(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２、３）と、
該ハウジングに固定されたステータ（５）と、
前記ハウジングに対して回転可能に取り付けられ、一端部が前記ハウジングの外部に突出した回転軸（６）と、
該回転軸に固定され、前記ステータに対して半径方向に対向したローター（８）と、
前記ハウジングに取り付けられ、前記回転軸の前記一端部に設けられたスリップリング（６ａ、６ｂ）と摺接して前記ローターに電力を供給する給電ブラシ（１１ａ、１１ｂ）と、
前記ステータに発生した電力を直流に変換する、または、前記ステータへの電力を交流に変換する電力変換素子（１４）と、
平板状に形成され、一面（１３ｃ）が、前記ハウジングと対向するように、前記ハウジングよりも前記回転軸の前記一端部側に配置され、前記一面には放熱用フィン（１３ｄ）が形成されるとともに、他面（１３ｂ）には前記電力変換素子が取り付けられた放熱部材（１３）と、
該放熱部材の前記他面側に配置された制御基板（１６）と、
該制御基板上に取り付けられ、前記回転軸の前記一端部に設けられた磁極（６ｃ）と対向し、前記磁極よりも前記回転軸方向外側に配置された回転センサ（１７）と、
前記制御基板を覆うように、前記放熱部材とともに前記制御基板を挟む位置に配置され、外周部が前記ハウジングの外周面に対し、所定の空間（１９）を有して前記回転軸方向に対向しているリヤカバー（１８）と、
を備え、
外部空気が、前記ハウジングと前記リヤカバーとの間から流入し、前記放熱用フィンを通過して半径方向内方に進行可能な第１通風路（２０）と、
外部空気が、半径方向外方から前記放熱部材の前記他面の側に流入した後、前記回転軸の前記一端部周囲を通過可能な第２通風路（２１）と、
が形成された回転電機（１、１Ａ）。
【請求項２】
前記第１通風路および前記第２通風路のうちの少なくとも一方は、外部空気が半径方向内方に流入した後、前記回転軸の他端部方向に向けて進行し、前記ハウジングに設けられた排気口（３ａ）から外部へと排出される請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記リヤカバーは、
前記制御基板と対向した平面部（１８ａ）と、
該平面部と連結し、前記回転軸の前記他端部方向に延びた筒状部（１８ｂ）と、
を有し、
該筒状部には、半径方向に貫通した空気導入孔（１８ｃ）が形成された請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第２通風路は、外部空気が半径方向内方に流入した後、前記回転軸の前記他端部方向に向けて進行し、前記ハウジングに設けられた排気口（３ａ）から外部へと排出され、
前記給電ブラシは、前記空気導入孔よりも、前記回転軸の前記他端部側に配置された請求項３記載の回転電機。
【請求項５】
前記制御基板の中央部には基板通過孔（１６ｃ）が貫通するとともに、前記リヤカバーには、前記基板通過孔と対向するようにカバー空気孔（１８ｄ）が貫通しており、
前記回転センサは、前記制御基板上において、前記基板通過孔の周囲に配置され、
外部空気が前記カバー空気孔および前記基板通過孔を通過した後、前記回転軸の他端部側に向けて進行可能な第３通風路（２２）が形成された請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の回転電機（１Ａ）。
【請求項６】
前記基板通過孔には、通孔フィン（１６ｅ）が装着され、
該通孔フィンは、
前記基板通過孔に嵌合するフレーム（１６ｅ１）と、
該フレームから内方に突出した複数の櫛歯（１６ｅ２）と、
を有している請求項５記載の回転電機。
【請求項７】
前記制御基板上において、電子部品（１６ｄ）が前記基板通過孔の周囲に配置された請求項５または６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記基板通過孔は、Ｌ字状に形成された請求項５乃至７のうちのいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記基板通過孔は、コの字状に形成された請求項５乃至７のうちのいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローターの回転によって発電を行う、または電力の供給によってローターが回転する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機は、ハウジング内に設けられたローターの回転によって、ローターと対向するように配置されたステータにおいて発電する。当該発電機の中には、発生した電力を直流に変換するために、パワー素子を有する電力変換装置を使用しているものがある。また、電力の供給によってローターが回転する電動機においても、ステータに供給する電力を交流に変換するために、ハウジング内に電力変換装置が設けられているものがある。
このような発電機および電動機においては、電力変換装置に含まれるパワー素子が、その作動によって発熱するため、ハウジング内において熱が滞留するという問題があった。また、発電機および電動機内には、電力変換装置以外にも、ローターコイルに電力を供給するブラシ、ローターの回転位置を検出する回転センサといった発熱部材もあった。
【０００３】
これに対し、電力変換装置、ブラシ、回転センサの冷却機能を備えた回転電機に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。当該従来技術による回転電機においては、外部空気が、半径方向外方から回転電機内に流入して電力変換装置を冷却する第１冷却風と、外部空気が、回転電機の後方から、回転軸方向に流入してブラシおよび回転センサを冷却する第２冷却風が形成されている。これにより、電力変換装置、ブラシ、回転センサをそれぞれ個別に冷却でき、ハウジング内における熱の滞留を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３７３９３６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、ローターの回転位置を検出する回転センサとして、軸方向型磁気式回転センサ（磁極角度センサ）を用いた場合、当該回転センサは、回転軸に設けられた磁極と対向するように、制御基板の中央に配置されることになる。しかしながら、上述した従来技術による冷却機能を備えた回転電機においては、後方から、回転軸方向に流入する第２冷却風を形成するために、後端部に配置された制御基板の中央に冷却風の流入孔を設けなければならない。したがって、この場合、必然的に、制御基板上において冷却風の流入孔と回転センサを併存させることが困難であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発熱部の冷却性を向上させることのできる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る回転電機（１、１Ａ）の発明は、ハウジング（２、３）と、ハウジングに固定されたステータ（５）と、ハウジングに対して回転可能に取り付けられ、一端部がハウジングの外部に突出した回転軸（６）と、回転軸に固定され、ステータに対して半径方向に対向したローター（８）と、ハウジングに取り付けられ、回転軸の一端部に設けられたスリップリング（６ａ、６ｂ）と摺接してローターに電力を供給する給電ブラシ（１１ａ、１１ｂ）と、ステータに発生した電力を直流に変換する、または、ステータへの電力を交流に変換する電力変換素子（１４）と、平板状に形成され、一面（１３ｃ）が、ハウジングと対向するように、ハウジングよりも回転軸の一端部側に配置され、一面には放熱用フィン（１３ｄ）が形成されるとともに、他面（１３ｂ）には電力変換素子が取り付けられた放熱部材（１３）と、放熱部材の他面側に配置された制御基板（１６）と、制御基板上に取り付けられ、回転軸の一端部に設けられた磁極（６ｃ）と対向し、磁極よりも回転軸方向外側に配置された回転センサ（１７）と、制御基板を覆うように、放熱部材とともに制御基板を挟む位置に配置され、外周部がハウジングの外周面に対し、所定の空間（１９）を有して回転軸方向に対向しているリヤカバー（１８）と、を備え、外部空気が、ハウジングとリヤカバーとの間から流入し、放熱用フィンを通過して半径方向内方に進行可能な第１通風路（２０）と、外部空気が、半径方向外方から放熱部材の他面の側に流入した後、回転軸の一端部周囲を通過可能な第２通風路（２１）と、が形成されている。
【０００７】
この構成によれば、外部空気が、ハウジングとリヤカバーとの間から流入し、放熱用フィンを通過して半径方向内方に進行可能な第１通風路と、外部空気が、半径方向外方から放熱部材の他面の側に流入した後、回転軸の一端部周囲を通過可能な第２通風路とが形成されている。これにより、外部空気が、第１通風路と第２通風路とによって、それぞれ半径方向外方から回転電機内に流入するため、双方の冷却風により、電力変換素子、給電ブラシ、回転センサが十分に冷却されることができる。また、第１通風路および第２通風路は、半径方向外方から回転電機内に流入するため、制御基板に流入孔を形成する必要がなく、制御基板の中央に回転センサを設けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１による交流発電機を含んだ車両の発電システムを示した回路図
【図２】図１に示した交流発電機の回転軸に沿ってカットした場合の断面図
【図３】実施形態２による交流発電機の回転軸に沿ってカットした場合の断面図
【図４】図３に示した制御基板を後方から見た場合の正面図
【図５】図４に示した通孔フィンの拡大図
【図６】図４に示した基板通過孔とブラシホルダとの位置関係を示した簡略図
【図７】変形例による基板通過孔とブラシホルダとの位置関係を示した簡略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施形態１＞
図１および図２に基づき、本発明の実施形態１による交流発電機１（回転電機に該当する）について説明する。本実施形態における交流発電機１は、車両に設けられて発電システムを構成するものであるが、これに限られるものではない。尚、交流発電機１の説明中において、ローター８が取り付けられた回転軸６の延びた方向を単に回転軸方向という。また、回転軸方向において、プーリー１０が形成された側（図２において左方）を交流発電機１の前方（回転軸の他端部側に該当する）とし、反対側（図２において右方）を交流発電機１の後方（回転軸の一端部側に該当する）として説明する。また、交流発電機１の外周から回転軸６に近づく方向を半径方向内方といい、その逆の方向を半径方向外方という。
【００１０】
図１に示すように、交流発電機１を含んだ車両の発電システムにおいて、直流電源（車載バッテリー）３１には、エアコンディショナー、車載オーディオ、ヘッドランプ等を含んだ車両負荷３２が接続されている。車両負荷３２は、直流電源３１から供給される電力を消費して作動する。
直流電源３１のプラス電極側には、起動スイッチ３３を介して、交流発電機１の制御回路１６ａが接続されている。起動スイッチ３３は、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）と連動したスイッチング装置である。制御回路１６ａは、図示しない入出力装置、ＣＰＵ、ＲＡＭ、マイコン等により形成された制御装置である。制御回路１６ａには、ロータースイッチ１６ｂのゲート端子が接続されている。ロータースイッチ１６ｂは、ＭＯＳ−ＦＥＴ(Metal-oxide-semiconductor field effect-transistor)によって形成されたスイッチング素子であって、そのドレイン端子には直流電源３１のプラス電極側が接続され、ソース端子には、後述するローター８の界磁コイル８ｃが接続されている。制御回路１６ａとロータースイッチ１６ｂは、後述する制御基板１６に含まれている。
また、直流電源３１のプラス電極側には、パワーモジュール１４（電力変換素子に該当する）が接続されている。パワーモジュール１４は、これに限られるものではないが、複数のパワーＭＯＳトランジスタにより形成されている。パワーモジュール１４は、後述するステータ５に発生した電力を直流に変換する、または、直流電源３１からステータ５へと供給される電力を交流に変換している。パワーモジュール１４に含まれたパワーＭＯＳトランジスタのゲート端子は、それぞれ前述の制御回路１６ａに接続されている。さらに、パワーモジュール１４には、後述するステータコイル５ｂが接続されている。上述したロータースイッチ１６ｂおよびパワーモジュール１４は、制御回路１６ａによって作動制御される。
【００１１】
図２に示すように、交流発電機１において、フロントボデー２およびリヤボデー３は、ステータ５を回転軸方向に挟み込んだ状態で、締付ボルト４により連結されている。リヤボデー３の外周面には、内外を連通する複数の排気口３ａが形成されている。フロントボデー２およびリヤボデー３を包括した構成は、ハウジングに該当する。ステータ５は、フロントボデー２およびリヤボデー３に固定されたステータコア５ａと、ステータコア５ａに巻回されたステータコイル５ｂとを備えている。
一方、フロントボデー２およびリヤボデー３には、軸受７ａ、７ｂによって、回転軸６が回転可能に取り付けられている。回転軸６には、ローター８が固定されている。回転軸６は、ローター８を形成する一対のローターコア８ａ、８ｂに圧入されている。ローターコア８ａ、８ｂは、界磁コイル８ｃを挟み込んで互いに結合されている。ローター８はステータ５に対して半径方向内方に対向しており、ローターコア８ａ、８ｂの外周面とステータコア５ａの内周面との間には、僅かな隙間が形成されている（図２示）。
また、前方に形成されたローターコア８ａの前端面にはフロント冷却ファン９ａが固定され、後方に形成されたローターコア８ｂの後端面にはリヤ冷却ファン９ｂが固定されている。フロント冷却ファン９ａおよびリヤ冷却ファン９ｂは、ローター８と一体回転可能に形成されている。
さらに、回転軸６の前端部には、プーリー１０が一体回転可能に取り付けられている。プーリー１０には、図示しない車両のエンジンからの駆動力を伝達するベルト（図示せず）が張架されている。
【００１２】
回転軸６の後端部（一端部に該当する）には、一対のスリップリング６ａ、６ｂが、回転軸６の全周にわたって形成されている。スリップリング６ａ、６ｂには、それぞれローター８のワイヤーハーネス８ｄが接続されており、ワイヤーハーネス８ｄによってスリップリング６ａ、６ｂは、前述した界磁コイル８ｃに接続されている。
図２に示したように、各々のスリップリング６ａ、６ｂには、一対の給電ブラシ１１ａ、１１ｂが当接している。給電ブラシ１１ａ、１１ｂは、合成樹脂材料によって形成されたブラシホルダ１２を介して、リヤボデー３に取り付けられている。給電ブラシ１１ａ、１１ｂは、前述した車両の直流電源３１に接続されており、直流電源３１は、給電ブラシ１１ａ、１１ｂ、スリップリング６ａ、６ｂおよびワイヤーハーネス８ｄを介して界磁コイル８ｃに通電される。給電ブラシ１１ａ、１１ｂは、ローター８が回転することにより、スリップリング６ａ、６ｂに対して摺接し、界磁コイル８ｃに電力を供給する。
さらに、回転軸６の後端部には、センサ磁極６ｃ（磁極に該当する）が形成されており、センサ磁極６ｃは、複数の磁極を有している。センサ磁極６ｃは、非磁性材料により形成された磁石ホルダ６ｄを介して、回転軸６に保持されている。
【００１３】
リヤボデー３よりも回転軸６の後端部側には、放熱板１３（放熱部材に該当する）が配置されている。放熱板１３は、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れた材料によって一体成形されており、略平板状に形成されている。放熱板１３は、半径方向に延びた平板状の底面部１３ａを備えており、底面部１３ａの一面１３ｃ（以下、前面１３ｃという）が、リヤボデー３の後端部と対向するように前方を向き、他面１３ｂ（以下、後面１３ｂという）が後方を向くように、リヤボデー３の外周面に取り付けられている。放熱板１３は、中央部を回転軸６が貫通するように、略Ｃ形状を呈しており、回転軸６および給電ブラシ１１ａ、１１ｂを半径方向外方において取り囲んでいる。
底面部１３ａの前面１３ｃ上には、複数の冷却フィン１３ｄ（放熱用フィンに該当する）が形成されている。冷却フィン１３ｄは、底面部１３ａの前面１３ｃから回転軸方向前方に向けて突出している。底面部１３ａ上において、冷却フィン１３ｄは半径方向に放射状に延びている。また、底面部１３ａの後面１３ｂには、前述のパワーモジュール１４が取り付けられている。放熱板１３の後面１３ｂにおいて、パワーモジュール１４は複数個に分割された形態で取り付けられている。
【００１４】
放熱板１３の後面１３ｂには、基板ケース１５が取り付けられている。基板ケース１５は、合成樹脂材料によって容器状に一体成形されている。基板ケース１５内には、後方に位置するように、制御基板１６が取り付けられている。換言すれば、基板ケース１５を介して、制御基板１６は放熱板１３の後面１３ｂ側（他面側に該当する）に配置されている。制御基板１６は、絶縁性の樹脂が含浸した基材上に、銅箔等によってパターン配線（図示せず）が設けられることにより形成されている。制御基板１６上には、図１に示した制御回路１６ａとロータースイッチ１６ｂとを含んだ複数の電子要素が配置されている。
また、制御基板１６上（制御基板上に該当する）には、回転センサ１７が設けられている。回転センサ１７は、ホールＩＣ等の磁電変換素子によって形成されており、前述のセンサ磁極６ｃと回転軸方向に対向している。回転センサ１７は、回転軸６の回転による磁束変化を検出し、ローター８の回転角度、回転速度、回転加速度等を検出している。
【００１５】
リヤボデー３の後端面には、リヤエンドカバー１８（リヤカバーに該当する）が取り付けられている。リヤエンドカバー１８は、放熱板１３とともに制御基板１６を挟む位置に配置されている。リヤエンドカバー１８は合成樹脂材料にて器状に形成され、制御基板１６と対向した平面部１８ａと、平面部１８ａと連結し、外周部において前方に延びた筒状部１８ｂとを有している。リヤエンドカバー１８は、リヤボデー３との間において、制御基板１６、スリップリング６ａ、６ｂ、給電ブラシ１１ａ、１１ｂを覆うように取り付けられている。リヤエンドカバー１８の筒状部１８ｂには、半径方向に貫通した複数の空気導入孔１８ｃが形成されている。また、筒状部１８ｂの前端とリヤボデー３の後端面とは、回転軸方向に対向しており、双方の間には、全周にわたって吸気口１９（所定の空間に該当する）が形成されている。吸気口１９は、リヤエンドカバー１８とリヤボデー３との間を介して、交流発電機１の内外を連通している。
図２に示したように、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび磁極センサ６ｃは、空気導入孔１８ｃよりも回転軸方向前方に位置している。尚、リヤエンドカバー１８は、放熱板１３に取り付けられていてもよい。
【００１６】
次に、交流発電機１の作動について説明する。制御回路１６ａによって制御されて、ロータースイッチ１６ｂがオンされると、直流電源３１から界磁コイル８ｃに電力が加えられる。この状態において、プーリー１０を介して、エンジンによってローター８が回転されると、ステータコイル５ｂにおいて交流電力が発生する。ステータコイル５ｂにおいて発生した電力は、制御回路１６ａが制御するパワーモジュール１４によって直流に変換される。直流に変換された電力は、必要な場合には、ＩＣレギュレータによって適正な電圧に調整された後、直流電源３１に蓄えられる。
【００１７】
ローター８が駆動されることにより、リヤ冷却ファン９ｂが回転すると、外部空気（以下、冷却空気という）が、吸気口１９から交流発電機１の内部に流入する。冷却空気は、放熱板１３の冷却フィン１３ｄを通過して、半径方向内方に流入した後、前方（回転軸の他端部方向に該当する）へと進行する。冷却空気は、リヤボデー３内に流入した後、ステータコイル５ｂを冷却し、リヤボデー３の排気口３ａから外部へ排出される（第１通風路２０）。吸気口１９から流入した冷却空気が、冷却フィン１３ｄに沿って放熱板１３を通過する際に、パワーモジュール１４によって発生された熱が放出される。
また、ローター８が駆動されることにより、リヤ冷却ファン９ｂが回転すると、冷却空気が、リヤエンドカバー１８の空気導入孔１８ｃから交流発電機１の内部に流入する。冷却空気は、放熱板１３の後面１３ｂ側に流入した後、ブラシホルダ１２および回転軸６の後端部の周囲（一端部周囲に該当する）を通過し、前方へと進行する。冷却空気は、リヤボデー３内に流入した後、第１通風路２０を通過する冷却空気と同様に、ステータコイル５ｂを冷却し、排気口３ａから外部へ排出される（第２通風路２１）。空気導入孔１８ｃから流入した冷却空気が、ブラシホルダ１２および回転軸６の後端部の周囲を通過する際に、給電ブラシ１１ａ、１１ｂ、回転センサ１７およびセンサ磁極６ｃからの放熱を促す。
【００１８】
本実施形態によれば、冷却空気が、リヤボデー３とリヤエンドカバー１８との間の吸気口１９から流入し、冷却フィン１３ｄを通過して半径方向内方に進行可能な第１通風路２０と、冷却空気が、半径方向外方から放熱板１３の後面１３ｂ側に流入した後、回転軸６の後端部周囲を通過可能な第２通風路２１とが形成されている。これにより、冷却空気が、第１通風路２０と第２通風路２１とによって、それぞれ半径方向外方から交流発電機１内に流入するため、双方の冷却風により、パワーモジュール１４、給電ブラシ１１ａ、１１ｂ、回転センサ１７が十分に冷却されることができる。また、第１通風路２０および第２通風路２１は、半径方向外方から交流発電機１内に流入するため、制御基板１６に流入孔を形成する必要がなく、制御基板１６の中央に回転センサ１７を設けることが可能になる。
また、パワーモジュール１４を冷却するための第１通風路２０と、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび回転センサ１７を冷却するための第２通風路２１とを互いに独立して設けたため、パワーモジュール１４を冷却することにより温度が上昇した空気が、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび回転センサ１７付近に流入するといったことがなく、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび回転センサ１７も十分に冷却することができる。
【００１９】
また、第１通風路２０および第２通風路２１は、冷却空気が半径方向内方に流入した後、回転軸６の前端部方向に向けて進行し、リヤボデー３に設けられた排気口３ａから外部へと排出される。これにより、第１通風路２０または第２通風路２１に沿って流入する冷却空気により、給電ブラシ１１ａ、１１ｂ、回転センサ１７、パワーモジュール１４に加えて、ステータコイル５ｂをも冷却することが可能になる。
また、リヤエンドカバー１８は、制御基板１６と対向した平面部１８ａと、平面部１８ａと連結し、前方に延びた筒状部１８ｂとを有し、筒状部１８ｂには、半径方向に貫通した空気導入孔１８ｃが形成されている。これにより、空気導入孔１８ｃを介して、第２通風路２１に沿って流入する冷却空気を、交流発電機１内に確実に流入させることができ、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび回転センサ１７の冷却性を向上させることができる。
また、第２通風路２１は、外部空気が半径方向内方に流入した後、回転軸方向前方に向けて進行し、リヤボデー３に設けられた排気口３ａから外部へと排出され、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび磁極センサ６ｃは、空気導入孔１８ｃよりも回転軸方向前方に位置していることにより、第２通風路２１に沿って流入する冷却空気を、ブラシホルダ１２および回転軸６の後端部の周囲に、確実に通過させることができ、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび回転センサ１７の冷却性を向上させることができる。
【００２０】
＜実施形態２＞
以下、図３乃至図７に基づいて、実施形態２による交流発電機１Ａに関して、実施形態１による交流発電機１との相違点について説明する。図３に示したように、交流発電機１Ａの制御基板１６には、基板通過孔１６ｃが貫通している。基板通過孔１６ｃは、制御基板１６のほぼ中央部（但し、回転センサ１７が配置された位置は避けている）に形成され、略Ｌ字状を呈している（図４示）。また、基板通過孔１６ｃの周囲には、前述した回転センサ１７および制御回路１６ａを形成する複数の電子部品１６ｄが配置されている。
一方、図３に示したように、本実施形態によるリヤエンドカバー１８は、制御基板１６の基板通過孔１６ｃと対向するようにカバー空気孔１８ｄを備えている。カバー空気孔１８ｄは、平面部１８ａにおいて前後方向に貫通している。カバー空気孔１８ｄは、基板通過孔１６ｃを通過する冷却空気を減少させないように、その開口面積を基板通過孔１６ｃよりも大きくすることが望ましい。
リヤエンドカバー１８からは、環状の通路壁部１８ｅが回転軸方向に延びている。通路壁部１８ｅは、カバー空気孔１８ｄおよび基板通過孔１６ｃと嵌合し、基板ケース１５を貫通している。通路壁部１８ｅによって、リヤエンドカバー１８と基板ケース１５とに挟まれた空間が、通路壁部１８ｅの内周部から遮断されている。
【００２１】
また、前述した基板通過孔１６ｃには、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れた金属によって形成された通孔フィン１６ｅが装着されている。図５に示したように、通孔フィン１６ｅは、基板通過孔１６ｃの形状に対応して略Ｌ字状に形成されている。通孔フィン１６ｅは、放熱面積を増大させるために、周囲を取り囲み、通路壁部１８ｅを介して基板通過孔１６ｃに嵌合するフレーム１６ｅ１と、フレーム１６ｅ１から内方に突出した複数の櫛歯１６ｅ２とを備えている。
【００２２】
図６に示したように、Ｌ字状の基板通過孔１６ｃは、給電ブラシ１１ａ、１１ｂを保持したブラシホルダ１２の外周部と合致するように配置されている。これにより、基板通過孔１６ｃから流入した冷却空気は、ブラシホルダ１２を介して給電ブラシ１１ａ、１１ｂを十分に冷却することが可能である。
図７に示したように、基板通過孔１６ｃの変形例として、ブラシホルダ１２の外周部と合致するように略コの字状に形成されていてもよい。この場合、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび回転センサ１７に供給する冷却空気を、より増大させることができる。
【００２３】
図３に示したように、実施形態１の場合と同様に、本実施形態による交流発電機１Ａにおいても、第１通風路２０および第２通風路２１が形成されている。本実施形態による交流発電機１Ａにおいて、冷却空気は、カバー空気孔１８ｄおよび基板通過孔１６ｃを通過し、通路壁部１８ｅの内周部を通って交流発電機１Ａ内に流入する。その後、ブラシホルダ１２および回転軸６の後端部の周囲を通過して、前方に向けて回転軸方向に進行する。リヤボデー３内に流入した冷却空気は、第１通風路２０を通過する冷却空気と同様に、ステータコイル５ｂを冷却し、排気口３ａから外部へ排出される（第３通風路２２）。カバー空気孔１８ｄおよび基板通過孔１６ｃから流入した冷却空気が、回転軸６の後端部の周囲を通過する際に、給電ブラシ１１ａ、１１ｂ、回転センサ１７およびセンサ磁極６ｃからの放熱を促す。
【００２４】
本実施形態によれば、制御基板１６の中央部には基板通過孔１６ｃが貫通するとともに、リヤエンドカバー１８には、基板通過孔１６ｃと対向するようにカバー空気孔１８ｄが貫通しており、回転センサ１７は、制御基板１６上において、基板通過孔１６ｃの周囲に配置され、冷却空気がカバー空気孔１８ｄおよび基板通過孔１６ｃを通過した後、前方に向けて回転軸方向に進行可能な第３通風路２２が形成されている。これにより、第２通風路２１を通過する冷却空気に加えて、第３通風路２２に沿って流入する冷却空気により、給電ブラシ１１ａ、１１ｂおよび回転センサ１７を、よりいっそう冷却することが可能になる。
特に、第１通風路２０および第２通風路２１に加えて第３通風路２２を設けたため、第３通風路２２を通過する冷却空気の量を然程多くする必要がないため、基板通過孔１６ｃの大きさも比較的小さくすることができる。このため、制御基板１６の中央部への回転センサ１７の配置を可能にすることができる。
【００２５】
また、基板通過孔１６ｃには、通孔フィン１６ｅが装着され、通孔フィン１６ｅは、基板通過孔１６ｃに嵌合するフレーム１６ｅ１と、フレーム１６ｅ１から内方に突出した複数の櫛歯１６ｅ２とを有している。これにより、通孔フィン１６ｅの放熱面積を増大させることができ、制御基板１６に取り付けられた回転センサ１７の冷却性を向上させることができる。
また、制御基板１６上において、電子部品１６ｄが基板通過孔１６ｃの周囲に配置されていることにより、基板通過孔１６ｃを通過する冷却空気によって、回転センサ１７に加えて、電子部品１６ｄを冷却することも可能になる。
また、基板通過孔１６ｃは、Ｌ字状に形成されていることにより、冷却空気の流入を妨げることなく、基板通過孔１６ｃの周囲に、回転センサ１７および電子部品１６ｄを配置することを可能にし、回転センサ１７および電子部品１６ｄの冷却性を向上させることができる。
また、基板通過孔１６ｃは、コの字状に形成されていることにより、基板通過孔１６ｃの周囲に、回転センサ１７および電子部品１６ｄを配置することを可能にするとともに、制御基板１６を通過する冷却空気をより増大させることができ、回転センサ１７および電子部品１６ｄの冷却性をいっそう向上させることができる。
【００２６】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
図６および図７において、基板通過孔１６ｃが、ブラシホルダ１２に対して上下または左右のいずれかに反転した位置、あるいは上下および左右の双方に反転した位置にあってもよい。
また、本発明は、パワーモジュール１４によって交流に変換された電力をステータ５に供給することにより、ローター８を駆動する電動機にも適用可能である。
また、本発明は、発電機と電動機の２つの機能を併せ持つ電動発電機にも適用可能である。
また、本発明は、車両において使用する回転電機のみではなく、家庭電器用の回転電機または一般産業機械用の回転電機にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
図面中、１，１Ａは交流発電機（回転電機）、２はフロントボデー（ハウジング）、３はリヤボデー（ハウジング）、３ａは排気口、５はステータ、６は回転軸、６ａ，６ｂはスリップリング、６ｃはセンサ磁極（磁極）、８はローター、１１ａ，１１ｂは給電ブラシ、１３は放熱板（放熱部材）、１３ｂは後面（他面）、１３ｃは前面（一面）、１３ｄは冷却フィン（放熱用フィン）、１４はパワーモジュール（電力変換素子）、１６は制御基板、１６ｃは基板通過孔、１６ｄは電子部品、１６ｅは通孔フィン、１６ｅ１はフレーム、１６ｅ２は櫛歯、１７は回転センサ、１８はリヤエンドカバー（リヤカバー）、１８ａは平面部、１８ｂは筒状部、１８ｃは空気導入孔、１８ｄはカバー空気孔、１９は吸気口（所定の空間）、２０は第１通風路、２１は第２通風路、２２は第３通風路を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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