(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ字形状のティース部を有する固定子鉄心と前記ティース部の周りに巻装されたコイルとを有する固定子と、
有底筒状に形成されたロータヨークと前記ロータヨークの内周面に周回り方向に隣接して固定された複数のマグネットとを有し、前記固定子の周りを回転する回転子と、
前記回転子の回転位置を検出する検出センサとを有する始動発電機において、
前記複数のマグネットのうち一つのマグネットは、
隣接するマグネットの磁極と異なる磁極で形成された第一磁極部と、
該第一磁極部の軸方向の一端部に、隣接するマグネットの磁極と同じ磁極で形成された第二磁極部とを有し、
前記検出センサは、複数のセンサ素子を有しており、
前記複数のセンサ素子のうち一つのセンサ素子は、
各マグネットの軸方向一端部側の磁束の切り替りを検出し、
他のセンサ素子は、
各マグネットの軸方向他端部側の磁束の切り替りを検出するように構成したことを特徴とする始動発電機。
【請求項２】
一つのマグネットに形成される第一、第二磁極部は、一体形成されるものとし、第二磁極部は、回転子の開口部側に位置して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の始動発電機。
【請求項３】
第二磁極部の軸方向の長さは、
第一磁極部の軸方向の長さより短く、かつ、少なくとも２ｍｍの長さを有して形成されていることを特徴とする請求項１または２項に記載の始動発電機。
【請求項４】
検出センサは、
複数のセンサ素子と、
各センサ素子が電気的に接続される基盤と、
該基盤を収容する凹溝状の基盤収容部と前記基盤収容部の溝底片から延出し各センサ素子がそれぞれ収容されるセンサ保持部と基盤収容部の溝側片から径方向に延出し固定子鉄心に固定される固定部とを有するケース体とを有し、
各センサ保持部は、
隣接するティース部の間に設置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の始動発電機。
【請求項５】
ティース部には、センサ保持部が収容可能な切欠き部が形成されており、前記センサ保持部は、前記切欠き部内に挿入されていることを特徴とする請求項４に記載の始動発電機。
【請求項６】
検知センサは、
各センサ保持部にそれぞれ保持されるセンサ素子のうち、マグネットの軸方向一端部側の磁束の切り替りを検出する一つのセンサ素子は、
固定子鉄心の軸方向一端部よりも一端側に位置するように保持され、
各マグネットの軸方向他端部側の磁束の切り替りを検出する複数のセンサ素子は、
固定子鉄心に径方向に対向する部位に位置して保持されていることを特徴とする請求項４または５に記載の始動発電機。
【請求項７】
各マグネットの軸方向一端部側の磁束の切り替りを検出する一つのセンサ素子は、
ケース体に設けられる周回り方向に隣接する複数のセンサ保持部のうち、回転子の回転方向に対して回転方向基端側の端部に位置するセンサ保持部に収容されていることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の始動発電機。
【請求項８】
ケース体に形成される複数のセンサ保持部には、
ティース部から外径側に抜出すのを防止する第一リブと、
ティース部の内径側に倒れ込むのを防止する第二リブとがそれぞれ形成されるものとし、
前記第二リブは外径側ほど周回り方向に延出する傾斜面を備えて構成され、
ティース部に形成される切欠き部には、第二リブの傾斜面に対向する面取り部が形成されていることを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の始動発電機。
【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始動発電機の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車のエンジンに設けられる始動発電機として、固定子と、固定子の周りを回転する回転子と、回転子の回転位置を検出する検出センサを備えたものが知られている。固定子は、Ｔ字形状に形成されたティース部を有する固定子鉄心と、ティース部の周りに巻装されたコイルとを有し、回転子は、有底筒状に形成されたロータヨークと、ロータヨークの内周面に周回り方向等間隔で配設された複数のフィールドマグネットとを有している。そして、回転子を構成するロータヨークはフライホイールとしても使用されている。特に、この始動発電機がエンジン始動装置（スタータモータ）として使用される場合においては、始動発電機が、ブラシレスモータとして作動するため、このブラシレスモータを駆動するモータドライバがこのブラシレスモータに接続され、モータドライバからのモータ駆動信号に基づいて、ブラシレスモータの固定子の各コイルに電流が供給され、回転子が回転する。モータドライバは、検出センサによって検出された回転子の回転位置信号に基づいてブラシレスモータを駆動するモータ駆動用信号を発生する。
回転検出センサは、回転子のロータヨークに設けられたセンサマグネットと、固定子に配設されたホールＩＣ等のセンサ素子によって構成され、センサ素子は、回転子の回転に伴って切り替わるセンサマグネットの磁束の切り替りを検出する。始動発電機がエンジン始動装置として使用される場合には、回転検出センサは、モータ駆動用信号を発生するための回転位置信号の他に、回転子の絶対的な位置情報信号をも検出する。この位置情報信号はエンジンの点火タイミング用信号を発生するために用いられる。
【０００３】
センサマグネットは、Ｓ極とＮ極とが交互に複数個着磁されたリング状の駆動用センサマグネットと、周回り方向一箇所にのみＮ極が着磁されたリング状の点火タイミング用センサマグネットとからなり、回転子のロータヨークに設けられたボス筒部上に、軸方向に互いに隣接して配設される。一方、固定子に設けられたケース体には、駆動用センサマグネットに対向する位置に駆動用センサ素子が配置され、点火タイミング用センサマグネットに対向する位置に点火タイミング用センサ素子が設けられている。
【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、前記従来のものでは、回転子のボス筒部に、駆動用センサマグネットと点火タイミング用センサマグネットの両者が軸方向に並んで設けられているので、これらセンサマグネットと、これに対応するセンサ素子とを、固定子に干渉しないように設けるためには、ボス筒部の筒長を長くしなければならない。さらに、駆動用センサマグネットは、回転子のロータヨークの内周面に設けられたフィールドマグネットの着磁位置に対応して着磁されるが、駆動用センサマグネットは小径であるため、フィールドマグネットに比べ精度よく着磁することが難しいという問題がある。駆動用センサマグネットの周回り方向の着磁位置の僅かなずれが、回転子の位置ずれとして影響するため、着磁位置がずれるとセンサ素子による回転位置信号や位置情報信号の検出が正確にできないという問題もあり、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、Ｔ字形状のティース部を有する固定子鉄心と前記ティース部の周りに巻装されたコイルとを有する固定子と、
有底筒状に形成されたロータヨークと前記ロータヨークの内周面に周回り方向に隣接して固定された複数のマグネットとを有し、前記固定子の周りを回転する回転子と、
前記回転子の回転位置を検出する検出センサとを有する始動発電機において、
前記複数のマグネットのうち一つのマグネットは、
隣接するマグネットの磁極と異なる磁極で形成された第一磁極部と、
該第一磁極部の軸方向の一端部に、隣接するマグネットの磁極と同じ磁極で形成された第二磁極部とを有し、
前記検出センサは、複数のセンサ素子を有しており、
前記複数のセンサ素子のうち一つのセンサ素子は、
各マグネットの軸方向一端部側の磁束の切り替りを検出し、
他のセンサ素子は、
各マグネットの軸方向他端部側の磁束の切り替りを検出するように構成したことを特徴とする始動発電機である。
請求項２の発明は、一つのマグネットに形成される第一、第二磁極部は、一体形成されるものとし、第二磁極部は、回転子の開口部側に位置して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の始動発電機である。
請求項３の発明は、第二磁極部の軸方向の長さは、
第一磁極部の軸方向の長さより短く、かつ、少なくとも２ｍｍの長さを有して形成されていることを特徴とする請求項１または２項に記載の始動発電機である。
請求項４の発明は、検出センサは、
複数のセンサ素子と、
各センサ素子が電気的に接続される基盤と、
該基盤を収容する凹溝状の基盤収容部と前記基盤収容部の溝底片から延出し各センサ素子がそれぞれ収容されるセンサ保持部と基盤収容部の溝側片から径方向に延出し固定子鉄心に固定される固定部とを有するケース体とを有し、
各センサ保持部は、
隣接するティース部の間に設置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の始動発電機である。
請求項５の発明は、ティース部には、センサ保持部が収容可能な切欠き部が形成されており、前記センサ保持部は、前記切欠き部内に挿入されていることを特徴とする請求項４に記載の始動発電機である。
請求項６の発明は、検知センサは、
各センサ保持部にそれぞれ保持されるセンサ素子のうち、マグネットの軸方向一端部側の磁束の切り替りを検出する一つのセンサ素子は、
固定子鉄心の軸方向一端部よりも一端側に位置するように保持され、
各マグネットの軸方向他端部側の磁束の切り替りを検出する複数のセンサ素子は、
固定子鉄心に径方向に対向する部位に位置して保持されていることを特徴とする請求項４または５に記載の始動発電機である。
請求項７の発明は、各マグネットの軸方向一端部側の磁束の切り替りを検出する一つのセンサ素子は、
ケース体に設けられる周回り方向に隣接する複数のセンサ保持部のうち、回転子の回転方向に対して回転方向基端側の端部に位置するセンサ保持部に収容されていることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の始動発電機である。
請求項８の発明は、ケース体に形成される複数のセンサ保持部には、
ティース部から外径側に抜出すのを防止する第一リブと、
ティース部の内径側に倒れ込むのを防止する第二リブとがそれぞれ形成されるものとし、
前記第二リブは外径側ほど周回り方向に延出する傾斜面を備えて構成され、
ティース部に形成される切欠き部には、第二リブの傾斜面に対向する面取り部が形成されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の始動発電機である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、高い検出精度で、正確な回転検出を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、正確な回転検出をすることが可能となる。
請求項２の発明とすることにより、設計の自由度、組付け性の向上を図ることができる。
請求項３の発明とすることにより、回転子の回転位置検出を確実に行うことができる。
請求項４の発明とすることにより、コンパクト化を損なうことがなく、構成の簡略化、組込み作業の簡略化を果せ、しかも、コイルに通電されたときの影響を小さくすることができる。
請求項５の発明とすることにより、さらなるコンパクト化が図れるうえ精度の高い検出を行なうことができる。
請求項６の発明とすることにより、励磁するコイルの影響が低減され、一層精度の高い回転位置検出を行うことができる。
請求項７の発明とすることにより、ケース体のコンパクト化を図ることができる。
請求項８の発明とすることにより、センサ保持部の固定子に対する安定性が向上し、一層精度よく回転位置検出を行うことができる。
【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、始動発電機であって、自動二輪のエンジン２を構成する駆動軸２ａに連結される。始動発電機１は、エンジン２の始動時において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。
始動発電機１は、エンジン２に固定された固定子４と、エンジン２の駆動軸２ａに固定され、固定子４の周りを回転する回転子３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】
回転子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ロータロータヨーク５を備えて構成されており、ロータヨーク５は、底片部５ａと、底片部５ａから一端側に延出する筒片部５ｂと、底片部５ａの軸芯部から筒片部５ｂに沿って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。そして、ロータヨーク５の筒片部５ｂの内周面にはマグネット６が配設され、これら複数のマグネット６は、複数対のＮ極、Ｓ極が周回り方向に交互に隣接する状態で配設されている。尚、複数対のマグネット６は、ロータヨーク５の筒片部５ｂの内周面に固定されるリング状のマグネットホルダ６ａ上に置かれている。
【０００９】
固定子４は、複数枚のコア材７を積層して形成される固定子鉄心ＳＣを用いて構成されている。コア材７は、貫通孔７ａが開設された円板状の本体部７ｂの外周縁部から、所定間隙をあけて放射方向に突出する複数のティース部７ｃを備えている。ティース部７ｃは、本体部７ｂの外周縁部から突出する脚片７ｄと、脚片７ｄの先端部の周回り方向外方に突出して形成された爪片７ｅとによりＴ字形状に形成されている。そして、固定子４は、固定子鉄心ＳＣを構成する各ティース部７ｃの脚片７ｄに、巻線８ａを巻装することにより形成された複数のコイル８を有している。
【００１０】
固定子４は、スルーボルト７ｇにより、エンジン２のケース体２ｂに固定されており、固定子４のコア材７の本体部７ｂには貫通孔７ａが形成されている。エンジン２の駆動軸２ａは、貫通孔７ａを貫通して固定子４から突出している。回転子３のロータヨーク５の底片部５ａには、ボス筒部５ｃが形成され、エンジン２の駆動軸２ａは、ボス筒部５ｃに挿入される。ボス筒部５ｃが駆動軸２ａに固定され、エンジン２の駆動軸２ａの回転に伴って回転子３は回転する。
固定子４をエンジン２のケース体２ｂに固定し、この後、回転子３を構成するロータヨーク５に固定子４を内嵌する状態で、エンジン２のケース体２ｂから突出する駆動軸２ａにボス筒部５ｃを回り止め状に外嵌させることでエンジン２への組込みがなされ、これによって、エンジン２の駆動軸２ａと回転子３とが一体回転するように構成されている。回転子３のロータヨーク５の筒片部５ｂの内周面にはマグネット６が配設され、マグネット６は、固定子４のコア材７に対向して配置されている。また、固定子４のコア材７には、後述するように、センサ素子（ホールＩＣ）１０、１１、１２が設けられている。センサ素子１０、１１、１２は、回転子３の回転に伴い、ロータヨーク５に固定されたマグネット６が発生する磁束の変化を検出し、回転子３の回転位置信号を発生する。
【００１１】
このように構成された始動発電機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、固定子４の各コイル８に電流が供給されることによりブラシレスモータとして機能し、回転子３が回転する。回転子３が回転すると、エンジン２の駆動軸２ａが回転し、エンジン２が始動する。従って、始動発電機１は、エンジン２を始動するスタータを構成する。そして、エンジン２が始動した後は、エンジン２の駆動軸２ａの回転に伴って、マグネット６を有する回転子３が固定子４の外周を回転し、固定子４のティース部７ｃに巻装された各コイル８には誘導起電力が発生する。これによって、始動発電機１は発電機として機能する。
【００１２】
そして、制御部には、固定子４に固定された検出センサユニット９が信号線を介して接続され、検出センサユニット（本発明の検出センサに相当する）９が発生する回転位置信号が供給されている。検出センサユニット９は、回転子３の回転に伴って変化するマグネット６の磁束の切り替りを検出し、回転子３の回転に伴うマグネット６の磁束の切り替りを表す回転位置信号を発生する。検出センサユニット９には、前記センサ素子１０、１１、１２を有して構成されている。
【００１３】
一方、図８（Ａ）に示すように、回転子３の内周面には、周回り方向に複数対配されるＮ極とＳ極とからなるマグネット６が配置されているが、任意の箇所に設けられた一つのマグネット６ｂは、二段着磁することにより、Ｓ極に着磁された第一磁極部６ｃと、Ｎ極に着磁された第二磁極部６ｄを有している。第一磁極部６ｃは、マグネット６ｂの大部分を占めており、隣接するマグネット６の磁極Ｎとは、異なるＳ極に着磁されている。第二磁極部６ｄは、回転子３の開口側、即ち、エンジン２に近いマグネット６の一端部に形成されており、隣接するマグネット６の磁極Ｎ極と同一の磁極Ｎ極に着磁されている。ここで、前記第二磁極部６ｄの軸方向の長さは、センサ素子が磁束の切り替りを検出できる長さであればよく、少なくとも２ｍｍよりも長ければよい。なお、本実施の形態では、前記第二磁極部６ｄの軸方向の長さは、２〜４ｍｍの範囲の長さで形成されている。これに対し、第一磁極部６ｃの軸方向の長さは、第二磁極部６ｄの軸方向の長さよりも充分長く設定されており、本実施の形態では、第一磁極部６ｃの長さのおよそ八倍の長さに設定されている。
従って、第二磁極部６ｄが形成された高さにおける周回り方向のマグネット６の磁極の配列状態は、周回り方向の一ヶ所において、Ｎ極の磁極が三個隣接して配置されている。該部位が同極隣接部６ｅとなっている。
これに対し、第一磁極部６ｃが形成された高さにおいては、マグネット６の周回り方向の配列状態は、Ｓ極とＮ極が交互に配置されている。
そして、検出センサユニットは、第一磁極部６ｃの高さに配置された第一、第二、第三ホールＩＣ（センサ素子）１０、１１、１２と、第二磁極部６ｄの高さに配置された第四ホールＩＣ１３とを有している。第四ホールＩＣ１３は、マグネット６ｂの一端部に形成された第二磁極部６ｄの高さにおける磁束の切り替りを検出することにより、回転子３の絶対位置を検出し、絶対位置情報信号を制御部に供給する。
第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２は、マグネット６ｂを含む各マグネット６の磁束の切り替りを検出し、回転位置信号を制御部に供給する。
制御部は、第四ホールＩＣ１３から出力された絶対位置情報信号と第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２から出力された回転位置信号に基づいて、エンジン２を点火する点火タイミング信号を発生する。
即ち、第四ホールＩＣ１３によって出力された絶対位置情報信号がゲート信号となり、エンジン２の点火可能範囲が選択され、ゲート信号である絶対位置情報信号によって選択された第二ホールＩＣ１１の信号の立ち上がりのタイミングで、制御部は点火タイミング信号を発生する。
【００１４】
始動発電機１は、三相交流式のブラシレスモータとして構成されており、このため、モータ駆動用信号を得るためのセンサ素子としては、Ｕ、Ｗ、Ｖの各相に対応する三つの第一、第二、第三ホールＩＣ１０、１１、１２が用いられ、点火タイミング信号を得るためのセンサ素子としては第四ホールＩＣ１３と第二ホールＩＣ１１が用いられるように構成されている。そして、これら第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、本発明における実施の形態では、ケース体１４に収容され、ユニット化された検出センサユニット９を構成している。検出センサユニット９は、固定子４に固定され、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、それぞれマグネット６に対して近接した状態で配設されている。
【００１５】
つぎに、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３が組込まれる検出センサユニット９について、図１により説明する。図１は、本発明による始動発電機１の断面図である。検出センサユニット９のケース体１４は、周回り方向に隣接して配置された五つのティース部７ｃに対向して円弧形状に形成されており、ティース部７ｃの外径と略同径に形成された外径側片１４ａと、ティース脚片７ｄの内径と略同径に形成された内径側片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、固定子４の軸方向の側部に沿って配設された溝底片１４ｄとにより形成され、軸方向一端側が開口する円弧状の凹溝状体となっている。
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センサ保持部となるホルダ片１４ｅが、同形状で、周回り方向に隣接して突出形成される。これら各ホルダ片１４ｅは、後述するように、隣接するティース部７ｃの外径側部位に形成される隙間にそれぞれ嵌入されている。
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）ほど細くなる先端先細状に傾斜して形成されている。
【００１６】
そして、ホルダ片１４ｅの支持溝１４ｆ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ている。第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、回転子３の回転方向に位置する支持溝１４ｆから順次各ホルダ片１４ｅに組込まれ、回転方向の逆方向（回転方向基端側）に位置する支持溝１４ｆには第四ホールＩＣ１３が組込まれている。
また、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ており、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を備えている。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。各支持片１５ｂのうち、回転子３の回転方向の逆方向に位置する支持片１５ｃの長さは、他の支持片１５ｂの長さよりも短く形成されており、支持片１５ｂに第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２が支持され、支持片１５ｃに第四ホールＩＣ１３が支持されている。
ここで、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、それぞれセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａと端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂとを備えている。
一方、センサホルダ平板部１５ａには、貫通孔１５ｄが開設され、各支持片１５ｂ、１５ｃの基端部は、貫通孔１５ｄに臨んで、センサホルダ平板部１５ａに固定されている。そして、各第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、各支持片１５ｂ、１５ｃにセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａが支持され、端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが貫通孔１５ｄから軸方向一端部側に引出された状態でセンサホルダ１５に組込まれている。引出された端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、平板部１４ａの軸方向一端側面に固定された基盤１６に接続されている。
【００１７】
そして、センサホルダ１５に支持され、基盤１６に接続された状態の第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３が、ケース体１４に組込まれ、検出センサユニット９が構成される。第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３のセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａは、支持片１５ｂ、１５ｃとともにケース体支持溝１４ｆの溝奥側に挿し込まれ、支持溝１４ｆの外径に沿って誘導され、かつ、先細状の支持溝１４ｆにそれぞれガタつきのない状態で支持されている。そして、端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが接続された基盤１６は、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、基盤１６から引き出されるリード線１６ａは、ケース体１４の溝開口を経由して内径側片１４ｂに形成された複数の案内溝１４ｇに案内され、始動発電機１の外部に設けられる制御部に向けて引き出されている。そして、前記検出センサユニット９において、支持片１５ｂに支持された第一〜第三ホールＩＣのセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａは、ケース体支持溝１４ｆの溝奥側に位置しており、マグネット６の端部からあらかじめ決められた距離だけ離れた位置において生じる磁束の切り替りを検出し、支持片１５ｃに支持された第四ホールＩＣのセンサ部１３ａは、支持溝１４ｆの溝奥よりも開口側に偏寄した位置に配置されており、マグネット６の軸方向の一端部において発生する磁束の切り替りを検出する。
【００１８】
このように構成された検出センサユニット９は、ホルダ片１４ｅが固定子４の隣接するティース部７ｃの間に形成された隙間に差し込まれている。検出センサユニット９が組込まれる部位の固定子４の固定子鉄心ＳＣには、軸方向の端部に位置する複数枚のコア材７において、周回り方向に隣接するティース部７ｃの一部が切欠かれて、切欠き部７ｆが形成されており、それぞれの切欠き部７ｆの間には、ホルダ片１４ｅが嵌入可能となる。
これに対し、各ホルダ片１４ｅには、軸方向に第一、第二段差部１４ｈ、１４ｉが形成されており、第二段差部１４ｉは、各ホルダ片１４ｅ先端部の両側においてその幅が、第一段差部１４ｈの幅よりも小さく形成されており、各ホルダ片１４ｅの先端中央部には外径側に突出する膨出部１４ｊが形成されている。因みに、ホルダ片１４ｅは、第一、第二段差部１４ｈ、１４ｉの幅が切欠き部７ｆの幅と略同じ長さとなり、膨出部１４ｊの幅は、隣接するティース部７ｃの爪片７ｅの間隔と略同じ長さとなる。
【００１９】
そして、図１、２に示すように、各ホルダ片１４ｅの外径側面１４ｋが、固定子４の爪片７ｅの外径側部に位置合わせされ、ホルダ片１４ｅの先端部が切欠き部７ｆに挿し込まれて、検出センサユニット９は、固定子４に組込まれている。この状態において、図８に示すように、ホルダ片１４ｅの第二段差部１４ｉが爪片７ｅに突き当たるまで切欠き部７ｆに嵌入されることにより、ホルダ片１４ｅは、切欠き部７ｆのあいだに挟持され、膨出部１４ｊは、切欠き部７ｆが形成されていない爪片７ｅ同士のあいだに保持されており、検出センサユニット９は安定した状態で固定子４に保持されている。
また、この状態とすることにより、各第一〜第四ホールＩＣセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａは、固定子４のティース部７ｃの間に位置し、しかも、爪片７ｅの端部の位置よりも内側のティース部７ｃの間に配設されている。これによって、従来のように、始動発電機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、各ティース部７ｃに巻装されたコイル８が励磁されたときに発生する磁束が、各第一〜第四ホールＩＣセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａに対して与える影響を小さくすることができる。尚、溝底片１４ｄには、取付けプレート７が連結されており、該取付けプレート１７が、コア材７のリング状のリング状の本体部７ｂに螺子１７ａを用いて螺合されることにより、検出センサユニット９は、固定子４に固定されている。
【００２０】
制御部は、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２からの回転位置信号に基づいてモータ駆動用信号を発生し、回転子３を回転駆動させるべく固定子４のコイル８に電流を供給する。
そして、制御部は、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２から出力される回転位置信号と、第四ホールＩＣ１３から出力される位置情報信号に基づき、エンジン２の点火タイミング用信号を発生し、エンジン２を点火する。
因みに、各ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、マグネット６の磁束がＮ極に切り替わることにより回転検出信号を出力するように構成されており、制御部は、図１０に示すように、軸方向一端部に位置するマグネット６に対向する第四ホールＩＣ１３が第二磁極部（Ｎ極）６ｄに対向した位置で発生する位置情報信号と回転位置信号とを論理演算して、エンジン２の点火タイミング用信号を発生する。
即ち、制御部は、Ｗ相に対応する第二ホールＩＣ１１が発生する回転位置信号の立ち上がりのタイミングでエンジン２を点火する点火タイミング用信号を発生する。尚、点火のタイミングは、前記制御状態に限定されることはなく、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２の回転位置信号の何れかの出力状態（立ち上がり、または、立ち下がり）を選択して設定することで適宜調整することが可能である。
【００２１】
ここで、固定子４のティース部７ｃは周回り方向に１８個形成されており、隣接するティース部７ｃは、二十度の角度間隔で形成されているため、ケース体１４に形成される保持片１４ｅは、最小で二十度の角度間隔を存して形成されることになる。
制御部は、モータ駆動制御を行うために、Ｕ、Ｗ、Ｖ相のコイルの位相差に基づいて、マグネット６の磁束の切り替りを検出したホールＩＣ１０、１１、１２、１３から出力される検出信号を得なければならない。そのため、ホールＩＣから出力される検出信号が各相の位相差を持って出力されるように、各ホールＩＣは順次ずれるように配置されている。このため、図８（Ａ）に示すように、三相交流のＵ、Ｗ、Ｖの各相に対応する第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２は、回転子３（ロータヨーク５）の回転方向先側に位置するホルダ片１４ｅから順次保持されている。
第四ホールＩＣ１３を第三ホールＩＣ１２に隣接して保持させることにより、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、二十度の角度間隔で配置された状態で、前述したように検出信号を出力することができ、このようにすることにより、検出センサユニット９（ケース体１４）の小型化を図るようにしている。
【００２２】
叙述の如く構成された本形態において、始動発電機１をスタータモータとして機能させる場合に、回転子３の回転を検出する検出手段を構成する被検出体として回転子３の内周面に設けられるマグネット６を用いる構成としたので、強い磁束のマグネット６に基づいて磁束の切り替りを検出することができ、高い検出精度で検出することが可能となる。しかも、マグネット６のうち、一つのマグネット６ｂは、軸方向の一端部にＮ極が着磁された第二磁極部６ｄと、軸方向の他端部にＳ極が着磁された第一磁極部６ｃとを有しているため、マグネット６の軸方向の一端部の周回り方向一ヶ所には同極隣接部６ｅが形成される。そのため、検出センサユニット９（第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３）が、ロータヨーク５の内周面に配設されたマグネット６の磁束の切り替りを検出するため、制御部は回転子３の回転位置を検出することができる。
始動発電機１をスタータモータとして機能させる場合に、回転子３の回転位置に基づいて、検出信号を検出センサユニット９が出力する。ロータヨーク５の内周面に配設されたマグネット６は、被検出体として用いられる。
この結果、従来のように、回転子を構成するロータヨークのボス筒部に、モータ駆動用のセンサマグネットや、点火タイミング用のセンサマグネットを設ける必要がなくなり、これらセンサマグネットを設けることに基づく不具合、例えば、ボス筒部が長くなってコンパクト化が損なわれること、センサマグネットと界磁とが位置ズレすること等の問題を全て解消することができるうえ、始動発電機１の構造の簡略化を図ることができ、しかも、正確な回転検出をすることが可能となる。
【００２３】
そのうえ、このものでは、周回り方向一箇所のマグネット６ｂの軸方向の一端部には、Ｓ極が形成され、軸方向の他端部には、Ｎ極が形成されている。このように二段着磁することにより、センサマグネットを新たに追加することなく、点火タイミング用信号を生成することができるため、容易に製造が可能となる。しかも、全てのマグネット６を同一の形状にできるため、構成の簡略化を図れるうえ、マグネット６の着磁の位置を自由に設定することができて、設計の自由度を向上させることも可能となる。また、第二磁極部６ｄがロータヨーク５の開口側に設けられているため、検出センサユニット９をロータヨーク５の開口側に配設することができ、検出センサユニット９の組付け性が向上する。
【００２４】
また、第二磁極部６ｄの長さは、第四ホールＩＣ１３による検出が可能な最小の長さに設定されており、第一磁極部６ｃの長さは、第二磁極部６ｄの長さよりも充分長く設定されている。そのため、検出センサユニット９は、第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２によるマグネット６の磁束の切り替りを確実に検出することができる。
【００２５】
さらに、マグネット６の磁束の切り替りを検出する第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、検出センサユニット９のケース体１４に収容されており、ケース体１４に収容された第一〜第四ホールＩＣのセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａは、支持溝１４ｆを介してホルダ片１４ｅに挿入される。ケース体１４のホルダ片１４ｅは、固定子４を構成するコア材７のティース部７ｃの間に挿し込まれているため、第一〜第四ホールＩＣのセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａをマグネット６に近接させた状態でマグネット６の磁束の切り替りを検出することができる。検出センサユニット９は、固定子４に設けられているためコンパクト化を損なうことなく、構成の簡略化、組込み作業の簡略化を果すことができ、コイル８に通電されたときに発生する磁界が、第一〜第四ホールＩＣセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａに与える影響を小さくすることができる。
【００２６】
そのうえ、検出センサユニット９のホルダ片１４ｅは、切欠き部７ｆが形成された固定子４のティース部７ｃに対して軸方向に差し込むようにして設けられる。そのため、検出センサユニット９は、安定した状態で固定子４に設けられるため、検出精度を高めることができるうえ、始動発電機１が、軸方向に大きくなることがなく、コンパクト化を損なうことを防止できる。しかも、検出センサユニット９は、ホルダ片１４ｅをティース部７ｃの外径縁部と略面一状に設けることができて、第一〜第四ホールＩＣセンサ部１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａをマグネット６に近付けることができるにもかかわらず、コイル８の励磁による影響が少ない位置に配設することができて、精度の高い検出を行なうことができる。
【００２７】
また、このものにおいて、ケース体１４のホルダ片１４ｅに収容される第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３のうち、検出信号を検出する第四ホールＩＣ１３は、回転子３の回転方向基端側の端部に設けられているため、検出信号を出力する第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２を同じ角度間隔で配設することができ、ケース体１４のコンパクト化を図ることができる。
【００２８】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、図１１、１２、１３に示す第二の実施の形態のようにすることもできる。
前記第二の実施の形態において、検出センサユニットの構成、即ち、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を保持するケース体１８の構成と、該ケース体１８を固定子１９に固定する構成に新たな発明が実施されており、これらを除く構成であって、複数のマグネットのうち、一つのマグネットを二段着磁して第一磁極部の軸方向一端部に第二磁極部を形成し、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３を用いてマグネットの軸方向基端部と一端部とにおける磁束の切り替りを検出することにより、検出信号を制御部に出力するように構成されていること等の基本構成は、前記第一の実施の形態と同様の構成となっている。
【００２９】
第二の実施の形態のケース体１８は、前記第一の実施の形態のケース体１４と同様に、外径側片１８ａと、内径側片１８ｂと、これら内、外径側片１８ａ、１８ｂとを連結する周回り方向に対向する一対の側片１８ｃと、溝底片１８ｄとを有し、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１８ｄの外径側部位から軸方向他端側に向けて突出する周回り方向に隣接する四つのホルダ片（センサ保持部）１８ｅには、支持溝１８ｆが形成されており、予めセンサホルダ２０に支持された第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、前記第一の実施の形態と同様の配設状態でそれぞれ組込まれている。
さらに、ケース体１８の溝底片１８ｄには、内径側部位に位置して複数（本実施の形態では六個）の貫通孔１８ｇが形成されており、ケース体１８の内径側片１８ｂの溝外側の面には、周回り方向中間部の位置にリード線ホルダ１８ｈが一体形成されている。第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３の端子部１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが接続される基盤２１から引出されたリード線は、貫通孔１８ｇを通って、溝底片１８ｄの溝外側に引き出され、リード線ホルダ１８ｈにより集束して固定子１９の一端側に沿って外部に引出されている。
【００３０】
一方、固定子１９の固定子鉄心２２のティース部２２ａの周回り方向に隣接する四つの爪片２２ｂには、切欠き部２２ｃが形成されており、切欠き部２２ｃには、ケース体１８が組込まれる。ケース体１８の各ホルダ片１８ｅには、二つの第一、第二段差部１８ｉ、１８ｊが形成されており、第一段差部１８ｉは、ティース部２２ａの上に配置され、第二段差部１８ｊは、切欠き部２２ｃのなかに配置されている。各ホルダ片１８ｅの第二段差部１８ｊに連なって、中央部に突出する膨出部１８ｋと、膨出部１８ｋの両側に一対の第一リブ１８ｍが形成されている。膨出部１８ｋは、ティース部２２ａの爪片２２ｂの間に配置され、一対の第一リブ１８ｍは、爪片２２ｂの裏面に接して配置されている。すなわち、各ホルダ片１８ｅの外径側面１８ｎが、固定子１９の爪片２２ｂの外径に位置合わせされ、ホルダ片１８ｅの第二段差部１８ｊがティース部２２ａの爪片２２ｂの切欠き部２２ｃに挿し込まれる。そして、ホルダ片１８ｅの第二段差部１８ｊが切欠き部２２ｃの形成されていない爪片２２ｂに突きあたるまで嵌入されることにより、ホルダ片１８ｅの第二段差部１８ｊが切欠き部２２ｃの間に挟持される。さらに、膨出部１８ｋが周回り方向に隣接する爪片２２ｂ同士の間に保持されるとともに、第一リブ１８ｍの外径側面１８ｐが爪片２２ｂの内径側縁部に突当てられて、ケース体１８が固定子１９に安定した状態で保持される。
本実施の形態のホルダ片１８ｅは、第一の実施の形態に置けるホルダ片１４ｅよりも筒軸方向に長く形成されており、固定子１９への保持状態が一層安定した状態となる。
【００３１】
さらに、各ホルダ片１８ｅには、第一段差部１８ｉと第二段差部１８ｊとの間の周回り方向両端縁部の外径側面１８ｎに沿って、第二リブ１８ｑが周回り方向外方に突出形成されている。前記第二リブ１８ｑの内径側面１８ｒには、周回り方向外方に突出する傾斜面が形成されており、固定子１９の爪片２２ｂに形成された切欠き部２２ｃの外径側部位には、前記第二リブ１８ｑの内径側面１８ｒに対向して傾斜状の面取り部２２ｄが形成されている。そして、各ホルダ片１８ｅは、切欠き部２２ｃの面取り部２２ｄと第二リブ１８ｑの内径側面１８ｒとが径方向に対向するように、固定子１９のティース部２２ａの間に組込まれている。
ここで、前記内径側面１８ｒの傾斜角度は、面取り部２２ｄの傾斜角度と異なっているため、容易にホルダ片１８ｅを切欠き部２２ｃに組込むことが可能となる。
前記組込み状態において、図１３（Ｂ）に示すように、第一リブ１８ｍは、爪片２２ｂの内径側縁部に突当たるように組込まれ、各ホルダ片１８ｅの外径側への倒れ込みを規制する。図１３（Ｃ）に示すように、第二リブ１８ｑは、爪片２２ｂの内径側の内径側面１８ｒが、切欠き部２２ｃの面取り部２２ｄに突当たるように組込まれ、各ホルダ片１８ｅの内径側への倒れ込みを規制する。これによって、各ホルダ片１８ｅは、それぞれ一層安定した状態で固定子１９に保持されている。
尚、１８ｓは、ケース体１８の内径側片１８ｂから内径側に延出形成される固定片であって、ケース体１８は、各ホルダ片１８ｅをティース部２２ａの間に保持させるとともに、固定片１８ｓが固定子１９の内径側部位に螺着するように構成されている。ケース体１８は、各ホルダ片１８ｅの第一、第二リブ１８ｍ、１８ｑによる倒れ込み規制と、固定片１８ｓによる固定とにより、固定子１９に対してガタつきのない安定した状態で、固定子１９に固定されている。
【００３２】
さらに、本実施の形態において、ケース体１８を固定子１９に組込んだ状態において、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、図１３（Ａ）に示すように、固定子１９（固定子鉄心２２）に対し、それぞれ次のような位置関係となるように設けられている。
第一〜第三ホールＩＣ１０、１１、１２は、センサ部１０ａ、１１ａ、１２ａが固定子鉄心２２に対し径方向に対向する部位、即ち、固定子鉄心２２の軸方向一端部の内側に位置するように設けられており、第四ホールＩＣ１３は、センサ部１３ａが固定子鉄心２２よりも一端側、即ち、固定子鉄心２２の軸方向一端部の外側に位置するように設けられている。これによって、第一〜第四ホールＩＣ１０、１１、１２、１３は、固定子１９に巻装されるコイルに通電がなされてコイルが励磁された状態であっても、コイルによる磁束の影響を少なくすることができる。特に、第四ホールＩＣ１３は、固定子鉄心２２の外側に配設されるため、検出精度の一層の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
第二の実施の形態のように構成することにより、検出センサユニットは、ロータヨークの内周面に配設されたマグネットの磁束の切り替りを検出することが可能となり、構成の簡略化を図れる。さらに、このものでは、ケース体１８は、固定子１９に一層安定した状態で固定されるため、検出センサユニットによるマグネット６の磁束の切り替りを検出する検出精度のさらなる向上を図ることが可能となり、信頼性の高い始動発電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】始動発電機の側面断面図である。
【図２】ホールＩＣの組込み前の検出センサユニットを取付けた状態の固定子の正面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれケース体の正面図、側面図、図３（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれケース体の側面図、背面図、斜視図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれセンサホルダの背面図、側面図、斜視図である。
【図６】検出センサユニットの固定子鉄心への組込み状態を説明する分解側面図である。
【図７】検出センサユニットの正面図である。
【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれマグネットに対するホールＩＣの対向状態を説明するパターン図、検出センサユニットを固定子鉄心に組込んだ状態を説明する一部断面側面図である。
【図９】検出センサユニットの断面図である。
【図１０】第一〜第四ホールＩＣの検出状態と、点火タイミング用信号の出力状態と、各相の波形との関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれケース体の正面図、側面図、図１１（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれケース体の側面図、背面図、斜視図である。
【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ検出センサユニットを固定子鉄心に組込んだ状態を説明する側面図、図１３（Ａ）のＸ−Ｘ断面図、図１３（Ａ）のＹ−Ｙ断面図
【符号の説明】
【００３５】
１    始動発電機
２    エンジン
２ａ    駆動軸
３    回転子
４    固定子
５    ヨーク
６    マグネット
６ｃ    第一磁極部
６ｄ    第二磁極部
７    コア材
７ｃ    ティース部
８    コイル
９    検出センサユニット
１０    第一ホールＩＣ
１４    ケース体
１５    センサホルダ
１６    基盤
【図１】
0005097654.tif 000002
【図２】
0005097654.tif 000003
【図３】
0005097654.tif 000004
【図４】
0005097654.tif 000005
【図５】
0005097654.tif 000006
【図６】
0005097654.tif 000007
【図７】
0005097654.tif 000008
【図８】
0005097654.tif 000009
【図９】
0005097654.tif 000010
【図１０】
0005097654.tif 000011
【図１１】
0005097654.tif 000012
【図１２】
0005097654.tif 000013
【図１３】
0005097654.tif 000014