KR101278825B1 - 발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기 - Google Patents

발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기 Download PDF

Info

Publication number
KR101278825B1
KR101278825B1 KR1020127029998A KR20127029998A KR101278825B1 KR 101278825 B1 KR101278825 B1 KR 101278825B1 KR 1020127029998 A KR1020127029998 A KR 1020127029998A KR 20127029998 A KR20127029998 A KR 20127029998A KR 101278825 B1 KR101278825 B1 KR 101278825B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
passage
input
output shaft
power generation
cooling medium
Prior art date
Application number
KR1020127029998A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120135348A (ko
Inventor
고우이치 와타나베
고우야 이이즈카
다카오 나가노
Original Assignee
가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Publication of KR20120135348A publication Critical patent/KR20120135348A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101278825B1 publication Critical patent/KR101278825B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/40Working vehicles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2205/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to casings, enclosures, supports
    • H02K2205/09Machines characterised by drain passages or by venting, breathing or pressure compensating means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1815Rotary generators structurally associated with reciprocating piston engines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

발전 전동기의 하우징의 일단부에 배치되는 단부측 부재에 형성되어, 상기 하우징의 내부에 격납되는 입출력 샤프트의 회전 중심축을 향하여 연장되어 상기 입출력 샤프트측으로 개구되고, 또한 도중에 스로틀부를 갖는 제 1 통로와, 상기 단부측 부재에 형성되어, 상기 스로틀부보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측의 위치에서 상기 제 1 통로로부터 분기된 후 상기 입출력 샤프트의 외측에 장착되는 로터를 향하여 연장되어, 상기 로터측으로 개구되는 제 2 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 전동기의 냉각 구조.

Description

발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기{GENERATOR MOTOR COOLING STRUCTURE AND GENERATOR MOTOR}
본 발명은 발전 전동기를 냉각 매체로 냉각시키는 것에 관한 것이다.
발전 전동기는 여러 가지 용도로 사용되는데, 스테이터가 갖는 코일의 주울 발열 및 로터 코어의 와전류 손실 및 히스테리시스 손실 등에 의해 발열한다. 발전 전동기를 냉각시키기 위해, 예를 들어, 윤활유와 냉각유를 겸한 오일 등의 냉각 매체를 이용하여 발전 전동기를 냉각시키는 기술이 기재되어 있다 (특허문헌 1).
일본 공개특허공보 2009-71905호
오일 등의 냉각 매체를 이용하여 발전 전동기를 냉각시키는 경우, 발전 전동기 내에 있어서의 냉각 매체의 통로를 흐르는 냉각 매체의 유량에 편차가 생김으로 인해, 냉각 대상이 되는 부분의 냉각 상태에 편차가 발생할 우려가 있다. 특허문헌 1 에는 냉각의 언밸런스에 대해서는 언급되어 있지 않아 개선의 여지가 있다. 본 발명은 냉각 매체로 발전 전동기를 냉각시킴에 있어서, 냉각 상태의 편차를 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 발전 전동기의 하우징의 일단부에 배치되는 단부측 부재에 형성되어, 상기 하우징의 내부에 격납되는 입출력 샤프트의 회전 중심축을 향하여 연장되어 상기 입출력 샤프트측으로 개구되고, 또한 도중에 스로틀부를 갖는 제 1 통로와, 상기 단부측 부재에 형성되어, 상기 스로틀부보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측의 위치에서 상기 제 1 통로로부터 분기된 후 상기 입출력 샤프트의 외측에 장착되는 로터를 향하여 연장되어, 상기 로터측으로 개구되는 제 2 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 전동기의 냉각 구조이다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트측의 내측 제 1 통로와, 상기 내측 제 1 통로보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측에 배치되고, 또한 상기 내측 제 1 통로보다 내경이 큰 외측 제 1 통로를 갖고, 상기 내측 제 1 통로와 상기 외측 제 1 통로 사이가 상기 스로틀부가 되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트의 일단부의 위치에 개구되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 단부측 부재는, 상기 입출력 샤프트에 동력 전달 부재를 장착하기 위한 관통공과, 상기 관통공의 내주부로부터 상기 회전 중심축을 향하여, 상기 입출력 샤프트의 일단부와 중첩되지 않도록, 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 도중 위치까지 연장되는 장출부 (張出部) 를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 발전 전동기의 냉각 구조를 갖는 발전 전동기이다.
본 발명에 있어서, 상기 발전 전동기는, 상기 입출력 샤프트의 일단에 동력 발생원의 출력 샤프트가 접속되고, 타단에 상기 동력 발생원의 동력에 의해 구동되는 구동 대상의 입력 샤프트가 접속되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트와 상기 구동 대상의 입력축의 접속부의 위치에 개구되는 것이 바람직하다.
본 발명은 내연 기관과 유압 펌프 사이에 형성되어 상기 내연 기관의 동력을 상기 유압 펌프에 전달함과 함께 전력을 발생시키는 발전 전동기로서, 상기 발전 전동기의 하우징의 일단부에 배치되는 단부측 부재에 형성되어, 상기 하우징의 내부에 격납되는 입출력 샤프트의 회전 중심축을 향하여 연장되어 상기 입출력 샤프트측으로 개구되고, 또한 도중에 스로틀부를 갖는 제 1 통로와, 상기 스로틀부보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측의 위치에서 상기 제 1 통로로부터 분기된 후 상기 입출력 샤프트의 외측에 장착되는 로터를 향하여 연장되어, 상기 로터측으로 개구되는 제 2 통로를 포함하고, 상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트측의 내측 제 1 통로와, 상기 내측 제 1 통로보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측에 배치되고, 또한 상기 내측 제 1 통로보다 내경이 큰 외측 제 1 통로를 갖고, 상기 제 2 통로는, 상기 외측 제 1 통로로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 발전 전동기이다.
본 발명은 냉각 매체로 발전 전동기를 냉각시킴에 있어서, 냉각 상태의 편차를 억제할 수 있다.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기를 사용한 하이브리드 유압 쇼벨을 나타내는 측면도이다.
도 2 는 도 1 의 A-A 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 3 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 단면도이다.
도 4 는 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 분해도이다.
도 5 는 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 입출력 샤프트, 로터 및 플랜지의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 로터 코어의 사시도이다.
도 7 은 로터 코어에 장착되는 블레이드를 나타내는 사시도이다.
도 8 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 스테이터의 정면도이다.
도 9 는 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 제 1 하우징의 사시도이다.
도 10 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 플랜지의 사시도이다.
도 11 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 냉각 구조를 나타내는 도면이다.
도 12 는 본 실시형태의 변형예에 관련된 발전 전동기의 냉각 구조를 나타내는 도면이다.
도 13 은 본 실시형태의 변형예에 관련된 발전 전동기의 냉각 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태 (실시형태) 에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소는 적절히 조합할 수 있다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소의 여러 가지 생략, 치환 또는 변경할 수 있다.
<하이브리드 유압 쇼벨>
도 1 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기를 사용한 하이브리드 유압 쇼벨을 나타내는 측면도이다. 도 2 는 도 1 의 A-A 화살표 방향에서 본 도면이다. 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 은, 내연 기관에 의해 발전 전동기를 구동시켜 전력을 발생시키고, 상기 전력에 의해 전동기를 구동시켜 상부 선회체를 선회시키거나, 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 의 보기류를 구동시키거나 하는, 이른바 하이브리드 방식의 건설 차량이다.
하이브리드 유압 쇼벨 (1) 은, 좌우 1 쌍의 크롤러 (2C) 를 갖는 하부 주행체 (2) 와, 상부 선회체 (3) 와, 붐 (4a), 아암 (4b) 및 버킷 (4c) 을 포함함과 함께 상부 선회체 (3) 에 장착된 작업기 (4) 와, 하부 주행체 (2) 와 상부 선회체 (3) 를 연결하는 스윙 써클 (5) 을 포함하고 있다. 좌우 1 쌍의 크롤러 (2C) 는, 우주행 유압 모터와 좌주행 유압 모터에 의해 구동되어, 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 을 주행시킨다. 우주행 유압 모터, 좌주행 유압 모터는, 도 2 에 나타내는 유압 펌프 (7) 로부터 압송되는 작동유가 공급되어 구동된다.
상부 선회체 (3) 는, 선회 모터로서 기능하는 전동기 (5M) (도 2 참조) 에 의해 선회한다. 상부 선회체 (3) 에는 스윙 써클 (5) 의 아우터 레이스 (5O) 가 고정되어 있고, 하부 주행체 (2) 에는 스윙 써클 (5) 의 이너 레이스 (5I) 가 고정되어 있다. 이와 같은 구조에 의해, 스윙 써클 (5) 은, 상부 선회체 (3) 와 하부 주행체 (2) 를 연결한다. 전동기 (5M) 의 입출력 샤프트는, 감속 기구를 구비한 스윙 머시너리를 통해 스윙 피니언 (5P) 과 연결되어 있다. 스윙 피니언 (5P) 은, 스윙 써클 (5) 의 이너 레이스 (5I) 에 장착된 내부 기어에 서로 맞물려 있다. 전동기 (5M) 의 구동력은, 상기 스윙 머시너리를 통해 스윙 피니언 (5P) 에 전달되어, 상부 선회체 (3) 를 선회시킨다. 본 실시형태에 있어서, 전동기 (5M) 는, 세로로 놓기, 즉, 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 을 수평면에 설치한 경우에, 전동기 (5M) 의 입출력 샤프트가 중력이 작용하는 방향을 향하도록 설치된다. 붐 (4a), 아암 (4b) 및 버킷 (4c) 은, 도 2 에 나타내는 유압 펌프 (7) 로부터 압송되는 작동유에 의해 컨트롤 밸브를 통해 각각 붐 (4a) 용, 아암 (4b) 용, 버킷 (4c) 용의 유압 실린더에 의해 구동되어, 굴삭 등의 작업을 실행한다.
상부 선회체 (3) 는 평면에서 보았을 때 대략 직사각형 형상의 구조체이다. 상부 선회체 (3) 의 조종실 (3a) 은, 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 의 작업 중에 조종자의 시선이 주로 향하는 방향을 전방으로 했을 경우, 상부 선회체 (3) 의 전방 좌측에 배치된다. 카운터 웨이트 (3b) 는, 상부 선회체 (3) 의 후방에 배치된다. 상부 선회체 (3) 는, 조종실 (3a) 및 카운터 웨이트 (3b) 에 추가하여 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 의 동력 발생원으로서의 내연 기관 (6) 과, 본 실시형태에 관련된 발전 전동기 (10) 와, 유압 펌프 (7) 와, 인버터 (8) 와, 축전 장치 (9) 를 갖는다.
내연 기관 (6) 은, 예를 들어 디젤 엔진인데, 내연 기관 (6) 의 종류는 상관없다. 내연 기관 (6), 발전 전동기 (10), 유압 펌프 (7), 인버터 (8) 및 축전 장치 (9) 는, 카운터 웨이트 (3b) 의 전방, 즉 조종실 (3a) 측에 배치되어 있다. 내연 기관 (6) 과 유압 펌프 (7) 사이에 발전 전동기 (10) 가 배치된다. 내연 기관 (6) 의 출력 샤프트 (6S) 는 발전 전동기 (10) 의 입출력 샤프트에 접속되고, 발전 전동기 (10) 의 입출력 샤프트는 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 에 접속된다. 이와 같은 구조에 의해, 내연 기관 (6) 은, 발전 전동기 (10) 를 구동시켜 전력을 발생시킴과 함께, 유압 펌프 (7) 를 구동시킨다. 즉, 유압 펌프 (7) 는, 발전 전동기 (10) 를 통해 구동된다. 또한, 발전 전동기 (10) 는 PTO (Power Take Off) 를 통해 엔진의 출력축에 간접적으로 접속되어 있어도 된다.
인버터 (8) 의 입출력 단자와 발전 전동기 (10) 의 전력 입출력 단자는, 고전압 배선 (CAa) 이 전기적으로 접속되어 있다. 인버터 (8) 의 출력 단자와 전동기 (5M) 의 입력 단자는, 고전압 배선 (CAb) 이 전기적으로 접속되어 있다. 인버터 (8) 는, 발전 전동기 (10) 가 발생시킨 전력을 캐패시터 또는 2 차 전지 등의 축전 장치 (9) 에 축적하거나, 상기 전력을 전동기 (5M) 에 공급하여 이것을 구동시키거나 한다. 또, 인버터 (8) 는, 상부 선회체 (3) 에 선회 브레이크가 작동되었을 때, 전동기 (5M) 가 상부 선회체 (3) 의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것에 의해 얻어진 전력을 축전 장치 (9) 에 축적한다. 축전 장치 (9) 에 축적된 전력은, 다음에 상부 선회체 (3) 가 선회할 때, 인버터 (8) 가 전동기 (5M) 에 공급한다. 발전 전동기 (10) 는, 필요에 따라 축전 장치 (9) 로부터 전력을 공급받아 전동기로서 동작하여, 내연 기관 (6) 의 보조를 할 수도 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 관련된 발전 전동기 (10) 는, 건설 차량의 일종인 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 에 적용된다. 또한, 발전 전동기 (10) 의 적용 대상은, 하이브리드 유압 쇼벨 (1) 에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발전 전동기 (10) 는, 휠 로더 등의 그 밖의 하이브리드 건설 기계를 적용 대상으로 해도 된다.
<발전 전동기>
도 3 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 단면도이다. 도 3 은 발전 전동기 (10) 의 회전 중심축 (Zr) 을 포함하고, 또한 회전 중심축 (Zr) 과 평행한 평면에서 발전 전동기 (10) 를 잘랐을 때의 단면을 나타낸다. 도 4 는 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 분해도이다. 도 5 는 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 입출력 샤프트, 로터 및 플랜지의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 6 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 로터 코어의 사시도이다. 도 7 은 로터 코어에 장착되는 블레이드를 나타내는 사시도이다. 도 8 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 스테이터의 정면도이다. 도 9 는 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 제 1 하우징의 사시도이다. 도 10 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기가 구비하는 플랜지의 사시도이다.
도 2 에 나타낸 바와 같이, 발전 전동기 (10) 는, 내연 기관 (6) 과 유압 펌프 (7) 사이에 배치된다. 그리고, 내연 기관 (6) 의 동력에 의해 전력을 발생시킴과 함께, 내연 기관 (6) 의 동력을 유압 펌프 (7) 로 전달한다. 발전 전동기 (10) 는, 예를 들어, 오일 등의 냉각 매체에 의해 냉각됨과 함께, 상기 냉각 매체로, 입출력 샤프트 (16) 를 회전 가능하게 지지하는 베어링 (50F, 50R) 및 스플라인 등의 윤활이 필요한 부분 (슬라이딩 부분) 을 윤활한다.
도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 발전 전동기 (10) 는, 플라이휠 (14) 과, 연결 부재 (15) 와, 입출력 샤프트 (16) 와, 로터 (20) 와, 스테이터 (24) 와, 하우징의 일부로서의 제 1 하우징 (11) 과, 상기 하우징의 일단부, 즉, 제 1 하우징 (11) 의 일단부에 배치되는 단부측 부재 (제 1 단부측 부재) 로서의 플랜지 (12) 와, 제 1 하우징 (11) 의 타단부에 배치되어, 상기 하우징의 일부가 되는 제 2 하우징 (13) 을 포함한다.
플라이휠 (14) 은, 원판 형상의 구조체로서, 도 2 에 나타내는 내연 기관 (6) 의 출력 샤프트 (6S) 가 장착된다. 플라이휠 (14) 은, 외주부에 스타터 기어 (14G) 를 갖는다. 스타터 기어 (14G) 는 외부이의 링 기어이다. 스타터 기어 (14G) 는, 내연 기관 (6) 의 스타터 모터의 동력을 내연 기관 (6) 의 출력 샤프트 (6S) 에 전달하여 내연 기관 (6) 을 시동시키는 기능을 갖고 있다. 또한, 발전 전동기 (10) 를 전동기로서 작동시켜, 내연 기관 (6) 을 시동시켜도 된다.
<플라이휠>
플라이휠 (14) 은, 복수의 볼트 (15B) 에 의해 연결 부재 (15) 에 장착된다. 플라이휠 (14) 은, 내연 기관 (6) 의 회전 효율을 높이기 위해 작용하는 기능 및 발전 전동기 (10) 의 발전 효율 및 전동기 효율을 향상시키기 위한 기능을 갖고 있다. 연결 부재 (15) 는, 대략 원통 형상의 본체부 (15S) 와, 본체부 (15S) 의 일단부측으로부터 본체부 (15S) 의 직경 방향 외측을 향하여 장출되는 원형 형상의 플랜지부 (15F) 를 갖는다. 연결 부재 (15) 의 플랜지부 (15F) 와 플라이휠 (14) 을 볼트 (15B) 로 체결함으로써 양자가 고정된다. 본체부 (15S) 는, 내주부에 내부 기어 스플라인 (15I) 을 갖는다.
<입출력 샤프트>
입출력 샤프트 (16) 는, 원통 형상의 구조체로서, 일단부 (16Tp) 가 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 에 접속되고, 타단부 (16Te) 가 내연 기관 (6) 의 출력 샤프트 (6S) 에 접속된다. 입출력 샤프트 (16) 는, 일단부 (16Tp) 측의 내주부에 내부 기어 스플라인 (16I) 을, 타단부 (16Te) 측의 외주부에 외부 기어 스플라인 (16O) 을 갖고 있다. 내부 기어 스플라인 (16I) 은, 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 가 갖는 외부 기어 스플라인과 서로 맞물린다. 외부 기어 스플라인 (16O) 은, 연결 부재 (15) 가 갖는 내부 기어 스플라인 (15I) 과 서로 맞물린다. 이와 같은 구조에 의해, 내연 기관 (6) 의 동력은, 플라이휠 (14) 과 연결 부재 (15) 를 통해 입출력 샤프트 (16) 에 전달되고, 입출력 샤프트 (16) 에 전달된 내연 기관 (6) 의 동력은, 내부 기어 스플라인 (16I) 을 통해 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 에 전달된다.
입출력 샤프트 (16) 는, 회전 중심축 (Zr) 을 중심으로 하여 회전한다. 플라이휠 (14) 및 연결 부재 (15) 도 회전 중심축 (Zr) 을 중심으로 하여 회전한다. 입출력 샤프트 (16) 는, 외주부로부터 직경 방향 외측을 향하여 장출되는 원형 형상의 플랜지부 (16F) 를 갖는다. 플랜지부 (16F) 는, 후술하는 로터 (20) 가 장착되는 부분이다. 또, 입출력 샤프트 (16) 는, 일단부 (16Tp) 로부터 타단부 (16Te) 를 향하여 관통하는 샤프트 관통공 (16IS) 을 갖는다. 샤프트 관통공 (16IS) 은, 발전 전동기 (10) 를 냉각시키는 냉각 매체의 통로가 된다. 입출력 샤프트 (16) 는, 내주면에 2 군데, 일단부 (16Tp) 로부터 타단부 (16Te) 에 걸쳐 형성된 홈 (16S) 을 갖는다. 홈 (16S) 은 일단부 (16Tp) 로부터 타단부 (16Te) 를 향하여 깊이가 커져 있다. 이와 같은 구조에 의해, 일단부 (16Tp) 측으로부터 유입된 냉각 매체가 타단부 (16Te) 를 향하여 흐르기 쉬워지기 때문에 냉각 효율이 향상된다. 본 실시형태에서는, 플라이휠 (14) 을 사용한 예를 설명했는데, 플라이휠 (14) 을 사용하지 않고, 연결 부재 (15) 와 내연 기관 (6) 의 출력 샤프트 (6S) 를 스플라인 등에 의해 접속해도 된다.
<로터>
로터 (20) 는 로터 코어 (17) 와, 로터 코어 (17) 를 유지하는 로터 코어 유지 부재로서의 로터 홀더 (18) 를 포함한다. 로터 코어 (17) 는 복수의 강판 (전자 강판) 을 적층한 구조체이다. 복수의 강판이 적층되는 방향 (적층 방향) 은, 로터 코어 (17) 가 입출력 샤프트 (16) 에 장착된 상태에서, 회전 중심축 (Zr) 과 평행하다. 로터 코어 (17) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 외주부의 둘레 방향에 소정의 피치로 복수 (이 예에서는 24 개) 의 유도자 (17I) 가 돌설되어 있다. 로터 코어 (17) 는, 둘레 방향을 향하여 복수의 볼트 구멍 (17H) 이 적층 방향을 향하여 관통되어 있다. 로터 코어 (17) 의 내주면은 로터 홀더 (18) 의 외주면과 접한다.
로터 홀더 (18) 는, 제 1 홀더 부재 (18Li) 와 제 2 홀더 부재 (18Lo) 와 제 3 홀더 부재 (18T) 를 포함한다. 제 1 홀더 부재 (18Li) 는, 속이 빈 원판상의 구조체인 제 1 홀더 부재 (18Li) 이다. 제 2 홀더 부재 (18Lo) 는, 제 1 홀더 부재 (18Li) 의 외주부에 형성되는 원통 형상의 구조체이다. 제 3 홀더 부재 (18T) 는, 제 2 홀더 부재 (18Lo) 의 일단부에 형성되는 속이 빈 원판상의 구조체로서, 입출력 샤프트 (16) 의 직경 방향 외측으로 연장되는 구조체이다. 본 실시형태에 있어서, 이것들은 동일한 재료로 일체 불가분으로 제조된다. 로터 홀더 (18) 의 재료는, 예를 들어, 강인데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 로터 홀더 (18) 는, 입출력 샤프트 (16) 의 플랜지부 (16F) 에 볼트 (16B) 로 체결된다. 로터 홀더 (18) 는, 입출력 샤프트 (16) 와 함께, 회전 중심축 (Zr) 을 중심으로 하여 회전한다. 또한, 제 1 홀더 부재 (18Li) 는, 로터 홀더 (18) 의 축방향 (회전 중심축 (Zr) 과 평행한 방향) 과 평행한 축방향 관통공 (18P) 을 갖는다. 축방향 관통공 (18P) 은, 냉각 매체의 통로가 된다.
로터 코어 (17) 는, 제 2 홀더 부재 (18Lo) 의 외주부에 장착된다. 이 때, 로터 코어 (17) 의 볼트 구멍 (17H) 에 로터 코어 장착 볼트 (19) 를 꽂아넣고, 제 3 홀더 부재 (18T) 의 나사 구멍에 틀어넣음으로써, 로터 코어 (17) 가 로터 홀더 (18) 에 고정된다. 본 실시형태에 있어서는, 로터 코어 (17) 의 적층 방향 양측으로부터 제 1 블레이드 (40F) 와 제 2 블레이드 (40R) 로 로터 코어 (17) 를 끼워넣은 상태에서, 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 와 함께 로터 코어 (17) 를 로터 홀더 (18) 에 장착한다. 또한, 제 1 블레이드 (40F) 는 플랜지 (12) 측에 배치되고, 제 2 블레이드 (40R) 는 제 2 하우징 (13) 측에 배치된다. 또, 제 1 블레이드 (40F) 보다 로터 코어 장착 볼트 (19) 의 볼트 머리측에는, 입출력 샤프트 (16) 의 회전수를 검출할 때 사용하는 센서 플레이트 (22) 가 배치되어, 로터 코어 장착 볼트 (19) 에 의해 로터 홀더 (18) 에 장착된다. 센서 플레이트 (22) 는 고리형의 판재로서, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향을 향하여 복수의 구멍을 갖고 있다. 이 복수의 구멍을 광학 센서 또는 자기 센서 등으로 계수함으로써, 로터 홀더 (18) 를 통해 입출력 샤프트 (16) 의 회전수가 검출된다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 는 고리형 부재이다. 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 는, 복수의 강판을 갖는 로터 코어 (17) 를 유지하는 기능과, 스테이터 (24) 가 발생하여, 로터 코어 (17) 에 들어가는 자속의 누설을 억제하는 기능을 갖는다. 도 7 에는, 제 1 블레이드 (40F) 만을 나타내지만, 제 2 블레이드 (40R) 도 냉각 매체 유출공 (41F, 41R) 의 배치 및 중심의 개구부의 내경을 제외하면 동일한 형상 및 치수이다. 이 때문에, 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 에 대해서는, 필요에 따라 제 1 블레이드 (40F) 만을 설명한다. 또한, 플랜지 (12) 측에 배치되는 제 1 블레이드 (40F) 는, 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 을 고정시키기 때문에, 제 2 블레이드 (40R) 보다 개구부의 내경이 작아진다.
제 1 블레이드 (40F) 는, 제 1 부분 (43F) 과 제 2 부분 (44F) 과 제 3 부분 (45F) 을 갖는다. 제 1 부분 (43F) 은, 제 1 블레이드 (40F) 가 로터 코어 (17) 의 일단부와 접하는, 속이 빈 원판 형상의 부분이다. 제 2 부분 (44F) 은, 제 1 부분 (43F) 의 외주부에 형성되어, 로터 코어 (17) 와 접하는 측과는 반대측으로 연장되는 원통 형상의 부분이다. 제 2 부분 (44F) 의 내주부에는, 둘레 방향을 향하여 복수의 돌기 (46F) 가 형성된다. 돌기 (46F) 는, 제 2 부분 (44F) 의 내주부로부터 직경 방향 내측을 향하여 돌출된다. 본 실시형태에 있어서, 각각의 돌기 (46F) 는, 제 2 부분 (44F) 의 둘레 방향을 향하여 대략 등간격으로 배치된다. 제 3 부분 (45F) 은, 제 2 부분 (44F) 의 제 1 부분 (43F) 의 단부와는 반대측의 단부에 형성되어, 회전 중심축 (Zr) 을 향하여 연장되는 플랜지상이며 또한 속이 빈 원판 형상의 부분이다. 제 3 부분 (45F) 의 내경은, 제 1 부분 (43F) 의 내경보다 크다.
제 1 부분 (43F) 과 제 2 부분 (44F) 과 제 3 부분 (45F) 은, 모두 동일한 재료로 일체 불가분으로 제조된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 블레이드 (40F) 는, 예를 들어, 알루미늄 합금을 주조함으로써 제조된다. 또한, 제 1 블레이드 (40F) 는, 제 1 부분 (43F) 과 제 2 부분 (44F) 과 제 3 부분 (45F) 을 각각 별개의 부재로서 제조하여, 용접 또는 볼트에 의한 체결 등에 의해 이것들을 일체로 해도 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 는, 외주부에 냉각 매체를 유지하는 냉각 매체 유지부 (42F, 42R) 를 갖는다. 냉각 매체 유지부 (42F) 는, 제 1 부분 (43F) 과 제 2 부분 (44F) 과 제 3 부분 (45F) 과 인접하는 2 개의 돌기 (46F) 로 둘러싸이는 부분이다 (제 2 블레이드 (40R) 도 동일). 또한, 냉각 매체 유지부 (42F, 42R) 는, 반드시 돌기 (46F) 를 구비할 필요는 없다. 또, 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 는, 외주부에, 직경 방향 외측을 향하여 관통하는 냉각 매체 유출공 (41F, 41R) 을 갖는다. 냉각 매체 유출공 (41F, 41R) 은, 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 의 둘레 방향을 향하여 복수 형성된다. 냉각 매체 유지부 (42F, 42R) 에 유지된 냉각 매체는, 로터 (20) 의 회전에서 기인되는 원심력에 의해 냉각 매체 유출공 (41F, 41R) 으로부터 유출되어, 제 1 블레이드 (40F) 및 제 2 블레이드 (40R) 의 직경 방향 외측으로 방출된다. 냉각 매체 유출공 (41F, 41R) 은, 코일 엔드를 향하여 개구되어 있는 것이 바람직하고, 코일 엔드에 대향하는 위치에 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 하면, 냉각 매체를 방출할 때, 코일 엔드에 집중시킬 수 있기 때문에, 코일 엔드를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
플라이휠 (14), 연결 부재 (15), 입출력 샤프트 (16), 로터 홀더 (18), 로터 코어 (17), 제 1 블레이드 (40F), 제 2 블레이드 (40R), 센서 플레이트 (22) 및 이것들을 체결하는 볼트 (16B, 19) 등이 발전 전동기 (10) 의 회전 요소가 된다. 다음으로, 스테이터 (24) 에 대하여 설명한다.
<스테이터>
스테이터 (24) 는, 스테이터 코어 (24K) 와 코일 (24C) 을 포함한다. 코일 (24C) 은, 스테이터 코어 (24K) 에 장착된 인슐레이터 (24I) 를 개재하여 스테이터 코어 (24K) 에 감겨 있다. 스테이터 코어 (24K) 는, 고리형 강판 (전자 강판) 을 복수 적층시킨 고리형 구조체이다. 스테이터 코어 (24K) 의 내주부에는, 스테이터 코어 (24K) 의 둘레 방향을 향하여 소정의 피치로, 복수의 돌기부 (24T) 가 중심을 향하여 돌출되어 있다. 돌기 (24T) 는, 스테이터 코어 (24K) 의 일부이다. 각각의 돌기부 (24T) 는, 발전 전동기 (10) 의 자극이 된다. 각각의 돌기부 (24T) 의 둘레면에는, 코일 (24C) 로서 3 개의 코일이 인슐레이터 (24I) 를 개재하여 순차적으로 감겨 있다. 상기 고리형 강판의 적층 방향에 있어서의 스테이터 코어 (24K) 의 양 단부로부터 장출된 부분이 코일 (24C) 의 코일 엔드이다.
인슐레이터 (24I) 는, 수지제의 부재로서, 코일 (24C) 과 스테이터 코어 (24K) 사이에 개재된다. 인슐레이터 (24I) 는, 코일 (24C) 의 코일 엔드와 중첩되는 부분에 노치를 갖는다. 회전하는 로터 (20) 로부터 방출된 냉각 매체는, 노치를 통과하여 코일 엔드에 도달한다. 이와 같이, 인슐레이터 (24I) 의 노치는, 회전하는 로터 (20) 로부터의 냉각 매체를 직접 코일 엔드에 공급할 수 있기 때문에, 코일 엔드를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 스테이터 코어 (24K) 는, 총 36 개의 돌기 (24T) 를 갖고 있다. 이와 같은 구조에 의해, 3 상 12 극의 SR (Switched Reluctance) 모터를 구성하고 있다. 또한, 본 실시형태는 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, PM (Permanent Magnet) 모터 등, 다른 방식의 발전 전동기여도 된다. 3 개의 코일 (24C) 의 양 단부에 있어서의 6 개의 코일 단자는, 제 1 하우징 (11) 이 갖는 커넥터 박스 대좌 (26) 에 장착되는 커넥터 박스 (26B) (도 4 참조) 에 형성된 단자 접속부와 전기적으로 접속되어 있다. 상기 6 개의 코일 단자는, 상기 단자 접속부를 통해 도 2 에 나타내는 고전압 배선 (CAa) 과 전기적으로 접속된다.
스테이터 코어 (24K) 의 외주부에는, 복수 (본 실시형태에서는 3 개) 의 돌기부에 볼트 구멍 (24H) 이 형성되어 있다. 각각의 상기 돌기부는, 제 1 하우징 (11) 의 내주부에 형성된 오목부에 각각이 끼워맞춰지도록 되어 있다. 각각의 상기 돌기부를 상기 오목부에 끼워맞춤으로써, 스테이터 코어 (24K) 를 제 1 하우징 (11) 에 대해 위치 결정할 수 있다. 위치 결정된 스테이터 코어 (24K) 는, 볼트 (24B) 를 볼트 구멍 (24H) 에 관통시켜 제 1 하우징 (11) 에 장착된다.
발전 전동기 (10) 는, 스테이터 (24) 의 내측에 로터 (20) 가 배치된다. 보다 구체적으로는, 스테이터 코어 (24K) 의 내측에, 로터 코어 (17) 가 배치된다. 이와 같은 배치에 의해, 로터 코어 (17) 가 갖는 유도자 (17I) 와, 스테이터 코어 (24K) 가 갖는 돌기 (24T) 가 소정의 간격을 가지며 대향한다. 상기 서술한 바와 같이, 스테이터 코어 (24K) 의 내주부에 등간격으로 형성되어 자극을 구성하는 돌기부 (24T) 는 총 36 개이다. 이에 대해, 로터 코어 (17) 의 외주부에 등간격으로 형성되는 유도자 (17I) 는 총 24 개이다. 이와 같이 발전 전동기 (10) 는, 스테이터 코어 (24K) 에 있어서의 자극 (돌기 (24T)) 의 수, 즉, 각 자극 (각 돌기부 (24T)) 간의 피치와, 로터 코어 (17) 에 있어서의 각 유도자 (17I) 간의 피치 사이에, 피치차를 두고 있다. 다음으로, 발전 전동기 (10) 의 제 1 하우징 (11), 플랜지 (12) 및 제 2 하우징 (13) 에 대하여 설명한다.
<제 1 하우징>
도 9, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 하우징 (11) 은, 대략 원통 형상의 부분 (원통형 부분) (11D) 과, 원통형 부분 (11D) 으로부터 그 직경 방향 외측을 향하여 장출된 장출부 (11F) 를 포함하는 구조로서, 양방의 단부에 개구부를 갖고 있다. 제 1 하우징 (11) 은, 일단부에 플랜지 (12) 가 장착되고, 타단부에 제 2 하우징 (13) 이 장착된다. 제 1 하우징 (11) 은, 로터 (20) 와, 로터 (20) 의 외주부에 배치되는 스테이터 (24) 를 내부에 갖고 있다. 보다 구체적으로는, 제 1 하우징 (11) 과 플랜지 (12) 와 제 2 하우징 (13) 으로 둘러싸이는 공간에, 로터 (20) 와 스테이터 (24) 가 배치된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 장출부 (11F) 의 부분은, 냉각 매체 (CL) 를 저장하는 냉각 매체를 저장소로서의 오일 팬 (11P) 이 된다. 제 1 하우징 (11) 의 장출부 (11F) 에는, 오일 팬 (11P) 과 외부를 연통하는 배출 통로 (28) 가 형성된다. 또, 드레인으로부터 오일 팬 (11P) 내의 냉각 매체를 배출할 수 있다.
제 1 하우징 (11) 은, 일단부, 즉 플랜지 (12) 의 장착측의 내면 (플랜지측 내면) (11Ia) 으로부터 스테이터 (24) 를 향하여 돌출되는 돌기부 (60) 를 갖는다. 돌기부 (60) 는, 로터 홀더 (18) 에 장착되는 제 1 블레이드 (40F) 보다 직경 방향 외측에 형성되어, 스테이터 (24) 의 코일 (24C) 과 대향된다. 돌기부 (60) 는, 스테이터 (24) 를 따라 형성된다. 즉, 회전 중심축 (Zr) 을 중심으로 한 동심원 상에 형성된다. 돌기부 (60) 는, 커넥터 박스 대좌 (26) 의 위치에 일부 노치부 (60K) 를 갖는다. 이 노치부 (60K) 로부터 도 3 에 나타내는 코일 (24C) 의 도선을 꺼낸다. 돌기부 (60) 의 정상면, 즉, 코일 (24C) 과 대향하는 면은 평면으로 되어 있다. 돌기부 (60) 와 코일 (24C) 사이는, 냉각 매체가 통과하는 통로가 된다. 돌기부 (60) 의 정상면은, 제 1 블레이드 (40F) 의 제 3 부분 (45F) (도 7 참조) 보다 로터 코어 (17) 측, 즉 코일 (24C) 측에 배치된다. 이와 같이 함으로써, 제 1 블레이드 (40F) 의 냉각 매체 유출공 (41F) 으로부터 방출된 냉각 매체를 코일 (24C) 의 코일 엔드로 유도할 수 있다. 그 결과, 코일 엔드를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
제 1 하우징 (11) 은, 정부에 냉각 매체 공급구 (29) 가 장착되어 있다. 발전 전동기 (10) 는, 장출부 (11F) 를 연직 방향 (중력이 작용하는 방향, 도 3, 도 4 의 화살표 G 로 나타내는 방향) 측으로 하여 사용되는 것을 상정하고 있다. 제 1 하우징 (11) 의 정상부는, 발전 전동기 (10) 의 장출부 (11F) 를 연직 방향을 향하여 설치한 경우에, 설치면으로부터 가장 높아지는 부분이다. 제 1 하우징 (11) 은, 냉각 매체 공급구 (29) 로부터 입출력 샤프트 (16) 의 회전 중심축 (Zr) 을 향하여 연장되는 냉각 매체 도입 통로 (30) 를 갖는다. 그리고, 제 1 하우징 (11) 은, 냉각 매체 도입 통로 (30) 의 종단 (終端) 근방에, 플랜지 (12) 측을 향하여 연장되어 개구되는 연결 통로 (31H) 를 갖는다. 제 1 하우징 (11) 의 연결 통로 (31H) 는, 플랜지 (12) 가 갖는 연결 통로 (31F) 와 접속된다.
냉각 매체 공급구 (29) 에는, 냉각 매체 복귀 통로로서의 배관 (25) 이 접속되어 있다. 냉각 매체 공급구 (29) 로부터 공급된 냉각 매체는, 발전 전동기 (10) 의 각 부를 냉각시킨 후, 오일 팬 (11P) 에 모여진다. 이 냉각 매체는, 배출 통로 (28) 로부터 도시하지 않은 필터 및 펌프를 경유하여, 도 4 에 나타내는 오일쿨러 입구 (21) 로 보내져, 여기서 냉각된 후, 오일쿨러 출구 (23) 로부터 배관 (25) 을 통과하여, 다시 냉각 매체 공급구 (29) 로부터 공급된다. 이와 같이, 냉각 매체는, 발전 전동기 (10) 의 내부를 순환하고 있다.
<플랜지>
플랜지 (12) 는, 복수의 볼트 (12B) 에 의해 제 1 하우징 (11) 의 일단부의 개구부에 장착된다. 플랜지 (12) 는, 도 2 에 나타내는 유압 펌프 (7) 측에 배치된다. 그리고, 플랜지 (12) 는, 제 1 하우징 (11) 에 장착측과는 반대측에, 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 를 발전 전동기 (10) 의 입출력 샤프트 (16) 에 장착하기 위한 관통공 (12H) 을 갖는다. 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 는, 관통공 (12H) 으로부터 입출력 샤프트 (16) 에 장착된다.
플랜지 (12) 는, 입출력 샤프트 (16) 가 갖는 플랜지부 (16F) 의 직경 방향 외측까지 연장되는 베어링 장착 부재 (70) 를 갖는다. 베어링 장착 부재 (70) 는, 원통 형상의 부재로서, 본 실시형태에 있어서는, 플랜지 (12) 와 일체로 구성된다. 또한, 플랜지 (12) 와 베어링 장착 부재 (70) 를 별개의 부재로 하여, 볼트 등의 체결 수단 또는 용접 등의 접합 수단에 의해 양자를 일체로 해도 된다. 베어링 장착 부재 (70) 는, 플랜지 (12) 의 표면으로서, 도 3 에 나타내는 발전 전동기 (10) 의 하우징측, 즉, 제 1 하우징 (11) 측의 면 (하우징측 내면) (12Ia) 으로부터 돌출되어 있다. 베어링 장착 부재 (70) 는, 로터 홀더 (18) 의 제 1 홀더 부재 (18Li) 및 입출력 샤프트 (16) 의 플랜지부 (16F) 와, 로터 홀더 (18) 의 제 2 홀더 부재 (18Lo) 사이에 배치된다.
플랜지 (12) 의 관통공 (12H) 은, 입출력 샤프트 (16) 의 직경 방향 도중 위치, 보다 구체적으로는, 입출력 샤프트 (16) 가 갖는 내부 기어 스플라인 (16I) 의 직경 방향 도중 위치까지 직경 방향 내측을 향하여 연장되는 장출부 (12HF) 를 갖는다. 장출부 (12HF) 는, 입출력 샤프트 (16) 의 일단부와 중첩되지 않도록 연장되어 있다. 또, 장출부 (12HF) 의 내주부가, 내부 기어 스플라인 (16I) 의 도중 위치까지 연장되어 있다. 이 장출부 (12HF) 는, 내측 제 1 통로 (32i) 로부터 유출되는 냉각 매체를 입출력 샤프트 (16) 측으로 유도함과 함께, 관통공 (12H) 을 통과하여 유압 펌프 (7) 측으로 유출되는 냉각 매체를 최소한으로 억제한다. 이와 같이 함으로써, 발전 전동기 (10) 의 내부로부터 관통공 (12H) 을 통과하여 외부로 유출되는 냉각 매체를 최소한으로 억제하여, 발전 전동기 (10) 의 내부로 냉각 매체를 유도할 수 있다.
도 3, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 베어링 장착 부재 (70) 의 외주부에는, 제 1 베어링 (50F) 과 제 2 베어링 (50R) 이 고리형이며 또한 판상의 스페이서 (51) 를 양자 사이에 끼워 장착되어 있다. 스페이서 (51) 는, 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 의 외륜측에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 은, 모두 깊은 홈 볼 베어링인데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 제 1 베어링 (50F) 이 플랜지 (12) 측에, 제 2 베어링 (50R) 이 제 2 하우징 (13) 측에 배치된다. 본 실시형태에서는, 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 의 내륜이 베어링 장착 부재 (70) 에 장착된다. 베어링 장착 부재 (70) 는, 입출력 샤프트 (16) 의 외주측에 배치된다. 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 의 외륜은, 로터 홀더 (18) 의 제 2 홀더 부재 (18Lo) 의 내주부에 장착된다. 이와 같은 구조에 의해, 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 은, 베어링 장착 부재 (70) 와 로터 홀더 (18) 사이에 개재된다. 그리고, 베어링 장착 부재 (70) 는, 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 을 개재하여, 로터 홀더 (18), 입출력 샤프트 (16), 연결 부재 (15) 및 플라이휠 (14) 을 회전 가능하게 지지한다.
제 1 베어링 (50F) 과 제 2 베어링 (50R) 사이로서, 이것들의 외륜측에는, 스페이서 (51) 가 개재되어 있으므로, 양자 사이에는, 스페이서 (51) 의 두께분의 간극이 존재한다. 베어링 장착 부재 (70) 는, 상기 간극의 위치에 개구되는 관통공 (71) 을 갖는다. 이 관통공 (71) 은, 냉각 매체의 통로가 되어, 상기 간극을 개재하여 냉각 매체를 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 에 공급한다.
플랜지 (12) 는, 베어링 장착 부재 (70) 의 직경 방향 외측이며 또한 로터 홀더 (18) 에 장착된 제 1 블레이드 (40F) 보다 직경 방향 내측의 위치에, 제 1 블레이드 (40F) 를 향하여 돌출되는 리브 (80) 를 갖는다. 리브 (80) 는, 회전 중심축 (Zr) 을 중심으로 한 동심원 상에 형성되는 원통 형상의 부재이며, 본 실시형태에 있어서는 플랜지 (12) 와 일체로 구성된다. 또한, 플랜지 (12) 와 리브 (80) 를 별개의 부재로 하여, 볼트 등의 체결 수단 또는 용접 등의 접합 수단에 의해 양자를 일체로 해도 된다.
리브 (80) 는 로터 (20) 와 대향한다. 리브 (80) 의 정상면, 즉, 로터 (20) 와 대향하는 면은 평면으로 되어 있다. 리브 (80) 와 로터 (20) 사이는, 냉각 매체가 통과하는 통로가 된다. 리브 (80) 의 정면은, 입출력 샤프트 (16) 의 회전 중심축 (Zr) 과 평행한 방향에 있어서, 제 1 블레이드 (40F) 와 일부가 중첩되어 있다. 즉, 리브 (80) 의 정상면은, 플랜지 (12) 측에 있어서의 제 1 블레이드 (40F) 의 단면보다, 로터 (20) 측 (냉각 매체 유지부 (42F) 측) 에 있다. 이와 같이 함으로써, 제 1 블레이드 (40F) 의 냉각 매체 유지부 (42F) 내에 냉각 매체를 보다 확실하게 도입할 수 있다.
플랜지 (12) 는, 제 1 하우징 (11) 의 연결 통로 (31H) 와 접속되는 연결 통로 (31F) 와, 연결 통로 (31F) 와 접속되는 제 1 통로 (32) 와, 제 1 통로 (32) 로부터 분기되는 제 2 통로 (33) 를 갖는다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 연결 통로 (31F) 는, 플랜지 (12) 의 외주부의 일부에 개구되어 있다. 이 개구가 연통 통로 (31F) 의 입구 (31FH) 가 된다. 제 1 통로 (32) 는, 외측 제 1 통로 (32o) 와, 외측 제 1 통로 (32o) 에 접속됨과 함께, 내경이 외측 제 1 통로 (32o) 보다 작은 내측 제 1 통로 (32i) 를 갖는다. 또한, 내측 제 1 통로 (32i) 는, 외측 제 1 통로 (32o) 보다 입출력 샤프트 (16) 측에 배치된다. 제 1 통로 (32) 의 내측 제 1 통로 (32i) 는, 플랜지 (12) 의 입출력 샤프트 (16) 측, 보다 구체적으로는, 회전 중심축 (Zr) 방향에 있어서, 입출력 샤프트 (16) 의 일부와 플랜지 (12) 가 중첩되는 부분에 개구된다. 내측 제 1 통로 (32i) 의 입출력 샤프트 (16) 측에 있어서의 개구부가 제 1 통로 출구 (32H) 이다.
제 2 통로 (33) 는, 외측 제 1 통로 (32o) 로부터 분기된다. 즉, 제 2 통로 (33) 는, 제 1 통로 (32) 의 내경이 작아지기 전에 분기된다. 그리고, 제 2 통로 (33) 는, 입출력 샤프트 (16) 의 외측에 장착되는 로터 (20) 를 향하여 연장되어, 플랜지 (12) 의 로터 (20) 측으로 개구된다. 제 1 통로 (32) 로부터 분기되는 부분이 제 2 통로 입구 (33I) 이며, 제 2 통로 (33) 의 로터 (20) 측에 있어서의 개구부가 제 2 통로 출구 (33H) 이다 (도 3, 도 10 참조).
<제 2 하우징>
제 2 하우징 (13) 은 제 1 하우징 (11) 의 타단부의 개구부에 장착된다. 제 2 하우징 (13) 은 도 2 에 나타내는 내연 기관 (6) 측에 배치된다. 그리고, 제 2 하우징 (13) 은 제 1 하우징 (11) 에 장착되는 측과는 반대측에, 내연 기관 (6) 의 출력 샤프트 (6S) 를 발전 전동기 (10) 의 입출력 샤프트 (16) 에 장착하기 위한 관통공 (13H) 을 갖는다. 내연 기관 (6) 의 출력 샤프트 (6S) 는, 관통공 (13H) 으로부터 플라이휠 (14) 에 장착된다. 다음으로, 발전 전동기 (10) 내에 있어서의 냉각 매체의 경로를 설명한다.
<냉각 매체의 경로>
냉각 매체 공급구 (29) 로부터 유입된 냉각 매체는, 냉각 매체 도입 통로 (30), 연결 통로 (31H, 31F) 를 통과하여 제 1 통로 (32) 에 유입된다. 제 1 통로 (32) 에 유입된 냉각 매체는, 일부가 제 2 통로 (33) 로 분기되고, 나머지는 내측 제 1 통로 (32i) 로 흘러, 제 1 통로 출구 (32H) 로부터 유출된다. 제 1 통로 출구 (32H) 로부터 유출된 냉각 매체는, 입출력 샤프트 (16) 의 내부 기어 스플라인 (16I) 과 도 2 에 나타내는 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 의 외부 기어 스플라인 사이로부터, 일부가 샤프트 관통공 (16IS) 내로 유입된다. 나머지는, 입출력 샤프트 (16) 와 플랜지 (12) 사이 및 입출력 샤프트 (16) 와 베어링 장착 부재 (70) 사이의 공간을 통과하여, 베어링 장착 부재 (70) 의 관통공 (71) 으로부터 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 의 간극에 유입된다.
제 1 통로 출구 (32H) 는, 입출력 샤프트 (16) 의 일단부 (16Tp) 의 위치에 개구되는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 통로 출구 (32H) 는, 입출력 샤프트 (16)와, 내연 기관 (6) 의 구동 대상인 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 의 접속부의 위치에 개구되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 입출력 샤프트 (16) 와 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 사이, 보다 구체적으로는, 입출력 샤프트 (16) 의 내부 기어 스플라인 (16I) 과 도 2 에 나타내는 유압 펌프 (7) 의 입력 샤프트 (7S) 의 외부 기어 스플라인 사이에 냉각 매체를 공급할 수 있다. 그 결과, 샤프트 관통공 (16IS) 내로 냉각 매체를 효율적으로 도입할 수 있다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 플랜지 (12) 의 관통공 (12H) 이 갖는 장출부 (12HF) 는, 제 1 통로 출구 (32H) 로부터 나오는 냉각 매체를 유압 펌프 (7) 측으로 흘러들어 가지 않도록 규제하고 있으므로, 샤프트 관통공 (16IS) 내로 냉각 매체를 효율적으로 도입할 수 있다.
제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 의 간극에 유입된 냉각 매체는, 제 1 베어링 (50F) 및 제 2 베어링 (50R) 을 냉각 및 윤활한 후, 일부가 베어링 장착 부재 (70) 와 리브 (80) 사이에 유입된다. 나머지 냉각 매체는, 로터 홀더 (18) 의 제 1 홀더 부재 (18Li) 가 갖는 축방향 관통공 (18P) 을 통과한다. 베어링 장착 부재 (70) 와 리브 (80) 사이에 유입된 냉각 매체는, 제 1 블레이드 (40F) 의 냉각 매체 유지부 (42F) 내에 유입된 후, 냉각 매체 유지부 (42F) 의 냉각 매체 유출공 (41F) 으로부터 유출된다. 이 냉각 매체는, 로터 (20) 의 회전에서 기인되는 원심력에 의해 로터 (20) 의 직경 방향 외측으로 방출되고, 코일 (24C) 의 코일 엔드에 산포되어 이것을 냉각시킨다. 코일 엔드를 냉각시킨 냉각 매체는 오일 팬 (11P) 에 모여진다.
제 1 홀더 부재 (18Li) 가 갖는 축방향 관통공 (18P) 을 통과한 냉각 매체 (CL) 는, 로터 홀더 (18) 의 제 3 홀더 부재 (18T) 를 따라 흐른 후 제 2 블레이드 (40R) 의 냉각 매체 유지부 (42R) 내에 유입되어, 냉각 매체 유지부 (42R) 의 냉각 매체 유출공 (41R) 으로부터 유출된다. 이 냉각 매체 (CL) 는, 로터 (20) 의 회전에서 기인되는 원심력에 의해 로터 (20) 의 직경 방향 외측으로 방출되고, 코일 (24C) 의 코일 엔드에 산포되어 이것을 냉각시킨다. 코일 엔드를 냉각시킨 냉각 매체는 오일 팬 (11P) 에 모여진다.
샤프트 관통공 (16IS) 내로 유입된 냉각 매체는, 입출력 샤프트 (16) 의 일단부 (16Tp) 로부터 타단부 (16Te) 를 향하여 흘러, 타단부 (16Te) 로부터 유출된다. 이 냉각 매체는, 입출력 샤프트 (16) 의 외부 기어 스플라인 (16O) 과 연결 부재 (15) 의 내부 기어 스플라인 (15I) 사이를 통과하여, 연결 부재 (15) 와 로터 홀더 (18) 사이로 유출된다. 냉각 매체는, 로터 홀더 (18) 의 제 1 홀더 부재 (18Li) 및 제 3 홀더 부재 (18T) 를 따라 직경 방향 외측으로 흐른 후, 제 2 블레이드 (40R) 의 냉각 매체 유지부 (42R) 내에 유입되어, 냉각 매체 유지부 (42R) 의 냉각 매체 유출공 (41R) 으로부터 유출된다. 이 냉각 매체는, 로터 (20) 의 회전에서 기인되는 원심력에 의해 로터 (20) 의 직경 방향 외측으로 방출되고, 코일 (24C) 의 코일 엔드에 산포되어 이것을 냉각시킨다. 코일 엔드를 냉각시킨 냉각 매체는, 오일 팬 (11P) 에 모여진다.
제 2 통로 (33) 를 통과한 냉각 매체는, 제 2 통로 출구 (33H) 로부터 유출되어, 로터 (20) 를 향하여 흐른다. 로터 (20) 에 도달한 냉각 매체는, 로터 (20) 의 회전에서 기인하는 원심력에 의해 로터 (20) 의 직경 방향 외측으로 방출되고, 플랜지 (12) 측의 코일 (24C) 의 코일 엔드에 산포되어 이것을 냉각시킨다. 코일 엔드를 냉각시킨 냉각 매체는, 중력의 작용으로 하방으로 흘러 오일 팬 (11P) 에 모여진다. 오일 팬 (11P) 에 모여진 냉각 매체는, 배출 통로 (28) 로부터 도시하지 않은 필터, 펌프를 경유하여 도 4 에 나타내는 오일쿨러 입구 (21) 로 보내져, 여기에서 냉각된 후, 오일쿨러 출구 (23) 로부터 배관 (25) 을 통과하여, 다시 냉각 매체 공급구 (29) 로부터 공급된다.
외측 제 1 통로 (32o) 를 흐르는 냉각 매체는 하향의 속도를 갖고 있기 때문에, 제 1 통로 (32) 와 제 2 통로 (33) 의 통로 단면적 (통로의 연장 방향과 직교하는 단면의 면적) 이 동일한 크기여도, 제 1 통로 (32) 를 흐르는 냉각 매체의 유량이 제 2 통로 (33) 를 흐르는 냉각 매체의 유량보다 커진다. 그 결과, 제 2 통로 (33) 를 통과하는 냉각 매체에 의해 냉각되는 부분과, 제 1 통로 (32) 를 통과하는 냉각 매체에 의해 냉각되는 부분 사이에서, 냉각 상태의 편차가 발생한다. 구체적으로는, 플랜지 (12) 측이며 또한 회전 중심축 (Zr) 보다 정상부측의 코일 (24C) 의 코일 엔드가, 다른 부분에 있어서의 코일 (24C) 의 코일 엔드보다 잘 냉각되지 않아, 보다 승온시키기 쉬워진다. 그래서, 본 실시형태는, 다음과 같은 냉각 구조에 의해, 냉각 상태의 편차를 억제한다.
도 11 은 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 냉각 구조를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 관련된 발전 전동기의 냉각 구조 (이하, 필요에 따라 냉각 구조라고 한다) (100) 는, 제 1 통로 (32) 에서 냉각 매체를 2 방향으로 분배함에 있어서, 제 1 통로와 제 2 통로 (33) 간의 냉각 매체의 유량 차를 저감시킨다. 이 때문에, 냉각 구조 (100) 는, 제 1 통로 (32) 가 발전 전동기 (10) 의 하우징의 일부로서의 제 1 하우징 (11) 의 내부에 격납되는 입출력 샤프트 (16) 의 회전 중심축 (Zr) 을 향하여 연장되어 입출력 샤프트 (16) 측으로 개구되고, 또한 도중에 스로틀부 (35) 를 갖는다. 그리고, 제 2 통로 (33) 는, 스로틀부 (35) 보다 입출력 샤프트의 직경 방향 외측의 위치에서 제 1 통로 (32) 로부터 분기되어, 입출력 샤프트 (16) 의 외측에 장착되는 로터 (20) 를 향하여 연장되어, 로터 (20) 와 대향하는 위치에 개구된다.
이와 같은 구조에 의해, 스로틀부 (35) 를 통과하여 제 1 통로 (32) 를 흐르는 냉각 매체의 유량이 감소하고, 제 2 통로 (33) 를 흐르는 냉각 매체의 유량이 증가한다. 그 결과, 제 1 통로 (32) 와 제 2 통로 (33) 를 흐르는 냉각 매체의 유량 차를 저감시킬 수 있다. 그 결과, 제 2 통로 (33) 를 통과하는 냉각 매체에 의해 냉각되는 부분과, 제 1 통로 (32) 를 통과하는 냉각 매체에 의해 냉각되는 부분 사이의 냉각 상태의 편차를 억제할 수 있다. 제 1 통로 (32) 의 내경 (D1) 이 굵어져, 제 1 통로 (32) 를 흐르는 냉각 매체의 유량이 커지면, 제 1 통로 (32) 와 제 2 통로 (33) 를 흐르는 냉각 매체의 유량 차가 커진다. 냉각 구조 (100) 는, 스로틀부 (35) 에 의한 스로틀의 정도를 조정함으로써, 제 1 통로 (32) 를 흐르는 냉각 매체와 제 2 통로 (33) 를 흐르는 냉각 매체의 유량 밸런스를 조정할 수 있기 때문에 조정의 자유도가 크다. 이 때문에, 냉각 구조 (100) 는, 제 1 통로 (32) 의 내경 (D1) 이 굵어져, 대량의 냉각 매체를 흐르게 할 필요가 있는 경우에, 특히 유리하다.
본 실시형태에 있어서, 내측 제 1 통로 (32i) 의 내경 (D2) 을 외측 제 1 통로 (32o) 의 내경 (D1) 보다 작게 하고 (D2<D1), 내측 제 1 통로 (32i) 와 외측 제 1 통로 (32o) 사이를 스로틀부 (35) 로 하고 있다. 제 2 통로 (33) 의 내경 (D3) 은, 적절히 설정할 수 있지만, 본 실시형태에서는 D2 와 동일하게 되어 있다.
내측 제 1 통로 (32i) 의 내경 (D2) 을 외측 제 1 통로 (32o) 의 내경 (D1) 보다 작게함으로써, 스로틀부 (35) 를 비교적 용이하게 형성할 수 있다. 제 1 통로 (32) 는, 예를 들어, 플랜지 (12) 를 드릴 등으로 천공함으로써 형성되는데, 먼저, 외측 제 1 통로 (32o) 의 내경 (D1) 에 상당하는 외경의 드릴로 천공하여 외측 제 1 통로 (32o) 를 형성한다. 다음으로, 내측 제 1 통로 (32i) 의 내경 (D2) (<D1) 의 드릴을 이용하여 내측 제 1 통로 (32i) 를 형성한다. 마지막으로, 플랜지 (12) 의 로터 (20) 측으로부터 외측 제 1 통로 (32o) 를 향하여 드릴로 천공함으로써, 제 2 통로 (33) 를 형성한다. 이와 같이, 상이한 외경의 드릴로 천공함으로써 스로틀부 (35) 를 갖는 제 1 통로 (32) 를 형성할 수 있다. 또한, 이 방법은, 제 1 통로 (32) 의 개구부가 제 1 통로 출구 (32H) 이외에 하나 더 형성되므로, 제 1 통로 출구 (32H) 이외의 개구부를 마개 (34) 로 봉지 (封止) 한다.
최초로 작은 내경의 내측 제 1 통로 (32i) 를 길게 천공하는 것은 기계 가공 상 어려운 경우가 있다. 상기 서술한 바와 같이, 먼저 큰 내경의 외측 제 1 통로 (32o) 를 천공하고, 그 후, 보다 작은 내경의 내측 제 1 통로 (32i) 를 천공하면, 작은 구멍을 천공하는 거리를 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 서술한 방법에 의하면, 외측 제 1 통로 (32o) 의 내경보다 작은 내경의 내측 제 1 통로 (32i) 를 용이하게 가공할 수 있다. 또한, 내측 제 1 통로 (32i), 외측 제 1 통로 (32o) 순으로 천공하는 것을 제외하는 것은 아니다.
냉각 매체 도입 통로 (30) 및 연결 통로 (31H, 31F) 도 드릴에 의한 천공으로 형성할 수 있다. 냉각 매체 도입 통로 (30) 및 연결 통로 (31H, 31F) 를 통과한 냉각 매체는, 제 1 통로 입구 (32I) 로부터 외측 제 1 통로 (32o) 로 유입되어 흘러, 제 2 통로 입구 (33I) 로부터 제 2 통로 (33) 로 분기되고, 나머지는 내측 제 1 통로 (32i) 를 흐른다. 냉각 구조 (100) 는, 스로틀부 (35) 에 의해 내측 제 1 통로 (32i) 로 유입되는 냉각 매체의 양이 제한되기 때문에, 제 2 통로 (33) 로 보다 많은 냉각 매체가 흘러 제 2 통로 출구 (33H) 로부터 유출된다. 그 결과, 냉각 구조 (100) 는, 제 1 통로 (32) 와 제 2 통로 (33) 간의 냉각 매체의 유량 차를 억제하여, 냉각 상태의 편차를 억제할 수 있다. 또, 냉각 구조 (100) 는, 스로틀부 (35) 에 의해 제 1 통로 (32) 와 제 2 통로 (33) 사이의 유량 밸런스를 설정하기 때문에, 냉각 매체 도입 통로 (30) 에 공급되는 냉각 매체의 유량이 변동되거나, 냉각 매체의 점도가 변동되거나 한 경우에도, 제 1 통로 (32) 와 제 2 통로 (33) 의 유량비를 일정하게 유지하기 쉬워진다.
또, 발전 전동기 (10) 는, 내연 기관 (6) 의 동력을 유압 펌프 (7) 에 전달하는 기능도 갖고 있다. 이 때, 내연 기관 (6) 또는 유압 펌프 (7) 의 사양 등 에 따라 입출력 샤프트 (16) 를 통과하는 토크가 커지면, 제 1 통로 (32) 와 제 2 통로 (33) 의 유량비를 변경할 필요가 있다. 이와 같은 경우에도, 외측 제 1 통로 (32o) 의 내경 (D2) 과 내측 제 1 통로 (32i) 의 내경 (D1) 의 비율을 변경함으로써 용이하게 상기 유량비를 변경할 수 있다. 이 때문에, 냉각 구조 (100) 는, 동력 발생원으로부터의 동력을, 발전 전동기 (10) 이외의 구동원에 전달하는 기능을 갖고 있는 것에 대해 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 통로 (32) 는, 입출력 샤프트 (16) 의 직경 방향과 평행하게 연장되어 있다. 제 1 통로 (32) 는, 입출력 샤프트 (16) 를 향하여 연장되어 있으면, 입출력 샤프트 (16) 의 직경 방향과 평행하지 않아도 된다. 또, 제 1 통로 (32) 는, 곡선부를 가지고 있어도 되는데, 본 실시형태와 같이, 제 1 통로 (32) 를 직선으로 함으로써, 제 1 통로 (32) 를 용이하게 형성할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 제 2 통로 (33) 는, 입출력 샤프트 (16) 의 회전 중심축 (Zr) 과 평행하게 형성되어 있다. 제 2 통로 (33) 는, 제 1 통로 (32) 로부터 로터 (20) 를 향하여 연장되어 있으면 되기 때문에, 회전 중심축 (Zr) 과 평행하지 않아도 된다. 이 때문에, 제 2 통로 (33) 는, 도 11 의 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 로터 (20) 및 회전 중심축을 향하여 연장되어 있어도 된다. 또, 제 2 통로 (33) 는, 스로틀부 (35) 로부터 소정의 위치, 즉, 내측 제 1 통로 (32i) 의 입구로부터 소정의 거리만큼 직경 방향 외측으로 떨어진 위치에서 외측 제 1 통로 (32o) 로부터 분기되어, 입출력 샤프트 (16) 의 회전 중심축 (Zr) 을 향하여 연장된다.
제 1 통로 (32) 및 제 2 통로 (33) 는, 각각의 연장 방향과 직교하는 단면의 형상은 한정되지 않고, 원형, 타원형 등 이외에, 삼각형, 사각형 또는 육각형 등의 다각형이어도 된다. 그러나, 제 1 통로 (32) 및 제 2 통로 (33) 의 상기 단면의 형상을 모두 원형으로 함으로써, 드릴에 의해 천공함으로써 제 1 통로 (32) 및 제 2 통로 (33) 를 용이하게 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 상기 단면의 형상이 원형 이외인 경우, 제 1 통로 (32) 및 제 2 통로 (33) 의 내경은, 등가 직경 (4×A/C, A 는 통로 단면의 면적, C 는 상기 통로 단면의 둘레 길이) 을 사용한다.
도 12, 도 13 은 본 실시형태의 변형예에 관련된 발전 전동기의 냉각 구조를 나타내는 도면이다. 도 12 에 나타내는 냉각 구조 (100a) 는, 내경이 D2 인 슬리브 (35a) 를 이용하여 스로틀부를 형성한다. 슬리브 (35a) 는, 제 1 통로 (32) 의 제 1 통로 출구 (32H) 와는 반대측에 있어서의 개구 (32It) 로부터 제 1 통로 (32) 에 삽입되어 장착된다. 또한, 개구 (32It) 에는 마개 (34) 가 장착된다. 슬리브 (35a) 는, 개구 (32It) 측의 단부가 제 2 통로 입구 (33I) 보다 제 1 통로 출구 (32H) 측이 되는 위치에 장착된다. 슬리브 (35a) 는, 예를 들어, 제 1 통로 (32) 가 형성되는 플랜지 (12) 보다 부드러운 재료로 해두고, 이것을 제 1 통로 (32) 에 집어 넣음으로써, 제 1 통로 (32) 의 소정의 위치에 슬리브 (35a) 를 장착한다. 이 냉각 구조 (100a) 는, 외측 제 1 통로 (32o) 와 내측 제 1 통로 (32i) 사이에서 내경 (D1) 을 변경하지 않아도 되기 때문에, 그 만큼 가공이 용이해진다. 스로틀부로서는, 슬리브 (35a) 대신에, 도 13 에 나타내는 외부 기어 스플라인 형상의 통로 단면적 조정 부재 (35b) 를 사용해도 된다. 이 경우, 외부 기어 스플라인 (35bt) 과 내측 제 1 통로 (32i) 로 둘러싸이는 공간 (32ip) 을 냉각 매체가 통과한다.
이상, 본 실시형태 및 그 변형예는, 발전 전동기의 입출력 샤프트의 회전 중심축을 향하여 연장되어 입출력 샤프트측으로 개구되고, 또한 도중에 스로틀부를 갖는 제 1 통로와, 스로틀부보다 입출력 샤프트의 직경 방향 외측의 위치에서 제 1 통로로부터 분기된 후 입출력 샤프트의 외측에 장착되는 로터를 향하여 연장되어, 상기 로터측으로 개구되는 제 2 통로를 포함하도록 하였다. 이와 같이, 제 1 통로에 스로틀부를 형성함과 함께, 스로틀부보다 냉각 매체의 흐름의 상류측에서 제 2 통로를 분기시키기 때문에, 스로틀부보다 제 1 통로의 하류에 흐르는 냉각 매체의 유량이 저감되고, 그 만큼 제 2 통로를 흐르는 냉각 매체의 유량을 크게 할 수 있다. 그 결과, 제 1 통로와 제 2 통로에 있어서의 냉각 매체의 유량의 언밸런스가 억제되기 때문에, 발전 전동기의 냉각 대상이 되는 부분의 냉각 상태의 편차를 억제할 수 있다.
1 : 하이브리드 유압 쇼벨
2 : 하부 주행체
3 : 상부 선회체
6 : 내연 기관
6S : 출력 샤프트
7 : 유압 펌프
7S : 입력 샤프트
10 : 발전 전동기
11 : 제 1 하우징
12 : 플랜지
13 : 제 2 하우징
14 : 플라이휠
15 : 연결 부재
16 : 입출력 샤프트
17 : 로터 코어
18 : 로터 홀더
18Li : 제 1 홀더 부재
18Lo : 제 2 홀더 부재
18T : 제 3 홀더 부재
20 : 로터
24 : 스테이터
24C : 코일
24I : 인슐레이터
24K : 스테이터 코어
32 : 제 1 통로
32i : 내측 제 1 통로
32o : 외측 제 1 통로
32H : 제 1 통로 출구
32I : 제 1 통로 입구
33 : 제 2 통로
33H : 제 2 통로 출구
33I : 제 2 통로 입구
35 : 스로틀부
40F : 제 1 블레이드
40R : 제 2 블레이드
50F : 제 1 베어링
50R : 제 2 베어링
60 : 돌기부
70 : 베어링 장착 부재
71 : 관통공
80 : 리브
100, 100a : 냉각 구조
Zr : 회전 중심축

Claims (8)

  1. 발전 전동기의 하우징의 일단부에 배치되는 단부측 부재에 형성되어, 상기 하우징의 내부에 격납되는 입출력 샤프트의 회전 중심축을 향하여 연장되어 상기 입출력 샤프트측으로 개구되고, 또한 도중에 스로틀부를 갖는 제 1 통로와,
    상기 단부측 부재에 형성되어, 상기 스로틀부보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측의 위치에서 상기 제 1 통로로부터 분기된 후 상기 입출력 샤프트의 외측에 장착되는 로터를 향하여 연장되어, 상기 로터측으로 개구되는 제 2 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트측의 내측 제 1 통로와, 상기 내측 제 1 통로보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측에 배치되고, 또한 상기 내측 제 1 통로보다 내경이 큰 외측 제 1 통로를 갖고, 상기 내측 제 1 통로와 상기 외측 제 1 통로 사이가 상기 스로틀부가 되는 발전 전동기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트의 일단부의 위치에 개구되는 발전 전동기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단부측 부재는,
    상기 입출력 샤프트에 동력 전달 부재를 장착하기 위한 관통공과,
    상기 관통공의 내주부로부터 상기 회전 중심축을 향하여, 상기 입출력 샤프트의 일단부와 중첩되지 않도록, 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 도중 위치까지 연장되는 장출부를 갖는 발전 전동기.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발전 전동기는, 상기 입출력 샤프트의 일단에 동력 발생원의 출력 샤프트가 접속되고, 타단에 상기 동력 발생원의 동력에 의해 구동되는 구동 대상의 입력 샤프트가 접속되는 발전 전동기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트와 동력 발생원의 동력에 의해 구동되는 구동 대상의 입력축의 접속부의 위치에 개구되는 발전 전동기.
  8. 내연 기관과 유압 펌프 사이에 형성되어 상기 내연 기관의 동력을 상기 유압 펌프에 전달함과 함께 전력을 발생시키는 발전 전동기로서,
    상기 발전 전동기의 하우징의 일단부에 배치되는 단부측 부재에 형성되어, 상기 하우징의 내부에 격납되는 입출력 샤프트의 회전 중심축을 향하여 연장되어 상기 입출력 샤프트측으로 개구되고, 또한 도중에 스로틀부를 갖는 제 1 통로와,
    상기 스로틀부보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측의 위치에서 상기 제 1 통로로부터 분기된 후 상기 입출력 샤프트의 외측에 장착되는 로터를 향하여 연장되어, 상기 로터측으로 개구되는 제 2 통로를 포함하고,
    상기 제 1 통로는, 상기 입출력 샤프트측의 내측 제 1 통로와, 상기 내측 제 1 통로보다 상기 입출력 샤프트의 직경 방향 외측에 배치되고, 또한 상기 내측 제 1 통로보다 내경이 큰 외측 제 1 통로를 갖고, 상기 제 2 통로는, 상기 외측 제 1 통로로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
KR1020127029998A 2011-03-31 2012-03-26 발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기 KR101278825B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011080713A JP5129870B2 (ja) 2011-03-31 2011-03-31 発電電動機の冷却構造及び発電電動機
JPJP-P-2011-080713 2011-03-31
PCT/JP2012/057770 WO2012133322A1 (ja) 2011-03-31 2012-03-26 発電電動機の冷却構造及び発電電動機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120135348A KR20120135348A (ko) 2012-12-12
KR101278825B1 true KR101278825B1 (ko) 2013-06-25

Family

ID=46931039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127029998A KR101278825B1 (ko) 2011-03-31 2012-03-26 발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8884478B2 (ko)
JP (1) JP5129870B2 (ko)
KR (1) KR101278825B1 (ko)
CN (1) CN102906973B (ko)
DE (1) DE112012000030T5 (ko)
WO (1) WO2012133322A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5469719B1 (ja) * 2012-09-25 2014-04-16 株式会社小松製作所 電動機
US20140346780A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 Progress Rail Services Corporation Connection assembly for a power system
JP6061815B2 (ja) * 2013-08-19 2017-01-18 住友重機械工業株式会社 モータ
US10320752B2 (en) * 2014-10-24 2019-06-11 National Ict Australia Limited Gradients over distributed datasets
JP6495215B2 (ja) * 2016-09-27 2019-04-03 本田技研工業株式会社 内燃機関の発電機冷却構造
JP7057384B2 (ja) * 2020-02-26 2022-04-19 本田技研工業株式会社 電動機冷却構造
JP2023049661A (ja) * 2021-09-29 2023-04-10 日本電産株式会社 電動パワーユニット

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100066432A (ko) * 2007-09-10 2010-06-17 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 파워 유닛
KR20100117647A (ko) * 2008-03-03 2010-11-03 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전동기

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1128194A (en) * 1966-05-11 1968-09-25 Ass Elect Ind Improvements in or relating to dynamo-electric machines
KR100196773B1 (ko) * 1990-01-12 1999-06-15 워얼렐 에스. 브로우;도날드 에스. 브로아즈 상처치유 및 조직회복을_향상시키기 위한 조성물
JPH09182374A (ja) * 1995-12-21 1997-07-11 Aisin Aw Co Ltd モータの冷却回路
US6563246B1 (en) * 1999-10-14 2003-05-13 Denso Corporation Rotary electric machine for electric vehicle
JP4651488B2 (ja) 2005-09-14 2011-03-16 川崎重工業株式会社 エンジンのジェネレータ冷却構造
US7834492B2 (en) * 2006-07-31 2010-11-16 Caterpillar Inc Electric machine having a liquid-cooled rotor
JP4757238B2 (ja) 2007-07-13 2011-08-24 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機の冷却構造及び冷却方法
US8487489B2 (en) * 2010-07-30 2013-07-16 General Electric Company Apparatus for cooling an electric machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100066432A (ko) * 2007-09-10 2010-06-17 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 파워 유닛
KR20100117647A (ko) * 2008-03-03 2010-11-03 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전동기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120135348A (ko) 2012-12-12
CN102906973B (zh) 2014-05-21
WO2012133322A1 (ja) 2012-10-04
JP2012217268A (ja) 2012-11-08
US20140023484A1 (en) 2014-01-23
DE112012000030T5 (de) 2013-02-28
CN102906973A (zh) 2013-01-30
JP5129870B2 (ja) 2013-01-30
US8884478B2 (en) 2014-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101278807B1 (ko) 발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기
KR101303469B1 (ko) 발전 전동기의 냉각 구조체 및 발전 전동기
KR101278825B1 (ko) 발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기
KR101316978B1 (ko) 발전 전동기의 냉각 구조 및 발전 전동기
JP5064945B2 (ja) パワーユニット
KR101290840B1 (ko) 발전 전동기의 윤활 구조 및 발전 전동기
KR102135380B1 (ko) 모터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160517

Year of fee payment: 4