(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。
2016084199.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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【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の回転軸に接続した状態を示す概略断面図である。
【図２】図１の回転電機ユニットの分解斜視図である。
【図３】図１のIII−III矢視断面図である。
【図４】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５】図４の回転電機ユニットの分解斜視図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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１０】図９のX−X矢視断面図である。
【図１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
〔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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
〔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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
〔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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
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
【図１】
2016084199.tif 000003
【図２】
2016084199.tif 000004
【図３】
2016084199.tif 000005
【図４】
2016084199.tif 000006
【図５】
2016084199.tif 000007
【図６】
2016084199.tif 000008
【図７】
2016084199.tif 000009
【図８】
2016084199.tif 000010
【図９】
2016084199.tif 000011
【図１０】
2016084199.tif 000012
【図１１】
2016084199.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月13日(2015.8.13)
【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、
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し、
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回転電機ユニット。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項５】
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４のいずれか一項に記載の回転電機ユニット。
【請求項６】
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５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４のいずれか一項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、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し、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。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月8日(2016.7.8)
【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、
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し、
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し、
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、
前記ロータが、円筒状に形成されたロータ本体を備え、
前記ロータ本体が、前記羽根部の軸線方向の端部側に設けられ、前記羽根部と一体に形成されている回転電機ユニット。
【請求項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。
【請求項３】
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又は請求項２に記載の回転電機ユニット。
【請求項４】
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３に記載の回転電機ユニット。
【請求項５】
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又は請求項２に記載の回転電機ユニット。
【請求項６】
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し、
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、
前記ロータが、円筒状に形成されたロータ本体を備え、
前記ロータ本体が、前記羽根部の軸線方向の端部側に設けられ、前記羽根部と一体に形成されている
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、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し、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し、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、前記ロータが、円筒状に形成されたロータ本体を備え、前記ロータ本体が、前記羽根部の軸線方向の端部側に設けられ、前記羽根部と一体に形成されている。
また、本発明の他の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し、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、前記ロータが、円筒状に形成されたロータ本体を備え、前記ロータ本体が、前記羽根部の軸線方向の端部側に設けられ、前記羽根部と一体に形成されている。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月31日(2016.10.31)
【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、
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し、
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し、
前記貫通孔の一部が、前記コントロールユニットと前記配置板部の厚さ方向に重なり、
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、
前記ロータが、円筒状に形成されたロータ本体を備え、
前記ロータ本体が、前記羽根部の軸線方向の端部側に設けられ、前記羽根部と一体に形成されている回転電機ユニット。
【請求項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。
【請求項３】
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又は請求項２に記載の回転電機ユニット。
【請求項４】
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３に記載の回転電機ユニット。
【請求項５】
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又は請求項２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、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し、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し、前記貫通孔の一部が、前記コントロールユニットと前記配置板部の厚さ方向に重なり、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、前記ロータが、円筒状に形成されたロータ本体を備え、前記ロータ本体が、前記羽根部の軸線方向の端部側に設けられ、前記羽根部と一体に形成されている。
【国際調査報告】
2016084199.tif 000014
2016084199.tif 000015
2016084199.tif 000016
2016084199.tif 000017