapier (Isoliermaterial)
41: Sperrbereich
42a, 42b: gebogener Bereich
S: Schlitz
V: Sumpf

Claims

Isolator, der zwischen einem Ständerkern und einer Spule, die in einem Generatormotor installiert sind, der zum Kühlen der Spule mit Kühlöl versorgt wird, angeordnet ist und die Spule gegenüber dem Ständerkern elektrisch isoliert, wobei der Isolator umfasst: einen Hauptkörper, der den Bereich des Ständerkerns abdeckt, um den die Spule herumgewickelt ist, und der den Ständerkern und die Spule isoliert; einen Verriegelungsbereich, der an dem Ende des Bereichs des Hauptkörpers vorgesehen ist, um den die Spule herumgewickelt ist, und der die Spule auf dem Hauptkörper verriegelt; und einen Schlitz, der gebildet ist, um die Spule in einem Bereich des Verriegelungsbereichs auf der Seite freizulegen, auf der Kühlöl zum Kühlen der Spule zur Spule geleitet wird.
Isolator nach Anspruch 1, wobei der Schlitz in dem Verriegelungsbereich gebildet ist, der an der inneren Umfangsseite des Ständers angeordnet ist.
Isolator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verriegelungsbereich im Wesentlichen U-förmig ist.
Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verriegelungsbereich an einer Position gebildet ist, die geringfügig höher liegt als die Wicklungshöhe der Spule.
Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der gebildet ist durch erste und zweite Elemente, die in der axialen Richtung des im Wesentlichen ringförmigen Ständerkerns in obere und untere unterteilt sind.
Isolator nach Anspruch 5, wobei die ersten und die zweiten Elemente jeweils einen Stützbereich haben, der eine Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite entlang der der Umfangsrichtung stützt.
Isolator nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein gestufter Bereich an der Verbindungsstelle vorgesehen ist, an der das erste Element und das zweite Element zusammengefügt sind.
Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine Drahtführung, die an der äußeren radialen Seite des Hauptkörpers vorgesehen ist und die Spulendrähte in die gewünschte Richtung führt.
Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: einen Stützbereich, der eine Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite entlang der Umfangsrichtung stützt; und Nuten, die in der inneren radialen Seitenfläche des Stützbereichs und in der Seitenfläche des Verriegelungsbereichs gebildet sind und in die Isoliermaterial zum Isolieren benachbarter Spulen eingebracht ist.
Isolator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend: einen Stützbereich, der eine Mehrzahl von Hauptkörpern an der inneren radialen Seite entlang der Umfangsrichtung stützt; und Rippen, die an der Fläche des Stützbereichs an der äußeren radialen Seite gebildet sind und entlang der radialen Richtung verlaufen.
Ständer eines Motors, umfassend: den Isolator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; einen Ständerkern, an dem die Isolatoren montiert sind; und Spulen, die über die Isolatoren um die Ständerkerne herumgewickelt sind.
Motor, umfassend: den Ständer gemäß Anspruch 11; einen Läufer, der sich hinsichtlich des Ständers dreht; und eine Drehwelle, die als Drehmitte des Läufers dient.