JP2002165485A - 内燃機関用スタータジェネレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁石界磁回転形の内燃機関用スタータジェネレ
ータにおいて、機関の始動時に出力トルクが不足するの
を防止すること。 【解決手段】回転子ヨーク１００と永久磁石Ｍ1 〜Ｍ6
とにより磁石回転子１を構成する。電機子鉄心２００
と、その歯部Ｐ1 〜Ｐ12に重ね巻きされて直列に接続さ
れたコイルＷ1 〜Ｗ12とにより固定子２を構成し、コイ
ルの端末部からタップ端子ｊ1 〜ｊ12を引き出す。電気
角で９０度の間隔を有する検出位置で回転子の磁極を検
出する回転子磁極センサｈa ，ｈb を設け、隣接する２
つのタップ端子に同時に励磁電流を流入させる励磁の仕
方を規定の励磁パターンとして、センサの出力のレベル
が変化する毎に、励磁電流を流すコイルを回転子の回転
方向にシフトさせることにより磁石回転子１を回転させ
て内燃機関を始動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の始動時
には始動用電動機（スタータモータ）として働き、内燃
機関の始動後は発電機（ジェネレータ）として働く内燃
機関用スタータジェネレータ（内燃機関始動用電動機兼
用発電装置）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関には、各種の電装品負荷を駆動
するために発電機が取り付けられている。一般に用いら
れている内燃機関用の発電機は、機関のクランク軸に取
り付けられるフライホイール磁石回転子と、電機子鉄心
に電機子コイルを巻装して構成した固定子とからなって
いる。固定子には、内燃機関用点火装置を駆動する点火
用発電コイルや、燃料噴射装置駆動用の発電コイル等、
機関を運転するために必須の電装品負荷を駆動する発電
コイルと、ランプ負荷やバッテリなどの随時駆動負荷に
電力を供給する発電コイルとが設けられている。

【０００３】フライホイール磁石回転子のフライホイー
ルの周壁部の外周にはリングギアが固定され、機関のケ
ースにはスタータモータ（始動用電動機）が取り付けら
れている。スタータモータの出力軸にはピニオンギアが
取り付けられ、該スタータモータが駆動されたときにピ
ニオンギアが前方に飛び出してリングギアに噛み合うこ
とによりフライホイール磁石回転子をクランク軸ととも
に回転させる。

【０００４】磁石回転子が回転すると、固定子に設けら
れた点火用発電コイルに電圧が誘起するため、内燃機関
用点火装置が機関を点火して始動させる。

【０００５】上記のように、従来の内燃機関では、機関
を始動するためにフライホイールの外周にリングギアを
取り付けるとともに、スタータモータを設ける必要があ
ったため、機関の構造が複雑になるのを避けられなかっ
た。

【０００６】そこで、機関のクランク軸に取り付けた磁
石回転子と機関のケースに取り付けられた固定子とを備
えた磁石界磁回転電機を設けて、この回転電機をブラシ
レス直流電動機として動作させることにより機関を始動
させ、機関が始動した後はジェネレータとして動作させ
るようにしたスタータジェネレータが提案された。

【０００７】磁石界磁回転形の回転電機は、磁石発電機
としても、ブラシレス直流電動機としても動作させるこ
とができるため、理論的にはこの回転電機の回転子を内
燃機関のクランク軸に取り付けて、該回転電機をブラシ
レス直流電動機として動作させることにより機関を始動
し、機関が始動した後は、該回転電機を発電機として動
作させて、その出力によりバッテリを充電することがで
きる。

【０００８】しかしながら、スタータモータ（始動用電
動機）とバッテリ充電用のジェネレータ（磁石発電機）
とでは、それぞれに要求される特性を満足するために必
要とする巻線仕様が全く異なるため、磁石回転子と固定
子とからなる回転電機をスタータモータとジェネレータ
とに兼用するという考え方は、アイディアとしては成立
しても、未だ実用の段階には至っていない。

【０００９】即ち、スタータモータは、始動時に大きな
トルクを発生する必要があるため、磁石界磁回転形の回
転電機をスタータモータとして用いるためには、始動時
に瞬時に大きな電流を流すことができるように、その固
定子のコイルの巻線抵抗を小さくする必要がある。その
ため、磁石界磁回転形の回転電機をスタータモータとし
て用いる場合には、その固定子のコイルの巻数を少なく
するとともに、コイルの導体の線径を大きくする必要が
ある。

【００１０】また機関が始動した後は、固定子のコイル
の出力でバッテリを充電する必要があるため、アイドリ
ング回転付近での発電出力がバッテリ電圧にほぼ等しく
なるように、固定子のコイルの巻数を設定する必要があ
る。

【００１１】ところが、このように回転電機を構成する
と、機関の中高速回転時にバッテリの充電電流が大きく
なり過ぎ、バッテリが破損するおそれがある。

【００１２】バッテリの過充電を防止するため、バッテ
リに印加される電圧が過大になったときに固定子のコイ
ルの出力を短絡するレギュレータを設けることが考えら
れるが、上記のように巻線抵抗を小さく設定した回転電
機に対して短絡式のレギュレータを用いると、短絡電流
が大きくなり過ぎて、レギュレータを構成する電子部品
が破損するおそれがある。

【００１３】なお、電機子コイルにつながるコンミュテ
ータを有する固定子と、該コンミュテータに摺動接触す
るブラシを有する磁石回転子とを備えて、機関の始動時
には、ブラシをコンミュテータに接触させることにより
ジェネレータをブラシ付きの直流電動機として運転し、
機関が始動した後は、遠心クラッチ機構によりブラシを
コンミュテータから引き離して、ジェネレータとして運
転するようにしたスタータジェネレータが知られてい
る。

【００１４】このスタータジェネレータでは、内燃機関
の始動時には固定子の電機子コイルの全てに駆動電流を
供給することにより十分な始動トルクを発生させること
ができ、機関が始動した後は、電機子コイルの一部から
取り出した出力を整流器を通してバッテリに供給するこ
とにより、バッテリが過充電状態になるのを防止するこ
とができる。

【００１５】しかしながら、このスタータジェネレータ
では、機関が始動した後にブラシをコンミュテータから
引き離すために遠心クラッチを必要とするため、構造が
複雑になってコストが高くなるのを避けられなかった。
また、機関の始動時にブラシをコンミュテータに接触さ
せるため、ブラシ及びコンミュテータが消耗し、そのメ
ンテナンスが必要になるという問題があった。

【００１６】そこで、本出願人は、先に、固定子の多相
のコイルに対して回転子磁極センサを１つだけ設けて、
該センサが検出している回転子の磁極の極性に応じて各
相のコイルに励磁電流を流すタイミングと、その励磁電
流の極性とを切り換えることにより、磁石界磁形の回転
電機を直流電動機として動作させ、機関が始動した後
は、固定子の一部のコイルのみからバッテリに充電電流
を供給することを提案した。

【００１７】このように構成すれば、回転子磁極センサ
を一つだけ設ければよいため、回転電機の構造を複雑に
することなく、内燃機関始動用電動機とバッテリ充電用
磁石発電機との双方の機能を果たす回転電機を得ること
ができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように磁石界磁
回転形の回転電機を直流電動機として駆動するに際し
て、一つの回転子磁極センサを用いて、各相のコイルに
励磁電流を流すタイミングと励磁電流の極性とを切り換
えるようにした場合には、電動機の出力トルク特性（出
力トルクτの回転角度θに対する特性）に深い谷が生
じ、トルクの谷が最も深くなるところでは、出力トルク
がほとんどゼロに近くなるため、たまたまトルクの谷が
深くなる位置で回転子が停止している状態で機関の始動
操作が行われたときに、機関の始動に失敗するおそれが
あった。

【００１９】本発明の目的は、機関の始動時にスタータ
モータとして運転する際に出力トルク特性に深い谷が生
じるのを防いで機関の始動を確実に行わせ、機関が始動
した後、バッテリ充電用の発電機として運転する際に
は、バッテリの過充電を防止することができるようにし
た内燃機関用スタータジェネレータを提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の始
動時にスタータモータとして動作し、機関が始動した後
はバッテリ充電用のジェネレータとして動作する内燃機
関用スタータジェネレータに係わるものである。

【００２１】本発明においては、内燃機関の始動時にス
タータモータとして動作させる際に、出力トルク特性に
深い谷間が生じるのを防ぐために、回転子磁極センサを
２個以上設けて３相以上の多相駆動を行う。

【００２２】また本発明では、固定子に設ける多数のコ
イルを直列に接続してコイルどうしの接続点からコイル
に電流を出入りさせる構成として、電動機として運転す
る際には、すべてのコイルに励磁電流を流して大きな出
力トルクを発生させ、発電機として運転する際には、一
部のコイルの出力のみをバッテリに供給して、バッテリ
の過充電を防止することができるようにする。

【００２３】なお本願明細書においては、電気角で３６
０／ｎ度（ｎは１以上の整数）の角度間隔で励磁電流を
流す固定子のコイルを切り換える電動機の駆動の仕方を
ｎ相駆動と呼ぶ。

【００２４】本願の第１の発明に係わるスタータジェネ
レータでは、内燃機関を始動する際に、４相駆動を行っ
て磁石回転子を機関を始動させる方向に回転させる。こ
の場合、磁石回転子としては、等角度間隔で配置された
ｍ個（ｍは偶数）の磁極を有するものを用い、該磁石回
転子を内燃機関のクランク軸に取り付ける。

【００２５】また固定子としては、磁石回転子の回転方
向に等角度間隔で並ぶように設けられた２ｍ個の歯部を
有する電機子鉄心と、各コイルを電機子鉄心の隣り合う
２つの歯部に跨らせ、かつ各コイルの巻き方向を同一と
して磁石回転子の回転方向に順次重ね巻きされた２ｍ個
のコイルとを備えたものを用い、２ｍ個のコイルのそれ
ぞれの巻始め側の端末部とそれぞれのコイルに隣接する
コイルの巻終り側の端末部との接続点から２ｍ個のタッ
プ端子を導出しておく。

【００２６】この固定子においては、磁石回転子との位
相関係が等しいコイルを同一相のコイルとした場合に、
２ｍ個のコイルが第１ないし第４相のコイルに分けられ
るようになっており、第１ないし第４相のコイルのそれ
ぞれの巻始め側の端末部に接続されたタップ端子がそれ
ぞれ第１ないし第４相のタップ端子とされる。

【００２７】本発明においてはまた、電機子鉄心の特定
の歯部の周方向のほぼ中心に相応する位置に設定された
第１の検出位置及び該第１の検出位置から磁石回転子の
回転方向に電気角で９０度離れた第２の検出位置にそれ
ぞれ配置されていて、それぞれの検出位置を通過してい
る磁石回転子の磁極がＮ極のときとＳ極のときとで出力
の状態を異にする第１及び第２の回転子磁極センサと、
固定子のコイルの励磁を切り換えるスイッチ回路と、固
定子の一部のコイルの出力を整流してバッテリに充電電
流を供給するバッテリ充電用整流回路と、固定子のコイ
ルの内、前記整流回路により出力が整流されるコイル以
外のコイルの誘起電圧でバッテリに充電電流が供給され
るのを阻止する充電阻止手段と、回転子磁極センサの出
力の状態が変化する毎に励磁相を切り換えるようにスイ
ッチ回路を制御するコントローラとを設ける。

【００２８】上記スイッチ回路は、上段のスイッチ素子
と該上段のスイッチ素子に対して直列に接続された下段
のスイッチ素子とを有して両スイッチ素子の間から中間
端子が引き出された構成をそれぞれが有する第１ないし
第４相のスイッチアームを少なくとも１つずつ備えてい
て、第１ないし第４相のスイッチアームがそれぞれの上
段のスイッチ素子をバッテリの正極端子側に位置させて
該バッテリの両端に並列に接続される。また固定子の各
相のタップ端子が対応する相のいずれかのスイッチアー
ムの中間端子に接続されている。

【００２９】またコントローラは、内燃機関の始動時に
磁石回転子をクランク軸の回転方向に回転させるべく、
バッテリの正極端子からスイッチ回路の２つの隣り合う
相のスイッチアームの上段のスイッチ素子を通して固定
子の隣り合う２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を
流入させて、回転子の回転方向の前方側に位置する相の
タップ端子に流入させた励磁電流を回転方向の前方側の
１つ相のコイルを通して流した後更に他の１つの相のス
イッチアームの下段のスイッチ素子を通してバッテリの
負極端子に戻し、隣り合う２つの相のタップ端子のうち
回転方向の後方側に位置する相のタップ端子に流入させ
た励磁電流は回転方向の後方側の１つ相のコイルを通し
て流した後更に他の相のスイッチアームの下段のスイッ
チ素子を通してバッテリの負極端子に戻す励磁電流の流
し方を規定の励磁パターンとして、第１及び第２の回転
子磁極センサのそれぞれの出力の状態が変化する毎に、
規定の励磁パターンに従って励磁電流を流すコイルを順
次前記磁石回転子の回転方向にシフトさせていくように
スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御する。

【００３０】上記のように、電機子鉄心の特定の歯部の
周方向のほぼ中心に相応する位置に設定された第１の検
出位置及び該第１の検出位置から磁石回転子の回転方向
に電気角で９０度離れた第２の検出位置にそれぞれ第１
及び第２の回転子磁極センサを配置するとともに、固定
子の隣り合う２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を
流入させるように励磁パターンを定めて、この励磁パタ
ーンに従って励磁電流を流すことにより４相駆動を行う
と、ほとんど谷部が生じない、ほぼフラットな出力トル
ク特性を得ることができるため、始動トルクが不足して
内燃機関の始動に失敗するおそれをなくすことができ
る。

【００３１】一般に用いられているブラシレス直流電動
機では、３つの回転子磁極センサを設けて、３相駆動を
行っているが、３相駆動を行う場合には、３つの回転子
磁極センサの出力に論理演算を施すことにより励磁の切
り換えタイミングを定める必要があるため、励磁の切り
換えのタイミングを定めるための論理が複雑になるのを
避けられない。

【００３２】これに対し、上記のように２つの回転子磁
極センサを用いて４相駆動を行うようにすれば、励磁の
切換タイミングを定めるための論理を簡単にすることが
できるため、コントローラを論理回路で構成する場合
に、その構成を簡単にすることができる。またコントロ
ーラをマイクロコンピュータにより構成する場合には、
該マイクロコンピュータに実行させるプログラムを簡単
にすることができる。

【００３３】また上記のように、固定子の一部のコイル
の出力を整流してバッテリに供給するバッテリ充電用整
流回路を設けるとともに、バッテリ充電用整流回路によ
り出力が整流されるコイル以外のコイルからバッテリに
充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段を設け
ておくと、機関が始動した後、バッテリを充電する発電
機として運転する際に、バッテリに過大な充電電流が供
給されるのを防ぐことができる。

【００３４】なお上記のように、２つの回転子磁極セン
サを電機子鉄心の歯部の中心に相応する位置に配置する
と、出力トルク特性に深い谷間が生じるのを防いで、ト
ルクむらを少なくすることができるが、この場合、出力
トルクの最大値は低下する傾向になる。出力トルクの最
大値を大きくするためには、回転子磁極センサを歯部間
の間隙の中心に相応する位置に配置すればよいが、この
ように回転子磁極センサを配置した場合には、出力トル
ク特性に比較的深い谷間が生じる。

【００３５】負荷によっては、電動機の始動トルクを大
きくするだけでなく、出力トルクの平均値をできるだけ
大きくすることが望まれることがある。

【００３６】このような要望に応えることができるよう
にするため、本願の第２の発明においては、電気角で４
５度の位相差を持って磁石回転子の回転方向に順次並ぶ
ように設定された固定子側の第１ないし第４の検出位置
にそれぞれ第１ないし第４の回転子磁極センサを配置
し、内燃機関を始動する際に、クランク軸を内燃機関の
始動方向に回転させるべく、バッテリの正極端子からス
イッチ回路の２つの隣り合う相のスイッチアームの上段
のスイッチ素子を通して固定子の隣り合う２つの相のタ
ップ端子に同時に励磁電流を流入させて、回転子の回転
方向の前方側に位置する相のタップ端子に流入させた励
磁電流を回転方向の前方側の１つの相のコイルを通して
流した後他の１つの相のスイッチアームの下段のスイッ
チ素子を通して前記バッテリの負極端子に戻し、隣り合
う２つの相のタップ端子のうち前記回転方向の後方側に
位置する相のタップ端子に流入させた励磁電流は前記回
転方向の後方側の１つの相のコイルを通して流した後更
に他の相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通し
て前記バッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し方を第
１の励磁パターンとするとともに、バッテリの正極端子
からスイッチ回路のいずれか１つの相のスイッチアーム
の上段のスイッチ素子を通して固定子のいずれか１つの
相のタップ端子に流入させた励磁電流を前記回転子の回
転方向の前方側で隣り合う２つの隣接コイルと回転方向
の後方側で隣り合う２つの隣接コイルとに分流させた後
他の１つの相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を
通してバッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し方を第
２の励磁パターンとして、磁石回転子の回転速度が設定
値以下のときに、第１の回転子磁極センサ及び第３の回
転子磁極センサのそれぞれの出力の状態が変化する毎に
第１の励磁パターンに従って励磁電流を流すコイルを磁
石回転子の回転方向にシフトさせていき、磁石回転子の
回転速度が設定値を超えたときには第２の回転子磁極セ
ンサ及び第４の回転子磁極センサのそれぞれの出力の状
態が変化する毎に第２の励磁パターンに従って励磁電流
を流すコイルを磁石回転子の回転方向にシフトさせてい
くようにスイッチ回路のスイッチ素子を制御するコント
ローラを構成する。

【００３７】この場合、第１の検出位置は、電機子鉄心
の特定の歯部の周方向のほぼ中心に相応する位置に設定
しておく。

【００３８】磁石回転子、固定子及びスイッチ回路とし
ては、第１の発明で用いたものと同様のものを用い、固
定子の一部のコイルの出力を整流してバッテリに充電電
流を供給するバッテリ充電用整流回路と、固定子のコイ
ルの内、前記整流回路により出力が整流されるコイル以
外のコイルの誘起電圧でバッテリに充電電流が供給され
るのを阻止する充電阻止手段とを設けておく。

【００３９】上記のように、電動機の回転速度に応じて
励磁パターンを切り換えるようにすると、内燃機関の始
動時には電動機の出力トルクむらを少なくして、始動ト
ルクが不足する回転角度位置が生じるのを防ぐことがで
き、機関が回転を開始した後は、電動機の出力トルクの
最大値を大きくして電動機の平均出力トルクを大きくす
ることができる。

【００４０】この場合、４つの回転子磁極センサを必要
とするが、各励磁パターンによる励磁は４相駆動であ
り、２のつ回転子磁極センサの出力に基づいて励磁の切
換タイミングを定めることができるため、３相駆動によ
る場合に比べて励磁の切換タイミングを求めるための論
理を簡単にすることができる。

【００４１】上記の構成では、回転速度に応じて励磁パ
ターンを切り換えるために、４つの回転子磁極センサを
用いているが、電機子鉄心の歯部のほぼ中心に相応する
位置で回転子の磁極がＮ極であるかＳ極であるかを検出
する第１及び第２の回転子磁極センサを用いて第２の励
磁パターンの励磁相の切換を行い、第１及び第２の回転
子磁極センサの出力の状態が変化する毎に起動するタイ
マの出力を用いて、第１の励磁パターンによる励磁相の
切換を行わせるようにすることもできる。

【００４２】この場合、コントローラは、バッテリの正
極端子からスイッチ回路の２つの隣り合う相のスイッチ
アームの上段のスイッチ素子を通して固定子の隣り合う
２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させて、
回転子の回転方向の前方側に位置する相のタップ端子に
流入させた励磁電流を回転方向の前方側の１つの相のコ
イルを通して流した後他の１つの相のスイッチアームの
下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端子に戻
し、隣り合う２つの相のタップ端子のうち回転方向の後
方側に位置する相のタップ端子に流入させた励磁電流を
回転方向の後方側の１つの相のコイルを通して流した後
更に他の相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通
してバッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し方を第１
の励磁パターンとするとともに、バッテリの正極端子か
らスイッチ回路のいずれか１つの相のスイッチアームの
上段のスイッチ素子を通して固定子のいずれか１つの相
のタップ端子に流入させた励磁電流を回転子の回転方向
の前方側で隣り合う２つの隣接コイルと回転方向の後方
側で隣り合う２つの隣接コイルとに分流させた後他の１
つの相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通して
バッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し方を第２の励
磁パターンとして、磁石回転子の回転速度が設定値以下
のときには、第１及び第２の回転子磁極センサのそれぞ
れの出力の状態が変化する毎に、第１の励磁パターンに
従って励磁電流を流すコイルを磁石回転子の回転方向に
順次シフトさせていくようにスイッチ回路の各スイッチ
素子をオンオフ制御し、磁石回転子の回転速度が設定値
を超えたときには、第１及び第２の回転子磁極センサの
出力の状態の組み合わせが変化する毎に起動させたタイ
マが所定の時間を計測する毎に第２の励磁パターンに従
って励磁電流を流すコイルを順次磁石回転子の回転方向
にシフトさせていくようにスイッチ回路のスイッチ素子
をオンオフ制御する。

【００４３】この場合、磁石回転子の回転速度が設定値
を超えたときに、磁石回転子の各磁極の回転方向の前端
縁が電機子鉄心の歯部間を通過する際に、第１の励磁パ
ターンで同時に励磁電流が流れるコイルの組み合わせが
切り換わるように、タイマが計測する時間を設定する。

【００４４】上記のように構成すると、回転子磁極セン
サを２つだけ設ければよいため、固定子側の構成を複雑
にすることなく、回転速度に応じて励磁パターンを切り
換える制御を行わせることができる。

【００４５】本発明ではまた、固定子が第１ないし第４
相のコイルを有している場合に、電気角で４５度の間隔
を持って回転子の回転方向の前方側に順次並ぶように配
置された第１ないし第４の回転子磁極センサを用いて、
同時に２つのタップ端子に励磁電流を流入させる第１の
励磁パターンと常に１つのタップ端子に励磁電流を流入
させる第２の励磁パターンとを交互に生じさせながらス
タータモータとしての駆動を行わせることもできる。

【００４６】この場合には、磁石回転子の回転方向の前
方側に電気角で４５度の角度間隔で順次並ぶように設定
された第１ないし第４の検出位置にそれぞれ配置され
て、それぞれの検出位置を通過している磁石回転子の磁
極がＮ極のときとＳ極のときとで出力の状態を異にする
第１ないし第４の回転子磁極センサと、励磁電流を流す
固定子のコイルを切り換えるスイッチ回路と、該スイッ
チ回路を制御するコントローラとを設ける。

【００４７】第１の回転子磁極センサを配置する第１の
検出位置は、電機子鉄心の特定の歯部と回転子の回転方
向の前方側で該特定の歯部に隣接する他の歯部との間の
間隙の周方向の中心（固定子の周方向に測った間隙長を
２分する位置）と特定の歯部の周方向の中心との間に設
定する。

【００４８】この場合スイッチ回路は、上段のスイッチ
素子と該上段のスイッチ素子に対して直列に接続された
下段のスイッチ素子と両スイッチ素子の間から引き出さ
れた中間端子を有する構成をそれぞれが備えた第１ない
し第４相のスイッチアームを少なくとも１つずつ備えて
いて、該第１ないし第４相のスイッチアームが、それぞ
れの上段のスイッチ素子をバッテリの正極端子側に位置
させて該バッテリの両端に並列に接続されるとともに、
固定子の各相のタップ端子が対応する相のいずれかのス
イッチアームの中間端子に接続される。

【００４９】またコントローラは、バッテリの正極端子
からスイッチ回路の隣り合う２つの相のスイッチアーム
の上段のスイッチ素子を通して固定子の隣り合う２つの
相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させて、該隣り
合う２つの相のタップ端子のうち回転子の回転方向の前
方側に位置する相のタップ端子に流入させた励磁電流を
回転方向の前方側に位置する１つの相のコイルを通して
流した後スイッチ回路の他の１つの相のスイッチアーム
の下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端子に戻
し、隣り合う２つの相のタップ端子のうち回転方向の後
方側に位置する相のタップ端子に流入させた励磁電流は
回転方向の後方側に位置する１つの相のコイルを通して
流した後スイッチ回路の更に他の相のスイッチアームの
下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端子に戻す
励磁電流の流し方を第１の励磁パターンとするととも
に、バッテリの正極端子からスイッチ回路のいずれか１
つの相のスイッチアームの上段のスイッチ素子を通して
前記固定子のいずれか１つの相のタップ端子に流入させ
た励磁電流を前記回転子の回転方向の前方側で隣り合う
２つの隣接コイルと回転方向の後方側で隣り合う２つの
隣接コイルとに分流させた後他の１つの相のスイッチア
ームの下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端子
に戻す励磁電流の流し方を第２の励磁パターンとして、
磁石回転子を一方向に回転駆動する際に、第１の回転子
磁極センサの出力の状態が変化したとき及び第３の回転
子磁極センサの出力の状態が変化したときに、第１の励
磁パターンで励磁電流を流し、第２の回転子磁極センサ
の出力の状態が変化したとき及び第４の回転子磁極セン
サの出力の状態が変化したときには第２の励磁パターン
で励磁電流を流すようにして、第１の励磁パターンで励
磁電流を流す状態と第２の励磁パターンで励磁電流を流
す状態とを交互に生じさせながら、第１ないし第４の回
転子磁極センサのそれぞれの出力の状態が変化する毎に
励磁電流を流すコイルを順次磁石回転子の回転方向にシ
フトさせていくようにスイッチ回路のスイッチ素子をオ
ンオフ制御する。

【００５０】上記のように、固定子の隣り合う２つの相
のタップ端子に同時に励磁電流を流入させる第１の励磁
パターンによる励磁と固定子のコイルから引き出した１
つの相のタップ端子のみに励磁電流を流入させる第２の
励磁パターンによる励磁とを交互に行わせるようにする
と、全回転速度領域で出力トルクのむらを少なくすると
ともに、最大出力トルクの最大値を大きくして平均出力
トルクの増大を図ることができる。

【００５１】本発明においてはまた、磁石回転子をｍ極
に構成し、固定子の電機子鉄心を３ｍ個の歯部を有する
構成とし、第１ないし第３の回転子磁極センサを設け
て、スタータモータとして運転する際に３相駆動を行う
ようにしてもよい。

【００５２】この場合には、固定子としては、ｍ個（ｍ
は偶数）の磁極を有する磁石回転子の回転方向に等角度
間隔で並ぶように設けられた３ｍ個の歯部を有する電機
子鉄心と、各コイルを電機子鉄心の隣り合う３つの歯部
に跨らせ、かつ各コイルの巻き方向を同一として磁石回
転子の回転方向に順次重ね巻きされた３ｍ個のコイルと
を備えたものを用い、該３ｍ個のコイルのそれぞれの巻
始め側の端末部とそれぞれのコイルに隣接するコイルの
巻終り側の端末部との接続点から３ｍ個のタップ端子を
導出しておく。この固定子の３ｍ個のコイルは、磁石界
磁との位相関係が等しいコイルを同一相のコイルとした
場合に第１ないし第６相のコイルに分けられるようにな
っていて、第１ないし第６相のコイルの巻始め側の端末
部にそれぞれ接続されたタップ端子が第１ないし第６相
のタップ端子とされる。

【００５３】この場合第１ないし第３の回転子磁極セン
サは、電気角で６０度の位相差を有し、かつ電機子鉄心
の歯部間に設定された固定子側の３つの検出位置に配置
されて、それぞれの検出位置を通過する磁石回転子の磁
極がＮ極であるかＳ極であるかを検出して、検出した磁
極がＮ極のときとＳ極のときとで異なる状態の出力を発
生する。

【００５４】またスイッチ回路は、上段のスイッチ素子
と該上段のスイッチ素子に対して直列に接続された下段
のスイッチ素子と両スイッチ素子の間から引き出された
中間端子とを備えた構成をそれぞれが有する第１ないし
第６相のスイッチアームを少なくとも１つずつ備えてい
て、該第１ないし第６相のスイッチアームがそれぞれの
上段のスイッチ素子をバッテリの正極端子側に位置させ
て該バッテリの両端に並列に接続され、固定子の各相の
タップ端子が対応する相のいずれかのスイッチアームの
中間端子に接続される。

【００５５】この場合も、固定子の一部のコイルの出力
を整流してバッテリに充電電流を供給するバッテリ充電
用整流回路と、固定子のコイルの内、バッテリ充電用整
流回路により出力が整流されるコイル以外のコイルの誘
起電圧でバッテリに充電電流が供給されるのを阻止する
充電阻止手段とを設けておく。

【００５６】またコントローラは、内燃機関を始動する
際に、バッテリの正極端子からスイッチ回路のいずれか
１つの相のスイッチアームの上段のスイッチ素子を通し
て固定子の１つの相のタップ端子に流入させた励磁電流
を回転子の回転方向の前方側で隣り合う２つの隣接コイ
ルと回転方向の後方側で隣り合う２つの隣接コイルとに
分流させた後スイッチ回路の他の１つの相のスイッチア
ームの下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端子
に戻す励磁電流の流し方を規定の励磁パターンとして、
第１ないし第３の回転子磁極センサのそれぞれの出力の
状態が変化する毎に該規定の励磁パターンに従って励磁
電流を流すコイルを順次前記回転方向にシフトさせてい
くようにスイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御す
る。

【００５７】上記のように、スタータモータとして運転
する際に３相駆動を行うようにすると、トルクむらを少
なくして、始動が困難になる回転確度位置をなくすとと
もに、出力トルクの平均値を高くする要求にも応えるこ
とができる。

【００５８】３相駆動を行う従来のブラシレス直流電動
機では、３相のコイルがスター結線されていたため、該
電動機を外部から駆動して発電機として運転する際に特
定の相のコイルの出力のみを取り出して負荷に供給する
ことは困難であった。

【００５９】これに対し、本発明においては、固定子に
設けた６相のコイルを直列に接続して（Δ結線して）、
各コイルの両端からタップ端子を引き出す構造としたた
め、一部のコイルの出力のみを取り出して負荷に供給す
ることが容易にできる。

【００６０】したがって、上記のように固定子の一部の
コイルの出力のみを整流してバッテリに供給するバッテ
リ充電用整流回路と、該整流回路により出力が整流され
るコイル以外のコイルからスイッチ回路を通してバッテ
リに充電電流が流れるのを阻止する充電阻止手段とを設
けておくことにより、内燃機関が始動した後、固定子の
コイルの出力でバッテリを充電する際に、バッテリが過
充電されるのを防ぐことができる。

【００６１】本発明は、一般に、スタータジェネレータ
において、固定子の電機子鉄心がｎ×ｍ個の歯部を有し
ていて、各コイルを電機子鉄心の隣り合うｎ個の歯部に
跨らせ、かつ各コイルの巻き方向を同一として磁石回転
子の回転方向に順次重ね巻きされたｎ×ｍ個のコイルを
設ける場合に適用することができる。

【００６２】この場合、ｎ×ｍ個のコイルのそれぞれの
巻始め側の端末部とそれぞれのコイルに隣接するコイル
の巻終り側の端末部との接続点からｎ×ｍ個のタップ端
子を導出して、磁石界磁との位相関係が等しいコイルを
同一相のコイルとした場合にｎ×ｍ個のコイルを第１な
いし第２ｎ相のコイルに分けられるようにしておき、第
１ないし第２ｎ相のコイルの巻始め側の端末部にそれぞ
れ接続されたタップ端子をそれぞれ第１ないし第２ｎ相
タップ端子とする。

【００６３】この場合、磁石回転子の回転方向に電気角
で３６０／２ｎ度の間隔をもって順次並ぶ電機子鉄心の
ｎ個の歯部間の間隙のそれぞれのほぼ中心に相応する位
置に設定された第１ないし第ｎの検出位置にそれぞれ第
１ないし第ｎの回転子磁極センサを設けておく。

【００６４】スイッチ回路は、上段のスイッチ素子と該
上段のスイッチ素子に対して直列に接続された下段のス
イッチ素子と両スイッチ素子の間から引き出された中間
端子とを備えた構成をそれぞれが有する第１ないし第２
ｎ相のスイッチアームを少なくとも１つずつ備えてい
て、該第１ないし第２ｎ相のスイッチアームがそれぞれ
の上段のスイッチ素子をバッテリの正極端子側に位置さ
せて該バッテリの両端に並列に接続されるとともに、固
定子の各相のタップ端子が対応する相のいずれかのスイ
ッチアームの中間端子に接続される。

【００６５】また固定子の一部のコイルの出力を整流し
て前記バッテリに充電電流を供給するバッテリ充電用整
流回路と、固定子のコイルの内、バッテリ充電用整流回
路により出力が整流されるコイル以外のコイルからバッ
テリに充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段
とを設けておく。

【００６６】コントローラは、バッテリの正極端子から
スイッチ回路のいずれか１つの相のスイッチアームの上
段のスイッチ素子を通して固定子の１つの相のタップ端
子に流入させた励磁電流を回転子の回転方向の前方側で
隣り合うｎ−１個の隣接コイルと回転方向の後方側で隣
り合うｎ−１個の隣接コイルとに分流させた後他の１つ
の相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通してバ
ッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し方を規定の励磁
パターンとして、第１ないし第ｎの回転子磁極センサの
それぞれの出力の状態が変化する毎に規定の励磁パター
ンに従って同時に励磁電流を流すコイルを順次磁石回転
子の回転方向にシフトさせていくようにスイッチ回路の
スイッチ素子をオンオフ制御する。

【００６７】また、上記のように、磁石回転子及び固定
子を構成する場合に、第１ないし第ｎの回転子磁極セン
サをそれぞれ磁石回転子の回転方向に電気角で３６０／
２ｎ度の間隔をもって順次並ぶ電機子鉄心のｎ個の歯部
のそれぞれのほぼ中心に相応する位置に設定された第１
ないし第ｎの検出位置にそれぞれ配置する場合には、バ
ッテリの正極端子からスイッチ回路の隣り合う２つの相
のスイッチアームの上段のスイッチ素子を通して固定子
の隣り合う２つの相のタップ端子に同時に流入させた励
磁電流を回転子の回転方向の前方側で隣り合うｎ−１個
の隣接コイルと回転方向の後方側で隣り合うｎ−１個の
隣接コイルとに分流させた後他の隣り合う２つの相のス
イッチアームの下段のスイッチ素子を通してバッテリの
負極端子に戻す励磁電流の流し方を規定の励磁パターン
として、第１ないし第ｎの回転子磁極センサのそれぞれ
の出力の状態が変化する毎に規定の励磁パターンに従っ
て同時に励磁電流を流すコイルを順次前記回転方向にシ
フトさせていくようにコントローラを構成する。

【００６８】上記の各構成において、充電阻止手段は、
バッテリ充電用整流回路により出力が整流されるコイル
以外のコイルの巻始め側の端末部から導出されたタップ
端子に中間端子が接続されたスイッチアームの上段のス
イッチ素子にアノードをバッテリの正極端子側に向けて
直列に接続された上段の充電阻止用ダイオードと、バッ
テリ充電用整流回路により出力が整流されるコイル以外
のコイルの巻始め側の端末部から導出されたタップ端子
に中間端子が接続されたスイッチアームの下段のスイッ
チ素子にカソードをバッテリの負極端子側に向けて直列
に接続された下段の充電阻止用ダイオードとにより構成
することができる。

【００６９】上記充電阻止手段はまた、バッテリ充電用
整流回路により出力が整流されるコイル以外のコイルの
巻始め側の端末部から導出されたタップ端子に中間端子
が接続されたスイッチアームの上段のスイッチ素子と中
間端子との間に挿入されて内燃機関を始動する際にオン
状態にされ、バッテリを充電する際にオフ状態にされる
上段の充電阻止用スイッチ手段と、バッテリ充電用整流
回路により出力が整流されるコイル以外のコイルの巻始
め側の端末部から導出されたタップ端子に中間端子が接
続されたスイッチアームの下段のスイッチ素子と中間タ
ップとの間に挿入されて内燃機関を始動する際にオン状
態にされ、バッテリを充電する際にオフ状態にされる下
段の充電阻止用スイッチ手段とにより構成することもで
きる。

【００７０】上記充電阻止手段はまた、バッテリ充電用
整流回路により出力が整流されるコイル以外のコイルの
巻始め側の端末部から導出されたタップ端子と該タップ
端子に接続されたスイッチアームの中間端子との間に挿
入されて内燃機関を始動する際にオン状態にされ、バッ
テリを充電する際にオフ状態にされる充電阻止用スイッ
チ手段により構成することもできる。

【００７１】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明に係わる
内燃機関用スタータジェネレータの機械的な構成部分の
構成例を示したもので、図１（Ａ）は同スタータジェネ
レータの断面図及び正面図である。また図２は、図１の
スタータジェネレータのコイルの巻回構造と、励磁電流
を流すコイルを切り換えるスイッチ回路の構成例と、該
スイッチ回路を制御するコントローラとを示した構成図
である。

【００７２】図１（Ａ）及び（Ｂ）に示した内燃機関用
スタータジェネレータＳＧは、内燃機関のクランク軸
（図示せず。）に取り付けられる磁石回転子１と、機関
のケース等に固定される固定子２とにより構成されてい
る。

【００７３】磁石回転子１は、鉄等の強磁性材料により
ほぼカップ状に形成された回転子ヨーク１００と、該回
転子ヨーク１００の周壁部１０１の内周に等角度間隔で
取り付けられて回転子ヨーク１００の径方向に着磁され
た円弧状の永久磁石Ｍ1 〜Ｍ6 とからなっている。

【００７４】磁石Ｍ1 〜Ｍ6 は、フライホイールの周方
向に交互に異なる極性の磁極（Ｓ極及びＮ極）が並ぶよ
うに着磁されていて、これらの磁石により、等角度間隔
で並ぶ６極の磁極を有する磁石界磁が構成されている。
回転子ヨーク１００の底壁部の中央部には回転軸取付け
用のボス部１０２が設けられ、このボス部が機関のクラ
ンク軸に取り付けられる。

【００７５】固定子２は、環状の継鉄部Ｙから磁石回転
子１の回転方向に等角度間隔で並ぶ１２個の歯部Ｐ1 〜
Ｐ12を放射状に突出させた形状を有する電機子鉄心２０
０と、電機子鉄心２００の歯部Ｐ1 〜Ｐ12に巻方向を同
じにして重ね巻きされた１２個のコイルＷ1 〜Ｗ12とか
らなっていて、鉄心２００が図示しない機関のケース等
に固定される。

【００７６】電機子鉄心２００は、所定の形状に打ち抜
いた鋼板を所定枚数積層したものからなっていて、その
継鉄部Ｙには樹脂製のフレーム２０２が固定され、該フ
レームには１２個のピン２０３，２０３，…の基部が埋
め込まれている。

【００７７】コイルＷ1 〜Ｗ2 は、各コイルを電機子鉄
心の隣り合う２つの歯部に跨らせた状態で、かつ各コイ
ルの巻終り側の端末部を次のコイルの巻始めの端末部に
つなげた状態で順次重ね巻きされている。そして、コイ
ルＷ1 〜Ｗ12相互間の渡り部が一連のピン２０３，２０
３，…に巻き付けられて半田付けされ、一連のピン２０
３，２０３，…がそれぞれタップ端子ｊ1 〜ｊ12となっ
ている。

【００７８】なお「重ね巻き」とは、電機子鉄心の各歯
部において隣り合うコイルの一部が回転子の周方向にオ
ーバラップするように一連のコイルを巻回することをい
う。図示の例では、隣り合うコイルの一部が重なり合っ
た状態で巻回されているが、歯部間のスロットを十分に
深くすることができる場合には、隣り合うコイルを重ね
合わせることなく、鉄心の径方向に位置をずらして配置
するようにしてもよい。

【００７９】図示の固定子では、磁石界磁との位相関係
が等しいコイルを同一相のコイルとした場合に、１２個
のコイルＷ1 〜Ｗ12が第１ないし第４相のコイルに分け
られるようになっている。図示の例では、図２に示すよ
うに、コイルＷ1 ，Ｗ5 及びＷ9 が第１相のコイルを構
成し、コイルＷ2 ，Ｗ6 及びＷ10が第２相のコイルを構
成している。またコイルＷ3 ，Ｗ7 及びＷ11が第３相の
コイルを構成し、コイルＷ4 ，Ｗ8 及びＷ12が第４相の
コイルを構成している。

【００８０】また、同じ相のコイルの巻き始め側の端末
部に接続されたタップ端子を同じ相のタップ端子とした
場合に、１２個のタップ端子ｊ1 〜ｊ12を第１ないし第
４相のタップ端子に分けることができるようになってい
る。図示の例では、タップ端子ｊ1 ，ｊ5 及びｊ9 が第
１相のタップ端子を構成し、タップ端子ｊ2 ，ｊ6 及び
ｊ10が第２相のタップ端子を構成している。またタップ
端子ｊ3 ，ｊ7 及びｊ11が第３相のタップ端子を構成
し、タップ端子ｊ4 ，ｊ8 及びｊ12が第４相のタップ端
子を構成している。

【００８１】また図示の例では、回転子のフライホイー
ル１００に設けられたボス部１０２の外周にリング状の
回転子磁極検出用磁石１０が取り付けられていて、この
磁石１０は、磁石回転子の磁極Ｍ1 〜Ｍ6 にそれぞれ対
応する磁極ｍ1 〜ｍ6 （図２参照）を形成するように着
磁されている。

【００８２】図１（Ａ）に示すように、電機子鉄心２０
０の継鉄部Ｙに固定された環状の樹脂製フレーム２０４
に、回転子磁極検出用磁石１０の磁極を検出する回転子
磁極センサｈa 及びｈb が取り付けられている。図示の
回転子磁極センサｈa 及びｈb は、ホールＩＣからなっ
ていて、電機子鉄心２００の隣り合う２つの歯部のそれ
ぞれの周方向の中心に相応する位置に設定された第１及
び第２の検出位置で回転子の磁極を検出して、検出して
いる回転子の磁極がＮ極であるかＳ極であるかによって
異なるレベルの矩形波状の磁極検出信号ＨA 及びＨB を
出力する。

【００８３】この例では、図１（Ｂ）に符号ｈa 及びｈ
b を付して示したように、電機子鉄心２００の歯部Ｐ3
及びＰ4 のそれぞれの周方向の中心に相応する位置に回
転子磁極センサｈa 及びｈb を配置して回転子１の磁極
の極性を検出した場合に両センサから得られる信号と同
等の信号が、継鉄部Ｙに固定された樹脂製フレーム２０
４に取り付けられたセンサｈa 及びｈb から得られるよ
うに、両センサｈa 及びｈb が設けられている。

【００８４】この例では、磁石回転子１が６極に構成さ
れ、電機子鉄心２００が１２極に構成されているため、
上記のように回転子磁極センサｈa ，ｈb を配置した場
合、両回転子磁極センサ相互間の間隔は、電気角で９０
度となる。

【００８５】なお図示の例では、回転子磁極検出用磁石
１０を設けて、該磁石の磁極を回転子磁極センサｈa 及
びｈb により検出することによって、回転子１の磁極の
極性を間接的に検出するようにしているが、回転子磁極
検出用磁石１０を設けることなく、図１（Ｂ）に符号ｈ
a 及びｈb で示した位置にそれぞれ回転子磁極センサを
配置して、回転子１の磁極の極性を直接検出するように
してもよいのはもちろんである。

【００８６】図１に示したスタータジェネレータにおい
て、回転子磁極センサｈa 及びｈbがそれぞれ出力する
磁極検出信号ＨA 及びＨB の波形は例えば図５（Ａ）及
び（Ｂ）に示す通りで、回転子磁極センサｈa 及びｈb
は、磁石のＮ極を検出しているときに高レベル（以下Ｈ
レベルという。）を示し、Ｓ極を検出しているときに低
レベルまたは零レベル（以下Ｌレベルという。）を示す
検出信号ＨA 及びＨBを出力する。

【００８７】回転子磁極センサｈa 及びｈb から導出さ
れたリード線は絶縁被覆により被覆されてワイヤーハー
ネス１１として外部に導出されて図２に示すコントロー
ラ４に接続される。

【００８８】図１に示したスタータジェネレータの巻線
構造は、図２に示した巻線展開図の通りで、回転子の各
磁極に対して常時隣り合う２つのコイルが対応するよう
に一連のコイルが設けられている。

【００８９】図２に示したように、コイルＷ1 〜Ｗ12に
励磁電流を流すためにスイッチ回路３と、回転子磁極セ
ンサｈa ，ｈb の出力に応じてスイッチ回路３を制御す
るコントローラ４とが設けられている。

【００９０】図示のスタータジェネレータを電動機とし
て動作させる際に４相駆動を行う場合には、スイッチ回
路３として、上段のスイッチ素子ｑa と順方向を上段の
スイッチ素子の順方向と同じ方向に向けて該上段のスイ
ッチ素子に対して直列に接続された下段のスイッチ素子
ｑb とを有して両スイッチ素子の間から中間端子が引き
出された構成をそれぞれが有する第１ないし第４相のス
イッチアームＳ1 〜Ｓ4 を少なくとも１つずつ備えたも
のを用いる。第１ないし第４相のスイッチアームＳ1 〜
Ｓ4 は、それぞれの上段のスイッチ素子及び下段のスイ
ッチ素子の順方向をバッテリの正極側から負極側に向う
方向に向け、かつそれぞれの上段のスイッチ素子ｑa を
バッテリ５の正極端子側に位置させた状態で該バッテリ
５の両端に並列に接続され、固定子２の各相のタップ端
子が対応する相のいずれかのスイッチアームの中間端子
に接続される。

【００９１】図示の例では、スイッチ回路３が、固定子
の第１ないし第４相のタップ端子にそれぞれ対応する第
１ないし第４相のスイッチアームＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 及び
Ｓ4を１つずつ備えていて、これらのスイッチアームが
対のバッテリ接続端子３ａ，３ｂ間に並列に接続されて
いる。

【００９２】また図示の例では、第１及び第２相のスイ
ッチアームＳ1 及びＳ2 のそれぞれが、互いに直列に接
続された上段のスイッチ素子ｑa 及び下段のスイッチ素
子ｑb と、スイッチ素子ｑa 及びｑb にそれぞれ逆並列
接続された上段の整流用ダイオードｄa 及び下段の整流
用ダイオードｄb とにより構成され、スイッチアームＳ
1 及びＳ2 のそれぞれのスイッチ素子同士の接続点から
中間端子ｕ1 及びｕ2が引き出されている。

【００９３】この例では、第１及び第２相のスイッチア
ームＳ1 及びＳ2 の整流用ダイオードｄa 及びｄb によ
り、機関が始動した後スタータジェネレータを発電機と
して動作させる際に固定子の一部のコイルの出力のみを
整流してバッテリ５に充電電流を供給する単相ダイオー
ドブリッジ全波整流回路が構成されている。図示の例で
は、機関の運転時に第１相のコイルＷ1 ，Ｗ5 及びＷ9
の出力がこの整流回路により整流されてバッテリ５に供
給される。

【００９４】また第３相のスイッチアームＳ3 は、上段
のスイッチ素子ｑa と、上段のスイッチ素子ｑa に対し
て直列に接続された下段のスイッチ素子ｑb と、両スイ
ッチ素子の間から引き出された中間端子ｕ3 と、カソー
ドをバッテリ５の正極端子側に向けて上段のスイッチ素
子ｑa と中間端子ｕ3 との間に挿入された上段の充電阻
止用ダイオードｄ1 と、カソードをバッテリ５の負極端
子側に向けて下段のスイッチ素子ｑb と中間端子ｕ3 と
の間に挿入された下段の充電阻止用ダイオードｄ2 とか
らなっており、中間端子ｕ3 は充電阻止用ダイオードｄ
1 のアノードと充電阻止用ダイオードｄ2 のアノードと
の共通接続点から引き出されている。

【００９５】第４相のスイッチアームＳ4 は、第３相の
スイッチアームＳ3 と同様に構成されていて、その充電
阻止用ダイオードｄ1 ，ｄ2 のアノードの共通接続点か
ら中間端子ｕ4 が引き出されている。

【００９６】第１及び第２相のスイッチアームＳ1 及び
Ｓ2 のそれぞれの中間端子ｕ1 及びｕ2 にはそれぞれ固
定子の第１及び第２相のタップ端子（ｊ1 ，ｊ5 ，ｊ9
）及び（ｊ2 ，ｊ6 ，ｊ10）が接続され、第３及び第
４相のスイッチアームＳ3 及びＳ4 のそれぞれの中間端
子ｕ3 及びｕ4 には、固定子の第３及び第４相のタップ
端子（ｊ3 ，ｊ7 ，ｊ11）及び（ｊ4 ，ｊ8 ，ｊ12）が
接続されている。

【００９７】図示の例では、各スイッチアームの上段及
び下段のスイッチ素子ｑa 及びｑbがＭＯＳＦＥＴから
なっていて、スイッチアームＳ1 ないしＳ4 のそれぞれ
の上段のスイッチ素子ｑa を構成するＦＥＴのドレイン
が電源接続端子３ａに共通接続されている。またスイッ
チアームＳ1 ないしＳ4 のそれぞれの下段のスイッチ素
子ｑb を構成するＦＥＴのドレインがそれぞれの相のス
イッチアームの上段のスイッチ素子を構成するＦＥＴの
ソースに接続され、スイッチアームＳ1 ないしＳ4 のそ
れぞれの下段のスイッチ素子ｑb を構成するＦＥＴのソ
ースが共通に接続されて、抵抗値が十分に小さいシャン
ト抵抗Ｒs を通して電源接続端子３ｂに共通接続されて
いる。シャント抵抗Ｒs は固定子のコイルに供給される
全励磁電流を検出するために設けられていて、この抵抗
Ｒs の両端に得られる電流検出信号は、図２には図示し
ない後記する過電流検出回路に入力されている。

【００９８】なおｄa 及びｄb はＭＯＳＦＥＴのドレイ
ンソース間に存在する寄生ダイオードであり、図示の例
では、この寄生ダイオードを整流用ダイオードとして用
いている。

【００９９】本実施形態では、充電阻止用ダイオードｄ
1 及びｄ2 により、固定子２のコイルの内、第１相及び
第２相のスイッチアームＳ1 及びＳ2 の整流用ダイオー
ドｄa 及びｄb により構成されたバッテリ充電用整流回
路により出力が整流されるコイル（この例ではコイルＷ
1 ，Ｗ5 及びＷ9 ）以外のコイルの誘起電圧でバッテリ
５に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段が
構成されている。

【０１００】図示の例では、スイッチ素子ｑa 及びｑb
としてＭＯＳＦＥＴを用いているため、第３及び第４相
のスイッチアームのスイッチ素子ｑa 及びｑb にもそれ
ぞれ寄生ダイオードｄa 及びｄb が逆並列接続されてい
るが、スイッチ素子ｑa 及びｑb として寄生ダイオード
を有しない素子を用いる場合、充電阻止用ダイオードｄ
1 及びｄ2 が設けられる第３及び第４のスイッチアーム
Ｓ3 及びＳ4 のスイッチ素子ｑa 及びｑb に対してダイ
オードを並列接続する必要はない。

【０１０１】対の電源接続端子３ａ及び３ｂにはそれぞ
れバッテリ５の正極端子及び負極端子が接続され、該バ
ッテリ５からスイッチ回路３を通してコイルＷ1 〜Ｗ12
に励磁電流が供給される。

【０１０２】コントローラ４は、マイクロコンピュータ
を備えていて、回転子磁極センサｈa 及びｈb がそれぞ
れ発生する検出信号ＨA 及びＨB に応じて、スイッチア
ームＳ1 〜Ｓ4 の上段のスイッチ素子ｑa の制御端子
（図示の例ではＭＯＳＦＥＴのゲート）にそれぞれ駆動
信号ＡないしＤを所定のタイミングで与え、スイッチア
ームＳ1 〜Ｓ4 の下段のスイッチ素子ｑb の制御端子に
それぞれ駆動信号Ａ´ないしＤ´を所定のタイミングで
与える。

【０１０３】各スイッチ素子はその制御端子に駆動信号
が与えられている間オン状態を保持し、該駆動信号が与
えられていない間オフ状態を保持する。

【０１０４】図２においては、固定子２のコイルに流す
励磁電流を制御する制御装置の部分を概略的に示してい
るが、制御装置のより詳細な構成の一例を示すと図３の
通りである。

【０１０５】図３に示した例では、図２に示したスイッ
チ回路３の負極側の電源接続端子３ｂとスイッチアーム
Ｓ1 〜Ｓ4 の共通接続点との間に挿入されたシャント抵
抗Ｒs の両端に得られる電流検出信号が過電流検出回路
１５に入力されている。スイッチ回路３と過電流検出回
路１５とによりドライバ１６が構成されている。

【０１０６】過電流検出回路１５は、例えば、図４に示
すように、演算増幅器ＯＰ1 、固定抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 、
可変抵抗器ＶＲ1 、及びコンデンサＣ1 からなる増幅回
路１５Ａと、固定抵抗器Ｒ3 及び可変抵抗器ＶＲ2 の直
列回路からなっていて後記する電源回路から与えられる
定電圧を分圧して基準電圧Ｖf を出力する基準電圧発生
回路１５Ｂと、増幅回路１５Ａの出電圧及び基準電圧Ｖ
f がそれぞれ反転入力端子及び非反転入力端子に入力さ
れた電圧比較器ＣＰ1 と帰還抵抗Ｒ4 とからなる比較回
路１５Ｃとを備えていて、シャント抵抗Ｒs の両端に得
られる電流検出信号が設定値を超えたときに、増幅回路
１５Ａの出力電圧が基準電圧Ｖf を超えて比較器ＣＰ1
の出力端子の電位を高レベルの状態から低レベルの状態
に変化させる。この比較器ＣＰ1 の出力端子の電位の低
下が過電流検出信号としてコントローラ４に与えられ
る。

【０１０７】コントローラ４は、ＣＰＵ４Ａと、ＲＯＭ
４Ｂと、ＲＡＭ４Ｃと、計測すべき時間がセットされた
ときにクロックパルスを計数する計時動作を開始して、
セットされた時間を計測したときに出力信号を発生する
タイマ４Ｄと、ＣＰＵ４Ａへの信号の入出力を行う入出
力ポート４Ｅと、電源回路４Ｆと、内燃機関を始動する
際に閉じられる始動指令スイッチＳＷに入力端子が接続
されて始動指令スイッチＳＷが閉じたことを検出したと
きにＣＰＵ４Ａに始動指令信号を与える始動指令検出回
路４Ｇとを有している。

【０１０８】またＣＰＵ４Ａには、過電流検出回路１５
の出力がポート４Ｅを通して入力されるとともに、回転
子磁極センサｈa 及びｈb の出力が入力されている。

【０１０９】電源回路４Ｆは、バッテリ５の出力電圧を
入力として、ＣＰＵ４Ａを動作させるために必要な電源
電圧（５［Ｖ］）と、ドライバ１６を駆動するために必
要な電源電圧（８［Ｖ］）とを出力する回路で、電源回
路４ＦからＣＰＵ４Ａとドライバ１６とに電源電圧が与
えられている。

【０１１０】ＣＰＵ４Ａは、ＲＯＭ４Ｂに記憶された所
定のプログラムを実行することにより、後記する励磁パ
ターンに従って固定子のコイルに励磁電流を供給するべ
く、回転子磁極センサｈa ，ｈb の出力からスイッチ回
路３の各スイッチ素子に駆動信号を与えるタイミングを
割り出して、割り出したタイミングでスイッチ回路３の
スイッチ素子に駆動信号Ａ〜Ｄ及びＡ´〜Ｄ´を与える
スイッチ回路駆動手段や、固定子のコイルに供給される
励磁電流が過大になって過電流検出回路１５が過電流検
出信号を発生したときに、スイッチ回路３への駆動信号
の出力を停止する過電流保護手段等を実現する。

【０１１１】本実施形態では、内燃機関を始動する際
に、図５に示すような励磁パターンで固定子２のコイル
に励磁電流を流して図１に示したスタータジェネレータ
を電動機として動作させる。

【０１１２】図５の励磁パターンに従う場合、コントロ
ーラ４は、磁石回転子１を一方向に回転駆動する際に、
バッテリ５の正極端子からスイッチ回路３の２つの隣り
合う相のスイッチアームの上段のスイッチ素子ｑa を通
して固定子２の隣り合う２つの相のタップ端子に同時に
励磁電流を流入させて、回転子の回転方向の前方側に位
置する相のタップ端子に流入させた励磁電流を回転方向
の前方側の１つの相のコイルを通して流した後、他の１
つの相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通して
バッテリ５の負極端子に戻し、隣り合う２つの相のタッ
プ端子のうち回転方向の後方側に位置する相のタップ端
子に流入させた励磁電流は回転方向の後方側の１つの相
のコイルを通して流した後、更に他の相のスイッチアー
ムの下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端子に
戻す励磁電流の流し方を規定の励磁パターンとして定め
ておいて、第１及び第２の回転子磁極センサｈa 及びｈ
bのそれぞれの出力の状態が変化する毎に、規定の励磁
パターンに従って励磁電流を流すコイルを順次磁石回転
子の回転方向にシフトさせていくようにスイッチ回路の
スイッチ素子をオンオフ制御する。

【０１１３】更に詳細に説明すると、図５に示した例で
は、回転子磁極センサｈa の出力信号ＨA がＬレベルか
らＨレベルに変化した時に、コントローラ４が第３相の
スイッチアームＳ3 の上段のスイッチ素子ｑa に与えて
いた駆動信号Ｃを消滅させると同時に、第１相のスイッ
チアームＳ1 の上段のスイッチ素子ｑa に駆動信号Ａを
与え、既に第４相のスイッチアームＳ4 の上段のスイッ
チ素子ｑa に与えられている駆動信号Ｄはそのままとし
て、第１相のスイッチアームＳ1 の上段のスイッチ素子
ｑa と第４相のスイッチアームＳ4 の上段のスイッチ素
子ｑa とを導通させる。また第１のスイッチアームＳ1
の下段のスイッチ素子ｑb に与えていた駆動信号を消滅
させると同時に第３相のスイッチアームＳ3 の下段のス
イッチ素子ｑb に駆動信号Ｃ´を与え、既に第２相のス
イッチアームＳ2 の下段のスイッチ素子ｑb に与えられ
ている駆動信号Ｂ´をそのままとして、第２相のスイッ
チアームＳ2 下段のスイッチ素子ｑb と第３相のスイッ
チアームＳ3 の下段のスイッチ素子ｑb とを導通させ
る。

【０１１４】このときバッテリ５から第４相のスイッチ
アームＳ4 及び第１相のスイッチアームＳ1 の上段のス
イッチ素子を通して第４相のタップ端子（ｊ12，ｊ4 ，
ｊ8）及び第１相のタップ端子（ｊ1 ，ｊ5 ，ｊ9 ）に
励磁電流が流入する。このとき励磁電流が同時に流入す
る隣り合う相のタップ端子（ｊ12，ｊ1 ），（ｊ4 ，ｊ
5 ）及び（ｊ8 ，ｊ9 ）はそれぞれほぼ同電位であり、
また同時に励磁電流が流出する隣り合う相のタップ端子
（ｊ2 ，ｊ3 ），（ｊ6 ，ｊ7 ）及び（ｊ10，ｊ11）も
それぞれほぼ同電位であるため、コイルＷ12，Ｗ4 ，Ｗ
8 ，Ｗ2 ，Ｗ6及びＷ10には励磁電流がほとんど流れな
い。そのため、バッテリ５から第４相のスイッチアーム
Ｓ4 の上段のスイッチ素子を通して第４相のタップ端子
ｊ12，ｊ4 及びｊ8 にそれぞれ流入した励磁電流は回転
方向の後方側に位置する１つの相のコイルＷ11，Ｗ3 及
びＷ7 を通して流れた後第２相のスイッチアームＳ2 の
下段のスイッチ素子ｑb を通してバッテリの負極端子に
戻る。またバッテリから第１相のスイッチアームＳ1 の
上段のスイッチ素子を通して第１相のタップ端子ｊ1 ，
ｊ5 及びｊ9 にそれぞれ流入した励磁電流は、回転方向
の前方側に位置する１つの相のコイル群Ｗ1 ，Ｗ5 及び
Ｗ9 を通して流れた後、第３相のスイッチアームＳ3 の
下段のスイッチ素子ｑb を通してバッテリの負極端子に
戻る。

【０１１５】次いで、コントローラ４は、回転子磁極セ
ンサｈb の出力信号ＨB がＬレベルからＨレベルに変化
したときに、第４相のスイッチアームＳ4 の上段のスイ
ッチ素子ｑa に与えていた駆動信号Ｄを消滅させると同
時に第２相のスイッチアームＳ2 の上段のスイッチ素子
ｑa に駆動信号Ｂを与え、既に第１相のスイッチアーム
Ｓ1 の上段のスイッチ素子ｑa に与えている駆動信号Ａ
はそのままとして、第１相のスイッチアームＳ1 の上段
のスイッチ素子ｑa と第２相のスイッチアームＳ2 の上
段のスイッチ素子ｑa とを導通させた状態とする。コン
トローラはまた、第２のスイッチアームＳ2 の下段のス
イッチ素子ｑb に与えていた駆動信号Ｂ´を消滅させる
と同時に第４相のスイッチアームＳ4 の下段のスイッチ
素子ｑbに駆動信号Ｄ´を与え、既に第３相のスイッチ
アームＳ3 の下段のスイッチ素子ｑb に与えている駆動
信号Ｃ´はそのままとして、第３相のスイッチアームＳ
3の下段のスイッチ素子ｑb と第４相のスイッチアーム
Ｓ4 の下段のスイッチ素子ｑb とを導通させた状態にす
る。

【０１１６】このときバッテリ５から第１相のスイッチ
アームＳ1 及び第２相のスイッチアームＳ2 の上段のス
イッチ素子を通して第１相のタップ端子（ｊ1 ，ｊ5 ，
ｊ9）及び第２相のタップ端子（ｊ2 ，ｊ6 ，ｊ10）に
励磁電流が流入する。このとき同時に励磁電流が流入す
る隣合うタップ端子（ｊ1 ，ｊ2 ），（ｊ5 ，ｊ6 ）及
び（ｊ9 ，ｊ10）はそれぞれほぼ同電位であり、また同
時に励磁電流が流出する隣り合うタップ端子（ｊ3 ，ｊ
4 ），（ｊ7 ，ｊ8 ）及び（ｊ11，ｊ12）もほぼ同電位
であるため、コイルＷ1 ，Ｗ5 ，Ｗ9 ，Ｗ3 ，Ｗ7 及び
Ｗ12）には励磁電流がほとんど流れない。そのため、第
１相のタップ端子ｊ1 ，ｊ5 及びｊ9 にそれぞれ流入し
た励磁電流は回転方向の後方側に位置する１つの相のコ
イルＷ12，Ｗ4 ，及びＷ8 を通して流れた後第３相のス
イッチアームＳ3 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバ
ッテリの負極端子に戻る。またバッテリ５から第２相の
スイッチアームＳ2 の上段のスイッチ素子を通して第２
相のタップ端子ｊ2 ，ｊ6及びｊ10にそれぞれ流入した
励磁電流は、回転方向の前方側に位置する１つの相のコ
イルＷ2 ，Ｗ6 及びＷ10を通して流れた後第４相のスイ
ッチアームＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバッ
テリの負極端子に戻る。

【０１１７】次いで、コントローラ４は、回転子磁極セ
ンサｈa が出力する磁極検出信号ＨA がＨレベルからＬ
レベルに変化したときに、第１相のスイッチアームＳ1
の上段のスイッチ素子ｑa に与えていた駆動信号Ａを消
滅させると同時に第３相のスイッチアームＳ3 の上段の
スイッチ素子ｑa に駆動信号Ｃを与え、既に第２相のス
イッチアームＳ2 の上段のスイッチ素子ｑa に与えてい
る駆動信号Ｂはそのままとして、第２相のスイッチアー
ムＳ2 の上段のスイッチ素子ｑa と第３相のスイッチア
ームＳ3 の上段のスイッチ素子ｑa とを導通させた状態
とする。コントローラはまた、第３のスイッチアームＳ
3 の下段のスイッチ素子ｑb に与えていた駆動信号Ｃ´
を消滅させると同時に第１相のスイッチアームＳ1 の下
段のスイッチ素子ｑb に駆動信号Ａ´を与え、既に第４
相のスイッチアームＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb に与
えている駆動信号Ｄ´はそのままとして、第１相のスイ
ッチアームＳ1 の下段のスイッチ素子ｑb と第４相のス
イッチアームＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb とを導通さ
せた状態にする。

【０１１８】このときバッテリ５から第２相のスイッチ
アームＳ2 及び第３相のスイッチアームＳ3 の上段のス
イッチ素子を通して第２相のタップ端子（ｊ2 ，ｊ6 ，
ｊ10）及び第３相のタップ端子（ｊ3 ，ｊ7 ，ｊ11）に
励磁電流が流入する。このとき同時に励磁電流が流入す
るタップ端子（ｊ2 ，ｊ3 ），（ｊ6 ，ｊ7 ）及び（ｊ
10，ｊ11）はそれぞれほぼ同電位であり、また同時に励
磁電流が流出する隣り合う相のタップ端子（ｊ4 ，ｊ5
），（ｊ8 ，ｊ9 ）及び（ｊ12，ｊ1 ）もほぼ同電位
であるため、これらのタップ端子に両端により出力が整
流されるコイルＷ2 ，Ｗ6 ，Ｗ10，Ｗ4 ，Ｗ8 及びＷ12
には励磁電流がほとんど流れない。そのため第２相のタ
ップ端子ｊ2 ，ｊ6 及びｊ10にそれぞれ流入した励磁電
流は回転方向の後方側に位置する１つの相のコイルＷ1
，Ｗ5 及びＷ9 を通して流れた後、第４相のスイッチ
アームＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバッテリ
の負極端子に戻る。

【０１１９】またバッテリ５から第３相のスイッチアー
ムＳ3 の上段のスイッチ素子を通して第３相のタップ端
子ｊ3 ，ｊ7 及びｊ11にそれぞれ流入した励磁電流は、
回転方向の前方側に位置する１つの相のコイルＷ3 ，Ｗ
7 及びＷ11を通して流れた後、第１相のスイッチアーム
Ｓ1 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバッテリの負極
端子に戻る。

【０１２０】次いで、コントローラ４は、回転子磁極セ
ンサｈb の出力信号ＨB がＨレベルからＬレベルに変化
した時に、第２相のスイッチアームＳ2 の上段のスイッ
チ素子ｑa に与えていた駆動信号Ｂを消滅させると同時
に第４相のスイッチアームＳ4 の上段のスイッチ素子ｑ
a に駆動信号Ｄを与え、既に第３相のスイッチアームＳ
3 の上段のスイッチ素子ｑa に与えている駆動信号Ｃは
そのままとして、第３相のスイッチアームＳ3 の上段の
スイッチ素子ｑa と第４相のスイッチアームＳ4 の上段
のスイッチ素子ｑa とを導通させた状態とする。また第
４相のスイッチアームＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb に
与えていた駆動信号Ｄ´を消滅させると同時に第２相の
スイッチアームＳ2 の下段のスイッチ素子ｑb に駆動信
号Ｂ´を与え、既に第１相のスイッチアームＳ1 の下段
のスイッチ素子ｑb に与えている駆動信号Ａ´はそのま
まとして、第１相のスイッチアームＳ1 の下段のスイッ
チ素子ｑb と第２相のスイッチアームＳ2 の下段のスイ
ッチ素子ｑb とを導通させる。

【０１２１】このときバッテリ５から第３相のスイッチ
アームＳ3 及び第４相のスイッチアームＳ4 の上段のス
イッチ素子を通して第３相のタップ端子（ｊ3 ，ｊ7 ，
ｊ11）及び第４相のタップ端子（ｊ4 ，ｊ8 ，ｊ12）に
励磁電流が流入する。このとき同時に励磁電流が流入す
るタップ端子（ｊ3 ，ｊ4 ），（ｊ7 ，ｊ8 ）及び（ｊ
11，ｊ12）はそれぞれほぼ同電位であり、励磁電流が同
時に流出するタップ端子（ｊ5 ，ｊ6 ），（ｊ9 ，ｊ1
0）及び（ｊ1 ，ｊ2 ）もほぼ同電位であるため、これ
らのタップ端子に両端により出力が整流されるコイルＷ
3 ，Ｗ7 ，Ｗ11，Ｗ5 ，Ｗ9 及びＷ1 には励磁電流がほ
とんど流れない。そのため、第３相のタップ端子ｊ3 ，
ｊ7 及びｊ11にそれぞれ流入した励磁電流は回転方向の
後方側に位置する１つの相のコイルＷ2 ，Ｗ6 及びＷ10
を通して流れた後第１相のスイッチアームＳ1 の下段の
スイッチ素子ｑb を通してバッテリの負極端子に戻る。
またバッテリ５から第４相のスイッチアームＳ4 の上段
のスイッチ素子を通して第４相のタップ端子ｊ4 ，ｊ8
及びｊ12にそれぞれ流入した励磁電流は回転方向の前方
側に位置する１つのコイルＷ4 ，Ｗ8 及びＷ12を通して
流れた後第２相のスイッチアームＳ2 の下段のスイッチ
素子ｑb を通してバッテリの負極端子に戻る。

【０１２２】上記のように、図５の励磁パターンによれ
ば、各相のコイルに励磁電流が電気角で１８０度ずつ流
れ、９０度の区間隣り合う相のコイルに励磁電流が流れ
る期間がオーバラップするため、その出力トルク特性は
図６（Ｄ）に実線で示したようになり、ほとんど谷部が
生じない出力トルク特性を得ることができる。そのた
め、内燃機関を始動する際に、回転子がいかなる位置に
ある場合でも電動機を起動させて、内燃機関の始動を確
実に行わせることができる。

【０１２３】内燃機関が始動すると、磁石回転子１が機
関により駆動される状態になるため、図１に示したスタ
ータジェネレータＳＧは発電機として動作し、固定子の
第１相のコイルＷ1 ，Ｗ5 及びＷ9 の出力が第１相のス
イッチアームＳ1 及び第２相のスイッチアームＳ2 に設
けられた整流用ダイオードｄa 及びｄb により構成され
るバッテリ充電用整流回路により整流されてバッテリ５
に供給される。これによりバッテリ５が充電される。

【０１２４】このように、本発明においては、機関が始
動した後、固定子のコイルに誘起する電圧でバッテリを
充電する際に、固定子の一部のコイルの出力のみでバッ
テリに充電電流を供給するため、スタータモータとして
の性能を確保するために、固定子のコイルの巻線抵抗を
小さくして大きな電機子電流が流れるようにしておいて
も、機関の中高速運転時にバッテリに過大な充電電流が
供給されることがない。

【０１２５】上記のように、内燃機関の始動時に図５に
示した励磁パターンで固定のコイルに励磁電流を流した
場合には、励磁電流が流れないコイルが生じるため、出
力トルクの最大値は多少低くなる。

【０１２６】これに対し、図７に示すように、第１及び
第２の回転子磁極センサｈa 及びｈb を、電機子鉄心の
歯部間の中心（固定子の周方向に測った歯部間の間隙長
を２分する位置に相応する位置）に配置して、図８に示
すパターンで励磁電流を流すと、出力トルク特性に谷部
が生じるが、出力トルクの最大値が大きい特性を得るこ
とができる。

【０１２７】図７に示したように第１及び第２の回転子
磁極センサｈa 及びｈb を配置して、内燃機関の始動時
に図８に示す励磁パターンで固定子のコイルに励磁電流
を流して、スタータジェネレータを電動機として動作さ
せる際には、バッテリ５の正極端子からスイッチ回路３
のいずれか１つの相のスイッチアームの上段のスイッチ
素子を通して固定子のいずれか１つの相のタップ端子に
流入させた励磁電流を回転子１の回転方向の前方側で隣
り合う２つの隣接コイルと該回転方向の後方側で隣り合
う２つの隣接コイルとに分流させた後、他の１つの相の
スイッチアームの下段のスイッチ素子を通してバッテリ
の負極端子に戻す励磁電流の流し方を規定の励磁パター
ンとして、第１及び第２の回転子磁極センサｈa 及びｈ
b のそれぞれの出力のレベルが変化（ＬレベルからＨレ
ベルへの変化またはＨレベルからＬレベルへの変化）す
る毎に上記規定の励磁パターンに従って励磁電流を流す
コイルを順次磁石回転子１の回転方向にシフトさせてい
くようにスイッチ回路３のスイッチ素子をオンオフ制御
する。

【０１２８】図８（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ回転子磁極
センサｈa ，ｈb が出力する磁極検出信号ＨA 及びＨB
を示し、（Ｃ）〜（Ｆ）はそれぞれスイッチ回路３の第
１ないし第４相のスイッチアームＳ1 ないしＳ4 の上段
のスイッチ素子ｑa に与えられる駆動信号Ａ〜Ｄを示し
ている。また図８（Ｇ）ないし（Ｊ）はそれぞれスイッ
チ回路３の第１ないし第４相のスイッチアームＳ1 ない
しＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb に与えられる駆動信号
Ａ′〜Ｄ′を示している。

【０１２９】図８に示した例では、検出信号ＨA がＬレ
ベルからＨレベルへ変化するタイミングと、ＨB がＬレ
ベルからＨレベルへ変化するタイミングと、ＨA がＨレ
ベルからＬレベルに変化するタイミングと、ＨB がＨレ
ベルからＬレベルに変化するタイミングとが９０度（電
気角）間隔で順次現れる。コントローラ４は、これらの
各タイミングが検出される毎に励磁電流を流入させるタ
ップ端子を切り換える。

【０１３０】即ち、コントローラ４は、検出信号ＨA が
ＬレベルからＨレベルに変化した時に、第４相のスイッ
チアームＳ4 の上段のスイッチ素子ｑa の駆動信号Ｄを
消滅させて第１相のスイッチアームＳ1 の上段のスイッ
チ素子ｑa に駆動信号Ａを与えるとともに、第２相のス
イッチアームＳ2 の下段のスイッチ素子ｑb の駆動信号
Ｂ´を消滅させて第３相のスイッチアームＳ3 の下段の
スイッチ素子ｑb に駆動信号Ｃ´を与える。

【０１３１】このときバッテリ５の正極端子から第１相
のスイッチアームＳ1 の上段のスイッチ素子ｑa を通し
て第１相のタップ端子ｊ1 ，ｊ5 及びｊ9 に励磁電流が
流入する。この励磁電流は、回転子の回転方向の前方側
で隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ1 ，Ｗ2 ），（Ｗ4
，Ｗ6 ）及び（Ｗ9 ，Ｗ10）と、回転方向の後方側で
隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ12，Ｗ11），（Ｗ3 ，
Ｗ2 ）及び（Ｗ8 ，Ｗ7）とに分流した後、第３相のス
イッチアームＳ3 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバ
ッテリ５の負極端子に戻る。

【０１３２】コントローラ４はまた、検出信号ＨB がＬ
レベルからＨレベルに変化した際に、第１相のスイッチ
アームＳ1 の上段のスイッチ素子ｑa の駆動信号Ａを消
滅させて第２相のスイッチアームＳ2 の上段のスイッチ
素子ｑa に駆動信号Ｂを与えるとともに、第３相のスイ
ッチアームＳ3 の下段のスイッチ素子ｑb の駆動信号Ｃ
´を消滅させて第４相のスイッチアームＳ4 の下段のス
イッチ素子ｑb に駆動信号Ｄ´を与える。

【０１３３】このときバッテリ５の正極端子から第２相
のスイッチアームＳ2 の上段のスイッチ素子ｑa を通し
て第２相のタップ端子ｊ2 ，ｊ6 及びｊ10に励磁電流が
流入する。この励磁電流は、回転子の回転方向の前方側
で隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ2 ，Ｗ3 ），（Ｗ6
，Ｗ7 ）及び（Ｗ10，Ｗ11）と、回転方向の後方側で
隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ1 ，Ｗ12），（Ｗ5 ，
Ｗ4 ）及び（Ｗ9 ，Ｗ8）とに分流した後、第４相のス
イッチアームＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバ
ッテリ５の負極端子に戻る。

【０１３４】コントローラはまた、検出信号ＨA がＨレ
ベルからＬレベルに変化した時に、第２相のスイッチア
ームＳ2 の上段のスイッチ素子ｑa の駆動信号Ｂを消滅
させて第３相のスイッチアームＳ3 の上段のスイッチ素
子ｑa に駆動信号Ｃを与えるとともに、第４相のスイッ
チアームＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb の駆動信号Ｄ´
を消滅させて第１相のスイッチアームＳ1 の下段のスイ
ッチ素子ｑb に駆動信号Ａ´を与える。

【０１３５】このときバッテリ５の正極端子から第３相
のスイッチアームＳ3 の上段のスイッチ素子ｑa を通し
て第３相のタップ端子ｊ3 ，ｊ7 及びｊ11に励磁電流が
流入する。この励磁電流は、回転子の回転方向の前方側
で隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ3 ，Ｗ4 ），（Ｗ7
，Ｗ8 ）及び（Ｗ11，Ｗ12）と、回転方向の後方側で
隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ2 ，Ｗ1 ），（Ｗ6 ，
Ｗ5 ）及び（Ｗ10，Ｗ9）とに分流した後、第１相のス
イッチアームＳ1 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバ
ッテリ５の負極端子に戻る。

【０１３６】コントローラ４はまた、検出信号ＨB がＨ
レベルからＬレベルに変化した時に、第３相のスイッチ
アームＳ3 の上段のスイッチ素子ｑa の駆動信号Ｃを消
滅させて第４相のスイッチアームＳ4 の上段のスイッチ
素子ｑa に駆動信号Ｄを与えるとともに、第１相のスイ
ッチアームＳ1 の下段のスイッチ素子ｑb の駆動信号Ａ
´を消滅させて第２相のスイッチアームＳ2 の下段のス
イッチ素子ｑb に駆動信号Ｂ´を与える。

【０１３７】このときバッテリ５の正極端子から第４相
のスイッチアームＳ4 の上段のスイッチ素子ｑa を通し
て第４相のタップ端子ｊ4 ，ｊ8 及びｊ12に励磁電流が
流入する。この励磁電流は、回転子の回転方向の前方側
で隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ4 ，Ｗ5 ），（Ｗ8
，Ｗ9 ）及び（Ｗ12，Ｗ1 ）と、回転方向の後方側で
隣接する２つの隣接コイル群（Ｗ3 ，Ｗ2 ），（Ｗ7 ，
Ｗ6 ）及び（Ｗ11，Ｗ10）とに分流した後、第２相のス
イッチアームＳ2 の下段のスイッチ素子ｑb を通してバ
ッテリ５の負極端子に戻る。

【０１３８】上記のようにして、回転子磁極センサｈa
，ｈb の出力のレベルが変化する毎に、励磁電流が流
れるコイル群が回転子の一方向［この例では図１（Ｂ）
の矢印ＣＬ方向］に順次シフトしていくため、回転磁界
が生じ、磁石回転子１が一方向に回転させられる。

【０１３９】なお図９（Ａ）及び（Ｂ）は図６（Ａ）及
び（Ｂ）と同様に回転子磁極センサｈa 及びｈb の出力
信号ＨA 及びＨB を示しており、図９（Ｃ）に実線で示
したτ1 及び破線で示したτ2 はそれぞれ各コイルを一
方向及び他方向にそれぞれ流れる励磁電流により生じさ
せられるのトルクを示している。この場合電動機の出力
トルクと回転角θとの関係は、図９（Ｄ）の太線で示し
たようになる。

【０１４０】上記のように、４相のコイルを有する回転
電機を４相駆動して電動機として動作させる場合、回転
子磁極センサを電機子鉄心の隣り合う歯部の間の間隙の
中心位置に配置すると、トルクのピーク値を最大にする
ことができる。しかしながら、この場合、図９（Ｄ）に
示すように、トルク特性に生じる谷間は比較的深くなる
ため、回転子の停止位置によっては、始動トルクが十分
に得られないことがあり、電動機の始動に失敗するおそ
れがある。

【０１４１】上記のように、図５の励磁パターンによっ
た場合には、回転子の停止位置による始動トルクのむら
を少なくすることができ、図８の励磁パターンによった
場合には、最大出力トルクを高くすることができる。従
って内燃機関の始動時に電動機の負荷が重く、出力トル
クの平均値を高くすることが望ましい場合には、電動機
の始動時からその回転速度が設定値に達するまでの間
は、図５に示した励磁パターン（以下第１の励磁パター
ンとする。）で駆動して回転子の回転角度位置に対する
トルクむらを少なくし、回転速度が設定値を超えたとき
に励磁パターンを図８に示した励磁パターン（以下第２
の励磁パターンとする。）に切り換えて、電動機の出力
トルクの平均値を大きくするようにするのが望ましい。

【０１４２】即ち、電動機の回転速度が零から設定値に
達するまでの間は第１の励磁パターンで励磁電流を流
し、回転速度が設定値を超えた後は第２の励磁パターン
で励磁電流を流すようにするのが好ましい。この場合、
第１の励磁パターンによる場合と、第２の励磁パターン
による場合とでは、回転子磁極センサの配設位置が異な
る。したがって、第１の励磁パターンによる励磁の切換
えと、第２の励磁パターンによる励磁の切換えとを共に
回転子磁極センサの出力を用いて行う場合には、第１の
励磁パターン用の回転子磁極センサと、第２の励磁パタ
ーン用の回転子磁極センサとの双方を設ける必要があ
る。

【０１４３】図１０は図１に示したスタータジェネレー
タに第１の励磁パターン用の回転子磁極センサと、第２
の励磁パターン用の回転子磁極センサとの双方を設けた
例を示したもので、この例では、電機子鉄心の歯部Ｐ2
と歯部Ｐ3 との間の間隙の周方向の中心に相応する位置
及び歯部Ｐ3 の周方向の中心に相応する位置にそれぞれ
回転子磁極センサｈa 及びｈb が配置され、歯部Ｐ3 と
Ｐ4 との間の間隙の周方向の中心に相応する位置及び歯
部Ｐ4 の周方向の中心に相応する位置にそれぞれ回転子
磁極センサｈc 及びｈd が配置されている。図１０のス
タータジェネレータの電機子鉄心の歯部と回転子の磁極
と回転子磁極センサｈa ないしｈd との間の関係を示し
た展開図を図１１に示した。

【０１４４】図１０及び図１１のように回転子磁極セン
サｈa ないしｈd を配置した場合には、ｈa とｈc とを
第２の励磁パターン用のセンサとして用い、ｈb とｈd
とを第１の励磁パターン用のセンサとして用いる。

【０１４５】機関の始動時にスタータジェネレータの回
転速度［ｒｐｍ］が設定値に達するまでの間第１の励磁
パターンで励磁相の切換えを行い、回転速度が設定値を
超えた後は励磁相の切換えを第２の励磁パターンにより
行う場合の動作を時間ｔに対して示すタイムチャートを
図１２に示した。図１２（Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ
回転子磁極センサｈa ないしｈd の出力信号ＨA ないし
ＨD を時間ｔに対して示し、図１２（Ｅ）ないし（Ｈ）
はそれぞれ第１相ないし第４相のスイッチアームＳ1 な
いしＳ4 の上段のスイッチ素子ｑa に与えられる駆動信
号ＡないしＤを示している。また図１２（Ｉ）ないし
（Ｌ）はそれぞれ第１相ないし第４相のスイッチアーム
Ｓ1 ないしＳ4 の下段のスイッチ素子ｑb に与えられる
駆動信号Ａ´ないしＤ´を示している。

【０１４６】この例では、スタータジェネレータの回転
速度が設定値に達する時刻ｔ1 までの間は回転子磁極セ
ンサｈb 及びｈd の出力信号ＨB 及びＨD が変化する毎
に第１の励磁パターンにより励磁相の切換えを行い、回
転速度が設定値を超える時刻ｔ1 後の期間は回転子磁極
センサｈa 及びｈc の出力信号ＨA 及びＨC が変化を示
す毎に第２の励磁パターンにより励磁相の切換えを行
う。

【０１４７】このように構成すると、機関を始動する際
に、磁石回転子がいずれの位置に停止していても大きな
始動トルクを発生させることができるため、機関の始動
を確実に行わせることができる。また機関が一旦回転を
始めた後は、最大トルクを高くする励磁パターンで駆動
するので、機関を始動する際の平均出力トルクを大きく
することができる。

【０１４８】上記のように、機関を始動させる過程で回
転速度が設定値に達した時に励磁パターンを切り換える
ようにする場合、磁石回転子の回転速度は、例えば、回
転子磁極センサｈa 〜ｈd の出力信号の発生間隔（時
間）から演算により求めることができる。

【０１４９】図１２に示した例では、４つの回転子磁極
センサｈa 〜ｈd を用いて第１の励磁パターンによる励
磁相の切換えと、第２の励磁パターンによる励磁相の切
換えとを行わせるようにしたが、第１の励磁パターン用
の回転子磁極センサのみを設けて、該センサから得られ
る検出信号の立上り及び立下がりで起動したタイマ４Ｄ
の出力を用いて第２の励磁パターンの励磁相切換えタイ
ミングを定めるようにすることもできる。

【０１５０】図１３は、内燃機関の始動時に、第２の励
磁パターンの励磁相切換えタイミングをコントローラ４
に設けられたタイマ４Ｄにより定める場合の動作を示す
タイムチャートで、同図（Ａ）及び（Ｂ）は図１（Ｂ）
に示すように配置された第１の励磁パターン用の回転子
磁極センサｈa 及びｈb の出力信号ＨA 及びＨB を示
し、同図（Ｃ）は出力信号ＨA 及びＨB のそれぞれの立
上り及び立下がりで起動されてセットされた時間の計測
を行うタイマ４Ｄの計時動作を示す線図である。また図
１３（Ｄ）ないし（Ｇ）はそれぞれ第１ないし第４相の
スイッチアームの上段のスイッチ素子に与える駆動信号
ＡないしＤを示し、図１２（Ｈ）ないし（Ｋ）はそれぞ
れ第１ないし第４相のスイッチアームの下段のスイッチ
素子に与える駆動信号Ａ´ないしＤ´を示している。

【０１５１】図１３に示した例では、コントローラ４が
以下のようにしてスイッチ回路３を制御する。コントロ
ーラ４は、電動機の始動指令が与えられたことを検知し
たときに先ず回転子磁極センサｈa ，ｈb が出力する磁
極検出信号ＨA ，ＨB のレベルが変化する毎に第１の励
磁パターンに従って励磁相を切り換えて電動機を始動さ
せる。

【０１５２】本発明に係わる電動機において、磁極検出
信号ＨA ，ＨB の一方のレベルが変化してから他方のレ
ベルが変化するまでの間のクランク軸の回転角度は一定
（電気角で９０度，機械角で１５度）であるので、信号
ＨA ，ＨB の一方のレベルが変化してから他方のレベル
が変化するまでの時間から電動機の回転速度を演算する
ことができる。

【０１５３】図１３に示した例では、磁極検出信号ＨB
の立上りから磁極検出信号ＨA の立下がりまでの時間を
計測することにより電動機の回転速度を演算しており、
磁極検出信号ＨB の図示の立上りａから磁極検出信号Ｈ
A の立下がりｂまでの時間から電動機の回転速度が設定
値に達したことを検出している。

【０１５４】コントローラ４は、電動機の回転速度が設
定値に達したと判定されたときに、その直後に生じる磁
極検出信号ＨA またはＨB の立下がりから次に生じる磁
極検出信号ＨB またはＨA の立上りまでの時間Ｔo を計
測して、タイマ４Ｄに計測すべき時間としてｔ1 ＝Ｔo
／２をセットする。

【０１５５】図１３に示した例では、磁極検出信号ＨA
の立下がりｂで回転速度が設定値に達したと判定された
後、磁極検出信号ＨB の立下がりｃから磁極検出信号Ｈ
A の立上りｄまでの時間Ｔo を計測して、このＴo の１
／２の時間ｔ1 をタイマ４Ｄにセットしている。タイマ
４Ｄがセットされた時間ｔ1 を計測したときにＣＰＵ４
Ａが実行するプログラムに割込みをかけて、駆動信号Ｄ
と駆動信号Ｂ´とを消滅させ、駆動信号Ａ及びＣ´のみ
を発生させた状態にして、第２の励磁パターンに切り換
える。

【０１５６】その後、磁極検出信号ＨB の立上りｅが検
出された時に磁極検出信号ＨA の立上りｄから磁極検出
信号ＨB の立上りｅまでの時間Ｔ1 の１／２の時間ｔ2
をタイマ４Ｄにセットして、この時間ｔ2 の計測を開始
させる。次いでタイマ４Ｄがセットされた時間ｔ2 （＝
Ｔ1 ／２）を計測したときに駆動信号Ａ及びＣ´を消滅
させるとともに、駆動信号Ｂ及びＤ´を発生させる。以
下同様にして、磁極検出信号ＨA またはＨB のレベルが
変化する毎に、１つ前の磁極検出信号のレベル変化が検
出された時刻から今回の磁極検出信号のレベル変化が検
出された時刻までの時間Ｔ2 ，Ｔ3 ，…を計測して、こ
れらの時間の１／２の時間ｔ3 ，ｔ4 ，…をタイマ４Ｄ
にセットして、該タイマがセットされた時間を計測する
毎に励磁相を切り換える。

【０１５７】図１３において、一方の磁極検出信号のレ
ベルが変化してから他方の磁極検出信号のレベルが変化
するまでの回転角度は僅か１５度であり、１つ前の磁極
検出信号のレベル変化が検出された時の時刻から今回の
磁極検出信号のレベル変化が検出された時刻までの間の
平均回転速度と、今回の磁極検出信号のレベル変化が検
出された時刻から次の磁極検出信号のレベル変化が検出
される時刻までの間の平均回転速度との間の差（例えば
Ｔ1 とＴ2 との間の差）は僅かであるため、上記のよう
に、１つ前の磁極検出信号のレベル変化が検出された時
刻から今回の磁極検出信号のレベル変化が検出された時
刻までの時間Ｔ2 ，Ｔ3 ，…の１／２を計測することに
より、第２の励磁パターンでの励磁相切換えタイミング
を求めても、第２の励磁パターン用の回転子磁極センサ
を用いて励磁相の切換えタイミングを定める場合と比べ
てそれ程大きな誤差は生じない。

【０１５８】上記の例では、磁極検出信号ＨA またはＨ
B のレベルが変化する毎に、１つ前の磁極検出信号のレ
ベル変化が検出された時刻から今回の磁極検出信号のレ
ベル変化が検出された時刻までの時間の１／２の時間を
タイマに計測させることにより、励磁相の切り換えタイ
ミングを求めているが、一方の磁極検出信号の信号幅、
例えば図１３のｂ点からｄ点までの時間の１／４の時間
をタイマに計測させることにより励磁相の切換えタイミ
ングを求めるようにしていもよい。

【０１５９】なお回転子磁極センサｈa ，ｈb を第２の
励磁パターン用の位置とした適した位置に配置して、回
転子の回転速度が設定値に達するまでの間、該回転子磁
極センサの出力の立上り及び立下がりでタイマに計時動
作を行わせることにより、第１の励磁パターンでの励磁
相の切換えタイミングを求めるようにすることも考えら
れるが、機関の始動直後の回転速度は不安定であるた
め、始動直後の低速時の励磁相の切換えタイミングをタ
イマの計時動作により定めるのは好ましくない。したが
って、上記のように、回転子磁極センサｈa ，ｈb を第
１の励磁パターン用の検出位置として適した位置に配置
して、回転速度が設定値に達するまので間は、回転子磁
極センサｈa ，ｈb の出力がレベル変化を示すタイミン
グを励磁相の切換えタイミングとするのが好ましい。

【０１６０】上記の例では、機関の始動操作開始後、回
転速度が設定値に達するまでの間第１の励磁パターンに
より励磁相を切り換え、回転速度が設定値を超えた後に
第２の励磁パターンにより励磁相を切り換えるようにし
たが、図６（Ｄ）の出力トルク特性と、図９（Ｄ）の出
力トルク特性とを合成して、図１４（Ｂ）に太線で示し
たような出力トルク特性を得ることができれば、全回転
速度領域に亘って、トルクの大きな落ち込みがない特性
を得ることができる。

【０１６１】なお図１４（Ｂ）においてτa は第１の励
磁パターンにより励磁した場合に得られる図６（Ｄ）の
特性であり、τb は第２の励磁パターンにより励磁した
場合に得られる図９（Ｄ）の特性である。

【０１６２】図１４（Ｂ）のような出力特性を得るため
には、τa とτb との交点で励磁パターンの切換を行え
ばよい。即ち、図１４（Ｂ）のθ1 ´，θ3 ´，θ5 ´
及びθ7 ´の位置で、励磁パターンを第２の励磁パター
ンから第１の励磁パターンに切換え、θ2 ´，θ4 ´，
θ6 ´及びθ8 ´の位置で励磁パターンを第１の励磁パ
ターンから第２の励磁パターンに切り換えるようにすれ
ばよい。しかしながら、このように励磁パターンを切り
換えようとすると、励磁パターンの切換位置相互間の間
隔が狭い個所（例えば図１４Ｂのθ1 ´とθ2 ´との
間）が生じ、隣り合う回転子磁極センサ相互間の間隔が
狭くなって、同センサを配設することが困難になる。回
転子磁極センサの配設を容易にするためには、４つの回
転子磁極センサを等角度間隔で配置して、しかも図１４
（Ｂ）のθ1 ´〜θ8 ´の位置に近い位置で励磁パター
ンの切換を行うようにするのが好ましい。

【０１６３】そのために、例えば、図１４（Ａ）に示し
たように、４つの回転子磁極センサｈa 〜ｈd を電気角
で４５度間隔で配置するのがよい。この例では、特定の
歯部（図示の例では歯部Ｐ2 ）の中心と、回転子の回転
方向の前方側で特定の歯部Ｐ2 に隣接する他の歯部Ｐ3
との間の間隙の中心との間の中央に相応する第１の検出
位置で回転子の磁極を検出するように第１の回転子磁極
センサｈa を配置し、第１の回転子磁極センサｈa の配
設位置から回転子の回転方向に順次電気角で４５度（１
８０／４度）ずつ間隔を隔てた第２ないし第４の検出位
置位置で回転子の磁極を検出するように、第２ないし第
４の回転子磁極センサｈb ないしｈd を配置する。

【０１６４】この場合、回転子磁極センサｈa 〜ｈd が
それぞれ出力する磁極検出信号をＨA 〜ＨB とすると、
コントローラ４は図１５（Ａ）ないし（Ｌ）に示すよう
なパターンでスイッチ回路に駆動信号Ａ〜Ｄ及びＡ´〜
Ｄ´を与える。

【０１６５】即ち、コントローラ４は、バッテリの正極
端子からスイッチ回路３の隣り合う２つの相のスイッチ
アームの上段のスイッチ素子を通して固定子の隣り合う
２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させて、
該隣り合う２つの相のタップ端子のうち回転子の回転方
向の前方側に位置する相のタップ端子に流入させた励磁
電流を回転方向の前方側に位置する１つの相のコイルを
通して流した後スイッチ回路の他の１つの相のスイッチ
アームの下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端
子に戻し、隣り合う２つの相のタップ端子のうち回転方
向の後方側に位置する相のタップ端子に流入させた励磁
電流を回転方向の後方側に位置する１つの相のコイルを
通して流した後スイッチ回路の更に他の相のスイッチア
ームの下段のスイッチ素子を通してバッテリの負極端子
に戻す励磁電流の流し方を第１の励磁パターンとして定
めるとともに、バッテリの正極端子からスイッチ回路の
いずれか１つの相のスイッチアームの上段のスイッチ素
子を通して固定子のいずれか１つの相のタップ端子に流
入させた励磁電流を回転子１の回転方向の前方側で隣り
合う２つの隣接コイルと回転方向の後方側で隣り合う２
つの隣接コイルとに分流させた後、他の１つの相のスイ
ッチアームの下段のスイッチ素子を通してバッテリの負
極端子に戻す励磁電流の流し方を第２の励磁パターンと
して定めておいて、磁石回転子を一方向に回転駆動する
際に、第１の回転子磁極センサの出力の状態が変化した
とき及び第３の回転子磁極センサの出力の状態が変化し
たときには、第１の励磁パターンで励磁電流を流し、第
２の回転子磁極センサの出力の状態が変化したとき及び
第４の回転子磁極センサの出力の状態が変化したときに
は第２の励磁パターンで励磁電流を流すようにして、第
１の励磁パターンで励磁電流を流す状態と第２の励磁パ
ターンで励磁電流を流す状態とを交互に生じさせなが
ら、第１ないし第４の回転子磁極センサのそれぞれの出
力の状態が変化する毎に励磁電流を流すコイルを順次磁
石回転子の回転方向にシフトさせていくようにスイッチ
回路３のスイッチ素子をオンオフ制御する。

【０１６６】この場合に得られるトルク特性は図１５
（Ｍ）のようになり、第２の励磁パターンにより励磁相
を切り換えた場合にトルクが落ち込む部分で、第１の励
磁パターンにより励磁相を切換えることによりトルクが
増大させられるため、トルクの深い谷間が生じない特性
が得られる。また常に第１の励磁パターンにより励磁相
を切換える場合に比べて出力トルクの平均値を大きくす
ることができる。

【０１６７】本発明において、第２の励磁パターンによ
り励磁を行っているときには、各瞬時において、例えば
図１６に示すようにスイッチ回路のいずれか１つの相の
スイッチアームの上段のスイッチ素子と他の１つの相の
スイッチアームの下段のスイッチ素子とを通して励磁電
流Ｉe が流れる。

【０１６８】これに対し、第１の励磁パターンにより励
磁を行っているときには、図１７に示すように、同時に
２つの相のスイッチアームの上段のスイッチ素子と、他
の２つの相のスイッチアームの下段のスイッチ素子とを
通して励磁電流が流れる。そのため、第１の励磁パター
ンにより励磁を行っているときには、第２の励磁パター
ンにより励磁を行っている場合の２倍の励磁電流が流れ
る。

【０１６９】したがって、図３に示したように、過電流
検出回路１５を設けて、コントローラ４により過電流保
護手段を構成する場合には、第１の励磁パターンにより
励磁を行っているときの電流の制限値を第２の励磁パタ
ーンにより励磁を行っているときの電流の制限値の２倍
に設定する必要がある。

【０１７０】最初からいずれの励磁パターンで励磁する
かが決まっている場合には、励磁パターンに合わせた過
電流制限値を決めておけばよいが、励磁パターンを第２
の励磁パターンから第１の励磁パターンに切り換えた
り、第１の励磁パターンによる励磁と第２の励磁パター
ンによる励磁とを交互に行ったりする場合には、励磁パ
ターンに応じて過電流制限値を変更する必要がある。

【０１７１】図４に示すような過電流検出回路１５が用
いられる場合には、コントローラ４により励磁パターン
に応じて可変抵抗器ＶＲ1 の抵抗値を調整して増幅回路
の利得を切換えることにより、過電流制限値を切換える
ことができる。即ち、第２の励磁パターンにより励磁を
行うときには、増幅回路１５Ａの利得を第１の励磁パタ
ーンにより励磁を行う際の利得の１／２とすることによ
り、過電流制限値を第１の励磁パターンにより励磁を行
うときの制限値の２倍にすることができる。

【０１７２】またコントローラ４により励磁パターンに
応じて可変抵抗器ＶＲ2 の抵抗値を調整して、基準電圧
Ｖf の値を切り換えることによっても過電流制限値を切
り換えることができる。即ち、第２の励磁パターンによ
り励磁を行うときに基準電圧Ｖf の値を第１の励磁パタ
ーンにより励磁を行うときの２倍の値とすることによ
り、第２の励磁パターンにより励磁を行うときの過電流
制限値を、第１の励磁パターンにより励磁を行うときの
制限値の２倍にすることができる。

【０１７３】上記の例では、スタータジェネレータの回
転子を６極に構成し、固定子を１２極に構成したが、一
般に回転子をｍ極（ｍは偶数）とし、固定子を２ｍ極と
する場合に、４相駆動を行って電動機として運転するこ
とができる。

【０１７４】例えば、図１８に示すように、回転子を８
極とし、固定子を１６極とする場合にも本発明を適用す
ることができる。この場合、電機子鉄心は１６個の歯部
Ｐ1ないしＰ16を有していて、固定子のコイルＷ1 ない
しＷ16は、電機子鉄心の２つの歯部に跨って重ね巻きさ
れ、コイルＷ1 ないしＷ16の巻始め側の端末部と回転子
の回転方向の後方側でそれぞれのコイルに隣接するコイ
ルの巻終り側の端末部との接続点からそれぞれタップ端
子ｊ1 ないしｊ12が引き出されている。そして、タップ
端子ｊ1 ないしｊ16のうち、ｊ1 ，ｊ5 ，ｊ9 及びｊ13
が第１相のタップ端子を構成し、ｊ2 ，ｊ6 ，ｊ10及び
ｊ14が第２相のタップ端子を構成している。またｊ3 ，
ｊ7 ，ｊ11及びｊ15が第３相のタップ端子を構成し、ｊ
4 ，ｊ8，ｊ12及びｊ16が第４相のタップ端子を構成し
ている。そして、１／２のタップ端子ｊ1 ないしｊ8 に
対して第１相のスイッチアームＳ1 ないし第４相のスイ
ッチアームＳ4 が設けられて、各相のスイッチアームの
中間端子が各相の２つのタップ端子に共通に接続されて
いる。またタップ端子ｊ9 ないしｊ16に対して第１相の
スイッチアームＳ5 ないし第４相のスイッチアームＳ8
が設けられて、各相のスイッチアームの中間端子が２つ
の相のタップ端子に共通に接続されている。

【０１７５】回転子磁極センサｈa 及びｈb はそれぞれ
電機子鉄心の歯部Ｐ5 とＰ6 との間の間隙の中心に相応
する位置、及び歯部Ｐ6 とＰ7 との間の間隙の中心に相
応する位置でそれぞれ回転子の磁極を検出するように設
けられている。

【０１７６】図１８に示した例では、スイッチアームＳ
3 ないしＳ8 にそれぞれ上段の充電阻止用ダイオードｄ
1 及びｄ2 を設けて、これらのスイッチアームを通して
はバッテリに充電電流が供給されないようにし、スイッ
チアームＳ1 及びＳ2 に設けられた整流用ダイオードｄ
a 及びｄb によって構成されたバッテリ充電用整流回路
により、第１相の一部のコイルＷ1 ，Ｗ5 の出力のみが
整流されてバッテリ５に供給されるようになっている。

【０１７７】図１８に示したスタータジェネレータを４
相駆動する場合、回転子磁極センサが出力する磁極検出
信号をＨA 及びＨB 、スイッチアームＳ1 ないしＳ8 の
上段のスイッチ素子ｑa に与える駆動信号をそれぞれＡ
ないしＨとし、スイッチアームＳ1 ないしＳ8 の下段の
スイッチ素子ｑb に与える駆動信号をそれぞれＡ´ない
しＨ´とすると、第２の励磁パターンは図１９のように
なる。

【０１７８】また図１８に示したスタータジェネレータ
においても、回転子磁極センサｈa及びｈb を電機子鉄
心の歯部の中心に相応する位置に配置して、第１の励磁
パターンで駆動することにより、出力トルクのむらが少
ない特性を得ることができる。

【０１７９】図１８に示した例においては、スイッチア
ームＳ1 及びＳ2 に設けられたダイオードｄa 及びｄb
のみによりバッテリ充電用の整流回路を構成して、機関
が始動した後、第１相のコイルの一部Ｗ1 及びＷ5 の出
力のみでバッテリ５に充電電流を供給するようにしてい
るが、スイッチアームＳ5 及びＳ6 から充電阻止用ダイ
オードｄ1 及びｄ2 を取り除いて、これらのスイッチア
ームに設けた整流用ダイオードｄa 及びｄb により構成
されるバッテリ充電用整流回路を通して第１相のコイル
Ｗ9 及びＷ13からもバッテリに充電電流を供給するよう
にしてもよい。

【０１８０】また内燃機関の定常運転時に駆動する必要
がある負荷が大きい場合には、更に他のスイッチアーム
からも充電阻止用ダイオードを取り除いて、第１相のコ
イル以外のコイルからもバッテリに充電電流を供給する
ようにしてもよい。

【０１８１】要するに、本発明においては、固定子の一
部のコイルの出力を整流してバッテリに充電電流を供給
するようにバッテリ充電用整流回路及び充電阻止手段を
設ければよく、バッテリを充電するための出力を発生さ
せるコイルとしては、いずれのコイルを用いてもよい。

【０１８２】また上記の例では、バッテリ充電用整流回
路が、特定のスイッチアームのスイッチ素子に逆並列接
続されたダイオードｄa ，ｄb からなっていて、該バッ
テリ充電用整流回路がスイッチ回路内に構成されている
が、バッテリ充電用整流回路はスイッチ回路から独立さ
せて設けるようにしてもよい。

【０１８３】また上記の例では、バッテリを充電するた
めに用いないコイルにつながるスイッチアームに充電阻
止用ダイオードｄ1 及びｄ2 を設けて、これらの充電阻
止用ダイオードにより、バッテリ重電用整流回路により
出力が整流されるコイル以外のコイルの誘起電圧でバッ
テリに充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段
を構成しているが、この充電阻止手段は、他の手段によ
ってもよい。

【０１８４】例えば、図２０に示したように、バッテリ
充電用整流回路により出力が整流されるコイル（図２０
の例ではコイルＷ1 ，Ｗ5 及びＷ9 ）以外のコイルの巻
始め側の端末部から導出されたタップ端子（ｊ3 ，ｊ7
，ｊ11）及び（ｊ4 ，ｊ8 ，ｊ12）とこれらのタップ
端子に接続されたスイッチアームの中間端子ｕ3 及びｕ
4 との間に挿入された充電阻止用スイッチ手段ＳＷによ
り、充電阻止手段を構成してもよい。この場合、充電阻
止用スイッチ手段ＳＷは、コントローラ４により制御さ
れて、内燃機関を始動する際にオン状態にされ、機関が
始動した後バッテリを充電する際にオフ状態にされる。

【０１８５】この場合、充電阻止用スイッチ手段ＳＷ
は、オンオフ制御が可能なスイッチであればよく、図示
のようにリレーにより構成してもよく、トランジスタ等
の半導体スイッチにより構成してもよい。

【０１８６】図２０に示したように、固定子が１６極に
構成される場合に、充電阻止手段を充電阻止用スイッチ
手段ＳＷにより構成した例を図２１に示した。図２１に
示した例では、３つのスイッチアームＳ1 ないしＳ3 の
整流器ｄa 及びｄb によりバッテリ充電用整流回路が構
成され、他のスイッチアームの中間端子とタップ端子と
の間に充電阻止用スイッチ手段ＳＷが挿入されている。

【０１８７】また上記充電阻止手段は、バッテリ充電用
整流回路により出力が整流されるコイル以外のコイルの
巻始め側の端末部から導出されたタップ端子に中間端子
が接続されたスイッチアームの上段のスイッチ素子と中
間端子との間に挿入されて上段の充電阻止用スイッチ手
段と、バッテリ充電用整流回路により出力が整流される
コイル以外のコイルの巻始め側の端末部から導出された
タップ端子に中間端子が接続されたスイッチアームの下
段のスイッチ素子と中間端子との間に挿入されて内燃機
関を始動する際にオン状態にされ、バッテリを充電する
際にオフ状態にされる下段の充電阻止用スイッチ手段と
により構成することもできる。

【０１８８】例えば、図２２に示すように、スイッチア
ームＳ3 及びＳ4 のそれぞれの上段のスイッチ素子ｑa
と中間端子ｕ3 ，ｕ4 との間に挿入された上段の充電阻
止用スイッチ手段ＳW1と、スイッチアームＳ3 及びＳ4
のそれぞれの下段のスイッチ素子ｑb と中間端子ｕ3 ，
ｕ4 との間に挿入された下段の充電阻止用スイッチ手段
ＳW2とにより充電阻止手段を構成することができる。充
電阻止用スイッチ手段ＳW1及びＳW2は、コントローラ４
により制御されて、内燃機関の始動時にオン状態にさ
れ、機関が始動した後にオフ状態にされる。

【０１８９】また図２３に示したように、すべてのスイ
ッチアームの中間端子とタップ端子との間に充電阻止用
スイッチ手段ＳＷを挿入して、内燃機関の始動時にはこ
れらのスイッチ手段をすべてオン状態にし、機関が始動
した後は、バッテリに所定の充電電流が供給されるよう
に、機関の回転速度に応じてオン状態にする充電阻止用
スイッチ手段ＳＷの数を変えるようにすることもでき
る。例えば、機関のアイドリング時には、すべてのスイ
ッチアームに対して設けられた充電阻止用スイッチＳＷ
をオン状態にして、固定子のすべてのコイルからバッテ
リに充電電流を供給し、機関の回転速度が設定値以上に
上昇して発電機の出力が過大になった時に、一部の充電
阻止用スイッチをオフ状態にして、バッテリの充電電流
を適正範囲に調整するようにすることもできる。

【０１９０】上記の例では、機関の始動時にスタータジ
ェネレータを電動機として動作させる際に、４相駆動を
行うとした。前述のように、４相駆動を行うと、励磁を
切換えるタイミングを定めるための論理を簡単にするこ
とができるという利点が得られるが、本発明において
は、スタータジェネレータを電動機として動作させる際
に、３相駆動や６相駆動を行うようにすることもでき
る。

【０１９１】例えば、図２４は、内燃機関を始動する際
に３相駆動を行うことによりスタータジェネレータを電
動機として運転する場合の実施形態を示したもので、こ
の実施形態では、回転子として４極のものが用いられ、
電機子鉄心としては１２個の歯部Ｐ1 ないしＰ12を有す
るものが用いられている。固定子のコイルＷ1 ないしＷ
12は電機子鉄心の３つの歯部に跨って重ね巻きされて、
第１ないし第６相のコイルが２つずつ形成されている。
コイルＷ1 ないしＷ12のそれぞれの巻始め側の端末部と
回転子の回転方向の後方側でそれぞれのコイルに隣接す
るコイルの巻終り側の端末部との接続点からそれぞれタ
ップ端子ｊ1 ないしｊ12が導出されている。これらのタ
ップ端子のうち、ｊ1 とｊ7 とが第１の相のタップ端子
を構成し、ｊ2 とｊ8 とが第２の相のタップ端子を構成
している。またｊ3 とｊ9 とが第３の相のタップ端子を
構成し、ｊ4 とｊ10とが第４の相のタップ端子を構成し
ている。更に、ｊ5 とｊ11とが第５の相のタップ端子を
構成し、ｊ6 とｊ12とが第６の相のタップ端子を構成し
ている。スイッチ回路３は、第１ないし第６の相のタッ
プ端子に対してそれぞれ設けられた第１ないし第６の相
のスイッチアームＳ1 ないしＳ6 からなっていて、それ
ぞれの相のスイッチアームの中間端子が対応する相のタ
ップ端子に接続されている。図示の例では、第１の相の
スイッチアームＳ1 及び第２の相のスイッチアームＳ2
の中間端子が第１の相のタップ端子及び第２の相のタッ
プ端子に直接接続され、第３の相ないし第６の相のスイ
ッチアームＳ3 ないしＳ6 の中間端子はそれぞれリレー
の常閉接点Ｒybを通して対応する相のタップ端子に接続
されている。

【０１９２】またこの例では、電機子鉄心の歯部Ｐ2 ，
Ｐ3 間、Ｐ3 ，Ｐ4 間、及びＰ3 ，Ｐ4 間のそれぞれの
間隙の中心に相応する位置で回転子の磁極を検出するよ
うに回転子磁極センサｈa ないしｈc が設けられてい
る。図２４において１０は図１に示したものと同様な位
置検出用磁石を示している。

【０１９３】図２４に示した回転電機を第１の励磁パタ
ーンで励磁して電動機として運転する場合に、回転子磁
極センサｈa ないしｈc が出力する磁極検出信号ＨA な
いしＨC 、スイッチアームＳ1 ないしＳ6 の上段のスイ
ッチ素子に与えられる駆動信号ＡないしＦ、及びスイッ
チアームＳ1 ないしＳ6 の下段のスイッチ素子に与えら
れる駆動信号Ａ´ないしＦ´を図２５に示した。

【０１９４】課題を解決するための手段の項でも述べた
ように、本発明は、一般に、固定子の電機子鉄心がｎ×
ｍ個（ｎは２以上の整数、ｍは偶数）の歯部を有してい
て、各コイルを電機子鉄心の隣り合うｎ個の歯部に跨ら
せ、かつ各コイルの巻き方向を同一として磁石回転子の
回転方向に順次重ね巻きされたｎ×ｍ個のコイルを設け
る場合に適用することができる。

【０１９５】上記の例では、回転子磁極センサをホール
素子により構成したが、ホール素子以外の磁気検出素子
により回転子磁極センサを構成することもできる。また
回転子の一つおきの磁極に相応するスリットを有するフ
ォトインタラプタと、該フォトインタラプタを間に対し
て対向する発光素子と受光素子とからなるフォトエンコ
ーダを回転子に取り付けて、該エンコーダから得られる
信号を回転子磁極センサとして用いるようにすることも
できる。

【０１９６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内燃機
関の始動時には、固定子のすべてのコイルに励磁電流を
流して大きなトルクを発生させることができるため、内
燃機関の始動を支障なく行わせることができ、また内燃
機関が始動した後は、固定子の一部のコイルの出力のみ
を整流してバッテリに供給するので、機関の中高速時に
バッテリが過充電状態になるのを防ぐことができる。

【０１９７】更に本発明においては、内燃機関の始動時
に３相以上の多相駆動を行うので、出力トルクのむらを
少なくして、機関の始動を確実に行わせることができる
利点がある。

【０１９８】特に、本発明において、固定子側に第１な
いし第４相のコイルを設けるとともに、２つの回転子磁
極センサを、電機子鉄心の異なる歯部のほぼ中心に相応
する位置に、電気角で９０度の位相差を持たせて配置し
て、内燃機関の始動時に固定子のコイルから引き出した
隣り合う２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入
させる励磁パターンで固定子を励磁する（４相駆動す
る）ようにした場合には、励磁の切換えタイミングを定
めるための論理を簡単にして、コントローラの構成を簡
単にすることができるだけでなく、回転子の回転角度位
置による出力トルクのむらを少なくして、回転子の初期
の回転角度位置によって始動トルクが不足する状態が生
じるのを防ぐことができる。

【０１９９】また本発明において、回転子の回転速度が
設定値以下の時に固定子の２つのタップ端子に同時に励
磁電流を流入させる第１の励磁パターンで固定子を励磁
し、回転速度が設定値を超えたときに、固定子の１つの
タップ端子に励磁電流を流入させる第２の励磁パターン
に切換えるようにした場合には、電動機の始動時に出力
トルクのむらを少なくして始動を確実にするとともに、
始動後は大きな最大出力トルクが得られるようにして出
力トルクの平均値を増大させ、電動機の出力の向上を図
ることができる。

【０２００】更に本発明において、固定子の隣り合う２
つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させる第１
の励磁パターンによる励磁と固定子のコイルから引き出
した１つの相のタップ端子のみに励磁電流を流入させる
第２の励磁パターンによる励磁とを交互に行わせるよう
にした場合には、全回転速度領域で出力トルクのむらを
少なくするとともに、最大出力トルクの最大値を大きく
して平均出力トルクの増大を図ることができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に係わる電動機の実施形態の一
例を示す断面図、（Ｂ）は図１の電動機の正面図であ
る。

【図２】図１の電動機の固定子側に設けるコイルの巻回
構造と、コイルに励磁電流を流すスイッチ回路及び該ス
イッチ回路を制御するコントローラの構成例とを示した
構成図である。

【図３】本発明に係わる電動機を制御する制御装置の構
成例を示した構成図である。

【図４】図３の制御装置で用いる過電流検出回路の構成
例を示した回路図である。

【図５】図１の電動機の励磁パターンとして第１の励磁
パターンを採用する場合の各部の信号波形を示した線図
である。

【図６】図５に示す励磁パターンで固定子のコイルを励
磁した場合に得られるトルク特性を回転子磁極センサの
出力信号の波形とともに示した線図である。

【図７】本発明の他の実施形態における電動機の構成例
を示した正面図てある。

【図８】図７の実施形態において、第２の励磁パターン
により固定子のコイルを励磁する場合の各部の信号波形
を示した線図である。

【図９】図７の励磁パターンによりコイルを励磁した場
合に得られる出力トルク特性の一例を回転子磁極センサ
の出力信号の波形とともに示した線図である。

【図１０】本発明の更に他の実施形態における電動機の
構成を示した正面図である。

【図１１】図１０の電動機における回転子磁極センサの
配置を示した説明図である。

【図１２】図１０の電動機の各部の信号を示したタイミ
ングチャートである。

【図１３】図１０の電動機の励磁の切換えをタイマを用
いて行う場合の動作を示すタイミングチャートである。

【図１４】（Ａ）は本発明の他の実施形態における回転
子磁極センサの配置を示した説明図、（Ｂ）は同実施形
態で得られる出力特性を示した線図である。

【図１５】図１４（Ａ）のように回転子磁極センサを配
置して図１の電動機を駆動する場合の励磁パターンを示
した線図である。

【図１６】図１に示した電動機を第２の励磁パターンで
励磁した場合に流れる励磁電流の流れ方を説明するため
の回路図である。

【図１７】図１に示した電動機を第１の励磁パターンで
励磁した場合に流れる励磁電流の流れ方を説明するため
の回路図である。

【図１８】本発明の更に他の実施形態における電動機の
巻線構造と固定子のコイルに励磁電流を供給するスイッ
チ回路の構成例とを示した構成図である。

【図１９】図１８の電動機の励磁パターンの一例を示し
た線図である。

【図２０】本発明の更に他の実施形態における電動機の
巻線構造と固定子のコイルに励磁電流を供給するスイッ
チ回路及び該スイッチ回路を制御するコントローラの構
成例とを示した構成図である。

【図２１】本発明の更に他の実施形態における電動機の
巻線構造と固定子のコイルに励磁電流を供給するスイッ
チ回路の構成例とを示した構成図である。

【図２２】本発明の更に他の実施形態における電動機の
巻線構造と固定子のコイルに励磁電流を供給するスイッ
チ回路及び該スイッチ回路を制御するコントローラの構
成例とを示した構成図である。

【図２３】本発明の更に他の実施形態における電動機の
巻線構造と固定子のコイルに励磁電流を供給するスイッ
チ回路及び該スイッチ回路を制御するコントローラの構
成例とを示した構成図である。

【図２４】本発明の更に他の実施形態における電動機の
巻線構造と固定子のコイルに励磁電流を供給するスイッ
チ回路の構成例とを示した構成図である。

【図２５】図２４の電動機の各部の信号を示したタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１…回転子、１００…回転子ヨーク、Ｍ1 〜Ｍ8 …永久
磁石、２…固定子、２００…電機子鉄心、Ｐ1 〜Ｐ12…
歯部、Ｗ1 〜Ｗ16…コイル、ｊ1 〜ｊ16…タップ端子、
３…スイッチ回路、ｑa …上段のスイッチ素子、ｑb …
下段のスイッチ素子、ｄa …上段の整流用ダイオード、
ｄb …下段の整流用ダイオード、ｄ1 …上段の充電阻止
用ダイオード、ｄ2 …下段の充電阻止用ダイオード、Ｓ
Ｗ…充電阻止用スイッチ手段、ＳW1…上段の充電阻止用
スイッチ手段、ＳW2…下段の充電阻止用スイッチ手段、
Ｓ1 〜Ｓ6 …第１ないし第６相のスイッチアーム、４…
コントローラ、５…バッテリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 29/08 Ｈ０２Ｐ 9/30 Ｂ ５Ｈ６２１ Ｈ０２Ｐ 9/30 6/02 ３４１Ｋ (72)発明者 村松 秀一 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内 (72)発明者 稲葉 豊 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H019 AA01 BB03 BB05 BB12 BB19 CC04 CC07 EE14 5H560 AA10 BB05 BB12 DA03 DA20 DB02 DB20 JJ01 RR01 SS02 TT10 UA05 XA02 XA04 XA05 5H590 AB04 CA07 CC02 CD01 FA05 FC14 5H603 AA00 BB01 BB02 BB09 BB10 BB13 CA01 CA05 CD05 CD21 CE01 EE01 5H604 AA00 BB01 BB05 BB15 BB17 CC01 CC05 CC15 QB03 5H621 AA01 GA01 GB14 HH02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 等角度間隔で配置されたｍ個（ｍは偶
   数）の磁極を有して内燃機関のクランク軸に取り付けら
   れる磁石回転子と、 前記磁石回転子の回転方向に等角度間隔で並ぶように設
   けられた２ｍ個の歯部を有する電機子鉄心と、各コイル
   を前記電機子鉄心の隣り合う２つの歯部に跨らせ、かつ
   各コイルの巻き方向を同一として前記磁石回転子の回転
   方向に順次重ね巻きされた２ｍ個のコイルとを備えて、
   該２ｍ個のコイルのそれぞれの巻始め側の端末部とそれ
   ぞれのコイルに隣接するコイルの巻終り側の端末部との
   接続点から２ｍ個のタップ端子が導出され、前記磁石回
   転子との位相関係が等しいコイルを同一相のコイルとし
   た場合に前記２ｍ個のコイルが第１ないし第４相のコイ
   ルに分けられるようになっていて、前記第１ないし第４
   相のコイルの巻始め側の端末部にそれぞれ接続されたタ
   ップ端子が第１ないし第４相のタップ端子とされた固定
   子と、 前記電機子鉄心の特定の歯部の周方向のほぼ中心に相応
   する位置に設定された第１の検出位置及び該第１の検出
   位置から前記磁石回転子の回転方向に電気角で９０度離
   れた第２の検出位置にそれぞれ配置されて、それぞれの
   検出位置を通過している前記磁石回転子の磁極がＮ極の
   ときとＳ極のときとで出力の状態を異にするように設け
   られた第１及び第２の回転子磁極センサと、 上段のスイッチ素子と該上段のスイッチ素子に対して直
   列に接続された下段のスイッチ素子とを有して両スイッ
   チ素子の間から中間端子が引き出された構成をそれぞれ
   が有する第１ないし第４相のスイッチアームを少なくと
   も１つずつ備えていて、前記第１ないし第４相のスイッ
   チアームがそれぞれの上段のスイッチ素子をバッテリの
   正極端子側に位置させて該バッテリの両端に並列に接続
   されるとともに、前記固定子の各相のタップ端子が対応
   する相のいずれかのスイッチアームの中間端子に接続さ
   れたスイッチ回路と、 前記固定子の一部のコイルの出力を整流して前記バッテ
   リに充電電流を供給するバッテリ充電用整流回路と、 前記固定子のコイルの内、前記整流回路により出力が整
   流されるコイル以外のコイルの誘起電圧で前記バッテリ
   に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段と、 前記内燃機関の始動時に前記磁石回転子を前記クランク
   軸の回転方向に回転させるべく、前記バッテリの正極端
   子から前記スイッチ回路の２つの隣り合う相のスイッチ
   アームの上段のスイッチ素子を通して前記固定子の隣り
   合う２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させ
   て、前記回転子の回転方向の前方側に位置する相のタッ
   プ端子に流入させた励磁電流を前記回転方向の前方側の
   １つ相のコイルを通して流した後更に他の１つの相のス
   イッチアームの下段のスイッチ素子を通して前記バッテ
   リの負極端子に戻し、前記隣り合う２つの相のタップ端
   子のうち前記回転方向の後方側に位置する相のタップ端
   子に流入させた励磁電流は前記回転方向の後方側の１つ
   相のコイルを通して流した後更に他の相のスイッチアー
   ムの下段のスイッチ素子を通して前記バッテリの負極端
   子に戻す励磁電流の流し方を規定の励磁パターンとし
   て、前記第１及び第２の回転子磁極センサのそれぞれの
   出力の状態が変化する毎に、前記規定の励磁パターンに
   従って励磁電流を流すコイルを順次前記磁石回転子の回
   転方向にシフトさせていくように前記スイッチ回路のス
   イッチ素子をオンオフ制御するコントローラと、 を具備したことを特徴とする内燃機関用スタータジュネ
   レータ。
2. 【請求項２】 等角度間隔で配置されたｍ個（ｍは偶
   数）の磁極を有して内燃機関のクランク軸に取り付けら
   れる磁石回転子と、 前記磁石回転子の回転方向に等角度間隔で並ぶように設
   けられた２ｍ個の歯部を有する電機子鉄心と、各コイル
   を前記電機子鉄心の隣り合う２つの歯部に跨らせ、かつ
   各コイルの巻き方向を同一として前記磁石回転子の回転
   方向に順次重ね巻きされた２ｍ個のコイルとを備えて、
   該２ｍ個のコイルのそれぞれの巻始め側の端末部とそれ
   ぞれのコイルに隣接するコイルの巻終り側の端末部との
   接続点から２ｍ個のタップ端子が導出され、前記磁石回
   転子との位相関係が等しいコイルを同一相のコイルとし
   た場合に前記２ｍ個のコイルが第１ないし第４相のコイ
   ルに分けられるようになっていて、前記第１ないし第４
   相のコイルの巻始め側の端末部にそれぞれ接続されたタ
   ップ端子が第１ないし第４相のタップ端子とされた固定
   子と、 電気角で４５度の位相差を持って前記磁石回転子の回転
   方向に順次並ぶように設定された前記固定子側の第１な
   いし第４の検出位置にそれぞれ配置されて、それぞれの
   検出位置を通過している前記磁石回転子の磁極がＮ極の
   ときとＳ極のときとで出力の状態を異にするように設け
   られた第１ないし第４の回転子磁極センサと、 上段のスイッチ素子と該上段のスイッチ素子に対して直
   列に接続された下段のスイッチ素子とを有して両スイッ
   チ素子の間から中間端子が引き出された構成をそれぞれ
   が有する第１ないし第４相のスイッチアームを少なくと
   も１つずつ備えていて、前記第１ないし第４相のスイッ
   チアームがそれぞれの上段のスイッチ素子をバッテリの
   正極端子側に位置させてバッテリの両端に並列に接続さ
   れるとともに、前記固定子の各相のタップ端子が対応す
   る相のいずれかのスイッチアームの中間端子に接続され
   たスイッチ回路と、 前記固定子の一部のコイルの出力を整流して前記バッテ
   リに充電電流を供給するバッテリ充電用整流回路と、 前記固定子のコイルの内、前記整流回路により出力が整
   流されるコイル以外のコイルの誘起電圧で前記バッテリ
   に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段と、 前記内燃機関を始動する際に、前記クランク軸を内燃機
   関の始動方向に回転させるべく、前記バッテリの正極端
   子から前記スイッチ回路の２つの隣り合う相のスイッチ
   アームの上段のスイッチ素子を通して前記固定子の隣り
   合う２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させ
   て、前記回転子の回転方向の前方側に位置する相のタッ
   プ端子に流入させた励磁電流を前記回転方向の前方側の
   １つの相のコイルを通して流した後他の１つの相のスイ
   ッチアームの下段のスイッチ素子を通して前記バッテリ
   の負極端子に戻し、前記隣り合う２つの相のタップ端子
   のうち前記回転方向の後方側に位置する相のタップ端子
   に流入させた励磁電流は前記回転方向の後方側の１つの
   相のコイルを通して流した後更に他の相のスイッチアー
   ムの下段のスイッチ素子を通して前記バッテリの負極端
   子に戻す励磁電流の流し方を第１の励磁パターンとする
   とともに、前記バッテリの正極端子から前記スイッチ回
   路のいずれか１つの相のスイッチアームの上段のスイッ
   チ素子を通して前記固定子のいずれか１つの相のタップ
   端子に流入させた励磁電流を前記回転子の回転方向の前
   方側で隣り合う２つの隣接コイルと回転方向の後方側で
   隣り合う２つの隣接コイルとに分流させた後他の１つの
   相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通して前記
   バッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し方を第２の励
   磁パターンとして、前記磁石回転子の回転速度が設定値
   以下のときに、前記第１の回転子磁極センサ及び第３の
   回転子磁極センサのそれぞれの出力の状態が変化する毎
   に前記第１の励磁パターンに従って励磁電流を流すコイ
   ルを前記磁石回転子の回転方向にシフトさせていき、前
   記磁石回転子の回転速度が設定値を超えたときには前記
   第２の回転子磁極センサ及び第４の回転子磁極センサの
   それぞれの出力の状態が変化する毎に前記第２の励磁パ
   ターンに従って励磁電流を流すコイルを前記磁石回転子
   の回転方向にシフトさせていくように前記スイッチ回路
   のスイッチ素子を制御するコントローラとを具備し、 前記第１の検出位置は前記電機子鉄心の特定の歯部の周
   方向のほぼ中心に相応する位置に設定されている内燃機
   関用スタータジェネレータ。
3. 【請求項３】 等角度間隔で配置されたｍ個（ｍは偶
   数）の磁極を有して内燃機関のクランク軸に取り付けら
   れる磁石回転子と、 前記磁石回転子の回転方向に等角度間隔で並ぶように設
   けられた２ｍ個の歯部を有する電機子鉄心と、各コイル
   を前記電機子鉄心の隣り合う２つの歯部に跨らせ、かつ
   各コイルの巻き方向を同一として前記磁石回転子の回転
   方向に順次重ね巻きされた２ｍ個のコイルとを備えて、
   該２ｍ個のコイルのそれぞれの巻始め側の端末部とそれ
   ぞれのコイルに隣接するコイルの巻終り側の端末部との
   接続点から２ｍ個のタップ端子が導出され、前記磁石回
   転子との位相関係が等しいコイルを同一相のコイルとし
   た場合に前記２ｍ個のコイルが第１ないし第４相のコイ
   ルに分けられるようになっていて、前記第１ないし第４
   相のコイルの巻始め側の端末部にそれぞれ接続されたタ
   ップ端子が第１ないし第４相のタップ端子とされた固定
   子と、 前記電機子鉄心の特定の歯部の周方向のほぼ中心に相応
   する位置に設定された第１の検出位置及び該第１の検出
   位置から前記磁石回転子の回転方向に電気角で９０度離
   れた第２の検出位置にそれぞれ配置されて、それぞれの
   検出位置を通過している前記磁石回転子の磁極がＮ極の
   ときとＳ極のときとで出力の状態を異にするように設け
   られた第１及び第２の回転子磁極センサと、 上段のスイッチ素子と該上段のスイッチ素子に対して直
   列に接続された下段のスイッチ素子とを有して両スイッ
   チ素子の間から中間端子が引き出された構成をそれぞれ
   が有する第１ないし第４相のスイッチアームを少なくと
   も１つずつ備えていて、前記第１ないし第４相のスイッ
   チアームがそれぞれの上段のスイッチ素子をバッテリの
   正極端子側に位置させて該バッテリの両端に並列に接続
   されるとともに、前記固定子の各相のタップ端子が対応
   する相のいずれかのスイッチアームの中間端子に接続さ
   れたスイッチ回路と、 前記固定子の一部のコイルの出力を整流して前記バッテ
   リに充電電流を供給するバッテリ充電用整流回路と、 前記固定子のコイルの内、前記整流回路により出力が整
   流されるコイル以外のコイルの誘起電圧で前記バッテリ
   に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段と、 前記内燃機関を始動する際に、前記クランク軸を内燃機
   関の始動方向に回転させるべく、前記バッテリの正極端
   子から前記スイッチ回路の２つの隣り合う相のスイッチ
   アームの上段のスイッチ素子を通して前記固定子の隣り
   合う２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させ
   て、前記回転子の回転方向の前方側に位置する相のタッ
   プ端子に流入させた励磁電流は前記回転方向の前方側の
   １つの相のコイルを通して流した後他の１つの相のスイ
   ッチアームの下段のスイッチ素子を通して前記バッテリ
   の負極端子に戻し、前記隣り合う２つの相のタップ端子
   のうち前記回転方向の後方側に位置する相のタップ端子
   に流入させた励磁電流は前記回転方向の後方側の１つの
   相のコイルを通して流した後更に他の相のスイッチアー
   ムの下段のスイッチ素子を通して前記バッテリの負極端
   子に戻す励磁電流の流し方を第１の励磁パターンとする
   とともに、前記バッテリの正極端子から前記スイッチ回
   路のいずれか１つの相のスイッチアームの上段のスイッ
   チ素子を通して前記固定子のいずれか１つの相のタップ
   端子に流入させた励磁電流を前記回転子の回転方向の前
   方側で隣り合う２つの隣接コイルと回転方向の後方側で
   隣り合う２つの隣接コイルとに分流させた後他の１つの
   相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通して前記
   バッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し方を第２の励
   磁パターンとして、前記磁石回転子の回転速度が設定値
   以下のときには、前記第１及び第２の回転子磁極センサ
   のそれぞれの出力の状態が変化する毎に、前記第１の励
   磁パターンに従って励磁電流を流すコイルを前記磁石回
   転子の回転方向に順次シフトさせていくように前記スイ
   ッチ回路の各スイッチ素子をオンオフ制御し、前記磁石
   回転子の回転速度が設定値を超えたときには、前記第１
   及び第２の回転子磁極センサの出力の状態の組み合わせ
   が変化する毎に起動させたタイマが所定の時間を計測す
   る毎に前記第２の励磁パターンに従って励磁電流を流す
   コイルを順次磁石回転子の回転方向にシフトさせていく
   ように前記スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御
   するコントローラとを具備し、 前記磁石回転子の回転速度が設定値を超えたときには、
   前記磁石回転子の各磁極の回転方向の前端縁が前記電機
   子鉄心の歯部間を通過する際に、前記第２の励磁パター
   ンで同時に励磁電流が流れるコイルの組み合わせが切り
   換わるように、前記タイマが計測する時間が設定される
   ことを特徴とする内燃機関用スタータジェネレータ。
4. 【請求項４】 等角度間隔で配置されたｍ個（ｍは偶
   数）の磁極を有して内燃機関のクランク軸に取り付けれ
   た磁石回転子と、 前記磁石回転子の回転方向に等角度間隔で並ぶように設
   けられた２ｍ個の歯部を有する電機子鉄心と、各コイル
   を前記電機子鉄心の隣り合う２つの歯部に跨らせ、かつ
   各コイルの巻き方向を同一として前記磁石回転子の回転
   方向に順次重ね巻きされた２ｍ個のコイルとを備えて、
   該２ｍ個のコイルのそれぞれの巻始め側の端末部とそれ
   ぞれのコイルに隣接するコイルの巻終り側の端末部との
   接続点から２ｍ個のタップ端子が導出され、前記磁石回
   転子との位相関係が等しいコイルを同一相のコイルとし
   た場合に前記２ｍ個のコイルが第１ないし第４相のコイ
   ルに分けられるようになっていて、前記第１ないし第４
   相のコイルの巻始め側の端末部にそれぞれ接続されたタ
   ップ端子が第１ないし第４相のタップ端子とされた固定
   子と、 前記磁石回転子の回転方向の前方側に電気角で４５度の
   間隔を持って順次並ぶように設定された第１ないし第４
   の検出位置にそれぞれ配置されて、それぞれの検出位置
   を通過している磁石回転子の磁極がＮ極のときとＳ極の
   ときとで出力の状態を異にするように設けられた第１な
   いし第４の回転子磁極センサと、 上段のスイッチ素子と該上段のスイッチ素子に対して直
   列に接続された下段のスイッチ素子とを有して両スイッ
   チ素子の間から中間端子が引き出された構成をそれぞれ
   が有する第１ないし第４相のスイッチアームを少なくと
   も１つずつ備えていて、前記第１ないし第４相のスイッ
   チアームがそれぞれの上段のスイッチ素子をバッテリの
   正極端子側に位置させて該バッテリの両端に並列に接続
   されるとともに、前記固定子の各相のタップ端子が対応
   する相のいずれかのスイッチアームの中間端子に接続さ
   れたスイッチ回路と、 前記固定子の一部のコイルの出力を整流して前記バッテ
   リに充電電流を供給するバッテリ充電用整流回路と、 前記固定子のコイルの内、前記整流回路により出力が整
   流されるコイル以外のコイルの誘起電圧で前記バッテリ
   に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段と、 前記内燃機関を始動する際に、前記クランク軸を内燃機
   関の始動方向に回転させるべく、前記バッテリの正極端
   子からスイッチ回路の隣り合う２つの相のスイッチアー
   ムの上段のスイッチ素子を通して前記固定子の隣り合う
   ２つの相のタップ端子に同時に励磁電流を流入させて、
   該隣り合う２つの相のタップ端子のうち前記回転子の回
   転方向の前方側に位置する相のタップ端子に流入させた
   励磁電流を前記回転方向の前方側に位置する１つの相の
   コイルを通して流した後前記スイッチ回路の他の１つの
   相のスイッチアームの下段のスイッチ素子を通して前記
   バッテリの負極端子に戻し、前記隣り合う２つの相のタ
   ップ端子のうち前記回転方向の後方側に位置する相のタ
   ップ端子に流入させた励磁電流は前記回転方向の後方側
   に位置する１つの相のコイルを通して流した後前記スイ
   ッチ回路の更に他の相のスイッチアームの下段のスイッ
   チ素子を通して前記バッテリの負極端子に戻す励磁電流
   の流し方を第１の励磁パターンとするとともに、前記バ
   ッテリの正極端子からスイッチ回路のいずれか１つの相
   のスイッチアームの上段のスイッチ素子を通して前記固
   定子のいずれか１つの相のタップ端子に流入させた励磁
   電流を前記回転子の回転方向の前方側で隣り合う２つの
   隣接コイルと回転方向の後方側で隣り合う２つの隣接コ
   イルとに分流させた後他の１つの相のスイッチアームの
   下段のスイッチ素子を通して前記バッテリの負極端子に
   戻す励磁電流の流し方を第２の励磁パターンとして、前
   記磁石回転子を一方向に回転駆動する際に、前記第１の
   回転子磁極センサの出力の状態が変化したとき及び第３
   の回転子磁極センサの出力の状態が変化したときには、
   前記第１の励磁パターンで励磁電流を流し、前記第２の
   回転子磁極センサの出力の状態が変化したとき及び第４
   の回転子磁極センサの出力の状態が変化したときには前
   記第２の励磁パターンで励磁電流を流すようにして、第
   １の励磁パターンで励磁電流を流す状態と第２の励磁パ
   ターンで励磁電流を流す状態とを交互に生じさせなが
   ら、前記第１ないし第４の回転子磁極センサのそれぞれ
   の出力の状態が変化する毎に励磁電流を流すコイルを順
   次磁石回転子の回転方向にシフトさせていくように前記
   スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するコント
   ローラとを具備し、前記第１の検出位置は、前記電機子
   鉄心の特定の歯部と前記回転子の回転方向の前方側で前
   記特定の歯部に隣接する他の歯部との間の間隙の中心と
   前記特定の歯部の周方向の中心との間に設定されている
   内燃機関用スタータジェネレータ。
5. 【請求項５】 等角度間隔で配置されたｍ個（ｍは偶
   数）の磁極を有して内燃機関のクランク軸に取り付けら
   れる磁石回転子と、 前記磁石回転子の回転方向に等角度間隔で並ぶように設
   けられた３ｍ個の歯部を有する電機子鉄心と、各コイル
   を前記電機子鉄心の隣り合う３つの歯部に跨らせ、かつ
   各コイルの巻き方向を同一として前記磁石回転子の回転
   方向に順次重ね巻きされた３ｍ個のコイルとを備えて、
   該３ｍ個のコイルのそれぞれの巻始め側の端末部とそれ
   ぞれのコイルに隣接するコイルの巻終り側の端末部との
   接続点から３ｍ個のタップ端子が導出され、前記磁石界
   磁との位相関係が等しいコイルを同一相のコイルとした
   場合に前記３ｍ個のコイルが第１ないし第６相のコイル
   に分けられるようになっていて、前記第１ないし第６相
   のコイルの巻始め側の端末部にそれぞれ接続されたタッ
   プ端子が第１ないし第６相のタップ端子とされた固定子
   と、 電気角で６０度の位相差を有し、かつ前記電機子鉄心の
   歯部間に設定された前記固定子側の３つの検出位置でそ
   れぞれの検出位置を通過する前記磁石回転子の磁極がＮ
   極であるかＳ極であるかを検出して、検出した磁極がＮ
   極のときとＳ極のときとで出力の状態を異にするように
   設けられた第１ないし第３の回転子磁極センサと、 上段のスイッチ素子と該上段のスイッチ素子に対して直
   列に接続された下段のスイッチ素子とを有して両スイッ
   チ素子の間から中間端子が引き出された構成をそれぞれ
   が有する第１ないし第６相のスイッチアームを少なくと
   も１つずつ備えていて、該第１ないし第６相のスイッチ
   アームがそれぞれの上段のスイッチ素子をバッテリの正
   極端子側に位置させて該バッテリの両端に並列に接続さ
   れるとともに、前記固定子の各相のタップ端子が対応す
   る相のいずれかのスイッチアームの中間端子に接続され
   たスイッチ回路と、 前記固定子の一部のコイルの出力を整流して前記バッテ
   リに充電電流を供給するバッテリ充電用整流回路と、 前記固定子のコイルの内、前記整流回路により出力が整
   流されるコイル以外のコイルの誘起電圧で前記バッテリ
   に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段と、 内燃機関を始動する際に、前記バッテリの正極端子から
   前記スイッチ回路のいずれか１つの相のスイッチアーム
   の上段のスイッチ素子を通して前記固定子の１つの相の
   タップ端子に流入させた励磁電流を前記回転子の回転方
   向の前方側で隣り合う２つの隣接コイルと回転方向の後
   方側で隣り合う２つの隣接コイルとに分流させた後前記
   スイッチ回路の他の１つの相のスイッチアームの下段の
   スイッチ素子を通して前記バッテリの負極端子に戻す励
   磁電流の流し方を規定の励磁パターンとして、前記第１
   ないし第３の回転子磁極センサのそれぞれの出力の状態
   が変化する毎に前記規定の励磁パターンに従って励磁電
   流を流すコイルを順次前記回転方向にシフトさせていく
   ように前記スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御
   するコントローラと、 を具備したことを特徴とする内燃機関用スタータジェネ
   レータ。
6. 【請求項６】 等角度間隔で配置されたｍ個（ｍは偶
   数）の磁極を有して内燃機関のクランク軸に取り付けら
   れる磁石回転子と、 前記磁石回転子の回転方向に等角度間隔で並ぶように設
   けられたｎ×ｍ個（ｎは２以上の整数）の歯部を有する
   電機子鉄心と、各コイルを前記電機子鉄心の隣り合うｎ
   個の歯部に跨らせ、かつ各コイルの巻き方向を同一とし
   て前記磁石回転子の回転方向に順次重ね巻きされたｎ×
   ｍ個のコイルとを備えて、該ｎ×ｍ個のコイルのそれぞ
   れの巻始め側の端末部とそれぞれのコイルに隣接するコ
   イルの巻終り側の端末部との接続点からｎ×ｍ個のタッ
   プ端子が導出され、前記磁石界磁との位相関係が等しい
   コイルを同一相のコイルとした場合に前記ｎ×ｍ個のコ
   イルが第１ないし第２ｎ相のコイルに分けられるように
   なっていて、前記第１ないし第２ｎ相のコイルの巻始め
   側の端末部にそれぞれ接続されたタップ端子が第１ない
   し第２ｎ相タップ端子とされた固定子と、 前記磁石回転子の回転方向に電気角で３６０／２ｎ度の
   間隔をもって順次並ぶ前記電機子鉄心のｎ個の歯部間の
   間隙のそれぞれのほぼ中心に相応する位置に設定された
   第１ないし第ｎの検出位置にそれぞれ配置されて、それ
   ぞれの検出位置を通過している前記磁石回転子の磁極が
   Ｎ極のときとＳ極のときとで出力の状態を異にするよう
   に設けられた第１ないし第ｎの回転子磁極センサと、 上段のスイッチ素子と該上段のスイッチ素子に対して直
   列に接続された下段のスイッチ素子と両スイッチ素子の
   間から引き出された中間端子とを備えた構成をそれぞれ
   が有する前記第１ないし第２ｎ相のスイッチアームを少
   なくとも１つずつ備えて、該第１ないし第２ｎ相のスイ
   ッチアームがそれぞれの上段のスイッチ素子をバッテリ
   の正極端子側に位置させて該バッテリの両端に並列に接
   続されるとともに、前記固定子の各相のタップ端子が対
   応する相のいずれかのスイッチアームの中間端子に接続
   されたスイッチ回路と、 前記固定子の一部のコイルの出力を整流して前記バッテ
   リに充電電流を供給するバッテリ充電用整流回路と、 前記固定子のコイルの内、前記整流回路により出力が整
   流されるコイル以外のコイルの誘起電圧で前記バッテリ
   に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段と前
   記バッテリの正極端子から前記スイッチ回路のいずれか
   １つの相のスイッチアームの上段のスイッチ素子を通し
   て前記固定子の１つの相のタップ端子に流入させた励磁
   電流を前記回転子の回転方向の前方側で隣り合うｎ−１
   個の隣接コイルと回転方向の後方側で隣り合うｎ−１個
   の隣接コイルとに分流させた後他の１つの相のスイッチ
   アームの下段のスイッチ素子を通して前記バッテリの負
   極端子に戻す励磁電流の流し方を規定の励磁パターンと
   して、前記第１ないし第ｎの回転子磁極センサのそれぞ
   れの出力の状態が変化する毎に前記規定の励磁パターン
   に従って同時に励磁電流を流すコイルを順次前記磁石回
   転子の回転方向にシフトさせていくように前記スイッチ
   回路のスイッチ素子をオンオフ制御するコントローラ
   と、 を具備してなる内燃機関用スタータジェネレータ。
7. 【請求項７】 等角度間隔で配置されたｍ極（ｍは偶
   数）の磁極を有して内燃機関のクランク軸に取り付けら
   れる磁石回転子と、 前記磁石回転子の回転方向に等角度間隔で並ぶように設
   けられたｎ×ｍ個（ｎは２以上の整数）の歯部を有する
   電機子鉄心と、各コイルを前記電機子鉄心の隣り合うｎ
   個の歯部に跨らせ、かつ各コイルの巻き方向を同一とし
   て前記磁石回転子の回転方向に順次重ね巻きされたｎ×
   ｍ個のコイルとを備えて、該ｎ×ｍ個のコイルのそれぞ
   れの巻始め側の端末部とそれぞれのコイルに隣接するコ
   イルの巻終り側の端末部との接続点からｎ×ｍ個のタッ
   プ端子が導出され、前記磁石回転子との位相関係が等し
   いコイルを同一相のコイルとした場合に、前記ｎ×ｍ個
   のコイルが第１ないし第２ｎ相のコイルに分けられるよ
   うになっていて、前記第１ないし第２ｎ相のコイルのそ
   れぞれの巻始め側の端末部に接続されたタップ端子がそ
   れぞれ第１ないし第２ｎ相のタップ端子とされた固定子
   と、 前記磁石回転子の回転方向に電気角で３６０／２ｎ度の
   間隔をもって順次並ぶｎ個の歯部のそれぞれのほぼ中心
   に相応する位置に設定された第１ないし第ｎの検出位置
   にそれぞれ配置されて、それぞれの検出位置を通過して
   いる前記磁石回転子の磁極がＮ極のときとＳ極のときと
   で出力の状態を異にするように設けられた第１ないし第
   ｎの回転子磁極センサと、 上段のスイッチ素子と該上段のスイッチ素子に対して直
   列に接続された下段のスイッチ素子と両スイッチ素子の
   間から引き出された中間端子とを備えた構成をそれぞれ
   が有する第１ないし第２ｎ相のスイッチアームを少なく
   とも１つずつ備えて該第１ないし第２ｎ相のスイッチア
   ームがそれぞれの上段のスイッチ素子をバッテリの正極
   端子側に位置させて該バッテリの両端に並列に接続され
   るとともに、前記固定子の各相のタップ端子が対応する
   相のいずれかのスイッチアームの中間端子に接続された
   スイッチ回路と、 前記固定子の一部のコイルの出力を整流して前記バッテ
   リに充電電流を供給するバッテリ充電用整流回路と、 前記固定子のコイルの内、前記整流回路により出力が整
   流されるコイル以外のコイルの誘起電圧で前記バッテリ
   に充電電流が供給されるのを阻止する充電阻止手段と、 前記バッテリの正極端子から前記スイッチ回路の隣り合
   う２つの相のスイッチアームの上段のスイッチ素子を通
   して前記固定子の隣り合う２つの相のタップ端子に同時
   に流入させた励磁電流を前記回転子の回転方向の前方側
   で隣り合うｎ−１個の隣接コイルと回転方向の後方側で
   隣り合うｎ−１個の隣接コイルとに分流させた後他の隣
   り合う２つの相のスイッチアームの下段のスイッチ素子
   を通して前記バッテリの負極端子に戻す励磁電流の流し
   方を規定の励磁パターンとして、前記第１ないし第ｎの
   回転子磁極センサのそれぞれの出力の状態が変化する毎
   に前記規定の励磁パターンに従って同時に励磁電流を流
   すコイルを順次前記回転方向にシフトさせていくように
   前記スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するコ
   ントローラと、 を具備したことを特徴とする内燃機関用スタータジェネ
   レータ。
8. 【請求項８】 前記充電阻止手段は、 前記バッテリ充電用整流回路により出力が整流されるコ
   イル以外のコイルの巻始め側の端末部から導出されたタ
   ップ端子に中間端子が接続されたスイッチアームの上段
   のスイッチ素子と中間端子との間にアノードを前記バッ
   テリの正極端子側に向けて挿入された上段の充電阻止用
   ダイオードと、前記バッテリ充電用整流回路により出力
   が整流されるコイルの巻始め側の端末部から導出された
   タップ端子に中間端子が接続されたスイッチアームの下
   段のスイッチ素子と中間端子との間にカソードを前記バ
   ッテリの負極端子側に向けて挿入された下段の充電阻止
   用ダイオードとからなっている請求項１ないし７のいず
   れか１つに記載の内燃機関用スタータジェネレータ。
9. 【請求項９】 前記充電阻止手段は、 前記バッテリ充電用整流回路により出力が整流されるコ
   イル以外のコイルの巻始め側の端末部から導出されたタ
   ップ端子に中間端子が接続されたスイッチアームの上段
   のスイッチ素子と中間端子との間に挿入されて前記内燃
   機関を始動する際にオン状態にされ、前記バッテリを充
   電する際にオフ状態にされる上段の充電阻止用スイッチ
   手段と、 前記バッテリ充電用整流回路により出力が整流されるコ
   イル以外のコイルの巻始め側の端末部から導出されたタ
   ップ端子に中間端子が接続されたスイッチアームの下段
   のスイッチ素子と中間端子との間に挿入されて前記内燃
   機関を始動する際にオン状態にされ、前記バッテリを充
   電する際にオフ状態にされる下段の充電阻止用スイッチ
   手段と、 からなっている請求項１ないし７のいずれか１つに記載
   の内燃機関用スタータジェネレータ。
10. 【請求項１０】 前記充電阻止手段は、前記バッテリ充
    電用整流回路により出力が整流されるコイル以外のコイ
    ルの巻始め側の端末部から導出されたタップ端子と該タ
    ップ端子に接続されたスイッチアームの中間端子との間
    に挿入されて前記内燃機関を始動する際にオン状態にさ
    れ、前記バッテリを充電する際にオフ状態にされる充電
    阻止用スイッチ手段からなっている請求項１ないし７の
    いずれか１つに記載の内燃機関用スタータジェネレー
    タ。