CN105391267B - 检测传感器和起动发电机 - Google Patents

Abstract

提供一种检测传感器，该检测传感器连接到起动发电机。起动发电机包括：定子，该定子的多个齿沿着圆周方向布置，线圈缠绕于多个齿；和转子，该转子具有磁铁，该磁铁布置成面对定子的外周，并且该检测传感器用于检测围绕定子旋转的转子的旋转位置。传感器外壳从定子的中心侧朝向定子的外周侧延伸。直立部直立于传感器外壳，配置在定子的外周侧且位于相邻的齿之间。传感器元件布置在直立部，用于检测因转子的旋转引起的磁场变化。传感器外壳形成有固定部，该固定部固定到定子的中心侧，直立部形成有接合部，该接合部用于连接定子。

Description

检测传感器和起动发电机

技术领域

本发明涉及一种为自动双轮车的引擎设置的检测传感器和起动发电机。

背景技术

在现有技术中，已知一种起动发电机，其被构造成在引擎起动时起到起动马达的作用和在引擎起动之后起到发电机的作用(例如，参照专利文献1)。起动发电机被构造成无刷旋转式机器，其中，联接到引擎的驱动轴的转子能够围绕固定到引擎箱的定子旋转。在引擎起动时，盘绕在定子的各个齿上的线圈被通电以使连接有磁铁的转子旋转，从而起动引擎。在引擎起动之后，转子与引擎的驱动轴一起围绕定子旋转，从而在定子的各个线圈中产生电动势以发电。

构造成检测转子的旋转位置的检测传感器被连接到起动发电机，以便在引擎起动时调节线圈的通电时刻。检测传感器具有布置在其上的多个传感器元件，比如Hall IC，并且被构造成通过多个传感器元件，检测因转子的旋转引起的磁场变化，从而检测转子的旋转位置。检测传感器的传感器外壳具有从定子的中心附近朝向外周扩大的大致扇形。多个传感器元件被定位位于外周的定子的齿之间，并且被构造成面向转子的磁铁并且检测磁场变化。

专利文献1：日本专利No.5,064,279B

根据专利文献1公开的检测传感器，传感器外壳通过螺钉固定在定子的中心侧，并且在外周侧还通过螺钉固定到引擎箱上。因而，虽然可以将检测传感器稳定地连接到起动发电机，但是由于螺钉和其他构件之间的干涉，通过螺钉固定的部分增加并且连接操作变得麻烦。同样，因为螺钉的数量增加，工作的工时也增加，这样增加了成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种检测传感器和起动发电机，其能够简化连接操作并且减少部件的数量和工作的工时。

根据本发明，提供一种检测传感器，该检测传感器连接到起动发电机，该起动发电机包括：定子，该定子的多个齿沿着圆周方向布置，线圈缠绕于多个齿；和转子，该转子具有磁铁，该磁铁布置成面对定子的外周，并且该检测传感器用于检测围绕定子旋转的转子的旋转位置。检测传感器包括：传感器外壳，该传感器外壳从定子的中心侧朝向其外周侧延伸；直立部，该直立部直立于传感器外壳，配置在定子的外周侧且位于相邻的齿之间；和传感器元件，该传感器元件布置在直立部，用于检测因转子的旋转引起的磁场变化。传感器外壳形成有固定部，该固定部固定到定子的中心侧，直立部形成有接合部，该接合部用于连接定子。

根据上述构造，传感器外壳的固定部固定在定子的中心侧，并且位于相邻的齿之间的直立部在定子的外周侧通过接合部被保持。因为传感器外壳被保持在定子的中心侧和外周侧的两个位置上，因此可以将检测传感器稳定地装配到起动发电机。此外，不用螺钉就可以在定子的外周侧将传感器外壳连接到定子，因而可以简化连接操作。此外，可以省略在定子的外周侧紧固螺钉的紧固操作并且减少螺钉的数量，从而节约成本。

在本发明的检测传感器中，直立部形成在相邻的齿之间且朝向轴线方向突出，并且接合部在直立部的前端与定子的外表面连接。根据该构造，因为传感器外壳在经过相邻的齿之间的直立部的前端与定子的外表面连接，因此可以保持直立部，而不改变定子的形状。

在本发明的检测传感器中，接合部是从直立部的前端在圆周方向上突出的突出部。根据该构造，因为设置在直立部的前端的突出部被扣住并且保持在齿上，因此可以通过简单构造将传感器外壳保持在定子的外周侧。此外，当将直立部插入相邻的齿之间时，直立部的突出部充当相对于齿的滑动表面，并且直立部和齿之间的接触区域被抑制到最小，从而可以用较小的力将直立部压入配合在齿之间。

在本发明的检测传感器中，相邻的齿形成有凹部，该凹部用于连接突出部。根据该构造，设置在直立部的前端的突出部被适配在齿的凹部中，从而可以在相邻的齿之间保持直立部和定位直立部。

本发明的起动发电机包括检测传感器、定子和转子。根据该构造，可以简化将起动发电机装配到引擎箱的操作。

根据本发明的检测传感器，传感器外壳在传感器外壳的固定部被固定至定子的中心侧并且通过为直立部而设置的接合部与定子的外周侧接合。因此，可以省略在定子的外周侧紧固螺钉的紧固操作并且减少螺钉的数量，从而节约成本。

附图说明

附图中：

图1是起动发电机的截面图，根据说明性实施例的检测传感器被装配到该起动发电机；

图2是起动发电机的截面图，根据比较例的检测传感器被装配到该起动发电机；

图3是根据说明性实施例的检测传感器的立体图；

图4A和4B是根据说明性实施例的检测传感器的图示平面图；和

图5A至5C显示根据说明性实施例的连接传感器外壳的操作。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述根据本发明的说明性实施例。图1是起动发电机的截面图，根据说明性实施例的检测传感器被装配到该起动发电机。同时，说明性实施例的检测传感器和起动发电机仅是示范的，可以做适当地改变。同样，说明性实施例的检测传感器和起动发电机不局限于自动双轮车，还可以被用于四轮车、船外机等。

如图1所示，起动发电机1被联接到从自动双轮车的引擎箱3突出的驱动轴4的前端，并且被构造成在引擎2起动时起起动马达的作用和在引擎2起动之后起发电机的作用。起动发电机1被构造成使得固定到引擎2的驱动轴4的转子20被布置成围绕固定到引擎箱3的定子10旋转。定子10具有：环形部11，该环形部11具有堆叠的多个钢板并且在驱动轴4周围被固定到引擎箱3；和多个齿12，多个齿12从环形部11径向延伸。

环形部11的中心形成有开口，引擎2的驱动轴4被插入该开口中，并且对应于引擎箱3的螺钉孔的多个通孔13(仅显示一个)被形成在开口的周围。插入通孔13中的多个螺钉19(仅显示一个)被紧固到引擎箱3的螺钉孔，从而定子10在驱动轴4周围被固定到引擎箱3。从轴线方向看，通过从环形部11朝向外周延伸的腿部14和在腿部14的前端侧沿圆周扩大的颈部15(参照图4B)，多个齿12具有T形。各个齿12的腿部14在其周围通过由例如合成树脂制成的薄的绝缘体16覆盖。

各个齿12的腿部14分别用线圈17盘绕，并且线圈17通过覆盖腿部14的表面的绝缘体16与定子10绝缘。具有盘绕在其上的线圈17的齿12沿着圆周方向布置，并且预定间隔(参照图5A至5C)被形成在相邻齿12的颈部15之间。此外，每个线圈17经由控制器6被连接到电池5。从电池5到线圈17的供电和从线圈17向电池5的充电通过控制器6控制。多个线圈17通过定子10绕着引擎2的驱动轴4沿圆周布置。

转子20具有：环形轭21，该轭21具有构造成覆盖定子10的U形剖面；和磁铁22，该磁铁22被构造成与轭21一起形成磁路。轭21具有有底的圆筒形形状，其内壁部23和外壁部24通过底部25连接，并且定子10介于两者之间。轭21的内壁部23通过螺钉29固定到引擎2的驱动轴4，从而转子20被构造成与引擎2的驱动轴4整体地旋转。多个磁铁22布置在轭21的外壁部24的内周，从而它们面对定子10的外周，多个磁铁22和定子10的外周之间具有微小的间隔。

磁铁22布置成面对轭21的内壁部23，并且定子10介于两者之间，从而从磁铁22穿过线圈17并且面向内壁部23的磁通量被产生。由此，当起动发电机1起起动装置的作用时，驱动电流经由控制器6从电池5供应到线圈17，从而转子20通过转子20中的磁场和流过线圈17的电流而旋转，因此使引擎2能够起动。另一方面，当起动发电机1起发电机的作用时，线圈17横贯从磁铁22面向轭21的内壁部23的磁通量，从而产生电动势。因而，电经由控制器6从线圈17馈送到电池5。

此外，起动发电机1设置有检测传感器30，该检测传感器30被构造成检测围绕定子10旋转的转子20的旋转位置。检测传感器30被构造成通过比如Hall IC的传感器元件31(参照图4A和4B)，检测因转子20的旋转引起的磁场变化。检测传感器30被连接到控制器，并且引擎2的起动时刻根据转子20的检测信号被控制，该检测信号从检测传感器30输入到控制器。检测传感器30的传感器外壳32具有从定子10的中心侧朝向外周扩大的大致扇形(参照图4B)。多个直立部33布置在传感器外壳32的外周侧并且直立于传感器外壳32，多个直立部33中的每个上布置有传感器元件31。

当将检测传感器30连接到起动发电机1时，不仅传感器外壳32的中心侧而且外周侧都需要固定到定子10。虽然可以确保在定子10的中心侧用螺钉固定传感器外壳32的空间，但是不能确保在定子10的外周侧用螺钉固定的空间。为此，通常，类似如图2所示的比较例，螺母45布置在传感器外壳42的中心侧，从而传感器外壳32的中心侧用螺钉固定到定子10，并且支架43设置在传感器外壳42的外周侧并且用螺钉固定到引擎箱3。

在比较例的检测传感器40中，传感器外壳42应该用螺钉固定到定子10和引擎箱3，从而连接操作很麻烦。为此，螺钉的数量和工作的工时也增加，这样增加了成本。因此，根据本说明性实施例的检测传感器30，使设置在传感器外壳32的外周侧的直立部33经过定子10的相邻齿12之间并且在直立部33的前端与定子10接合。因而，传感器外壳32被接合在定子10的外周侧并且在两侧被支撑，其中在该外周侧这样不需要确保用螺钉固定的空间。

以下，参考图3、4A和4B描述说明性实施例的检测传感器。图3是根据说明性实施例的检测传感器的立体图。图4A和4B是根据说明性实施例的检测传感器的图示平面图。同时，图4A是检测传感器的图示侧视图，图4B是检测传感器的图示平面图。此外，为了方便说明，在图4B中，定子的外形用虚线表示。

如图3、4A和4B所示，检测传感器30的传感器外壳32由合成树脂等制成，并且从上方看具有扇形，其中窄弧形固定部34被设置在宽弧形箱主体38的内周侧。固定部34经由一对臂35设置在箱主体38的内周。用于螺钉固定的螺母36被嵌入地形成在固定部34中。固定部34被升高超出箱主体38的面对定子10的一个表面并且被形成为接触定子10的环形部11的表面(参照图1)。以这种方式，传感器外壳32的中心侧形成有固定部34，该固定部34要被固定到定子10的环形部11。

多个(在本说明性实施例中，四个)直立部33被构造成在传感器外壳32的外周直立于箱主体38，从而直立部能够进入沿着圆周方向布置的五个齿12之间。每个直立部33具有轴向长板形状，并且也具有长度，使得它能够进入直至相邻齿12之间的轴向内部。此外，每个直立部33具有与相邻齿12的颈部15之间的间隔对应的宽度和与齿12的颈部15对应的厚度。以这种方式，直立部33形成为填充相邻齿12的颈部15的间隔。

一对半圆形突出部37从每个直立部33的前端侧的侧表面沿圆周突出并且形成为与齿12(稍后描述)的凹部26(参照图5A至5C)接合。一对突出部37与齿12的凹部26接合，从而每个直立部33被保持在相邻齿12之间。直立部33相对于相邻齿12的颈部15被轴向地插入。此时，一对突出部37被稍微挤压和压入配合。一对突出部37分别具有半圆形形状，从而当直立部33被插入相邻齿12的颈部15之间时，接触区域被抑制到最小。

此外，一对突出部37由高滑动性的合成树脂形成，从而与齿12的接触表面的摩擦力被抑制。因此，因为突出部37被形成为使其接触区域最小化并且具有高滑动性，可以通过较小的力将直立部33压入配合在相邻齿12之间。此外，构造成检测齿12之间的磁场变化的传感器元件31布置在直立部33中。每个直立部33被定位在齿12的颈部15之间，从而每个传感器元件31以微小的间隔面对转子20(参照图1)的磁铁22。

当将检测传感器30连接到定子10时，螺钉39(参照图1)在传感器外壳32的中心侧被插入定子10的环形部11的通孔18(参照图1)中，并且螺钉39被紧固于传感器外壳32的螺母36。此外，各个直立部33在传感器外壳32的外周侧被插入齿12之间，并且设置在每个直立部33的前端的一对突出部37被接合并且保持到齿12的凹部26(参照图5A至5C)。因此，可以通过仅将传感器外壳32的中心侧用螺钉固定到定子10，从而将传感器外壳32的中心侧和外周侧连接到定子10，而不用将传感器外壳32的外周侧用螺钉固定到定子10。

以下，描述将传感器外壳连接到定子的操作。图5A至5C显示根据说明性实施例的传感器外壳的连接操作。同时，图5A和5B显示将传感器外壳连接到定子的外周侧的操作并且图5C显示将传感器外壳连接到定子的中心侧的操作。同时，为了方便说明，在图5A至5C中，定子的面对传感器外壳的一侧称为下侧，并且其相对侧称为上侧。此外，在图5A至5C中，定子和传感器外壳的一些构件被省略。

如图5A所示，定子10的每个齿12的颈部15具有与检测传感器30的直立部33对应的高度和厚度。与直立部33的宽度对应的间隔被形成在相邻齿12的颈部15之间。直立部33被插入其间的相邻齿12的颈部15的上角被切口以形成凹部26。凹部26被切口以具有反R形，从而与从直立部33突出的半圆形突出部37接合。以这种方式，能够使直立部33插入其中的狭缝形成在相邻齿12的颈部15之间。

当将检测传感器30连接到齿12时，检测传感器30的每个直立部33的前端首先被定位在相邻齿12的颈部15之间。直立部33从前端插入相邻的颈部15。因为直立部33的前端形成有一对突出部37，直立部33在一对突出部37被挤压的同时被插入相邻的颈部15之间。此时，因为一对突出部37分别具有半圆形，与齿12的接触区域被抑制到最小。此外，一对突出部37由具有高滑动性的合成树脂形成。因此，可以在抑制抵抗直立部33插入的阻力的同时以较小的力将直立部插入相邻齿12的颈部15之间。

如图5B所示，当直立部33的前端轴向地经过相邻齿12的颈部15之间时，被挤压的突出部37返回到原始形状并且与颈部15的凹部26接合。一对突出部37与齿12的凹部26接合，从而每个直立部33被保持在相邻齿12之间。此外，可以通过一对突出部37和齿12的凹部26之间的接合将直立部33沿圆周定位在相邻齿12之间。因此，在相邻齿12之间的直立部33的位置偏差被抑制，从而可以提高传感器元件31的检测精度(参照图4A和4B)。

如图5C所示，当直立部33被插入直至预定齿12之间的内部时，传感器外壳32的固定部34接触到定子10的环形部11。因而，传感器外壳32的固定部34的螺母36(参照图4A和4B)被定位在形成在定子10的环形部11的通孔18(参照图1)。在该状态下，螺钉39(参照图1)被插入环形部11的通孔18中并且螺钉39的前端被紧固于固定部34的螺母36，从而传感器外壳32被固定在定子10的内部。以这种方式，检测传感器30的传感器外壳32被连接在定子10的两个位置，即中心侧和外周侧。

在这种情况下，不同于图2所示的比较例，设置在传感器外壳32的外周侧的直立部33被插入定子10中并且仅传感器外壳32的中心侧通过螺钉39固定。因此，可以简化将传感器外壳连接到定子10的操作。此外，因为可以通过仅在一个位置用螺钉固定而将传感器外壳32连接到定子10，因此可以减少部件的数量。进一步，因为不需要执行相对于引擎箱3的螺钉固定，因此不需要设置为比较例的传感器外壳42而设置的支架43(参照图2)，从而可以使检测传感器30小。

根据说明性实施例，传感器外壳32的固定部34被固定到定子10的中心侧，并且插入相邻齿12之间的每个直立部33在定子10的外周侧通过一对突出部37被保持。因为传感器外壳32被保持在定子10的中心侧和外周侧的两个位置上，因此可以将检测传感器30稳定地装配到起动发电机1。此外，不用螺钉39就可以在定子10的外周侧将传感器外壳32连接到定子10，因而可以简化连接操作。此外，可以省略在定子10的外周侧紧固螺钉39的紧固操作并且减少螺钉39的数量，从而节约成本。

同时，本发明不局限于上述说明性实施例，而能够进行各种改变。在上述说明性实施例中，附图所示的尺寸、形状等不局限于所显示的，而能够在实现本发明的效果的范畴内被适当地改变。另外，在不背离本发明的范畴的基础上能够适当地改变说明性实施例。

例如，在上述说明性实施例中，接合到定子10的接合部通过从直立部33突出的一对突出部37被构造。然而，本发明并不局限于此。接合部可以仅仅被构造成能够与定子10接合。例如，摩擦接合、粘合接合、磁化接合等也是可以的。此外，接合部可以通过单个突出部37，而不是一对突出部37，与定子10接合。

此外，在上述说明性实施例中，突出部37被构造成具有半圆形形状。然而，本发明并不局限于此。例如，突出部37能够被任意构造，只要它具有能够在相邻齿12之间经过的大小和形状。

此外，在上述说明性实施例中，检测传感器30具有四个直立部33。然而，直立部33的数量没有特别地限制。此外，虽然每个直立部33被形成为具有一对突出部37，但是可以为至少一个直立部33设置突出部37。

此外，在上述说明性实施例中，齿12被形成为具有凹部26，该凹部26与直立部33的突出部37接合。然而，本发明并不局限于此。例如，如果直立部33被构造成在相邻齿12之间轴向地经过，一对突出部37可以与齿12接合，而不形成凹部26。

此外，在上述说明性实施例中，齿12的颈部15的角被切口以形成具有反R形状的凹部26。然而，本发明并不局限于此。例如，凹部26可以具有能够与一对突出部37接合的大小和形状。

此外，在上述说明性实施例中，直立部33的前端形成有突出部37，并且齿12的颈部15的角形成有凹部26。然而，本发明并不局限于此。例如，突出部37可以形成在直立部33的任何位置，并且凹部26可以形成在颈部15的任何位置，只要直立部33的突出部37和齿12的凹部26的位置彼此对应。

此外，在上述说明性实施例中，转子20设置有多个磁铁20。然而，本发明并不局限于此。例如，被磁化以在圆周方向上交替地形成相反极的环形磁铁可以被用来代替多个磁铁22。

此外，在上述说明性实施例中，传感器外壳32被形成成具有大致扇形。然而，本发明并不局限于此。例如，传感器外壳32可以被形成为从定子10的中心侧朝向其外周侧延伸。

如上所述，本发明能够实现简化连接操作并且减少部件的数量和工作的工时的效果，并且对于为自动双轮车的引擎而设置的检测传感器和起动发电机特别有用。

Claims (2)

1.一种检测传感器，所述检测传感器连接到起动发电机，所述起动发电机包含：定子，所述定子的多个齿沿着圆周方向布置，线圈缠绕于所述多个齿；和转子，所述转子具有磁铁，所述磁铁布置成面对所述定子的外周，并且所述检测传感器用于检测围绕所述定子旋转的所述转子的旋转位置；其特征在于，所述检测传感器包含：

传感器外壳，所述传感器外壳从所述定子的中心侧朝向所述定子的外周侧延伸；

直立部，所述直立部直立于所述传感器外壳，配置在所述定子的外周侧且位于相邻的所述齿之间；和

传感器元件，所述传感器元件布置在所述直立部，用于检测因所述转子的旋转引起的磁场变化；

其中，所述传感器外壳形成有固定部，所述固定部固定到所述定子的所述中心侧，所述直立部形成有接合部，所述接合部用于连接所述定子；

其中，所述直立部形成在相邻的所述齿之间且朝向轴线方向突出，并且所述接合部在所述直立部的前端与所述定子的外表面连接；

其中，所述接合部是具有半圆形形状并且从所述直立部的前端在圆周方向上突出的突出部；

其中，相邻的所述齿形成有凹部，所述凹部被切口以具有反R形并且用于连接所述突出部。

2.一种起动发电机，其特征在于，包含：

如权利要求1所述的检测传感器；

所述定子；和

所述转子。