WO2016084199A1 - 回転電機ユニット - Google Patents

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WO2016084199A1
WO2016084199A1 PCT/JP2014/081412 JP2014081412W WO2016084199A1 WO 2016084199 A1 WO2016084199 A1 WO 2016084199A1 JP 2014081412 W JP2014081412 W JP 2014081412W WO 2016084199 A1 WO2016084199 A1 WO 2016084199A1
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WO
WIPO (PCT)
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electrical machine
rotating electrical
control unit
blade portion
blade
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/081412
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康幸 打矢
雅昭 長谷川
徹 引頭
萩村　将巳
伊藤　秀明
雅樹 金井
素哉 河西
Original Assignee
新電元工業株式会社
株式会社ミツバ
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 新電元工業株式会社, 株式会社ミツバ filed Critical 新電元工業株式会社
Priority to JP2015540776A priority Critical patent/JP6069684B2/ja
Priority to PCT/JP2014/081412 priority patent/WO2016084199A1/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine unit.
  • 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.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a control unit is arranged in an engine room so that the influence of heat generated in the engine and hot air due to self-heating of the control unit can be suppressed.
  • the wiring connecting the control unit and the rotating electrical machine becomes long and the voltage loss in the wiring becomes large. is there.
  • 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.
  • 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.
  • a rotating electrical machine unit includes a stator and a rotor that is rotatably provided to the stator and that rotates together with a rotating shaft of an engine, and constitutes at least one of a starter motor and a generator.
  • the sirocco fan rotates, air flows around the control unit located on the radially inner side of the blade portion, so that 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 sirocco fan is obtained from the engine or the rotating electrical machine, it is not necessary to separately prepare a driving source for driving the sirocco fan, and the control unit can be efficiently cooled.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows the state which connected the rotary electric machine unit which concerns on 2nd embodiment of this invention to the rotating shaft of the engine.
  • It is a disassembled perspective view of the rotary electric machine unit of FIG. It is the front view which looked at the rotary electric machine unit of FIG. 4 from VI direction.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 9. It is a front view which shows the modification of the relative positional relationship of a control unit and a sirocco fan.
  • the rotating electrical machine unit 1 includes a rotating electrical machine 2, a control unit 3, and a sirocco fan 4.
  • the rotating electrical machine 2 includes a stator 11 and a rotor 12 provided to be rotatable with respect to the stator 11.
  • the stator 11 is configured by attaching a plurality of coils 14 to an iron core portion 13.
  • the iron core portion 13 includes a plurality of teeth portions (not shown) arranged in the circumferential direction.
  • the plurality of coils 14 are wound around each tooth portion. That is, the plurality of coils 14 are arranged in the circumferential direction.
  • the rotor 12 includes a rotor body 15 formed in a bottomed cylindrical shape, and a plurality of permanent magnets 16 fixed to the rotor body 15 so as to be arranged in the circumferential direction of the rotor body 15.
  • the plurality of permanent magnets 16 are arranged so that, for example, the magnetic poles of the surface facing the radial direction of the rotor body 15 appear alternately in the circumferential direction of the rotor body 15.
  • the plurality of permanent magnets 16 are fixed to the inner peripheral surface of the rotor body 15.
  • the stator 11 is accommodated in the rotor 12 so that the plurality of permanent magnets 16 face the outside in the radial direction of the plurality of coils 14.
  • the rotor 12 is provided so as to rotate together with the rotation shaft 102 (for example, a crankshaft) of the engine 100.
  • the rotor 12 may be connected to the rotating shaft 102 via, for example, an endless belt or a gear (both not shown), but in this embodiment, the axis L2 of the rotor 12 (the rotating electrical machine 2) is the axis of the rotating shaft 102. It is directly fixed to the rotating shaft 102 so as to coincide with L1.
  • the rotating electrical machine 2 of the present embodiment is configured as a starter motor that rotationally drives the rotating shaft 102 of the engine 100 with electric power.
  • the rotating electrical machine 2 is configured as a generator that generates power by the rotation of the rotating shaft 102 of the engine 100.
  • the control unit 3 is electrically connected to the rotating electrical machine 2 by wiring (not shown) and controls the operation of the rotating electrical machine 2.
  • the control unit 3 controls the power supplied to the rotating electrical machine 2 when the rotating electrical machine 2 functions as a starter motor, for example.
  • the control unit 3 appropriately adjusts the voltage and current of the power generated by the rotating electrical machine 2 and then charges the generated power to a battery (not shown). Or directly supplied to various electrical components (not shown).
  • the external shape of the control unit 3 may be arbitrary, but in the present embodiment, it is formed in a thick disk shape.
  • the control unit 3 is configured by providing terminals such as a rotating electrical machine 2, a battery, and a connector for electrical connection with various electrical components on the outer surface of the unit main body, but only the unit main body is described in FIGS. Description of terminals is omitted.
  • the sirocco fan 4 has a blade portion 21 in which a plurality of blades 22 are arranged in a cylindrical shape. Further, the sirocco fan 4 is provided so as to rotate together with the rotating shaft 102 of the engine 100, similarly to the rotor 12 described above. The sirocco fan 4 rotates about the axis L4 to flow air from the radially inner side of the blade portion 21 to the radially outer side.
  • the sirocco fan 4 may be connected to the rotation shaft 102 via an endless belt (not shown) or a gear (not shown), or may be directly fixed to the rotation shaft 102. 12 is fixed to the rotating shaft 102 of the engine 100 through 12. That is, in this embodiment, the axis lines L4 and L2 of the sirocco fan 4 and the rotor 12 coincide with each other. A sirocco fan 4 is fixed to the rotor 12. If it demonstrates in detail, the sirocco fan 4 of this embodiment will be extended to the radial direction inner side of the blade
  • the annular plate portion 23 is fixed to the rotor 12 so as to overlap the rotor 12 in the directions of the axes L4 and L2. Thereby, the sirocco fan 4 is fixed to the rotating shaft 102 of the engine 100 via the rotor 12.
  • control unit 3 is located on the radially inner side of the blade portion 21 with respect to the blade portion 21 of the sirocco fan 4 described above. Further, the control unit 3 of the present embodiment is positioned between both ends of the blade portion 21 in the direction of the axis L4 so as to face the blade portion 21 radially inward. That is, in this embodiment, the control unit 3 is accommodated inside the sirocco fan 4.
  • the stator 11 of the rotating electrical machine 2 is also positioned between both ends of the blade portion 21 in the direction of the axis L4 so as to face the blade portion 21 radially inward. That is, the stator 11 is also accommodated inside the sirocco fan 4.
  • the rotor 12 of the rotating electrical machine 2 may be arranged so as to face the blade portion 21 radially outward, that is, the blade portion 21 may be located radially inside the rotor 12.
  • the rotor 12 is positioned between both ends of the blade portion 21 in the axis L4 direction so as to face the blade portion 21 inward in the radial direction, like the stator 11. That is, in this embodiment, the rotor 12 is also accommodated inside the sirocco fan 4.
  • the rotary electric machine 2 and the control unit 3 are arranged in the direction of the axis L4 of the blade portion 21 inside the sirocco fan 4.
  • the rotating electrical machine 2 is arranged so that the rotor 12 does not intervene between the control unit 3 and the stator 11.
  • the control unit 3 of the present embodiment is fixed after being arranged in the direction of the axis L2 of the rotating electrical machine 2 with respect to the stator 11 described above.
  • the rotating electrical machine 2 is disposed on the first end 21A side of the blade portion 21 in the axis L4 direction
  • the control unit 3 is disposed on the second end 21B side of the blade portion 21 in the axis L4 direction.
  • the engine 100 is disposed on the first end 21 ⁇ / b> A side of the blade 21 with respect to the sirocco fan 4.
  • the rotating electrical machine unit 1 of the present embodiment includes a disposition plate portion 5 that disposes the control unit 3 on one main surface 31A.
  • a first through hole (through hole) 32 penetrating in the thickness direction is formed in the arrangement plate portion 5.
  • the first through-hole 32 opens at a position adjacent to the control unit 3 disposed on one main surface 31 ⁇ / b> A of the arrangement plate portion 5 in a region located radially inward from the blade portion 21.
  • the arrangement plate portion 5 is accommodated inside the sirocco fan 4 and is located between the control unit 3 and the stator 11.
  • the stator 11 is fixed to the other main surface 31 ⁇ / b> B side of the arrangement plate portion 5.
  • the stator 11 is fixed to the tip of the protruding portion 33 protruding from the other main surface 31B of the arrangement plate portion 5.
  • the first through holes 32 of the present embodiment are formed so as to be adjacent to each other with no gap or a minute gap in the arrangement area of the control unit 3 on one main surface 31A of the arrangement plate portion 5. .
  • the control unit 3 and the first through hole 32 are formed at positions that do not overlap in the thickness direction of the arrangement plate portion 5.
  • the first through hole 32 extends along the periphery of the arrangement region of the control unit 3.
  • the 1st through-hole 32 is formed in circular arc shape.
  • a plurality (three in the illustrated example) of the first through holes 32 are arranged along the peripheral edge of the above-described arrangement area at intervals in the circumferential direction of the arrangement area.
  • the arrangement plate portion 5 of the present embodiment is connected to the arrangement plate portion 5 and the support unit 6 that supports the control unit 3 and the stator 11 fixed thereto.
  • the support portion 6 of the present embodiment fixes the arrangement plate portion 5 to the main body portion 101 (for example, an engine block) of the engine 100.
  • the support portion 6 protrudes in the thickness direction of the placement plate portion 5 from the peripheral edge of one main surface 31A of the placement plate portion 5 and extends to the outside of the second end portion 21B of the blade portion 21;
  • a second extending portion 42 extending from the tip of the first extending portion 41 to the radially outer side of the blade portion 21, and extending in the axis L4 direction of the blade portion 21 on the radially outer side of the blade portion 21, and the main body portion 101 of the engine 100.
  • a third extending portion 43 that reaches the end.
  • the first extension part 41 and the second extension part 42 are formed integrally with the arrangement plate part 5.
  • the first extending portion 41 may be a plurality of rod-like portions that are arranged at intervals in the circumferential direction of the arrangement plate portion 5 and extend in the thickness direction of the arrangement plate portion 5. It is formed in a shape.
  • a second through hole 44 penetrating from the radially inner side to the radially outer side of the first extending portion 41 is formed in a portion of the first extending portion 41 that is formed into a cylindrical shape and disposed inside the blade portion 21.
  • a plurality of the second through holes 44 are arranged at intervals in the circumferential direction of the first extending portion 41.
  • the second extending portion 42 may be formed by a plurality of rod-like portions arranged at intervals in the circumferential direction of the arrangement plate portion 5, but in the present embodiment, it is formed in an annular plate shape (flange shape).
  • the third extending portion 43 may be formed in a cylindrical shape that surrounds the radially outer side of the blade portion 21, but in the present embodiment, a plurality of rod shapes arranged at intervals in the circumferential direction of the arrangement plate portion 5. It is comprised by the member. Both ends in the longitudinal direction of the third extending portion 43 are fixed to the end portion on the radially outer side of the second extending portion 42 and the main body portion 101 of the engine 100 by screwing or the like.
  • a part or the whole of the configuration in which the rotating electrical machine unit 1 is attached to the engine 100 is covered with the engine cover 103.
  • a part of the air that has flowed radially outward of the blade portion 21 with the rotation of the sirocco fan 4 is a part of the engine cover 103 (for example, combustion of the engine 100). It is formed to flow toward the vicinity of the chamber.
  • the sirocco fan 4 when the sirocco fan 4 rotates by obtaining a driving force from the engine 100 or the rotating electrical machine 2, air around the control unit 3 positioned radially inside the blade portion 21. Flowing. Specifically, when the sirocco fan 4 rotates, air is directed from the outside of the second end portion 21B of the blade portion 21 toward the inside of the blade portion 21 as indicated by an arrow F1 in FIG. , Flows in the direction of the axis L4 of the blade portion 21. A part of the air that flows in the direction of the axis L4 of the blade portion 21 and enters the inside of the blade portion 21 reaches the control unit 3 as shown by the arrow F2 in FIG. It flows from the inside to the outside.
  • a part of the air that has entered the inside of the blade part 21 reaches the vicinity of the side part (outer peripheral surface) of the control unit 3 and then the first extension part 41.
  • the second through hole 44 flows toward the radially outer side of the blade portion 21.
  • a part of the air flow indicated by the arrow F2 joins the air flow indicated by the arrow F3.
  • a part of the air that flows in the direction of the axis L4 of the blade portion 21 and enters the inside of the blade portion 21 continues to be in the direction of the axis L4 of the blade portion 21 due to the inertial force of the air as shown by an arrow F4 in FIG.
  • a part of the air flow indicated by the arrow F2 joins the air flow indicated by the arrow F4.
  • the rotating electrical machine unit 1 of the present embodiment since the control unit 3 is actively cooled, the influence of the heat of the engine 100 received by the control unit 3 can be suppressed. Can be disposed near the engine 100 together with the rotating electrical machine 2. Accordingly, the wiring connecting the rotating electrical machine 2 and the control unit 3 can be shortened, and voltage loss between the rotating electrical machine 2 and the control unit 3 can be suppressed. Thereby, the electric power generation amount in the rotary electric machine 2 can be increased, or the engine 100 can be started efficiently with small power consumption. Further, since the rotational driving force of the sirocco fan 4 is obtained from the engine 100 or the rotating electrical machine 2, it is not necessary to separately prepare a driving source for driving the sirocco fan 4, and the control unit 3 can be efficiently cooled.
  • the arrangement plate portion 5 having the first through hole 32 is provided so that air passes through the first through hole 32 when the sirocco fan 4 rotates. Since it flows, especially the side part (outer peripheral surface) of the control unit 3 can be actively cooled.
  • control unit 3 is provided inside the sirocco fan 4, so that the control unit 3 can be cooled more efficiently by the air flow by the sirocco fan 4. Become.
  • stator 11 and the control unit 3 are arranged in the direction of the axis L2 of the rotating electrical machine 2 and fixed to each other, the stator 11 and the control unit 3 are electrically connected.
  • the wiring to be performed can be set shorter.
  • the wiring that electrically connects the stator 11 and the control unit 3 can be set shorter by providing the stator 11 together with the control unit 3 in the sirocco fan 4.
  • both the sirocco fan 4 and the rotor 12 are coaxially arranged, both the sirocco fan 4 and the rotor 12 are connected to the engine 100 without an endless belt or gear. It can be directly connected to the rotating shaft 102. That is, the number of component parts of the rotating electrical machine unit 1 can be set small.
  • the control unit 3 When the entire control unit 3 is located inside the second end 21B of the blade portion 21 as in the first embodiment, the control unit 3 has the second end portion 21B of the blade portion 21 as illustrated in FIG.
  • the blades 21 may be arranged at intervals in the direction of the axis L4, but may be arranged at intervals, for example.
  • the rotating electrical machine unit 1A includes the rotating electrical machine 2, the control unit 3, and the sirocco fan 4 similar to those in the first embodiment.
  • the entire control unit 3 is located on the radially inner side of the blade portion 21 as in the first embodiment.
  • the control unit 3 is arranged in the direction of the axis L ⁇ b> 4 of the blade portion 21 with respect to the blade portion 21 of the sirocco fan 4. Further, the entire control unit 3 is located outside the second end (end) 21 ⁇ / b> B in the direction of the axis L ⁇ b> 4 of the blade 21.
  • the rotary electric machine unit 1A of this embodiment is provided with the arrangement
  • a first through hole (through hole) 32A similar to that of the first embodiment is formed in the arrangement plate portion 5A.
  • the diameter dimension of the arrangement plate part 5A of the present embodiment is set to be larger than the outer diameter dimension of the blade part 21 (sirocco fan 4), and the second end part 21B (end part) of the blade part 21 in the axis L4 direction. It is located outside. That is, the opening on the second end portion 21B side of the sirocco fan 4 is covered with the arrangement plate portion 5A.
  • the arrangement plate portion 5A is connected to the arrangement plate portion 5A and the support unit 6A that supports the control unit 3 and the stator 11 fixed thereto.
  • the support portion 6A of the present embodiment also fixes the placement plate portion 5A to the main body portion 101 of the engine 100.
  • Support portion 6 ⁇ / b> A of the present embodiment is formed to extend in the direction of axis L ⁇ b> 4 of blade portion 21 on the radially outer side of blade portion 21 and reach main body portion 101 of engine 100.
  • the support portion 6A is formed integrally with the arrangement plate portion 5A.
  • the support portion 6A may be configured by, for example, a plurality of rod-like members arranged at intervals in the circumferential direction of the arrangement plate portion 5A, but in the present embodiment, the support portion 6A has a cylindrical shape surrounding the radially outer side of the blade portion 21. Is formed. That is, in the present embodiment, the radially outer side of the blade portion 21 is covered with the support portion 6A.
  • a third through hole 45 penetrating from the radially inner side to the radially outer side of the support portion 6A is formed in a portion of the support portion 6A that faces the radially outer side of the blade portion 21.
  • the third through hole 45 is formed in a part in the circumferential direction of the support portion 6A. In the illustrated example, only one third through hole 45 is formed, but a plurality of third through holes 45 may be formed, for example.
  • the support portion 6A has a predetermined portion of the engine 100 (for example, in the vicinity of the combustion chamber of the engine 100), as indicated by an arrow F9 in FIG. ) To the main body 101 of the engine 100 so as to flow toward the
  • the sirocco fan 4 when the sirocco fan 4 obtains a driving force from the engine 100 or the rotating electrical machine 2 and rotates, air around the control unit 3 located on the radially inner side of the blade portion 21. Flows. Specifically, when the sirocco fan 4 rotates, as shown by an arrow F ⁇ b> 1 in FIG. 4, the air flows from the outside of the second end portion 21 ⁇ / b> B of the blade portion 21 toward the inside of the blade portion 21. 21 flows in the direction of the axis L4. As shown by an arrow F6 in FIG. 4, a part of the flowing air reaches the control unit 3 and then flows from the radially inner side to the outer side of the arrangement plate portion 5A.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, according to the rotating electrical machine unit 1A of the present embodiment, since the control unit 3 is disposed outside the sirocco fan 4, the control unit 3 can be compared with the case where the control unit 3 is provided inside the sirocco fan 4.
  • the degree of freedom of connection of terminals such as connectors provided on the outer surface of the unit body is improved. For example, even if a connector is provided on the outer peripheral surface of the unit main body, it is possible to prevent the wiring connected thereto from interfering with the sirocco fan 4 or the like.
  • the rotating electrical machine unit 1A of the present embodiment since the third through hole 45 is formed only in a part of the circumferential direction of the support portion 6A surrounding the radially outer side of the blade portion 21, the rotating sirocco fan 4 As shown by the arrow F8 in FIGS. 4 and 6, the air that has flowed outward in the radial direction can be made to flow in a desired direction. As a result, all the air that has flowed out of the support portion 6A from the third through hole 45 can flow to a predetermined portion of the engine 100 as indicated by an arrow F9 in FIG. It can be cooled efficiently.
  • control unit 3 When the entire control unit 3 is located outside the second end portion 21B of the blade portion 21 as in the second embodiment, the control unit 3 is connected to the second end portion of the blade portion 21 as in the second embodiment. Although it may be arranged with an interval in the direction of the axis L4 of the blade portion 21 with respect to 21B, for example, it may be arranged without an interval.
  • the support portion 6A of the second embodiment may be provided with a cylindrical portion that protrudes radially outward from the outer peripheral surface and communicates with the third through hole 45, for example.
  • the flow of air flowing out of the support portion 6A from the third through hole 45 can be adjusted in the axial direction of the cylindrical portion inside the cylindrical portion. Thereby, the air flowing out of the support portion 6A from the third through hole 45 can flow more stably in a desired direction.
  • the cylindrical portion may be formed, for example, by bending the peripheral portion of the third through hole 45 outward in the radial direction of the support portion 6A by burring.
  • the rotating electrical machine unit 1B includes the rotating electrical machine 2, the control unit 3, and the sirocco fan 4 similar to those in the first and second embodiments.
  • the entire control unit 3 is located on the radially inner side of the blade portion 21 as in the first and second embodiments.
  • the control unit 3 is arranged in the direction of the axis L4 of the blade portion 21 with respect to the blade portion 21 of the sirocco fan 4 as in the second embodiment.
  • a part of the control unit 3 is located inside the sirocco fan 4 and the remaining part of the control unit 3 is located outside the sirocco fan 4. In other words, a part of the control unit 3 protrudes outside the second end portion 21B in the direction of the axis L4 of the blade portion 21.
  • the rotating electrical machine unit 1B of the present embodiment includes an arrangement plate portion 5A and a support portion 6A similar to those of the second embodiment. Further, the first through hole 32A similar to the second embodiment is formed in the arrangement plate portion 5A. However, in this embodiment, one main surface 31A of the arrangement plate portion 5A on which the control unit 3 is arranged is opposed to the stator 11 and the axis L2 direction of the rotating electrical machine 2.
  • the sirocco fan 4 rotates by obtaining a driving force from the engine 100 or the rotating electrical machine 2, air around the control unit 3 positioned on the radially inner side of the blade portion 21. Flowing. Specifically, when the sirocco fan 4 rotates, as shown by an arrow F1 in FIG. 7, the air flows from the outside of the second end portion 21B of the blade portion 21 toward the inside of the blade portion 21, and the blade portion 21 flows in the direction of the axis L4. As shown by an arrow F10 in FIG. 7, a part of the flowing air reaches the other main surface 31B of the placement plate portion 5A and then flows from the radially inner side to the outside of the placement plate portion 5A.
  • the same effects as those of the second embodiment can be obtained. Furthermore, according to the rotating electrical machine unit 1B of the present embodiment, since the control unit 3 is directly fixed to the stator 11, the wiring for electrically connecting the stator 11 and the control unit 3 can be set shorter.
  • the rotating electrical machine unit 1C includes the rotating electrical machine 2C, the control unit 3, and the sirocco fan 4 similar to those in the first embodiment.
  • the rotating electrical machine unit 1 ⁇ / b> C of the present embodiment includes the arrangement plate portion 5 and the support portion 6 similar to those of the first embodiment.
  • the blade portion 21 of the sirocco fan 4 and the rotor 12C of the rotating electrical machine 2C are aligned in the direction of the axes L4 and L2 and fixed integrally.
  • the rotor body 15C of the rotor 12C is formed in a cylindrical shape having the same diameter as the blade part 21, and the rotor body 15C and the blade part 21 are integrally formed so as to be aligned in the directions of the axes L2 and L4.
  • the rotor body 15C of the rotor 12C is provided on the first end 21A side of the blade portion 21 in the direction of the axis L4.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, according to the rotating electrical machine unit 1C of the present embodiment, the number of components of the rotating electrical machine unit 1C can be reduced by integrally fixing the blade portion 21 and the rotor 12C. Thereby, the man-hour for assembling the rotating electrical machine unit 1C can be reduced, and the rotating electrical machine unit 1C can be easily assembled.
  • the structure in which the blade portion 21 and the rotor 12C are integrally formed can also be applied to the rotary electric machine units 1A and 1B of the second and third embodiments described above.
  • the rotor main body 15C of the rotor 12C may be provided on the first end 21A side of the blade portion 21 as shown in FIG. 8, for example, or provided on the second end portion 21B side of the blade portion 21, for example. Also good.
  • a part of the first through hole 32A formed in the arrangement plate portion 5A is in the thickness direction of the control unit 3 and the arrangement plate portion 5A arranged on one main surface 31A. It may overlap.
  • the arrangement plate portion 5 ⁇ / b> A that is disposed outside the sirocco fan 4 and covers the opening on the second end 21 ⁇ / b> B side of the sirocco fan 4 is illustrated.
  • the formation method of the first through hole 32A shown in FIGS. 9 and 10 can be similarly applied to the arrangement plate portion 5 of the first and fourth embodiments.
  • control unit 3 when the control unit 3 is arranged outside the sirocco fan 4 as in the second and third embodiments, only a part of the control unit 3 has blades of the sirocco fan 4 as shown in FIG.
  • the remaining part of the control unit 3 may be located on the radially outer side of the blade part 21, located on the radially inner side of the blade part 21 with respect to the part 21.
  • the first through hole 32A formed in the arrangement plate portion 5A is in the region located radially inward of the blade portion 21, and the control unit 3 arranged on one main surface 31A of the arrangement plate portion 5A. It suffices to open it at a position adjacent to.
  • the radiator for cooling the engine 100 by water cooling is cooled, for example May be.
  • the rotary electric machines 2 and 2C may comprise only a starter motor, for example, and may comprise only a generator.

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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と共に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、回転電機の動作を制御するコントロールユニットと、複数の羽根を円筒状に配列した羽根部を有し、回転軸と共に回転するシロッコファンと、を備える。シロッコファンは、回転することで空気を羽根部の径方向内側から径方向外側に流し、コントロールユニットの少なくとも一部が、羽根部よりも羽根部の径方向内側に位置する。

Description

回転電機ユニット
この発明は、回転電機ユニットに関する。
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。
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。
特開２０１０－１９５１４６号公報
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。
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。
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ると共に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コントロールユニットと、複数の羽根を円筒状に配列した羽根部を有し、前記回転軸と共に回転するシロッコファンと、を備え、前記シロッコファンは、回転することで空気を前記羽根部の径方向内側から径方向外側に流し、前記コントロールユニットの少なくとも一部が、前記羽根部よりも該羽根部の径方向内側に位置する。
本発明の一態様によれば、シロッコファンが回転することで、羽根部の径方向内側に位置するコントロールユニットの周囲に空気が流れるため、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を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、シロッコ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られるため、シロッコ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。
本発明の第一実施形態に係る回転電機ユニットをエンジンの回転軸に接続した状態を示す概略断面図である。 図１の回転電機ユニットの分解斜視図である。 図１のIII－III矢視断面図である。 本発明の第二実施形態に係る回転電機ユニットをエンジンの回転軸に接続した状態を示す概略断面図である。 図４の回転電機ユニットの分解斜視図である。 図４の回転電機ユニットをVI方向から見た正面図である。 本発明の第三実施形態に係る回転電機ユニットをエンジンの回転軸に接続した状態を示す概略断面図である。 本発明の第四実施形態に係る回転電機ユニットを示す概略断面図である。 配置板部に形成される第一貫通孔の変形例を示す正面図である。 図９のX－X矢視断面図である。 コントロールユニットとシロッコファンとの相対的な位置関係の変形例を示す正面図である。
〔第一実施形態〕
以下、図１～３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及びシロッコファン４を備える。
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。
ステータ１１は、鉄心部１３に複数のコイル１４を取り付けて構成されている。鉄心部１３は、周方向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ている。すなわち、複数のコイル１４は周方向に配列されている。
ロータ１２は、有底円筒状に形成されたロータ本体１５と、ロータ本体１５の周方向に配列されるようにロータ本体１５に固定される複数の永久磁石１６と、を備える。複数の永久磁石１６は、例えば、ロータ本体１５の径方向に向く面の磁極がロータ本体１５の周方向に交互に現れるように配列される。本実施形態において、複数の永久磁石１６はロータ本体１５の内周面に固定されている。ステータ１１は、複数の永久磁石１６が複数のコイル１４の径方向外側に対向するように、ロータ１２内に収容されている。
また、ロータ１２は、エンジン１００の回転軸１０２（例えばクランクシャフト）と共に回転するように設けられる。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Ｌ２が回転軸１０２の軸線Ｌ１と一致するように、回転軸１０２に直接固定されている。
本実施形態の回転電機２は、エンジン１００の回転軸１０２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。
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。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。
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、ユニット本体の外面に回転電機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を設けて構成されるが、図１～３においてはユニット本体のみを記載し、端子の記載を省略している。
シロッコファン４は、複数の羽根２２を円筒状に配列した羽根部２１を有する。また、シロッコファン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。シロッコファン４は、その軸線Ｌ４を中心に回転することで空気を羽根部２１の径方向内側から径方向外側に流す。
シロッコファン４は、例えば、無端ベルト（不図示）やギヤ（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に固定されている。
すなわち、本実施形態では、シロッコファン４及びロータ１２の軸線Ｌ４，Ｌ２が互いに一致している。また、シロッコファン４がロータ１２に固定されている。より詳細に説明すれば、本実施形態のシロッコファン４は、円筒状とされた羽根部２１の軸線Ｌ４方向の第一端部（端部）２１Ａに羽根部２１の径方向内側に延出する円環状板部２３を有する有底筒状に形成されている。この円環状板部２３は、ロータ１２に対してこれらの軸線Ｌ４，Ｌ２方向に重なるようにロータ１２に固定されている。これにより、シロッコファン４がロータ１２を介してエンジン１００の回転軸１０２に固定される。
本実施形態では、コントロールユニット３全体が、上記したシロッコファン４の羽根部２１よりも羽根部２１の径方向内側に位置する。
また、本実施形態のコントロールユニット３は、羽根部２１に対して径方向内側に対向するように羽根部２１の軸線Ｌ４方向の両端の間に位置する。すなわち、本実施形態では、コントロールユニット３がシロッコファン４の内側に収容されている。
また、本実施形態では、回転電機２のステータ１１も、羽根部２１に対して径方向内側に対向するように羽根部２１の軸線Ｌ４方向の両端の間に位置する。すなわち、ステータ１１もシロッコファン４の内側に収容されている。
回転電機２のロータ１２は、例えば、羽根部２１に対して径方向外側に対向するように配されてもよい、すなわち、ロータ１２の径方向内側に羽根部２１が位置してもよい。しかし、本実施形態では、ロータ１２が、ステータ１１と同様に、羽根部２１に対して径方向内側に対向するように羽根部２１の軸線Ｌ４方向の両端の間に位置する。すなわち、本実施形態では、ロータ１２もシロッコファン４の内側に収容されている。
これにより、本実施形態では、回転電機２及びコントロールユニット３が、シロッコファン４の内側において羽根部２１の軸線Ｌ４方向に並べられる。また、回転電機２は、コントロールユニット３とステータ１１との間にロータ１２が介在しないように配される。そして、本実施形態のコントロールユニット３は、前述したステータ１１に対して、回転電機２の軸線Ｌ２方向に配列された上で固定される。
また、本実施形態では、回転電機２が羽根部２１の軸線Ｌ４方向の第一端部２１Ａ側に配され、コントロールユニット３が羽根部２１の軸線Ｌ４方向の第二端部２１Ｂ側に配される。また、本実施形態において、エンジン１００は、シロッコファン４に対して羽根部２１の第一端部２１Ａ側に配される。
さらに、本実施形態の回転電機ユニット１は、図１～３に示すように、一方の主面３１Ａにコントロールユニット３を配置する配置板部５を備える。配置板部５にはその厚さ方向に貫通する第一貫通孔（貫通孔）３２が形成されている。第一貫通孔３２は、羽根部２１よりも径方向内側に位置する領域において、配置板部５の一方の主面３１Ａに配されたコントロールユニット３に隣り合う位置に開口している。
本実施形態において、配置板部５は、シロッコファン４の内側に収容され、コントロールユニット３とステータ１１との間に位置している。配置板部５の他方の主面３１Ｂ側には、ステータ１１が固定されている。本実施形態では、ステータ１１が配置板部５の他方の主面３１Ｂから突出する突起部３３の先端に固定されている。これにより、本実施形態では、コントロールユニット３及びステータ１１が配置板部５を介して互いに固定されている。
本実施形態の第一貫通孔３２は、配置板部５の一方の主面３１Ａのうちコントロールユニット３の配置領域に隙間なく、あるいは、微小な隙間をあけて、隣り合うように形成されている。本実施形態では、コントロールユニット３及び第一貫通孔３２が、配置板部５の厚さ方向に重ならない位置に形成されている。
また、本実施形態では、第一貫通孔３２がコントロールユニット３の配置領域の周縁に沿って延びている。本実施形態では、コントロールユニット３の配置領域が円形状となるため、第一貫通孔３２は円弧状に形成されている。さらに、第一貫通孔３２は、上記した配置領域の周縁に沿って配置領域の周方向に間隔をあけて複数（図示例では三つ）配列されている。
本実施形態の配置板部５には、配置板部５及びこれに固定されたコントロールユニット３及びステータ１１を支持する支持部６が接続されている。本実施形態の支持部６は、配置板部５をエンジン１００の本体部１０１（例えばエンジンブロック）に固定する。
支持部６は、配置板部５の一方の主面３１Ａの周縁から配置板部５の厚さ方向に突出し、羽根部２１の第二端部２１Ｂの外側まで延びる第一延出部４１と、第一延出部４１の先端から羽根部２１の径方向外側まで延びる第二延出部４２と、羽根部２１の径方向外側において羽根部２１の軸線Ｌ４方向に延びてエンジン１００の本体部１０１まで到達する第三延出部４３と、を有する。
本実施形態において、第一延出部４１及び第二延出部４２は、配置板部５と一体に形成されている。
第一延出部４１は、例えば配置板部５の周方向に間隔をあけて配列されて配置板部５の厚さ方向に延びる複数の棒状部であってもよいが、本実施形態では円筒状に形成されている。円筒状とされた第一延出部４１のうち羽根部２１の内側に配される部分には、第一延出部４１の径方向内側から径方向外側に貫通する第二貫通孔４４が形成されている。第二貫通孔４４は、第一延出部４１の周方向に間隔をあけて複数配列されている。
第二延出部４２は、例えば配置板部５の周方向に間隔をあけて配列される複数の棒状部によって構成されてもよいが、本実施形態では円環板状（フランジ状）に形成されている。
第三延出部４３は、例えば羽根部２１の径方向外側を囲む円筒状に形成されてもよいが、本実施形態では配置板部５の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いる。第三延出部４３の長手方向の両端は、第二延出部４２の径方向外側の端部、及び、エンジン１００の本体部１０１に対してネジ止め等によって固定される。
また、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、シロッコファン４の回転に伴って羽根部２１の径方向外側に流れた空気の一部が、図１において矢印Ｆ５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において、シロッコファン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、羽根部２１の径方向内側に位置するコントロールユニット３の周囲に空気が流れる。
具体的に説明すれば、シロッコファン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、羽根部２１の第二端部２１Ｂの外側から羽根部２１の内側に向けて、羽根部２１の軸線Ｌ４方向に流れる。羽根部２１の軸線Ｌ４方向に流れて羽根部２１の内側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、コントロールユニット３に到達した上で、配置板部５の径方向内側から外側に向けて流れる。
また、羽根部２１の内側に入り込んだ空気の一部は、図１において矢印Ｆ３で示すように、コントロールユニット３の側部（外周面）の近傍に到達した上で、第一延出部４１の第二貫通孔４４を通って、羽根部２１の径方向外側に向けて流れる。矢印Ｆ３で示す空気の流れには、例えば矢印Ｆ２で示す空気の流れの一部が合流する。
また、羽根部２１の軸線Ｌ４方向に流れて羽根部２１の内側に入り込んだ空気の一部は、図１において矢印Ｆ４で示すように、空気の慣性力によって、引き続き羽根部２１の軸線Ｌ４方向に流れ、配置板部５の第一貫通孔３２を通った上で、羽根部２１の径方向外側に向けて流れる。矢印Ｆ４で示す空気の流れには、例えば矢印Ｆ２で示す空気の流れの一部が合流する。
そして、第一貫通孔３２は、配置板部５の一方の主面３１Ａに配されたコントロールユニット３に隣り合う位置に開口しているため、矢印Ｆ４で示すように、空気がコントロールユニット３の側部（外周面）に沿って流れる。
以上のことから、コントロールユニット３は、シロッコファン４によって発生した空気の流れによって積極的に冷却される。
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、コントロールユニット３を積極的に冷却されることで、コントロールユニット３が受けるエンジン１００の熱の影響を抑制できるため、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、シロッコファン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、シロッコファン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。
また、本実施形態の回転電機ユニット１によれば、第一貫通孔３２を有する配置板部５を備えることで、シロッコファン４が回転した際に、空気が第一貫通孔３２を通るように流れるため、特にコントロールユニット３の側部（外周面）を積極的に冷却できる。
さらに、本実施形態の回転電機ユニット１によれば、コントロールユニット３がシロッコファン４の内部に設けられることで、シロッコファン４による空気の流れによってコントロールユニット３をさらに効率よく冷却することが可能となる。
また、本実施形態の回転電機ユニット１によれば、ステータ１１及びコントロールユニット３が回転電機２の軸線Ｌ２方向に配列された上で互いに固定されるため、ステータ１１とコントロールユニット３とを電気接続する配線をより短く設定できる。
さらに、本実施形態の回転電機ユニット１によれば、ステータ１１がコントロールユニット３と共にシロッコファン４の内部に設けられることでも、ステータ１１とコントロールユニット３とを電気接続する配線をより短く設定できる。
また、本実施形態の回転電機ユニット１によれば、シロッコファン４及びロータ１２が同軸上に配されるため、シロッコファン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。
上記第一実施形態のようにコントロールユニット３全体が羽根部２１の第二端部２１Ｂの内側に位置する場合、コントロールユニット３は、図１に例示するように羽根部２１の第二端部２１Ｂに対して羽根部２１の軸線Ｌ４方向に間隔をあけて配されてもよいが、例えば間隔をあけずに配されてもよい。
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図４～６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。
図４～６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の回転電機２、コントロールユニット３及びシロッコファン４を備える。
本実施形態の回転電機ユニット１Ａでは、第一実施形態と同様に、コントロールユニット３全体が羽根部２１の径方向内側に位置する。ただし、本実施形態の回転電機ユニット１Ａでは、コントロールユニット３がシロッコファン４の羽根部２１に対して羽根部２１の軸線Ｌ４方向に配列されている。また、コントロールユニット３全体が、羽根部２１の軸線Ｌ４方向の第二端部（端部）２１Ｂの外側に位置する。
また、本実施形態の回転電機ユニット１Ａは、第一実施形態と同様に、一方の主面３１Ａにコントロールユニット３を配置する配置板部５Ａを備える。配置板部５Ａには、第一実施形態と同様の第一貫通孔（貫通孔）３２Ａが形成されている。ただし、本実施形態の配置板部５Ａの径寸法は、羽根部２１（シロッコファン４）の外径寸法よりも大きく設定され、羽根部２１の軸線Ｌ４方向の第二端部２１Ｂ（端部）の外側に位置している。すなわち、シロッコファン４の第二端部２１Ｂ側の開口は、配置板部５Ａによって覆われている。
また、配置板部５Ａには、第一実施形態と同様に、配置板部５Ａ及びこれに固定されたコントロールユニット３及びステータ１１を支持する支持部６Ａが接続されている。本実施形態の支持部６Ａも、第一実施形態と同様に、配置板部５Ａをエンジン１００の本体部１０１に固定する。本実施形態の支持部６Ａは、羽根部２１の径方向外側において羽根部２１の軸線Ｌ４方向に延びてエンジン１００の本体部１０１まで到達するように形成されている。本実施形態において、支持部６Ａは配置板部５Ａと一体に形成されている。
支持部６Ａは、例えば配置板部５Ａの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、羽根部２１の径方向外側を囲む円筒状に形成されている。すなわち、本実施形態では、羽根部２１の径方向外側が支持部６Ａによって覆われている。
支持部６Ａのうち羽根部２１の径方向外側に対向する部分には、支持部６Ａの径方向内側から径方向外側に貫通する第三貫通孔４５が形成されている。第三貫通孔４５は、支持部６Ａの周方向の一部に形成されている。図示例において、第三貫通孔４５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。
支持部６Ａは、第三貫通孔４５から支持部６Ａの外部に流れ出た空気が、図４において矢印Ｆ９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（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、エンジン１００の本体部１０１に固定される。
本実施形態の回転電機ユニット１Ａにおいても、シロッコファン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、羽根部２１の径方向内側に位置するコントロールユニット３の周囲に空気が流れる。
具体的には、シロッコファン４が回転した際に、図４において矢印Ｆ１で示すように、空気が、羽根部２１の第二端部２１Ｂの外側から羽根部２１の内側に向けて、羽根部２１の軸線Ｌ４方向に流れる。流れる空気の一部は、図４において矢印Ｆ６で示すように、コントロールユニット３に到達した上で、配置板部５Ａの径方向内側から外側に向けて流れる。
そして、本実施形態では、羽根部２１の第二端部２１Ｂ側の開口が配置板部５Ａによって覆われているため、羽根部２１の第二端部２１Ｂの外側から羽根部２１の内側に向けて流れる空気は、図４において矢印Ｆ７で示すように、全て配置板部５Ａの第一貫通孔３２Ａを通る。すなわち、全ての空気がコントロールユニット３の側部（外周面）に沿って流れる。
これにより、コントロールユニット３は、シロッコファン４によって発生した空気の流れによって積極的に冷却される。
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、コントロールユニット３がシロッコファン４の外側に配されるため、コントロールユニット３をシロッコファン４の内部に設ける場合と比較して、コントロールユニット３のユニット本体の外面に設けられるコネクタなどの端子の接続自由度が向上する。例えば、ユニット本体の外周面にコネクタを設けても、これに接続される配線がシロッコファン４などに干渉することを防止できる。
さらに、本実施形態の回転電機ユニット１Ａによれば、羽根部２１の径方向外側を囲む支持部６Ａの周方向の一部にのみ第三貫通孔４５が形成されるため、回転するシロッコファン４の径方向外側に流れ出た空気を、図４，６において矢印Ｆ８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、第三貫通孔４５から支持部６Ａの外部に流れ出た全ての空気を、図４において矢印Ｆ９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。
上記第二実施形態のようにコントロールユニット３全体が羽根部２１の第二端部２１Ｂの外側に位置する場合、コントロールユニット３は、上記第二実施形態のように羽根部２１の第二端部２１Ｂに対して羽根部２１の軸線Ｌ４方向に間隔をあけて配されてもよいが、例えば間隔をあけずに配されてもよい。
また、上記第二実施形態の支持部６Ａには、例えば外周面から径方向外側に突出し、第三貫通孔４５に連通する筒状部が設けられてもよい。この場合には、第三貫通孔４５から支持部６Ａの外部に流れ出る空気の流れを、筒状部の内部において筒状部の軸方向に整えることができる。これにより、第三貫通孔４５から支持部６Ａの外部に流れ出る空気を、より安定して所望の方向に流すことが可能となる。筒状部は、例えば、バーリング加工によって第三貫通孔４５の周縁部分を支持部６Ａの径方向外側に折り曲げることで形成されてもよい。
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について、図７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。
図７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の回転電機２、コントロールユニット３及びシロッコファン４を備える。
本実施形態の回転電機ユニット１Ｂでは、第一、第二実施形態と同様に、コントロールユニット３全体が羽根部２１の径方向内側に位置する。また、コントロールユニット３は、第二実施形態と同様に、シロッコファン４の羽根部２１に対して羽根部２１の軸線Ｌ４方向に配列されている。ただし、本実施形態の回転電機ユニット１Ｂでは、コントロールユニット３の一部がシロッコファン４の内側に位置し、コントロールユニット３の残部がシロッコファン４の外側に位置している。言い換えれば、コントロールユニット３の一部が、羽根部２１の軸線Ｌ４方向の第二端部２１Ｂの外側に突出している。
さらに、本実施形態の回転電機ユニット１Ｂは、第二実施形態と同様の配置板部５Ａ及び支持部６Ａを備える。また、配置板部５Ａには第二実施形態と同様の第一貫通孔３２Ａが形成されている。ただし、本実施形態では、コントロールユニット３を配置する配置板部５Ａの一方の主面３１Ａが、ステータ１１と回転電機２の軸線Ｌ２方向に対向する。
本実施形態の回転電機ユニット１Ｂにおいて、シロッコファン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、羽根部２１の径方向内側に位置するコントロールユニット３の周囲に空気が流れる。
具体的には、シロッコファン４が回転した際に、図７において矢印Ｆ１で示すように、空気が、羽根部２１の第二端部２１Ｂの外側から羽根部２１の内側に向けて、羽根部２１の軸線Ｌ４方向に流れる。流れる空気の一部は、図７において矢印Ｆ１０で示すように、配置板部５Ａの他方の主面３１Ｂに到達した上で、配置板部５Ａの径方向内側から外側に向けて流れる。
そして、本実施形態では、第二実施形態と同様に、羽根部２１の第二端部２１Ｂ側の開口が配置板部５Ａによって覆われているため、羽根部２１の第二端部２１Ｂの外側から羽根部２１の内側に向けて流れる空気は、図７において矢印Ｆ１１で示すように、全て配置板部５Ａの第一貫通孔３２Ａを通る。これにより、全ての空気がコントロールユニット３の側部（外周面）に沿って流れる。
これにより、コントロールユニット３は、シロッコファン４によって発生した空気の流れによって積極的に冷却される。
本実施形態の回転電機ユニット１Ｂによれば、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３がステータ１１に直接固定されるため、ステータ１１とコントロールユニット３とを電気接続する配線をさらに短く設定できる。
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態について、図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。
図８に示すように、本実施形態に係る回転電機ユニット１Ｃは、第一実施形態と同様の回転電機２Ｃ、コントロールユニット３及びシロッコファン４を備える。また、本実施形態の回転電機ユニット１Ｃは、第一実施形態と同様の配置板部５及び支持部６を備える。
ただし、本実施形態の回転電機ユニット１Ｃでは、シロッコファン４の羽根部２１及び回転電機２Ｃのロータ１２Ｃがこれらの軸線Ｌ４，Ｌ２方向に並べられて一体に固定されている。具体的には、ロータ１２Ｃのロータ本体１５Ｃが羽根部２１と同じ径寸法の円筒状に形成され、これらロータ本体１５Ｃ及び羽根部２１がこれらの軸線Ｌ２，Ｌ４方向に並べられるように一体に形成されている。図示例では、ロータ１２Ｃのロータ本体１５Ｃが羽根部２１の軸線Ｌ４方向の第一端部２１Ａ側に設けられている。
本実施形態の回転電機ユニット１Ｃ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１Ｃによれば、羽根部２１及びロータ１２Ｃが一体に固定されていることで、回転電機ユニット１Ｃの構成部品点数を削減できる。これにより、回転電機ユニット１Ｃを組み立てる工数を削減して、回転電機ユニット１Ｃを容易に組み立てることができる。
羽根部２１及びロータ１２Ｃを一体に形成する構成は、前述した第二、第三実施形態の回転電機ユニット１Ａ，１Ｂにも適用可能である。この場合、ロータ１２Ｃのロータ本体１５Ｃは、例えば図８のように羽根部２１の第一端部２１Ａ側に設けられてもよいし、例えば羽根部２１の第二端部２１Ｂ側に設けられてもよい。
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。
例えば図９，１０に示すように、配置板部５Ａに形成される第一貫通孔３２Ａの一部は、一方の主面３１Ａに配されるコントロールユニット３と配置板部５Ａの厚さ方向に重なってもよい。図９，１０では、第二、第三実施形態のようにシロッコファン４の外側に配されてシロッコファン４の第二端部２１Ｂ側の開口を覆う配置板部５Ａを例示しているが、図９，１０に示す第一貫通孔３２Ａの形成手法は、第一、第四実施形態の配置板部５にも同様に適用可能である。
また、第二、第三実施形態のようにコントロールユニット３がシロッコファン４の外側に配される場合には、例えば図１１に示すように、コントロールユニット３の一部だけがシロッコファン４の羽根部２１よりも羽根部２１の径方向内側に位置し、コントロールユニット３の残部が羽根部２１の径方向外側に位置してもよい。この場合でも、配置板部５Ａに形成される第一貫通孔３２Ａは、羽根部２１よりも径方向内側に位置する領域において、配置板部５Ａの一方の主面３１Ａに配されたコントロールユニット３に隣り合う位置に開口すればよい。
また、上記実施形態では、シロッコファン４（羽根部２１）の径方向外側に流れ出た空気によってエンジン１００の本体部１０１を冷却しているが、例えばエンジン１００を水冷で冷却するためのラジエータを冷却してもよい。
また、回転電機２，２Ｃ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。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ　回転電機ユニット
２，２Ｃ　回転電機
３　コントロールユニット
４　シロッコファン
５，５Ａ　配置板部
１１　ステータ
１２，１２Ｃ　ロータ
２１　羽根部
２１Ａ　第一端部（端部）
２１Ｂ　第二端部（端部）
２２　羽根
３２，３２Ａ　第一貫通孔（貫通孔）
３１Ａ　一方の主面
１００　エンジン
１０２　回転軸
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４　軸線

Claims (8)

  1. ステータ、及び、該ステータに対して回転自在に設けられると共に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コントロールユニットと、
    複数の羽根を円筒状に配列した羽根部を有し、前記回転軸と共に回転するシロッコファンと、
    を備え、
    前記シロッコファンは、回転することで空気を前記羽根部の径方向内側から径方向外側に流し、
    前記コントロールユニットの少なくとも一部が、前記羽根部よりも該羽根部の径方向内側に位置する回転電機ユニット。
  2. 前記ステータ及び前記コントロールユニットが、前記回転電機の軸線方向に配列されると共に、互いに固定される請求項１に記載の回転電機ユニット。
  3. 前記シロッコファン及び前記ロータの軸線が互いに一致している請求項１又は請求項２に記載の回転電機ユニット。
  4. 前記羽根部及び前記ロータが、これらの軸線方向に並べられて一体に固定されている請求項３に記載の回転電機ユニット。
  5. 板状に形成され、一方の主面に前記コントロールユニットを配置する配置板部を備え、
    前記配置板部に、その厚さ方向に貫通する貫通孔が形成され、
    前記貫通孔が、前記羽根部よりも径方向内側に位置する領域において、前記一方の主面に配された前記コントロールユニットに隣り合う位置に開口する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機ユニット。
  6. 前記コントロールユニットが、前記羽根部に対して径方向内側に対向するように前記羽根部の軸線方向の両端の間に位置する請求項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。
  7. 前記ステータが、前記羽根部に対して径方向内側に対向するように前記羽根部の軸線方向の両端の間に位置する請求項６に記載の回転電機ユニット。
  8. 前記コントロールユニットが、前記羽根部に対して該羽根部の軸線方向に配列され、
    前記コントロールユニットの少なくとも一部が、前記羽根部の軸線方向の端部の外側に位置する請求項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。
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