JPWO2017022007A1 - Rotating electrical machine unit - Google Patents
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Abstract
回転電機ユニットは、ステータ、及び、ステータに対して回転自在に設けられるロータを有する回転電機と、回転電機の動作を制御するコントロールユニットと、複数の羽根を周方向に配列した羽根部を有し、ロータと共に回転することで空気を羽根部の内側から外側に流す遠心ファンと、を備える。コントロールユニット、回転電機及び遠心ファンは、軸方向に順番に配列される。回転電機は、その内周部に、軸方向において前記回転電機の一方側から他方側に空気を流す通風流路部を有する。コントロールユニットは、平面視で通風流路部と重なる。The rotating electrical machine unit includes a stator, a rotating electrical machine having a rotor that is rotatably provided to the stator, a control unit that controls the operation of the rotating electrical machine, and a blade portion in which a plurality of blades are arranged in the circumferential direction. A centrifugal fan that rotates with the rotor to flow air from the inside to the outside of the blade portion. The control unit, the rotating electrical machine, and the centrifugal fan are arranged in order in the axial direction. The rotating electrical machine has an air flow path portion that allows air to flow from one side of the rotating electrical machine to the other side in the axial direction on the inner peripheral portion thereof. The control unit overlaps with the ventilation channel in a plan view.
Description
この発明は、回転電機ユニットに関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine unit.
車両等に設けられるエンジンの回転軸(例えばクランクシャフト)には、エンジンの回転軸を電力によって回転駆動するスタータモータや、エンジンの回転軸の回転によって発電する発電機を構成する回転電機が接続されている。この種の回転電機の動作は、コントロールユニットによって制御される。例えば、回転電機によってエンジンを始動する際には、コントロールユニットから回転電機に電力が供給される。また、回転電機において発電する際には、回転電機からコントロールユニットに電力が供給される。 A rotation shaft (for example, a crankshaft) of an engine provided in a vehicle or the like is connected to a starter motor that rotationally drives the rotation shaft of the engine with electric power or a rotating electrical machine that constitutes a generator that generates electric power by rotation of the rotation shaft of the engine. ing. The operation of this type of rotating electrical machine is controlled by a control unit. For example, when the engine is started by the rotating electrical machine, electric power is supplied from the control unit to the rotating electrical machine. Further, when power is generated in the rotating electrical machine, electric power is supplied from the rotating electrical machine to the control unit.
一般に、コントロールユニットは熱に弱い電子部品を有する。このため、従来では、回転電機はエンジンの近くに配されるが、コントロールユニットはエンジンから離れた位置に配される。
特許文献1には、エンジンにおいて生じる熱やコントロールユニットの自己発熱による熱気の影響を抑制できるように、エンジンルーム内にコントロールユニットを配置する構成が開示されている。Generally, the control unit has electronic components that are vulnerable to heat. For this reason, conventionally, the rotating electrical machine is disposed near the engine, but the control unit is disposed away from the engine.
ところで、従来のようにコントロールユニットが回転電機から離れた位置に配されると、コントロールユニットと回転電機とを接続する配線が長くなってしまい、配線における電圧損失が大きくなってしまう、という問題がある。例えば、回転電機によってエンジンを始動する際には、電力をより高い電圧でコントロールユニットから回転電機に供給する必要があるため、エンジンの始動に要する消費電力が大きくなってしまう。また、回転電機において発電された電力が、コントロールユニットに到達するまでに無駄に消費され、実質的な発電量が減少してしまう。
一方、上記配線を短くするためには、コントロールユニットも回転電機と同様にエンジンの近くに配する必要があるが、この場合には、コントロールユニットを積極的に冷却する必要がある。By the way, when the control unit is arranged at a position away from the rotating electrical machine as in the prior art, the wiring connecting the control unit and the rotating electrical machine becomes long and the voltage loss in the wiring becomes large. is there. For example, when the engine is started by the rotating electrical machine, it is necessary to supply electric power from the control unit to the rotating electrical machine at a higher voltage, which increases the power consumption required for starting the engine. Moreover, the electric power generated in the rotating electrical machine is wasted until the power reaches the control unit, and the actual power generation amount is reduced.
On the other hand, in order to shorten the wiring, it is necessary to dispose the control unit near the engine as in the case of the rotating electrical machine. In this case, it is necessary to actively cool the control unit.
本発明の一態様は、回転電機とコントロールユニットとの間における電圧損失を抑制できると共に、コントロールユニットを効率よく冷却することが可能な回転電機ユニットを提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide a rotating electrical machine unit that can suppress voltage loss between the rotating electrical machine and a control unit and can efficiently cool the control unit.
本発明の一態様としての回転電機ユニットは、ステータ、及び、該ステータに対して回転自在に設けられてエンジンの回転軸と共に回転するロータを有し、スタータモータ及び発電機の少なくとも一方を構成する回転電機と、前記回転電機の動作を制御するように構成されたコントロールユニットと、複数の羽根を周方向に配列した羽根部を有し、前記回転軸と共に回転することで空気を前記羽根部の内側から外側に流すように構成された遠心ファンと、を備え、前記コントロールユニット、前記回転電機及び前記遠心ファンが、前記回転軸の軸方向に順番に配列され、前記回転電機は、その内周部に、前記遠心ファンの回転に伴って、前記軸方向において前記回転電機の一方側から他方側に空気を流す通風流路部を有し、前記コントロールユニットが、平面視で前記通風流路部と重なるように配される。 A rotating electrical machine unit according to an aspect of the present invention includes a stator and a rotor that is rotatably provided with respect to the stator and rotates together with a rotating shaft of an engine, and constitutes at least one of a starter motor and a generator. A rotating electric machine, a control unit configured to control the operation of the rotating electric machine, and a blade portion in which a plurality of blades are arranged in a circumferential direction, and rotating the rotating shaft together with the air, A centrifugal fan configured to flow from the inside to the outside, wherein the control unit, the rotating electrical machine, and the centrifugal fan are sequentially arranged in the axial direction of the rotating shaft, and the rotating electrical machine has an inner circumference thereof A ventilation passage section for flowing air from one side of the rotating electrical machine to the other side in the axial direction in accordance with the rotation of the centrifugal fan. Knit is arranged so as to overlap with the ventilation passage portion in a plan view.
本発明の一態様によれば、遠心ファンが回転することで、空気がコントロールユニットの近傍と、回転電機の内周部にある通風流路部と、を順番に流れた上で、羽根部の内側から外側に流れる。コントロールユニットの近傍に空気が流れることで、コントロールユニットを積極的に冷却することができる。また、コントロールユニットが積極的に冷却されることで、コントロールユニットが受けるエンジンの熱の影響を抑制できるため、コントロールユニットを回転電機と共にエンジンの近くに配置することができる。したがって、回転電機とコントロールユニットとを接続する配線を短くして、回転電機とコントロールユニットとの間における電圧損失を抑制することができる。これにより、回転電機における発電量を増加したり、小さい消費電力で効率よくエンジンを始動したり、することができる。
また、遠心ファンの回転駆動力は、エンジンあるいは回転電機から得ることができるため、遠心ファンを駆動する駆動源を別途用意する必要がなく、コントロールユニットを効率よく冷却することができる。According to one aspect of the present invention, the centrifugal fan rotates, so that air flows in the vicinity of the control unit and the ventilation passage portion in the inner peripheral portion of the rotating electrical machine in order, Flows from inside to outside. Since air flows in the vicinity of the control unit, the control unit can be actively cooled. Further, since the control unit is actively cooled, the influence of the engine heat received by the control unit can be suppressed, so that the control unit can be disposed near the engine together with the rotating electrical machine. Therefore, the wiring connecting the rotating electrical machine and the control unit can be shortened, and voltage loss between the rotating electrical machine and the control unit can be suppressed. Thereby, the electric power generation amount in a rotary electric machine can be increased, or an engine can be started efficiently with small power consumption.
Further, since the rotational driving force of the centrifugal fan can be obtained from the engine or the rotating electrical machine, it is not necessary to separately prepare a driving source for driving the centrifugal fan, and the control unit can be efficiently cooled.
〔第一実施形態〕
以下、図1〜5を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図1,2に示すように、本実施形態に係る回転電機ユニット1は、回転電機2、コントロールユニット3及び遠心ファン4を備える。[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating
本実施形態の回転電機2は、エンジン100の回転軸102(例えばクランクシャフト)を電力によって回転駆動するスタータモータとして構成される。また、回転電機2は、エンジン100の回転軸102の回転によって発電する発電機として構成される。エンジン100の回転軸102は、エンジン100の本体部101に対して回転自在に取り付けられる。回転軸102の軸方向(図1において上下方向)の端部は、本体部101から突出する。
The rotating
回転電機2は、ステータ11、及び、ステータ11に対して回転自在に設けられるロータ12を備える。ロータ12は、ステータ11に対してエンジン100の回転軸102と共に回転する。ロータ12は、例えば無端ベルトやギヤ(いずれも不図示)を介して回転軸102に連結されてもよいが、本実施形態では、ロータ12(回転電機2)の軸線が回転軸102の軸線L1と一致するように、回転軸102に取り付けられる。
The rotating
図1〜3に示すように、ステータ11は、ステータベース部13と、ステータベース部13に取り付けられた複数のコイル14と、を備える。ステータベース部13は、回転軸102の周方向(以下、単に周方向とも呼ぶ。)に配列された複数のティース部(不図示)を備える。複数のコイル14は、各ティース部に巻き付けられる。すなわち、複数のコイル14は回転軸102の周方向に配列されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図1,2,4に示すように、ロータ12は、ロータベース部15と、ロータベース部に固定された複数の永久磁石16と、を備える。複数の永久磁石16は、前述した複数のコイル14に対向するように周方向に配列される。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
回転電機2は、例えば回転軸102の径方向(以下、単に径方向とも呼ぶ。)においてステータ11とロータ12とが対向するように配置されたラジアルギャップ型回転電機であってもよいが、本実施形態の回転電機2は、回転軸102の軸方向(以下、単に軸方向とも呼ぶ。)においてステータ11とロータ12とが対向するように配置されたアキシャルギャップ型回転電機である。以下、本実施形態の回転電機2について、より具体的に説明する。
The rotating
図1〜3に示すように、ステータベース部13は、軸方向から見て平面視円形の板状に形成されたベース板部21を備える。複数のコイル14は、ベース板部21の一方の主面22上に設けられ、ベース板部21の周方向に配列される。これにより、複数のコイル14は、全体で円筒状に形成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
平面視したベース板部21のうち複数のコイル14よりも内周側の部位には、ベース板部21の厚さ方向に貫通する複数の貫通孔23,24が形成されている。第一貫通孔23は、ベース板部21の軸線を中心とする平面視円形に形成されている。第二貫通孔24は、平面視で第一貫通孔23の周囲に複数形成されている。複数の貫通孔23,24の平面視形状は、任意であってよいが、本実施形態では円形状である。
A plurality of through
図1,2,4に示すように、ロータベース部15は、平面視円形の板状に形成されている。複数の永久磁石16は、前述したベース板部21の一方の主面22に対向するロータベース部15の一方の主面25に固定される。複数の永久磁石16は、ロータベース部15の周方向に配列される。ステータ11のベース板部21側に向く複数の永久磁石16の磁極は、ロータベース部15の周方向に交互に現れる。
その上で、ステータ11及びロータ12は、複数のコイル14と複数の永久磁石16とが回転軸102の軸方向に対向するように間隔をあけて配列される。As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
In addition, the
平面視したロータベース部15のうち複数の永久磁石16よりも内周側の部位には、ロータベース部15の厚さ方向に貫通する複数の貫通孔26,27が形成されている。第三貫通孔26は、ロータベース部15の軸線を中心とする平面視円形に形成されている。
第四貫通孔27は、平面視で第三貫通孔26の周囲に複数形成されている。第四貫通孔27の平面視形状は、任意であってよいが、本実施形態では円弧状である。A plurality of through
A plurality of fourth through
図1〜4に示すように、本実施形態の回転電機2は、ステータ11とロータ12とを互いに回転可能に連結する連結軸部17をさらに備える。連結軸部17は、回転軸102の軸方向においてステータ11とロータ12との相対的な位置を固定する。連結軸部17は、軸部本体31と、軸受部32と、を備える。
As shown in FIGS. 1-4, the rotary
軸部本体31は、回転軸102の軸方向に延びて形成され、ステータベース部13の第一貫通孔23及びロータベース部15の第三貫通孔26に挿通される。軸部本体31は、例えばステータベース部13に固定されてもよいが、本実施形態では、ロータベース部15に固定される。
The
軸部本体31のうち軸方向の第一端部には、軸部本体31をロータベース部15に固定するためのフランジ部33が形成されている。フランジ部33には、軸部本体31を挿通したロータベース部15のうち第三貫通孔26と複数の第四貫通孔27との間の部位が当接する。ロータベース部15とフランジ部33とを固定する方法は、ネジ止めなど任意であってよい。ロータベース部15とフランジ部33とを固定した状態では、ロータ12及び連結軸部17の軸線が一致する。
A
軸受部32は、連結軸部17によって連結されたステータ11及びロータ12を相互に回転可能とする。軸受部32は、例えば玉軸受やころ軸受などのラジアル軸受である。軸受部32は、例えば軸部本体31の外周とロータベース部15の第三貫通孔26との間に設けられてもよいが、本実施形態では、軸部本体31の外周とステータベース部13の第一貫通孔23との間に設けられる。
The bearing
軸受部32は、ステータベース部13の第一貫通孔23内に固定される。また、軸受部32は、軸部本体31の軸方向の第二端部に位置決めされる。具体的に説明すれば、軸部本体31の第二端部には、軸部本体31の軸方向に向く係止面34が形成されている。軸部本体31の係止面34に軸受部32の内周部が当接することで、軸受部32及びこれに固定されたステータベース部13が軸部本体31の第二端部に位置決めされる。
すなわち、連結軸部17は、そのフランジ部33及び係止面34によって、軸方向におけるステータベース部13とロータベース部15との間隔、より具体的には、ステータ11のコイル14とロータ12の永久磁石16との隙間(ギャップ)を設定する。The bearing
That is, the connecting
ロータ12は、例えば直接エンジン100の回転軸102に固定されてもよいが、本実施形態では、連結軸部17を介して回転軸102に固定される。本実施形態の連結軸部17には、これをエンジン100の回転軸102に固定するための固定部35が設けられている。
For example, the
固定部35は、例えば軸部本体31の第二端部(ステータ11側)に設けられてもよいが、本実施形態では、軸部本体31の第一端部(ロータ12側)に設けられる。このため、ロータ12を回転軸102に固定した状態では、ロータ12とステータ11とが、エンジン100側からこの順で配列される。また、本実施形態において、固定部35は、軸部本体31の軸方向においてロータベース部15から回転電機2の外側に突出している。
For example, the fixed
固定部35は、軸部本体31の第一端部において軸部本体31の軸方向に向く第一端面36から窪む有底の挿入孔37と、挿入孔37に挿入された回転軸102の端部を軸部本体31に固定するためのネジ38と、を備える。
挿入孔37は、回転軸102の端部が嵌るように形成されている。ネジ38は、少なくとも挿入孔37の内面から挿入孔37内に突出するように軸部本体31に取り付けられると共に、挿入孔37に挿入された回転軸102の端部に螺着されればよい。本実施形態において、ネジ38は、挿入孔37の底面から軸部本体31の軸方向に突出するように軸部本体31に取り付けられる。これにより、回転軸102の端部を軸部本体31に固定できる。
連結軸部17と回転軸102とを互いに固定した状態では、連結軸部17の軸線が回転軸102の軸線L1に一致する。これにより、回転電機2の軸線が回転軸102の軸線L1に一致する。The fixed
The
In a state where the connecting
上記した回転電機2は、その内周部に、後述する遠心ファン4の回転に伴って、回転軸102の軸方向において回転電機2の一方側から他方側に空気を流す通風流路部40を有する。回転電機2の一方側及び他方側は、それぞれ回転電機2の一方側の空間、及び、他方側の空間を意味する。
本実施形態において、通風流路部40は、ステータベース部13の複数の第二貫通孔24と、周方向に配列された複数のコイル14の内周側の空間(以下、内周側空間29と呼ぶ。)と、ロータベース部15の複数の第四貫通孔27と、を備える。The rotating
In the present embodiment, the ventilation
複数のコイル14の内周側空間29は、回転軸102の軸方向においてステータベース部13とロータベース部15との間に位置する。内周側空間29は、複数の第二貫通孔24によって回転電機2の一方側に連通する。また、内周側空間29は、複数の第四貫通孔27によって回転電機2の他方側に連通する。
言い換えれば、ステータベース部13及び複数のコイル14は、軸方向からみて複数の第二貫通孔24と内周側空間29とが重なるように配される。また、ステータ11(特に複数のコイル14)及びロータ12(特にロータベース部15)は、軸方向から見て内周側空間29と複数の第四貫通孔27とが重なるように配される。
これにより、空気は、回転電機2の一方側から、複数の第二貫通孔24、内周側空間29及び複数の第四貫通孔27を通して、回転電機2の他方側に流れることができる。Inner
In other words, the
Thus, air can flow from one side of the rotating
本実施形態において、通風流路部40は、連結軸部17に形成される軸部内流路41をさらに備える。軸部内流路41は、空気を、回転軸102の軸方向において回転電機2の一端に位置する連結軸部17の端面(後述する第二端面39)から連結軸部17の内部に流入させ、軸方向において回転電機2の一端よりも回転電機2の他端側にずれた位置で連結軸部17の外周面から外側に流出させる。以下、本実施形態の軸部内流路41について具体的に説明する。
In the present embodiment, the
軸部内流路41は、軸部本体31の軸方向に延びる軸方向孔部42と、軸部本体31の径方向に延びる径方向孔部43と、を備える。
軸方向孔部42は、回転電機2の一端に対応する軸部本体31の第二端部において軸部本体31の軸方向に向く軸部本体31の第二端面39に開口する有底の孔である。The in-
The
径方向孔部43は、軸方向孔部42の底部において、軸方向孔部42を構成する軸部本体31の内周面から軸部本体31の外周面まで貫通する。径方向孔部43は、ロータベース部15とステータベース部13のベース板部21との間において軸部本体31の外周側に開口する。本実施形態において、径方向孔部43は、軸方向孔部42と複数のコイル14の内周側空間29とを連通する。径方向孔部43は、例えば軸部本体31の周方向に複数配列されてもよいが、本実施形態では一つだけ形成されている。
The
図1,2に示すように、コントロールユニット3は、不図示の配線によって回転電機2に電気接続され、回転電機2の動作を制御するように構成される。コントロールユニット3は、例えば回転電機2をスタータモータとして機能させる際に、回転電機2に供給する電力を制御する。また、コントロールユニット3は、例えば回転電機2が発電機として機能する際に、回転電機2において発電された電力の電圧や電流を適宜調整した上で、発電電力をバッテリ(不図示)に充電したり、各種電気部品(不図示)に直接供給したりする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
コントロールユニット3の外観形状は、任意であってよいが、本実施形態では厚さの大きい円板状に形成されている。
コントロールユニット3は、回転電機2の動作を制御するための制御回路部51と、制御回路部51を収容するケース52と、を備える。また、コントロールユニット3は、制御回路部51をケース52内において封止する封止樹脂53をさらに備える。また、コントロールユニット3は、制御回路部51を、回転電機2、バッテリ、各種電気部品と電気接続するためのコネクタなどの端子(不図示)をさらに備える。The external shape of the
The
本実施形態の制御回路部51は、基板54と、基板54に搭載される電子部品55と、を備える。図1,2において、基板54には電子部品55が一つだけ搭載されているが、例えば様々な大きさや種類の電子部品55が複数搭載されてもよい。図1,2に記載の電子部品55は、回転電機2の動作を制御する際に主に発熱するコントロールユニット3の発熱源である。
The
ケース52は、コントロールユニット3の外観をなす。ケース52は、コントロールユニット3の厚さ方向の一方に開口する。本実施形態のケース52は、板状の底壁部56と、底壁部56の周縁において底壁部56の板厚方向に延びる筒状の周壁部57と、を備える。発熱源としての電子部品55は、ケース52の開口近傍に配される。
The
図1,2,5に示すように、遠心ファン4は、前述したロータ12と同様に、エンジン100の回転軸102と共に回転するように設けられる。遠心ファン4は、複数の羽根61を周方向に配列した羽根部62を有する。遠心ファン4は、その軸線を中心に回転することで空気を径方向において羽根部62の内側から外側に流すように構成される。本実施形態の遠心ファン4は、シロッコファンであり、円筒状の外観を有する。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the
図1,2に示すように、上記したコントロールユニット3、回転電機2及び遠心ファン4は、回転軸102の軸方向に順番に配列される。
コントロールユニット3は、回転軸102の軸方向における回転電機2の一方側に配される。すなわち、コントロールユニット3は、回転軸102の軸方向において回転電機2のステータベース部13に対向するように配される。コントロールユニット3は、回転軸102の軸方向から見た平面視で回転電機2の通風流路部40と重なるように配される。本実施形態において、コントロールユニット3は、回転電機2に対して回転軸102の軸方向に間隔をあけて配される。As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
また、本実施形態において、コントロールユニット3は、そのケース52の開口がステータベース部13に対向するように配される。このため、発熱源としての電子部品55が、コントロールユニット3のうち回転電機2に対向する部位に配される。
In the present embodiment, the
一方、遠心ファン4は、回転軸102の軸方向における回転電機2の他方側に配される。すなわち、遠心ファン4は、回転軸102の軸方向において回転電機2のロータベース部15に対向するように配される。遠心ファン4は、回転軸102の軸方向から見た平面視で、回転電機2の通風流路部40が円筒状とされた羽根部62の径方向において羽根部62よりも内側に位置するように配される。
On the other hand, the
遠心ファン4は、例えば無端ベルトやギヤ(いずれも不図示)を介して回転軸102に連結されたり、回転軸102に直接固定されたりしてもよいが、本実施形態では、ロータ12を介してエンジン100の回転軸102に固定される。すなわち、遠心ファン4はロータ12に固定される。
The
ロータ12に対する遠心ファン4の固定についてより具体的に説明する。
図1,2,5に示すように、本実施形態の遠心ファン4は、円筒状とされた羽根部62の軸方向の第一端部に配され、径方向において羽根部62よりも内側に延出する円環状板部63を有する。円環状板部63は、複数の第四貫通孔27を塞がないようにロータベース部15に対してその板厚方向に重ねて配される。その上で、円環状板部63は、ネジ止め等によってロータベース部15に固定される。これにより、遠心ファン4がロータ12に固定される。
遠心ファン4をロータ12に固定した状態において、遠心ファン4及びロータ12の軸線は、互いに一致する。また、この状態では、連結軸部17の固定部35が遠心ファン4の内側に配される。このため、本実施形態では、エンジン100が遠心ファン4に対して羽根部62の第二端部側に配される。The fixing of the
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the
In a state where the
図1,2に示すように、本実施形態の回転電機ユニット1は、回転電機2のステータ11をエンジン100の本体部101に取り付ける取付部70をさらに備える。取付部70は、例えばステータ11を本体部101に対して移動不能に取り付けてもよいが、本実施形態ではステータ11を本体部101に対して回転軸102の軸方向のみに移動可能に取り付ける。その上で、回転電機ユニット1は、回転軸102の軸方向においてステータ11の両側に配され、ステータを取付部70に対して軸方向に付勢する一対の付勢部71,71をさらに備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating
具体的に説明すれば、本実施形態の取付部70は、平面視環状に形成されてステータ11を支持する支持部72と、支持部72から回転軸102の軸方向に延びてエンジン100の本体部101まで到達する延出部73と、を備える。
支持部72は、ステータ11に対して軸方向の両側に間隔をあけて配され、ステータ11の軸方向への移動範囲を所定の範囲に制限する一対の制限壁部74,74と、径方向においてステータ11の外側に配されて、一対の制限壁部74,74を連結する連結壁部75と、を有する。More specifically, the mounting
The
一対の制限壁部74,74の間には、ステータ11のベース板部21のうち径方向において複数のコイル14よりも外側に位置する外周縁部が配される。一対の制限壁部74,74は、例えばステータ11の周方向に間隔をあけて複数設けられてもよいが、本実施形態では平面視環状に形成される。このため、ベース板部21の外周縁部の周方向全体が、一対の制限壁部74,74の間に配される。
ステータ11が一対の制限壁部74,74の間において軸方向のみに移動可能とするためには、例えば、一対の制限壁部74,74の間で軸方向に延びるピン(不図示)を設け、ピンをベース板部21の外周縁部に挿通させればよい。Between the pair of limiting
In order to allow the
延出部73は、上記した支持部72と一体に形成されている。延出部73は、径方向において回転電機2や遠心ファン4の外側に配される。
延出部73は、例えば周方向に間隔をあけて配列された複数の棒状部材によって構成されてもよいが、本実施形態では、径方向において回転電機2や遠心ファン4の外側を囲む円筒状に形成されている。すなわち、本実施形態の取付部70は、回転電機2や遠心ファン4を収容する円筒状のケース52として機能する。The
The extending
本実施形態の延出部73には、遠心ファン4の回転に伴って羽根部62の外側に流れ出た空気を所定の方向に流すための通風用貫通孔76が形成されている。
通風用貫通孔76は、延出部73のうち羽根部62の外側に対向する部位において、延出部73をその径方向に貫通して形成されている。通風用貫通孔76は、延出部73の周方向の一部に形成されている。図示例において、通風用貫通孔76は一つだけ形成されているが、例えば複数形成されてもよい。The extending
The ventilation through-
延出部73の延出方向の先端部は、エンジン100の本体部101のうち回転軸102が突出する面(取付面104)に対してネジ止め等によって固定される。これにより、ステータ11は、取付部70を介してエンジン100の本体部101に取り付けられる。ステータ11を本体部101に取り付けた状態では、ステータ11がロータ12と共に回転してしまうことを防止できる。
The distal end portion of the extending
一対の付勢部71,71は、それぞれベース板部21の外周縁部と制限壁部74との間に配される。一対の付勢部71,71は、例えば、ベース板部21の周方向に間隔をあけて複数組配される。ステータ11は、一対の付勢部71,71の付勢力によって一対の制限壁部74,74の間において安定した状態で配される。付勢部71は、図示例のようなコイルばねであってもよいし、例えば板ばねやゴム等であってもよい。
The pair of urging
コントロールユニット3は、例えば回転電機2のステータ11に固定されてもよいが、本実施形態では取付部70に固定される。本実施形態において、コントロールユニット3は、スペーサ77を介して平面視環状に形成された支持部72に固定される。本実施形態において、スペーサ77は、支持部72の周方向に間隔をあけて複数配される。これにより、回転電機2の通風流路部40は、回転電機2や支持部72とコントロールユニット3との隙間を介して外部空間に連通する。この構成において、遠心ファン4が回転する際には、外部空間の空気が回転電機2とコントロールユニット3との隙間から通風流路部40に向けて流れる。
The
さらに、本実施形態では、回転電機ユニット1をエンジン100に取り付けた構成の一部あるいは全体が、エンジンカバー103によって覆われている。エンジンカバー103は、遠心ファン4の回転に伴って羽根部62の外側に流れた空気の一部が、図1において矢印F8で示すように、エンジン100の所定部位(例えばエンジン100の燃焼室の近傍)に向けて流れるように形成されている。
本実施形態の回転電機ユニット1は、前述した取付部70の通風用貫通孔76がエンジンカバー103に対向するようにエンジン100に取り付けられる。Furthermore, in this embodiment, a part or the whole of the configuration in which the rotating
The rotating
本実施形態の回転電機ユニット1において、遠心ファン4がエンジン100あるいは回転電機2から駆動力を得て回転する際には、空気がコントロールユニット3の近傍と、回転電機2の内周部にある通風流路部40と、を順番に流れた上で、羽根部62の内側から外側に流れる。
In the rotating
具体的に説明すれば、遠心ファン4が回転した際には、図1において矢印F1で示すように、空気が、径方向に流れて外部空間から回転電機2とコントロールユニット3との隙間に入り込む。これにより、空気が、コントロールユニット3のうち回転電機2に対向する部位(対向部位)に沿って流れる。すなわち、空気が、コントロールユニット3の対向部位の近傍に流れる。
More specifically, when the
回転電機2とコントロールユニット3との隙間に入り込んだ空気は、図1において矢印F2,F3で示すように、回転電機2の一方側から回転電機2の通風流路部40に流れ込み、軸方向に流れる。
本実施形態において、回転電機2とコントロールユニット3との隙間に入り込んだ空気の一部は、図1において矢印F2で示すように、ステータベース部13の複数の第二貫通孔24から複数のコイル14の内周側空間29に入り込み、ロータベース部15に向けて軸方向に流れる。The air that has entered the gap between the rotating
In the present embodiment, a part of the air that has entered the gap between the rotating
回転電機2とコントロールユニット3との隙間に入り込んだ空気の残部は、図1において矢印F3で示すように、連結軸部17の軸部内流路41に入り込み、ステータベース部13側からロータベース部15側に向けて軸方向に流れる。軸部内流路41を流れる空気は、図1において矢印F4で示すように、軸部内流路41の径方向孔部43を通ることで軸部内流路41の内側から外側に流れ、複数のコイル14の内周側空間29に入り込む。矢印F4で示す空気の流れは、コイル14の内周側空間29において矢印F2で示す空気の流れと合流する。
The remaining part of the air that has entered the gap between the rotating
内周側空間29において合流した空気の流れは、図1において矢印F5で示すように、軸方向に流れ、ロータベース部15の第四貫通孔27を通って回転電機2の他方側に流れ出ると共に遠心ファン4(羽根部62)の内側に入り込む。
遠心ファン4(羽根部62)の内側に入り込んだ空気は、図1において矢印F6で示すように、羽根部62の内側から外側に流れる。The air flow merged in the inner
The air that has entered the inside of the centrifugal fan 4 (blade part 62) flows from the inside to the outside of the
羽根部62の外側に流れ出た空気は、図1において矢印F7で示すように、羽根部62の外側を囲む円筒状の延出部73に形成された通風用貫通孔76を通して、延出部73の外側に流れ出る。
延出部73の外側に流れ出た空気は、図1において矢印F8で示すように、エンジンカバー103によってエンジン100の所定部位に向けて流れる。The air that has flowed outside the
The air that has flowed to the outside of the extending
以上説明したように、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、遠心ファン4の回転に伴って空気がコントロールユニット3の近傍に流れるため、コントロールユニット3が積極的に冷却される。このため、コントロールユニット3が受けるエンジン100の熱の影響を抑制することが可能となり、コントロールユニット3を回転電機2と共にエンジン100の近くに配置することができる。したがって、回転電機2とコントロールユニット3とを接続する配線を短くして、回転電機2とコントロールユニット3との間における電圧損失を抑制することができる。これにより、回転電機2における発電量を増加したり、小さい消費電力で効率よくエンジン100を始動したりすることができる。
また、遠心ファン4の回転駆動力は、エンジン100あるいは回転電機2から得られるため、遠心ファン4を駆動する駆動源を別途用意する必要がなく、コントロールユニット3を効率よく冷却することができる。As described above, according to the rotating
Further, since the rotational driving force of the
また、本実施形態では、コントロールユニット3とエンジン100との間に遠心ファン4が配されることで、コントロールユニット3の近傍で流れた空気が、コントロールユニット3からエンジン100側に向けて流れる。このため、コントロールユニット3が受けるエンジン100の熱の影響を効果的に抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、回転電機2がアキシャルギャップ型回転電機であるため、ラジアルギャップ型回転電機と比較して軸方向における回転電機2の寸法(厚さ寸法)を小さく設定できる。したがって、回転電機ユニット1の薄型化を図ることができる。
Further, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、アキシャルギャップ型回転電機をなすステータ11とロータ12とが連結軸部17によって連結されている。このため、回転電機2をエンジン100に組み付ける前に、予め、軸方向におけるステータ11とロータ12との隙間(ギャップ)を連結軸部17によって設定することができる。これにより、ステータ11とロータ12との隙間を容易に狭く設定することが可能となり、回転電機2の性能向上を容易に図ることができる。
Further, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、回転電機2の通風流路部40が連結軸部17に形成される軸部内流路41を備える。このため、回転電機2がステータ11とロータ12とを連結軸部17で連結して構成されても、軸方向に直交する通風流路部40の流路断面を大きく設定できる。したがって、より多くの空気をコントロールユニット3側から遠心ファン4側に流すことができ、コントロールユニット3を効率よく冷却することができる。
Further, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1では、回転電機2のロータ12が連結軸部17を介してエンジン100の回転軸102の端部に取り付けられる。その上で、回転電機2のステータ11が、取付部70によってエンジン100の本体部101に対して軸方向のみに移動可能に取り付けられる。このため、エンジン100の本体部101から突出する回転軸102の突出長さにばらつきがあっても、回転電機2を取り付ける際に回転電機2が本体部101に対して回転軸102の軸方向に移動することで、回転電機2を安定してエンジン100に取り付けることができる。
In the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、一対の付勢部71,71が軸方向においてステータ11の両側に配され、ステータ11を取付部70に対して軸方向に付勢する。このため、取付部70やエンジン100の本体部101に対するステータ11(回転電機2)の軸方向の位置を、一対の付勢部71,71の付勢力によって安定させることができる。
Further, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、回転電機2とコントロールユニット3とが軸方向に間隔をあけて配される。このため、コントロールユニット3のうち回転電機2に対向する対向部位を、特に効率よく冷却することができる。本実施形態では、コントロールユニット3の対向部位に発熱源としての電子部品55が配されているため、この電子部品55を効率よく冷却することができる。
Further, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、遠心ファン4及びロータ12が同軸上に配される。このため、遠心ファン4及びロータ12の両方を、無端ベルトやギヤを介さずにエンジン100の回転軸102に直接接続できる。すなわち、回転電機ユニット1の構成部品点数を少なく設定できる。
Moreover, according to the rotary
さらに、本実施形態の回転電機ユニット1によれば、径方向において羽根部62の外側を囲む取付部70の周方向の一部にのみ通風用貫通孔76が形成される。このため、回転する遠心ファン4の外側に流れ出た空気を、図1において矢印F7で示すように、所望の方向に流すことが可能となる。これにより、通風用貫通孔76から取付部70の外部に流れ出た全ての空気を、図1において矢印F8で示すように、エンジン100の所定部位に流すことが可能となり、エンジン100の所定部位を効率よく冷却することができる。
Furthermore, according to the rotating
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図6〜8を参照して第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment with reference to FIGS. In addition, about the structure which is common in 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図6〜8に示すように、本実施形態に係る回転電機ユニット1Aは、第一実施形態と同様に、回転電機2A、コントロールユニット3及び遠心ファン4を備える。コントロールユニット3及び遠心ファン4の構成は、第一実施形態と同様である。
本実施形態の回転電機2Aは、第一実施形態と同様のアキシャルギャップ型回転電機であり、ステータ11及びロータ12Aを備える。本実施形態のロータ12Aは、第一実施形態と同様に、平面視円形の板状に形成されたロータベース部15Aと、ロータベース部15Aの一方の主面25に固定される複数の永久磁石16と、を備える。6-8, the rotary
The rotating
ただし、本実施形態のロータベース部15Aのうち複数の永久磁石16よりも内周側の部位には、ロータベース部15Aの厚さ方向に貫通する第五貫通孔27Aが一つだけ形成されている。ロータベース部15Aの第五貫通孔27Aは、ロータベース部15Aの軸線を中心とする平面視円形に形成されている。平面視した第五貫通孔27Aの大きさは、第一実施形態のロータベース部15Aに形成された第三、第四貫通孔26,27(図4参照)よりも大きい。ロータベース部15Aの第五貫通孔27Aは、例えば第一実施形態のロータベース部15Aのうち第三、第四貫通孔26,27の形成領域全体を含む大きさに形成されている。
However, only one fifth through
ロータベース部15Aの第五貫通孔27Aは、ステータベース部13の複数の第二貫通孔24、及び、複数のコイル14の内周側空間29と共に、遠心ファン4の回転に伴って回転電機2Aの一方側から他方側に空気を流す通風流路部40Aを構成する。ただし、本実施形態では、ロータベース部15Aの第五貫通孔27Aに後述する連結軸部17Aの軸部本体31Aが挿通されるため、ロータベース部15Aの第五貫通孔27Aのうち軸部本体31Aの挿通部分を除く部分が、通風流路部40Aとして機能する。
The fifth through
本実施形態の回転電機ユニット1Aでは、遠心ファン4及びロータ12Aが補強フレーム80Aを介して一体に固定されている。補強フレーム80Aは、例えば第一実施形態のロータベース部15Aと同様の形状に形成されてもよいが、本実施形態では異なる形状に形成されている。
本実施形態の補強フレーム80Aは、平面視円環の板状に形成された環状部81Aと、環状部81Aの内縁から環状部81Aの厚さ方向の一方に延出する円筒部82Aと、円筒部82Aの軸方向の一端を閉塞する板状の蓋部83Aと、を備える。In the rotating
The reinforcing
円筒部82Aには、その厚さ方向に貫通する流通孔84Aが形成されている。これにより、空気を径方向において円筒部82Aの内側から外側に流すことができる。流通孔84Aは、例えば円筒部82Aの周方向の一部に一つだけ形成されてもよいが、本実施形態では、円筒部82Aの周方向に間隔をあけて複数形成されている。図示例において、円筒部82Aは、環状部81Aの厚さ方向に向かうにしたがって、径方向において環状部81Aからその内側に離れるように傾斜しているが、例えば環状部81Aの厚さ方向に平行して延びてもよい。
蓋部83Aには、その板厚方向に貫通する挿通孔85Aが形成されている。挿通孔85Aには、後述する連結軸部17Aの軸部本体31Aが挿通される。The
The
環状部81Aは、軸方向において遠心ファン4の円環状板部63とロータベース部15Aとの間に配される。ロータ12A、補強フレーム80A及び遠心ファン4は、ロータベース部15A、環状部81A及び円環状板部63を板厚方向に順番に重ねた上で、ネジ止め等によって相互に固定することで、一体に固定される。ロータ12A、補強フレーム80A及び遠心ファン4を固定した状態では、ロータ12A、補強フレーム80A及び遠心ファン4の軸線が一致する。
The
円筒部82A及び蓋部83Aは、遠心ファン4の羽根部62の第一端部から羽根部62の内側に挿入される。軸方向における円筒部82Aの長さは、例えば遠心ファン4の軸方向長さよりも長くてもよいが、本実施形態では遠心ファン4の軸方向長さよりも短い。このため、円筒部82A及び蓋部83Aは、羽根部62の内側に配される。
The cylindrical portion 82 </ b> A and the lid portion 83 </ b> A are inserted into the
本実施形態の回転電機2Aは、第一実施形態と同様の連結軸部17Aを備える。本実施形態の連結軸部17Aは、第一実施形態と同様の軸部本体31A及び軸受部32を備える。
ただし、本実施形態において、軸部本体31Aのうち軸方向の第一端部に形成されるフランジ部33Aは、軸部本体31Aを補強フレーム80Aに固定するためのものである。フランジ部33Aには、軸部本体31Aを挿通した補強フレーム80Aの蓋部83Aに当接する。補強フレーム80Aとフランジ部33Aとを固定する方法は、ネジ止めなど任意であってよい。補強フレーム80Aとフランジ部33Aとを固定した状態では、補強フレーム80A及び連結軸部17Aの軸線が一致する。すなわち、ロータ12A、遠心ファン4及び連結軸部17Aの軸線が一致する。The rotating
However, in the present embodiment, the
本実施形態において、通風流路部40Aを構成する連結軸部17Aの軸部内流路41は、第一実施形態と同様の軸方向孔部42及び径方向孔部43を備える。ただし、本実施形態において、径方向孔部43は、軸方向孔部42と補強フレーム80Aの円筒部82Aの内側空間86Aとを連通する。すなわち、径方向孔部43は、遠心ファン4の羽根部62の内側に位置する。また、径方向孔部43は、径方向において円筒部82Aの複数の流通孔84Aのうち少なくとも一つと対向するように配される。
In the present embodiment, the in-
本実施形態の回転電機ユニット1Aにおいても、遠心ファン4がエンジン100あるいは回転電機2Aから駆動力を得て回転する際には、空気がコントロールユニット3の近傍と、回転電機2Aの内周部にある通風流路部40Aと、を順番に流れた上で、羽根部62の内側から外側に流れる。
Also in the rotating
具体的に説明すれば、本実施形態の回転電機ユニット1Aにおいて、遠心ファン4が回転した際、図6において矢印F1,F2,F3,F6,F7,F8で示す空気の流れは、第一実施形態と同様である。
ただし、本実施形態において、軸部内流路41を流れる空気は、図6において矢印F4Aで示すように、軸部内流路41の径方向孔部43を通ることで軸部内流路41の内側から外側に流れ、遠心ファン4の内側に配された円筒部82Aの内側空間86Aに入り込む。Specifically, in the rotating
However, in the present embodiment, the air flowing through the shaft
また、ステータベース部13の複数の第二貫通孔24からコイル14の内周側空間29に入り込んだ空気は、図6において矢印F5Aで示すように、ロータベース部15Aの第五貫通孔27Aを通って円筒部82Aの内側空間86Aに入り込み、蓋部83Aに到達することで、円筒部82Aに向けて径方向に流れる。
矢印F5Aで示す空気の流れには、軸部内流路41から円筒部82Aの内側空間86Aに流れる矢印F4Aで示す空気の流れが合流し、円筒部82Aの流通孔84Aを通って円筒部82Aの外側に流れ出る。円筒部82Aの外側に流れ出た空気は、その流れ方向を大きく変えずに、図6において矢印F6で示すように、羽根部62の内側から外側に流れる。Further, the air that has entered the inner
The air flow indicated by the arrow F5A merges with the air flow indicated by the arrow F4A flowing from the in-
本実施形態の回転電機ユニット1Aによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の回転電機ユニット1Aによれば、遠心ファン4及びロータ12Aが補強フレーム80Aを介して一体に固定されている。このため、遠心ファン4及びロータ12Aと回転軸102との間に補強フレーム80Aを介在させることができる。これにより、回転軸102の回転に伴って遠心ファン4やロータ12Aにかかる応力を軽減することができる。また、遠心ファン4の剛性向上を図ることもできる。According to the rotating
Further, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1Aによれば、第一実施形態の回転電機ユニット1と比較して、空気の流れ方向が大きく変化する回数が少なくなり、空気抵抗を減少させることができる。すなわち、空気を効率よく回転電機2Aの一方側から他方側に流すことができる。
In addition, according to the rotating
上記第二実施形態の回転電機ユニット1Aにおいては、連結軸部17Aの固定部35が、遠心ファン4から軸方向に突出して遠心ファン4の外側に配されているが、例えば第一実施形態と同様に遠心ファン4(羽根部62)の内側に配されてもよい。
In the rotating
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について、図9を参照して第一、第二実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一、第二実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9, focusing on differences from the first and second embodiments. In addition, about the structure which is common in 1st, 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図9に示すように、本実施形態に係る回転電機ユニット1Bは、第一、第二実施形態と同様に、回転電機2A、コントロールユニット3B及び遠心ファン4を備える。遠心ファン4の構成は第一、第二実施形態と同様である。回転電機2Aの構成は第二実施形態と同様である。
As shown in FIG. 9, the rotating
コントロールユニット3Bは、第一実施形態と同様に回転電機2Aの動作を制御する。ただし、本実施形態のコントロールユニット3Bの外観形状は、第一、第二実施形態と異なり、円筒形状である。すなわち、本実施形態のコントロールユニット3Bは、軸方向に貫通するユニット流路部50Bを備える。
ユニット流路部50Bには、遠心ファン4の回転に伴って、回転軸102の軸方向においてコントロールユニット3Bの一方側から他方側に空気が流れる。ユニット流路部50Bは、回転電機2Aの通風流路部40Aと、回転軸102の軸方向に重なるように配される。The
As the
具体的に説明すれば、本実施形態のコントロールユニット3Bは、第一、第二実施形態と同様に、回転電機2Aの動作を制御するための制御回路部51Bと、これを収容するケース52Bと、制御回路部51Bをケース52B内において封止する封止樹脂53と、を備える。
制御回路部51Bは、第一、第二実施形態と同様の基板54B及び電子部品55Bを備える。基板54Bの形状は、第一、第二実施形態と異なり、例えば平面視円環状に形成される。Specifically, the
The
ケース52Bは、第一実施形態と同様に、コントロールユニット3Bの厚さ方向の一方に開口する。ただし、本実施形態のケース52Bは、平面視環形の板状に形成された環状底壁部56Bと、環状底壁部56Bの外周縁において環状底壁部56Bの板厚方向に延びる外側周壁部57Bと、環状底壁部56Bの内周縁において環状底壁部56Bの板厚方向に延びる内側周壁部58Bと、を備える。内側周壁部58Bは、径方向において外側周壁部57Bの内側に配される。
The
ケース52Bにおける制御回路部51Bの収容空間は、内側周壁部58Bと外側周壁部57Bとの間の空間である。本実施形態において、コントロールユニット3Bのユニット流路部50Bは、径方向において内側周壁部58Bの内側の空間である。発熱源としての電子部品55Bは、内側周壁部58Bの近傍に配されている。
The accommodation space of the
上記したコントロールユニット3Bは、ユニット流路部50Bの軸方向が、回転軸102の軸方向に平行するように、回転電機2Aの一方側に配される。これにより、ユニット流路部50Bが、通風流路部40Aと回転軸102の軸方向に重なる。
図9に示す回転電機ユニット1Bでは、軸方向から見て、通風流路部40Aのうち軸部内流路41のみがユニット流路部50Bよりも内側に位置し、通風流路部40Aの他の部分(例えばステータベース部13の第二貫通孔24)がユニット流路部50Bの外側に位置するが、これに限ることはない。The
In the rotating
コントロールユニット3Bは、例えば回転電機2Aに対して隙間なく重ねて配されてもよいが、本実施形態では、回転電機2Aに対して回転軸102の軸方向に間隔をあけて配される。
本実施形態において、コントロールユニット3Bは、円筒状に形成された取付部70の一方の開口を塞ぐように、取付部70の支持部72に直接固定される。このため、回転電機2Aの通風流路部40Aは、コントロールユニット3Bのユニット流路部50Bのみを介して外部空間に連通する。この構成において、遠心ファン4が回転する際には、外部空間の空気がコントロールユニット3Bのユニット流路部50Bを通って通風流路部40Aに向けて流れる。For example, the
In the present embodiment, the
本実施形態の回転電機ユニット1Bにおいても、遠心ファン4がエンジン100あるいは回転電機2Aから駆動力を得て回転する際には、空気がコントロールユニット3Bの近傍と、回転電機2Aの内周部にある通風流路部40Aと、を順番に流れた上で、羽根部62の内側から外側に流れる。
Also in the rotating
具体的に説明すれば、遠心ファン4が回転した際には、図9において矢印F1Bで示すように、空気が、外部空間(コントロールユニット3Bの一方側の空間)からコントロールユニット3Bのユニット流路部50Bに流れ込み、軸方向に流れる。これにより、空気が、コントロールユニット3Bの内周部(内側周壁部58B)に沿って流れる。すなわち、空気が、コントロールユニット3Bの内周部近傍に流れる。
ユニット流路部50Bに流れ込んだ空気は、コントロールユニット3Bの他方側に流れ出る。More specifically, when the
The air that has flowed into the
コントロールユニット3Bの他方側に流れ出た空気は、図9において矢印F2B,F3Bで示すように、回転電機2Aの一方側から回転電機2Aの通風流路部40Aに流れ込み、軸方向に流れる。矢印F2Bで示す空気の流れは、ステータベース部13の複数の第二貫通孔24から複数のコイル14の内周側空間29に入り込む流れである。矢印F3Bで示す空気の流れは、連結軸部17Aの軸部内流路41に入り込む流れである。
回転電機2Aの通風流路部40Aに入り込んだ後の空気の流れは、第二実施形態と同様である。As shown by arrows F2B and F3B in FIG. 9, the air that has flowed out to the other side of the
The air flow after entering the ventilation
本実施形態の回転電機ユニット1Bによれば、第一、第二実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、本実施形態の回転電機ユニット1Bによれば、コントロールユニット3Bのユニット流路部50Bと、回転電機2Aの通風流路部40Aとが、回転軸102の軸方向に配列される。このため、空気の流れ方向を大きく変えることなく、空気をコントロールユニット3Bから回転電機2Aに向けてスムーズに流すことができる。これにより、コントロールユニット3Bの近傍を流れる空気の流速向上を図り、コントロールユニット3Bを効率よく冷却することができる。According to the rotating
Furthermore, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1Bによれば、ユニット流路部50Bを画成するコントロールユニット3Bの内周部に発熱源としての電子部品55が配置される。これにより、この電子部品55を効率よく冷却することができる。
Further, according to the rotating
また、本実施形態の回転電機ユニット1Bによれば、コントロールユニット3Bがユニット流路部50Bを備える。このため、第一、第二実施形態の構成と比較して、回転電機2Aとコントロールユニット3Bとの間隔を小さくする又は無くすことができる。これにより、回転電機ユニット1Bの軸方向の寸法を小さくして、回転電機ユニット1Bの小型化や薄型化を図ることができる。
Further, according to the rotating
第三実施形態の回転電機ユニット1Bの構成は、第一実施形態の回転電機ユニット1にも適用可能である。例えば、第一実施形態の回転電機ユニット1が、第三実施形態と同様のコントロールユニット3Bを備えてもよい。これに加えて、第一実施形態の回転電機ユニット1では、コントロールユニット3Bが、例えば回転電機2に対して隙間なく重ねて配されてもよいし、例えば取付部70の支持部72に直接固定されてもよい。
The configuration of the rotating
上記第三実施形態の回転電機ユニット1Bにおいて、コントロールユニット3Bは、例えば第一、第二実施形態と同様に、スペーサ77を介して取付部70の支持部72に固定されてもよい。この場合、回転電機2Aの通風流路部40Aは、軸方向における回転電機2Aや支持部72とコントロールユニット3Bとの隙間、及び、コントロールユニット3Bのユニット流路部50Bの両方を介して外部空間に連通する。
In the rotating
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。 Although the details of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記した全ての実施形態において、遠心ファンは、例えばターボファンであってもよい。 In all the embodiments described above, the centrifugal fan may be, for example, a turbo fan.
また、上記した全ての実施形態では、遠心ファン(羽根部)の外側に流れ出た空気が、エンジンの本体部を冷却するが、例えばエンジンを水冷で冷却するためのラジエータを冷却してもよい。 In all the embodiments described above, the air that flows out of the centrifugal fan (blade part) cools the main body of the engine. However, for example, a radiator for cooling the engine by water cooling may be cooled.
また、回転電機は、例えば、スタータモータのみを構成してもよいし、発電機のみを構成してもよい。 In addition, the rotating electrical machine may constitute, for example, only a starter motor or only a generator.
1,1A,1B 回転電機ユニット
2,2A 回転電機
3,3B コントロールユニット
4 遠心ファン
11 ステータ
12,12A ロータ
17,17A 連結軸部
39 第二端面(端面)
40,40A 通風流路部
41 軸部内流路
50B ユニット流路部
55,55B 電子部品(発熱源)
61 羽根
62 羽根部
70 取付部
71 付勢部
80A 補強フレーム
100 エンジン
101 本体部
102 回転軸
L1 軸線1, 1A, 1B Rotating
40, 40A
61
本発明の一態様としての回転電機ユニットは、ステータ、及び、該ステータに対して回転自在に設けられてエンジンの回転軸と共に回転するロータを有し、スタータモータ及び発電機の少なくとも一方を構成する回転電機と、前記回転電機の動作を制御するように構成されたコントロールユニットと、複数の羽根を周方向に配列した羽根部を有し、前記回転軸と共に回転することで空気を前記羽根部の内側から外側に流すように構成された遠心ファンと、を備え、前記コントロールユニット、前記回転電機及び前記遠心ファンが、前記回転軸の軸方向に順番に配列され、前記回転電機は、その内周部に、前記遠心ファンの回転に伴って、前記軸方向において前記回転電機の一方側から他方側に空気を流す通風流路部を有し、前記コントロールユニットが、平面視で前記通風流路部と重なるように配され、前記回転電機は、前記軸方向において前記ステータと前記ロータとが互いに対向するように配置されたアキシャルギャップ型回転電機であり、前記回転電機が、前記ステータと前記ロータとを互いに回転可能に連結すると共に、前記軸方向において前記ステータと前記ロータとの相対的な位置を固定する連結軸部を備え、前記通風流路部が、前記連結軸部に形成され、空気を、前記軸方向において前記回転電機の一端に位置する前記連結軸部の端面から前記連結軸部の内部に流入させ、前記軸方向において前記回転電機の一端よりも前記回転電機の他端側にずれた位置で前記連結軸部の外周面から外側に流出させる軸部内流路を備える。 A rotating electrical machine unit according to an aspect of the present invention includes a stator and a rotor that is rotatably provided with respect to the stator and rotates together with a rotating shaft of an engine, and constitutes at least one of a starter motor and a generator. A rotating electric machine, a control unit configured to control the operation of the rotating electric machine, and a blade portion in which a plurality of blades are arranged in a circumferential direction, and rotating the rotating shaft together with the air, A centrifugal fan configured to flow from the inside to the outside, wherein the control unit, the rotating electrical machine, and the centrifugal fan are sequentially arranged in the axial direction of the rotating shaft, and the rotating electrical machine has an inner circumference thereof A ventilation passage section for flowing air from one side of the rotating electrical machine to the other side in the axial direction in accordance with the rotation of the centrifugal fan. Knit, arranged so as to overlap with the ventilation passage section in plan view, the rotary electric machine is an axial gap type rotary electric machine and the said stator rotor is arranged so as to face each other in the axial direction, The rotating electrical machine includes a connecting shaft portion that rotatably connects the stator and the rotor to each other and fixes a relative position between the stator and the rotor in the axial direction, and the ventilation flow path portion The air is formed in the connecting shaft portion, and air is allowed to flow into the connecting shaft portion from the end surface of the connecting shaft portion positioned at one end of the rotating electrical machine in the axial direction, and the one end of the rotating electrical machine in the axial direction. In addition, an in-shaft flow path is provided that flows out from the outer peripheral surface of the connecting shaft portion at a position shifted to the other end side of the rotating electrical machine .
Claims (9)
前記回転電機の動作を制御するように構成されたコントロールユニットと、
複数の羽根を周方向に配列した羽根部を有し、前記回転軸と共に回転することで空気を前記羽根部の内側から外側に流すように構成された遠心ファンと、
を備え、
前記コントロールユニット、前記回転電機及び前記遠心ファンが、前記回転軸の軸方向に順番に配列され、
前記回転電機は、その内周部に、前記遠心ファンの回転に伴って、前記軸方向において前記回転電機の一方側から他方側に空気を流す通風流路部を有し、
前記コントロールユニットが、平面視で前記通風流路部と重なるように配される回転電機ユニット。A rotating electrical machine that includes a stator and a rotor that is rotatably provided with respect to the stator and that rotates together with the rotating shaft of the engine, and constitutes at least one of a starter motor and a generator;
A control unit configured to control the operation of the rotating electrical machine;
A centrifugal fan having a blade portion in which a plurality of blades are arranged in a circumferential direction, and configured to flow air from the inside to the outside of the blade portion by rotating together with the rotation shaft;
With
The control unit, the rotating electrical machine and the centrifugal fan are arranged in order in the axial direction of the rotating shaft,
The rotating electrical machine has an air flow passage portion on its inner peripheral portion that causes air to flow from one side of the rotating electrical machine to the other side in the axial direction as the centrifugal fan rotates.
A rotating electrical machine unit in which the control unit is arranged so as to overlap with the ventilation channel portion in a plan view.
前記軸方向において前記ステータの両側に配され、前記ステータを前記取付部に対して前記軸方向に付勢する一対の付勢部と、
を備える請求項4に記載の回転電機ユニット。An attachment portion for attaching the stator to the main body portion of the engine so as to be movable only in the axial direction;
A pair of urging portions disposed on both sides of the stator in the axial direction and urging the stator in the axial direction with respect to the mounting portion;
A rotating electrical machine unit according to claim 4.
前記遠心ファンの回転に伴って、空気が、前記回転電機と前記コントロールユニットとの隙間から前記通風流路部に向けて流れる請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の回転電機ユニット。The rotating electrical machine and the control unit are arranged at an interval in the axial direction,
The rotating electrical machine unit according to any one of claims 1 to 5, wherein air flows from the gap between the rotating electrical machine and the control unit toward the ventilation flow path portion as the centrifugal fan rotates. .
前記ユニット流路部が、前記通風流路部と前記軸方向に重なるように配される請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の回転電機ユニット。The control unit includes a unit flow path portion that penetrates in the axial direction and causes air to flow from one side of the control unit to the other side in the axial direction as the centrifugal fan rotates.
The rotating electrical machine unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the unit flow path portion is disposed so as to overlap the ventilation flow path portion in the axial direction.
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