JP2010200420A - アウタロータ型の回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】センサケースに近接して配置された基板を有する検出センサを備えたアウタロータ型の回転電機を提供することにある。
【解決手段】アウタロータ型の回転電機は、磁性材料からなるステータコアと、ステータコアの周りを回転する碗形状のロータと、ステータコア上に配置され、ロータの回転位置を検出する検出センサとを有し、検出センサは、マグネットの磁束を検出する複数のホールＩＣと、複数のホールＩＣと接続される扇形状の基板と、複数のホールＩＣおよび基板を収容する扇形状のセンサケースと、センサケースの底面に形成された複数の挿入部と、挿入部を介して基板に接続されるリード線とを有する。リード線と基板との接続部は、基板とセンサケースとの間に配されることがないため、基板は、センサケースの底面に近接して配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動二輪車のエンジン等に設けられるアウタロータ型の回転電機の技術分野に関するものである。

一般に、自動二輪車のエンジンに設けられるアウタロータ型の回転電機は、エンジンの外壁上に固定されるステータコアと、エンジンのクランクシャフトに固定され、ステータコアの周りを回転するロータと、ステータコアに固定され、ロータの回転位置を検出する検出センサとを有している。ステータコアは、磁性材料からなる複数のコアプレートを積層形成したものであって、円環状に形成された本体部と、本体部から放射状に突出形成されたＴ字形状のティース部とを有しており、ステータコアのティース部には、コイルが巻装されている。ロータは、磁性材料からなる有底円筒状に形成されており、複数のマグネットを有している。検出センサは、複数のホールＩＣと、ホールＩＣが接続された基板とを有している。

基板には、リード線が接続されており、リード線は制御部と電気的に接続される。したがって、ホールＩＣと制御部は、電気的に接続される。そのため、ホールＩＣが、ロータに配設されたマグネットの磁束の方向の切り替わりを検出すると、制御部は、信号を生成する。この信号に基づいて、制御部はエンジンを所定のタイミングで点火し、コイルに電流を供給する。この際、ホールＩＣを所定の位置で確実に保持するため、ホールＩＣは、センサケース内に収容されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２５２９４６

ところが、前記従来のものでは、リード線は、センサケースの開口周縁部を跨いで、基板にハンダにて接続されている。そのため、リード線と基板との接続部は、センサケースの底面と基板との間に配される。そのため、基板は、センサケースの底面に近接して配置されず、基板に接続されたホールＩＣは、マグネットの中央から離れて配置される。

そのため、センサケースの底面に近接して配置された基板を有する検出センサが望まれており、本発明の目的は、この課題を解決する検出センサを備えたアウタロータ型の回転電機を提供することにある。

請求項１に記載された発明は、略Ｔ字状に形成された複数のティース部を備えた磁性材料からなるステータコアと、ステータコアのティース部に巻装されたコイルと、ステータコアの周りを回転する碗形状のロータと、ロータの内周面に磁極を交互にして配設された複数のマグネットと、ステータコア上に配置され、ロータの回転位置を検出する検出センサとを有するアウタロータ型の回転電機において、検出センサは、略扇状に形成されたセンサケースと、センサケース内に収容されるセンサユニットとを有しており、センサユニットは、マグネットの磁束の方向の切り替わりを検出する複数のホールＩＣと、複数のホールＩＣが取り付けられる略扇形状のベース部材と、ベース部材に固定され、複数のホールＩＣと電気的に接続される略扇形状の基板と、基板に形成された複数の貫通孔のそれぞれに挿通され、基板に電気的に接続された複数のリード線とを有しており、センサケースの底面には、複数の挿入部が形成されており、基板に形成された複数の貫通孔は、各々、複数の挿入部に重なって配置され、複数のリード線は、挿入部を介して、複数の貫通孔に挿入されていることを特徴とするアウタロータ型の回転電機である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載されたアウタロータ型の回転電機において、挿入部は、センサケースの底面から盛り上がって形成された隆起部を有することを特徴とするアウタロータ型の回転電機である。

請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載されたアウタロータ型の回転電機において、挿入部は、センサケースの底面に形成された面取り部を有することを特徴とするアウタロータ型の回転電機である。

本発明によると、リード線は、センサケースの底面に形成された挿入部を介して、基板に接続される。したがって、リード線と基板との接続部は、基板とセンサケースとの間に配されることはなく、基板は、センサケースの底面に近接して配置される。

本発明の実施形態における始動発電機の斜視図である。 図１の始動発電機のＡ−Ａ断面図である。 図１の始動発電機の平面図である。 始動発電機の分解図である。 ステータコアの斜視図である。 インシュレータの斜視図である。 ロータの内周面部の展開図である。 検出センサの背面図である。 検出センサの背面斜視図である。 検出センサの斜視図である。 検出センサの分解斜視図である。 センサユニットの分解斜視図である。 ベース部材の背面図である。 センサケースの平面図である。 図１４のＢ−Ｂ断面図である。 図１４のＣ−Ｃ断面図である。 図１４のＤ部拡大図である。 図１４のＥ部拡大図である。 図１８のＦ−Ｆ断面図である。 制御部が生成する信号を示す図である。

次に、本発明のアウタロータ型の回転電機を、始動発電機に適用した場合について、図１から図２０に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態における始動発電機１の斜視図であり、図２は、図１の始動発電機１のＡ−Ａ断面図、図３は、始動発電機１の正面図である。図１、図２、図３に示されるように、始動発電機１は、車両のエンジン（不図示）に固定されるステータコア２と、エンジンのクランクシャフト（不図示）に固定されるロータ４と、ロータ４の回転位置を検出する略扇形状の検出センサ６とを有している。

ステータコア２は、磁性材料からなる複数のコアプレートを積層し形成されたものであって、円環状に形成された本体部２ａと、Ｔ字状に形成された１８個のティース部２ｂを有しており、ティース部２ｂには、インシュレータ１１０が装着されている。また、ティース部２ｂには、インシュレータ１１０を介して、コイル１０が巻装されている。

エンジンのクランクシャフトに固定されるロータ４は、磁性材料からなる碗形状のヨーク１２と、ヨーク１２の底面部１２ａに固定されたボス部１４とを有しており、ロータ４の内周面部４ａには、１２個のマグネット１６が磁極を交互にして配設されている。

不図示の制御部は、ステータコア２に巻装されたコイル１０に電流を供給し、ロータ４を回転させる。ロータ４は、不図示のエンジンのクランクシャフトに連結されているため、ロータ４が回転すると、ロータ４に連結されたエンジンのクランクシャフトは回転し、エンジンは、始動される。

エンジンの始動後、ロータ４がエンジンの回転に伴ってステータコア２の周りを回転すると、ステータコア２に巻装されたコイル１０には、誘導起電力が生じる。なお、マグネット１６は、マグネットカバー１８によって保護されており、マグネットカバー１８は、ロータ４の底面部４ｂに形成されたエンボス４ｄによってカシメ固定されている。

検出センサ６は、検出センサ６の内周面部６ａから突出形成された支持部６２と、検出センサ６の外周面部６ｂから突出形成された支持部６４とを有している。支持部６２は、不図示の螺子等によって、ステータコア２の本体部２ａに固定され、支持部６４は、不図示のボルト等によって、車両のエンジンに固定される。すなわち、検出センサ６は、支持部６２を介してステータコア２の本体部２ａに固定され、支持部６４を介して車両のエンジンに固定される。

検出センサ６は、検出センサ６の外側の底面部６ｄに突出形成された脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄを有し、脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、各々、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを収容する。脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、各々、ステータコア２のティース部２ｂの間に配され、ロータ４の内周面部４ａに対向して配置される。なお、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、検出センサ６に注入された充填材１５０によって保護されている。ロータ４がステータコア２の周りを回転すると、各ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、マグネット１６から生じる磁束の方向の切り替わりを検出し、検出センサ６は、ロータ４の回転位置を検出する。ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、ロータ４の内周面部４ａに配設されたマグネット１６の磁界そのものを検出するため、検出センサ６は、ロータ４の回転位置を正確に検出する。さらに、従来のように、ロータ４のボス部１４に、マグネット１６を設ける必要がない。そのため、ボス部１４の軸長は短縮され、部品点数は削減される。さらに、エンジンが所定のタイミングで点火されるため、エンジンの出力は増加し、燃料の消費は低減する。

また、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、各々、脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄに収容されているため、ステータコア２のティース部２ｂの間に配される。そのため、各ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、励磁されたコイル１０が発生する磁界の影響を受けることはない。したがって、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、マグネット１６から生じる磁束の方向の切り替わりを確実に検出する。

各ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、リード線１００ａと電気的に接続され、リード線１００ａは、保護チューブ１０２ａによって被覆されている。同様にして、コイル１０は、リード線１００ｂと電気的に接続され、リード線１００ｂは、保護チューブ１０２ｂによって被覆されている。保護チューブ１０２ａ、１０２ｂは、ステータコア２に固定される保持部材１３０によって保持されている。リード線１００ａ、１００ｂは、保護チューブ１０２ａ、１０２ｂを介して保持部材１３０に保持され、ロータ４の外側へ引き出され、制御部と接続される。なお、保持部材１３０は、平板状の金属板をプレス加工などによって形成されたものであり、ステータコア２に螺入される螺子１３２によって、ステータコア２に固定されている。

図４はステータコア２の本体部２ａから検出センサ６を取り外した状態を示す正面図である。図５は、ステータコアの斜視図であって、図６は、インシュレータの斜視図である。

検出センサ６の外側の底面部６ｄに突出形成された脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、検出センサ６の外側の底面部６ｄから突出形成された基端部８２と、基端部８２から延出形成された中間部８４と、中間部８４から延出形成された先端部８６とを有している。基端部８２の幅は、中間部８４の幅よりも大きく形成されており、先端部８６の幅は、中間部８４の幅と同一に形成されている。また、脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの先端部８６は、中間部８４の厚さと同一の厚さで形成された厚肉部８６ａと、厚肉部８６ａの厚さよりも薄く形成された１対の薄肉部８６ｂとを有している。なお、厚肉部８６ａは、中間部８４の幅よりも狭く形成され、１対の薄肉部８６ｂの間に配されている。

ステータコア２は、円環状に形成された本体部２ａと、本体部２ａから放射状に突出形成された１８個のティース部２ｂとを有しており、ティース部２ｂは、平面視Ｔ字状に形成されている。ティース部２ｂには、インシュレータ１１０が装着される。そのため、コイル１０は、インシュレータ１１０を介して、ティース部２ｂに巻装されている。なお、ティース部２ｂに巻装されたコイル１０には、ワニス材等が塗布されているため、コイル１０は、ティース部２ｂに確実に固定される。

ティース部２ｂの先端部３ａの両端には、切り欠き部３ｃが形成されており、ティース部２ｂの先端部３ｂの一端には、切り欠き部３ｃが形成されている。なお、各切り欠き部３ｃは、互いに対向して配置されている。すなわち、ティース部２ｂに形成された切り欠き部３ｃは、４個の受容部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄを形成する。受容部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄには、各々、検出センサ６の脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄが挿入される。

なお、ステータコア２の本体部２ａには、貫通孔２ｃが形成されており、貫通孔２ｃにはボルト（不図示）が挿入される。ボルトは、エンジンのケースに形成されたボルト孔（不図示）に螺入され、ステータコア２は、エンジンのケースに固定される。

脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの中間部８４の両端には、リブ８４ａが形成されており、脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの先端部８６には、厚肉部８６ａと薄肉部８６ｂとが形成されている。脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄが、受容部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄに挿入されると、厚肉部８６ａは、ティース部２ｂの間に配される。受容部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄの一方の面は、中間部８４に形成されたリブ８４ａに当接し、受容部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄの他方の面は、先端部８６に形成された薄肉部８６ｂに当接する。したがって、受容部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄに脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄが挿入されると、検出センサ６は、傾倒することはない。

インシュレータ１１０は、樹脂などの絶縁材料からなる絶縁部材であって、円環状に形成された壁部１１２と、壁部１１２の外周面から放射状に突出形成された１８個のティース保護部１１４とを有している。ティース保護部１１４は、先端部１１４ａ、１１４ｂと、本体部１１４ｃとを有しており、ステータコア２のティース部２ｂと略同一の形状に形成されている。なお、ティース保護部１１４の本体部１１４ｃには、多数の溝部１１４ｄが形成されている。そのため、ステータコア２の各ティース部には、コイル１０が均一に巻装される。

また、ティース保護部１１４の先端部１１４ａの両端には、テーパ形状の切り欠き部１１６が形成されており、ティース保護部１１４の先端部１１４ｂの一端には、テーパ形状の切り欠き部１１６が形成されている。先端部１１４ａ、１１４ｂに形成された切り欠き部１１６は、互いに対向して配置されている。コイル１０は、テーパ形状の切り欠き部１１６に沿って、各ティース部２ｂに巻装されるため、作業者は、コイル１０を効率よくステータコア２のティース部２ｂに巻装することができる。また、テーパ形状の切り欠き部１１６は、先端部１１４ａ、１１４ｂを補強し、インシュレータ１１０の剛性は向上する。

インシュレータ１１０の壁部１１２の内周面には、平板部１１５が形成されており、平板部１１５は、端子１２０を含んでモールド成形されている。なお、端子１２０には、ステータコア２に巻装されたコイル１０が接続される。

平板部１１５に固定された端子１２０は、インシュレータ１１０の壁部１１２によって囲繞されているため、ティース部２ｂに巻装されるコイル１０と接触することはない。したがって、コイル１０の巻線作業は、自動化される。

図７は、ロータ４の内周面部４ａの展開図である。ロータ４の内周面部４ａに配設されたマグネット１６は、Ｎ極に着磁された６個のマグネット１６ａと、Ｓ極に着磁された５個のマグネット１６ｂと、Ｎ極に着磁された磁極部１６０とＳ極に着磁された磁極部１６２とを備えた１個のマグネット１６ｃとを有している。なお、マグネット１６ｃの磁極部１６０は、マグネット１６ｃの一端に形成され、ホールＩＣ５０ａが配置された位置Ｍ１と、ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが配置された位置Ｍ２との間に配される。

また、磁極部１６２の軸方向の長さは、磁極部１６０の軸方向の長さよりも充分長く設定されている。本実施の形態において、磁極部１６２は、磁極部１６０の軸方向の長さのおよそ８倍の長さを有している。なお、マグネット１６ｃに形成された磁極部１６２の軸方向の長さは、マグネット１６ｃの磁極部１６０の軸方向の長さよりも、十分に大きく形成されていれば良い。

ホールＩＣ５０ａは、ロータ４の開口周縁部４ｃに近接した位置Ｍ１に配置されるため、マグネット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの一端から生じた磁束の方向の切り替わりを検出する。ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、マグネット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対向する位置Ｍ２に配置されているため、マグネット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの中央から生じた磁束の方向の切り替わりを検出する。

図８は、検出センサ６の背面図であり、図９は検出センサ６の背面斜視図である。検出センサ６は、略扇状に形成されており、検出センサ６の外周面部６ｂには、支持部６４が形成され、検出センサ６の内周面部６ａには、支持部６２とハウジング６８とが形成されている。支持部６２は、検出センサ６の内周面部６ａから突出形成された１対の腕部６２ａ、６２ｂと、１対の腕部６２ａ、６２ｂを連結する連結部６２ｃとを有しており、連結部６２ｃは、螺子などの締結部材によって、ステータコア２の本体部２ａに固定される。また、ハウジング６８は、腕部６２ａに向かって開口形成された開口部６８ａと、脚部８０ａの延出方向に向かって開口形成された開口部６８ｂと、開口部６８ａと開口部６８ｂとを繋ぐガイド部６８ｃと、台形状に形成された壁部６８ｄとを有している。なお、ハウジング６８に形成されたガイド部６８ｃは、屈曲形成されており、検出センサ６の外側の底面部６ｄに対して傾斜している。したがって、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄと電気的に接続されるリード線１００ａは、腕部６２ａを跨いで開口部６８ａに挿入され、ガイド部６８ｃに沿って開口部６８ｂに案内される。

また、検出センサ６の外側の底面部６ｄは、検出センサ６の内周面部６ａに沿って形成された６個の挿入部７２と７個の突出片９２ａ、９２ｂとを有しており、各挿入部７２には、開口部６８ｂに案内されたリード線１００ａが挿入される。なお、挿入部７２は、検出センサ６の外側の底面部６ｄに対してテーパ状に形成された面取り部７２ｂを有している。そのため、リード線１００ａは、スムーズに挿入部７２に挿入される。

検出センサ６の外側の底面部６ｄに形成された１対の突出片９２ａは、各々、１個のリブ９３を有しており、５個の突出片９２ｂは、各々、２個のリブ９３を有している。また、５個の突出片９２ｂは、１対の突出片９２ａの間に等間隔に配されている。そのため、突出片９２ａ、９２ｂに形成されたリブ９３は、互いに向かい合って配置される。各挿入部７２に挿入されたリード線１００ａは、各々、突出片９２ａ、９２ｂの間に配され、リブ９３によって押しつぶされる。リード線１００ａは、突出片９２ａ、９２ｂによって確実に保持されるため、挿入部７２から抜け落ちることはない。

図１０は、検出センサ６の斜視図であり、検出センサ６に充填される充填材１５０は取り除かれている。また、図１１は、検出センサ６の分解斜視図である。図１２は、センサユニット３２の分解斜視図であり、図１３は、ベース部材４２の背面図である。

図１０に示されるように、検出センサ６は、略扇状に形成されたセンサケース６０と、センサケース６０に収容されるセンサユニット３２とを有している。センサケース６０は、センサユニット３２を収容するセンサユニット収容部６６を有しており、センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃには、１対の固定部７０が突出形成されている。

図１１に示されるように、センサユニット３２は、略扇状に形成された基板３４と、基板３４に固定された略扇形状のベース部材４２と、ベース部材４２に取り付けられた４個のホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄとを有している。なお、基板３４には、１対の貫通孔３６と、１対の貫通孔３９とが形成されており、貫通孔３６には、ベース部材４２に形成された固定部４９が挿入され、貫通孔３９には、固定部７０が挿入される。これによって、センサユニット３２は、センサユニット収容部６６内に固定される。

図１２に示されるように、基板３４は、略扇形状に形成されており、基板３４の内周部３４ａには、６個の貫通孔３８が形成されており、基板３４の外周部３４ｂには、貫通孔３５ａ、３５ｂ、３５ｃが、各々、４個ずつ形成されている。なお、前述したように、基板３４に形成された貫通孔３６には、ベース部材４２に形成された固定部４９が挿入され、基板３４に形成された貫通孔３９には、センサケース６０に形成された固定部７０が挿入される。

４個のホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、各々、マグネット１６の磁束の方向の切り替わりを検出するセンサ素子５２と、センサ素子５２から延出する３本のリード５４ａ、５４ｂ、５４ｃとを有している。なお、ホールＩＣ５０ａの３本のリード５４ａ、５４ｂ、５４ｃの長さは、ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄのリード５４ａ、５４ｂ、５４ｃの長さに比べて短い。

図１２、図１３に示されるように、ベース部材４２は、略扇形状の本体部４４と、本体部４４の一方の平面から突出形成された４個のホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと、他方の平面から突出形成された固定部４９とを有している。ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは、各々、本体部４４の一方の平面から突出形成された基端部４７ａと、基端部４７ａから延出形成された先端部４７ｂとを有しており、先端部４７ｂの幅は、基端部４７ａの幅よりも狭く形成されている。なお、各ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄには、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが取り付けられる。

ホルダ片４６ａの先端部４７ｂの長さは、ホルダ片４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの先端部４７ｂの長さよりも短く形成されている。そのため、ホールＩＣ５０ａは、ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが配置された位置よりも、基板３４に近接した位置に配される。そのため、図７で示したように、ホールＩＣ５０ａは、ロータ４の開口周縁部４ｃに近接した位置Ｍ１に配置され、ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、マグネット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対向する位置Ｍ２に配置される。

さらに、ベース部材４２の本体部４４は、切り欠き部４５ａ、４５ｂ、４５ｃを、各々、４個ずつ有しており、各切り欠き部４５ａ、４５ｂ、４５ｃは、基板３４に形成された貫通孔３５ａ、３５ｂ、３５ｃと重なって配置される。そのため、ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄに取り付けられたホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄのリード５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、ベース部材４２に形成された切り欠き部４５ａ、４５ｂ、４５ｃを介して、基板３４に形成された貫通孔３５ａ、３５ｂ、３５ｃに挿入される。

なお、各ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄには、切り欠き部４５ａ、４５ｂ、４５ｃに対応する溝部４８ａ、４８ｂ、４８ｃが形成されている。したがって、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄのリード５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、各々、溝部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ内に埋没されるため、ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは、大型化することはない。

また、基板３４の内周部３４ａに形成された６個の貫通孔３８は、各々、距離Ｌ１だけ離れて等間隔に配置されている。同様にして、センサケース６０に形成された６個の挿入部７２は、各々、距離Ｌ１だけ離れて等間隔に形成されている。そのため、センサユニット収容部６６にセンサユニット３２が固定されると、基板３４に形成された貫通孔３８は、各々、挿入部７２と重なって配置される。

そして、前述したように、挿入部７２には、リード線１００ａが挿入される。挿入部７２は、センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃから、わずかに盛り上がって形成された隆起部７２ａを有している。そのため、挿入部７２と基板３４との間には、わずかの隙間しか形成されない。したがって、検出センサ６の外側の底面部６ｄから挿入部７２に挿入されたリード線１００ａは、基盤３４に形成された貫通孔３８に挿入される。

基板３４に形成された貫通孔３５ａ、３５ｂ、３５ｃに挿入された各リード５４、５４ｂ、５４ｃは、ハンダにて基板３４と電気的に接続される。同様にして基板３４に形成された貫通孔３８に挿入されたリード線１００ａは、ハンダにて基板３４と電気的に接続される。すなわち、リード５４ａ、５４ｂ、５４ｃと、リード線１００ａとは、各々、電気的に接続される。

なお、前述したように、センサユニット３２は、ベース部材４４に形成された固定部４９と、センサケース６０に形成された固定部７０とによって、センサケース６０に固定されている。すなわち、作業者は、センサユニット３２を支持することなく、リード５４ａ、５４ｂ、５４ｃと基板３４とのハンダ付け作業および、リード線１００ａと基板３４とのハンダ付け作業を行うことができる。

センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃには、１対の台座部７４が形成されている。センサユニット収容部６６に配される基板３４の外周部３４ｂは、ベース部材４２の本体部４４によって支持され、基板３４の内周部３４ａは、台座部７４によって支持される。台座部７４の高さは、ベース部材４２の本体部４４の厚さと等しいため、センサユニット３２は、センサユニット収容部６６内に安定して配置される。

さらに、図１に示されるように、リード線１００ａは、挿入部７２を介して基板３４に接続される。そのため、リード線１００ａと基板３４との接続部１０１は、センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃと基板３４との間に配されない。したがって、基板３４は、センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃに近接して配置される。すなわち、ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、マグネット１６の中央に近接して配置され、マグネット１６の磁束の方向の切り替わりを確実に検出する。

図１４は、センサケース６０の正面図であり、図１５は、脚部８０ａの断面図であり、図１６は、脚部８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの断面図である。図１７は、凹部８８の拡大図である。図１８は、挿入部７２の拡大図であり、図１９は、挿入部７２の断面図である。

図１５、図１６に示されるように、センサケース６０に形成された脚部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの基端部８２は、各々、凹部８８を有しており、中間部８４は、各々、凹部９０を有している。凹部８８は、センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃに向かって開口形成されており、凹部９０は、凹部８８の底面部８８ａに向かって開口形成されている。したがって、センサユニット収容部６６にセンサユニット３２が固定されると、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、凹部９０内に挿入される。なお、凹部８８の開口部８８ｂの開口面積は、凹部９０の開口部９０ｂの開口面積よりも大きい。そのため、センサユニット収容部６６に注入される充填材１５０は、ベース部材４２によって阻害されることなく、凹部９０内に注入される。

凹部８８の壁部８８ｃは、センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃに対して傾斜して形成されている。そのため、各ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、各々、凹部８８の壁部８８ｃに沿って、凹部９０内に挿入される。すなわち、作業者は、容易にホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを、凹部９０内に配することができる。

また、図１７に示されるように、凹部９０には、２個のリブ９１ａが形成されている。そのため、凹部９０内に挿入されたホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、所定の位置に配置される。

脚部８０ａ内に形成されたリブ９１ａの長さは、脚部８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ内に形成されたリブ９１ａの長さよりも長く形成されている。そのため、ホールＩＣ５０ａを、ロータ４の開口周縁部４ｃに近接した位置Ｍ１上に配置した場合であっても、ホールＩＣ５０ａは、リブ９１ａに当接するため、所定の位置に配置される。

前述したように、センサユニット収容部６６内には、充填材１５０が注入される。図１７に示されるように、センサユニット収容部６６に形成された凹部８８は、幅Ｗ１を有しており、図１３に示されるように、ベース部材４２の本体部４４は、凹部８８の幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２を有している。そのため、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが、凹部９０内に配されても、凹部８８の開口部８８ｂは、ベース部材４２の本体部４４によって覆われることはない。したがって、センサユニット収容部６６に注入される充填材１５０は、ベース部材４２によって阻害されることなく、凹部９０内に注入される。

前述したように、リード５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄに形成された溝部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ内に埋没されるため、ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは、大型化しない。さらに、凹部９０には、３個の溝部９１ｂが形成されている。したがって、ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは、凹部９０を密閉することなく、凹部９０内に配置される。そのため、充填材１５０は、ホルダ片４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄによって阻害されることなく、凹部９０内に注入される。

図１８、図１９に示されるように、センサケース６０に形成された挿入部７２には、６個のリブ７３が等間隔に形成されている。そのため、リード線１００ａは、リブ７３によって押し潰されながら、挿入部７２に挿入される。リード線１００ａがリブ７３によって押し潰されると、リード線１００ａは変形し、リブ７３の間の隙間に侵入する。そのため、センサユニット収容部６６に注入された充填材は、挿入部７２を通って、センサケース６０の外部へ漏れ出ることはない。

また、前述したように、リード線１００ａは、検出センサ６の外側の底面部６ｄから、挿入部７２を介して、基板３４に接続される。そのため、リード線１００ａは、センサユニット収容部６６の開口周縁部６６ａを跨ぐことはない。したがって、充填材１５０は、リード線１００ａを伝って、検出センサ６の外部へと漏洩することはない。

さらに、図１８、図１９に示されるように、リブ７３は三角錐状に形成されているため、リード線１００ａを挿入部７２に挿入する際に、リード線１００ａとリブ７３との接触面積は、小さくなる。したがって、作業者は、効率よく、リード線１００ａを挿入部７２に挿入することができる。

また、図１２で示したように、ベース部材４２の略中央には、半円形状の切り欠き部４５ｄが形成されており、ベース部材４２に固定される基板３４の略中央には、貫通孔３７が形成されている。基板３４に形成された貫通孔３７は、ベース部材４２に形成された切り欠き部４５ｄと重なって配置されるため、センサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃは、切り欠き部４５ｄと貫通孔３７とを介して、露出している。したがって、センサケース６０の内側の底面部６６ｃと、センサユニット３２との間に蓄積される空気は、切り欠き部４５ｄに重なって配置された貫通孔３７を介して、センサケース６０の外部に輩出される。すなわち、センサユニット３２とセンサユニット収容部６６の内側の底面部６６ｃとの間に空気が溜まらないため、センサユニット３２は、充填材１５０によって、確実に保護される。

図２０は、制御部が生成する信号の波形を示す図である。

前述したように、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄのリード５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、基板３２を介して、リード線１００ａと電気的に接続されており、リード線１００ａは、制御部と電気的に接続している。そのため、ホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが、マグネット１６ａ、１６ｂ、１６ｃから生じた磁束の方向の切り替わりを検出すると、図２０に示されるように、制御部は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を生成する。

すなわち、マグネット１６ｂから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが、マグネット１６ａから生じた磁束を検出すると、制御部は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４のレベルをハイに変化させる。また、マグネット１６ａから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが、マグネット１６ｂから生じた磁束を検出すると、制御部は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４のレベルをローに変化させる。

また、マグネット１６ａから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが、マグネット１６ｃから生じた磁束を検出すると、制御部は、信号Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４のレベルをローに変化させる。また、マグネット１６ｃから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが、マグネット１６ａから生じた磁束を検出すると、制御部は、信号Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４のレベルをハイに変化させる。

しかしながら、ホールＩＣ５０ａは、ロータ４の開口周縁部４ｃに近接した位置Ｍ１上に配置されるため、マグネット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの一端から生じた磁束の方向の切り替わりを検出する。また、マグネット１６ｃの一端に形成された磁極部１６０は、隣接するマグネット１６ａの磁極と同一のＮ極で着磁されている。マグネット１６ａから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ａが、マグネット１６ｃから生じた磁束を検出しても、制御部は、信号Ｓ１のレベルを変化させない。同様にして、マグネット１６ｃから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ａが、マグネット１６ａから生じた磁束を検出しても、制御部は、信号Ｓ１のレベルを変化させない。

すなわち、マグネット１６ａから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ａが、マグネット１６ｃから生じた磁束を検出するタイミングＴ１と、マグネット１６ｃから生じた磁束を検出していたホールＩＣ５０ａが、マグネット１６ａから生じた磁束を検出するタイミングＴ２との間において、制御部は、信号Ｓ１のレベルをローに変化させない。そして、制御部は、タイミングＴ１とタイミングＴ２の間で、信号Ｓ３のレベルをハイに変化させたタイミングＴ３に基づいて、エンジンを点火する。

また、本実施の形態である始動発電機１は、三相交流式のブラシレスモータであるため、ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、各々、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相のコイル１０と対応して配置される。そのため、制御部は、ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄがマグネット１６の磁束の方向の切り替わりを検出すると、信号Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４を生成し、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相のコイル１０に対応させる。そして、制御部は、コイル１０に対するロータ４の位置を検出し、所定のタイミングで、各相のコイル１０へ電流を供給することにより、始動発電機１を駆動する。

１ 始動発電機
２ ステータコア
２ａ 本体部
２ｂ ティース部
２ｃ 貫通孔
３ａ、３ｂ 先端部
３ｃ 切り欠き部
４ ロータ
４ａ 内周面部
４ｂ 底面部
４ｃ 開口周縁部
４ｄ エンボス
６ 検出センサ
６ａ 内周面部
６ｂ 外周面部
６ｄ 底面部
１０ コイル
１２ ヨーク
１２ａ 底面部
１４ ボス部
１６ マグネット
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ マグネット
１８ マグネットカバー
３２ センサユニット
３４ 基板
３４ａ 内周部
３４ｂ 外周部
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ 貫通孔
３６、３７、３８、３９ 貫通孔
４２ ベース部材
４４ 本体部
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 切り欠き部
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ ホルダ片
４７ａ 基端部
４７ｂ 先端部
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 溝部
４９ 固定部
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ ホールＩＣ
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ リード
６０ センサケース
６２ 支持部
６２ａ、６２ｂ 腕部
６２ｃ 連結部
６４ 支持部
６６ センサユニット収容部
６６ａ 開口周縁部
６６ｃ 底面部
６８ ハウジング
６８ａ、６８ｂ 開口部
６８ｃ ガイド部
６８ｄ 壁部
７０ 固定部
７２ 挿入部
７２ａ 隆起部
７２ｂ 面取り部
７３ リブ
７４ 台座部
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ 脚部
８２ 基端部
８４ 中間部
８４ａ リブ
８６ 先端部
８６ａ 厚肉部
８６ｂ 薄肉部
８８ 凹部
８８ａ 底面部
８８ｂ 開口部
９０ 凹部
９０ｂ 開口部
９１ａ リブ
９１ｂ 溝
９２ａ、９２ｂ 突出片
９３ リブ
１００ａ、１００ｂ リード線
１０１ 接続部
１０２ａ、１０２ｂ 保護チューブ
１１０ インシュレータ
１１２ 壁部
１１４ ティース保持部
１１４ａ、１１４ｂ 先端部
１１４ｃ 本体部
１１４ｄ 溝部
１１６ 切り欠き部
１２０ 端子
１３０ 保持部材
１３２ 螺子
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ 受容部
１６０、１６２ 磁極部
Ｍ１ ホールＩＣ５０ａが配置された位置
Ｍ２ ホールＩＣ５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが配置された位置
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ 信号
Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗ 信号

Claims (3)

1. 略Ｔ字状に形成された複数のティース部を備えた磁性材料からなるステータコアと、前記ステータコアのティース部に巻装されたコイルと、前記ステータコアの周りを回転する碗形状のロータと、前記ロータの内周面に磁極を交互にして配設された複数のマグネットと、前記ステータコア上に配置され、前記ロータの回転位置を検出する検出センサとを有するアウタロータ型の回転電機において、前記検出センサは、略扇状に形成されたセンサケースと、前記センサケース内に収容されるセンサユニットとを有しており、前記センサユニットは、前記マグネットの磁束の方向の切り替わりを検出する複数のホールＩＣと、前記複数のホールＩＣが取り付けられる略扇形状のベース部材と、前記ベース部材に固定され、前記複数のホールＩＣと電気的に接続される略扇形状の基板と、前記基板に形成された複数の貫通孔のそれぞれに挿通され、前記基板に電気的に接続された複数のリード線とを有しており、前記センサケースの底面には、複数の挿入部が形成されており、前記基板に形成された複数の貫通孔は、各々、前記複数の挿入部に重なって配置され、前記複数のリード線は、前記挿入部を介して、前記複数の貫通孔に挿入されていることを特徴とするアウタロータ型の回転電機。
2. 請求項１に記載されたアウタロータ型の回転電機において、前記挿入部は、前記センサケースの底面から盛り上がって形成された隆起部を有することを特徴とするアウタロータ型の回転電機。
3. 請求項１または請求項２のいずれか１項に記載されたアウタロータ型の回転電機において、前記挿入部は、前記センサケースの底面に形成された面取り部を有することを特徴とするアウタロータ型の回転電機。
   
   

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