(57)【要約】【課題】構造が簡単でコンパクト化を図ることができる、特に自動二輪車等の鞍乗り型車両のエンジンのスタータジェネレータとして好適に用いられる回転電気機械を提供する。【解決手段】ロータの回転位置を検出する磁気センサユニットのケース本体に磁気センサ素子を組み込む。永久磁石に、ステータのティース部のエンジン側の端面よりもエンジン側に向かって延びた延出部を形成する。磁気センサ素子を、永久磁石の延出部のエンジン側の端面よりもエンジン側に配置する。また、ティース部の外周端面と永久磁石の内周端面とのギャップ長をｇとした場合、磁気センサ素子を、その少なくとも一部が永久磁石の延出部のエンジン側の端面よりもエンジン側であって、永久磁石の内周端面を基準に半径方向に±ｇの領域内に位置するように配置する。【選択図】図９
2015015872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転軸部の端部に固定される有底筒状のロータと、
前記ロータの内側に配置されたステータと、
前記ロータの回転位置を検出する磁気センサユニットとを備え、
前記ステータは、前記回転軸部の半径方向に延び、かつ前記回転軸部の周方向に配置された複数のティース部とを有し、
前記ロータは、前記回転軸部に固定された円盤状の底壁部と、該底壁部の外周縁から前記エンジン側に向かって前記回転軸部の軸方向に延びた筒状周壁部と、該周壁部の内周面に固定された永久磁石とを有し、
前記磁気センサユニットは、ケース本体と、該ケース本体に組み込まれた磁気センサ素子とを有し、
前記永久磁石は、前記ティース部のエンジン側の端面よりもエンジン側に向かって前記軸方向に延びた延出部を有し、
前記磁気センサ素子は、前記永久磁石の延出部のエンジン側の端面よりもエンジン側に配置されると共に、
前記ティース部の外周端面と前記永久磁石の内周端面との前記半径方向のギャップ長をｇとした場合、前記磁気センサ素子は、その少なくとも一部が前記永久磁石の内周端面を基準に前記半径方向に±ｇの領域内に位置するように、配置されていることを特徴とする回転電気機械。
【請求項２】
前記磁気センサユニットは、前記ケース本体から前記ティース部に向かって延びた位置決め脚部を有し、
前記位置決め脚部が前記ティース部に接触することにより、前記磁気センサユニットが前記軸方向に位置決めされている、請求項１に記載の回転電気機械。
【請求項３】
前記位置決め脚部は、非磁性体のみで構成されている、請求項２に記載の回転電気機械。
【請求項４】
前記位置決め脚部は、前記回転軸部の軸線よりも前記永久磁石の内周端面に近い位置に配置されている、請求項２又は３に記載の回転電気機械。
【請求項５】
前記永久磁石は、その前記周方向の両端部に、それぞれ前記延出部を有し、これら両延出部間に切欠き部が形成されている、請求項１ないし４のいずれか1に記載の回転電気機械。
【請求項６】
前記ティース部は、前記半径方向の先端から前記周方向に延びた一対の側方突出部を有し、
前記磁気センサユニットの前記位置決め脚部が、隣り合う前記一対の側方突出部間に嵌め込まれている、請求項２に記載の回転電気機械。
【請求項７】
前記位置決め脚部は、脚本体部と、該脚本体部の先端部に該脚本体部よりも幅が狭く形成された係止部とを有し、
前記係止部が前記周方向に隣り合う前記一対の側方突出部の間に嵌め込まれ、前記ケース本体が前記周方向に位置決めされると共に、
前記脚本体部と前記係止部との境に形成された段部が隣り合う前記一対の側方突出部に係止されて前記ケース本体の軸方向への移動が阻止されている、請求項６に記載の回転電気機械。
【請求項８】
前記磁気センサ素子は、スイッチタイプホールＩＣである、請求項１ないし７のいずれか１に記載の回転電気機械。
【請求項９】
前記永久磁石の延出部の前記軸方向の寸法は、前記永久磁石の厚さに相当する寸法以上である、請求項１ないし８のいずれか１に記載の回転電気機械。
【請求項１０】
前記磁気センサユニットは、更に、
前記ケース本体を前記エンジンケースに固定するための外側固定部と、
前記ケース本体を前記ステータに固定するための内側固定部と
を有し、
前記外側固定部は、前記ステータの外周縁より該ステータの半径方向の外側に配置されると共に、前記周方向の最も外側に位置する磁気センサ素子よりも前記周方向の外側に配置されている、請求項１ないし９のいずれか１に記載の回転電気機械。
【請求項１１】
前記外側固定部は、前記ケース本体から前記周方向に延びた延出部に形成されている、請求項１０に記載の回転電気機械。
【請求項１２】
前記外側固定部は、前記ケース本体から前記周方向の一方向に延びた第１延出部に形成された第１外側固定部と、前記ケース本体から前記周方向の他方向に延びた第２延出部に形成された第２外側固定部とを有する、請求項１０に記載の回転電気機械。
【請求項１３】
前記磁気センサユニットは、更に、前記ケース本体から前記半径方向の内側に延出した内側延出部を有し、
前記内側固定部は、前記内側延出部の内周縁部に形成されている、請求項１０に記載の回転電気機械。
【請求項１４】
エンジンと、
請求項１ないし１３のいずれか１に記載の回転電気機械とを備えたことを特徴とする鞍乗型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電気機械、特に自動二輪車を含む各種車両のエンジンのスタータジェネレータとして好適に用いられる回転電気機械、及びこれを備えた鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動二輪車のエンジンの出力軸に取り付けらる回転電気機械として、スタータジェネレータが知られている。この種のスタータジェネレータは、エンジン始動時にはクランクシャフトを回転させてエンジンを始動させるスタータモータとして機能する。一方、エンジン始動後にはクランクシャフトにより回転されてジェネレータとして機能する。この種の回転電気機械は、ロータの回転角度を検出する磁気センサユニットを備えている。
【０００３】
特に自動二輪車等においては、エンジンに取り付けられるスタータジェネレータとしての回転電気機械を搭載するスペースが非常に限定されている。従って、磁気センサユニットを含む回転電気機械はコンパクト化することが求められている。
【０００４】
例えば特開２０１２-２４４８５５号公報においては、以下のような回転電気機械が提案されている。この提案に係る回転電気機械は、エンジンのクランクシャフトの一端部に固定された有底円筒状のロータを有する。このロータは、円板状の底壁部と該底壁部から前記クランクシャフトの軸方向に沿って前記エンジン側に延びた円筒状周壁部とを有する。この周壁部の内周面には、永久磁石が固定されている。このロータの周壁部の内側には、ステータが配置されている。このステータは、前記エンジンのケースに固定された円筒状コア部と、そのコア部から半径方向外側に伸び、かつ周方向に一定のピッチで配置された複数のティース部と、これらティース部に巻き付けられた巻線とを有する。
【０００５】
この回転電気機械における磁気センサユニットは、内部に磁気センサ素子を組み込んだケース本体と、そのケース本体からステータに向かって延びた脚部とを有する。この脚部には、磁性体である帯状金属板からなる案内子が埋め込まれている。前記磁気センサ素子は、案内子の先端部に近接配置されている。
【０００６】
前記磁気センサユニットは、ケース本体をステータとエンジンとの間に配置した状態で、ケース本体がステータに固定され、脚部が隣り合うティース部の先端部間に嵌め込まれている。
【０００７】
このように配置された磁気センサユニットにおいては、ロータの永久磁石からティース部に向かう主磁束が脚部に埋め込まれた案内子によって磁気センサ素子に誘導される。この誘導された磁束が、案内子の先端部に近接配置された磁気センサによって検出される。これによって、ロータの回転位置検出信号が得られ、この検出信号によって回転電気機械が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２-２４４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記提案に係る回転電気機械においては、永久磁石のティース部に向かう主磁束を磁気センサ素子に誘導するために、ケース本体に脚部を形成すると共に、その脚部に案内子を配置しなければならない。また、その案内子に誘導された磁束を検出するために、ケース本体内において案内子の端部に磁気センサ素子を対向状態に近接して配置しなければならない。従って、磁気センサユニットの構造が複雑であった。
【００１０】
上述のような技術的背景のもとで、構造が簡単でありながら、磁気センサ素子によるロータの回転位置の検出精度を維持し、かつコンパクト化を図ることができるスタータジェネレータとしての回転電気機械の出現が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、構造を簡素化しつつも、磁気センサ素子によるロータの回転位置検出を確実に行うことができ、しかもコンパクト化を図ることができる、スタータジェネレータとして好適に用いられる回転電気機械を提供することにある。
【００１２】
更に、本発明の他の目的及び利点は、以下の好ましい実施形態から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に、本発明に係る回転電気機械の構成について説明する。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態に係る回転電気機械は、エンジンの回転軸部の端部に固定される有底筒状のロータと、前記ロータの内側に配置されたステータと、前記ロータの回転位置を検出する磁気センサユニットとを備えている。前記ステータは、前記回転軸部の半径方向に延び、かつ前記回転軸部の周方向に配置された複数のティース部を有する。前記ロータは、前記回転軸部に固定された円盤状の底壁部と、該底壁部の外周縁から前記エンジン側に向かって前記回転軸部の軸方向に延びた筒状周壁部と、該周壁部の内周面に固定された永久磁石とを有する。前記磁気センサユニットは、ケース本体と、該ケース本体に組み込まれた磁気センサ素子とを有する。前記永久磁石は、前記ティース部のエンジン側の端面よりもエンジン側に向かって前記軸方向に延びた延出部を有する。前記磁気センサ素子は、前記永久磁石の延出部のエンジン側の端面よりもエンジン側に配置されている。また前記ティース部の外周端面と前記永久磁石の内周端面との前記半径方向のギャップ長をｇとした場合、前記磁気センサ素子は、その少なくとも一部が前記永久磁石の内周端面を基準に前記半径方向に±ｇの領域内に位置するように、配置されている。
【００１５】
前記回転電気機械において、上述したように、永久磁石はティース部のエンジン側の端面よりもエンジン側に向かって軸方向に延びた延出部を有する。従って、永久磁石の漏れ磁束が増大し、永久磁石の延出部のエンジン側の端面よりもエンジン側に配置された磁気センサ素子によって前記漏れ磁束を確実に検出することができる。また回転電気機械の駆動時にステータの巻線により発生する界磁磁束と永久磁石の磁束との干渉の影響を少なくすることができ、構造を複雑化することなく検出精度を高く維持することができる。
【００１６】
前記磁気センサユニットに、前記ケース本体から前記ティース部に向かって延びた位置決め脚部を形成し、前記位置決め脚部を前記ティース部に接触させることにより、前記磁気センサユニットを前記軸方向に位置決めするようにしても良い。これにより磁気センサ素子を軸方向に正確に位置決めすることができ、検出精度をより一層高く維持することができる。
【００１７】
前記位置決め脚部は、好ましくは非磁性体のみで構成する。永久磁石の延出部の漏れ磁束を磁気センサ素子により検出するものであるため、永久磁石の主磁束を誘導するために位置決め脚部に磁性体からなる部材を埋め込む必要がない。これにより構造をより一層簡素にすることができる。
【００１８】
好ましくは、前記位置決め脚部は、前記回転軸部の軸線よりも前記永久磁石の内周端面に近い位置に配置する。これにより、磁気センサユニットを、より一層安定して位置決めすることができる。
【００１９】
前記永久磁石は、その前記周方向の両端部に、それぞれ前記延出部を有し、これら両延出部間に切欠き部が形成されたものとしても良い。前記延出部によりロータの回転位置を検出することができる。また切欠き部を形成することにより、永久磁石の構成材料を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。
【００２０】
前記ティース部は、前記半径方向の先端から前記周方向に延びた一対の側方突出部を有し、前記磁気センサユニットの前記位置決め脚部が、隣り合う前記側方突出部間に嵌め込まれるものとしても良い。これにより、磁気センサユニットの周方向の位置決め、ひいては磁気センサ素子の周方向の位置決めが確実に行われる。
【００２１】
前記位置決め脚部は、脚本体部と、該脚本体部の先端部に該脚本体部よりも幅が狭く形成された係止部とを有し、前記係止部が前記周方向に隣り合う前記一対の側方突出部の間に嵌め込まれ、前記ケース本体が前記周方向に位置決めされると共に、前記脚本体部と前記係止部との境に形成された段部が隣り合う前記一対の側方突出部に係止されて前記ケース本体の軸方向への移動が阻止されるものとしても良い。これにより、磁気センサユニットの軸方向の位置決め、ひいては磁気センサ素子の軸方向の位置決めが確実に行われる。
【００２２】
前記磁気センサ素子として、スイッチタイプホールＩＣを用いても良い。
【００２３】
前記永久磁石の延出部の前記軸方向の寸法を、前記永久磁石の厚さに相当する寸法以上に設定しても良い。
【００２４】
本発明に係る他の実施形態によると、エンジンと、前述したいずれかに記載の回転電気機械とを備えた鞍乗型車両が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る回転電気機械をエンジンに装着した状態を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、上記回転電気機械の斜視図である。
【図３】図３は、上記回転電気機械のステータに磁気センサユニットを組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、前記磁気センサユニットの斜視図である。
【図５】図５は、前記磁気センサユニットと前記ステータとの位置関係を示す平面図である。
【図６】図６は、上記回転電気機械の断面図である。
【図７】図７は、磁気センサユニットをステータに固定した状態を示す側面図である。
【図８】図８は、前記回転電気機械のロータの永久磁石を示す全体斜視図である。
【図９】図９は、磁気センサ素子の周辺を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を、好ましい実施形態に基づいて図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
この実施形態に係る回転電気機械は、例えばアイドリングストップ機能を備えた自動二輪車等の鞍乗型車両を含む各種車両におけるエンジンに取り付けられてスタータジェネレータＳＧとして好適に用いられるものである。スタータジェネレータＳＧとしての回転電気機械は、エンジンのクランクシャフトに連結されて、エンジン始動時にクランクシャフトを回転させてエンジンを始動させるスタータモータとして機能する。一方、この回転電気機械は、エンジン始動後には、クランクシャフトにより回転されてジェネレータとして機能する。もっとも、本発明はこのような鞍乗型車両のエンジンユニットのスタータジェネレータに適用される場合に限定されるものではなく、各種回転電気機械に適用される。
【００２８】
この実施形態に係るスタータジェネレータＳＧとしての回転電気機械は、図１に示すように、エンジンＥの回転軸部としてのクランクシャフト１の一端部に直接取り付けられている。もっとも、本発明における回転電気機械は、エンジンＥのクランクシャフト１に直接取り付けられることを必ずしも要求されるものではない。例えば、この回転電気機械は、減速機構を介してクランクシャフト１に間接的に連結されも良い。前記エンジンＥは、前記クランクシャフト１を回転自在に支持するエンジンケース２を備えている。
【００２９】
前記クランクシャフト１の一端部１ａ（図１において右側端部）は、エンジンケース２から外方突出状に延出されている。このクランクシャフト１の一端部１ａには、スタータジェネレータＳＧが取り付けられている。このスタータジェネレータＳＧが本発明の回転電気機械を構成するものである。このスタータジェネレータＳＧの外側には、ラジエータＲが配置される。
【００３０】
以下、スタータジェネレータＳＧとしての回転電気機械の具体的な構成について詳述する。この回転電気機械は、図１に示すように、ステータ１０と、ロータ２０と、ロータ２０の回転位置を検出する磁気センサユニット３０とを備えている。
【００３１】
図１及び図２に示すように、前記ロータ２０は、ロータ本体２１と、永久磁石ＭＧとを有する。前記ロータ本体２１は、例えば強磁性材料からなる有底円筒状に形成されたもので、回転軸線Ｑの回りを回転する。このロータ本体２１は、前記クランクシャフト１の一端部１ａに挿入された状態で固定するための円筒状のシャフト固定用ボス部２２と、このボス部２２に一体的に形成された、前記クランクシャフト１の半径方向に延びた円板状の底壁部２３と、この底壁部２３の外周縁からクランクシャフト１の軸方向に沿ってエンジン側に延びた筒状の周壁部２４とを有する。
【００３２】
前記ボス部２２が前記クランクシャフト１の一端部１ａに挿入された状態で、図１に示すように、前記クランクシャフト１の一端部１ａの先端部分に形成された雄ねじ部にナットＮがねじ込まれている。これにより、前記クランクシャフト１に前記ボス部２２が相対回転不能に締結固定されている。従って、ロータ本体２１は、クランクシャフト１と共に回転軸線Ｑの周りに回転する。なお、図１に示すようにロータ本体２１の底壁部２３の外側には冷却ファンＦが複数本のボルトＢによって固定される。
【００３３】
また、前記ロータ本体２１の周壁部２４には、その内周面に周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される態様で永久磁石ＭＧが固定されている。この永久磁石ＭＧとしては、複数個の焼結磁石片を周方向に配置したものを用いても良い。あるいはこのような焼結磁石に代えて、磁石粉をプラスチック樹脂と混合して円筒状に成型固化し、上述したように磁極のＳ極とＮ極とが周方向に交互に配置されるように磁化された磁石、例えばネオジムボンド磁石を用いても良い。本発明においては、永久磁石の種類、形状、磁極数等はこの実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
上述のようにクランクシャフト１に直接取り付けられて、クランクシャフト１と共に回転するロータ２０は、エンジンＥのフライホイールとしても機能するものである。
【００３５】
円筒状に形成されたロータ２０内には、図２に示すように、ステータ１０が同心状に配置されている。このステータ１０は、例えば薄板状のケイ素鋼板をクランクシャフト１の軸方向に沿って積層して形成されたものである。このステータ１０は、図２に示すように、その中心部に前記ロータ２０の筒状ボス部２２の外径よりも大きな内径の孔部１１を有する円筒状コア部１２と、このコア部１２から半径方向外側に向かって一体的に延びた複数の突極としてのティース部１３とを有する。各ティース部１３は、胴部１３ａと、その先端に周方向両側に延びた一対の側方突出部１３ｂ及び１３ｂとを有する。各ティース部１３の胴部１３ａの周囲には、図１に示すように、電機子巻線１４が巻き付けられている。なお、図２その他の図面では、説明の便宜上、巻線１４を省略している。
【００３６】
図１に示すように、ロータ２０及びステータ１０のエンジン側に磁気センサユニット３０が配置されている。この磁気センサユニット３０は、ロータ２０の回転位置を検出するためのものである。この磁気センサユニット３０には、複数個の磁気センサ素子Ｈが組み込まれている
【００３７】
前記磁気センサユニット３０は、図５に示すように、前記複数個の磁気センサ素子Ｈが組み込まれたケース本体３１を有する。磁気センサ素子Ｈとしては、特に限定されるものではないが、例えばホール素子を例示することができる。なかでも、特にスイッチタイプのホールＩＣを用いることがコスト面で有利である。
【００３８】
このケース本体３１から、第１延出部３２、第２延出部３３及び内側延出部３４が、一体的に延出している。前記第１延出部３２及び第２延出部３３は、図５に示すように、ケース本体３１からそれぞれステータ１０の周方向に沿って伸びている。また内側延出部３４が、ケース本体３１からステータ１０の半径方向内側に向かって伸びている。また前記第１延出部３２及び第２延出部３３の端部には、締結部材挿通孔３５ａが形成された第１外側固定部３５と、締結部材挿通孔３６ａが形成された第２外側固定部３６とがそれぞれ設けられている。前記内側延出部３４の内周縁部には、締結部材挿通孔３７ａが形成された第１内側固定部３７と、締結部材挿通孔３８ａが形成された第２内側固定部３８が設けられている。
【００３９】
前記第１及び第２外側固定部３５及び３６は、前記磁気センサユニット３０をエンジンＥに対して固定するために用いられる。一方、前記第１及び第２内側固定部３７及び３８は、前記磁気センサユニット３０を回転電気機械のステータ１０に対して固定するために用いられる。
【００４０】
即ち、図２及び図５に示すように、第１及び第２内側固定部３７及び３８が、ステータ１０のコア部１２に対して、締結部材挿通孔３７ａ及び３８ａに挿通されたボルトＢ（図１参照）により締結固定されている。この実施形態では、内側延出部３４の内周縁部の周方向両側の合計２か所において、磁気センサユニット３０がステータ１０に対して固定されている。一方、第１及び第２外側固定部３５及び３６は、上述のように磁気センサユニット３０をステータ１０に取り付けた状態において、ステータ１０の外周縁より半径方向の外側に位置している。而して、第１及び第２外側固定部３５及び３６は、エンジンＥのエンジンケース２に、前記締結部材挿通孔３５ａ及び３６ａに挿通したボルトにより、締結固定される。
【００４１】
上述のように、この実施形態においては、磁気センサユニット３０は、前記ステータ１０に対して第１及び第２内側固定部３７及び３８で固定されている。従って、ケース本体３１、ひいてはこれに組み込まれた磁気センサ素子Ｈが、ステータ１０の半径方向及び周方向に対して位置決めされる。また、磁気センサユニット３０が、前記第１及び第２外側固定部３５及び３６を介してエンジンＥのエンジンケース２に固定される。このため磁気センサ素子Ｈは、クランクシャフト１の軸方向に対しても位置決めされる。
【００４２】
しかし、磁気センサユニット３０が、例えば樹脂を一体成型して形成されたものである場合、あるいは薄く形成されたものである場合等においては、剛性に欠ける場合がある。このような場合には、エンジンの振動等によって、磁気センサ素子Ｈが組み込まれたケース本体３１が振動し、磁気センサ素子Ｈとロータ２０との軸方向の相対位置が変動する。このような相対位置の変動は、磁気センサ素子Ｈによるロータ２０の回転位置の検出精度に影響を与える。
【００４３】
このため本実施形態においては、図４に示すように、ケース本体３１のステータ対向面からステータ１０側に向かって延び、周方向に並んだ合計３つの脚部３９が設けられている。各脚部３９は、脚本体部３９ａと、該脚本体部３９ａの先端部に該脚本体部３９ａよりも幅が狭く形成された係止部３９ｂとを有する。脚本体部３９ａと係止部３９ｂとの境には、段部３９ｃが形成されている。図７に示すように、磁気センサユニット３０をステータ１０に取り付けた状態において、前記各脚部３９の係止部３９ｂが隣り合うティース部１３及び１３の側方突出部１３ｂ及び１３ｂの間に嵌め込まれている。これにより前記ケース本体３１が周方向に位置決めされる。また脚本体部３９ａと係止部３９ｂとの境に形成された段部３９ｃが隣り合う側方突出部１３ｂ及び１３ｂに係止されている。これにより、ケース本体３１が軸方向に位置決めされ、ひいてはケース本体３１に組み込まれた磁気センサ素子Ｈが軸方向に位置決めされる。
【００４４】
このように脚部３９によってケース本体３１がより一層確実に周方向及び軸方向に位置決めされる。このためエンジンの振動等によってもケース本体３１に組み込まれた磁気センサ素子Ｈが所期する位置に確実に保持される。従って、例えばケース本体３１の厚さが薄く剛性が低い場合であっても、磁気センサ素子Ｈによる検出精度を高く維持することができる。このため磁気センサユニット３０をより一層薄型に形成することができる。
【００４５】
上述したように磁気センサユニット３０をステータ１０に取り付けた状態において、図５に示すように、第１及び第２外側固定部３５及び３６は、ケース本体３１に対して周方向外側に位置している。換言すると、第１及び第２外側固定部３５及び３６は、ケース本体３１に組み込まれた複数の磁気センサ素子Ｈのうち最も周方向の外側に位置する磁気センサ素子Ｈよりも更に周方向の外側に位置している。またこれら第１及び第２外側固定部３５及び３６は、いずれもステータ１０の各ティース部１３の先端部に近接した位置に配置されている。換言すると、第１及び第２外側固定部３５及び３６は、ステータ１０に対して半径方向外側に大きく突出しない態様で配置されている。
【００４６】
第１及び第２外側固定部３５及び３６は、前述したように、それら締結部材挿通孔３５ａ及び３６ａにボルトが挿通される。このボルトはロータ２０の永久磁石ＭＧやステータ１０の巻線１４の磁束により磁化される。このため第１及び第２外側固定部３５及び３６は、できるだけ磁気センサ素子Ｈから離れた位置に配置することが望ましい。この実施形態においては、上述したように第１及び第２外側固定部３５及び３６は、複数の磁気センサ素子Ｈのうち最も周方向の外側に位置する磁気センサ素子Ｈよりも更に周方向の外側に位置している。
【００４７】
従って、これら外側固定部３５及び３６は磁気センサ素子Ｈから十分に離れた位置に配置されており、締結部材としてのボルトの磁化の影響を小さくすることができる。しかも、外側固定部３５及び３６は、ケース本体３１に対して周方向に延びた延出部３２及び３３に設けられているので、半径方向に突出して大型化することを阻止することができる。このようにこの実施形態においては、磁気センサユニット３０の大型化を招くことなく、検出精度の向上が図られている。
【００４８】
この実施形態に係る回転電気機械におけるロータ２０に取り付けられた永久磁石ＭＧは、図８に示すように、その周方向の両端部に、それぞれエンジン側に向かって延びた一対の延出部２５及び２５を有する。これら両延出部２５及び２５の間には、切欠き部２６が形成されている。周方向における一方の延出部２５は、ロータ２０を正方向に回転させるときに必要な検出パルスを発生させるための磁束を発生するものである。他方の延出部２５は、スイングバックによりロータを一旦逆方向に回転させるときに必要な検出パルスを発生させるための磁束を発生するものである。上述のようにこの実施形態においては、延出部２５及び２５の間に切欠き部２６を形成しているため、永久磁石ＭＧの構成材料を減らして材料コストを削減することができる。
【００４９】
もっとも本発明において永久磁石ＭＧの延出部２５は、この実施形態において示したように、必ずしも周方向の両側に形成する必要はない。例えばスイングバック機能を持たないエンジンＥの場合には、延出部２５を周方向の一方のみに形成しても良い。また、前述したような切欠き部２６を形成することなく、延出部２５を周方向の全長に亘って連続して形成しても良い。
【００５０】
上述のように永久磁石ＭＧに設けられた延出部２５は、エンジン側に延出するものであるが、ステータ１０の巻線１４がエンジン側に突出することに起因する従来から存在していた無駄なスペースを有効活用するものである。従って、回転電気機械本体の軸方向の寸法は、延出部２５を有しない従前の永久磁石ＭＧを備えたものと同様又は若干延長した程度に維持することができる。この実施形態においては、延出部２５の軸方向の寸法Ｌは、永久磁石ＭＧの厚さとほぼ同じ寸法に設定されている。例えば永久磁石ＭＧの厚さが６ｍｍの場合には、延出部２５の軸方向の寸法Ｌは、５ないし６ｍｍに設定される。
【００５１】
一方、磁気センサ素子Ｈは、図９に示すように、永久磁石ＭＧの延出部２５のエンジン側の端面よりもエンジン側に距離ｄだけ離れた位置に配置されている。この距離ｄは、本発明においては特に限定されるものではない。磁気センサ素子Ｈは、永久磁石ＭＧの延出部２５からの漏れ磁束を確実に検出する観点から、できるだけ永久磁石ＭＧの延出部２５のエンジン側の端面に近接した状態に配置することが望ましい。もっとも、ロータ本体２１とクランクシャフト１との軸方向の取り付け誤差、振動等を考慮して、磁気センサユニット３０がロータ２０の構成部材と機械的に接触しない程度に近接配置することが望ましい。この実施形態においては、磁気センサ素子Ｈと永久磁石ＭＧの延出部２５のエンジン側の端面との距離ｄは、約３．５ないし４．０ｍｍに設定されている。
【００５２】
また、磁気センサ素子Ｈの半径方向の位置については、ティース部１３の外周端面と永久磁石ＭＧの内周端面との半径方向のギャップ長をｇとした場合、以下のように設定する。即ち、磁気センサ素子Ｈを、その少なくとも一部が永久磁石ＭＧの内周端面を基準にして半径方向に±ｇの領域内に位置するように、配置する。この領域内に磁気センサ素子Ｈを配置することにより、永久磁石ＭＧの延出部２５からの漏れ磁束を確実に検出することができ、精度を高く維持することができる。
【００５３】
このように本発明においては、磁気センサ素子Ｈは、永久磁石ＭＧの延出部２５からの漏れ磁束を検出するものである。このため、位置決め脚部３９に磁性体からなる案内子を埋め込んで永久磁石ＭＧの主磁束を誘導する必要もなく、構成を複雑化することもない。また、永久磁石ＭＧに延出部２５を設け、その漏れ磁束を検出するという構成を採用したものであるため、回転電気機械の駆動時にステータ１０の巻線１４から生ずる界磁磁束による干渉を少なくすることができる。
【００５４】
上記実施形態の説明から明らかなように、この発明の実施形態に係る回転電気機械にあっては、従来有効活用されていなかったスペースを活用して永久磁石ＭＧを軸方向に延出させ、その延出部２５からの漏れ磁束を磁気センサ素子で検出するように構成したものである。従って、軸方向の寸法を拡大することなくコンパクト化を図ることができる。
【００５５】
また、磁気センサユニットから脚部を延ばし、その脚部内に磁性体からなる案内子を設ける必要もないため、構造の簡素化を図ることができる。また平面的に形成した磁気センサユニットのケース本体３１を採用することによって、軸方向の寸法を拡大することなく確実にロータの回転位置を検出することができる。また永久磁石ＭＧにエンジン側に延びた延出部２５を設けたことで、回転電気機械の駆動時において巻線１４が界磁磁束を発生するにも拘わらず、延出部２５の漏れ磁束を確実に検出することができる。従って、簡素な構造でありながら、検出精度の向上を図ることができる。
【００５６】
また本発明は、自動二輪車のエンジンに取り付けられるスタータジェネレータとして好適に用いられるものである。しかし、本発明は、この種のスタータジェネレータとしての回転電気機械に適用される場合に限定されるものではなく、自動二輪車以外の各種車両における各種回転電気機械にも適用され得るものである。
【００５７】
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなく、ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。
【００５８】
本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものであるが、この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきであって、それら実施例は、本発明をここに記載しかつ／または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。
【００５９】
本発明の図示実施形態を幾つかここに記載したが、本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではなく、この開示に基づいていわゆる当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を有するありとあらゆる実施形態をも包含するものである。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではなく、そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「好ましくは」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、えば自動二輪車のエンジンに取り付けられるスタータジェネレータとしての回転電気機械として好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６１】
１        クランクシャフト
１ａ      一端部
２        エンジンケース
１０      ステータ
１２      コア部
１３      ティース部
１３ｂ    側方突出部
２０      ロータ
２１      ロータ本体
２４      周壁部
２５      延出部
３０      磁気センサユニット
３１      ケース本体
３２      第１延出部
３３      第２延出部
３４      内側延出部
３５      第１外側固定部
３６      第２外側固定部
３７      第１内側固定部
３８      第２内側固定部
３９      脚部
３９ａ    脚本体部
３９ｂ    係止部
３９ｃ    段部
Ｅ        エンジン
Ｈ        磁気センサ素子
ＭＧ      永久磁石
Ｑ        回転軸線
ＳＧ      回転電気機械
【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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