(57)【要約】  複数のＮ極面（１６Ｎ）と複数のＳ極面（１６Ｓ）とからなる複数の磁極面が、回転方向に沿って磁極が順番に配置されたマグネット（１６）を有するロータ（４）と、マグネット（１６）の磁束変化を検出する電磁ピックアップ（６）と、を備え、電磁ピックアップ（６）は、磁性体の鉄心部（２１）と、鉄心部（２１）に巻回されるセンサコイル（２２）と、を備え、鉄心部（２１）は、先端面（２３ａ）がマグネット（１６）と対向するように配置された２つのアーム部（２３）と、２つのアーム部（２３）を連結し、センサコイル（２２）が巻回されるコイル巻回部（２４）と、を有し、２つのアーム部（２３）は、各々先端面（２３ａ）と対向する磁極面の磁極の状態が常に同一となるように配置されている。
2017170115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の周壁を有するロータコア、および該ロータコアの内周面に配置されると共に内周面側に向く複数のＮ極面と複数のＳ極面とが回転方向に沿って順番に配置されたマグネットを有するロータと、
前記周壁の径方向内側に配置され、前記マグネットの磁束変化を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部は、
磁性体の鉄心部と、
前記鉄心部に巻回されるセンサコイルと、
を備え、
前記鉄心部は、
端面が前記マグネットと径方向で対向するように配置された２つのアーム部と、
前記２つのアーム部の前記端面とは反対側端同士を連結し、前記センサコイルが巻回されるコイル巻回部と、
を有し、
前記２つのアーム部は、各々前記端面と対向する前記マグネットの磁極が、少なくとも一部同一磁極となるように配置されている回転電機。
【請求項２】
前記２つのアーム部は、各々前記端面と対向する前記マグネットの磁極面の状態が常に同一となるように配置されており、
前記コイル巻回部からの前記２つのアーム部の延出方向は、前記マグネットの前記内周面の径方向に対して交差している請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ロータの回転中心をＯとし、
前記２つのアーム部の前記端面における周方向の中心点をαとし、
前記回転中心Ｏと２つの前記中心点αとを結ぶ直線の間の角度をＸとし、
前記マグネットの極対数をｎとし、
ｍを自然数としたとき、
角度Ｘは、
Ｘ＝（３６０／ｎ）ｍ±０．５°
を満たすように設定されている請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記２つのアーム部は、前記コイル巻回部から前記マグネットの前記内周面に向かって末広がりとなるように延出されており、
前記ロータの回転中心をＯとし、
前記２つのアーム部の前記端面における周方向の中心点をαとし、
前記回転中心Ｏと２つの前記中心点αとを結ぶ直線をＬとしたとき、
前記２つのアーム部の間の角度は、前記直線Ｌの間の角度よりも大きく設定されている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記２つのアーム部は、前記コイル巻回部から前記マグネットの前記内周面に向かって末広がりとなるように延出されており、
前記ロータの回転中心をＯとし、
前記２つのアーム部の前記端面における周方向の中心点をαとし、
前記回転中心Ｏと２つの前記中心点αとを結ぶ直線をＬとしたとき、
前記２つのアーム部の間の角度は、前記直線Ｌの間の角度よりも小さく設定されている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記２つのアーム部は、前記コイル巻回部に対して直交する方向に沿って延出されている請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記端面は、前記ロータの回転中心を中心とする円弧に沿うように形成されている請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記コイル巻回部からの前記２つのアーム部の延出方向は、前記マグネットの前記内周面の径方向に沿う方向に設定されており、
前記２つのアーム部における前記端面の面方向は、前記ロータの回転軸線方向からみて前記マグネットの前記内周面の径方向に直交する方向を避けるように傾斜形成されている請求項１〜請求項３の何れか１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、回転電機に関するものである。
本願は、２０１６年４月１日に、日本に出願された特願２０１６−０７４４１４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両等に用いられる回転電機として、回生エネルギーによる回生発電機能を備えたものがある。この種の回転電機は、エンジンの駆動力を受けて回転する有底筒状のロータと、ロータの径方向内側に配置されたステータと、を備えている。ロータの内周面側には、複数のマグネットが、磁極が順番になるように配置されている。一方、ステータには複数のコイルが巻装されたティースが放射状に設けられている。そして、ロータが回転することによりティースに流れる磁束が変化し、これが起電力となってコイルに電流が流れる。【０００３】
また、回転電機は、ロータの回転位置を検出する検出部を備えている。この検出部によって、ロータの回転位置を検出することにより、回生発電を効率よく行ったり、エンジンの点火タイミングを検出したりできる。
ここで、従来から、検出部についてのさまざまな技術が開示されている。例えば、ロータの周壁に開口部を設ける一方、ロータの径方向外側から開口部に対向するように検出部（自己トリガ式点火装置）が配置される技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
検出部は、ロータの径方向外側から開口部に対向するようにイグナイターを有している。イグナイターは、コ字状をなす鉄心の一対の脚部間の連結部にセンサコイル（１次コイル、２次コイル）が巻回されたものである。そして、ロータが回転し、開口部を介してロータの径方向外側に漏出した磁束がイグナイターの鉄心の一方の脚部に至ると、イグナイターのセンサコイルに逆起電圧が発生する。次いで磁束漏出部が鉄心の他方の脚部に近づくと、鉄心を流れる磁束の向きが逆になり、センサコイルに逆向きの逆起電圧が発生する。このような事象を利用し、検出部によってロータの回転位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８０９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の回転電機は、ロータに設けられているマグネットの磁力が大きいので、センサコイルに大きな逆起電圧が発生する。このため、センサコイルの発熱が大きくなり、検出部に不具合が生じる可能性があった。【０００７】
本発明は、センサコイルの発熱を抑制し、検出部に不具合が発生してしまうことを防止できる回転電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、回転電機は、円筒状の周壁を有するロータコア、および該ロータコアの内周面に配置されると共に内周面側に向く複数のＮ極面と複数のＳ極面とが回転方向に沿って順番に配置されたマグネットを有するロータと、前記周壁の径方向内側に配置され、前記マグネットの磁束変化を検出する検出部と、を備え、前記検出部は、磁性体の鉄心部と、前記鉄心部に巻回されるセンサコイルと、を備え、前記鉄心部は、端面が前記マグネットと径方向で対向するように配置された２つのアーム部と、前記２つのアーム部の前記端面とは反対側端同士を連結し、前記センサコイルが巻回されるコイル巻回部と、を有し、前記２つのアーム部は、各々前記端面と対向する前記マグネットの磁極が、少なくとも一部同一磁極となるように配置されている。【０００９】
このように構成することで、マグネットの磁力が大きい場合であっても鉄心部に流れる磁束量を十分減少させることができる。このため、センサコイルに発生する電圧を小さくすることができ、センサコイルの発熱によって検出部に不具合が生じてしまうことを防止できる。
また、鉄心部に流れる磁束量を確実に減少させつつ、鉄心部に確実に磁束を流すことができる。このため、センサコイルに逆起電圧を発生させることができ、検出部の機能を十分発揮させることができる。
また、いわゆるアウタロータ型のロータに、検出部を好適に用いることができる。【００１０】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に係る回転電機において、前記２つのアーム部は、各々前記端面と対向する前記マグネットの磁極面の状態が常に同一となるように配置されており、前記コイル巻回部からの前記２つのアーム部の延出方向は、前記マグネットの前記内周面の径方向に対して交差している。【００１１】
このように構成することで、鉄心部に流れる磁束を最小限に抑えつつ、センサコイルに逆起電圧を確実に発生させることができる。【００１２】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様に係る回転電機は、前記ロータの回転中心をＯとし、前記２つのアーム部の前記端面における周方向の中心点をαとし、前記回転中心Ｏと２つの前記中心点αとを結ぶ直線の間の角度をＸとし、前記マグネットの極対数をｎとし、ｍを自然数としたとき、角度Ｘは、Ｘ＝（３６０／ｎ）ｍ±０．５°を満たすように設定されている。【００１３】
このように構成することで、鉄心部に流れる磁束量を、より確実に減少させることができる。このため、センサコイルの発熱によって検出部に不具合が生じてしまうことをより確実に防止できる。【００１４】
本発明の第４の態様によれば、本発明の第１の態様から第３の態様の何れか一の態様に係る回転電機において、前記２つのアーム部は、前記コイル巻回部から前記マグネットの前記内周面に向かって末広がりとなるように延出されており、前記ロータの回転中心をＯとし、前記２つのアーム部の前記端面における周方向の中心点をαとし、前記回転中心Ｏと２つの前記中心点αとを結ぶ直線をＬとしたとき、前記２つのアーム部の間の角度は、前記直線Ｌの間の角度よりも大きく設定されている。【００１５】
本発明の第５の態様によれば、本発明の第１の態様から第３の態様の何れか一の態様に係る回転電機において、前記２つのアーム部は、前記コイル巻回部から前記マグネットの前記内周面に向かって末広がりとなるように延出されており、前記ロータの回転中心をＯとし、前記２つのアーム部の前記端面における周方向の中心点をαとし、前記回転中心Ｏと２つの前記中心点αとを結ぶ直線をＬとしたとき、前記２つのアーム部の間の角度は、前記直線Ｌの間の角度よりも小さく設定されていてもよい。【００１６】
本発明の第６の態様によれば、本発明の第５の態様に係る回転電機において、前記２つのアーム部は、前記コイル巻回部に対して直交する方向に沿って延出されていてもよい。【００１７】
このように構成することで、鉄心部に流れる磁束量を確実に減少させつつ、センサコイルに逆起電圧を発生させることができる。このため、検出部の機能を十分発揮させることができる。【００１８】
本発明の第７の態様によれば、本発明の第１の態様から第６の態様の何れか一の態様に係る回転電機は、前記端面は、前記ロータの回転中心を中心とする円弧に沿うように形成されている。【００１９】
このように構成することで、アーム部の端面をできる限りマグネットに近接配置することができる。このため、検出部によって、少ない磁束量で確実にマグネットの磁束変化を検出することが可能になる。【００２０】
本発明の第８の態様によれば、本発明の第１の態様から第３の態様の何れか一の態様に係る回転電機は、前記コイル巻回部からの前記２つのアーム部の延出方向は、前記マグネットの前記内周面の径方向に沿う方向に設定されており、前記２つのアーム部における前記端面の面方向は、前記ロータの回転軸線方向からみて前記マグネットの前記内周面の径方向に直交する方向を避けるように傾斜形成されている。【００２１】
このように構成することで、鉄心部に流れる磁束量を確実に減少させつつ、センサコイルに逆起電圧を発生させることができる。このため、検出部の機能を十分発揮させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
上記の回転電機によれば、マグネットの磁力が大きい場合であっても鉄心部に流れる磁束量を十分減少させることができる。このため、センサコイルに発生する電圧を小さくすることができ、センサコイルの発熱によって検出部に不具合が生じてしまうことを防止できる。
また、鉄心部に流れる磁束量を確実に減少させつつ、鉄心部に確実に磁束を流すことができる。このため、センサコイルに逆起電圧を発生させることができ、検出部の機能を十分発揮させることができる。
また、いわゆるアウタロータ型のロータに、検出部を好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態における回転電機１の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における電磁ピックアップの平面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の第１実施形態における電磁ピックアップの平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるセンサコイルに発生する逆起電圧の変化を示すグラフである。
【図６】本発明の第１実施形態におけるセンサコイルに発生する逆起電圧と、その実施形態の範囲に含まれないセンサコイルに発生する逆起電圧とを比較したグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態における鉄心部の形状を決定する理由を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態における電磁ピックアップの平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態における電磁ピックアップの平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の変形例における電磁ピックアップの平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における電磁ピックアップの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
（回転電機）
図１は、回転電機１の斜視図である。
同図に示すように、回転電機１は、例えば自動二輪車等に搭載される発電機であって、３相ブラシレス型の回転電機である。回転電機１は、例えば不図示のエンジンブロックに固定されるステータ２と、例えばエンジンのクランクシャフト（不図示）に固定されるロータ４と、ロータ４の回転位置を検出する電磁ピックアップ（検出部）６と、を備えている。
なお、以下の説明において、ロータ４の回転軸方向を単に軸方向と称し、回転軸方向に直交するステータ２の径方向を単に径方向と称し、ロータ４の回転方向を単に回転方向、または周方向と称する。
【００２６】
（ステータ）
ステータ２は、電磁鋼板を積層してなるステータ鉄心２Ａと、ステータ鉄心２Ａに巻回される３相構造の複数のコイル１０と、を備えている。ステータ鉄心２Ａは、円環状に形成された本体部２ａと、この本体部２ａの外周面から径方向外側に向かって放射状に突出する複数のティース部２ｂと、を有している。各ティース部２ｂは、軸方向平面視で略Ｔ字状に形成されており、その先端部に、周方向両側に延出する爪片３が形成されている。
【００２７】
ステータ鉄心２Ａの外面には、各ティース部２ｂの周域を覆うようにインシュレータ１１０が装着されている。このインシュレータ１１０の上から、各ティース部２ｂにコイル１０が巻回されている。特に図示しないが、コイル１０の端末部は、ステータ２から引き出され、リード線を介して制御装置に接続される。制御装置は、エンジンの始動後に、ロータ４の回転に伴う発電電力を不図示のバッテリに充電したり、直接使用したりするように制御する。
【００２８】
（ロータ）
ロータ４は、磁性材料からなる有底円筒状のロータヨーク１２を有している。ロータヨーク１２の底壁１２ａには、径方向中央に、ステータ鉄心２Ａの本体部２ａの径方向内側に臨むように、円筒状のボス部１４が突設されている。このボス部１４に、例えばエンジンのクランクシャフト（不図示）が一体回転可能に結合される。
また、ロータヨーク１２の周壁１２ｂには、内周面側に複数のマグネット１６が周方向に隙間Ｓ１を介して等間隔に配置されている。本第１実施形態では、マグネット１６は、８個設けられている。各マグネット１６は、内周面にＮ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとが周方向に並ぶように着磁されている。そして、各マグネット１６は、周方向にＮ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとが順番になるように配置されている。
【００２９】
つまり、複数のマグネット１６は、１極対（１つのＮ極面１６Ｎと１つのＳ極面１６Ｓとで構成される対）の間に、隙間Ｓ１が介在している。また、１つのマグネット１６に対し、Ｎ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとが１つずつ存在しているので、８個のマグネット１６を有する本第１実施形態のロータ４では、全体で磁極数が１６極ということになる。マグネット１６の極対数でいうと、本第１実施形態では、マグネット１６の個数と同様に「８」となる。
そして、このように構成されたロータ４の内周面側（各マグネット１６の内面側）で、且つステータ２の軸方向一端側（コイル１０の上方）に、電磁ピックアップ６が設けられている。
【００３０】
（電磁ピックアップ）
図２は、電磁ピックアップ６の平面図である。
図１、図２に示すように、電磁ピックアップ６は、ロータ４が回転することによるマグネット１６の磁束の変化を検出することにより、ロータ４の回転位置を検出するためのものである。電磁ピックアップ６は、磁性体の鉄心部２１と、鉄心部２１に巻回されるセンサコイル２２と、を備えている。
【００３１】
鉄心部２１は、略Ｃ字状に形成されている。すなわち、鉄心部２１は、先端面２３ａがマグネット１６と対向するように、互いに平行に配置された２つのアーム部２３と、これらアーム部２３の基端に跨るように延出され、２つのアーム部２３を連結するコイル巻回部２４と、が一体成形されたものである。そして、コイル巻回部２４に、センサコイル２２が巻回されている。
【００３２】
図３は、図２のＡ部拡大図である。
同図に示すように、コイル巻回部２４は、径方向に対して直交する方向に沿って延在している。このコイル巻回部２４から直交する方向に沿って各アーム部２３が延出した形になる。すなわち、アーム部２３の延出方向は、ロータヨーク１２の周壁１２ｂの径方向、およびマグネット１６の内周面の径方向に対して交差する方向になる。
各アーム部２３の先端面２３ａは、マグネット１６の内周面に沿うように、円弧状に形成されている。つまり、各アーム部２３の先端面２３ａの円弧中心Ｃ１と、マグネット１６の円弧中心Ｃ２は、それぞれロータ４の回転中心Ｏ上に設定されており、それぞれ同心円上に形成された形になる（図２参照）。
【００３３】
ここで、図２に示すように、２つのアーム部２３の先端面２３ａにおける周方向の中心点をαとし、回転中心Ｏと２つの中心点αとを結ぶ直線をＬとし、各直線Ｌの間の角度（以下、２つのアーム部２３の先端間の角度という）をＸとし、マグネット１６の極対数をｎとし、ｍを自然数としたとき、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘは、
Ｘ＝（３６０／ｎ）ｍ±０．５°  ・・・（１）
を満たすように設定されている。
本第１実施形態では、マグネット１６の極対数が「８」であり、ｍは、「１」に設定されている。すなわち、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘは、４５°に設定されている。なお、直線Ｌは、ロータヨーク１２の周壁１２ｂの径方向、およびマグネット１６の内周面の径方向と一致している。
【００３４】
（電磁ピックアップの作用）
次に、図２〜図５に基づいて、電磁ピックアップ６の作用について説明する。
図４は、電磁ピックアップ６の平面図であって、図２とは、マグネット１６と電磁ピックアップ６との相対位置が異なっている。
図４に示すように、本第１実施形態では、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘは、４５°に設定されており、マグネット１６の極対数が「８」であるので、２つのアーム部２３の先端面２３ａが、それぞれ同極面（図４では、Ｓ極面１６Ｓ）と対向する状態がある。この状態では、鉄心部２１は、Ｓ極の磁束に満たされている。このような状態では、磁束の流れが殆どなく、センサコイル２２に電圧が殆ど発生しない。
【００３５】
図４の状態から、例えば、時計回り（図４における矢印ＣＷ参照）にロータ４が回転すると、２つのアーム部２３の先端面２３ａがＳ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境を跨ぎ始める（図２参照）。すると、鉄心部２１にＮ極の磁束が形成され始める。ここで、各先端面２３ａがＳ極面１６Ｓと対向している場合と同様、鉄心部２１には、磁束の流れが殆ど形成されないものの、Ｓ極とＮ極とでは磁束の向きそのものが異なるため、センサコイル２２に僅かに逆起電圧が生じ、電流が流れる。この電流の変化に基づいて、電磁ピックアップ６が、ロータ４の回転位置を検出する。
【００３６】
ここで、鉄心部２１に、僅かに磁束の流れが生じる理由について詳述する。
まず、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘは、上記式（１）を満たしている。また、アーム部２３の延出方向は、ロータヨーク１２の周壁１２ｂの径方向、およびマグネット１６の内周面の径方向に対して交差する方向になる。
このため、例えば、図２に示すように、Ｎ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとの境に、２つのアーム部２３の先端面２３ａにおける周方向の中心点αが位置している状態では、２つのアーム部２３は、Ｎ極面１６Ｎ側に占める体積とＳ極面１６Ｓ側に占める体積とがそれぞれ異なる。
【００３７】
すなわち、２つのアーム部２３のうち、一方のアーム部２３（図２における左側のアーム部２３）では、Ｓ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境を通る径方向に沿う直線（図２において直線Ｌと一致）を中心として、Ｎ極面１６Ｎ側に占める体積が、Ｓ極面１６Ｓ側に占める体積よりも大きい。つまり、一方のアーム部２３では、Ｎ極面１６Ｎの磁束の影響を大きく受ける。
【００３８】
これに対し、２つのアーム部２３のうち、他方のアーム部２３（図２における右側のアーム部２３）では、Ｓ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境を通る径方向に沿う直線（図２において直線Ｌと一致）を中心として、Ｓ極面１６Ｓ側に占める体積が、Ｎ極面１６Ｎ側に占める体積よりも大きい。つまり、他方のアーム部２３では、Ｓ極面１６Ｓの磁束の影響を大きく受ける。
このように、２つのアーム部２３は、それぞれ先端面２３ａが対向するマグネット１６の磁極の状態が常に同一になりながら、大きく影響を受ける磁極（Ｎ極、Ｓ極）が異なる。このため、鉄心部２１に、僅かに磁束の流れが生じ、さらにセンサコイル２２に僅かに逆起電圧が生じる。
【００３９】
次に、センサコイル２２に僅かに生じる逆起電圧による電流の変化について詳述する。
図５は、縦軸を逆起電圧［Ｖ］とし、横軸をロータ４の回転角度（機械角）［ｄｅｇ］とした場合のセンサコイル２２に発生する逆起電圧の変化を示すグラフである。
同図に示すように、２つのアーム部２３の先端面２３ａがＳ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境を跨ぎ始め、さらに跨ぎ終わるまでの間Ｅ１では、センサコイル２２に逆起電圧が僅かに生じていることが確認できる。また、２つのアーム部２３の先端面２３ａがＳ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境を完全に跨ぎ終わり、Ｓ極面１６ＳまたはＮ極面１６Ｎと完全に対向している間Ｅ２では、センサコイル２２に逆起電圧が殆ど発生していないことが確認できる。
【００４０】
ここで、上記の式（１）を満たさない場合、例えば、ｍ＝０．５に設定した場合のセンサコイル２２に生じる逆起電圧と、上記の式（１）を満たすように、ｍ＝１に設定した場合のセンサコイル２２に生じる逆起電圧（図５参照）と、を比較する。
ｍ＝０．５に設定した場合、２つのアーム部２３の先端面２３ａが、それぞれ異極のマグネット１６と対向する状態がある。このような場合、鉄心部２１に大きな磁束の流れが形成される。このため、各先端面２３ａと対向するマグネット１６の磁極が入れ替わると、センサコイル２２に大きな逆起電圧が発生する。
【００４１】
これについて、図６に具体的に示す。
図６は、縦軸を逆起電圧［Ｖ］とし、横軸をロータ４の回転角度（機械角）［ｄｅｇ］とした場合のセンサコイル２２に発生する逆起電圧の変化を示すグラフであって、上記の式（１）において、ｍ＝０．５に設定した場合を示す。なお、前述の図５と図６とでは、縦軸および横軸の数値の目盛は同じである。
図５と図６とを比較すると、ｍ＝０．５に設定した場合の逆起電圧が、ｍ＝１に設定した場合の逆起電圧よりも非常に大きくなることが確認できる。
【００４２】
次に、図７に基づいて、上記式（１）のうち、「±０．５°」の範囲設定の理由について説明する。
図７は、縦軸を逆起電圧［Ｖ］とし、横軸をロータ４の回転角度（機械角）［ｄｅｇ］とした場合の逆起電圧の変化を、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘを変化させて比較したグラフであって、且つ電磁ピックアップ６の鉄心部２１の形状を決定する理由を説明するための説明図である。
【００４３】
同図に示すように、角度Ｘ＝４５°±０．５°の範囲では、センサコイル２２に発生する逆起電圧が微小であるのが確認できる。換言すれば、角度Ｘ＝４５°におけるセンサコイル２２に発生する逆起電圧が最も小さく、角度Ｘ＝４５°±０．５°の範囲では、センサコイル２２に発生する逆起電圧の増加が殆ど確認できない。これに対し、角度Ｘ＝４５°±０．５°の範囲を超えると、センサコイル２２に発生する逆起電圧の増加が急激に大きくなることが確認できる。このため、上記式（１）のように、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘに、±０．５°の範囲を持たせた。
【００４４】
このように、上述の第１実施形態では、電磁ピックアップ６の鉄心部２１を、上記式（１）を満たすように構成することにより、鉄心部２１の各先端面２３ａが対向するマグネット１６の磁極の状態が常に同一になる。
つまり、例えば、図２に示すように、２つの先端面２３ａのうちの一方がＳ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境に対向していれば、他方もＳ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境に対向する。しかも、２つの先端面２３ａ共に、図２における左側がＮ極面１６Ｎ、右側がＳ極面１６Ｓとなる境と対向している。さらに、例えば、図４に示すように、２つの先端面２３ａのうちの一方がＳ極面１６Ｓと対向していれば、他方もＳ極面１６Ｓと対向する。
【００４５】
そして、このように構成したうえで、Ｓ極面１６ＳとＮ極面１６Ｎとの境を跨ぎ始め、さらに跨ぎ終わるまでの間Ｅ１（図５参照）で、センサコイル２２に僅かに生じる逆起電圧を有効活用してロータ４の回転位置を検出している。
このため、マグネット１６の磁力が大きい場合であっても鉄心部２１に流れる磁束量を十分減少させることができる。そして、鉄心部２１に流れる磁束量が減少しても、電磁ピックアップ６によってロータ４の回転位置を検出できる。よって、センサコイル２２の発熱によって電磁ピックアップ６に不具合が生じてしまうことを防止できる。
【００４６】
また、各アーム部２３の先端面２３ａは、マグネット１６の内周面に沿うように、円弧状に形成されている。つまり、各アーム部２３の先端面２３ａの円弧中心Ｃ１と、マグネット１６の円弧中心Ｃ２は、それぞれロータ４の回転中心Ｏ上に設定されており、それぞれ同心円上に形成された形になる。このため、各アーム部２３の先端面２３ａをできる限りマグネット１６に近接配置することができる。このため、電磁ピックアップ６によって、少ない磁束量で確実にマグネット１６の磁束変化を検出することが可能になる。
【００４７】
しかも、各アーム部２３は、コイル巻回部２４に対して直交する方向に沿って延出されている。すなわち、アーム部２３の延出方向は、ロータヨーク１２の周壁１２ｂの径方向、およびマグネット１６の内周面の径方向に対して交差する方向になる。このため、マグネット１６のＮ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとの境に、２つのアーム部２３の先端面２３ａにおける周方向の中心点αが位置している状態において、各アーム部２３が大きく影響を受ける磁極を変えることができる。この結果、２つのアーム部２３の先端面２３ａが対向するマグネット１６の磁極の状態を常に同一としつつ、鉄心部２１に、最小限ながら確実に磁束の流れを形成でき、電磁ピックアップ６を確実に機能させることができる。
【００４８】
なお、上述の第１実施形態では、鉄心部２１は、略Ｃ字状に形成されており、先端面２３ａがマグネット１６と対向するように、互いに平行に配置された２つのアーム部２３と、これらアーム部２３の基端に跨るように延出され、２つのアーム部２３を連結するコイル巻回部２４と、が一体成形されたものである場合について説明した。そして、鉄心部２１は、上記式（１）を満たすように形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、鉄心部２１は、上記式（１）を満たしていればよく、各マグネット１６の配置状態に基づいて、鉄心部２１の形状を変更することが可能である。
【００４９】
また、各アーム部２３は、コイル巻回部２４から直交する方向に沿って延出した形でなくてもよい。各アーム部２３の延出方向は、ロータヨーク１２の周壁１２ｂの径方向、およびマグネット１６の内周面の径方向に対して交差する方向であればよい。より具体的には、アーム部２３を、径方向外側に向かって末広がりとなるように延出形成してもよい。この場合、２つのアーム部２３の間の角度を、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘよりも小さく設定するとよい。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図８に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。
図８は、第２実施形態における電磁ピックアップ２０６の平面図であって、前述の図２に対応している。
【００５１】
同図に示すように、本第２実施形態において、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘは、上記式（１）を満たす（以下の実施形態についても同様）。そして、鉄心部２１は、２つのアーム部２３の先端面２３ａと対向するマグネット１６の磁極の状態が常に同一となるように形成されている（以下の実施形態についても同様）。
【００５２】
ここで、前述の第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第１実施形態の電磁ピックアップ６における２つのアーム部２３の延出方向と、第２実施形態の電磁ピックアップ２０６における２つのアーム部２３の延出方向と、が異なる点にある。
すなわち、第２実施形態の電磁ピックアップ２０６は、コイル巻回部２４からアーム部２３が径方向外側に向かって（マグネット１６の内周面に向かって）末広がりとなるように延出されている。また、２つのアーム部２３の間の角度θ１は、２つのアーム部２３の先端間の角度Ｘ（直線Ｌの間の角度Ｘ）よりも大きく設定されている。このため、アーム部２３の延出方向は、マグネット１６の内周面の径方向（直線Ｌ）に対して交差する方向になる。
【００５３】
このような構成のもと、マグネット１６のＮ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとの境に、２つのアーム部２３の先端面２３ａにおける周方向の中心点αが位置している状態において、各アーム部２３が大きく影響を受ける磁極を変えることができる。この結果、２つのアーム部２３の先端面２３ａが対向するマグネット１６の磁極の状態を常に同一としつつ、鉄心部２２１に、最小限ながら確実に磁束の流れを形成でき、電磁ピックアップ６を確実に機能させることができる。よって、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図９に基づいて説明する。
図９は、第３実施形態における電磁ピックアップ３０６の平面図であって、前述の図２に対応している。
同図に示すように、前述の第１実施形態と本第３実施形態との相違点は、第１実施形態の電磁ピックアップ６における２つのアーム部２３の形状と、第３実施形態の電磁ピックアップ３０６における２つのアーム部２３の形状と、が異なる点にある。
【００５５】
より具体的には、第３実施形態の電磁ピックアップ３０６は、コイル巻回部２４からアーム部２３が直線Ｌに沿って延出されている。
また、第３実施形態のピックアップ３０６は、アーム部２３の先端面２３ａの面方向が、コイル巻回部２４の延在方向と同一方向となるように形成されている。これにより、アーム部２３の先端面２３ａの面方向は、直線Ｌに直交する方向に対して傾斜している。
【００５６】
このような構成のもと、マグネット１６のＮ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとの境に、２つのアーム部２３の先端面２３ａにおける周方向の中心点αが位置している状態において、２つのアーム部２３のうち、一方のアーム部２３（図９における左側のアーム部２３）では、直線Ｌを中心にＮ極面１６Ｎ側がＳ極面１６Ｓ側よりもマグネット１６に近接する。
【００５７】
これに対し、２つのアーム部２３のうち、他方のアーム部２３（図９における右側のアーム部２３）では、直線Ｌを中心にＳ極面１６Ｓ側がＮ極面１６Ｎ側よりもマグネット１６に近接する。つまり、一方のアーム部２３では、Ｎ極面１６Ｎの磁束の影響を大きく受け、他方のアーム部２３では、Ｓ極面１６Ｓの磁束の影響を大きく受ける。このため、鉄心部３２１に磁束の流れを形成でき、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５８】
（第３実施形態の変形例）
なお、上述の第３実施形態では、アーム部２３の先端面２３ａの面方向が、コイル巻回部２４の延在方向と同一方向となるように形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、アーム部２３は、先端面２３ａの面方向が、直線Ｌに直交する方向に対して傾斜していればよい。
【００５９】
すなわち、図１０に示すように、アーム部２３は、センサコイル２２側の角部が先細りとなるように、先端面２３ａが直線Ｌに直交する方向に対して傾斜形成されていてもよい。
このように構成することで、前述の第３実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００６０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図１１に基づいて説明する。
図１１は、第４実施形態における電磁ピックアップ４０６の平面図であって、前述の図２に対応している。
同図に示すように、前述の第１実施形態と第３実施形態との相違点は、第１実施形態の電磁ピックアップ６は、２つのアーム部２３の延出方向が同一であるのに対し、第４実施形態の電磁ピックアップ４０６は、２つのアーム部２３の延出方向が異なる点にある。
【００６１】
より具体的には、電磁ピックアップ４０６の２つのアーム部２３のうち、一方のアーム部２３（図１１における左側のアーム部２３）は、コイル巻回部２４からこのコイル巻回部２４に対して直交する方向に沿って延出されている。これに対し、２つのアーム部２３のうち、他方のアーム部２３（図１１における右側のアーム部２３）は、コイル巻回部２４から直線Ｌに沿って延出されている。
【００６２】
このように構成した場合、例えば、図１１に示すように、Ｎ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとの境に、２つのアーム部２３の先端面２３ａにおける周方向の中心点αが位置している状態では、２つのアーム部２３は、Ｎ極面１６Ｎ側に占める体積とＳ極面１６Ｓ側に占める体積とがそれぞれ異なる。
【００６３】
すなわち、他方のアーム部２３は、直線Ｌを中心にＮ極面１６Ｎ側に占める体積と、Ｓ極面１６Ｓ側に占める体積とがほぼ同一になる。このため、他方のアーム部２３は、Ｎ極面１６Ｎから受ける磁束の影響と、Ｓ極面１６Ｓから受ける磁束の影響とがほぼ同じになる。
これに対し、一方のアーム部２３では、前述の第１実施形態と同様に、Ｓ極面１６Ｓの磁束よりもＮ極面１６Ｎの磁束の影響を大きく受ける。このため、鉄心部４２１に、僅かに磁束の流れが生じ、前述の第１実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００６４】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、回転電機１は、自動二輪車等に搭載される発電機である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電動機に回転電機１を採用することが可能である。また、回転電機１を自動二輪車等のエンジン始動用として用いることも可能である。
【００６５】
また、上述の実施形態では、３相ブラシレス型で、アウタロータ型の回転電機１を例に説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、インナロータ型のブラシレスモータにも、上述の実施形態の電磁ピックアップ６の構成を採用することが可能である。
【００６６】
さらに、上述の実施形態では、２つのアーム部２３は、各々端面２３ａと対向するマグネット１６の磁極面の状態が常に同一となるように配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つのアーム部２３は、各々端面２３ａと対向するマグネット１６の磁極が、少なくとも一部同一磁極となるように配置されていればよい。
【００６７】
例えば、上述の第４実施形態において、Ｎ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとの境に、他方のアーム部２３（図１１における右側のアーム部２３）の先端面２３ａにおける周方向の中心点αが位置しているとき、一方のアーム部２３（図１１における左側のアーム部２３）の先端面２３ａにおける周方向の中心点αも、Ｎ極面１６ＮとＳ極面１６Ｓとの境に位置している。しかしながら、一方のアーム部２３の先端面２３ａが、Ｎ極面１６ＮまたはＳ極面１６Ｓの何れか一方のみに対向するように、コイル巻回部２４の長さを調整してもよい。このように構成した場合であっても、従来と比較して鉄心部４２１に流れる磁束量を十分減少させつつ、センサコイル２２に逆起電圧を発生させることができる。このため、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…回転電機
２…ステータ
４…ロータ
６，２０６，３０６，４０６…電磁ピックアップ（検出部）
１０…コイル
１２…ロータコア（ロータヨーク）
１２ｂ…周壁
１６…マグネット
１６Ｎ…Ｎ極面（磁極面）
１６Ｓ…Ｓ極面（磁極面）
２１，２２１，３２１，４２１…鉄心部
２２…センサコイル
２３…アーム部
２３ａ…先端面（端面）
２４…コイル巻回部
Ｃ１，Ｃ２…円弧中心
Ｏ…回転中心
Ｘ…角度
α…中心点
【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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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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