回転電機
【課題】磁石型発電機のような回転電機において、アウターロータの回転検知を精度よく実施でき、しかも、コンパクト化を損なわないような検知手段を構成する。
【解決手段】アウターロータ３の回転を、アウターロータ３内周面の界磁６を被検知体として第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を用いて検知する構成とする一方、これら第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３をケース体１４に収容された検知センサユニット９とし、該検知センサユニット９を、ステータコア４のエンジン２側の側面に沿って配設し、ステータコア４とエンジン２とにそれぞれ支持する構成とする。
【解決手段】アウターロータ３の回転を、アウターロータ３内周面の界磁６を被検知体として第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を用いて検知する構成とする一方、これら第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３をケース体１４に収容された検知センサユニット９とし、該検知センサユニット９を、ステータコア４のエンジン２側の側面に沿って配設し、ステータコア４とエンジン２とにそれぞれ支持する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のエンジン等に設けられる回転電機の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種回転電機のなかには、自動二輪車のエンジンに設けられる磁石型発電機のように、内周面に複数の界磁が設けられた有底筒状のアウターロータと、アウターロータに内装され、外周に複数のティースが形成されたコア材にコイルを巻装してなるステータコアとを備えて構成し、前記アウターロータをフライホイールとして兼用するようにしたものが提唱されている。そして、このものにおいて、磁石型発電機をエンジン始動装置（スタータモータ）として機能させることが提唱されており、この場合では、磁石型発電機をブラシレスモータとして駆動させるためモータドライバを設け、該モータドライバからの制御信号に基づいてステータコアの各コイルに電源供給し、これによってアウターロータを回転するように構成されている。そして、モータドライバは、アウターロータの回転位置を検知する回転位置検知手段から出力されるモータ駆動用信号の入力に基づいて対応する制御信号を出力するように構成されており、このような回転位置検知手段としては、ロータ側の部材にセンサマグネットを設ける一方、ステータ側の部材にホールＩＣ等のセンサ素子（検知センサ）を設けて、アウターロータの回転に伴うセンサマグネットの磁気変化を検知する構成が提唱されている。
【０００３】
この具体例として、アウターロータと一体回転するボス筒部にリング状のセンサマグネットを設ける一方、センサケースにセンサ素子を収納し、該センサケースをステータコアの内径側に取付ける構成としたものが提唱されている。
【特許文献１】特開２００３−１４８３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来のものにおいて、センサマグネットとセンサケースとの両者をステータコアの内径側に設けることになるが、これらがステータコアに干渉しないように構成するためには、ボス筒部を軸方向に長くしたり、ステータコアの内周とボス筒部の外周との間を広く確保しなければならず、磁石型発電機のコンパクト化が損なわれるという問題がある。さらには、センサケースをステータコアの内径側に設ける構成であるが故に、ステータコアに巻装されるコイルが励磁した場合に、コイルの磁界がセンサ素子に影響してしまうという問題もあり、これらに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、エンジンの躯体から突出する回転軸に遊嵌状に外嵌し、躯体に固定されるステータコアと、内周面に複数の界磁が設けられ、ステータコアに遊嵌状に外嵌、前記駆動軸と一体回転するよう連結される有底筒状のアウターロータとを備えてなる回転電機において、アウターロータの回転を、アウターロータ内周面の界磁を被検知体として検知センサを用いて検知する構成とし、前記検知センサをセンサケースに収容された検知センサユニットとし、該検知センサユニットを、ステータコアの前記躯体側の側面に沿って配設し、ステータコアと前記躯体とにそれぞれ支持する構成とした回転電機である。
請求項２の発明は、センサケースは、扇型の外形を有して形成され、内径側にステータコアとの支持部が、外径側に躯体との支持部が形成されている請求項１に記載の回転電機である。
請求項３の発明は、センサケースは、ステータコアを構成するコア外周のティース隣接部に嵌入する複数の先端先細状のセンサ保持部が形成され、これらセンサ保持部の先端部にそれぞれ検知センサが配設されている請求項１または２に記載の回転電機である。
請求項４の発明は、検知センサは、予めセンサホルダに支持されてセンサケースのセンサ保持部に内装される構成とし、センサ保持部の基端部には、検知センサが接続する基板が収容される基板収容部が形成されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転電機である。
請求項５の発明は、ステータコアは、ティースに切欠き部が形成され、該切欠き部にセンサケースのセンサ保持部が嵌入保持されるように構成されている請求項３または４に記載の回転電機である。
請求項６の発明は、センサケースは、樹脂材で一体型成形されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の回転電機である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、センサケースを、エンジン近傍の振動の影響が大きい箇所に設けられるものでありながら、安定性よく支持することができて、アウターロータの回転を精度よく検知できる。
請求項２の発明とすることにより、センサケースの振動に基づく軸方向の位置ズレを防止できる。
請求項３の発明とすることにより、回転電機のコンパクト化を損なうことなく精度の高い検知を実現できる。
請求項４の発明とすることにより、組込みが容易で、高い検知精度を維持することができる。
請求項５の発明とすることにより、コンパクト化を損なうことが防止される。
請求項６の発明とすることにより、センサケースを簡単、かつ、容易に形成できるうえ、取付け作業も容易になってコスト低下に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図面において、１は磁石型発電機であって、該磁石型発電機１は、自動二輪のエンジン２から突出する駆動軸２ａに連動連結されるように構成されており、エンジン２の始動時においてはスタータモータとして機能し、エンジン２の始動後においては発電機として機能するように構成されている。
そして、磁石型発電機１は、エンジンケース２ｂに設けられた支持片部２ｃから外方に突出する駆動軸２ａに連動連結されるアウターロータ３と、該アウターロータ３の筒内に相対回転自在に収容されるステータコア４とを備えたブラシレス型の回転電機として構成されている。
【０００８】
前記アウターロータ３は、強磁性部材からなる金属製プレート体を適宜成形加工することにより有底筒状に形成されたヨーク５と、ヨーク５の内周面に周回り方向に複数固定されるＮ極、Ｓ極複数対の永久磁石（界磁）６とを備えて構成されている。前記ヨーク５は、底片部５ａと、該底片部５ａからエンジン躯体２ａ側である軸方向一端側に延出する筒片部５ｂと、前記底片部５ａの軸芯部から筒片部５ｂに沿って筒開口側に向けて延出するボス筒部５ｃとを備えて構成されている。
尚、前記複数対の界磁６は、ヨーク筒片部５ｂの内周面に固定されるリング状の磁石ホルダ６ａを介して抜け止め状に固定されている。
【０００９】
一方、前記ステータコア４は、複数枚のコア材７を積層して構成されているが、前記各コア材７は、貫通孔７ａが開設されたリング状の本体部７ｂの外周縁部から、所定間隙を存して放射方向に突出する周回り方向複数のティース７ｃを備えて構成されている。これら各ティース７ｃは、本体部７ｂの外周縁部から突出する脚片７ｄと、該脚片７ｄの突出先端部に周回り方向両側に突出する状態で形成される爪片７ｅとにより構成されている。そして、ステータコア４は、各ティース７ｃの脚片７ｄに巻線を巻装して、外周に周回り方向複数のコイル（図示せず）が形成されたものに構成されている。
尚、８は、積層されたコア材７の軸方向両側部に沿って設けられるインシュレータであって、これらインシュレータ８には、積層された各脚片７ｄの周回り方向両側縁部を覆う覆い部８ａと、コア材の本体部７ｂ外周縁相当部位に位置して軸方向に突出するリング状の突片８ｂがそれぞれ形成されている。
【００１０】
そして、磁石型発電機１のステータコア４は、コア材本体部７ｂの貫通孔７ａを、エンジン２の駆動軸２ａに対して同芯となるよう位置合わせして遊嵌状に外嵌させ、コア材本体部７ｂを貫通するスルーボルト７ｆをエンジンケース２ｂの支持片部２ｃに固定することによりエンジン２に固定されるように構成されている。また、アウターロータ３は、ヨーク５にステータコア４が内嵌される状態とし、支持片部２ｃから突出する駆動軸２ａにヨークボス筒部５ｃを回り止め状に外嵌させることによりエンジン２に取付けられ、エンジン駆動軸２ａとアウターロータ３とが一体回転するようように構成されている。
【００１１】
このように構成された磁石型発電機１は、図示しないモータドライバ機能を備えた制御部からの制御信号に基づいて、各コイルに対して電源を供給することによりブラシレスモータとして機能し、アウターロータ３を回転せしめてエンジン２を始動するスタータを構成するように設定されている。そして、エンジン２の始動後は、エンジン駆動軸２ａとともに界磁（永久磁石）６が配設されたアウターロータ３がステータコア４の外周を回転することにより、ステータコア４の各コイルに起電力が誘導され、これによって、発電機として機能するように構成されている。
【００１２】
そして、前記制御部に回転位置検知手段が接続され、アウターロータ３の回転位置を検知してモータ駆動用信号をモータドライバに入力するように設定されている。
前記回転位置検知手段は、被検知体としてアウターロータ３内周面の界磁６をそのまま用い、アウターロータ３の回転に伴う界磁６の磁気変化を、検知センサとしてホールＩＣ（センサ素子）を用いて検知するように構成されている。そして、本実施の形態では、後述するように、ホールＩＣが検知センサユニット９に組込まれており、該検知センサユニット９を、界磁６の近傍に位置する状態で配設するように構成されている。尚、磁石型発電機１は三相交流式に構成されており、このため、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に対応する三つの第一、第二、第三ホールＩＣ（検知センサ、センサ素子）１０、１１、１２が必要となるが、これら第一、第二、第三ホールＩＣ１０、１１、１２は検知センサユニット９に組込まれてユニット化されており、該検知センサユニット９を後述する状態でステータコア４に固定することにより、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２がそれぞれ界磁６に近接対向した状態で配設されるように構成されている。
【００１３】
ここで、磁石型発電機１は、エンジン始動装置として機能するため、点火タイミングを判断する点火タイミング検知手段が別途必要となるが、本実施の形態では、図９（Ａ）に示すように、アウターロータ３に周回り方向複数対配設されるＮ極とＳ極とからなる界磁６のうち、周回り方向任意の箇所の一つのＳ極６ｂは、二段着磁することによりアウターロータ３（ヨーク５）の開口側、即ち、エンジン８配設側の端部となる軸方向一端部にＮ極が形成されている。これによって、軸方向一端部における周回り方向一箇所にはＮ極が三個連続して配設される箇所が形成されることになり、界磁６の配設状況が軸方向他端部側とは異なり、該軸方向一端部の界磁６の磁気変化を検知することでアウターロータ３の回転位置を検知し、該回転位置から点火タイミング用信号を得るように構成されている。そして、本実施の形態では、界磁６の軸方向一端部に第四ホールＩＣ（検知センサ、センサ素子）１３を対向させることによりアウターロータ３の回転位置を検知するように構成され、この場合に、第四ホールＩＣ１３は、前記検知センサユニット９に第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２とともに組込まれ、第一、第二、第三ホールＩＣ１０、１１、１２は界磁６の二段着磁されない部位であって、反エンジン２配設側である軸方向他端側の部位に対向してモータ駆動用信号を出力するように構成され、第四ホールＩＣ１３は界磁６の二段着磁されて配設状況の異なる軸方向一端部に対向してアウターロータ３の回転位置を検知して点火タイミング用信号を出力するように構成されている。
そして、前記制御部は、エンジン始動のための信号が入力されることに伴い、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２からのモータ駆動用信号に基づいてアウターロータ４を回転駆動させるべくステータコア４のコイルに制御信号を出力するとともに、第四ホールＩＣ１３からの点火タイミング用信号に基づいて点火制御をするが、該点火制御では、点火信号を、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２からのモータ駆動用信号と、アウターロータ３の回転数と第四ホールＩＣ１３から出力される点火タイミング用信号との関係に基づいて出力するように構成されている。尚、制御部における制御構成は、ホールＩＣを用いて点火タイミングを制御する汎用の構成を用いることができる。
【００１４】
つぎに、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３が組込まれる検知センサユニット９を説明するが、該説明にあたり、検知センサユニット９は、図１に示すように、ステータコア４の軸方向一端側であって、エンジンケース２ｂの支持片部２ｃ側（躯体側）の側面に沿って組込まれた姿勢を基準として説明する。
前記検知センサユニット９を構成するケース体（センサケースに相当する）１４は樹脂材により一体型成形されたものとなっており、ステータコア４を構成する周回り方向に隣接する任意の五つのコイル形成部位に対向するべく円弧形状に形成され、ティース７ｃの外径と略同様の外径側片１４ａと、ティース脚片７ｄの径方向中間部位に対向する内径側片１４ｂと、これら内外側片１４ａ、１４ｂとを連結する周回り方向に対向する一対の側片１４ｃと、ステータコア４の軸方向一端部に沿う溝底片１４ｄとにより、軸方向一端側が開口する円弧状の凹溝状体に形成されている。そして、溝底片１４ｄの外径側部位には、軸方向他端側に向けて四つのホルダ片（センサ保持部に相当する）１４ｅが突出形成されるが、これら各ホルダ片１４ｅは、後述するように、周回り方向に隣接するコイル同士の外径縁部に形成される隙間にそれぞれ嵌入可能な形状に形成されている。そして、各ホルダ片１４ｅには、溝底片１４ｄを貫通する状態で支持溝１４ｆが軸方向他端側に向けてそれぞれ形成されており、各支持溝１４ｆの溝側面は、先端側（軸方向他端側）ほど細い先端先細状の溝形状となるよう傾斜状に形成されている。
【００１５】
そして、支持溝１４ｆ（ホルダ片１４ｅ）には、ケース体１４の溝開口側から第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３がそれぞれ組込まれるが、これら各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、予めセンサホルダ１５に支持された状態で組込まれるように構成されている。前記センサホルダ１５は、ケース体１４の外径側片１４ａに沿う円弧状の平板部１５ａを備えて構成されており、該平板部１５ａの軸方向他端側の板面には、前記支持溝１４ｆに対向する状態で軸方向他端側に向けて突出する四つの支持片１５ｂが形成されている。前記各支持片１５ｂのうち、周回り方向一方の端部に位置する支持片１５ｃは、他の支持片１５ｂよりも突出長さが短く形成されており、突出長さの長い支持片１５ｂに第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２が、突出長さの短い支持片１５ｃに第四ホールＩＣ１３が支持されるように設定されている。ここで、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、それぞれ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａと端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂとを備えて構成されている。一方、センサホルダ平板部１５ａには、各支持片１５ｂ、１５ｃの基端部に位置して貫通孔１５ｄが開設されている。そして、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、各支持片１５ｂ、１５ｃの先端部に本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａを支持させ、端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂを貫通孔１５ｄから軸方向一端部側に引き出された状態でセンサホルダ１５に組込まれ、該引き出された端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、平板部１５ａの軸方向一端側面に固定された基板１６に接続されるように設定されている。前記基板１６は、センサホルダ平板部１５ａとともに、凹溝状態となっているケース体１４の溝底片１４ｄおよび外径側片１４ａ、内径側片１４ｂと、一対の側片１４ｃとにより囲繞される基板収容部Ｒに内装されるように構成されている。
【００１６】
そして、センサホルダ１５に支持され、基板１６に接続された状態の第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を、ケース体１４に組込むことで検知センサユニット９が構成されるが、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａを支持片１５ｂ、１５ｃとともにケース体支持溝１４ｆの溝奥側に挿し込むことにより、第一〜第三ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａは、支持溝１４ｆの外径側に位置するよう誘導され、かつ、先細状の支持溝１４ｆにそれぞれガタつきのない保持状態で支持されるように設定されている。そして、端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが接続された基板１６は、ケース体溝底片１４ｄに積層状に配設されて、ケース体１４の溝開口を塞ぐように構成されている。尚、基板１６から引き出されるリード線１６ａはケース体１４の内径側片１４ｂに形成された複数の案内溝１４ｇに案内される状態で磁石型発電機１の外部に設けられる制御部側に引き出されるように設定されている。
そして、前記検知センサユニット９において、突出長さの長い支持片１５ｂに支持された第一〜第三ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａは、ケース体支持溝１４ｆの溝奥側に位置し、突出長さの短い支持片１５ｃに支持された第四ホールＩＣ本体部１３ａは、支持溝１４ｆの溝奥よりも開口側であって軸方向一端側に偏寄して位置するように設定されている。
【００１７】
このように構成された検知センサユニット９は、ホルダ片１４ｅをステータコア４の隣接するコイルの外径側とティース爪片７ｅの内径側との間に形成される隙間に差し込むようにして組込まれるが、検知センサユニット９が組込まれる部位のステータコア４のコア材７には、軸方向一端側部位においてティース爪片７ｅの脚片７ｄから周回り方向に突出する部位を切欠くことで切欠き部７ｇが形成され、周回り方向に隣接する切欠き部７ｇ同士のあいだに、周回り方向に隣接するコイルの間に形成される隙間と略同様の隙間が形成されるように構成されている。
これに対し、各ホルダ片１４ｅは、軸方向に二段の第一、第二段差部１４ｈ、１４ｉが形成されており、第一、第二段差部１４ｈにおける周回り方向の長さは、前記ステータコア４の周回り方向に隣接する切欠き部７ｇ同士の間に形成される隙間と略同寸法となるように構成されている。さらに、各ホルダ片１４ｅの第二段差部１４ｉの先端側は、周回り方向両端部を内径側に切欠くことにより構成されており、周回り方向中央部には膨出部１４ｊが形成され、該膨出部１４ｊの周回り方向の長さは、周回り方向に隣接するティース爪片７ｅの間に形成される隙間に相当するように設定されている。
【００１８】
そして、検知センサユニット９は、各ホルダ片１４ｅの外径側面１４ｋを、ステータコア４のコア材爪片７ｅの外径側部とを位置合わせし、ホルダ片１４ｅの先端部を切欠き部７ｇ形成部に挿し込み、ホルダ片１４ｅの第二段差部１４ｉが切欠き部７ｇの形成されていない爪片７ｅに突き当たるまで嵌入させるようにして組込まれ、この状態において、前述したように、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２は界磁６の二段着磁されない軸方向他端側の部位に対向し、第四ホールＩＣ１３は界磁６の二段着磁された軸方向一端部に対向するように構成されている。
このように組込むことにより、各ホルダ片１４ｅがステータコア４に対して軸方向の位置決め、周回り方向の位置決めがなされた状態となっており、各第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａは、ステータコア４のティース７ｃのあいだに位置し、しかも、ティース爪片７ｅ外径位置よりも内径側のティース７ｃの間に位置して配設されている。これによって、磁石型発電機１が軸方向に長くなってしまう不具合を防止できるとともに、各ティース７ｃに巻装されたコイルが励磁されたときに形成される磁界が、各第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａに与える影響を小さくすることができるように構成されている。さらに、また、ホルダ片１４ｅの膨出部１４ｊは、切欠き部７ｆの軸方向他端側に位置し、切欠き部７ｇが形成されない状態の爪片７ｅの隣接部に挟持される状態となることで、ホルダ片１４ｅがガタつくことなく支持されるように構成されている。
【００１９】
さらにこの組込み状態において、検知センサユニット９は、エンジン２とステータコア４との両者に固定されるように構成されており、このように固定することにより、振動の激しいエンジンケース２ｂに検知センサユニット９が設けられるものでありながら、検知センサユニット９がガタつくような不具合が防止された強固な固定状態となって、精度よく回転位置検知がなされるように構成されている。
つまり、検知センサユニット９のケース体１４は、外径側片１４ａの外周縁部周回り方向中間部に位置し、エンジン２との支持部を構成するエンジン側支持片１４ｍが一体形成されており、該エンジン側支持片１４ｍには、ボルト固定用貫通孔１４ｎが軸方向に貫通状に形成され、該ボルト固定用貫通孔１４ｎに固定ボルト１７が貫通するカラー１７ａがインサート成形されている。
さらに、ケース体１４の内径側片１４ｂには、周回り方向両側部の軸方向他端側から内径側に延出する一対の延出片部１４ｐが一体形成されており、これら延出片部１４ｐの延出先端部には、これら延出片部１４ｐを一体的に連結する円弧状のステータコア側支持片１４ｒが軸方向他端側に偏寄する状態で一体形成されており、該ステータ側支持片１４ｒがステータコア４との支持部を構成するように設定されている。そして、ステータコア側支持片１４ｒには、螺子固定用貫通孔１４ｓが軸方向に貫通状に開設されており、該螺子固定用貫通孔１４ｓに固定螺子１８が螺合するための螺子孔が形成されたナット１８ａがインサート成形されている。
因みに、ケース体１４のボルト固定用貫通孔１４ｎにカラー１７ａを、螺子固定用貫通孔１４ｓにナット１８ａをそれぞれインサートすることにより、固定ボルト１７、固定螺子１８の締結による応力がエンジン側支持片１４ｍ、ステータコア側支持片１４ｒに影響しないように配慮されている。
【００２０】
そして検知センサユニット９は、各ホルダ片１４ｅを、前述したように、ステータコア４のティース７ｃ間に挿し込むことにより位置決めされた状態でステータコア４に仮保持状に組込むことができるようになっており、この状態において、ステータコア側支持片１４ｒの軸方向他端側の面がステータコア４の本体部４ａの軸方向一端側の面に突き当てられる（当接する）ように設定されている。一方、ステータコア４を構成するコア材本体部７ａには、ステータコア側支持片１４ｒのナット１８ａの螺子孔に連通する貫通孔７ｈが形成されており、該貫通孔７ｈの軸方向他端側から固定螺子１８を挿入し、該固定螺子１８の先端をナット１８ａに螺合することにより、ケース体１４とステータコア４との固定がなされ、ステータコア４に検知センサユニット９が支持された状態となるように構成されている。
【００２１】
続いて、検知センサユニット９が設けられたステータコア４を、エンジン側の支持片部２ｃに固定するが、この場合では、ケース体１４のエンジン側支持片１４ｍを、ボルト固定用貫通孔１４ｎとエンジン側２の支持片部２ｃに形成された螺子孔２ｄとを位置合わせした状態で支持片部２ｃに突き当て、ステータコア４の本体部４ｂを貫通するスルーボルト７ｆをエンジンケース２ｂの支持片部２ｃに支持させることにより、ステータコア４をエンジン２側に固定する。続いて、エンジン側支持片１４ｍのカラー１７ａに対し、エンジン２側に向けて固定ボルト１７を挿通し、該固定ボルト１７の挿通先端を支持片部２ｃに形成された螺子孔２ｄに螺合することにより、ケース体１４をエンジン２側に固定するように設定されている。
そして、このように固定することにより、検知センサユニット９のケース体１４は、内径側と外径側との両者において、エンジン４側とステータコア４側との両者に対する支持部が形成されることになり、検知センサユニット９は、軸方向におけるガタつき、周回り方向におけるガタつきが防止された強固な固定が実現されるように構成されている。
また、ケース体１４の外径側片１４ｃの周回り方向一方の端部には、ピン受け体１４ｔが外径方向に突出形成されており、検知センサユニット９を前記固定状態とする場合に、ピン受け体１４ｔをエンジンケース２ｂの支持片部２ｃに設けられるピン（図示せず）に係止させることにより、検知センサユニット９のエンジンケース２ｂに対する位置決めができるように構成されている。
【００２２】
叙述の如く構成された本形態において、磁石型発電機１をスタータモータとして機能させる場合に、アウターロータ３の回転を検知する検知手段を構成する被検知体としてアウターロータ３の内周面に設けられる界磁６を用いる構成としたので、強い磁束の界磁６に基づいて磁気変化を検知することができて検知精度よく回転を検知できる。しかも、従来のように、アウターロータを構成するヨークボス筒部に界磁とは別途センサマグネットを設ける必要がなくなって、センサマグネットを設けることに基づく不具合を解消することができるうえ、構造の簡略化を図ることができ、しかも、正確な回転位置検知をすることが可能となる。そのうえ、このものでは、界磁６の磁気変化を検知する検知センサユニット９を、ステータコア４のエンジン２側の側面に沿って固定する構成としたので、コイルの磁界が第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３に影響することがない。さらに、検知センサユニット９は、ケース体１４をステータコア４とエンジン２との両者に支持する構成としたので、エンジン２近傍の振動の影響が大きい箇所に設けられるものでありながら、安定性よく支持されて、検知精度の高い回転位置検知を行うことが可能となる。
【００２３】
さらに、このものでは、ケース体１を扇形状とし、内径側をステータコア４側に支持させ、外径側をエンジン２側に支持させる構成としたので、振動に基づく軸方向の位置ズレを防止できる。
【００２４】
さらに、本発明が実施されたものにあっては、界磁６を検知する第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３をケース体１４に収納して検知センサユニット９とし、該ケース体１４の第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａが収納されるホルダ片１４ｅ（支持溝１４ｆ）を、ステータコア４を構成するコア材７のティース７ｃのあいだに挿し込んで、第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａを界磁６に近接対向させて検知するようにしたので、ステータコア４に簡単に取付けることができるうえ、磁石型発電機１のコンパクト化が損なわれるのを防止できる。しかも、ステータコア４のコイルに通電されたときに発生する磁界が、第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａに与える影響が一層小さくすることができて、精度の高い検知を実現できる。
【００２５】
また、このものでは、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を予めセンサホルダ１５の支持部１５ｂに支持した状態とし、このものをケース体１４に内装する構成としたので、ケース体１４への第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３の組込みが容易になるばかりでなく、ガタつきや位置ズレのない状態で各ホルダ片１４ｅに内装することができて、高い検知精度を維持することができる。
【００２６】
そのうえ、ステータコア４を構成するティース７ｃの一部を切欠いて検知センサユニット９をステータコア４に対して軸方向に差し込むようにして設ける構成としたので、検知センサユニット９を設けることで磁石型発電機１が軸方向に長くなるような不具合がなく、コンパクト化を損なうことが防止される。
【００２７】
しかも、このものにおいて、ケース体を樹脂材により一体型成形することにより構成したので、ケース体１４を簡単、かつ、容易に形成することができるうえ、取付け作業も容易になってコスト低下に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】磁石型発電機の側面断面図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれステータコアに検知センサユニットのケース体を組込んだ状態を示す斜視図、側面図である。
【図３】エンジンケースの支持片部にステータコアを組込んだ状態を示す背面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれケース体の正面図、背面図、図４（Ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれケース体の斜視図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれセンサホルダの正面図、側面図、斜視図である。
【図７】検知センサユニットの断面図である。
【図８】検知センサユニットのコア材への組込み状態を説明する分解側面図である。
【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ界磁に対するホールＩＣの対向状態を説明するパターン図、検知センサユニットをコア材に組込んだ状態を説明する一部断面側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 磁石型発電機
２ エンジン
２ａ エンジン駆動軸
３ アウターロータ
４ ステータコア
５ ヨーク
６ 界磁
７ コア材
７ｃ ティース
８ コイル
９ 検知センサユニット
１０ 第一ホールＩＣ
１４ ケース体
１４ｍ エンジン側支持片
１４ｒ ステータコア側支持片
１５ センサホルダ
１６ 基板
１７ 固定ボルト
１８ タッピングビス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のエンジン等に設けられる回転電機の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種回転電機のなかには、自動二輪車のエンジンに設けられる磁石型発電機のように、内周面に複数の界磁が設けられた有底筒状のアウターロータと、アウターロータに内装され、外周に複数のティースが形成されたコア材にコイルを巻装してなるステータコアとを備えて構成し、前記アウターロータをフライホイールとして兼用するようにしたものが提唱されている。そして、このものにおいて、磁石型発電機をエンジン始動装置（スタータモータ）として機能させることが提唱されており、この場合では、磁石型発電機をブラシレスモータとして駆動させるためモータドライバを設け、該モータドライバからの制御信号に基づいてステータコアの各コイルに電源供給し、これによってアウターロータを回転するように構成されている。そして、モータドライバは、アウターロータの回転位置を検知する回転位置検知手段から出力されるモータ駆動用信号の入力に基づいて対応する制御信号を出力するように構成されており、このような回転位置検知手段としては、ロータ側の部材にセンサマグネットを設ける一方、ステータ側の部材にホールＩＣ等のセンサ素子（検知センサ）を設けて、アウターロータの回転に伴うセンサマグネットの磁気変化を検知する構成が提唱されている。
【０００３】
この具体例として、アウターロータと一体回転するボス筒部にリング状のセンサマグネットを設ける一方、センサケースにセンサ素子を収納し、該センサケースをステータコアの内径側に取付ける構成としたものが提唱されている。
【特許文献１】特開２００３−１４８３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来のものにおいて、センサマグネットとセンサケースとの両者をステータコアの内径側に設けることになるが、これらがステータコアに干渉しないように構成するためには、ボス筒部を軸方向に長くしたり、ステータコアの内周とボス筒部の外周との間を広く確保しなければならず、磁石型発電機のコンパクト化が損なわれるという問題がある。さらには、センサケースをステータコアの内径側に設ける構成であるが故に、ステータコアに巻装されるコイルが励磁した場合に、コイルの磁界がセンサ素子に影響してしまうという問題もあり、これらに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、エンジンの躯体から突出する回転軸に遊嵌状に外嵌し、躯体に固定されるステータコアと、内周面に複数の界磁が設けられ、ステータコアに遊嵌状に外嵌、前記駆動軸と一体回転するよう連結される有底筒状のアウターロータとを備えてなる回転電機において、アウターロータの回転を、アウターロータ内周面の界磁を被検知体として検知センサを用いて検知する構成とし、前記検知センサをセンサケースに収容された検知センサユニットとし、該検知センサユニットを、ステータコアの前記躯体側の側面に沿って配設し、ステータコアと前記躯体とにそれぞれ支持する構成とした回転電機である。
請求項２の発明は、センサケースは、扇型の外形を有して形成され、内径側にステータコアとの支持部が、外径側に躯体との支持部が形成されている請求項１に記載の回転電機である。
請求項３の発明は、センサケースは、ステータコアを構成するコア外周のティース隣接部に嵌入する複数の先端先細状のセンサ保持部が形成され、これらセンサ保持部の先端部にそれぞれ検知センサが配設されている請求項１または２に記載の回転電機である。
請求項４の発明は、検知センサは、予めセンサホルダに支持されてセンサケースのセンサ保持部に内装される構成とし、センサ保持部の基端部には、検知センサが接続する基板が収容される基板収容部が形成されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転電機である。
請求項５の発明は、ステータコアは、ティースに切欠き部が形成され、該切欠き部にセンサケースのセンサ保持部が嵌入保持されるように構成されている請求項３または４に記載の回転電機である。
請求項６の発明は、センサケースは、樹脂材で一体型成形されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の回転電機である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、センサケースを、エンジン近傍の振動の影響が大きい箇所に設けられるものでありながら、安定性よく支持することができて、アウターロータの回転を精度よく検知できる。
請求項２の発明とすることにより、センサケースの振動に基づく軸方向の位置ズレを防止できる。
請求項３の発明とすることにより、回転電機のコンパクト化を損なうことなく精度の高い検知を実現できる。
請求項４の発明とすることにより、組込みが容易で、高い検知精度を維持することができる。
請求項５の発明とすることにより、コンパクト化を損なうことが防止される。
請求項６の発明とすることにより、センサケースを簡単、かつ、容易に形成できるうえ、取付け作業も容易になってコスト低下に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図面において、１は磁石型発電機であって、該磁石型発電機１は、自動二輪のエンジン２から突出する駆動軸２ａに連動連結されるように構成されており、エンジン２の始動時においてはスタータモータとして機能し、エンジン２の始動後においては発電機として機能するように構成されている。
そして、磁石型発電機１は、エンジンケース２ｂに設けられた支持片部２ｃから外方に突出する駆動軸２ａに連動連結されるアウターロータ３と、該アウターロータ３の筒内に相対回転自在に収容されるステータコア４とを備えたブラシレス型の回転電機として構成されている。
【０００８】
前記アウターロータ３は、強磁性部材からなる金属製プレート体を適宜成形加工することにより有底筒状に形成されたヨーク５と、ヨーク５の内周面に周回り方向に複数固定されるＮ極、Ｓ極複数対の永久磁石（界磁）６とを備えて構成されている。前記ヨーク５は、底片部５ａと、該底片部５ａからエンジン躯体２ａ側である軸方向一端側に延出する筒片部５ｂと、前記底片部５ａの軸芯部から筒片部５ｂに沿って筒開口側に向けて延出するボス筒部５ｃとを備えて構成されている。
尚、前記複数対の界磁６は、ヨーク筒片部５ｂの内周面に固定されるリング状の磁石ホルダ６ａを介して抜け止め状に固定されている。
【０００９】
一方、前記ステータコア４は、複数枚のコア材７を積層して構成されているが、前記各コア材７は、貫通孔７ａが開設されたリング状の本体部７ｂの外周縁部から、所定間隙を存して放射方向に突出する周回り方向複数のティース７ｃを備えて構成されている。これら各ティース７ｃは、本体部７ｂの外周縁部から突出する脚片７ｄと、該脚片７ｄの突出先端部に周回り方向両側に突出する状態で形成される爪片７ｅとにより構成されている。そして、ステータコア４は、各ティース７ｃの脚片７ｄに巻線を巻装して、外周に周回り方向複数のコイル（図示せず）が形成されたものに構成されている。
尚、８は、積層されたコア材７の軸方向両側部に沿って設けられるインシュレータであって、これらインシュレータ８には、積層された各脚片７ｄの周回り方向両側縁部を覆う覆い部８ａと、コア材の本体部７ｂ外周縁相当部位に位置して軸方向に突出するリング状の突片８ｂがそれぞれ形成されている。
【００１０】
そして、磁石型発電機１のステータコア４は、コア材本体部７ｂの貫通孔７ａを、エンジン２の駆動軸２ａに対して同芯となるよう位置合わせして遊嵌状に外嵌させ、コア材本体部７ｂを貫通するスルーボルト７ｆをエンジンケース２ｂの支持片部２ｃに固定することによりエンジン２に固定されるように構成されている。また、アウターロータ３は、ヨーク５にステータコア４が内嵌される状態とし、支持片部２ｃから突出する駆動軸２ａにヨークボス筒部５ｃを回り止め状に外嵌させることによりエンジン２に取付けられ、エンジン駆動軸２ａとアウターロータ３とが一体回転するようように構成されている。
【００１１】
このように構成された磁石型発電機１は、図示しないモータドライバ機能を備えた制御部からの制御信号に基づいて、各コイルに対して電源を供給することによりブラシレスモータとして機能し、アウターロータ３を回転せしめてエンジン２を始動するスタータを構成するように設定されている。そして、エンジン２の始動後は、エンジン駆動軸２ａとともに界磁（永久磁石）６が配設されたアウターロータ３がステータコア４の外周を回転することにより、ステータコア４の各コイルに起電力が誘導され、これによって、発電機として機能するように構成されている。
【００１２】
そして、前記制御部に回転位置検知手段が接続され、アウターロータ３の回転位置を検知してモータ駆動用信号をモータドライバに入力するように設定されている。
前記回転位置検知手段は、被検知体としてアウターロータ３内周面の界磁６をそのまま用い、アウターロータ３の回転に伴う界磁６の磁気変化を、検知センサとしてホールＩＣ（センサ素子）を用いて検知するように構成されている。そして、本実施の形態では、後述するように、ホールＩＣが検知センサユニット９に組込まれており、該検知センサユニット９を、界磁６の近傍に位置する状態で配設するように構成されている。尚、磁石型発電機１は三相交流式に構成されており、このため、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に対応する三つの第一、第二、第三ホールＩＣ（検知センサ、センサ素子）１０、１１、１２が必要となるが、これら第一、第二、第三ホールＩＣ１０、１１、１２は検知センサユニット９に組込まれてユニット化されており、該検知センサユニット９を後述する状態でステータコア４に固定することにより、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２がそれぞれ界磁６に近接対向した状態で配設されるように構成されている。
【００１３】
ここで、磁石型発電機１は、エンジン始動装置として機能するため、点火タイミングを判断する点火タイミング検知手段が別途必要となるが、本実施の形態では、図９（Ａ）に示すように、アウターロータ３に周回り方向複数対配設されるＮ極とＳ極とからなる界磁６のうち、周回り方向任意の箇所の一つのＳ極６ｂは、二段着磁することによりアウターロータ３（ヨーク５）の開口側、即ち、エンジン８配設側の端部となる軸方向一端部にＮ極が形成されている。これによって、軸方向一端部における周回り方向一箇所にはＮ極が三個連続して配設される箇所が形成されることになり、界磁６の配設状況が軸方向他端部側とは異なり、該軸方向一端部の界磁６の磁気変化を検知することでアウターロータ３の回転位置を検知し、該回転位置から点火タイミング用信号を得るように構成されている。そして、本実施の形態では、界磁６の軸方向一端部に第四ホールＩＣ（検知センサ、センサ素子）１３を対向させることによりアウターロータ３の回転位置を検知するように構成され、この場合に、第四ホールＩＣ１３は、前記検知センサユニット９に第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２とともに組込まれ、第一、第二、第三ホールＩＣ１０、１１、１２は界磁６の二段着磁されない部位であって、反エンジン２配設側である軸方向他端側の部位に対向してモータ駆動用信号を出力するように構成され、第四ホールＩＣ１３は界磁６の二段着磁されて配設状況の異なる軸方向一端部に対向してアウターロータ３の回転位置を検知して点火タイミング用信号を出力するように構成されている。
そして、前記制御部は、エンジン始動のための信号が入力されることに伴い、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２からのモータ駆動用信号に基づいてアウターロータ４を回転駆動させるべくステータコア４のコイルに制御信号を出力するとともに、第四ホールＩＣ１３からの点火タイミング用信号に基づいて点火制御をするが、該点火制御では、点火信号を、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２からのモータ駆動用信号と、アウターロータ３の回転数と第四ホールＩＣ１３から出力される点火タイミング用信号との関係に基づいて出力するように構成されている。尚、制御部における制御構成は、ホールＩＣを用いて点火タイミングを制御する汎用の構成を用いることができる。
【００１４】
つぎに、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３が組込まれる検知センサユニット９を説明するが、該説明にあたり、検知センサユニット９は、図１に示すように、ステータコア４の軸方向一端側であって、エンジンケース２ｂの支持片部２ｃ側（躯体側）の側面に沿って組込まれた姿勢を基準として説明する。
前記検知センサユニット９を構成するケース体（センサケースに相当する）１４は樹脂材により一体型成形されたものとなっており、ステータコア４を構成する周回り方向に隣接する任意の五つのコイル形成部位に対向するべく円弧形状に形成され、ティース７ｃの外径と略同様の外径側片１４ａと、ティース脚片７ｄの径方向中間部位に対向する内径側片１４ｂと、これら内外側片１４ａ、１４ｂとを連結する周回り方向に対向する一対の側片１４ｃと、ステータコア４の軸方向一端部に沿う溝底片１４ｄとにより、軸方向一端側が開口する円弧状の凹溝状体に形成されている。そして、溝底片１４ｄの外径側部位には、軸方向他端側に向けて四つのホルダ片（センサ保持部に相当する）１４ｅが突出形成されるが、これら各ホルダ片１４ｅは、後述するように、周回り方向に隣接するコイル同士の外径縁部に形成される隙間にそれぞれ嵌入可能な形状に形成されている。そして、各ホルダ片１４ｅには、溝底片１４ｄを貫通する状態で支持溝１４ｆが軸方向他端側に向けてそれぞれ形成されており、各支持溝１４ｆの溝側面は、先端側（軸方向他端側）ほど細い先端先細状の溝形状となるよう傾斜状に形成されている。
【００１５】
そして、支持溝１４ｆ（ホルダ片１４ｅ）には、ケース体１４の溝開口側から第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３がそれぞれ組込まれるが、これら各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、予めセンサホルダ１５に支持された状態で組込まれるように構成されている。前記センサホルダ１５は、ケース体１４の外径側片１４ａに沿う円弧状の平板部１５ａを備えて構成されており、該平板部１５ａの軸方向他端側の板面には、前記支持溝１４ｆに対向する状態で軸方向他端側に向けて突出する四つの支持片１５ｂが形成されている。前記各支持片１５ｂのうち、周回り方向一方の端部に位置する支持片１５ｃは、他の支持片１５ｂよりも突出長さが短く形成されており、突出長さの長い支持片１５ｂに第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２が、突出長さの短い支持片１５ｃに第四ホールＩＣ１３が支持されるように設定されている。ここで、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、それぞれ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａと端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂとを備えて構成されている。一方、センサホルダ平板部１５ａには、各支持片１５ｂ、１５ｃの基端部に位置して貫通孔１５ｄが開設されている。そして、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、各支持片１５ｂ、１５ｃの先端部に本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａを支持させ、端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂを貫通孔１５ｄから軸方向一端部側に引き出された状態でセンサホルダ１５に組込まれ、該引き出された端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、平板部１５ａの軸方向一端側面に固定された基板１６に接続されるように設定されている。前記基板１６は、センサホルダ平板部１５ａとともに、凹溝状態となっているケース体１４の溝底片１４ｄおよび外径側片１４ａ、内径側片１４ｂと、一対の側片１４ｃとにより囲繞される基板収容部Ｒに内装されるように構成されている。
【００１６】
そして、センサホルダ１５に支持され、基板１６に接続された状態の第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を、ケース体１４に組込むことで検知センサユニット９が構成されるが、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａを支持片１５ｂ、１５ｃとともにケース体支持溝１４ｆの溝奥側に挿し込むことにより、第一〜第三ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａは、支持溝１４ｆの外径側に位置するよう誘導され、かつ、先細状の支持溝１４ｆにそれぞれガタつきのない保持状態で支持されるように設定されている。そして、端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが接続された基板１６は、ケース体溝底片１４ｄに積層状に配設されて、ケース体１４の溝開口を塞ぐように構成されている。尚、基板１６から引き出されるリード線１６ａはケース体１４の内径側片１４ｂに形成された複数の案内溝１４ｇに案内される状態で磁石型発電機１の外部に設けられる制御部側に引き出されるように設定されている。
そして、前記検知センサユニット９において、突出長さの長い支持片１５ｂに支持された第一〜第三ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａは、ケース体支持溝１４ｆの溝奥側に位置し、突出長さの短い支持片１５ｃに支持された第四ホールＩＣ本体部１３ａは、支持溝１４ｆの溝奥よりも開口側であって軸方向一端側に偏寄して位置するように設定されている。
【００１７】
このように構成された検知センサユニット９は、ホルダ片１４ｅをステータコア４の隣接するコイルの外径側とティース爪片７ｅの内径側との間に形成される隙間に差し込むようにして組込まれるが、検知センサユニット９が組込まれる部位のステータコア４のコア材７には、軸方向一端側部位においてティース爪片７ｅの脚片７ｄから周回り方向に突出する部位を切欠くことで切欠き部７ｇが形成され、周回り方向に隣接する切欠き部７ｇ同士のあいだに、周回り方向に隣接するコイルの間に形成される隙間と略同様の隙間が形成されるように構成されている。
これに対し、各ホルダ片１４ｅは、軸方向に二段の第一、第二段差部１４ｈ、１４ｉが形成されており、第一、第二段差部１４ｈにおける周回り方向の長さは、前記ステータコア４の周回り方向に隣接する切欠き部７ｇ同士の間に形成される隙間と略同寸法となるように構成されている。さらに、各ホルダ片１４ｅの第二段差部１４ｉの先端側は、周回り方向両端部を内径側に切欠くことにより構成されており、周回り方向中央部には膨出部１４ｊが形成され、該膨出部１４ｊの周回り方向の長さは、周回り方向に隣接するティース爪片７ｅの間に形成される隙間に相当するように設定されている。
【００１８】
そして、検知センサユニット９は、各ホルダ片１４ｅの外径側面１４ｋを、ステータコア４のコア材爪片７ｅの外径側部とを位置合わせし、ホルダ片１４ｅの先端部を切欠き部７ｇ形成部に挿し込み、ホルダ片１４ｅの第二段差部１４ｉが切欠き部７ｇの形成されていない爪片７ｅに突き当たるまで嵌入させるようにして組込まれ、この状態において、前述したように、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２は界磁６の二段着磁されない軸方向他端側の部位に対向し、第四ホールＩＣ１３は界磁６の二段着磁された軸方向一端部に対向するように構成されている。
このように組込むことにより、各ホルダ片１４ｅがステータコア４に対して軸方向の位置決め、周回り方向の位置決めがなされた状態となっており、各第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａは、ステータコア４のティース７ｃのあいだに位置し、しかも、ティース爪片７ｅ外径位置よりも内径側のティース７ｃの間に位置して配設されている。これによって、磁石型発電機１が軸方向に長くなってしまう不具合を防止できるとともに、各ティース７ｃに巻装されたコイルが励磁されたときに形成される磁界が、各第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａに与える影響を小さくすることができるように構成されている。さらに、また、ホルダ片１４ｅの膨出部１４ｊは、切欠き部７ｆの軸方向他端側に位置し、切欠き部７ｇが形成されない状態の爪片７ｅの隣接部に挟持される状態となることで、ホルダ片１４ｅがガタつくことなく支持されるように構成されている。
【００１９】
さらにこの組込み状態において、検知センサユニット９は、エンジン２とステータコア４との両者に固定されるように構成されており、このように固定することにより、振動の激しいエンジンケース２ｂに検知センサユニット９が設けられるものでありながら、検知センサユニット９がガタつくような不具合が防止された強固な固定状態となって、精度よく回転位置検知がなされるように構成されている。
つまり、検知センサユニット９のケース体１４は、外径側片１４ａの外周縁部周回り方向中間部に位置し、エンジン２との支持部を構成するエンジン側支持片１４ｍが一体形成されており、該エンジン側支持片１４ｍには、ボルト固定用貫通孔１４ｎが軸方向に貫通状に形成され、該ボルト固定用貫通孔１４ｎに固定ボルト１７が貫通するカラー１７ａがインサート成形されている。
さらに、ケース体１４の内径側片１４ｂには、周回り方向両側部の軸方向他端側から内径側に延出する一対の延出片部１４ｐが一体形成されており、これら延出片部１４ｐの延出先端部には、これら延出片部１４ｐを一体的に連結する円弧状のステータコア側支持片１４ｒが軸方向他端側に偏寄する状態で一体形成されており、該ステータ側支持片１４ｒがステータコア４との支持部を構成するように設定されている。そして、ステータコア側支持片１４ｒには、螺子固定用貫通孔１４ｓが軸方向に貫通状に開設されており、該螺子固定用貫通孔１４ｓに固定螺子１８が螺合するための螺子孔が形成されたナット１８ａがインサート成形されている。
因みに、ケース体１４のボルト固定用貫通孔１４ｎにカラー１７ａを、螺子固定用貫通孔１４ｓにナット１８ａをそれぞれインサートすることにより、固定ボルト１７、固定螺子１８の締結による応力がエンジン側支持片１４ｍ、ステータコア側支持片１４ｒに影響しないように配慮されている。
【００２０】
そして検知センサユニット９は、各ホルダ片１４ｅを、前述したように、ステータコア４のティース７ｃ間に挿し込むことにより位置決めされた状態でステータコア４に仮保持状に組込むことができるようになっており、この状態において、ステータコア側支持片１４ｒの軸方向他端側の面がステータコア４の本体部４ａの軸方向一端側の面に突き当てられる（当接する）ように設定されている。一方、ステータコア４を構成するコア材本体部７ａには、ステータコア側支持片１４ｒのナット１８ａの螺子孔に連通する貫通孔７ｈが形成されており、該貫通孔７ｈの軸方向他端側から固定螺子１８を挿入し、該固定螺子１８の先端をナット１８ａに螺合することにより、ケース体１４とステータコア４との固定がなされ、ステータコア４に検知センサユニット９が支持された状態となるように構成されている。
【００２１】
続いて、検知センサユニット９が設けられたステータコア４を、エンジン側の支持片部２ｃに固定するが、この場合では、ケース体１４のエンジン側支持片１４ｍを、ボルト固定用貫通孔１４ｎとエンジン側２の支持片部２ｃに形成された螺子孔２ｄとを位置合わせした状態で支持片部２ｃに突き当て、ステータコア４の本体部４ｂを貫通するスルーボルト７ｆをエンジンケース２ｂの支持片部２ｃに支持させることにより、ステータコア４をエンジン２側に固定する。続いて、エンジン側支持片１４ｍのカラー１７ａに対し、エンジン２側に向けて固定ボルト１７を挿通し、該固定ボルト１７の挿通先端を支持片部２ｃに形成された螺子孔２ｄに螺合することにより、ケース体１４をエンジン２側に固定するように設定されている。
そして、このように固定することにより、検知センサユニット９のケース体１４は、内径側と外径側との両者において、エンジン４側とステータコア４側との両者に対する支持部が形成されることになり、検知センサユニット９は、軸方向におけるガタつき、周回り方向におけるガタつきが防止された強固な固定が実現されるように構成されている。
また、ケース体１４の外径側片１４ｃの周回り方向一方の端部には、ピン受け体１４ｔが外径方向に突出形成されており、検知センサユニット９を前記固定状態とする場合に、ピン受け体１４ｔをエンジンケース２ｂの支持片部２ｃに設けられるピン（図示せず）に係止させることにより、検知センサユニット９のエンジンケース２ｂに対する位置決めができるように構成されている。
【００２２】
叙述の如く構成された本形態において、磁石型発電機１をスタータモータとして機能させる場合に、アウターロータ３の回転を検知する検知手段を構成する被検知体としてアウターロータ３の内周面に設けられる界磁６を用いる構成としたので、強い磁束の界磁６に基づいて磁気変化を検知することができて検知精度よく回転を検知できる。しかも、従来のように、アウターロータを構成するヨークボス筒部に界磁とは別途センサマグネットを設ける必要がなくなって、センサマグネットを設けることに基づく不具合を解消することができるうえ、構造の簡略化を図ることができ、しかも、正確な回転位置検知をすることが可能となる。そのうえ、このものでは、界磁６の磁気変化を検知する検知センサユニット９を、ステータコア４のエンジン２側の側面に沿って固定する構成としたので、コイルの磁界が第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３に影響することがない。さらに、検知センサユニット９は、ケース体１４をステータコア４とエンジン２との両者に支持する構成としたので、エンジン２近傍の振動の影響が大きい箇所に設けられるものでありながら、安定性よく支持されて、検知精度の高い回転位置検知を行うことが可能となる。
【００２３】
さらに、このものでは、ケース体１を扇形状とし、内径側をステータコア４側に支持させ、外径側をエンジン２側に支持させる構成としたので、振動に基づく軸方向の位置ズレを防止できる。
【００２４】
さらに、本発明が実施されたものにあっては、界磁６を検知する第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３をケース体１４に収納して検知センサユニット９とし、該ケース体１４の第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａが収納されるホルダ片１４ｅ（支持溝１４ｆ）を、ステータコア４を構成するコア材７のティース７ｃのあいだに挿し込んで、第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａを界磁６に近接対向させて検知するようにしたので、ステータコア４に簡単に取付けることができるうえ、磁石型発電機１のコンパクト化が損なわれるのを防止できる。しかも、ステータコア４のコイルに通電されたときに発生する磁界が、第一〜第四ホールＩＣ本体部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａに与える影響が一層小さくすることができて、精度の高い検知を実現できる。
【００２５】
また、このものでは、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を予めセンサホルダ１５の支持部１５ｂに支持した状態とし、このものをケース体１４に内装する構成としたので、ケース体１４への第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３の組込みが容易になるばかりでなく、ガタつきや位置ズレのない状態で各ホルダ片１４ｅに内装することができて、高い検知精度を維持することができる。
【００２６】
そのうえ、ステータコア４を構成するティース７ｃの一部を切欠いて検知センサユニット９をステータコア４に対して軸方向に差し込むようにして設ける構成としたので、検知センサユニット９を設けることで磁石型発電機１が軸方向に長くなるような不具合がなく、コンパクト化を損なうことが防止される。
【００２７】
しかも、このものにおいて、ケース体を樹脂材により一体型成形することにより構成したので、ケース体１４を簡単、かつ、容易に形成することができるうえ、取付け作業も容易になってコスト低下に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】磁石型発電機の側面断面図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれステータコアに検知センサユニットのケース体を組込んだ状態を示す斜視図、側面図である。
【図３】エンジンケースの支持片部にステータコアを組込んだ状態を示す背面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれケース体の正面図、背面図、図４（Ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれケース体の斜視図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれセンサホルダの正面図、側面図、斜視図である。
【図７】検知センサユニットの断面図である。
【図８】検知センサユニットのコア材への組込み状態を説明する分解側面図である。
【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ界磁に対するホールＩＣの対向状態を説明するパターン図、検知センサユニットをコア材に組込んだ状態を説明する一部断面側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 磁石型発電機
２ エンジン
２ａ エンジン駆動軸
３ アウターロータ
４ ステータコア
５ ヨーク
６ 界磁
７ コア材
７ｃ ティース
８ コイル
９ 検知センサユニット
１０ 第一ホールＩＣ
１４ ケース体
１４ｍ エンジン側支持片
１４ｒ ステータコア側支持片
１５ センサホルダ
１６ 基板
１７ 固定ボルト
１８ タッピングビス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの躯体から突出する回転軸に遊嵌状に外嵌し、躯体に固定されるステータコアと、内周面に複数の界磁が設けられ、ステータコアに遊嵌状に外嵌、前記駆動軸と一体回転するよう連結される有底筒状のアウターロータとを備えてなる回転電機において、アウターロータの回転を、アウターロータ内周面の界磁を被検知体として検知センサを用いて検知する構成とし、前記検知センサをセンサケースに収容された検知センサユニットとし、該検知センサユニットを、ステータコアの前記躯体側の側面に沿って配設し、ステータコアと前記躯体とにそれぞれ支持する構成とした回転電機。
【請求項２】
センサケースは、扇型の外形を有して形成され、内径側にステータコアとの支持部が、外径側に躯体との支持部が形成されている請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
センサケースは、ステータコアを構成するコア外周のティース隣接部に嵌入する複数の先端先細状のセンサ保持部が形成され、これらセンサ保持部の先端部にそれぞれ検知センサが配設されている請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
検知センサは、予めセンサホルダに支持されてセンサケースのセンサ保持部に内装される構成とし、センサ保持部の基端部には、検知センサが接続する基板が収容される基板収容部が形成されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
ステータコアは、ティースに切欠き部が形成され、該切欠き部にセンサケースのセンサ保持部が嵌入保持されるように構成されている請求項３または４に記載の回転電機。
【請求項６】
センサケースは、樹脂材で一体型成形されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項１】
エンジンの躯体から突出する回転軸に遊嵌状に外嵌し、躯体に固定されるステータコアと、内周面に複数の界磁が設けられ、ステータコアに遊嵌状に外嵌、前記駆動軸と一体回転するよう連結される有底筒状のアウターロータとを備えてなる回転電機において、アウターロータの回転を、アウターロータ内周面の界磁を被検知体として検知センサを用いて検知する構成とし、前記検知センサをセンサケースに収容された検知センサユニットとし、該検知センサユニットを、ステータコアの前記躯体側の側面に沿って配設し、ステータコアと前記躯体とにそれぞれ支持する構成とした回転電機。
【請求項２】
センサケースは、扇型の外形を有して形成され、内径側にステータコアとの支持部が、外径側に躯体との支持部が形成されている請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
センサケースは、ステータコアを構成するコア外周のティース隣接部に嵌入する複数の先端先細状のセンサ保持部が形成され、これらセンサ保持部の先端部にそれぞれ検知センサが配設されている請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
検知センサは、予めセンサホルダに支持されてセンサケースのセンサ保持部に内装される構成とし、センサ保持部の基端部には、検知センサが接続する基板が収容される基板収容部が形成されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
ステータコアは、ティースに切欠き部が形成され、該切欠き部にセンサケースのセンサ保持部が嵌入保持されるように構成されている請求項３または４に記載の回転電機。
【請求項６】
センサケースは、樹脂材で一体型成形されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の回転電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２４００７１（Ｐ２００９−２４００７１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８３０８８（Ｐ２００８−８３０８８）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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