(57)【要約】【課題】制御素子の冷却効率が良く、しかも制御素子への雨水の侵入が確実に防止できる、制御装置一体型発電電動機を提供することである。【解決手段】制御装置一体型発電電動機は、通気口１７ａが形成されたハウジング１０に収容された固定子３０と及び回転子２５を含む電動発電機３５と；一側面に多数の放熱フィン７３を有し、空間部７２を有する放熱部材７０と、放熱部材の他側面に搭載された制御素子６２等と、内周空気通路４３が形成された中空なケーシング５０と、を含むドーナツ形状の制御装置８０と；１個以上の吸気口９１を持ち放熱部材に隣接して配置されたカバー９０と；から成る。ケーシングはハウジング側に空気案内部５４を有する。【選択図】図２
2005039950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気口が形成されたハウジングと、該ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有し該ハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と、
軸方向で前記発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、前記回転軸の外径よりも大きい内径の空間部を有する１個以上の放熱部材と、該放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子等と、該制御素子を覆い、一端が前記空間部に開口し他端が前記通気口近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路がその内周側に形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と、
１個以上の吸気口を有し、軸方向で前記放熱フィンに隣接して配置されたカバーと、から成り、
前記ケーシングは前記ハウジング側に空気案内部を有し、
前記回転子のファンが発生させる負圧により、空気が前記吸気口より吸入され、前記放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、前記内周空気通路を一端から他端に流れ、前記空気案内部に案内されて前記通気口に流れる、
ことを特徴とする制御装置一体型発電電動機。
【請求項２】
前記空気案内部は、前記ハウジングに近づくにつれて直径が漸増している請求項１に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項３】
前記ケーシングは前記内周空気通路を区画する内周壁を有し、前記空気案内部は該内周壁に対して所定角度を成すテーパ部を含む請求項２に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項４】
前記ケーシングは前記内周空気通路を区画する内周壁を有し、前記空気案内部は該内周壁から延びた湾曲部を含む請求項２に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項５】
更に、前記内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている請求項３又は４に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項６】
通気口が形成されたハウジングと、該ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有し該ハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と、
軸方向で前記発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、前記回転軸の外径よりも大きい内径の空間部を有する１個以上の放熱部材と、該放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子と、該制御素子を覆い、一端が放熱部材の空間部に開口し他端が前記通気口近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路がその内周側に形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と、
１個以上の吸気口を有し、軸方向で前記放熱フィンに隣接して配置されたカバーと、から成り、
前記制御装置のケーシングは、該ケーシングを軸方向に貫通し、一端が放熱部材側で開口し、他端が前記ハウジングの吸気口に開口した空気孔が形成され、
前記回転子のファンが発生させる負圧により、空気が前記吸気口より吸入され、前記放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、前記内周空気通路を一端から他端に流れ、前記空気案内部に案内されて前記通気口に流れる、
ことを特徴とする制御装置一体型発電電動機。
【請求項７】
前記ケーシングは前記内周空気通路を区画する内周壁、該内周壁と平行な外周壁、該内周壁から延びた案内部、及び該外周壁から延びた蓋部とを有する請求項６に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項８】
更に、前記内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている請求項７に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項９】
通気口が形成されたハウジングと、該ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有し該ハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と、
軸方向で前記発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、前記回転軸の外径よりも大きい内径の空間部を有する１個以上の放熱部材と、該放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子と、該制御素子を覆い、一端が放熱部材の空間部に開口し他端が前記通気口近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路がその内周側に形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と、
１個以上の吸気口を有し、軸方向で前記放熱フィンに隣接して配置されたカバーと、から成り、
前記ハウジングの前記制御装置側の端壁及び前記回転軸を該端壁に支持する軸受の押え部材には前記内周空気通路の他端の近傍に通気孔が形成され、
前記回転子のファンが発生させる負圧により、空気が前記吸気口より吸入され、前記放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、前記内周空気通路を一端から他端に流れ、前記空気案内部に案内されて前記通気口に流れる、
ことを特徴とする制御装置一体型発電電動機。
【請求項１０】
前記ケーシングは前記内周空気通路を区画する内周壁、該内周壁と平行な外周壁、該内周壁から延びた案内部、及び該外周壁から延びた蓋部とを有する請求項９に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項１１】
更に、前記内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている請求項１０に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項１２】
通気口が形成されたハウジングと、該ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有し該ハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と、
軸方向で前記発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、前記回転軸の外径よりも大きい内径の空間部を有する１個以上の放熱部材と、該放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子と、該制御素子を覆い、一端が放熱部材の空間部に開口し他端が前記通気口近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路がその内周側に形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と、
１個以上の吸気口を有し、軸方向で前記放熱フィンに隣接して配置されたカバーと、から成り、
前記ハウジングの前記制御装置側の端壁と前記ケーシングの前記ハウジング側の蓋部との間に、前記通気口よりも半径方向外寄りに、該端壁と該蓋部との間のすきまへの空気の侵入を防ぐ侵入防止部が形成され、
前記回転子のファンが発生させる負圧により、空気が前記吸気口より吸入され、前記放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、前記内周空気通路を一端から他端に流れ、前記空気案内部に案内されて前記通気口に流れる、
ことを特徴とする制御装置一体型発電電動機。
【請求項１３】
前記ケーシングの蓋部は、内周空気通路を区画する内周壁と平行な外周壁を覆っている請求項１２に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項１４】
前記侵入防止部は前記端壁と前記蓋部との間に介装されている請求項１３に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項１５】
前記侵入防止部は前記端壁又は前記蓋部に形成されている請求項１３に記載の制御装置一体型発電電動機。
【請求項１６】
更に、前記内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている請求項１４又は１５に記載の制御装置一体型発電電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置一体型発電電動機、特にその制御素子の冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用交流発電機は一般に固定された固定子、回転する回転子、固定子で発生する交流を直流に整流する整流器、交流電圧を調整するレギュレータ及び回転子に電流を供給するブラシ等を含む。整流器及びレギュレータは作動時に発熱し易いので、冷却のために種々の対策が講じられている。
【０００３】
例えば、図９に示した従来の車両用交流発電機（特許文献１参照）は、フロントケース（不図示）内にステータ及びロータが収容されている。リヤケース３００内にレギュレータ３０３、整流器３０６及びブラシホルダ３０９等が収容されている。レギュレータ３０３はリヤ側にヒートシンク３０４を有している。リヤケース３００は吸気口（開口部）３１１及び３１２が形成されている。
【０００４】
この交流発電機において、ロータのファン（不図示）の回転により吸気口３１２から吸気される冷却風が整流器３０６を冷却後、矢印ｂで示すように遠心方向に流れる。また、吸気口３１１から吸気される冷却風がヒートシンク３０４を冷やした後、矢印ａで示すように遠心方向に流れる。
【特許文献１】特開２００２−１４２４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の交流発電機には以下の点で改良の余地がある。第１に、レギュレータアセンブリ内の流通抵抗が大きく、整流器３０６及びレギュレータ３０３の冷却効率が良くない。即ち、吸気口３１２から吸気された冷却風が直接整流器３９６を冷却している。冷却風が整流器３０６に接触するのは極めて短時間で、接触面積も小さい。よって、冷却風による整流器３０６の冷却効率が良いとは言い難い。
【０００６】
一方、吸気口３１１から吸気された冷却風はヒートシンク３０４を横切っており、冷却風がレギュレータ３０３に接触するのは極めて短時間である。よって、冷却風によるレギュレータ３０３の冷却効率が良いとは言い難い。加えて、整流器３０６及びレギュレータ３０３を冷却した冷却風の進行方向をファンで急激に遠心方向に換えている。しかし、進行方向を規制する部材がないので、この変換は不確実である。
【０００７】
第２に、整流器３０６及びレギュレータ３０３の防水対策が不十分である。車両の雨天走行時は、路面の雨水がエンジンルーム内に跳ね上がることがある。従来例では整流器３０６及びレギュレータ３０３に積極的な防水体策が施されていないので、雨水の侵入により整流器３０３及びレギュレータ３０６が作動不良を起こすおそれがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、制御素子の冷却効率が良く、しかも制御素子への雨水の侵入が確実に防止できる、制御装置一体型発電電動機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】
【０００９】
本願の発明者は、防水対策等の観点から、放熱部材の他側面に搭載した制御素子（トランジスタやダイオード）をケーシング内に収容した。また、コスト低減等の観点から従前の交流発電機のブラシ及びブラシホルダをそのまま流用した。制御素子を収容するケーシングをドーナツ形状とし、その中空部にブラシホルダを配置すれば、両方の要求に同時に応えることができる。
【００１０】
これに関連して、中心から回転軸の外径よりも大きい内径の空間部を有する放熱部材の一側面に多数の放熱フィンを放射状に形成して放熱面積を拡大した。また、ブラシホルダの周辺は空気が流通しにくいので、ケーシングの中空部とブラシホルダとの間に軸方向の空気通路を形成した。このようにすれば、ロータのファンが発生させる負圧により、空気は放熱フィンに沿って求心方向に流れ、その後空気通路を軸方向に流れる。放熱部材と空気とが広い面積で接触し熱交換の効率が向上し、制御素子が有効に冷却（放熱）される。
【００１１】
その上で、放熱部材からハウジングの端壁に至る空気流通路の流通抵抗を如何に低減させ、空気の流通量（風量）を如何に増大させるかについて研究した。なお、ハウジングの端壁の吸気口及びロータのファンの軸線からの距離（半径）は、空気通路の半径（内径）よりも大きい。よって、空気通路の他端と吸気口との間の空間内で空気は半径方向外向き（遠心方向）に流れる。
（１）かかる前提の下、第１発明の制御装置一体型発電電動機は、空気通路の他端開口とハウジングとの吸気口との間で、積極的に空気の流れを案内することにより流通抵抗を低減させることを意図している。そのために、請求項１に記載したように、通気口が形成されたハウジングと、ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有しハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と；
軸方向で発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、回転軸の外径より大きな内径の空間部を有する１個以上の放熱部材と、放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子等と、制御素子を覆い、一端が放熱部材の空間部に開口し他端がハウジングの吸気口近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路がその内周側に形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と；
１個以上の吸気口を有し、軸方向で放熱フィンに隣接して配置されたカバーと；から成る。
【００１２】
かかる発電電動機において、ケーシングはハウジング側に空気案内部を有し；
回転子のファンが発生させる負圧により、空気が吸気口から吸入され放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、内周空気通路を一端から他端に流れ、空気案内部に案内されて通気口に流れる。その際、空気案内部は空気通路の他端から流出する空気を通気口に向かって案内し、これにより流通抵抗が低減され、風量が増大する。
【００１３】
請求項２の発電電動機は、請求項１において、空気案内部は、ハウジングに近づくにつれて直径が漸増している。請求項３の発電電動機は、請求項２において、ケーシングは内周空気通路を区画する内周壁を有し、空気案内部は内周壁に対して所定角度を成すテーパ部を含む。請求項４の発電電動機は、請求項２において、ケーシングは内周空気通路を区画する内周壁を有し、空気案内部は内周壁から延びた湾曲部を含む。請求項５の発電電動機は、請求項２において更に、内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている。
（２）第２発明は、放熱部材とハウジングとの間に、空気通路以外の空気孔を形成して通路面積を増大することにより流通抵抗を低減させることを意図している。なお、空気通路の断面積を大きくすることは周辺部材との関係で困難である。そのために、請求項６に記載したように、通気口が形成されたハウジングと、ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有しハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と；
軸方向で発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、回転軸の外径よりも大きな内径の空間部を有する１個以上の放熱部材と、放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子と、制御素子を覆い、一端が放熱部材の空間部に開口し他端が通気孔近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路がその内周側に形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と；
１個以上の吸気口を有し、軸方向で放熱フィンに隣接して配置されたカバーと；から成る。
【００１４】
かかる発電電動機において、制御装置のケーシングは、ケーシングを軸方向に貫通し、一端が放熱部材側で開口し、他端がハウジングの吸気口に開口した空気孔が形成され；
回転子のファンが発生させる負圧により、空気が吸気口より吸入され、放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、内周空気通路を一端から他端に流れ、空気案内部に案内されて通気口に流れる。その際、放熱部材の放熱フィン間を流れる空気は中空孔から空気通路に流入するとともに、その途中から空気孔に流入する。これにより流通抵抗が低減され、風量が増大する。
【００１５】
請求項７の発電電動機は、請求項６において、ケーシングは内周空気通路を区画する内周壁、内周壁と平行な外周壁、内周壁から延びた案内部、及び外周壁から延びた蓋部とを有する。請求項８の発電電動機は、請求項７において更に、内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている。
（３）第３発明は、空気通路の他端から吸気口までの間で、空気の流れを妨げる障害物を極力排除することにより流通抵抗を低減させることを意図している。そのために、請求項９に記載したように、通気口が形成されたハウジングと、ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有しハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と；
軸方向で発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、回転軸の外径よりも大きな内径の空間部を有する１個以上の放熱部材と、放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子と、制御素子を覆い、一端が放熱部材の中空孔に開口し他端がハウジングの吸気口近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路がその内周側に形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と；１個以上の吸気口を有し、軸方向で放熱フィンに隣接して配置されたカバーと；から成る。
【００１６】
かかる発電電動機において、ハウジングの制御装置側の端壁１７及び回転軸を端壁に支持する軸受の押え部材に内周空気通路の他端の近傍に通気孔が形成され；
回転子のファンが発生させる負圧により、空気が放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、内周空気通路を一端から他端に流れ、空気案内部に案内されて通気口に流れる。その際、空気通路の他端から通気口までの間に障害物がないので流通抵抗が小さくなり、風量が増大する。
【００１７】
請求項１０の発電電動機は、請求項９において、ケーシングは内周空気通路を区画する内周壁、内周壁と平行な外周壁、内周壁から延びた案内部、及び外周壁から延びた蓋部とを有する。請求項１１の発電電動機は、請求項１０において更に、内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている。
（４）第４発明は、空気通路の他端開口から吸気口までの間で、空気の逃げ道を極力排除することにより流通抵抗を低減させることを意図している。そのために、請求項１２に記載したように、通気口が形成されたハウジングと、ハウジングに固定された固定子と、吸気用ファンを有しハウジングにより回転可能に支持された回転軸に固定された回転子とを含む発電電動機と；
軸方向で発電電動機に隣接して配置され、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有し、回転軸の外径よりも大きな内径の空間部を有する放熱部材と、放熱部材の他側面に搭載され直流−交流変換する制御素子と、制御素子を覆い内周側に一端が放熱部材の中空孔に開口し他端がハウジングの通気孔近くに開口し軸方向に延びる内周空気通路が形成された中空なケーシングとを含むドーナツ形状の制御装置と；
１個以上の吸気口を有し、軸方向で放熱フィンに隣接して配置されたカバーと；から成る。
【００１８】
かかる発電電動機において、ハウジングの制御装置側の端壁１７とケーシングのハウジング側の蓋部との間に、通気口よりも半径方向外寄りに、端壁と蓋部との間のすきまへの空気の侵入を防ぐ侵入防止部が形成され；
回転子のファンが発生させる負圧により、空気が放熱部材の放熱フィン間を求心方向に流れ、内周空気通路を一端から他端に流れ、空気案内部に案内されて通気口に流れる。その際、空気の逃げ道がないので、流通抵抗が小さくなり、風量が増大する。
【００１９】
請求項１３の発電電動機は、請求項１２において、ケーシングの蓋部は、内周空気通路を区画する内周壁と平行な外周壁を覆っている。請求項１４の発電電動機は、請求項１３において、侵入防止部は端壁と蓋部との間に介装されている。請求項１５の発電電動機は、請求項１３において、侵入防止部は端壁又は蓋部に形成されている。請求項１６の発電電動機は、請求項１４又は１５において更に、内周壁が区画する中空部に、ブラシを保持したブラシホルダが配置されている。
【発明の効果】
【００２０】
第１発明の制御装置一体型発電電動機によれば、制御素子を防水しつつ、空気通路の他端から流出する空気が空気案内部によりハウジングの端壁の通気口に案内され、流通抵抗の減少により風量が増大し、制御素子の冷却効率が向上する。
【００２１】
請求項２，３及び４の発電電動機によれば、空気案内部による空気の案内が円滑かつ確実になる。請求項５の発電電動機によれば、従前の交流発電機のブラシホルダの流用によりコストを低減しつつ、ブラシホルダの配置による風量の低下を防止できる。
【００２２】
第２発明の制御装置一体型発電電動機によれば、制御素子を防水しつつ、ケーシングの空気孔が空気通路とともに、放熱部材を流れる空気をハウジングの通気口に導くので、流通抵抗の減少により風量が増大し、制御素子の冷却効率が向上する。
【００２３】
請求項７の発電電動機によれば、制御素子の防水を達成しつつ、空気通路の他端から流出する空気を案内することができる。請求項８の発電電動機によれば、従前の交流発電機のブラシホルダの流用によりコストを低減しつつ、ブラシホルダの配置による風量の低下を防止できる。
【００２４】
第３発明の制御装置一体型発電電動機によれば、制御素子を防水しつつ、ハウジングの端壁上の、空気通路の他端に対向する部分に形成した空気孔が、空気通路の他端から流出した空気のハウジング内への流入を許容する。その結果、流通抵抗の減少により風量が増大し、制御素子の冷却効率が向上する。
【００２５】
請求項１０の発電電動機によれば、制御素子の防水を達成しつつ、空気通路の他端から流出する空気を案内することができる。請求項１１の発電電動機によれば、従前の交流発電機のブラシホルダの流用によりコストを低減しつつ、ブラシホルダの配置による風量の低下を防止できる。
【００２６】
第４発明の制御装置一体型発電電動機によれば、制御素子を防水しつつ、侵入防止部が、空気通路の他端から流出した空気のハウジングの端壁とケーシングの蓋部との間の隙間への侵入を阻止する。その結果、流通抵抗の減少により風量が増大し、制御素子の冷却効率が向上する。
【００２７】
請求項１３，１４及び１５の発電電動機によれば、ハウジングの端壁及び／又はケーシングの蓋部のわずかな改変により容易に侵入防止部を形成できる。請求項１６の発電電動機によれば、従前の交流発電機のブラシホルダの流用によりコストを低減しつつ、ブラシホルダの配置による風量の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜発電電動機＞
発電電動機（ＭＧ）は、発電機に電動機の機能を付加したものである。発電機として使用するときは、エンジンの駆動力を利用してロータを回転させ、ステータコイルに交流電流を発生させる。交流電流は制御装置の整流素子により全波整流され、出力端子から直流電流として取り出される。これに対して、電動機として使用するときは、直流電源の直流を制御装置のスイッチング素子で交流に変換してステータコイルに供給し、ロータを回転させる。
【００２９】
このように、本発明の発電電動機の発電の原理は交流発電機のそれと同じであり、よって発電電動機は交流発電機を含む概念である。発電電動機は更に、放熱部材を覆うカバーを有する。
＜制御装置＞
制御装置は、放熱部材、制御素子及びケーシングを含む。このうち、放熱部材は単一部材又は分割可能な複数の部材から成る。回転軸の外径を超える内径の空間部を有する形状で、一側面に多数の放射状に配置された放熱フィンを有する。制御素子は直流を交流に変換するスイッチング素子と、交流を直流に整流する整流素子を含み、放熱部材の他側面に搭載される。ケーシングは中空形状を持ち、制御素子を覆って雨水等から保護する。
【００３０】
制御装置は全体としてドーナツ形状を持ち、その中空部にブラシホルダを配置することができる。ブラシホルダが保持したブラシが、ブラシホルダの中空部に挿入された回転軸（スリップリング）に接触している。一部上述したように、ブラシホルダとの間に軸方向に延びる空気通路が形成されている。
【００３１】
放熱部材からハウジングの吸気口まで延びる空気流通路上に、流通抵抗を減少させるために、種々の工夫が講じられている。空気流通路は放熱部材の放熱フィン間の通路と、ケーシングとブラシホルダとの間の内周空気通路と、ケーシングとハウジングとの間の通路（空間）とを含む。
【００３２】
一部上述したように、工夫は４つのタイプに分類できる。第１タイプは、ケーシングの空気通路の他端とハウジングの吸気口の間に空気案内部を配置すること、第２タイプは放熱部材とハウジングとの間でケーシングに空気孔を形成することである。また、第３タイプは内周空気通路の他端とハウジングの吸気口との間でケーシング及びハウジングに極力突出部、角部等を形成しないこと、第４タイプは内周空気通路の他端とハウジングの吸気口との間でケーシング及びハウジングに極力へこみやすきまを形成しないことである。
【００３３】
なお、第１から第４タイプは互いに排他的なものではなく、これらのうちの２つ、３つ又は全てを組み合わせることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施例＞
（構成）
図１にハイブリッド車全体の制御システムを示す。この制御システムはバッテリ１０２、負荷１０４及びＭＧ１００から成る。図２に示すように、制御装置一体型発電電動機はハウジング１０、ステータ３０及びロータ２５を含む発電電動機（ＭＧ）３５と、放熱部材７０、制御素子６２等、インバータケース５０及びブラシホルダ４０を含む制御装置８０とから成る。
【００３５】
一端が開口した左方ハウジング１１及び右方ハウジング１６内にステータ３０及びロータ２５が配置されている。つまり、左方ハウジングの端壁１２及び右方ハウジング１６の端壁１７に軸受１４及び１９を介して回転軸２０が回転可能に支持されている。端壁１２から突出した軸部分にプーリ２２が固定され、周壁１３に収容された中間部にロータ２５が取り付けられている。
【００３６】
ロータ２５は一対のロータコア２６ａ、２６ｂと、両ロータコア間に巻かれた界磁コイル２７とを含む。左方ハウジング１１の周壁部に取り付けられたステータ３０は、ステータコア３１とそのスロットに挿入されたステータコイル３２とを含み、ロータ２５と対向している。ロータ２５の右側面にはファン２８が形成され、これに対向して右方ハウジング１６の周壁１８及び端壁１７に通気口１８ａ，１７ａが形成されている。
【００３７】
制御装置８０はインバータケース５０、スイッチング素子やトランジスタ等の制御素子６２等及び放熱部材７０を含む。インバータケース５０は樹脂材料から成り、内周壁５１，外周壁５２及び両者を連結するリブを含み、全体としてドーナツ形状を持つ。内周壁５１が区画するその中空部にブラシホルダ４２が配置されている。ブラシホルダ４０により保持されたブラシ４０が、回転軸２０の右端に取り付けたスリップリング１３に接触している。
【００３８】
内周壁５１と外周壁５２とで区画される空間内に、インバータ回路６１を構成する３組のトランジスタ（スイッチング素子）６２，６３及び６４が配置されている。Ｕ相のトランジスタ６２、Ｖ相のトランジスタ６３及びＷ相のトランジスタ６４が、それぞれＵ相、Ｖ相及びＷ相のステータコイル３２に接続されている。界磁トランジスタ６５がロータ２５の界磁コイル２７に接続されている。
【００３９】
インバータケース（ケーシング）５０の内周壁５１の内周面とブラシホルダ４０の外周面との間に環状の内周空気通路４３が形成されている。この内周空気通路４３は軸方向に延び、一端（右端）４３ａが後述する放熱部材７０の空間部７２に、他端４３ｂが通気口１７ａの近くに開口している。
【００４０】
また、前記内周壁５１からテーパ部（空気案内部）５４が延び、蓋部５５がテーパ部５４と外周壁５２を連結している。テーパ部５４は内周壁５１に対して所定角度を成し、右方ハウジング１６の端壁１７に近づくにつれてその直径が漸増し、通気口１７ａの側方に位置している。蓋部５５は外周壁５２に対してほぼ直角を成している。
【００４１】
放熱部材７０は端壁７１を含む。端壁７１は空間部７２が形成されるとともに、外側面（図２，図３で右側面）に複数の放熱フィン７３が放射状に形成されている。インバータケース５０と放熱部材７０とはボルトや接着剤等により結合されている。放熱部材７０の放熱フィン７３側は、吸気口９１を有するカバー９０により覆われている。
【００４２】
図１に戻って、外部信号が外部端子６８から制御回路６９に入力され、制御回路６９から各トランジスタ６２から６４や界磁トランジスタ６５に入力される。
（作用）
（１）ＭＧ３５が発電機として機能する場合
車両がエンジン（不図示）の駆動力により走行しているとき、エンジンの回転がベルトを介してプーリ２２に入力される。界磁トランジスタ６５、ブラシ４０及びスリップリング１９等を介して、バッテリ１０２からロータ２５の界磁コイル２７にフィールド電流が供給される。
【００４３】
その結果、ステータ３０に対してロータ２５が回転し、ステータコイル３２に三相交流が発生する。この三相交流はトランジスタ６２等に接続されたダイオードにより直流に整流され、出力端子６６を介して取り出される。
（２）ＭＧ３５が電動機として機能する場合
アイドルトップ後の発進時等は、バッテリ１０２の直流電流をトランジスタ６２等のスイッチング作用で交流電流に変換し、ステータコイル３２に供給する。その際、磁極位置センサ（不図示）等でロータ２５の回転方向の位相を検出する。その結果、ステータ３０に対してロータ２５即ち回転軸２０が回転し、駆動力がプーリ２２及びベルトを介してエンジンに伝達される。
（効果）
ロータ２５のファン２８が回転すると、その周辺の空間内に負圧が生ずる。その結果、矢印ｃで示すように、外部の空気がカバー９０の吸気口９１から吸い込まれる。空気は放熱部材の放熱フィン７３間を求心方向に流れ、内周空気通路４３を一端４３ａから他端４３ｂに左方に流れ、その後インバータケース７０から右方ハウジング１６に向かって流れる。
【００４４】
ここで、インバータケース７０の左側に空気案内部５６を形成している。よって、内周空気通路４３の他端４３ｂから流出した空気は空気案内部５６により流れ方向を案内されて放射状に広がる。テーパ部５４の勾配は他端４３ａと吸気口１７ａとを結ぶ直線とほぼ一致しているので、空気がテーパ部５４上を流れる際通気抵抗は少ない。また、テーパ部５４があることにより、空気が内周壁５１と外周壁５２との間の空間へ流入することを防止できる。
【００４５】
その後、矢印ｄで示すように、通気口１７ａから一旦ハウジング１０内に吸引された空気は、その後排気口１８ａから遠心方向に排出される。
【００４６】
なお、スイッチング素子６２等はインバータケーシング５０の内周壁５１と外周壁５２とが区画する空間内に収容されているので、防水対策は十分である。
＜第１実施例の変形例＞
（１）第１変形例
図４に示す第１変形例では、インバータケースには上記テーパ部５６に代えて、四分円状に湾曲した湾曲部１０６が形成されている。
（２）第２変形例
図５に示す第２変形例では、上記空気案内部５６のテーパ部５１の表面に複数の案内フィン１０８が形成されている。各案内フィン１０８はインバータケース７０の軸線を含む平面（図５の紙面と一致する）と平行に延び、円周方向に所定間隔で形成されている。
【００４７】
この案内フィン１０８の形成により、空気案内部５６の円周方向での空気の拡散が防止され、空気が空気通路４３の他端４３ｂから右方ハウジング１６の吸気口１７ａに向かって流れ易くなる。
＜第２実施例＞
図６に第２実施例を示す。この実施例では、インバータケース７０の一部に軸線と平行に延びる１つ又は複数の空気孔１１０が形成されている。空気孔１１０は内周壁５１と外周壁５２との間で右方ハウジング１６の通気口１７ａに対向する位置に形成した筒状部１１１で区画されている。
【００４８】
これに対応して、テーパ部５１の通気孔１１０に対応する部分５１ａは開口している。また、放熱部材７０の底壁７１には空気孔１１０と一致する位置、又はその近傍に空気口７１ａが形成されている。
【００４９】
この実施例によれば、空気は空気通路４３の他にこの通気孔１１０軸方向にを流通可能となる。放熱部材７０から右方ハウジング１７への空気流通路の断面積が増加し、放熱部材７０上をより多量の空気が流通し、冷却効率が向上する。
＜第３実施例＞
図７に第３実施例を示す。この実施例では、上記テーパ部５４の形成に加えて、右方ハウジング１６の一部、即ち通気口１７ａが形成された部分以外の部分、特に軸受押え１１５及び端壁１７に空気孔１１８及び１７ｂを形成している。詳述すると、軸受押え１１５は軸受１９の外輪に嵌合される円筒部１１６と、端壁１７に支持されるフランジ部１１７とを含む。
【００５０】
この軸受１９は回転軸２０の右端部を端壁１７に支持するが、空気通路４３の他端４３ａの前方に端壁１７が空気の流出方向と直交する方向で存在する（障害物になる）。これを考慮して、軸受１９の支持上問題ない範囲で軸受押え１１５の一部に空気孔１１８をあけ、これに対応して端壁１７にも空気孔１７ｂを形成している。
【００５１】
この実施例によれば、軸受押え１１５の空気孔１１８及び端壁１７の空気孔１７ｂの形成によって、放熱部材７０から右方ハウジング１６への空気流通路上の流通抵抗が減少する。なお、空気孔１１８及び１７ｂの形成は、空気流通路の通路面積を増加させていると捕らえることもできる。
＜第４実施例＞
図８（ａ）に第４実施例を示す。この実施例では、上記テーパ部５４の形成に加えて、右方ハウジング１６とインバータケース５０との間に隙間への空気の侵入を防止することにより、流通抵抗を小さくしている。即ち、ハウジング１０とインバータケース５０との結合時、右方ハウジング１６の端壁１７の外周部分と、インバータケース５０の蓋部５５との間に、空気通路よりも半径方向外側に隙間１２１ができ易い。
【００５２】
これを考慮して、蓋部５５の隙間１２１の半径内周側に対応する部分に、リング状又はリングの一部から成る侵入防止部１２２を形成している。この侵入防止部１２２は端壁１７に密着して隙間１２１の入口を気密に保つ。侵入防止部１２２が隙間１２１への空気の侵入を防止する結果、空気は空気通路４３の他端４３ｂから通気孔１７ａへ滑らかに流れる。
＜第４実施例の変形例＞
（１）第１変形例
図８（ｂ）に示す第１変形例では、上記テーパ部５４の形成に加えて、リング状又はリングの一部から成る侵入防止部１２５が右方ハウジング１６の端壁１７に形成され、インバータケース５０の蓋部５５に密着している。
（２）第２変形例
図８（ｃ）に示す第２変形例では、右方ハウジング１６の端壁１７とインバータケース５０の蓋部５５との間に、リング状又はリングの一部から成る侵入防止部材１３０が介在されている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明が適用されるハイブリッド車のシステムを示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図３】図２の要部拡大図（一部省略）である。
【図４】第１実施例の第１変形例を示す説明図である。
【図５】第１実施例の第２変形例を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第４実施例を示す縦断面図、（ｂ）はその第１変形例を示す説明図、（ｃ）はその第２変形例を示す説明図である。
【図９】従来例を示す要部断面図である．
【符号の説明】
【００５４】
１０：ハウジング                    １６：右方ハウジング
１７：端壁                          １７ａ：通気口
２５：ロータ                        ２８：ファン
３０：ステータ                      ４３：内周空気通路
５０：インバータケース              ５１：内周壁
５２：外周壁                        ５４：テーパ部
５５：蓋部                          ６２から６４：制御素子
７０：放熱部材                      ７３：放熱フィン
９０：カバー                        ９１：吸気口
１１０：空気孔                      １１８：空気孔
１２２：侵入防止部
【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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【図８】
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【図９】
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