JP2017147919A - インバータ一体形回転電機およびインバータ一体形回転電機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れたインバータ一体形回転電機およびインバータ一体形回転電機の製造方法を提供する。
【解決手段】ハウジング２１の外部における軸線Ｏ上においてヒートシンク６０と回転電機２０との間にシャフト３０の反出力側に固定され、シャフト３０の回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファン８０を備える。ハウジング２１の外部における軸線Ｏ上においてヒートシンク６０と冷却ファン８０との間に配置され、ヒートシンク６０から冷却ファン８０へ空気を流す穴９１，９３，９５を有する整流プレート９０を備える。ヒートシンク６０、冷却ファン８０および整流プレート９０の外周側においてシャフト３０の軸方向に延設され、回転電機２０とインバータ５０とを繋ぐ配線４０，４１，４２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータ一体形回転電機およびインバータ一体形回転電機の製造方法に関するものである。

特許文献１に開示の回転電機においては、ハウジングの外部にインバータアッセンブリが配置されるとともに回転子に冷却ファンが設けられている。また、ヒートシンクの冷却フィンが形成された面をハウジングに対向させ、対向したハウジング面と冷却ファンの間にプレートを介在させてハウジング面を遮り、ヒートシンクとの間に風路を構成する。そして、回転子の冷却ファンの回転によって、ヒートシンクとプレートによって形成される吸入口より外気を吸入し、外気がヒートシンクとプレートの間の風路を通り、プレートに設けた窓を通って、ハウジング内に収入し、ハウジングに設けた排気口より排気させる。

特開２０１４−１４３８３３号公報

ところが、冷却ファンはハウジング内に配置されているため、コイルエンドとの干渉等の理由で冷却ファンを大型化できず、冷却風の風量に限界がある。このように、冷却ファンに制約があり、放熱性が悪かった。

本発明の目的は、放熱性に優れたインバータ一体形回転電機およびインバータ一体形回転電機の製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの第１の端面を貫通するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの第２の端面を貫通する回転電機と、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記第２の端面から離間した位置に配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記インバータと回転電機との間に配置され、前記インバータと熱的に結合されたヒートシンクと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記回転電機との間において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファンと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記冷却ファンとの間に配置され、前記ヒートシンクから前記冷却ファンへ空気を流す穴を有する整流部材と、を備え、前記ヒートシンクは、本体部の表面において互いに平行に延在する複数の突条を有し、前記整流部材の前記穴は、前記複数の突条の延びる方向に対し交差する方向に延びる長穴形状を有することを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、回転電機のハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてハウジングの第２の端面から離間した位置にインバータが配置され、ハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてインバータと回転電機との間にヒートシンクが配置され、ヒートシンクはインバータと熱的に結合されている。ハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてヒートシンクと回転電機との間に冷却ファンがシャフトの反出力側に固定され、シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能となっている。ハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてヒートシンクと冷却ファンとの間に整流部材が配置され、整流部材の穴を通してヒートシンクから冷却ファンへ空気が流される。よって、冷却ファンがハウジングの外部に配置されていることにより冷却風量等についての制約を受けにくく、放熱性に優れたものとなる。また、ヒートシンクは、本体部の表面において互いに平行に延在する複数の突条を有し、整流部材の穴は、複数の突条の延びる方向に対し交差する方向に延びる長穴形状を有するので、冷却性に優れている。

請求項２に記載のように、請求項１に記載のインバータ一体形回転電機において、前記長穴形状の穴は、前記複数の突条の延びる方向に対し直交する方向に延びているとよい。
請求項３に記載のように、請求項１または２に記載のインバータ一体形回転電機において、前記ヒートシンクにおける前記互いに平行に延在する複数の突条のうちの両側の突条が前記ヒートシンクを前記回転電機に固定するための脚部を兼ねるとよい。

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機において、前記整流部材の外縁部から前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に突出し、前記冷却ファンから排気された空気を前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に導く吸排気分離部材を更に備えるとよい。

請求項５に記載の発明では、ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの第１の端面を貫通するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの第２の端面を貫通する回転電機と、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記第２の端面から離間した位置に配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記インバータと回転電機との間に配置され、前記インバータと熱的に結合されたヒートシンクと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記回転電機との間において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファンと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記冷却ファンとの間に配置され、前記ヒートシンクから前記冷却ファンへ空気を流す穴を有する整流部材と、を備え、前記ヒートシンクは、本体部の表面において互いに平行に延在する複数の突条を有し、前記整流部材の前記穴は、前記複数の突条の延びる方向に対し交差する方向に延びる長穴形状を有するインバータ一体形回転電機の製造方法であって、前記ヒートシンクを押出成形したことを要旨とする。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載のインバータ一体形回転電機を製造することができる。また、ヒートシンクを押出成形することによりダイカストで製造する場合に比べ、狭ピッチで突条を構成できるとともに、突条の高さも高く設定しやすく、放熱面積を稼ぐことができる。また、本体部もダイカスト品より厚くすることができ、熱容量も大きく設定可能となる。

請求項６に記載の発明では、ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの第１の端面を貫通するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの第２の端面を貫通する回転電機と、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記第２の端面から離間した位置に配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記インバータと回転電機との間に配置され、前記インバータと熱的に結合されたヒートシンクと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記回転電機との間において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファンと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記冷却ファンとの間に配置され、前記ヒートシンクから前記冷却ファンへ空気を流す穴を有する整流部材と、前記ヒートシンク、前記冷却ファンおよび前記整流部材の外周側において前記シャフトの軸方向に延設され、前記回転電機と前記インバータとを繋ぐ配線と、を備えたことを要旨とする。

請求項６に記載の発明によれば、回転電機のハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてハウジングの第２の端面から離間した位置にインバータが配置され、ハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてインバータと回転電機との間にヒートシンクが配置され、ヒートシンクはインバータと熱的に結合されている。ハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてヒートシンクと回転電機との間に冷却ファンがシャフトの反出力側に固定され、シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能となっている。ハウジングの外部におけるシャフトの反出力側の軸線上においてヒートシンクと冷却ファンとの間に整流部材が配置され、整流部材の穴を通してヒートシンクから冷却ファンへ空気が流される。よって、冷却ファンがハウジングの外部に配置されていることにより冷却風量等についての制約を受けにくく、放熱性に優れたものとなる。また、回転電機とインバータとを、ヒートシンク、冷却ファンおよび整流部材の外周側においてシャフトの軸方向に延設された配線により、容易に接続することができる。

請求項７に記載のように、請求項６に記載のインバータ一体形回転電機において、前記インバータは、外周側側面に前記配線を前記インバータに接続する端子台を有するとよい。

請求項８に記載のように、請求項６または７に記載のインバータ一体形回転電機において、複数本の前記配線が互いに離間して配置されているとよい。
請求項９に記載のように、請求項６〜８のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機において、前記ヒートシンクは、本体部の表面において平行に延びる複数の突条よりなる突条群が、複数、前記シャフトの反出力側の軸線を向いて配置されているとよい。

請求項１０に記載のように、請求項９に記載のインバータ一体形回転電機において、前記突条群に対応して前記整流部材に前記穴が複数設けられ、前記突条の延びる方向に対して、交差する穴の縁は直線状をなし、直交するとよい。

請求項１１に記載のように、請求項９に記載のインバータ一体形回転電機において、前記突条群に対応して前記整流部材に前記穴が複数設けられ、前記突条の延びる方向に対して、交差する穴の縁は前記シャフトの反出力側の軸線側に膨らんでいるとよい。

請求項１２に記載のように、請求項６〜１１のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機において、前記整流部材の外縁での前記ハウジングの第２の端面との対向面が前記第２の端面側に曲がっているとよい。

請求項１３に記載のように、請求項６〜１１のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機において、前記整流部材の外縁部から前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に突出し、前記冷却ファンから排気された空気を前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に導く吸排気分離部材を更に備えるとよい。

請求項１４に記載のように、請求項６〜１３のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機において、前記整流部材の外縁部から前記ヒートシンクの外径側において前記シャフトの軸方向に突出し、前記ヒートシンクの外周面を覆う吸気ガイド部材を更に備え、前記吸気ガイド部材の内周面と前記ヒートシンクの外周面との間に前記ヒートシンクへ連通する吸気通路が形成され、該吸気通路の入口は軸方向に向けて開口するとよい。

本発明によれば、放熱性に優れたものとすることができる。

第１の実施形態におけるインバータ一体形回転電機の概略縦断面図。 インバータ一体形回転電機の分解斜視図。 ヒートシンクにおけるフィン形成面の正面図。 ヒートシンクにおける部品配置面の正面図。 整流プレートの正面図。 第２の実施形態における整流プレートの正面図。 変形例の整流プレートの正面図。 第３の実施形態におけるインバータ一体形回転電機の一部概略縦断面図。 第４の実施形態におけるインバータ一体形回転電機の分解斜視図。 インバータ一体形回転電機の斜視図。 インバータ一体形回転電機の概略縦断面図。 変形例のインバータ一体形回転電機の一部概略縦断面図。 応用例のヒートシンクを示す斜視図。 第５の実施形態におけるインバータ一体形回転電機の分解斜視図。 インバータ一体形回転電機の概略縦断面図。 ヒートシンクの斜視図。 ヒートシンクおよび整流プレートの分解斜視図。 インバータ一体形回転電機の概略縦断面図。 図１８のＡ−Ａ線での断面図。 （ａ），（ｂ）は応用例のヒートシンクを示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１，２に示すように、インバータ一体形回転電機（モータ・インバータユニット）１０は、回転電機２０と、インバータ５０と、金属製のヒートシンク６０と、冷却ファン（遠心ファン）８０と、穴９１〜９５を有する整流部材としての整流プレート９０と、を備える。インバータ一体形回転電機１０は車両に搭載される。回転電機２０のハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上において、順に、冷却ファン８０、整流プレート９０、ヒートシンク６０、インバータ５０が配置されている。整流プレート９０およびヒートシンク６０は、シャフト３０の延びる方向に直交する径方向に延びるように配置されている。回転電機２０のシャフト３０に固定された冷却ファン８０の回転に伴い整流プレート９０の穴（吸気口）９１，９２，９３，９４，９５を通る空気流が形成され、この空気流はヒートシンク６０を通り、この際、インバータ５０の熱と交換することができるようになっている。なお、図１のシャフト３０の反出力側の軸線Ｏを、図３，４，５においても示している。

回転電機２０について詳述する。
図１に示すように、本実施形態においては、回転電機２０は密閉方式の三相誘導モータである。

回転電機２０は、ハウジング２１と、円筒状のステータ２２と、ロータ２３を備えている。ハウジング２１に固定されたステータ２２の内方においてハウジング２１に対し軸受２４，２５によりロータ２３が回転可能に支持されている。

ハウジング２１は、全体の概略形状として、両端面が塞がれた円筒状をなしている。詳しくは、ハウジング２１は、第１ハウジング構成部材（フロント側ブラケット）２６と第２ハウジング構成部材（リヤ側ブラケット）２７からなる。第１ハウジング構成部材２６は、円筒状の本体部２６ａと、本体部２６ａの一端開口部を閉塞する円板状のフロントプレート２６ｂを有する。第２ハウジング構成部材２７は、円筒状の本体部２７ａと、本体部２７ａの一端開口部を閉塞する円板状のリヤプレート２７ｂを有する。第１ハウジング構成部材２６と第２ハウジング構成部材２７は金属材料（例えばアルミニウム）により形成されている。

第１ハウジング構成部材２６の他端開口部の拡径部（フランジ部）２６ｃと第２ハウジング構成部材２７の他端開口部の拡径部（フランジ部）２７ｃとの間にステータ２２が位置する状態で第１ハウジング構成部材２６と第２ハウジング構成部材２７が複数本の連結ボルトＢ１（図２参照）を用いて連結固定されている。詳しくは、ボルトＢ１が、第１ハウジング構成部材２６の外周部に設けた取付用突起３４と第２ハウジング構成部材２７の外周部に設けた取付用突起３５とを貫通する状態で締結されている。

ハウジング構成部材２６，２７の拡径部２６ｃ，２７ｃにはステータコア２８の端部が固定されており、ステータコア２８の径方向外側表面が露出している。ステータ２２は、ステータコア２８とコイル２９とを有する。ステータ２２は、ハウジング構成部材２６，２７の本体部２６ａ，２７ａに固定されたステータコア２８のティース（図示せず）にコイル２９が捲回されて構成されている。ステータコア２８における出力側の端面２８ａからコイルエンド２９ａが突出しているとともにステータコア２８における反出力側の端面２８ｂからコイルエンド２９ｂが突出している。ステータコア２８は、電磁鋼板を積層して構成されている。

ステータ２２の内側にはロータ２３が配設されている。ロータ２３は、シャフト３０とロータコア３１と二次導体３２を有する。シャフト３０は、ステータ２２の中心部に配置されている。ロータコア３１は、ステータ２２の内方においてシャフト３０に固定されている。ロータコア３１は、電磁鋼板を積層して構成されている。

二次導体３２は、ロータバー３２ａとエンドリング３２ｂ，３２ｃを有する。ロータバー３２ａはロータコア３１の内部に埋設され、軸方向に貫通するように配置されている。エンドリング３２ｂはロータコア３１の一端面に配置され、エンドリング３２ｂはロータバー３２ａの一端と連結されている。エンドリング３２ｃはロータコア３１の他端面に配置され、エンドリング３２ｃはロータバー３２ａの他端と連結されている。二次導体３２（ロータバー３２ａ、エンドリング３２ｂ，３２ｃ）はアルミよりなり、詳しくは、アルミダイキャストで製作している。

回転電機２０は、ハウジング２１内にロータ２３が配置され、シャフト３０の出力側がハウジング２１の第１の端面Ｓ１から突出（広義には第１の端面Ｓ１を貫通）するとともにシャフト３０の反出力側がハウジング２１の第２の端面Ｓ２から突出（広義には第２の端面Ｓ２を貫通）している。また、ハウジング２１は、図２に示すように、外周部に複数の取付用突起３３を有し、取付用突起３３にボルトＢ２を螺入できるようになっている。

回転電機２０を駆動するためのインバータ５０は、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上において第２の端面Ｓ２から離間した位置に配置されている。インバータ５０はヒートシンク６０に取り付けられている。ヒートシンク６０と整流プレート９０を貫通する複数本のボルトＢ２（図２参照）をハウジング２１の取付用突起３３に螺入することによりヒートシンク６０と整流プレート９０がハウジング２１に固定されている。ヒートシンク６０は、アルミダイカスト成型されている。

図３，４に示すように、ヒートシンク６０は、略円板状の本体部６１を有する。図１に示すように、ヒートシンク６０の本体部６１は、シャフト３０の延びる方向に直交する径方向に延びており、ハウジング２１の第２の端面Ｓ２と対向配置されている。ヒートシンク６０の本体部６１の一方の面６１ａには、図４に示すように、インバータ５０が配置されている。インバータ５０は、複数枚の基板５１と、複数のスイッチング素子５２を備える。ヒートシンク６０の本体部６１の一方の面６１ａに基板５１が図示しない絶縁層を介して搭載され、基板５１にスイッチング素子５２が実装されている。複数のスイッチング素子５２によりＵ，Ｖ，Ｗの各相の上アーム・下アームが構成されている。そして、上アーム・下アームを構成するスイッチング素子のスイッチング動作により車載バッテリ等の直流電源からの直流を交流に変換して回転電機２０の各相に供給する。これにより、回転電機２０が駆動されてシャフト３０が回転してシャフト３０の出力側に接続された機器が回転駆動される。

図４に示すように、スイッチング素子５２が実装された各基板５１はヒートシンク６０の本体部６１においてシャフト３０の反出力側の軸線Ｏの周りを囲むように配置されている。また、各基板５１は後述する突条群６４，６５，６６に対応して配置されている。

図１，２に示すように、ヒートシンク６０は、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてインバータ５０と回転電機２０との間に配置されている。また、ヒートシンク６０は、インバータ５０と熱的に結合されている。

図１，２に示すように、ヒートシンク６０の本体部６１の一方の面６１ａに配置される基板５１、スイッチング素子５２等はカバー５３により覆われている。
図１，２に示すように、ヒートシンク６０の本体部６１の他方の面６１ｂには、フィン６２が設けられている。フィン６２は、図３に示すように、複数の突条６３ａよりなる突条群６３と、複数の突条６４ａよりなる突条群６４と、複数の突条６５ａよりなる突条群６５と、複数の突条６６ａよりなる突条群６６を有する。複数の突条６３ａは、本体部６１の表面において平行に延びている。複数の突条６４ａは、本体部６１の表面において平行に延びている。複数の突条６５ａは、本体部６１の表面において平行に延びている。複数の突条６６ａは、本体部６１の表面において平行に延びている。

突条群６３，６４，６５，６６は、本体部６１においてシャフト３０の反出力側の軸線Ｏに対し９０°毎に反出力側の軸線Ｏを向いて配置されている。つまり、図３において突条群６３に対し時計回りに、９０°毎に突条群６４、突条群６５、突条群６６が配置されている。そして、これら突条群６３，６４，６５，６６によって、空気を反出力側の軸線Ｏ上に集めやすくなっている。

また、フィン６２は、図３に示すように、複数の突条６７ａよりなる突条群６７と、複数の突条６８ａよりなる突条群６８と、複数の突条６９ａよりなる突条群６９と、複数の突条７０ａよりなる突条群７０を有する。いずれの複数の突条６７ａ，６８ａ，６９ａ，７０ａも、本体部６１の表面において平行に延びている。突条群６７，６８，６９，７０は、突条群６３，６４，６５，６６の間において本体部６１でのシャフト３０の反出力側の軸線Ｏを向いて配置されている。つまり、突条群６３と突条群６４の間に突条群６７が配置され、突条群６４と突条群６５の間に突条群６８が配置され、突条群６５と突条群６６の間に突条群６９が配置され、突条群６６と突条群６３の間に突条群７０が配置されている。そして、これら突条群６７，６８，６９，７０によっても、空気を反出力側の軸線Ｏ上に集めやすくなっている。

図１，２に示すように、冷却ファン８０は、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてヒートシンク６０と回転電機２０との間においてシャフト３０の反出力側に固定されている。冷却ファン８０は、シャフト３０の回転に伴い回転して空気を吸気可能である。つまり、冷却ファン８０は、ロータ２３の回転に伴い回転して冷却風を発生させる。詳しくは、冷却ファン８０の回転に伴いシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ側から径方向外側に空気が送られる。

冷却ファン８０について詳述する。
図１，２に示すように、冷却ファン８０は板材を加工することにより形成されている。冷却ファン８０は羽根部８１と固定部８２と延設部８３を有する。シャフト３０と固定する部分である固定部８２は円板状（フランジ状）をなし、シャフト３０に固定される。円板状の固定部８２の外周端から円筒状の延設部８３が軸方向に延びている。円筒状の延設部８３の他端に羽根部８１が形成されている。羽根部８１は、平板部８１ａと空気受け用の曲面部８１ｂからなる。羽根部８１の平板部８１ａがシャフト３０の延びる方向に直交する径方向に延び、平板部８１ａの外周側に複数の曲面部８１ｂが軸方向に屈曲するように形成されている。

そして、冷却ファン８０の回転に伴い曲面部８１ｂによりシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ側から径方向外側に空気が送られることになる。つまり、図１に示すように、ヒートシンク６０のフィン形成面と整流プレート９０との間の空間において空気を径方向外側からシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ側に向かって導入できるとともに整流プレート９０の穴９１，９２，９３，９４，９５を通して冷却ファン８０の平板部８１ａに沿って径方向外側に排気できるようになっている。

図１，２に示すように、整流プレート９０は、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてヒートシンク６０と冷却ファン８０との間に配置されている。図５に示すように、整流プレート９０は、平板よりなり、略円板状をなしている。整流プレート９０は、シャフト３０の延びる方向に直交する径方向に延びており、シャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上の部位に四角形の穴９５を有する。また、整流プレート９０における穴９５の周囲には、突条群６３，６４，６５，６６に対応して整流プレート９０に穴９１，９２，９３，９４が設けられている。図３において二点鎖線にて整流プレート９０の穴９１，９２，９３，９４の位置を示し、穴９１〜９４と突条群６３〜６６との位置関係は次のとおりである。突条群６３に対応して整流プレート９０に穴９１が、突条群６４に対応して整流プレート９０に穴９２が、突条群６５に対応して整流プレート９０に穴９３が、突条群６６に対応して整流プレート９０に穴９４が設けられている。

突条６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａの延びる方向に対して、交差する穴９１，９２，９３，９４の縁９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａ（図５参照）は円弧状をなす。そして、整流プレート９０の穴９１，９２，９３，９４，９５を通して、ヒートシンク６０から冷却ファン８０へ空気が流れる。

また、図４において、二点鎖線にて整流プレート９０の穴９１，９２，９３，９４の位置を示す。図４において、基板５１の中央付近のスイッチング素子５２は、最も温度が高くなる高温領域である。

このように、回転電機２０の軸方向反出力側のハウジング２１上にインバータ５０が搭載されている。ヒートシンク６０が回転電機２０と対向する向きに配置されている。ヒートシンク６０に径方向外側から吸入した外気が、ロータ２３と一体で回転する冷却ファン８０によって径方向外側に排気される。詳しくは、冷却ファン８０の回転に伴い吸気された空気はフィン６２によりヒートシンク６０の本体部６１におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏに向かって流れ、その空気は、整流プレート９０の穴９１，９２，９３，９４，９５を通って冷却ファン８０に導かれ、冷却ファン８０の羽根部８１を通って排気される。

また、ヒートシンク６０においては、本体部６１の表面において平行に延びる複数の突条（６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ）よりなる突条群（６３，６４，６５，６６）が、複数、シャフト３０の反出力側の軸線Ｏを向いて配置されている。

図１，２に示すように、インバータ一体形回転電機１０は、第２ハウジング構成部材２７の上部からインバータ５０に向かって延びる複数本（３本）の配線４０，４１，４２を備える。回転電機２０の動力線である配線４０，４１，４２は、ヒートシンク６０、冷却ファン８０および整流プレート９０の外周側においてシャフト３０の軸方向に延設され、回転電機２０とインバータ５０とを繋いでいる。つまり、配線４０，４１，４２は回転電機２０とインバータ５０とを電気的に接続する接続線である。配線４０はＵ相の配線であり、配線４１はＶ相の配線であり、配線４２はＷ相の配線である。配線（コード）４０〜４２は、コイル２９から延び、グロメット４３によりシールした状態で第２ハウジング構成部材２７を貫通して外部に延設されている。各配線４０，４１，４２は圧着端子４０ａ，４１ａ，４２ａを有する。３本の配線４０，４１，４２は、水平方向において互いに離間して並設されており、この互いに離間して配置された配線４０，４１，４２の間の隙間（空隙）に空気が通過することができる。

また、インバータ５０は、外周側側面である外周側の上面に、配線４０，４１，４２をインバータ５０に接続する端子台４４を有する。端子台４４の上面は水平方向に延び、平坦な面となっている。図１に示すように、インバータ５０においてバスバーよりなるインバータ端子４５，４６，４７が基板５１から上方、即ち、径方向に延設されている。インバータ端子４５はＵ相用であり、インバータ端子４６はＶ相用であり、インバータ端子４７はＷ相用である。端子台４４にはインバータ端子４５，４６，４７の一端部が埋設され、各インバータ端子４５，４６，４７の端部が端子台４４の上面において露出している。そして、各配線４０，４１，４２は圧着端子４０ａ，４１ａ，４２ａを通して端子台４４に螺合するボルトＢ３により対応する各インバータ端子４５，４６，４７に電気的に接続されている。即ち、インバータ端子（バスバー）４５，４６，４７がモータ径方向に延設され、端子台４４においてモータ引出線である配線４０，４１，４２と接続されている。

次に、このように構成したインバータ一体形回転電機１０の作用について説明する。
インバータ５０によってコイル２９が通電されるとステータ２２において回転磁界が作られる。回転磁界が発生すると、ロータ２３が回転する。この回転に伴い冷却ファン８０も回転する。冷却ファン８０の回転により空気（外気）が径方向外側からシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ側に向かって導入され、羽根部８１を通って排気される。この空気によりインバータ５０で発生した熱はヒートシンク６０を介して排出される。

ここで、冷却ファン（遠心ファン）８０がロータ２３のシャフト３０に取り付けられており、ハウジング２１の外側に配置されている。
また、ヒートシンク６０と冷却ファン８０の間は整流プレート９０によって仕切られており、整流プレート９０の中央部付近には空気の流路となる穴９１，９２，９３，９４，９５が空いている。

さらに、ヒートシンク６０のフィン６２は略放射状に配置されており、吸気された冷却風はヒートシンク６０の中央付近に集まるような流路となる。
よって、回転電機２０のハウジング２１上にインバータ（モータドライバ）５０が搭載されているモータユニット構造において、ハウジング２１の外部に位置する冷却ファン８０はその外径がコイルエンド２９ａ，２９ｂ等に干渉しないため、冷却ファン８０を大型化できる。この冷却ファン８０の大型化により冷却風量を増加させて流量向上が可能となる。また、冷却風量を増加させつつ、回転電機（モータ）２０、インバータ５０それぞれを密閉化することが可能となる。また、ハウジング２１に流路となる孔を形成する必要も無い為、強度的に有利である。さらに、冷却ファン８０による排気がコイルエンド２９ａ，２９ｂの影響を受けないため、流路の圧損を低減することができる。

また、特許文献１のようにハウジングによって冷却ファンとヒートシンクを仕切る場合には、インバータの熱が回転電機側に伝わりやすいとともに回転電機の熱がインバータ側に伝わりやすい。本実施形態では、ハウジング２１の形状・強度制約の影響がなく、また、インバータ５０と回転電機２０との間に空気層があり、インバータ５０の熱が回転電機２０側に伝わりにくくなるとともに回転電機２０の熱がインバータ５０側に伝わりにくいため、冷却性能が向上する。

さらに、冷却風がヒートシンク６０の径方向から吸気され、整流プレート９０の穴９１，９２，９３，９４，９５を通るが、その際に、ヒートシンク６０の中央付近に集まることで、ヒートシンク６０のフィン全体に冷却風を流すことができ、デッドスペースを低減できる。

また、特許文献１では、ハウジングに吸気用窓および排気口を設ける必要があるため、過酷な環境下においてステータおよびロータを密閉化して保護することができない。本実施形態では密閉式であり、過酷な環境下においてステータ２２およびロータ２３を密閉化して保護することができる。

さらに、回転電機２０とインバータ５０とを繋ぐ複数本の配線４０，４１，４２が、ヒートシンク６０、冷却ファン８０および整流プレート９０の外周側においてシャフト３０の軸方向に延設されており、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の配線４０，４１，４２により回転電機２０とインバータ５０とを電気的に接続することができる。また、インバータ５０は、外周側側面に配線用の端子台４４を有しており、端子台４４を用いてＵ，Ｖ，Ｗの各相の配線４０，４１，４２で回転電機２０とインバータ５０とを容易に電気的に接続することができる。

また、図１に示すように、冷却ファン８０の回転に伴う整流プレート９０の穴９１〜９５を通過する前の空気が配線４０，４１，４２に流れるとともに、冷却ファン８０の回転に伴う整流プレート９０の穴９１〜９５を通過した後の空気が配線４０，４１，４２に流れる。これにより、回転電機２０とインバータ５０とを繋ぐ複数本の配線（Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の配線）４０，４１，４２が冷却される。

さらに、回転電機２０はステータコア２８の外径表面が露出しており、回転電機２０の冷却性に優れる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）インバータ一体形回転電機１０の構成として、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてインバータ５０と回転電機２０との間に配置され、インバータ５０と熱的に結合されたヒートシンク６０を備える。また、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてヒートシンク６０と回転電機２０との間においてシャフト３０の反出力側に固定され、シャフト３０の回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファン８０を備える。さらに、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてヒートシンク６０と冷却ファン８０との間に配置され、ヒートシンク６０から冷却ファン８０へ空気を流す穴９１，９２，９３，９４，９５を有する整流プレート９０を備える。また、ヒートシンク６０、冷却ファン８０および整流プレート９０の外周側においてシャフト３０の軸方向に延設され、回転電機２０とインバータ５０とを繋ぐ配線４０，４１，４２を備える。

よって、冷却ファン８０がハウジング２１の外部に配置されていることにより冷却風量等についての制約を受けにくく、放熱性に優れたものとなる。また、インバータ５０と回転電機２０との間に空気層があり、インバータ５０の熱が回転電機２０側に伝わりにくくなるとともに回転電機２０の熱がインバータ５０側に伝わりにくいため、冷却性能が向上する。さらに、回転電機２０とインバータ５０とを、ヒートシンク６０、冷却ファン８０および整流プレート９０の外周側においてシャフト３０の軸方向に延設された配線４０，４１，４２により、容易に接続することができる。

（２）インバータ５０は、外周側側面に配線４０，４１，４２をインバータ５０に接続する端子台４４を有する。よって、端子台４４を用いてＵ，Ｖ，Ｗの各相の配線４０，４１，４２での回転電機２０とインバータ５０との組付性に優れている。即ち、はんだ付けにより接続する場合に比べ組付性が向上する。

（３）複数本の配線４０，４１，４２が互いに離間して配置されている。よって、配線４０，４１，４２の間、即ち、配線４０と配線４１との間の空隙、配線４１と配線４２との間の空隙を空気が通過して配線４０，４１，４２を容易に冷却することができる。即ち、配線４０，４１，４２間に隙間がない場合に比べ放熱面積を増大させることにより配線４０，４１，４２の冷却性が向上する。

（４）回転電機のハウジング２１には吸気用窓および排気口が不要となり、回転電機２０を密閉化することができる。
（５）ヒートシンク６０に搭載する基板５１、素子５２を覆うカバー５３には吸入口が不要となり、インバータ５０を密閉化することができる。

（６）ヒートシンク６０は、本体部６１の表面において平行に延びる複数の突条（６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ）よりなる突条群（６３，６４，６５，６６）が、複数、シャフト３０の反出力側の軸線Ｏを向いて配置されている。よって、冷却風をシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上に向かわせて放熱性が更に向上する。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態では、図５の整流プレート９０に代わり、図６に示す整流部材としての整流プレート１００を用いている。

図６に示すように、整流プレート１００には、中央の穴１０５以外に突条群６３，６４，６５，６６に対応して穴１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。詳しくは、突条群６３に対応して整流プレート１００に穴１０１が、突条群６４に対応して整流プレート１００に穴１０２が、突条群６５に対応して整流プレート１００に穴１０３が、突条群６６に対応して整流プレート１００に穴１０４が設けられている。穴１０１，１０２，１０３，１０４における突条６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａの延びる方向に対して、交差する縁１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａは、直線状をなし、直交している。この整流プレート１００を用いることにより、吸気口形状の工夫による風量アップが図られる。

つまり、吸気口形状を改善し、同じ吸気口面積で吸気風量をアップさせ、インバータ（パワー素子）を冷却する。詳しくは、素子配置を考慮し、特に高温となる素子付近により空気を流す。

即ち、図５に示すように、ヒートシンク６０と冷却ファン８０の間に設置する整流プレート９０に設けられた吸気口である穴９１，９２，９３，９４の形状を改善する。詳しくは、図５の整流プレート９０の穴形状に対し、同じ吸気口面積の場合、図５の円形状より図６の四角形状のほうが外周（縁の長さ）が長くなり、吸気風量がアップする。

詳しく説明すると、図５の円形の吸気口の外周長（円周）Ｌ２は、半径Ｒ×２πとなる。一方、図６の四角形の空気口の外周長Ｌ１は一辺の長さｘ×４となる。ここで、図５と図６で吸気口の面積が同一、即ち、πＲ^２＝ｘ^２とすると、ｘ＝Ｒ√（π）で表される。よって、（Ｌ１）^２−（Ｌ２）^２＝１６Ｒ^２π−４π^２Ｒ^２＝４Ｒ^２π（４−π）＞０となり、図６の四角形の吸気口の外周長Ｌ１は、図５の円形の吸気口の外周長Ｌ２よりも長くなる。その結果、より多くの空気を流すことができる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（７）突条群６３，６４，６５，６６に対応して整流プレート１００に穴（１０１，１０２，１０３，１０４）が複数設けられ、突条６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａの延びる方向に対して、交差する穴１０１，１０２，１０３，１０４の縁１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａは直線状をなし、直交している。よって、同一の吸気口面積で、吸気口の外周長を拡大することができる。その結果、吸気風量向上によるインバータの素子５２の冷却効率アップが図られる。

図６の変形例として、図７に示す整流部材としての整流プレート１１０を用いてもよい。図７に示すように、整流プレート１１０におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上の部位の四角形の穴１１５の周りに穴１１１，１１２，１１３，１１４が形成されている。詳しくは、突条群６３に対応して整流プレート１１０に穴１１１が、突条群６４に対応して整流プレート１１０に穴１１２が、突条群６５に対応して整流プレート１１０に穴１１３が、突条群６６に対応して整流プレート１１０に穴１１４が設けられている。穴１１１，１１２，１１３，１１４における突条６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａの延びる方向に対して、交差する縁１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａはシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ側に膨らんでいる。即ち、図４に示すように、基板５１の中央付近のスイッチング素子５２は、最も温度が高くなる高温領域であるので、図７のごとく吸気口（穴１１１，１１２，１１３，１１４）の外周形状としてシャフト３０の反出力側の軸線Ｏに凸となる円弧（アール）が付けられている。

図４に示したヒートシンク６０での高温領域では、よりヒートシンク６０の中央付近まで空気を吸気することができ、冷却効率アップが図られる。なお、吸気口の面積を変えなければ、トータルの吸気量も低下しない。

図７に示した応用例によれば、以下のような効果を得ることができる。
（８）突条群６３，６４，６５，６６に対応して整流プレート１１０に穴（１１１，１１２．１１３，１１４）が複数設けられ、突条６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａの延びる方向に対して、交差する穴１１１，１１２，１１３，１１４の縁１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａはシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ側に膨らんでいる。その結果、素子配置を考慮した吸気口外周形状とすることで、最も高温となる基板５１の中央付近に積極的に空気を流すことができ、インバータの素子の冷却効率アップが図られる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態では、図８に示すように、整流部材としての整流プレート１２０の外縁の形状を工夫しており、整流プレート１２０の外縁１２１がハウジング２１の第２の端面Ｓ２側（冷却ファン８０側）に曲がっている。詳しくは、整流プレート１２０の外縁１２１は円弧状をなし、外周側ほどハウジング２１の第２の端面Ｓ２（冷却ファン８０）に接近するように反った形状をなしている。これにより、整流プレート１２０の外縁１２１でのハウジング２１の第２の端面Ｓ２との対向面が第２の端面Ｓ２側（冷却ファン８０側）に曲がっている。このような形状を工夫することにより、高温になった空気が再び吸気されることを抑制することができる。

以下、詳しく説明する。
冷却ファン８０でかき出される空気のうち、いくらかは吸気側の負圧に引き込まれ、冷却性能を低下させる可能性がある。

そこで、図８に示すように、整流プレート１２０の外周を、ヒートシンク６０より反対向きに傾斜させることで、排気風の流れを規制し、高温な排気が再度吸気されることを抑制している。つまり、整流プレート１２０の外周をヒートシンク６０の反対方向に折り曲げ、排気が再び吸気側に吸い込まれにくいように、排気風の流れを規制する。よって、高温の排気風がヒートシンク６０に流れることが抑制され、冷却性能の低下を防ぐことができる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（９）整流部材としての整流プレート１２０の外縁１２１でのハウジング２１の第２の端面Ｓ２との対向面が第２の端面Ｓ２側（冷却ファン８０側）に曲がっている。その結果、高温な排気風が吸気側の負圧に吸い込まれ、冷却性能が低下することを防ぐことができる。

なお、整流プレート１２０の外周の折り曲げは、一部分でも全周でもよい。全周折り曲げたほうが、より冷却性能の低下を防ぐことが可能となる。
また、使用する冷却ファン８０は、遠心型のファンでなくてもよく、例えば、ターボファンなどでもよい。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態を、第１〜第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
図９，１０，１１には、第４の実施形態におけるインバータ一体形回転電機を示すが、第１〜第３の実施形態と同一の機能を有するものについては同一の符号を付すことによりその説明は省略する。

図１に示した第１の実施形態においては、空気を、シャフト３０の軸に直交する径方向における外径側から内径側に吸入して、径方向における内径側から外径側に排気していた。これに対し本実施形態においては、図９、図１０および図１１に示すように、整流部材としての円板状の整流プレート１３０の外縁部から回転電機２０に向かってシャフト３０の軸方向に突出する吸排気分離部材１３１を備える。また、円板状の整流プレート１３０の外縁部からヒートシンク６０（インバータ５０）に向かってシャフト３０の軸方向に突出する吸気ガイド部材１３２を備える。そして、車両に搭載された状態において図１０，１１に示すように、空気を、インバータ５０の外周側においてシャフト３０の軸方向から吸入する。具体的には例えば図１０，１１において矢印Ｆ１で示すごとく図示しないファン等により低温な空気がシャフト３０の軸方向に供給される場合等を挙げることができる。このように空気をシャフト３０の軸方向から吸入して、回転電機２０の外周側においてシャフト３０の軸方向に排気する。シャフト３０の軸方向に排気された空気により回転電機２０の外周面（ステータ２２の表面）が冷却される。

本実施形態においても整流プレート１３０の中央部には、図９に示すように、冷却ファン８０側に空気が流れ込むための穴（吸気口）１０１，１０２，１０３，１０４，１０５が設置されている。そして、図１１に示すように、冷却ファン８０の回転に伴いヒートシンク６０付近を流れた空気は整流プレート１３０の中央の穴（吸気口）１０１，１０２，１０３，１０４，１０５から冷却ファン８０側に流れ込み、遠心力で径方向に流れ出る。

図９に示すように、吸排気分離部材１３１は、略円筒状をなし、整流プレート１３０の外縁部から回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に突出している。図１１に示すように、吸排気分離部材１３１の内周面と回転電機２０の第２ハウジング構成部材２７の外周面との間には空気通路となる空隙ＡＧ１が形成されている。そして、冷却ファン８０から排気された空気（冷却ファン８０の回転に伴う整流プレート１３０の穴１０１〜１０５を通過した空気）が回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に導かれる（空隙ＡＧ１に流れる）。

本実施形態では、第３の実施形態に比べ、更に、高温となった排気が再び吸気側に吸い込まれにくくなっている。つまり、本実施形態では、筒状の吸排気分離部材１３１により、空気の流れはヒートシンク６０と反対側に限定される。

一方、図９に示すように、吸気ガイド部材１３２は、略円筒状をなし、整流プレート１３０の外縁部からヒートシンク６０の外径側においてシャフト３０の軸方向に突出している。図１１に示すように、吸気ガイド部材１３２は、ヒートシンク６０の外周面を覆っている。吸気ガイド部材１３２の内周面とヒートシンク６０の外周面との間に、ヒートシンク６０へ連通する吸気通路１３６が形成されている。吸気通路１３６の入口１３６ａは軸方向に向けて開口する。そして、図１１に示すように、冷却ファン８０の回転に伴う空気がシャフト３０の軸方向から整流プレート１３０の穴１０１〜１０５に導かれる。

また、図９に示すように、円筒状の吸排気分離部材１３１における上部には、配線４０，４１，４２に流れる空気の通路となる切欠き１３３が形成されている。同様に、円筒状の吸気ガイド部材１３２における上部には、配線４０，４１，４２に流れる空気の通路となる切欠き１３４が形成されている。切欠き１３４により、図１１に示すように、冷却ファン８０の回転に伴う整流プレート１３０の穴１０１〜１０５を通過する前の空気が配線４０，４１，４２に流れる。また、図９の切欠き１３３により、図１１に示すように、冷却ファン８０の回転に伴う整流プレート１３０の穴１０１〜１０５を通過した後の空気が配線４０，４１，４２に流れる。これにより、回転電機２０とインバータ５０とを繋ぐ複数本の配線（Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の配線）４０，４１，４２が冷却される。

以下、詳しく説明する。
インバータ一体形回転電機１０において、冷却ファン８０の回転に伴い外径方向から空気を吸い込んで外径方向に吐き出す。そのため、吸気と排気が混在すると、吸気温度が上昇し、冷却性能が低下する。

本実施形態では、図１１に示すように、吸排気分離部材１３１を設置することにより、吸気側と排気側をより分離することができる。よって、高温な排気が再び吸気されることがより防止できる。

また、筒状の吸排気分離部材１３１により、空気の流れは軸方向に向き、ステータコア２８の外周面付近に流れ出る。ステータコア２８の外表面に空気（風）を流すことで、回転電機（モータ）２０が冷却される。

特に、第１の実施形態においては図１のα部で示すごとく第２ハウジング構成部材（リヤ側ブラケット）２７の拡径部２７ｃに段差があり、シャフト３０の軸方向に空気が流れると、この段差に空気の流れが衝突する。

これに対し、本実施形態では、図１１に符号βで示すように第２ハウジング構成部材（リヤ側ブラケット）２７の拡径部２７ｃの側壁の形状は、流れに沿うように滑らかな曲線となっている。よって、空気の流れも滑らかになる。このように、高温となった排気が、再び吸気側に流れることが無く、冷却性能が向上する。また、ステータコア２８の外径表面に空気を流すことができ、密閉式の回転電機においても空冷可能となる。

また、図１０に示すように、第２ハウジング構成部材（リヤ側ブラケット）２７の外周部には、雌ねじ１４０ａ，１４０ｂを有する取付用突起１４０が４箇所にわたり設けられている。取付用突起１４０において雌ねじ１４０ａおよび雌ねじ１４０ｂはシャフト３０の軸方向において同軸上に形成されている。ボルトＢ１０は、図９に示すごとくヒートシンク６０（インバータ５０）および整流プレート１３０を貫通して取付用突起１４０の雌ねじ１４０ａに螺入されている。また、取付用突起１４０の雌ねじ１４０ｂに螺入された通しボルトＢ１１が第１ハウジング構成部材２６の取付用突起１４１を貫通してナットＮ１で固定されている。これにより、第１の実施形態での図２に比べ第４の実施形態の図１０では第２ハウジング構成部材２７の形状を簡素化することができ、冷却ファン８０で発生した空気をステータコア２８の外径表面のうちより大きな面積に流すことができる。つまり、図２においては第２ハウジング構成部材２７の外周部において取付用突起３３および取付用突起３５が周方向においてずれて配置されている。これに対し図１０においては第２ハウジング構成部材２７の外周部において共通の取付用突起１４０が設けられているだけであり、第２ハウジング構成部材２７の形状を簡素化することができ、より大きな面積に空気を流すことができる。また、４つの取付用突起１４０のうちの上側の２つの取付用突起１４０は切欠き１３３，１３４内に位置し、部材１３１，１３２における下側の２つの取付用突起１４０に対応する部位には切欠き１３５（図１０参照）が形成されている。

なお、取付用突起１４０を含めて吸排気分離部材１３１および吸気ガイド部材１３２で覆うと径方向に大型化を招くが、部材１３１，１３２に切欠き１３３，１３４，１３５を設けることにより、本実施形態では大型化を招くことなく回転電機２０に空気を流して冷却することができる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１０）整流部材としての整流プレート１３０の外縁部から回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に突出し、冷却ファン８０から排気された空気を回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に導く吸排気分離部材１３１を備える。よって、高温な排気が再び吸気されることがより防止できるとともに、回転電機２０を冷却することができる。

（１１）特に、回転電機２０は、ステータコア２８の外径表面が露出しているので、ステータ２２の冷却性に優れている。即ち、ステータコアの外径表面を露出させない場合に比べステータの冷却性が向上する。

（１２）整流部材としての整流プレート１３０の外縁部からヒートシンク６０の外径側においてシャフト３０の軸方向に突出し、ヒートシンク６０の外周面を覆う吸気ガイド部材１３２を更に備え、吸気ガイド部材１３２の内周面とヒートシンク６０の外周面との間にヒートシンク６０へ連通する吸気通路１３６が形成され、吸気通路１３６の入口１３６ａは軸方向に向けて開口する。よって、軸方向に流れてくる空気を冷却ファン８０の回転に伴い整流プレート１３０の穴１０１〜１０５に導くことができ、軸方向に排気された空気が吸気ガイド部材１３２を介して再び吸気されにくい。即ち、冷却した後の空気により、回転電機２０の雰囲気の空気が暖まるが、空気の流れを吸気ガイド部材１３２によって一方向にすることにより、暖められた雰囲気の空気が吸気ガイド部材１３２を回り込んで吸気ガイド部材１３２内に吸入することを抑制できる。

なお、図１１の変形例として、シャフト３０の軸方向から空気を吸気する必要が無ければ、図１２に示すように円筒状の吸気ガイド部材１３２は無くてもよい。この場合には、図１１の構造に比べ、圧力損失が下がり、流量は得やすいため、吸気温度が同じであれば、冷却能力が上がる。ただし、排気側の温度が上がりやすくて周囲温度が上昇しやすく、この上昇した雰囲気を吸気しやすいため、シャフト３０の軸方向に沿ってヒートシンク６０側から低温な空気が吸気できる場合は、図１１に示すように吸気ガイド部材１３２があると、より低温な空気を吸い込みやすく、図１１の構造のほうが有利である。

応用例として、図１３に示すように、ヒートシンク１５０の突条群１５１、即ち、平板状の本体部１５２の一方の面から突出する複数の突条を平行に配置してもよい。この場合、冷却効率は悪化するが、より作りやすい構造となる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態を、第１〜第４の実施形態との相違点を中心に説明する。
図１４，１５には、第５の実施形態におけるインバータ一体形回転電機を示すが、第１〜第４の実施形態と同一の機能を有するものについては同一の符号を付すことによりその説明は省略する。

本実施形態では、ヒートシンク１６０と、整流部材としての円板状の整流プレート１７０とが特徴的な構成となっている。ヒートシンク１６０における四角板状の本体部１６１の一方の面１６１ａには基板５１が配置され、他方の面１６１ｂにはフィン１６２が設けられている。整流プレート１７０には冷却ファン８０側に空気が流れ込むための穴（吸気口）１７１が設置されているとともに、円板状の整流プレート１７０の外縁部から回転電機２０に向かってシャフト３０の軸方向に突出する吸排気分離部材１７２を備える。なお、図１４〜図１９において互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸により３次元空間の直交座標系を規定している。

図１６，１７に示すように、ヒートシンク１６０のフィン１６２の構成として、本体部１６１の表面においてＹ軸方向に延び、かつＺ軸方向において互いに平行に延在する複数の突条１６３を有し、整流プレート１７０の穴１７１は、複数の突条１６３の延びるＹ軸方向に対し交差する方向に延びる長穴形状を有する。より詳しくは、長穴形状の穴１７１は、複数の突条１６３の延びるＹ軸方向に対し直交するＺ軸方向に延びている。穴１７１は長丸穴形状をなしている。なお、穴１７１は長丸穴形状以外にも長方形状等でもよい。ヒートシンク１６０は押出成形により製造されている。

図３のヒートシンク６０は、アルミダイカストにより製作され、放熱フィンは放射状に構成され、空気を中心部に集める構造となっている。このように、回転電機（モータ）２０およびインバータ５０を一体化し、冷却ファン８０でインバータ５０、ヒートシンクを冷却する場合、放射状のフィン（複数の突条）を有するダイカストによるヒートシンクが用いられることが多い。

このようにヒートシンクをアルミダイカストで製作すると、ダイカスト工法の制約から、フィンピッチ（突条の間隔）が広くなってしまう。つまり、フィンピッチが狭くなると、フィン（突条）間の金型冷却が困難であったりワークが金型から外れにくい（金型寿命の低下）など問題が発生する。よって、フィンピッチ（突条の間隔）を粗くせざるを得ず、放熱面積を稼ぎにくくなる。また、フィン（突条）の高さも低くなってしまう、つまり、フィン高さが高いと、湯がフィン（突条）の先端まで流れ込みにくい。このように、フィン（突条）の高さにも制約があり、放熱面積を稼ぎにくい。さらに、金型内でワークは極力均一に冷却しなければならないため、厚みをほぼ均一にする必要がある。よって、ヒートシンクにおける本体部（ベース部）が薄くなり、熱容量が小さくなる。このような冷却性能上の工夫の余地がある。

本実施形態のヒートシンク１６０は、押出成形で一方向の放熱フィン１６２（複数の突条１６３）を有する構成としている。よって、ダイカストによるヒートシンクに比べ、図１８でＺ軸方向における間隔Ｐ１を狭くして狭ピッチで放熱フィン１６２（複数の突条１６３）を構成可能であるとともに、Ｘ軸方向の高さも高く設定しやすく、放熱面積を稼ぐことができる。また、本体部（ベース部）１６１もダイカスト品より厚くすることができ、熱容量も大きく設定可能となる。即ち、厚いと本体部の温度が上昇しにくいので基板５１の温度が上昇しにくくなる。

また、押出成形により製作したヒートシンク１６０においては、フィン１６２（複数の突条１６３）を放射状ではなく一方向に平行に延びるフィンとなる。このとき、上述したようにダイカストに比べてフィンピッチを狭くできるとともにフィン高さを高くでき、放熱面積を稼ぐことができ、さらに、板状の本体部１６１も厚くすることができ、熱容量を稼ぐことができる。さらには、複数の突条１６３における両端の突条１６４，１６５を、他の突条よりも高さが高い脚部としている。突条１６４の先端はＬ字状に屈曲形成され、回転電機２０との締結用平板部１６６となっている。また、突条１６５の先端はＬ字状に屈曲形成され、回転電機２０との締結用平板部１６７となっている。締結用平板部１６６にはボルトＢ２０が通る貫通孔１６６ａ，１６６ｂが形成されている。また、締結用平板部１６７にはボルトＢ２１が通る貫通孔１６７ａ，１６７ｂが形成されている。そして、図１５および図１７に示すようにボルトＢ２０，Ｂ２１が、貫通孔１６６ａ，１６６ｂ，１６７ａ，１６７ｂ、および、整流プレート１７０の貫通孔１７０ａを通して、第２ハウジング構成部材２７の雌ねじ１４０ａ（図１４参照）に螺入されてヒートシンク１６０が回転電機２０に固定されている。このように、押出成形によるヒートシンク１６０において複数の突条１６３における両端の突条１６４，１６５がヒートシンク１６０を回転電機２０に固定するための脚部となり、さらに、脚部となる突条１６４，１６５が整流プレート１７０に接触することによりダクトとしての役割も果たしている。

図１７に示す整流プレート１７０を用いて、図１８，１９に示すごとく空気の流れが生じる。つまり、整流プレート１７０の中央には、冷却ファン８０側に空気を流入させる穴（吸気口）１７１が設置され、フィン１６２（複数の突条１６３間）を流れる空気は、平行なる流れとなっており、その後、穴（吸気口）１７１より冷却ファン８０側に流入する。さらに空気流は、冷却ファン８０により外径方向に吐き出され、その後、整流プレート１７０の外縁部に設けた吸排気分離部材１７２が空気案内部材の役割を果たし、軸方向に排気される。

吸排気分離部材１７２は、略円筒状をなし、整流プレート１７０の外縁部から回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に突出している。吸排気分離部材１７２の内周面と回転電機２０の第２ハウジング構成部材２７の外周面との間には空気通路となる空隙ＡＧ２が形成されている。また、円筒状の吸排気分離部材１７２における上部には、配線４０，４１，４２に流れる空気の通路となる切欠き１７３が形成されている。さらに、吸排気分離部材１７２は外径側に凸となる突部１７４を有し、突部１７４の内方に第２ハウジング構成部材２７の取付用突起１４０が位置する。

そして、冷却ファン８０から排気された空気（冷却ファン８０の回転に伴う整流プレート１７０の穴１７１を通過した空気）が回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に導かれる。このとき、筒状の吸排気分離部材１７２により、空気の流れはヒートシンク１６０と反対側に限定され、高温となった排気が再び吸気側に吸い込まれにくい。また、シャフト３０の軸方向に排気された空気により回転電機２０の外周面（ステータ２２の表面）が冷却される。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１３）インバータ一体形回転電機１０の構成として、本実施形態においても、回転電機２０のハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてハウジング２１の第２の端面Ｓ２から離間した位置にインバータ５０が配置され、ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてインバータ５０と回転電機２０との間にヒートシンク１６０が配置され、ヒートシンク１６０はインバータ５０と熱的に結合されている。ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてヒートシンク１６０と回転電機２０との間に冷却ファン８０がシャフト３０の反出力側に固定され、シャフト３０の回転に伴い回転して空気を吸気可能となっている。ハウジング２１の外部におけるシャフト３０の反出力側の軸線Ｏ上においてヒートシンク１６０と冷却ファン８０との間に整流プレート１７０が配置され、整流プレート１７０の穴１７１を通してヒートシンク１６０から冷却ファン８０へ空気が流される。よって、冷却ファン８０がハウジング２１の外部に配置されていることにより冷却風量等についての制約を受けにくく、放熱性に優れたものとなる。

また、ヒートシンク１６０は、本体部１６１の表面において互いに平行に延在する複数の突条１６３を有し、整流プレート１７０の穴１７１は、複数の突条１６３の延びる方向に対し交差する方向に延びる長穴形状を有する。よって、整流プレート１７０の穴１７１を通してヒートシンク１６０から冷却ファン８０へ空気を流すことができ、冷却性に優れている。

（１４）長穴形状の穴１７１は、複数の突条１６３の延びる方向に対し直交する方向に延びているので、効率よく穴１７１を通してヒートシンク１６０から冷却ファン８０へ空気を流すことができ、より冷却性に優れている。なお、長穴形状の穴１７１は複数の突条１６３の延びる方向に対し直交する方向に以外の交差する方向に延びていてもよい。

（１５）ヒートシンク１６０における互いに平行に延在する複数の突条１６３のうちの両側の突条１６４，１６５がヒートシンク１６０を回転電機２０に固定するための脚部を兼ねるので、別途連結部材を用意することなく容易にヒートシンク１６０を整流プレート１７０に固定することができる。

（１６）整流プレート１７０の外縁部から回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に突出し、冷却ファン８０から排気された空気を回転電機２０の外径側においてシャフト３０の軸方向に導く吸排気分離部材１７２を更に備える。よって、高温な排気が再び吸気されることが防止できるとともに、回転電機２０を冷却することができる。

（１７）インバータ一体形回転電機の製造方法として、ヒートシンク１６０を押出成形した。よって、上記（１３）のインバータ一体形回転電機を製造することができる。また、ヒートシンク１６０を押出成形することによりダイカストで製造する場合に比べ、狭ピッチで突条１６３を構成できるとともに、突条１６３の高さも高く設定しやすく、放熱面積を稼ぐことができる。また、本体部１６１もダイカスト品より厚くすることができ、熱容量も大きく設定可能となる。つまり、ヒートシンク１６０は、押出成形で一方向の放熱フィン１６２（複数の突条１６３）を有するので、フィンピッチを狭くしたりフィン高さを高くすることにより放熱面積を稼ぐことができ、冷却性能が向上する。また、本体部（ベース部）１６１の厚みをフィン１６２（突条１６３）に比べ厚くすることができ、熱容量が向上する。

応用例として、ヒートシンクにおけるフィン（複数の突条）の構成として別体フィン（別体の複数の突条）としてもよく、例えば図２０（ａ）に示す平板フィン１８０、図２０（ｂ）に示すコルゲートフィン１９０等を用いてもよい。ヒートシンクの本体部分２００は押出成形により製作し、本体部分２００の平板部２０１に対する別体のフィン（別体の複数の突条）１８０，１９０の固定は、圧入カシメやろう付けを利用する。この場合には、押出で成形されるフィン（複数の突条）よりフィン（複数の突条）の厚みを薄くでき、また狭ピッチにすることができるため、放熱面積をより稼ぐことができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・回転電機（モータ）の種類は問わない。つまり、誘導モータでなくてもよい。例えば永久磁石付きの回転電機でもよい。

・整流部材はプレートであったが、整流部材は板でなくてもよい。
・回転電機は密閉型に限らず、開放型の回転電機に適用してもよい。

１０…インバータ一体形回転電機、２０…回転電機、２１…ハウジング、２３…ロータ、３０…シャフト、４０…配線、４１…配線、４２…配線、４４…端子台、５０…インバータ、６０…ヒートシンク、６１…本体部、６３…突条群、６３ａ…突条、６４…突条群、６４ａ…突条、６５…突条群、６５ａ…突条、６６…突条群、６６ａ…突条、８０…冷却ファン、９０…整流プレート、９１…穴、９２…穴、９３…穴、９４…穴、１００…整流プレート、１０１…穴、１０１ａ…縁、１０２…穴、１０２ａ…縁、１０３…穴、１０３ａ…縁、１０４…穴、１０４ａ…縁、１１０…整流プレート、１１１…穴、１１１ａ…縁、１１２…穴、１１２ａ…縁、１１３…穴、１１３ａ…縁、１１４…穴、１１４ａ…縁、１２０…整流プレート、１２１…外縁、１３０…整流プレート、１３１…吸排気分離部材、１３２…吸気ガイド部材、１３６…吸気通路、１３６ａ…入口、１６０…ヒートシンク、１６１…本体部、１６３…突条、１７０…整流プレート、１７１…穴、１７２…吸排気分離部材、Ｏ…反出力側の軸線。

Claims (14)

1. ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの第１の端面を貫通するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの第２の端面を貫通する回転電機と、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記第２の端面から離間した位置に配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記インバータと回転電機との間に配置され、前記インバータと熱的に結合されたヒートシンクと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記回転電機との間において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファンと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記冷却ファンとの間に配置され、前記ヒートシンクから前記冷却ファンへ空気を流す穴を有する整流部材と、
   を備え、
   前記ヒートシンクは、本体部の表面において互いに平行に延在する複数の突条を有し、
   前記整流部材の前記穴は、前記複数の突条の延びる方向に対し交差する方向に延びる長穴形状を有することを特徴とするインバータ一体形回転電機。
2. 前記長穴形状の穴は、前記複数の突条の延びる方向に対し直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のインバータ一体形回転電機。
3. 前記ヒートシンクにおける前記互いに平行に延在する複数の突条のうちの両側の突条が前記ヒートシンクを前記回転電機に固定するための脚部を兼ねることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ一体形回転電機。
4. 前記整流部材の外縁部から前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に突出し、前記冷却ファンから排気された空気を前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に導く吸排気分離部材を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機。
5. ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの第１の端面を貫通するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの第２の端面を貫通する回転電機と、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記第２の端面から離間した位置に配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記インバータと回転電機との間に配置され、前記インバータと熱的に結合されたヒートシンクと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記回転電機との間において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファンと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記冷却ファンとの間に配置され、前記ヒートシンクから前記冷却ファンへ空気を流す穴を有する整流部材と、
   を備え、
   前記ヒートシンクは、本体部の表面において互いに平行に延在する複数の突条を有し、
   前記整流部材の前記穴は、前記複数の突条の延びる方向に対し交差する方向に延びる長穴形状を有するインバータ一体形回転電機の製造方法であって、
   前記ヒートシンクを押出成形したことを特徴とするインバータ一体形回転電機の製造方法。
6. ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの第１の端面を貫通するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの第２の端面を貫通する回転電機と、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記第２の端面から離間した位置に配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記インバータと回転電機との間に配置され、前記インバータと熱的に結合されたヒートシンクと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記回転電機との間において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転して空気を吸気可能な冷却ファンと、
   前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側の軸線上において前記ヒートシンクと前記冷却ファンとの間に配置され、前記ヒートシンクから前記冷却ファンへ空気を流す穴を有する整流部材と、
   前記ヒートシンク、前記冷却ファンおよび前記整流部材の外周側において前記シャフトの軸方向に延設され、前記回転電機と前記インバータとを繋ぐ配線と、
   を備えたことを特徴とするインバータ一体形回転電機。
7. 前記インバータは、外周側側面に前記配線を前記インバータに接続する端子台を有することを特徴とする請求項６に記載のインバータ一体形回転電機。
8. 複数本の前記配線が互いに離間して配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載のインバータ一体形回転電機。
9. 前記ヒートシンクは、本体部の表面において平行に延びる複数の突条よりなる突条群が、複数、前記シャフトの反出力側の軸線を向いて配置されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機。
10. 前記突条群に対応して前記整流部材に前記穴が複数設けられ、前記突条の延びる方向に対して、交差する穴の縁は直線状をなし、直交することを特徴とする請求項９に記載のインバータ一体形回転電機。
11. 前記突条群に対応して前記整流部材に前記穴が複数設けられ、前記突条の延びる方向に対して、交差する穴の縁は前記シャフトの反出力側の軸線側に膨らんでいることを特徴とする請求項９に記載のインバータ一体形回転電機。
12. 前記整流部材の外縁での前記ハウジングの第２の端面との対向面が前記第２の端面側に曲がっていることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機。
13. 前記整流部材の外縁部から前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に突出し、前記冷却ファンから排気された空気を前記回転電機の外径側において前記シャフトの軸方向に導く吸排気分離部材を更に備えることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機。
14. 前記整流部材の外縁部から前記ヒートシンクの外径側において前記シャフトの軸方向に突出し、前記ヒートシンクの外周面を覆う吸気ガイド部材を更に備え、
    前記吸気ガイド部材の内周面と前記ヒートシンクの外周面との間に前記ヒートシンクへ連通する吸気通路が形成され、該吸気通路の入口は軸方向に向けて開口することを特徴とする請求項６〜１３のいずれか１項に記載のインバータ一体形回転電機。

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