(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータおよびその巻線と、前記ステータに対して回転するロータヨークとを含み、前記ロータヨークは円周方向に沿って複数の永久磁石を備え、隣接する永久磁石間に補極部を有する永久磁石式回転電動機において、
ロータヨークの円周方向に沿って形成された複数の開口部と、
前記各開口部に挿貫された永久磁石と、
前記各開口部において永久磁石の円周方向に沿った両端部に形成された空隙とを具備し、
前記永久磁石の端部が補極部と接触し、前記空隙が前記接触部において、各永久磁石の円周方向に沿った両側部に形成された第１空隙と、各永久磁石の円周方向に沿った両端部においてステータ側に形成された第２空隙とに仕切られたことを特徴とする永久磁石式回転電動機。
【請求項２】
前記永久磁石の側部に形成された空隙の面積が、前記永久磁石の両端部においてステータ側に形成された空隙の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項３】
前記空隙が、各永久磁石の円周方向に沿った両側部に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項４】
前記永久磁石の両端部においてステータ側に形成された空隙の円周方向の幅は、ロータヨークとステータとのエアギャプと同等であることを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項５】
略円柱形状のステータの外周を略円筒形状のロータヨークが回転する外転型電機であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項６】
略円筒形状のステータの内周を略円柱形状のロータヨークが回転する内転型電機であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項７】
前記第１空隙の円周方向の幅が、ステータ側ほど狭いことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の永久磁石式回転電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の永久磁石を円周方向に配置したロータヨークがステータの外周を回転し、ロータヨークが各永久磁石の間に補極部を有する永久磁石式回転電動機に係り、特に、内燃機関用のスタータ兼ジェネレータとして好適な永久磁石式回転電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用のスタータモータとジェネレータとは個別に装備されていたが、それぞれの機能を一体化させたスタータ兼ジェネレータ装置が、例えば特開平１０−１４８１４２号公報に開示されている。
【０００３】
一方、内燃機関用のスタータモータとして、ステータの外周を円筒状のロータヨークが回転する外転型の永久磁石式回転電動機が知られている。また、このような永久磁石式回転電動機において、ロータおよびステータ間での磁束分布の歪みを緩和させてトルク振動の発生を防止するために、隣接する永久磁石の間に補極部を形成した永久磁石式回転電動機が、例えば特開平８−２７５４７６号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の永久磁石式回転電動機では、補極を挟んで隣接する永久磁石間において、当該補極を磁路とする漏れ磁束が生じて有効磁束が減少してしまう。したがって、より多くの駆動トルクを得ようとすると、永久磁石を大型化したり、あるいはステータ巻線の励磁電流を増加させなければならないが、モータの大型化や重量化、あるいは消費電力の増大を招いてしまう。
【０００５】
さらに、一つのモータを、内燃機関の始動時にはスタータモータとして機能させ、車両走行時にはジェネレータとして機能させようとする場合、上記したように永久磁石を大型化すると、スタータモータとして機能させた際には大きな駆動トルクが得られる反面、ジェネレータとして機能させた際には、必要以上に大きな電力を発電してしまうので、内燃機関Ｅがスタータ兼ジェネレータ装置を駆動するのに要するトルク（被動トルク）が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来技術の技術課題を解決し、スタータモータとして機能させる際には大きな駆動トルクが得られ、ジェネレータとして機能させる際は被動トルクが小さく抑えられるスタータ兼ジェネレータ装置としての永久磁石式回転電動機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、ステータおよびその巻線と、複数の永久磁石を円周方向に沿って配置して前記ステータの外周を回転する略円筒形状のロータヨークとを含み、前記ロータヨークが、互いに隣接する各永久磁石間に補極部を有する永久磁石式回転電動機において、前記各永久磁石とロータヨークとの間に一部分に空隙を設けたことを特徴とする。
【０００８】
上記した特徴によれば、各永久磁石とロータヨークとの間に空隙が形成され、当該空隙部分を磁路としていた漏れ磁束が減少するので、磁束の有効成分が増えて駆動トルクが増加する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の永久磁石式回転電動機をスタータ兼ジェネレータ装置に適用したスクータ型自動二輪車の全体側面図である。
【００１０】
車体前部３ａと車体後部３ｂとは低いフロア部４を介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームは、概ねダウンチューブ６とメインパイプ７とから構成される。燃料タンクおよび収納ボックス（共に図示せず）はメインパイプ７により支持され、その上方にシート８が配置されている。
【００１１】
車体前部３ａでは、ステアリングヘッド５に軸支されて上方にハンドル１１が設けられ、下方にフロントフォーク１２が延び、その下端に前輪ＦＷが軸支されている。ハンドル１１の上部は計器板を兼ねたハンドルカバー１３で覆われている。メインパイプ７の立ち上がり部下端にはブラケット１５が突設され、このブラケット１５には、スイングユニット２のハンガーブラケット１８がリンク部材１６を介して揺動自在に連結支持されている。
【００１２】
スイングユニット２には、その前部に単気筒の２ストローク内燃機関Ｅが搭載されている。この内燃機関Ｅから後方にかけてベルト式無段変速機２６が構成され、その後部に遠心クラッチを介して設けられた減速機構２７に後輪ＲＷが軸支されている。この減速機構２７の上端とメインパイプ７の上部屈曲部との間にはリヤクッション２２が介装されている。スイングユニット２の前部には内燃機関Ｅから延出した吸気管２３に接続された気化器２４および同気化器２４に連結されるエアクリーナ２５が配設されている。
【００１３】
図２は、前記スイングユニット２をクランク軸２０１に沿って切断した断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００１４】
スイングユニット２は、左右のクランクケース２０２Ｌ、２０２Ｒを合体して構成されるクランクケース２０２に覆われ、クランク軸２０１は、クランクケース２０２Ｒに固定された軸受け２０８、２０９により回転自在に支持されている。クランク軸２０１には、クランクピン２１３を介してコンロッド（図示せず）が連結されている。
【００１５】
左クランクケース２０２Ｌは、ベルト式無段変速室ケースを兼ねており、左クランクケース２０２Ｌまで延びたクランク軸２０１にはベルト駆動プーリ２１０が回転可能に設けられている。ベルト駆動プーリ２１０は、固定側プーリ半体２１０Ｌと可動側プーリ半体２１０Ｒとからなり、固定側プーリ半体２１０Ｌはクランク軸２０１の左端部にボス２１１を介して固着され、その右側に可動側プーリ半体２１０Ｒがクランク軸２０１にスプライン嵌合され、固定側プーリ半体２１０Ｌに接近・離反することができる。両プーリ半体２１０Ｌ、２１０Ｒ間にはＶベルト２１２が巻き掛けられている。
【００１６】
可動側プーリ半体２１０Ｒの右側ではカムプレート２１５がクランク軸２０１に固着されており、その外周端に設けたスライドピース２１５ａが、可動側プーリ半体２１０Ｒの外周端で軸方向に形成したカムプレート摺動ボス部２１０Ｒａに摺動自在に係合している。可動側プーリ半体２１０Ｒのカムプレート２１５は、外周寄りがカムプレート２１５側に傾斜したテーパ面を有しており、該テーパ面と可動プーリ半体２１０Ｒとの間の空所にドライウェイトポール２１６が収容されている。
【００１７】
クランク軸２０１の回転速度が増加すると、可動側プーリ半体２１０Ｒとカムプレート２１５間にあって共に回転する前記ドライウェイトボール２１６が、遠心力により遠心方向に移動し、可動側プーリ半体２１０Ｒはドライウェイトボール２１６に押圧されて左方に移動して固定側プーリ半体２１０Ｌに接近する。その結果、両プーリ半体２１０Ｌ、２１０Ｒ間に挟まれたＶベルト２１２は遠心方向に移動し、その巻き掛け径が大きくなる。
【００１８】
車両の後部には前記ベルト駆動プーリ２１０に対応する被動プーリ（図示せず）が設けられ、Ｖベルト２１２はこの被動プーリに巻き掛けられている。このベルト伝達機構により、内燃機関Ｅの動力は自動調整されて遠心クラッチに伝えられ、前記減速機構２７等を介して後輪ＲＷを駆動する。
【００１９】
右クランクケース２０２Ｒ内には、スタータモータとＡＣジェネレータとを組み合わせたスタータ兼ジェネレータ装置１が配設されている。スタータ兼ジェネレータ装置１では、クランク軸２０１の先端テーパ部にアウターロータ６０がネジ２５３により固定されている。前記アウターロータ６０の内側に配設されるインナステータ５０は、クランクケース２０２にボルト２７９により螺着されて支持される。なお、前記スタータ兼ジェネレータ装置１の構成については、後に図３ないし図７を参照して詳細に説明する。
【００２０】
ファン２８０は、その中央円錐部２８０ａの裾部分をボルト２４６によりアウターロータ６０に固着されており、ファン２８０はラジエタ２８２を介してファンカバー２８１により覆われている。
【００２１】
クランク軸２０１上には、前記スタータ兼ジェネレータ装置１と軸受け２０９との間にスプロケット２３１が固定されており、このスプロケット２３１にはクランク軸２０１からカムシャフト（図示せず）を駆動するためのチェーンが巻き掛けられている。なお、前記スプロケット２３１は、潤滑オイルを循環させるポンプに動力を伝達するためのギヤ２３２と一体的に形成されている。
【００２２】
図３、４は、前記スタータ兼ジェネレータ装置１（永久磁石式回転電動機）の回転軸（クランク軸２０１）に垂直な面での一部破断平面図およびその側面断面図、図５、６は、ロータヨークの平面図およびその部分拡大図であり、いずれも前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２３】
本実施形態のスタータ兼ジェネレータ装置１は、図３、４に示したように、略円柱形状のステータ５０と、当該ステータ５０の外周を回転する略円筒形状のアウターロータ６０とから構成されている。前記アウターロータ６０は、図４、５に示したように、リング状のケイ素鋼板（薄板）を略円筒状に積層して構成されたロータヨーク６１と、図３、７に示したように、ロータヨーク６１の円周方向に設けられた複数の開口部６１１内に交互に挿貫されたＮ極永久磁石６２ＮおよびＳ極永久磁石６２Ｓと、図３、４に示したように、前記ロータヨーク６１を前記クランク軸２０１に連結するカップ状のロータケース６３とによって構成されている。
【００２４】
前記ロータケース６３は、その円周端部に爪部６３ａを具備し、当該爪部６３ａを内側へ折り曲げることによって前記積層構造のロータヨーク６１が軸方向に挟持され、かつ前記ロータヨーク６１の開口部６１１内に挿貫された各永久磁石６２（６２Ｎ，６２Ｓ）がロータヨーク６１内の所定位置に保持される。
【００２５】
前記ステータ５０は、ケイ素鋼板（薄板）を積層して構成され、図３に示したように、ステータコア５１およびステータ突極５２を含む。各ステータ突極５２にはステータ巻線５３が単極集中方式で巻回され、ステータ５０の主面は保護カバー７１で覆われている。
【００２６】
前記ロータヨーク６１には、図５、６に示したように、前記永久磁石６２が軸方向に挿入される開口部６１１が円周方向に３０度間隔で１２個形成されている。隣接する各開口部６１１の間は補極部６１３として機能する。
【００２７】
前記各開口部６１１内には、図７に示したように、断面が略太鼓状の永久磁石６２が挿入されている。ここで、本実施形態では前記開口部６１１の形状と永久磁石６２の断面形状とが同一ではなく、前記開口部６１１に前記永久磁石６２が挿入された状態では、各永久磁石６２の円周方向に沿った両側部に第１空隙６１２が形成され、かつ各永久磁石６２の両端部におけるステータ側には第２空隙６１４が形成される。
【００２８】
図８は、前記スタータ兼ジェネレータ装置１の制御系のブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２９】
制御ユニット４０は、バッテリ４２の出力電圧ＶBATTをロジック電圧ＶDDに変換してＣＰＵ１０１へ供給するＤＣ−ＤＣ変換器１０２と、ＩＧコイル４１への給電を制御して点火プラグ４３を所定のタイミングで点火させる点火制御装置１０３と、バッテリ電圧ＶBATTを３相交流電力に変換して前記スタータ兼ジェネレータ装置１のステータ巻線５３へ供給する３相ドライバ１０４とを含む。
【００３０】
スロットルセンサ４５は、スロットル開度θthを検知してＣＰＵ１０１へ通知する。ロータセンサ４６は、前記アウターロータ６０の回転位置を検知してＣＰＵ１０１へ通知する。レギュレータ４４は、アウターロータ６０の回転に応じて前記ステータ巻線５３に発生した誘導起電力を所定のバッテリ電圧ＶBATTに制御して電源ラインＬへ供給する。
【００３１】
このような構成において、エンジン始動時は、ＣＰＵ１０１がロータセンサ４６により検知されたアウターロータ６０の回転位置に基づいてステータ巻線５３の励磁タイミングを決定し、３相ドライバ１０４の各パワーＦＥＴのスイッチングタイミングを制御してステータ巻線５３の各相へ交流電力を供給する。
【００３２】
３相ドライバ１０４の各パワーＦＥＴ（Ｔｒ１〜Ｔｒ６）はＣＰＵ１０１によりＰＷＭ制御され、そのデューティー比すなわち駆動トルクは、前記スロットルセンサ４５により検知されたスロットル開度θthに基づいて制御される。
【００３３】
一方、内燃機関Ｅが始動されると、３相ドライバ１０４からステータ巻線５３への給電が中止され、今度はスタータ兼ジェネレータ装置１が内燃機関Ｅにより従動的に駆動される。このとき、ステータ巻線５３には、クランク軸２０１の回転速度に応じて起電力が発生する。この起電力はレギュレータ４４によってバッテリ電圧ＶBATTに制御され、その後、電気負荷へ供給されると共に余剰電力はバッテリ４２へ充電される。
【００３４】
次いで、前記ロータヨーク６１に設けた各空隙部６１２，６１４の作用について、図９、１０を参照して説明する。
【００３５】
図９は、当該スタータ兼ジェネレータ装置１をスタータモータとして機能させた際の磁束密度分布を示した図であり、図１０は、当該装置１をジェネレータとして機能させた際の磁束密度分布を示した図である。
【００３６】
前記スタータ兼ジェネレータ装置１をスタータモータとして機能させる際、前記制御ユニット４０を介してバッテリ４２から各ステータ巻線５３へ励磁電流を供給すると、図９に示したように、Ｎ極に励磁されたステータ突極５２Ｎから放射方向に発生した磁力線がＳ極永久磁石６２Ｓのステータ側表面から裏面へ抜け、その多くはロータヨーク６１のコア部６１５および補極部６１３を経由し、隣接するＳ極に励磁されたステータ突極５２Ｓ、ステータコア５１を経由して前記Ｎ極に励磁されたステータ突極５２Ｎへ戻る。
【００３７】
このとき、本実施形態では各永久磁石６２の円周方向に沿った両側部に第１空隙６１２が形成され、各永久磁石６２の側部から補極部６１３への漏れ磁束が減ぜられるので、磁力線の大部分は各永久磁石６２からロータヨーク６１のコア部６１５へ抜け、さらに前記補極部６１３を経由してステータ５０側へ達する。この結果、アウターロータ６０とステータ５０との間のエアギャップを通過する磁束の垂直成分が増えるので、前記空隙６１２を設けない場合に比べて駆動トルクを増加させることが可能になる。
【００３８】
さらに、本実施形態では永久磁石６２の両端部におけるステータ側にも、円周方向の磁路を制限するための空隙６１４が形成されているので、ロータヨーク６１の内側を通過する漏れ磁束も減少する。
【００３９】
すなわち、図２１に図９の破線円内を拡大して示したように、空隙６１４の一方（６１４Ａ）は、ロータヨーク６１の補極部６１３からステータ突極５２Ｓへ磁束Ｂ１を効率良く導くように作用し、空隙６１４の他方（６１４Ｂ）は、永久磁石６２Ｎからロータヨーク６１の内側円周部６１６を通過する磁束Ｂ２をステータ突極５２Ｓへ効率良く導くように作用する。この結果、アウターロータ６０とステータ５０との間のエアギャップを通過する磁束の垂直成分が更に増え、スタータモータとしての駆動トルクを更に増加させることが可能になる。
【００４０】
一方、当該スタータ兼ジェネレータ装置１をジェネレータとして機能させる際は、図１０に示したように、各永久磁石６２から発生する磁束がステータ突極およびステータコアと共に閉磁路を形成するので、ロータの回転数に応じた発電電流をステータ巻線に発生させることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では前記レギュレータ４４によるレギュレート電圧を１４．５Ｖに設定し、当該スタータ兼ジェネレータ装置１をジェネレータとして機能させた際の出力電圧が前記レギュレート電圧に達すると、前記パワーＦＥＴのうち、接地側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６を短絡させるようにしている。これにより、各ステータ巻線５３にショート電流が遅れ位相で流れ、ステータ５０内を通過する磁力線が減少し、隣接する永久磁石６２間を結ぶ漏れ磁束が増加するので、当該スタータ兼ジェネレータ装置１の被動トルクが減少して内燃機関Ｅの負荷が減少する。
【００４２】
すなわち、図２１に図１０の破線円内を拡大して示したように、隣接する永久磁石６２Ｓ，６２Ｎ間には、ロータヨーク６１の外側円周部６１７を経由する磁束Ｂ３と、ロータヨーク６１の補極部６１３を経由する磁束Ｂ４と、ロータヨーク６１の内側円周部６１６を通過する磁束Ｂ５と、ロータヨーク６１の内側円周部６１６、エアギャップおよびステータ突極５２Ｎを経由する磁束Ｂ６とが発生する。
【００４３】
上記したように、本実施形態によれば、アウターロータ６０のロータヨーク６１が各永久磁石６２間に補極部６１３を有する永久磁石式回転電動機において、各永久磁石６２とロータヨーク６１との間に空隙６１２（６１４）を設けたので、隣接する永久磁石間での漏れ磁束が減少し、アウターロータ６０とステータ５０との間のエアギャップ部を垂直に交差する磁束が増える。したがって、当該永久磁石式回転電動機をジェネレータとして機能させる際の被動トルクを増加させることなく、スタータモータとして機能させる際の駆動トルクを増大させることができる。
【００４４】
図１１は、本発明の第２実施形態であるロータヨーク６１ａの平面形状を示した図、図１２は、前記ロータヨーク６１ａの開口部６１１ａに永久磁石６２ａが挿貫された状態での部分拡大図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４５】
本実施形態では、ロータヨーク６１ａの開口部６１１ａが略台形状であり、当該開口部６１１ａ内に断面が長方形状の永久磁石６２ａが挿貫されている。この結果、永久磁石６２ａの円周方向に沿った両側部には、隣接する永久磁石６２ａ間での漏れ磁束を防止するための空隙６１２ａが形成され、各永久磁石６２ａの両端部におけるステータ側にも、円周方向の磁路を制限するための空隙６１４ａが形成されるので、前記と同様の効果が達成される。
【００４６】
図１３は、本発明の第３実施形態であるロータヨーク６１ｂの平面形状を示した図、図１４は、前記ロータヨーク６１ｂの開口部６１１ｂに永久磁石６２ｂが挿貫された状態での部分拡大図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４７】
本実施形態では、ロータヨーク６１ｂの開口部６１１ｂが異形の太鼓状であり、当該開口部６１１ｂ内に断面が太鼓状の永久磁石６２ｂが挿貫されている。この結果、永久磁石６２ｂの円周方向に沿った両側部には、隣接する永久磁石６２ｂ間での漏れ磁束を防止するための空隙６１２ｂが形成され、各永久磁石６２ｂの両端部におけるステータ側にも、円周方向の磁路を制限するための空隙６１４ｂが形成されるので、前記と同様の効果が達成される。
【００４８】
図１５は、本発明の第４実施形態であるロータヨーク６１ｃの平面形状を示した図、図１６は、前記ロータヨーク６１ｃの開口部６１１ｃに永久磁石６２ｃが挿貫された状態での部分拡大図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４９】
本実施形態では、ロータヨーク６１ｃの開口部６１１ｃが太鼓状部の両側に切欠を設けた異形状であり、当該開口部６１１ｃ内に断面が太鼓状の永久磁石６２ｃが挿貫されている。この結果、永久磁石６２ｃの円周方向に沿った両側部には、隣接する永久磁石６２ｃ間での漏れ磁束を防止するための空隙６１２ｃが形成され、各永久磁石６２ｃの両端部におけるステータ側にも、円周方向の磁路を制限するための空隙６１４ｃが形成されるので、前記と同様の効果が達成される。
【００５０】
図１７は、本発明の第５実施形態であるロータヨーク６１ｄの平面形状を示した図、図１８は、前記ロータヨーク６１ｄの開口部６１１ｄに永久磁石６２ｄが挿貫された状態での部分拡大図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００５１】
本実施形態では、ロータヨーク６１ｄの開口部６１１ｄが異形の太鼓状であり、当該開口部６１１ｄ内に断面が太鼓状の永久磁石６２ｄが挿貫されている。この結果、永久磁石６２ｄの円周方向に沿った両側部には、隣接する永久磁石６２ｄ間での漏れ磁束を防止するための空隙６１２ｄが形成される。
【００５２】
さらに、前記開口部６１１ｄとは別に、各永久磁石６２ｄの両端部に相当するロータヨーク６１ｄの内周部に、円周方向の磁路を制限するための空隙６１４ｄが切欠き状に形成されているので、前記と同様の効果が達成される。
【００５３】
図１９は、本発明の第６実施形態であるロータヨーク６１ｅの平面形状を示した図、図２０は、前記ロータヨーク６１ｅの開口部６１１ｅに永久磁石６２ｅが挿貫された状態での部分拡大図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００５４】
本実施形態では、ロータヨーク６１ｅの開口部６１１ｅが異形の太鼓状であり、当該開口部６１１ｅ内に断面が太鼓状の永久磁石６２ｅが挿貫されている。この結果、永久磁石６２ｅの円周方向に沿った両側部には、隣接する永久磁石６２ｅ間での漏れ磁束を防止するための空隙６１２ｅが形成され、各永久磁石６２ｅの両端部におけるステータ側にも、円周方向の磁路を制限するための空隙６１４ｅが形成されるので、前記と同様の効果が達成される。
【００５５】
なお、上記した各実施形態では、本発明を外転型の回転電機へ適用した場合を例にして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、ステータの内側でロータが回転する内転型の回転電機にも同様に適用できる。
【００５６】
図２３は、本発明の第７実施形態である内転型電機への適用例を示した平面図であり、略円筒形状のステータ９０と、当該ステータ９０の内側で回転する略円柱形状のロータ８０とから構成されている。前記ロータ８０およびステータ９０はいずれも、ケイ素鋼板（薄板）を積層して構成される。
【００５７】
前記ステータ９０のステータ突極９１には、それぞれステータ巻線９２が巻回されている。 前記ロータ８０には、断面が略円弧状であって、ネオジ系材料で構成された永久磁石８５を軸方向に挿入される開口部８１１が、円周方向に３０度間隔で１２個形成されている。各永久磁石８２は、回転中心に向かって凸となるように配置されている。隣接する各開口部８１１の間は補極部８１３として機能する。
【００５８】
本実施形態でも、前記開口部８１１の形状と永久磁石８５の断面形状とが同一ではなく、前記開口部８１１に前記永久磁石８５が挿入された状態では、各永久磁石８５の円周方向に沿った両側部に空隙８１２が形成されている。
【００５９】
このような構成によれば、当該スタータ兼ジェネレータ装置１をスタータモータとして機能させる際、前記制御ユニット４０を介してバッテリ４２から各ステータ巻線９２へ励磁電流を供給すると、図２４に拡大して示したように、Ｎ極に励磁されたステータ突極９１（Ｎ）から発生した磁力線がＳ極永久磁石８２Ｓのステータ側表面から裏面へ抜け、その多くは補極部８１３を経由し、隣接するＳ極に励磁されたステータ突極９１（Ｓ）を経由して、前記Ｎ極に励磁されたステータ突極９１（Ｎ）へ戻る。
【００６０】
ここで、本実施形態では各永久磁石８２の円周方向に沿った両側部に空隙８１２が形成されており、各永久磁石８２の側部から補極部８１３への漏れ磁束が減ぜられるので、磁力線の大部分は各永久磁石８２から補極部８１３を経由してステータ９０側へ達する。この結果、ロータ８０とステータ９０との間のエアギャップを通過する磁束の垂直成分が増えるので、前記空隙８１２を設けない場合に比べて駆動トルクを増加させることが可能になる。
【００６１】
一方、当該スタータ兼ジェネレータ装置１をジェネレータとして機能させる際は、各永久磁石８２から発生する磁束がステータ突極９１およびステータ９０のコア部と共に閉磁路を形成するので、ロータ８０の回転数に応じた発電電流をステータ巻線に発生させることができる。
【００６２】
さらに、永久磁石８２として磁力の強いネオジ系の磁石を採用し、かつ円弧状の永久磁石８２を回転中心に向かって凸となるように配置することにより、永久磁石の外側表面からステータ９０へ直接向かう磁力を減少させたので、ジェネレータとして機能させる際のフリクションを大幅に低減することができる。この場合でも、スタータとして機能させる際の駆動トルクは補極部８１３の作用により十分に確保できる。
【００６３】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、ロータが各永久磁石間に補極部を有する永久磁石式回転電動機において、各永久磁石とロータとの間に空隙を設けたので、隣接する永久磁石間での漏れ磁束が減少し、ロータとステータとの間のエアギャップ部を垂直に交差する磁束が増える。したがって、当該永久磁石式回転電動機をジェネレータとして機能させる際の被動トルクを増加させることなく、スタータモータとして機能させる際の駆動トルクを増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の永久磁石式回転電動機をスタータ兼ジェネレータ装置に適用したスクータ型自動二輪車の全体側面図である。
【図２】  図１のスイングユニットのクランク軸に沿った断面図である。
【図３】  スタータ兼ジェネレータ装置（永久磁石式回転電動機）の回転軸（クランク軸）に垂直な面での一部破断平面図である。
【図４】  図３の側面断面図である。
【図５】  ロータヨークの平面図である。
【図６】  ロータヨークの側面図である。
【図７】  ロータヨークの部分拡大図である。
【図８】  スタータ兼ジェネレータ装置の制御系のブロック図である。
【図９】  ロータヨークに設けた空隙部の機能（電動時）を説明するための図である。
【図１０】  ロータヨークに設けた空隙部の機能（発電時）を説明するための図である。
【図１１】  本発明の第２実施形態であるロータヨークの平面形状を示した図である。
【図１２】  図１１の開口部に永久磁石が挿貫された状態での部分拡大図である。
【図１３】  本発明の第３実施形態であるロータヨークの平面形状を示した図である。
【図１４】  図１３の開口部に永久磁石が挿貫された状態での部分拡大図である。
【図１５】  本発明の第４実施形態であるロータヨークの平面形状を示した図である。
【図１６】  図１５の開口部に永久磁石が挿貫された状態での部分拡大図である。
【図１７】  本発明の第５実施形態であるロータヨークの平面形状を示した図である。
【図１８】  図１７の開口部に永久磁石が挿貫された状態での部分拡大図である。
【図１９】  本発明の第６実施形態であるロータヨークの平面形状を示した図である。
【図２０】  図１９の開口部に永久磁石が挿貫された状態での部分拡大図である。
【図２１】  図９の部分拡大図である。
【図２２】  図１０の部分拡大図である。
【図２３】  本発明の第７実施形態の平面形状を示した図である。
【図２４】  図２３の部分拡大図である。
【符号の説明】
１…スタータ兼ジェネレータ装置，５０…ステータ，５１…ステータコア，５２…ステータ突極，５３…ステータ巻線，６０…アウターロータ，６１…ロータヨーク，６２（６２Ｎ，６２Ｓ），８２（８２Ｎ，８２Ｓ）永久磁石…，６３…ロータケース，７１…保護カバー，８０…ロータ、９０…ステータ、２０１…クランク軸，６１１…開口部，６１２…第１空隙，６１３…補極部，６１４…第２空隙
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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