[发明专利]发电电动机和使用了该发电电动机的电动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及在转子上配备励磁用永久磁铁的发电电动机，尤其涉及在高温环境下驱动的电动车辆用永久磁铁式发电电动机。

背景技术

伴随高残留磁通密度磁铁的发展，永久磁铁式旋转电机的性能飞跃提高，得到广泛应用。特别是，根据近来的环境限制的观点，对于工业用、家电用电动机，要求高能效率，存在永久磁铁式电动机的应用比率极高的倾向。

另外，在车辆用电动机中，作为对于发动机、变速器的辅助动力源，能够采用高效的系统结构，因此永久磁铁同步电动机的应用比率高，定位为必须组件。

另一方面，在工程机械车辆中，也严格要求向环境型友好型转换，利用电动化来降低燃料消耗成为重要的课题。在此，工程机械车辆尤其是液压挖掘机用电动机，作为发电电动机，不仅需要担负发动机及液压泵的辅助动力、以及配设在车辆内部的全部电机组件的电力供给，而且是设置在发动机与液压泵的狭小空间的结构，因此不得不进行小型化设计以及高输出密度化设计（提高每单位体积的输出的设计）。并且，因来自发动机以及液压泵的传热，导致在高温环境下进行高输出运转，因此需要考虑冷却结构。

对于以液压挖掘机为代表的工程机械车辆，作为考虑了冷却结构的发电电动机的观念，通过采用永久磁铁式的同步机，而能够以高效率、发热量的少的方式构成。然而，由于在发动机与液压泵间的狭小空间且容易受到来自两者的传热的影响的环境下进行驱动，因此需要应用更进一步的冷却机构。

因此，对发电电动机进行强制冷却的方法、特别是利用油的直接冷却最为合适，作为对发电电动机直接进行油冷却的现有结构，例如提出了专利文献1中的方案。根据该专利文献1，采用使强制循环的冷却油经由设于保持马达的托架上的通油路而向切槽中心部、即马达绕线之间喷射的结构，沿马达轴向对绕线进行冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－57261号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述的专利文献1所公开的现有技术中，冷却油的喷出孔在轴向上仅存在于一侧，是使喷射的冷却油在绕线之间进行轴向流通的结构，绕线温度的轴向分布存在产生不均的可能性。

另外，在对绕线之间（切槽中心）喷射了冷却油的情况下，在绕线的占积率高的马达中，绕线成为冷却通路的障碍，因此向轴向的冷却油流通受到制限，各绕线的温度分布、也就是周向的温度分布也产生不均，还存在引起局部过热的担心。

本发明的目的在于，考虑作为应用于工程机械车辆的发电电动机，提供一种冷却结构，其提高在高温环境下的狭小且受制限的空间配置的发电电动机的冷却效果，并且实现小型化、高输出密度化、特别是使电枢绕线在发电电动机的整个定子周向上平衡良好地冷却。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明主要采用了以下结构。

一种发电电动机，具备固定设于壳体的内径侧的定子；对置配置于上述定子的内周侧并旋转自如地被轴承支承的转子；以及卷绕在与定子铁芯的切槽邻接的齿上的电枢绕线，上述发电电动机的特征在于，

在经由上述轴承而设置的托架上，设有供冷却介质流动的通路、以及与上述通路连通并向与上述电枢绕线的绕线端部对置的位置喷射上述冷却介质的喷射孔，从配设于上述旋转轴的轴向两侧的上述托架的喷射孔朝向上述电枢绕线的绕线端部喷出上述冷却介质，来自上述多个喷射孔的上述冷却介质的流量分布设定为随着到达比上述旋转轴的高度位置更靠上方的位置而变高。

另外，在上述发电电动机中，设置在上述托架上的喷射孔的配设间距在上述托架的垂直方向上部较密，随着到达上述旋转轴的高度位置而逐渐稀疏。并且，设置在上述托架上的喷射孔的孔径在上述托架的垂直方向上部较大，随着达到上述旋转轴的高度位置而逐渐变小。并且，设置在与上述电枢绕线的绕线端部对置的位置上的喷射孔的个数在上述托架的垂直方向上部较多，随着到达上述旋转轴的高度位置而逐渐变少。并且，提供一种电动车辆，其具备：上述发电电动机；具有与上述发电电动机的旋转轴连结的内燃机部的发动机；以及具有与上述发电电动机的旋转轴连结且设置在与上述发动机相反一侧的液压机构部的液压泵。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够在整个定子周向上平衡良好地冷却发电电动机的电枢绕线，能够提高冷却效果。另外，在将发电电动机应用于液压挖掘机等电动车辆上的情况下，能够进一步提高在高温环境配置于狭小空间的条件下所需要的冷却效果，并且有助于小型化、高输出密度化。

附图说明