(57)【要約】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。
2017022007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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回転電機ユニット。
【請求項２】
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る請求項１に記載の回転電機ユニット。
【請求項３】
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る請求項２に記載の回転電機ユニット。
【請求項４】
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請求項３に記載の回転電機ユニット。
【請求項５】
前記ステータを、前記エンジンの本体部に対して前記軸方向のみに移動可能に取り付ける取付部と、
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。
【請求項６】
前記回転電機と前記コントロールユニットとが前記軸方向に間隔をあけて配され、
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。
【請求項７】
前記コントロールユニットが、前記軸方向において貫通し、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コントロールユニットの一方側から他方側に空気を流すユニット流路部を備え、
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。
【請求項８】
前記遠心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から請求項７のいずれか一項に記載の回転電機ユニット。
【請求項９】
前記遠心ファン及び前記ロータが、補強フレームを介して一体に固定されている請求項８に記載の回転電機ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９５１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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に取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】図１の回転電機ユニットを分解した断面図である。
【図３】図１，２のステータ及び連結軸部を回転電機の他方側から見た平面図である。
【図４】図１，２のロータ及び連結軸部を回転電機の一方側から見た平面図である。
【図５】図１，２の遠心ファンを回転電機の他方側から見た平面図である。
【図６】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に取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】図６の回転電機ユニットを分解した断面図である。
【図８】図６のロータ、連結軸部及び補強フレームを回転電機の一方側から見た平面図である。
【図９】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に取り付けた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
〔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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
〔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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【符号の説明】
【０１０４】
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
【図１】
2017022007.tif 000003
【図２】
2017022007.tif 000004
【図３】
2017022007.tif 000005
【図４】
2017022007.tif 000006
【図５】
2017022007.tif 000007
【図６】
2017022007.tif 000008
【図７】
2017022007.tif 000009
【図８】
2017022007.tif 000010
【図９】
2017022007.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月6日(2017.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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回転電機ユニット。
【請求項２】
前記ステータを、前記エンジンの本体部に対して前記軸方向のみに移動可能に取り付ける取付部と、
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１に記載の回転電機ユニット。
【請求項３】
前記回転電機と前記コントロールユニットとが前記軸方向に間隔をあけて配され、
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又は請求項２に記載の回転電機ユニット。
【請求項４】
前記コントロールユニットが、前記軸方向において貫通し、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コントロールユニットの一方側から他方側に空気を流すユニット流路部を備え、
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３のいずれか一項に記載の回転電機ユニット。
【請求項５】
前記ユニット流路部が、前記軸部内流路と前記軸方向に重なるように配される請求項４に記載の回転電機ユニット。
【請求項６】
前記遠心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。
【請求項７】
前記遠心ファン及び前記ロータが、補強フレームを介して一体に固定されている請求項６に記載の回転電機ユニット。
【請求項８】
前記遠心ファン及び前記ロータが、補強フレームを介して前記回転軸に接続される請求項７に記載の回転電機ユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
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。
【国際調査報告】
2017022007.tif 000012
2017022007.tif 000013