図面を参照しながら、ここに開示される発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については他の形態の説明を参照し適用することができる。
(第1実施形態)
図1において、内燃機関用回転電機(以下、単に回転電機という)10は、発電電動機、または交流発電機スタータ(AC Generator Starter)とも呼ばれる。回転電機10は、インバータ回路(INV)と制御装置(ECU)とを含む電気回路11と電気的に接続されている。電気回路11は、三相の電力変換回路を提供する。回転電機10の用途の一例は、車両用内燃機関12の発電電動機である。回転電機10は、例えば、二輪車に利用することができる。
電気回路11は、回転電機10が発電機として機能するとき、出力される交流電力を整流し、バッテリを含む電気負荷に電力を供給する整流回路を提供する。電気回路11は、回転電機10から供給される点火制御用の基準位置信号を受信する信号処理回路を提供する。電気回路11は、点火制御を実行する点火制御器を提供してもよい。電気回路11は、回転電機10を電動機として機能させる駆動回路を提供する。電気回路11は、回転電機10を電動機として機能させるための回転位置信号を回転電機10から受信する。電気回路11は、検出された回転位置に応じて回転電機10への通電を制御することにより回転電機10を電動機として機能させる。電気回路11は、回転電機10を第1回転速度域(低速域)において効率的に機能する電動機として機能させる。さらに、電気回路11は、回転電機10を、第1回転速度域より高速の第2回転速度域(高速域)において効率的に機能する電動機として機能させる。
回転電機10は、内燃機関12に組み付けられている。内燃機関12は、ボディ13と、ボディ13に回転可能に支持され、内燃機関12と連動して回転する回転軸14とを有する。回転電機10は、ボディ13と回転軸14とに組み付けられている。ボディ13は、内燃機関12のクランクケース、ミッションケースなどの構造体である。回転軸14は、内燃機関12のクランク軸、またはクランク軸と連動する回転軸である。回転軸14は、内燃機関12が運転されることによって回転し、回転電機10を発電機として機能させるように駆動する。回転軸14は、回転電機10が電動機として機能するとき、回転電機10の回転によって内燃機関12を始動可能な回転軸である。また、回転軸14は、回転電機10が電動機として機能するとき、回転電機10の回転によって内燃機関12の回転を支援(アシスト)することができる回転軸である。
回転電機10は、ロータ21と、ステータ31と、センサユニット41とを有する。ロータ21は、界磁子である。ステータ31は、電機子である。センサユニット41は、回転位置検出器である。
ロータ21は、全体がカップ状である。ロータ21は、その開口端をボディ13に向けて位置付けられる。ロータ21は、回転軸14の端部に固定される。ロータ21と回転軸14とは、キー嵌合などの回転方向の位置決め機構を介して連結されている。ロータ21は、固定ボルト25によって回転軸14に締め付けられることによって固定されている。ロータ21は、回転軸14とともに回転する。ロータ21は、永久磁石によって界磁を提供する。
ロータ21は、カップ状のロータコア22を有する。ロータコア22は、内燃機関12の回転軸14に連結される。ロータコア22は、回転軸14に固定される内筒と、内筒の径方向外側に位置する外筒と、内筒と外筒との間に拡がる環状の底板とを有する。ロータコア22は、後述する永久磁石のためのヨークを提供する。ロータコア22は、磁性金属製である。
ロータ21は、ロータコア22の内面に配置された永久磁石23を有する。永久磁石23は、外筒の内側に固定されている。永久磁石23は、複数のセグメントを有する。それぞれのセグメントは、部分円筒状である。永久磁石23は、その内側に、複数のN極と複数のS極とを提供する。永久磁石23は、少なくとも界磁を提供する。永久磁石23は、12個のセグメントによって、6対のN極とS極、すなわち12極の界磁を提供する。また、永久磁石23は、点火制御のための基準位置信号を提供するための部分的な特殊磁極を提供する。特殊磁極は、界磁のための磁極配列とは異なる部分的な磁極によって提供される。永久磁石23は、径方向内側に配置された保持カップ24によって軸方向および径方向に関して固定されている。保持カップ24は、薄い非磁性金属製である。保持カップ24は、ロータコア22に固定されている。
ステータ31は、環状の部材である。ステータ31は、ロータ21とボディ13との間に配置されている。ステータ31は、回転軸14とロータコア22の内筒とを受け入れることができる貫通孔を有する。ステータ31は、ロータ21の内面とギャップを介して対向する外周面を有する。外周面には、複数の磁極が配置されている。これら磁極は、ロータ21の界磁と対向して配置されている。ステータ31は、電機子巻線を有する。ステータ31は、多相の電機子巻線を有する。ステータ31は、ボディ13に固定される。ステータ31は、複数の磁極と、複数の三相巻線とを有する三相多極ステータである。
ステータ31は、ステータコア32を有する。ステータコア32は、内燃機関12のボディ13に固定されることによってロータ21の内側に配置される。ステータコア32は、永久磁石23と対向する複数の磁極を径方向外側に形成する。ステータコア32は、複数の磁極を形成するように所定の形状に成形された電磁鋼板を積層することにより形成されている。ステータコア32は、永久磁石23の内面と対向する複数の磁極を提供する。ステータコア32の複数の磁極の間には、隙間が設けられている。
ステータ31は、ステータコア32に巻回されたステータコイル33を有する。ステータコイル33は、電機子巻線を提供する。ステータコア32とステータコイル33との間には絶縁材料製のインシュレータが配置されている。ステータコイル33は、三相巻線である。ステータコイル33は、ロータ21およびステータ31を発電機または電動機として選択的に機能させることができる。
ステータ31は、ボディ13に固定されている。ステータ31とボディ13とは、回転方向の位置決め機構、例えば固定ボルト34を介して連結されている。ステータ31は、複数の固定ボルト34によってボディ13に締め付けられることによって固定されている。
センサユニット41は、ステータ31に固定される。センサユニット41は、ステータコア32とボディ13との間に配置されている。センサユニット41は、ステータコア32の一端面に固定されている。センサユニット41は、ロータ21に設けられた永久磁石23が供給する磁束を検出することにより、ロータ21の回転位置を検出する。センサユニット41は、複数の回転位置センサ43を有する。複数の回転位置センサ43は、磁極の間に配置され、永久磁石23の磁束を検出することによりロータ21の回転位置を検出する。複数の回転位置センサ43は、ロータ21の回転軸に関して周方向に互いに離れて配置されている。
永久磁石23が提供する特殊磁極の位置によって点火制御のための基準位置が示される。ロータ21の回転位置は、回転軸14の回転位置でもある。よって、ロータ21の回転位置を検出することにより、点火制御のための基準位置信号を得ることができる。
永久磁石23が提供する界磁の回転方向の位置によってロータ21の回転位置が示される。よって、ロータ21の回転位置を検出し、検出された回転位置に応じて電機子巻線への通電を制御することにより、回転電機10を電動機として機能させることができる。回転位置センサ43は、回転電機10を少なくとも電動機として機能させるためのロータ21の回転位置を検出する。この回転電機10は、発電機および電動機として機能することができ、それらのいずれかとして選択的に機能させられる。
センサユニット41は、回路部品42を収容する。回路部品42は、基板と、基板に実装された電気素子、および電線などを含む。センサユニット41は、回転位置センサ43を収容する。センサユニット41は、ケース51を有する。
ケース51は、樹脂材料製である。ケース51は、部分的に金属部分をもつことができる。ケース51は、回路部品42と回転位置センサ43とを収容し、保持する。回転位置センサ43は、回路部品42と接続される。ケース51は、多角形筒、例えば台形筒の断面に相当する形状をもち、ステータ31の径方向外側縁におおよそ対応して延びる外縁をもつ。ケース51は、回路部品42を収容するための容器52を有する。容器52は樹脂材料製である。容器52は、ボディ13に対向する面が開口した箱状である。容器52は、ステータコア32側に面する底面と、ボディ13に対向する開口部と、底面と開口部とを囲む側壁とを有する。回路部品42は、容器52内に収容され、固定されている。
ケース51は、少なくともひとつの回転位置センサ43を収容し、支持するための少なくともひとつのカバー53を有する。回転位置センサ43は、カバー53内に固定されている。カバー53は、容器52の底面から延び出すように形成された有底筒状の部材である。カバー53は、径方向外側に設けられている。カバー53は、磁極の間の隙間に挿入される。カバー53は、容器52と同じ樹脂材料によって容器52から連続するように、一体成形されている。
カバー53の内部は、容器52の内部に連通している。センサユニット41は、複数のカバー53を有する。カバー53は、容器52から延び出す指状、または舌状と呼びうる形状である。カバー53は、回転位置センサ43のための鞘とも呼ぶことができる。複数のカバー53は、点火制御のための基準位置検出用の回転位置センサのためのひとつのカバー53と、モータ制御のための回転位置センサのための3つのカバー53とを有する。
それぞれのカバー53内には、ひとつの回転位置センサ43が収容される。回転位置センサ43は、永久磁石23が供給する磁束を検出する。回転位置センサ43は、ホールセンサ、MREセンサなどによって提供される。この実施形態は、点火制御のためのひとつの回転位置センサと、モータ制御のための3つの回転位置センサとを有する。回転位置センサ43は、カバー53内の空洞に配置されたセンサターミナルによって回路部品42と電気的に接続される。
この実施形態における点火制御およびモータ制御のための永久磁石23に関連する細部、および複数の回転位置センサ43に関連する細部については、特許文献として列挙した特許第5064279号、特開2013−233030号公報、または特開2013−27252号公報に記載の内容を援用することができ、同記載を参照により引用することができる。
ケース51は、締付部54を有する。締付部54は、回転電機10の径方向に関して容器52より径方向内側に設けられている。容器52と締付部54との間には、それらの間を連結するための連結部55が設けられている。締付部54と連結部55とは、容器52と同じ樹脂材料によって容器52から連続するように、一体成形されている。固定ボルト44は、ステータコア32のボディ13と反対側の面からステータコア32を貫通して配置されている。固定ボルト44のステータコア32から突出する先端部は、締付部54の雌ねじ部分に螺合される。これにより、センサユニット41は、ステータコア32に固定される。
容器52内は、保護用の封止樹脂56によって満たされている。封止樹脂56は電気回路を保護するためのポッティング樹脂である。センサユニット41は、回転位置センサ43から出力される信号を外部に取り出すための外部接続用のリード線45を有する。センサユニット41は、複数の回転位置センサ43からの信号を取り出すために複数のリード線45を有する。複数のリード線45は、センサユニット41と電気回路11との間において束ねられ、電線束を提供している。
回転電機10は、ステータコイル33と電気回路11とを接続する電力線46を有する。電力線46は、ステータコイル33と接続されている。電力線46は、回転電機10が発電機として機能するとき、ステータコイル33に誘導される電力を電気回路11に供給する。電力線46は、回転電機10が電動機として機能するとき、ステータコイル33を励磁するための電力を電気回路11からステータコイル33へ供給する。電力線46の一部は、複数のバスバー71によって提供されている。
図2は、ステータ31の平面図である。図中には、ステータコイル33を提供する複数のコイルC1−C18が図示されている。ステータコア32は、外突極型の鉄心である。ステータコア32は、18本の磁極32aを有する。これら磁極32aには、コイルC1−C18が巻装されている。コイルC1−C18は、多相巻線を提供する。ひとつの相を提供する複数のコイルのうち、ステータ31上において機械的に等角度間隔に配置可能な複数のコイルがプライマリコイル群33pとして利用される。残りの複数のコイルがセカンダリコイル群33sとして利用される。
この実施形態では、三相巻線が提供される。よって、ひとつの相は、6つのコイルによって提供される。例えば、等間隔に配置されたコイルC1、C4、C7、C10、C13、C16は、同相となる。これらのコイルによって、例えばU相が提供される。これら同相のコイルのうち、ステータ31上において機械的に等間隔に位置するコイルC1、C7、C13がプライマリコイル群33pとして利用される。これらコイルC1、C7、C13は、ステータ31上において点対称に配置されているといえる。この配置は、プライマリコイル群33pに所属するコイルの数をnとして、n/360deg配置とも呼ばれる。この配置は、プライマリコイル群33pが利用される場合における磁気音の抑制を可能とする。
この実施形態では、コイルC1、C7、C13は、並列に接続される。コイルC1、C7、C13は直列に接続されてもよい。残るコイルC4、C10、C16はセカンダリコイル群33sとして利用される。これらコイルC4、C10、C16は直列接続される。セカンダリコイル群33sにおいても、複数のコイルは多様な直並列状態に接続することができる。同様にして、V相、W相が提供される。
図3、図4は、ステータコイル33の接続状態を示す。図中には、電気回路11がより詳細に図示されている。電気回路11は、切換回路(SWC)11aを有する。電気回路11は、インバータ回路(INV)11bを有する。電気回路11は、制御装置(CNT)11cを有する。電気回路11は、バッテリ(BTT)11dを有する。
図中には、ステータコイル33に含まれる複数のコイルC1−C18が四角形によって示されている。ひとつの相、例えばU相には、プライマリコイル群33pと、セカンダリコイル群33sとが含まれている。セカンダリコイル群33sは、ステータ31上に配置された中性点33nにおいて星形結線されている。プライマリコイル群33pとセカンダリコイル群33sとの両方は、それらがすべて利用される場合に、回転電機10が内燃機関12のスタータモータに適した出力を発揮できるように設定されている。プライマリコイル群33pとセカンダリコイル群33sとは、内燃機関12の停止状態を含む第1回転速度域(低速域)に適した第1の多相巻線を提供する。プライマリコイル群33pは、内燃機関12が燃焼によって自ら安定的に回転している第2回転速度域(高速域)に適した第2の多相巻線を提供できる。第2回転速度域は、第1回転速度域より高い。
切換回路11aは、ステータコイル33における複数のコイルC1−C18の接続状態を切り換える。切換回路11aは、複数のコイルC1−C18を利用して、複数の種類の多相巻線を提供する。切換回路11aは、並列に配置されるコイル数および/または直列に配置されるコイル数を切り換えることによって複数の種類の多相巻線を提供する。切換回路11aは、低速用の第1の多相巻線と、高速用の第2の多相巻線とを提供する。第1の多相巻線は、ひとつの相におけるターン数が第2の多相巻線より多く、低回転域に適する。第2の多相巻線は、ひとつの相におけるターン数が第1の多相巻線より少なく、高速回転に適する。切換回路11aは、プライマリコイル群33pと、セカンダリコイル群33sとを利用して、第1の多相巻線と、第2の多相巻線とを提供する。
図3は、プライマリコイル群33pと、セカンダリコイル群33sとを直列に接続してひとつの相を提供する第1の多相巻線を示す。第1の多相巻線は、低速用の多相巻線である。図示の状態は、第1モード(MODE1)または低速モード(LOW)とも呼ばれる。切換回路11aは、プライマリコイル群33pと、セカンダリコイル群33sとを直列に接続する直列回路SRを提供する。切換回路11aは、プライマリコイル群33pの端部をインバータ回路11bに接続する出力回路PTを提供する。
図4は、プライマリコイル群33pだけでひとつの相を提供する第2の多相巻線を示す。第2の多相巻線は、高速用の多相巻線である。図示の状態は、第2モード(MODE2)または高速モード(HIGH)とも呼ばれる。切換回路11aは、複数のプライマリコイル群33pの一方の端部を共通的に接続し中性点接続を形成する中性点回路PNを提供する。切換回路11aは、プライマリコイル群33pの他方の端部をインバータ回路11bに接続する出力回路PTを提供する。
この構成によると、第1の多相巻線が提供されるときと、第2の多相巻線が提供されるときとの両方において、すべてのコイルがステータコア32上に等間隔に配置される。よって、両方の運転状態において磁気音が抑制される。
インバータ回路11bは、双方向の電力変換回路を提供する。インバータ回路11bは、回転電機10を電動機として、または発電機として駆動するための電力変換を提供する。インバータ回路11bは、回転電機10が発電機として利用されるとき、整流回路、すなわち交−直変換回路を提供する。インバータ回路11bは、回転電機10が電動機として利用されるとき、ステータコイル33に三相電力を供給する直−交変換回路を提供する。インバータ回路11bは、複数の半導体スイッチ素子により構成されるフルブリッジ回路によって提供することができる。また、インバータ回路11bは、整流回路としてのダイオードブリッジ回路を備えていてもよい。
制御装置11cは、切換回路11aおよびインバータ回路11bを制御する。制御装置11cは、回転電機10を発電機と電動機とに切り換えて運転するように切換回路11aおよびインバータ回路11bを制御する。
さらに、制御装置11cは、ステータコイル33のインダクタンスを調節するように切換回路11aを制御する。制御装置11cは、ロータ21の回転数に応じて、回転数に適したインダクタンスが提供されるように切換回路11aを制御する。制御装置11cは、例えば、回転電機10が電動機として運転されるとき、第1の回転速度域においては上記第1の多相巻線を実現するように切換回路11aを制御する。制御装置11cは、回転電機10が電動機として運転されるとき、上記第1の回転速度域よりも回転数が高い第2の回転速度域においては上記第2の多相巻線を実現するように切換回路11aを制御する。
制御装置11cは、電子制御装置(Electronic Control Unit)である。制御装置11cは、少なくともひとつの演算処理装置(CPU)と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置(MMR)とを有する。制御装置11cは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置11cによって実行されることによって、制御装置11cをこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置11cを機能させる。制御装置11cは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するための手段と呼ぶことができ、別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるブロック、または構成として解釈されるモジュールと呼ぶことができる。
制御装置11cが提供する手段および/または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置11cがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
バッテリ11dは、車両に搭載された二次電池である。バッテリ11dは、回転電機10が発電機として利用されるとき、ステータコイル33から供給される電力によって充電される。バッテリ11dは、回転電機10が電動機として利用されるとき、ステータコイル33に電力を供給する。
図3および図4において、ステータコイル33と切換回路11aとの間には、複数のバスバー71が設けられている。図中では、バスバー71は、太い実線で示されている。この実施形態では、同一目的のコイル群内において直列接続される2つ以上のコイルの間の直列接続部は、コイルを形成するコイル線材33jによって提供される。すなわち、ひとつのコイルの端部と他のひとつのコイルの端部との間にコイル線材33jが敷設されている。例えば、セカンダリコイル群33sのひとつの相に所属する3つのコイルのうちの2つのコイルは、コイル線材33jによって直列接続されている。このように、複数のコイルC1−C18の間の少なくとも一部は、コイルを形成するコイル線材33jがステータコア32の軸方向端面に沿って周方向に延在するように配置されることによって接続される。
図2において、コイル線材33jが例示されている。図中には、コイルC4とコイルC16とがコイル線材33jを渡り線として直列接続される例が図示されている。コイル線材33jによる渡り線は、巻線工程における巻き順序、巻き方向など多様な条件に応じて多様な位置に設けることができる。
この実施形態では、ステータ31上における電気的な接続部分のうち、上記直列接続部以外の部分にバスバー71が利用されている。この実施形態では、3つのコイルを並列的に接続する並列接続部およびステータ31から延び出す引出線にバスバー71が利用されている。引出線は、バスバー71と通常の被覆線とによって提供されている。
図5は、ステータ31の平面図である。図6は、センサユニット41を取り外した状態を示す。図7、図8は、ステータ31の斜視図である。複数のバスバー71は、図3および図4に図示されるように、コイルC1−C18と切換回路11aとの間の電気的な接続を提供するように配置されている。
バスバー71は、導電性の金属製である。バスバー71は、金属部分を被覆する絶縁材料を含むことができる。バスバー71は、被覆をもたない金属を所定の形状に成形し、接合した後に、絶縁材によって被覆される。絶縁材は、例えば、粉体塗装、またはディップ処理によって金属表面に付与することができる。
バスバー71は、コイル線材とは別の部材である。バスバー71は、コイル線材より硬く、所定の形状を維持するために適している。バスバー71は、コイル線材とは異なる断面形状および/または断面太さを有する。バスバー71は、ステータ31の端面上において所定の形状を安定的に維持するために適した断面形状と、断面太さとを有する。図示されるバスバー71は、矩形断面の導体である。電気的に導通するひとつのバスバー71は、複数の部材を電気的に、かつ機械的に接続することによって提供することができる。ひとつのバスバー71は、複数の部材をハンダ付け、または溶接によって接合することによって提供することができる。
ステータ31は、複数のバスバー71を有する。複数のバスバー71のそれぞれは、周方向延在部72および/または径方向延在部74を有する。複数の周方向延在部72は、ステータ31の端面の上に沿って周方向に延びるように形成され、配置されている。径方向延在部74は、ステータ31の端面の上に沿って径方向外側に向けて延びるように形成され、配置されている。径方向延在部74は、ステータ31の径方向に対してやや傾斜して延びるように配置することができる。径方向延在部74は、ステータ31の端面から軸方向へやや起き上がるように延び出しても良い。図中には6本の周方向延在部72と、9本の径方向延在部74が図示されている。複数の径方向延在部74の先端は被覆線に接続され、切換回路11aに接続されている。
複数の周方向延在部72は、ステータ31上において径方向に並ぶように配置されている。複数の周方向延在部72は、円弧範囲にわたって延びている。図中には、6本の周方向延在部72が図示されている。これら複数の周方向延在部72は、ステータ31の軸方向に関して互いに重複しないように、ステータ31の端面上において同心状に配置されている。
複数の径方向延在部74は、ボディ13への搭載上の制約など多様な要求に応えるために、複数のバスバー束75に分割されている。図示の例では、3本の径方向延在部74がひとつのバスバー束75を形成する。図示の例では、3つのバスバー束75が形成されている。
複数の径方向延在部74は、プライマリコイル群33pおよびセカンダリコイル群33sを外部の電気回路11に接続するための複数の引出線を提供している。6本の径方向延在部74は、6本の周方向延在部72に接続されている。これら6本の周方向延在部72には、互いに並列接続される複数のコイルの複数のコイル線材が接続されている。よって、周方向延在部72は、複数のコイルを並列接続するために利用されている。これら6本の周方向延在部72は、プライマリコイル群33pにおける並列接続のためのジャンパ線を提供する。残る3本の径方向延在部74は、直接にコイル線材に接続されている。これら3本の径方向延在部74は、セカンダリコイル群33sのための引出線を提供する。
センサユニット41は、磁極32aの先端領域に対応し、複数の磁極32aにわたる扇状のセンサ設置範囲41aを占めるように形成され、配置されている。センサ設置範囲41aは、センサユニット41の軸方向投影範囲より狭い。センサユニット41は、それ自身を固定するための連結部55などを有するからである。連結部55は、センサ設置範囲41aには含まれない。図1に図示されるように、ステータ31と連結部55との間には比較的大きい隙間が形成されるからである。バスバー71は、センサ設置範囲41aを除く範囲に配置されている。
センサユニット41は、ステータコア32の周方向の半部より小さい扇状のセンサ設置範囲41aを占める。センサユニット41は、ステータコア32の周方向におけるおよそ1/4のセンサ設置範囲41aを占める。このセンサ設置範囲41aは、ステータコア32の周方向に関して、少なくとも5つの磁極32aに相当する範囲にわたって広がっている。このセンサ設置範囲41aは、磁極32aと磁極32aとの間に区画形成される隙間に関して、少なくとも4つの隙間を含む。これにより、センサユニット41は、4つの回転位置センサ43を規定の位置に配置している。
図5−図8に図示されるように、周方向延在部72は、センサユニット41との干渉を回避するようにステータ31の表面上に配置されている。周方向延在部72は、ステータ31の軸方向の端面のうち、磁極32aに対応する環状の範囲に配置されている。特に、図7、図8に図示されるように、周方向延在部72は、ステータコイル33の表面に沿って、ステータ31から軸方向へ突き出すことがないように敷設されている。この実施形態では、センサユニット41もステータコイル33の表面に沿って敷設される。よって、周方向延在部72と、センサユニット41とは、ステータ31の周方向および/または径方向に関して重複するように配置される。言い換えると、周方向延在部72と、センサユニット41とは、ステータ31の軸方向における同じ高さ範囲内に配置される。より具体的には、周方向延在部72と容器52とは、周方向に関して重複して配置されている。これにより、バスバー71とセンサユニット41とのコンパクトな配置が可能となる。
周方向延在部72は、センサ設置範囲41aには設けられていない。すなわち、周方向延在部72は、センサユニット41が配置されるセンサ設置範囲41aを避けて、このセンサ設置範囲41a以外の部位に配置されている。周方向延在部72は、ひとつの相の中において互いに並列接続される複数のコイルのためのバスバー71を提供している。
コイル間を接続するジャンパ線としてのコイル線材33jの一部は、センサユニット41とステータ31との間にも延在している。しかし、コイル線材33jは、センサユニット41の容器52の部分を避けて、連結部55とステータコア32との間に配置されている。これにより、ステータ31の上に接近した状態でセンサユニット41を配置することができる。また、この配置は、ステータコア32とボディ13との間の狭い隙間にセンサユニット41を配置することを可能とする。複数のコイル線材33jは、回転位置センサ43を設置するために重要なセンサ設置範囲41aを避けて、ステータ31上における磁極32aの根元付近を通って周方向に延びるように敷設されている。
図9は、制御装置11cが実行する制御処理S80を示すフローチャートである。制御装置11cは、回転電機10を内燃機関12のためのスタータモータとして利用するための制御ブロックを提供する。制御装置11cは、回転電機10を発電機として利用するための制御ブロックを提供する。さらに、制御装置11cは、内燃機関12が自ら回転を持続できる通常の回転数領域において内燃機関12にトルクを与えるアシスト運転を提供するための制御ブロックを提供する。
制御装置11cは、ステップS81において、各種のセンサ信号などを入力する。入力される信号には、利用者による始動指示を含むことができる。入力される信号には、センサユニット41から提供される位置信号を含むことができる。入力される信号には、内燃機関12の回転数を示す回転数信号を含むことができる。入力される信号には、スロットル開度など、内燃機関12の運転状態を示すセンサ信号を含むことができる。
制御装置11cは、ステップS82において、回転電機10の機能を決定するために、内燃機関12の運転状態を判定する。制御装置11cは、ステップS82における判定結果に基づいて、後続のステップS83、S84において回転電機10の機能を決定する。ステップS83では、制御装置11cは、回転電機10を発電機として機能させるか、回転電機10を電動機として機能させるかを決定する。制御装置11cは、利用者から始動指示が入力された場合、または内燃機関12をアシストする要求が入力された場合に電動機運転を選択する。制御装置11cは、上記以外の場合に発電機運転を選択する。
ステップS83において発電機運転が選択されると、制御装置11cは、ステップS84、S85の処理を実行する。ステップS84では、制御装置11cは、切換回路11aを制御することによって、ステータコイル33を発電機のための多相巻線に接続する。ここでは、図3に図示される接続状態が提供される。ステップS85では、制御装置11cは、インバータ回路11bを整流回路として機能するように整流制御する。これにより、ステータコイル33から出力される交流電力が直流電力に整流され、バッテリ11dに供給される。ステップS83−S85の処理は、発電制御部を提供する。
ステップS83において電動機運転が選択されると、制御装置11cは、ステップS91の処理を実行する。ステップS91において、制御装置11cは、低速運転か、高速運転かを決定する。この判定は、内燃機関12の回転数に基づいて実行できる。内燃機関12が停止状態、またはクランキング回転数に相当する第1の回転速度域にある場合、制御装置11cは低速運転を決定する。内燃機関12が燃焼によって自ら回転を持続できるアイドリング回転数を上回る第2の回転速度域にある場合、制御装置11cは高速運転を決定する。
ステップS91において低速運転が選択されると、制御装置11cは、ステップS92、S93を実行する。ステップS92では、制御装置11cは、切換回路11aを第1の多相巻線を提供するように制御する。これにより、ステータコイル33は、低速のための三相巻線を提供する。ステップS93では、制御装置11cは、インバータ回路11bを制御する。ここでは、制御装置11cは、回転電機10がスタータモータとして機能し、内燃機関12を始動するようにインバータ回路11bを制御する。
ステップS91において高速運転が選択されると、制御装置11cは、ステップS94、S95を実行する。ステップS94では、制御装置11cは、切換回路11aを第2の多相巻線を提供するように制御する。これにより、ステータコイル33は、高速のための三相巻線を提供する。ステップS95では、制御装置11cは、インバータ回路11bを制御する。ここでは、制御装置11cは、回転電機10が内燃機関12の回転を支援(アシスト)するようにインバータ回路11bを制御する。ここでは、制御装置11cは、利用者によるスイッチ操作、利用者によるスロットル操作、または内燃機関12の運転状態に応じて、回転電機10によるアシスト量を制御する。例えば、制御装置11cは、二輪車の加速を補助するように回転電機10を制御する。
ステップS91−S95の処理は、電動機制御部を提供する。ステップS91は、回転速度域を判定する判定部を提供する。ステップS92およびステップS93は、第1の回転速度域のための電動機制御部を提供する。ステップS94およびステップS95は、第2の回転速度域のための電動機制御部を提供する。
以上に説明した実施形態では、プライマリコイル群33pが提供する第1の多相巻線と、セカンダリコイル群33sが提供する第2の多相巻線とが提供される。すなわち、ひとつのステータコア32上に第1の多相巻線と第2の多相巻線とが配置される。よって、コンパクトな構成を提供できる。しかも、それら多相巻線を外部の電気回路11に接続するための複数の引出線としての径方向延在部74が設けられる。これにより、外部の電気回路11は、第1の多相巻線と、第2の多相巻線とを利用して、多様な多相巻線を提供することができる。
電気回路11は、発電機運転または電動機運転に切換可能である。しかも、電気回路は、第1の多相巻線のみを利用するモード、第2の多相巻線のみを利用するモード、または第1の多相巻線および第2の多相巻線の両方を利用するモードのうちの少なくとも2つのモードを電動機運転において切換可能である。よって、用途に適合する多相巻線を利用することができる。
電気回路11は、第1の回転速度域に適した第1のモードと、第1の回転速度域より高い第2の回転速度域に適した第2のモードとを切り換えることができる。このため、回転速度域に適した多相巻線を利用することができる。
上記実施形態では、第1のモードにおいて利用される多相巻線のターン数は、第2のモードにおいて利用される多相巻線のターン数より多い。第1のモードにおいて利用される多相巻線のターン数は、第1群をなす複数のコイルのターン数の合計である。第2のモードにおいて利用される多相巻線のターン数は、第1群より少ない数のコイルのターン数の合計である。第1のモードは、第1の多相巻線および第2の多相巻線の両方を利用するモードであり、第2のモードは、第1の多相巻線のみを利用するモード、または第2の多相巻線のみを利用するモードである。望ましいターン数を提供するために、第1の多相巻線は第1のターン数を有し、第2の多相巻線は、第1のターン数より多い第2のターン数を有することができる。第2のモードは、第1の多相巻線のみを利用するモードである。この実施形態では、ターン数が切り換えられることにより、それぞれの回転速度域において高いトルクと高い効率とを得ることができる。
また、この実施形態では、第1の多相巻線および第2の多相巻線の一方は、ステータ31上に配置された中性点33nにおいて星形結線されている。その一方で、電気回路11は、第1の多相巻線および第2の多相巻線の他方を星形結線する中性点回路PNを有する。この構成も多様な多相巻線を提供することを可能とする。
また、この実施形態は、ステータコアの軸方向端面に沿って周方向に延在するように配置され、複数のコイルC1−C18の間を少なくとも部分的に接続する複数のバスバー71、72、74を有する。これによりコイル間の結線をバスバーによって提供できる。この結果、コイル間の結線をコンパクトに構成できる。また、製造工程を簡単にすることができる。
(第2実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数の径方向延在部74を三群に分けている。これに代えて、この実施形態では、複数の径方向延在部74が一群として束ねられてステータ31から径方向外側へ延び出すように配置される。
図10、図11、図12に図示されるように、複数の径方向延在部74は、ひとつに束ねられることによってバスバー束275を形成している。この実施形態によると、コイル切り換えのために必要な複数の引出線を集中的に取り出すことができる。このような構成は、単一のコネクタにバスバー束275を接続する構成に適している。
(第3実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、ステータコイル33を低速用と高速用との2種類に切り換えた。これに代えて、さらに低速と高速との間の位置づけられた中間速度域において高いトルクと高い効率とを実現できる第3の多相巻線を提供してもよい。
図13は、ステータコイル33の接続状態の一例を示す。図中には、セカンダリコイル群33sだけでひとつの相を提供する第3の多相巻線が示されている。第3の多相巻線は、中速用の多相巻線である。図示の状態は、第3モード(MODE3)または中速モード(MID)とも呼ばれる。切換回路11aは、セカンダリコイル群33sの端部をインバータ回路11bに接続する出力回路STを提供する。
第3モードでは、セカンダリコイル群33sだけが三相星形結線を提供するように切換回路11aが駆動される。これにより、セカンダリコイル群33sだけがインバータ回路11bに接続される。例えば、ひとつの相(U相)では、セカンダリコイル群33sとしてのコイルC4、C10、C16がインバータ回路11bに接続される。
図示されるセカンダリコイル群33sだけを含む三相巻線は、低速域と高速域との間の中速域において利用することができる。中速域は、低速域と高速域との間に、それらと重複しないように設定してもよい。中速域の一部は、低速域と重複していてもよい。また、中速域の一部は高速域と重複していてもよい。
この実施形態によると、回転電機10は、電動機として利用されるとき、低速、中速、および高速の三段階の三相巻線を提供することができる。三段階の切り換えは、制御装置11cによって提供される。三段階の切換は、段階的なアシストを可能とする。また、三段階の切換は、広い回転数範囲における高いトルクと高い効率とを可能とする。
(第4実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、プライマリコイル群33pは、3つのコイルを並列接続することによって提供される。セカンダリコイル群33sは、3つのコイルを直列接続することによって提供される。これに代えて、複数のコイルは、多様な接続によって提供することができる。
図14はこの実施形態のプライマリコイル群33pとセカンダリコイル群33sとを示す。図15は、この実施形態における複数のコイルC1−C18の配置を示す。この実施形態でも、三相星形結線されたステータコイル433が提供される。
同相の2つのコイルC1、C10は、プライマリコイル群33pとして利用される。これらコイルC1、C10は、並列に接続される。コイルC1、C10は、機械的に対称に配置されている。コイルC1、C10は直列に接続されてもよい。残るコイルC4、C7、C13、C16はセカンダリコイル群33sとして利用される。これらコイルC4、C7、C13、C16も対称に配置されている。コイルC4、C7、C13、C16のうちの2つは、直列接続される。2つの直列コイル群は、互いに並列接続される。この結果、プライマリコイル群33pは2つのコイルによって提供される。また、セカンダリコイル群33sは、4つのコイルによって提供される。各群におけるコイルの数、および/または各群における接続形態、例えば直列または並列は、要求される特性に応じて選択することができる。
この構成においても、複数のコイルが直列接続される部分にはコイル線材33jがジャンパ線として利用される。また、複数のコイルが並列接続される部分の少なくとも一部には、バスバー71が利用される。この実施形態でも、バスバー71は、センサ設置範囲41aを避けるように配置される。
(第5実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数のバスバー71は、その全体が視認できるように配置されている。この実施形態では、複数のバスバーを収容したバスバーユニット81が採用される。
図16および図17において、ステータ31は、そのボディ13側の端面上にバスバーユニット81を備える。バスバーユニット81は、主として電力線46の一部を提供する。バスバーユニット81は、ステータコア32に固定されている。バスバーユニット81は、ステータ31とボディ13との間に配置されている。バスバーユニット81は、ひとつの部品として取り扱うことができるように形成されている。以下の説明では、バスバーユニット81を含まない、ステータコア32とステータコイル33との組立体がステータ31と呼ばれることがある。なお、バスバーユニット81は、ステータコイル33の一部と見ることもできる。
バスバーユニット81は、ステータ31とは別に組立てることができる。バスバーユニット81を組み立てた後に、ステータ31と組み合わせることによって回転電機10の固定部品が組み立てられる。なお、バスバーユニット81は、ステータ31の上において組み立てられてもよい。バスバーユニット81は、複数のバスバー571を備える。バスバーユニット81は、電力線46の一部を提供する。バスバーユニット81は、ステータ31上に引き出された複数のコイルリード33aと、ワイヤハーネスとの間の電気的な接続を提供する。バスバーユニット81は、バスバーユニット、またはステータ上配線ユニットとも呼ぶことができる。
バスバーユニット81は、絶縁材料である樹脂製の収容容器82を有する。収容容器82は、後述の複数のバスバー571を収容し、複数のバスバー571を所定の位置に固定する。収容容器82は、コネクタ部83を有する。コネクタ部83は、電力線46の中において、複数のバスバー571とワイヤハーネスとの間の脱着可能な電気的な接続を提供する。複数のバスバー571の少なくともひとつは、コネクタ部83の中に配置されたコネクタ端子部577を備える。コネクタ部83は、例えば、図14における9本の接続部分を提供する。図中には、コネクタ部83の中に、バスバー571の端部が、コネクタ部83のためのコネクタ端子部577として露出している。コネクタ端子部577は、コネクタのためのオス端子を提供する。コネクタ部83は、電気回路11から延びるワイヤハーネスの端部に設けられたメス側カプラと連結可能である。
バスバーユニット81は、ステータコイル33の複数のコイルリード33aをバスバーユニット81の中に引き込むための引込部84を有する。バスバーユニット81は、複数の引込部84を有する。複数の引込部84は、バスバーユニット81の径方向外側と径方向内側との両側に分散して配置されている。複数の引込部84は、周方向に沿って互いに離れて設けられている。引込部84の構造は、後続の図によって詳細に説明される。
バスバーユニット81は、バスバーユニット81をステータ31に噛み合わせるための噛合部85を有する。噛合部85は、複数の磁極32aの間に挿入されることによって、ステータコア32とバスバーユニット81との噛合を提供する。噛合部85により、バスバーユニット81とステータコア32との周方向に関する位置が規定される。噛合部85は、バスバーユニット81から複数の磁極32aの間に向けて延び出している。噛合部85は、カバー53と類似の形状を有している。バスバーユニット81は、複数の噛合部85を備えることができる。この実施形態では、コネクタ部83の根元に2つの噛合部85が設けられている。複数の噛合部85は、ステータ31の周方向に関して互いに離れて設けられている。噛合部85は、コイルリード33aが配置されていない位置に設けられている。噛合部85は、バスバーユニット81の望ましくない移動を抑制する。コネクタ部83において接続操作、分離操作が行われるとき、コネクタ部83には、コネクタ部83を押す力、引く力、振る力が作用する。コネクタ部83の根元に設けられた噛合部85は、ステータコア32に対するコネクタ部83の移動を抑制する。
図18および図19において、バスバーユニット81は、C字状の範囲にわたってステータ31上に延びている。バスバーユニット81は、センサユニット41が配置された範囲を除く範囲にわたって広がっている。バスバーユニット81は、ステータ31におけるステータコイル33が配置された環状範囲を覆うように形成されている。収容容器82は、磁極32aが配置された環状範囲に沿って配置されている。収容容器82は、少なくとも円弧状に延在している。
バスバーユニット81は、バスバーユニット81をステータコア32に固定するための固定部86を有する。固定部86は、バスバーユニット81から径方向内側に向けて延び出している。固定部86は、ステータコア32の端面に到達している。固定部86は、収容容器82に一体的に形成されている。固定部86は、ボルトによってステータコア32に締め付けられている。固定部86がステータコア32に締め付けられることにより、バスバーユニット81はステータコア32に強固に固定される。バスバーユニット81は、複数の固定部86を備えることができる。複数の固定部86は、周方向に関して互いに離れて配置されている。ステータ31上における他の部品との干渉が回避される場合、複数の固定部86は、バスバーユニット81上において均等に分散して配置される。上記干渉が回避される場合、複数の固定部86は、コネクタ部83の周方向両側に位置するように配置される。
図20および図21において、バスバーユニット81の内部が図示されている。収容容器82の中には、複数のバスバー571が収容されている。収容容器82は、ステータ31側に位置する第1部分としてのケース87と、ケース87と組み合わせられる第2部分としてのカバー88とを有する。ケース87は、浅い受け皿と呼びうる形状を有する。カバー88も、浅い受け皿と呼びうる形状を有する。ケース87とカバー88とは、収容容器82をその高さ方向(ステータ31の軸方向)に関してほぼ二分している。これにより、カバー88が外されている状態において、収容物の上半分が露出するから、内部での作業が容易になる。収容容器82の高さと、コネクタ部83の高さとはほぼ等しい。カバー88は、コネクタ部83の一部を覆う板状部分と、ケース87と組み合わせられる半容器部分とを有する。カバー88は、複数のバスバー571とボディ13との間の電気的な絶縁を向上する。ケース87とカバー88とは、複数の連結部89によって連結される。連結部89は、着脱可能なスナップフィット機構によって提供することができる。ケース87は、図中における底の端板と、端板の周囲を囲むように延びる側板とを有する。カバー88は、図中における天側の端板と、端板の周囲を囲むように延びる側板とを有する。
複数のバスバー571は、主としてケース87に装着されている。ケース87は、複数のバスバー571を支持するための複数の支持部91、92を有する。複数の支持部91、92は、主として周方向延在部を支持するための第1の支持部91と、主として径方向延在部を支持するための第2の支持部92とを有する。これら支持部91、92は、バスバー571を受け入れることによってバスバー571を保持し、さらに固定するためのスリットを提供する。
ひとつの支持部91は、ケース87の端板に設けられ、バスバー571の一部を受け入れることによって、その一部を径方向に関して挟持する。ひとつのバスバー571を支持するために、ひとつの支持部91、または一つの組をなす複数の支持部91が設けられている。一組の支持部91は、ケース87内に周方向に関して互いに離れて配置されている。支持部92は、櫛歯状の部材によって提供されている。支持部92は、後続の図面によってより具体的に示される。複数の支持部91、92は、ケース87およびカバー88から、バスバー571の大部分の表面を離して配置する。これにより、収容容器82内に水が侵入した場合の排水性が改善される。
バスバー571は、ステータコイル33の端部であるコイルリード33aと接続するための接続部576を有する。ひとつのバスバー571は、少なくともひとつの接続部576を有する。接続部576は、コイルリード33aの端部を受け入れるように形成されている。図示の例では、接続部576は、バスバー571の端部を折り曲げることによってクリップ部として形成されている。接続部576は、コイルリード33aを挟み込むことによってコイルリード33aと機械的にかつ電気的に接続される。さらに、接続部576とコイルリード33aとは、溶接、電気抵抗溶接、ハンダ付け、ろう付けといった金属接合によって接続される。この実施形態では、多くのバスバー571が、ステータコイル33を並列接続するために、複数、例えば2つの接続部576を有する。
引込部84は、ケース87に形成されている。引込部84は、カバー88には形成されていない。引込部84は、ケース87の角部に形成された切り欠き状の開口部である。接続部576は、引込部84の上に位置づけられている。これにより、引込部84に引き込まれたコイルリード33aを接続部576に到達させることができる。接続部576は、ケース87の開口端よりさらに突出するように形成されている。これにより、接続部576における作業がケース87によって阻害されない。また、カバー88が被せられるから、接続部576の保護が可能である。
図22および図23には、バスバーユニット81と複数のコイルリード33aとの関係が図示されている。複数のコイルリード33aは、複数の引込部84に対応する位置に設けられている。複数のコイルリード33aは、ステータコイル33が配置された環状領域の径方向外側と径方向内側とに分散的に配置されている。
図22および図23には、コネクタ部83の分解状態が図示されている。コネクタ部83は、ステータ31の軸方向端面の径方向外側部分を覆うように位置づけられている。この配置は、コネクタ部83の径方向への突出量を抑制するために貢献する。コネクタ部83は、基部83aと、カプラ部83bとを有する。基部83aは、ケース87の一部として樹脂材料によって一体的に成形されている。カプラ部83bは、端子を規則的に配置するためのセパレータ構造と、コネクタとしての連結機構とを有する。基部83aは、カプラ部83bと連結可能に構成されている。図示の例では、基部83aは、カプラ部83bを受け入れ可能な筒状部分を提供する。筒状部分は、四辺形の筒状である。コネクタ部83の中には、複数のコネクタ端子部577が規則的に配列されている。複数のコネクタ端子部577は、複数のバスバー571の端部である。
図24および図25には、センサユニット41を取り外した状態が図示されている。複数のコイルリード33aは、バスバーユニット81が配置される角度範囲に設けられている。複数のコイルリード33aは、コネクタ部83によって覆われる部分を除く範囲に分散的に配置されている。ステータ31上におけるコネクタ部83より径方向内側の角度範囲には複数のコイルリード33aが配置されている。コネクタ部83は、ステータ31から径方向外側に延び出すように配置されている。ステータ31の径方向外側における、コネクタ部83が延び出す角度範囲には、コイルリード33aは設けられていない。複数のコイルリード33aは、センサユニット41が配置される角度範囲には設けられていない。複数のコイルリード33aは、先行する実施形態に説明した多相巻線の接続を提供するために必要なコイルから延び出すように配置される。
図26は、カバー88が外されたバスバーユニット81を示す。図中には、固定部86を締め付けるボルト86aが図示されている。ボルト86aの挿込み方向は、センサユニット41を固定するため固定ボルト44の挿込み方向と同じである。ボルトはステータコア32の反対側から挿し込まれ、固定部86に設けられたナット部分にねじ込まれる。バスバーユニット81の中には、複数のバスバー571が互いに電気的に絶縁された状態で収容されている。バスバー571は、径方向に沿ってコネクタ部83を通るように配置されている。バスバー571は、ケース87内において、ステータ31の周方向に沿って延びるように配置されている。さらに、バスバー571は、複数の接続部576を径方向外側と径方向内側とに分散配置するために、それらの端部においてやや径方向外側または径方向内側に向けて延びている。バスバー571は、支持部91によって支持されている。さらに、バスバー571は、コネクタ部83においては、支持部92によって支持されている。
図示されるように、収容容器82、すなわちケース87は、複数の引込部84を、ステータコア32の径方向内側および径方向外側の両側に有する。これら複数の引込部84は、磁極32aの周囲に配置されたコイルから延び出すコイルリード33aをバスバー571に接続するために収容容器82の中に引き込むために利用される。接続部576は、対応する引込部84に配置されている。複数の接続部576は、ステータ31の径方向外側と径方向内側との同心円上に配置されている。よって、バスバーユニット81と、加工機械、例えばヒュージング機、とを相対的に回転移動させることで、複数の接続部576に対して加工機械を順に位置づけることができる。
図27は、コネクタ部83の周辺におけるケース87の一部分を示している。引込部84は、スリット開口84aと、溝84bとによって提供されている。スリット開口84aは、側壁の高さ方向の全体にわたって側壁を横切るように形成されている。よって、スリット開口84aは、ケース87の開口端においても開いている。スリット開口84aは、コイルリード33aを通過させるようにコイルリード33aより十分に大きい幅を有する。スリット開口84aは、側壁開口または側面開口とも呼ぶことができる。溝84bは、端板の外縁から径方向に延びる。径方向外側の引込部84は、端板の外縁から径方向内側に向けて延びる溝を有する。径方向内側の引込部84は、端板の内縁から径方向外側に延びる溝を有する。溝84bは、外縁または内縁において広く開口し、奥に向かうに従って狭くなる。この形状は、コイルリード33aを案内するために貢献する。溝84bは、奥部に周方向に延びるポケット形状を有する。溝84bは、全体としてL字状と呼びうる形状を有する。ポケット形状は、コイルリード33aを望ましい位置に案内するために貢献する。溝84bは、切欠き部またはラジアルスロットと呼ぶことができる。
例えば、図27の左肩に図示される引込部84は、外側の側壁に形成されたスリット開口84aを有する。溝84bは、外縁から径方向内側に向けて延びている。溝84bは、径方向外側から径方向内側に向けて徐々に狭くなる入口部分と、この入口部分の径方向内側端から、周方向に延びるポケット部とを有する。ポケット部は、反時計周り方向に延びている。よって、ポケット部は、時計回りの方向へ開いている。
図26に戻り、接続部576は、溝84bの上に位置するように形成され、さらに配置されている。接続部576におけるクリップ部は、径方向に向けて開いている。しかも、クリップ部は、周方向の一方に向けて開いている。このクリップ部の形状は、溝84bのポケット部に対応している。すなわち、ポケット部も径方向に向けて開いており、かつ、ポケット部も周方向の一方向に向けて開いている。
例えば、図26の左肩に図示される接続部576は、引込部84の上に位置している。接続部576のクリップ部は、J字状である。クリップ部は、径方向外側へ開いており、かつ、周方向に関して時計周り方向へ開いている。
コイルリード33aが溝84bの入口から奥に向けて導入される場合、コイルリード33aがポケット部に導入されるときのコイルリード33aの動きは、コイルリード33aの端部をクリップ部の中に案内する。引込部84は、スリット開口84aを通して径方向に沿ってコイルリード33aを受け入れることができる。引込部84は、溝84bを通して軸方向に沿ってコイルリード33aを受け入れることができる。
図26において、ポケット部の開き方向が同じ複数の引込部84が周方向に沿って並んでいる。言い換えると、クリップ部の開き方向が同じ複数の接続部576が周方向に沿って並んでいる。例えば、図中の右半部の径方向外側では、複数の引込部84のポケット部および接続部576のクリップ部は、すべてが、反時計周り方向へ開いている。図中の左半部の径方向外側では、複数の引込部84のポケット部および接続部576のクリップ部は、すべてが、時計周り方向へ開いている。図中の右半部の径方向内側では、複数の引込部84のポケット部および接続部576のクリップ部は、すべてが、反時計周り方向へ開いている。図中の左半部の径方向内側では、複数の引込部84のポケット部および接続部576のクリップ部は、すべてが、時計周り方向へ開いている。
このような隣合う複数の引込部84のポケット部の開き方向が同じである構成は、コイルリード33aを導入する作業の効率化に貢献する。隣合う複数の接続部576のクリップ部の開き方向が同じである構成は、コイルリード33aを導入し、接続する作業の効率化に貢献する。例えば、バスバーユニット81と、加工機械、例えばヒュージング機、とを相対的に回転移動させることで、複数の接続部576に対して加工機械を位置づけることができる。また、接続部576のクリップ部を変形させる加工機械の位置および加圧方向を、複数の接続部576に対して同じとすることができる。また、複数の接続部576において同時に接続作業を行う同時加工も容易に採用することができる。
図26において、参照符号571によって示されたひとつのバスバー571を代表例として、バスバー571を詳細に説明する。さらに、図28−図31が、バスバー571を示す。図28は、図26と同じ方向に見たバスバー571の平面図である。図29は、バスバー571をコネクタ部83の先端から見た正面図である。図30および図31は、バスバー571の斜視図である。
バスバー571は、その延在方向と垂直な断面が長手方向と短手方向とをもつ細長い四辺形である。バスバー571は、リボン状導体、または板状導体と呼ぶことができる。バスバー571は、金属製の板材を加工することによって製造されている。バスバー571は、板材を所定の形状に切断加工し、プレス加工および/または折り曲げ加工によって所定の形状に形成されている。バスバー571は、周方向延在部572と、径方向延在部574とを有する。周方向延在部572と径方向延在部574とは、連続した金属材料によって一体的に形成されている。
周方向延在部572は、その延在方向に垂直な断面の断面長手方向が、ステータ31の軸方向に沿って延びる縦姿勢で配置されている。このようなバスバー571の断面の配置は、縦配置と呼ぶことができる。縦配置は、複数のバスバー571を電気的な絶縁しながら径方向に関してコンパクトに配置することを可能とする。この実施形態では、ケース87内において複数の周方向延在部572が径方向に多重的に配置される。縦配置は、径方向における大きさの抑制を可能とする。
径方向延在部574は、その中間部分にひねり部578を有する。ひねり部578において径方向延在部574は90度だけひねられている。ひねり部578と端部との間にはコネクタ端子部577が設けられている。
コネクタ端子部577は、その延在方向に垂直な断面の断面長手方向が、ステータ31の軸方向と交差する横姿勢で配置されている。このようなバスバー571の断面の配置は、横姿勢と呼ぶことができる。横姿勢の配置は、複数のバスバー571を電気的に絶縁しながら軸方向に関してコンパクトに配置することを可能とする。この実施形態では、コネクタ部83内においてコネクタ端子部577が軸方向に多段に積層的に配置される。横姿勢の配置は、軸方向におけるコネクタ部83の大きさの抑制を可能とする。径方向延在部574は、周方向延在部572とひねり部578との間に縦姿勢に配置された部分を有する。
ひねり部578は、支持部92と接触するように配置される。図27に戻り、支持部92は、櫛歯部92aを有する。櫛歯部92aは、複数の三角柱によって提供されている。複数の三角柱は、それらの底面をステータ31の径方向内側に向けて配列されている。複数の三角柱は、互いの間に三角形の隙間92bを区画形成するように配置されている。隙間92bは、径方向外側から内側に向けて徐々に狭くなる。言い換えると、隙間92bは、コネクタ部83の先端から奥に向かって狭くなる。隙間92bは、ひねり部578を受け入れ可能な形状である。ひねり部578が隙間92bに収容されることにより、コネクタ端子部577がその長さ方向に押し込む力を受けても、コネクタ端子部577が押し込まれることが阻止される。よって、支持部92とひねり部578とは、コネクタ端子部577を拘束するための拘束部を提供する。
櫛歯部92aを提供する三角柱は、隙間92bに2つのバスバー571を収容可能な高さを有する。これにより、上下2段のコネクタ端子部577の配置が可能である。同じ隙間92bに収容される2つのバスバー571の間には絶縁部材が配置される。コネクタ部83における多段階のコネクタ端子部577の配置は、9本に及ぶ複数の端子をコンパクトに配置することを可能とする。
先行する図面に図示されるように、バスバー571は、ケース87内において、ステータ31の軸方向に関して多層的に配置されている。例えば、代表としてのバスバー571においては、周方向延在部572が下層に配置されている。径方向延在部574と、接続部576、576とは、上層に配置されている。ひとつのバスバー571は、上層配置部分と、下層配置部分とを有している。ひとつのバスバー571は、上層配置部分と下層配置部分とを接続するために上下層間にわたって延びる縦方向延在部579を有する。代表としてのバスバー571においては、複数の縦方向延在部579が設けられている。
図26に戻り、収容容器82は、恒久的に接続状態におかれる中性点33nを提供するためのバスバー593を含む。この実施形態では、中性点33nもバスバー593を経由して提供される。ステータ31上におけるすべてのコイルリード33aの接続がバスバー571、593との接続によって提供される。外部接続用のバスバー571より短いバスバー593によって中性点33nのための接続が提供される。ケース87には、中性点33nのためのコイルリード33aを引き込むための引込部84が設けられている。
図32は、この実施形態におけるステータコイル33の配置を示す。図中には、中性点33nを提供するための3つのコイルリード33aの位置の一例が黒い丸によって示されている。中性点を提供するための3つのコイルリード33aは、隣接する3つのコイルに配置される。しかも、3つのコイルリード33aが径方向に関して同じ側に配置される。図示の例では、3つのコイルリード33aが径方向内側に配置される。ステータコイル33は、上記3つのコイルリード33aを巻き始めとして、巻かれる。ステータコイル33は、いわゆる右巻きによって巻かれる。例えば、セカンダリコイル群33sのひとつの相巻線Vsは、符号が付されたコイルリード33aから巻き始められる。セカンダリコイル群33sが3つのコイルを含む場合、3つのコイルにわたって連続して右巻きで巻線工程が進められる。プライマリコイル群33pに属する3つのコイルは、それぞれが右巻きで巻かれる。
回転電機10の製造方法は、ステータ31を組立てる工程と、バスバーユニット81を組立てる工程とを含む。これらの工程は、同時に、あるいは前後して実施される。ステータ31のための組立工程では、図22−図25に図示されるように、ステータ31が組み立てられる。ここでは、複数のコイルリード33aが規定の位置から軸方向に延び出すように配置されたステータ31が組み立てられる。後続の工程のために、径方向外側のコイルリード33aはやや外側に傾斜するように配置されてもよい。また、径方向内側のコイルリード33aはやや内側に傾斜するように配置されてもよい。
バスバーユニット81のための工程では、まず、ケース87の中に複数のバスバー571が装着される。バスバー571は、コネクタ端子部577を基部83aの中に位置づけながら、支持部91、92に挿し込まれる。複数の接続部576は、それぞれの対応する引込部84の上に位置づけられる。
ステータ31とバスバーユニット81とを組立てる工程では、まず、ケース87がステータ31に装着され、固定部86によって固定される。これと同時に、またはこれに引き続いて、引込部84にコイルリード33aが引き込まれる。このとき、いくつかのコイルリード33aは、端板に設けられた溝を経由して軸方向に沿って引込部84の中に引き込まれる。いくつかのコイルリード33aは、側板に設けられたスリット開口を経由して径方向に沿って引込部84の中に引き込まれる。コイルリード33aは、溝84bのポケット部に沿って案内されると同時に、接続部576のクリップ部の中に位置づけられる。
次に、複数の接続部576における接続部576とコイルリード33aとの接続工程が実施される。接続工程では、接続部576のクリップ部がコイルリード33aを挟むように曲げられる。次に、接続部576とコイルリード33aとが溶接される。この後、ケース87の上にカバー88が装着される。
この実施形態によると、以下に述べる作用効果が得られる。複数のバスバー571が収容容器82によって保護される。複数の接続部576が収容容器82によって保護される。複数のバスバー571が安定的に支持される。収容容器82が噛合部85によってステータ31と噛み合うからバスバーユニット81が安定的に固定される。例えば、コネクタ部83における着脱操作に起因するバスバーユニット81の移動が抑制される。収容容器82が固定部86によってステータ31に固定されるからバスバーユニット81が安定的に固定される。中性点33nのための3つのコイルリード33aが隣接する3つのコイルにおいて提供され、しかも径方向内側に配置されるから、外部接続用のバスバー571より短いバスバー593によって中性点33nのための接続が提供される。
引込部84によりコイルリード33aの引き込み作業が支援される。引込部84の溝84bと、接続部576のクリップ部との方向が揃っているからコイルリード33aの引込作業が容易である。多くのバスバー571が配置された下層より上に突出するように接続部576が配置されるから、接続部576における広い作業空間が提供される。接続部576がケース87より上に突出して配置されるから、バスバー571とコイルリード33aとの接続作業が容易である。引込部84および接続部576により作業が容易となり、収容容器82を設けても作業工数の増加が抑制される。
バスバー571の一部がコネクタ端子部577として利用されるから、バスバー571とワイヤハーネスとの間の接続を直接的に提供することができる。また、部品点数の増加が抑制される。よって、低コストで回転電機10が提供される。ケース87と一体に形成された基部83aは複数のコネクタ端子部577を囲む筒状部分を提供するから、コネクタとしての高い強度が実現される。コネクタ部83においては複数のコネクタ端子部577が横配置されるから、ステータ31の軸方向に関する高さが抑制されたコネクタ部83が提供される。バスバー571は、拘束部として利用されるひねり部578を有するから、コネクタとして利用されるコネクタ端子部577の移動が抑制される。
(第6実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、バスバーユニット81はステータ31だけに固定されている。この実施形態では、バスバーユニット81は、ボディ13に固定するための固定部分94を有する。
図33および図34は、この実施形態のバスバーユニット81のためのケース687を示す。図35は、図27に相当する平面図である。ケース687は、コネクタ部83のための基部83aを有する。基部83aの両側には、固定部分94が設けられている。固定部分94は、回転電機10が内燃機関12に装着された場合に、ボディ13と接触するように形成されている。固定部分94は、ボルトを受け入れる貫通穴を有する。固定部分94は、ボルトによってボディ13に固定される。これにより、バスバーユニット81をボディ13に強固に固定することができる。
バスバーユニット81は、ステータ31の規定の位置だけにおいて噛み合い可能である。よって、固定部分94は、追加的な機能として、ボディ13に対するステータ31の回転方向の位置を規定する機能を提供する。この場合、センサユニット41は、ボディ13に固定するための固定部分を有していても、有していなくてもよい。ケース687は、ひとつの固定部分94だけを備えていてもよい。
図中には、支持部92の形状が詳細に図示されている。支持部92は先行する実施形態と同じである。図中には、引込部84の形状も詳細に図示されている。引込部84は先行する実施形態と同じである。これらの図は、先行する実施形態の対応する要素の説明として参照することができる。
(第7実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、コネクタ部83は、樹脂材料によって筒状に成形された基部83aを有する。これに代えて、基部83aは複数の部品によって形成されてもよい。
図36−39は、この実施形態のバスバーユニット81のためのケース787を示す。図36はケース787の斜視図である。図37は、コネクタ部の先端から見たケース787の正面図である。図38および図39は、図36および図37に対応する分解図である。
ケース787は、コネクタ部83のための基部783aを有する。この実施形態でも、基部783aは、カプラ部83bと連結するために筒状である。基部783aは、図中において下側の半筒体83cと、図中において上側の半筒体83dとを有する。半筒体83cは、ケース787の本体と一体的に樹脂材料によって成形されている。半筒体83dは、半筒体83cとは別体である。半筒体83dは、半筒体83cの開口側面に被せるように装着可能である。半筒体83cと半筒体83dとの間にはそれらを連結する連結機構が設けられている。図示の例では、連結機構としてスナップフィット機構が採用されている。図中には、スナップフィット機構のための係合爪83eが図示されている。
(第8実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数のバスバー71とセンサユニット41とを別部品としてステータ31上に配置した。これに代えて、複数のバスバー71、571をセンサユニット41に一体化してもよい。例えば、複数のバスバー71、571をセンサユニット41の樹脂材料によって連結してもよい。別の観点では、収容容器82の中にセンサユニット41の部品が収容される。
図40に図示されるように、バスバーユニット81とセンサユニット41とを連続した樹脂材料によって覆うように構成してもよい。この場合、バスバーユニット81とセンサユニット41とは、一体的に成形された環状の回転電機用の部品である収容容器95として提供される。この収容容器95は、センサユニット41とも、バスバーユニット81とも呼ばれる。収容容器95は、樹脂製である。収容容器95は、ケース51、封止樹脂56、および収容容器82を提供する。
回転位置センサ43のために必要な領域は、ステータ31の径方向外側の領域であるから、回転位置センサ43を設置するために必要なセンサ設置範囲41aは、収容容器95のうちの径方向外側の領域だけとしてもよい。図中には、センサ設置範囲41aの一例が破線によって図示されている。この場合、電力線46のためのバスバー571と、センサ設置範囲41aとは、径方向に関して重複して配置される場合がある。図中には、そのようなバスバー571の一例が破線によって図示されている。
この構成においては、回転位置センサ43からの信号のための信号線も、バスバーによって提供してもよい。この場合、電力線46のためのバスバー571と、信号線用バスバーとは互いに離して配置することが望ましい。例えば、電力線46のためのバスバー571の取り出し口としてのコネクタ部83と、信号線用バスバーの取り出し口としてのコネクタ41bとを所定の距離だけ離して配置することが望ましい。
(第9実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。先行する実施形態では、ステータコイル33は星形結線されている。これに代えて、ステータコイル33はデルタ結線されてもよい。
図41は、この実施形態のステータ31におけるステータコイル33の配置を示している。ステータコイル33は、U相、V相、W相を含む三相巻線である。ステータコイル33は、複数のコイルU1−U6、V1−V6、W1−W6を含む。以下の説明では、これらのコイルの符号を用いて三相結線が説明される。
図42は、多相結線されたステータコイル33と切換回路11aとを示す。ステータコイル33は、リング結線、すなわちデルタ結線されている。この実施形態でも、ひとつの相は、プライマリコイル群33pと、セカンダリコイル群33sとを有する。プライマリコイル群33pは、並列接続された2つのコイルを含む。セカンダリコイル群33sは、直列接続された2つのコイルを含む直列群を2つ有する。セカンダリコイル群33sは、並列接続された2つの直列群を有する。
この実施形態では、2つのモードが提供される。ひとつのモードは、プライマリコイル群33pだけがデルタ結線されることによって提供される。他のモードは、プライマリコイル群33pとセカンダリコイル群33sとの両方が各相において直列接続され、さらにデルタ結線されることによって提供される。切換回路11aは、セカンダリコイル群33sの両端間を解放または短絡する回路を備える。切換回路11aは、リレーのようなスイッチ回路によって提供することができる。切換回路11aはスイッチ回路を開閉することによって2つのモードを切り換える。
図43は、この実施形態の変形例を示す。プライマリコイル群33pは、並列接続された3つのコイルを含む。セカンダリコイル群33sは、直列接続された3つのコイルを含む。この結果、プライマリコイル群33pが提供するターン数は、セカンダリコイル群33sが提供するターン数より少ない。
図44は、この実施形態の他の変形例を示す。この変形例では、2つの出力端子の間に2つの異なる相のコイルが混在して配置されている。一方の相のコイルの数は、他方の相のコイルの数より多い。例えば、本来であればU相のコイルだけが配置されるべき、出力端子PT1と、出力端子PT2との間に、W相のひとつのコイルW1が混在している。コイルU2−U6は多数派コイルと呼ぶことができ、コイルW1は少数派コイルと呼ぶことができる。デルタ結線のすべての端子間において同様の混在が提供されている。
プライマリコイル群33pは、すべてのモードにおいて通電され、利用される。セカンダリコイル群33sは、多いターン数が必要とされるモードにおいて通電され、利用される。少数派コイルは、セカンダリコイル群33sにだけ含まれている。少数派コイルは、少ないターン数が求められるときに利用されない。一方、少数派コイルは、多いターン数が求められるときに利用される。
回転電機10が発電機として利用されるとき、切換回路11aは、スイッチ回路を開く。この結果、端子間のすべてのコイルが利用される。このとき、少数派コイルにも電流が流れる。少数派コイルは、発電出力の過剰な増加を抑制するとともに、回転電機10を駆動するための駆動トルクの過剰な増加を抑制する。
回転電機10が電動機として利用されるとき、または、回転電機10が高速回転域において電動機として利用されるとき、切換回路11aは、スイッチ回路を閉じる。この結果、プライマリコイル群33pだけが利用される。少数派コイルは、プライマリコイル群33pには含まれていない。よって、多数派コイルだけで少ないターン数が提供される。少数派コイルは、電動機としての出力トルクを低下される要因のひとつとなるが、この変形例によると、少数派コイルを含まない結線が提供される。よって、少数派コイルに起因する不具合が抑制される。なお、回転電機10が低速回転域において電動機として利用されるとき、切換回路11aは、スイッチ回路を開いてもよい。この場合、少数派コイルは、発電機として用いられるときの駆動トルクと、電動機として用いられるときの出力トルクとのバランスを調節するために貢献する。
少数派コイルを含む構成、および電動機として利用される場合の通電制御については、この明細書の技術的説明として参照により導入される特許文献6として例示した特許第5602889号公報の記載を参照することができる。
(第10実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図45−図50は、この実施形態の回転電機10のステータ31およびバスバーユニット81を示す。なお、この実施形態でも、先行する実施形態の部分と対応する部分は、同一の符号によって示されており、先行する実施形態の説明が援用される。
図45、図46、図47、図48は、製造方法におけるバスバーユニット81の変化を示している。バスバーユニット81は、複数のバスバー571を収容する収容容器82を有する。収容容器82は、ステータ31側に配置される皿状のケース87と、ケース87と協働して空洞を区画形成するカバー88とを有する。
コネクタ部83には、シール部材83fが装着されている。シール部材83fは、ゴム製のグロメットまたはパッキンによって提供される。シール部材83fは、コネクタ部83とボディ13との間に配置される。シール部材83fにより、コネクタ部83とボディ13との間の隙間を経由する水などの浸入、または回転電機10を収容する収容室から外部へのオイル等の漏れ出しが抑制される。シール部材83fは、振動の伝達を抑制する。
ケース87は、複数の係合突部87aを有する。カバー88は、複数の連結部89を有する。連結部89は、係合突部87aと係合するフック部によって提供されている。係合突部87aと連結部89は、スナップフィット機構を提供する。スナップフィット機構は、連結部89における樹脂の弾性変形を利用して、分離状態から係合状態に移行する。さらに、スナップフィット機構は、連結部89における樹脂の弾性変形を利用して係合状態を維持する。係合突部87aと連結部89とは、互いに置き換えられてもよい。ケース87とカバー88との間には、複数のスナップフィット機構が設けられている。連結部89と係合突部87aとは、複数の連結機構を提供する。これら複数の連結機構は、収容容器82の周囲に分散的に配置されている。図示の例では、コネクタ部83の両側、およびC字状の収容容器82の2つの先端部に配置されている。
カバー88は、開口部A1を有する。開口部A1は、収容容器82の全域にわたって広がっている。開口部A1は、収容容器82の長手方向、すなわち図示の例では、周方向に沿って延びるように開口している。開口部A1は、後述の封止樹脂A2を流しこむ工程において封止樹脂A2を収容容器82の全体に行き渡らせることを可能とする。
図46および図49において、ケース87は、ケース87とステータ31とを連結する連結部A3を有する。連結部A3は、フック部A4を有する。ステータ31は、連結部A3と係合する係合突部A5を有する。係合突部A5は、インシュレータ36に形成されている。インシュレータ36は、電気絶縁性の樹脂製である。インシュレータ36は、ステータコア32とステータコイル33との間に配置されている。インシュレータ36は、いわゆるボビンを提供する。係合突部A5は、ボビンのフランジ部分に形成されている。連結部A3と係合突部A5とは、スナップフィット機構を提供する。ケース87とステータ31との間には、複数のスナップフィット機構が設けられている。連結部A3と係合突部A5とは、ステータ31とバスバーユニット81とを直接的に連結する。連結部A3と係合突部A5とは、複数の連結機構を提供する。これら複数の連結機構は、収容容器82の周囲に分散的に配置されている。図示の例では、C字状の収容容器82の2つの先端部に配置されている。
図45−図49に図示されるように、連結部A3は、プロテクタA6によって覆われている。プロテクタA6は、連結部A3を保護する。プロテクタA6は、連結部A3の露出を抑制する。プロテクタA6は、連結部A3の変形を抑制する。プロテクタA6により、連結部A3と係合突部A5との分離が抑制される。
図48は、ステータ31およびバスバーユニット81の完成品を示す。収容容器82の中には、硬化された封止樹脂A2が配置されている。封止樹脂A2は、流動可能な状態で、開口部A1から収容容器82の中に流し込まれ、硬化されている。封止樹脂A2は、収容容器82内に溜められている。封止樹脂A2は、収容容器82内に満たされている。封止樹脂A2は、開口部A1を覆い尽くしている。封止樹脂A2は、バスバー571を完全に覆っている。複数のバスバー571は、収容容器82の中に流し込まれた封止樹脂A2によって収容容器82の中に固定されている。
図50は、図48における矢印Lで示した部位の拡大図である。バスバーユニット81から延び出している噛合部85は、周方向に隣接する2つの磁極32aの間に配置されている。噛合部85は、軸方向に沿って2つの磁極32aの間に挿入されている。噛合部85は、ステータ31の径方向に関して、磁極32aの径方向内側に位置づけられる内側部85aを有する。噛合部85は、ステータ31の径方向に関して、磁極32aの径方向外側に位置づけられる外側部85bを有する。噛合部85は、内側部85aおよび外側部85bを有することにより、ステータ31とバスバーユニット81との径方向に関する噛み合いを提供する。これにより、バスバーユニット81は、ステータ31に対して規定の位置に位置付けられる。
図45に戻り、ステータコア32と固定部86との間には、変形可能な弾性部材A7が設けられている。弾性部材A7は、ゴム製のリングである。弾性部材A7は、弾性変形可能な部材である。弾性部材A7は、ステータコア32より柔軟である。弾性部材A7は、固定部86における締め付け部より柔軟である。弾性部材A7は、ステータコア32とバスバーユニット81との間に設けられた弾性変形部を提供する。この構成によると、バスバーユニット81は、ステータ31に対して柔らかく固定される。
弾性部材A7は、ケース87とステータ31との寸法誤差を吸収する。また、弾性部材A7は、ケース87とステータコア32との間において振動の伝達を抑制する。弾性部材A7により、収容容器82内に支持されたバスバー571の振動が抑制される。同様に、ステータコア32と収容容器82との間、さらには、ステータコア32とコネクタ部83との間における振動の伝達が抑制される。これにより、コネクタ部83内における端子、および端子接触部への振動の伝達が抑制される。
回転電機10の製造方法は、ケース装着工程を含む。ケース装着工程では、ステータ31の上に、ケース87と複数のバスバー571とが装着される。この工程では、ケース87上の規定の位置に複数のバスバー571が配置された後に、ケース87および複数のバスバー571を含む組立体がステータ31の上に装着される。なお、ケース87をステータ31に装着した後に、複数のバスバー571が配置されてもよい。
この工程では、ステータ31の軸方向の一端側から、ステータ31に向けて、軸方向に沿ってケース87が装着される。この工程では、ケース87に設けられた噛合部85がステータ31に噛みあわせられる。噛合部85により、ケース87はステータ31に対して径方向および周方向に関して位置決めされる。この工程では、ケース87に設けられた連結部A3が、ステータ31に設けられた係合突部A5に連結される。連結部A3と係合突部A5とが提供する連結機構は、ケース87とステータ31とを軸方向、径方向、および周方向に関して位置決めする。連結機構は、軸方向に沿ってケース87とステータ31とを引き離すだけでは、それらが分離しないようにそれらを連結している。
回転電機10の製造方法は、端子接続工程を含む。端子接続工程では、複数のバスバー571が対応する部材と電気的に接続される。例えば、複数のバスバー571は、対応するコイルリード33aと接続される。
回転電機10の製造方法は、カバー装着工程を含む。カバー装着工程では、複数のバスバー571を収容するように、ケース87の上に、カバー88が装着される。カバー88は、ステータ31の軸方向の一端側から、ケース87に向けて、軸方向に沿って装着される。この工程では、連結部89が係合突部87aに連結される。ケース87とカバー88とを連結する連結機構は、ケース87とカバー88とを軸方向、径方向、および周方向に関して位置決めする。連結機構は、軸方向に沿ってケース87とカバー88とを引き離すだけでは、それらが分離しないようにそれらを連結している。この工程では、プロテクタA6が連結部A3を覆うように位置づけられる。
回転電機10の製造方法は、封止工程を含む。封止工程では、流動可能な状態の封止樹脂A2が収容容器82の中に流し込まれる。封止樹脂A2は、開口部A1から、収容容器82内の全域に流し込まれる。封止樹脂A2は、収容容器82内を満たすように流し込まれる。封止工程では、封止樹脂A2が硬化される。この結果、収容容器82内には、流し込まれた封止樹脂A2が保持される。
この実施形態によると、封止樹脂A2によってバスバーユニット81が保護される。例えば、水の浸入、および異物の浸入が抑制される。この結果、バスバーユニット81内の部品、例えばバスバー571の腐蝕が抑制される。さらに、コネクタ部83への水浸入、および異物の浸入が抑制される。
(他の実施形態)
ここに開示される発明は、例示された実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示される発明の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
上記実施形態では、多相巻線として星形結線またはデルタ結線の三相巻線を提供した。これに代えて、多様な多相巻線を採用することができる。例えば、5相巻線を採用してもよい。
上記第1実施形態では、各群のコイル数が等しい。また、第4実施形態では、プライマリコイル群33pに所属するコイル数が、セカンダリコイル群33sに所属するコイル数より少ない。これに代えて、各群に含まれるコイル数は、求められる性能などに応じて他の組み合わせを採用することができる。例えば、プライマリコイル群33pに所属するコイル数を、セカンダリコイル群33sに所属するコイル数より多くしてもよい。例えば、プライマリコイル群33pが4つのコイルを有し、セカンダリコイル群33sが2つのコイルを有する構成を採用することができる。各群のコイル数の最小単位は、2つ、3つなど、ステータコア32上に等間隔に配置しうる数とすることができる。
上記実施形態では、低速および高速からなる二段階の巻線切り換え、または低速、中速、高速からなる三段階の巻線切り換えを提供した。これに代えて、低速および中速からなる二段階の巻線切り換え、または中速および高速からなる二段階の巻線切り換えを提供してもよい。
上記実施形態では、回転電機10が発電機として利用されるとき、プライマリコイル群33pとセカンダリコイル群33sとの両方を利用する。これに代えて、プライマリコイル群33pまたはセカンダリコイル群33sの一方だけを利用してもよい。
上記実施形態では、2つのコイルを直列接続する部分を直列接続部と呼び、この直列接続部をコイル線材によって提供した。また、並列接続部およびステータ31から延び出す引出線を、バスバー71によって提供した。これに代えて、並列接続部分の少なくとも一部、および/または引出線の少なくとも一部をコイル線材によって提供してもよい。また、上記実施形態では、周方向延在部72および径方向延在部74の両方をバスバー71によって提供した。これに代えて、周方向延在部72だけをバスバー71によって提供し、径方向延在部74を被覆電線で提供してもよい。
また、上記実施形態では、周方向延在部72をステータ31の端面に敷設した。これに代えて、一部の周方向延在部72だけをバスバー71によって提供し、残る部分をコイル線材などによって提供してもよい。かかる構成においても、一部の周方向延在部72では、バスバー71による高い形状安定性を得ることができる。
上記実施形態では、コイル線材とは異なる断面形状および/または断面太さをもつ部材をバスバー71として利用した。これに代えて、コイル線材をバスバー71として利用してもよい。
上記実施形態では、ひねり部578によって拘束部を提供した。これに代えて、バスバー571に設けた曲げ部、バスバー571の一部を切り起こした切り起こし部、またはバスバー571の一部を切除した切欠きによって拘束部を提供してもよい。さらに、拘束部は、径方向延在部の長手方向の両方向に関してバスバー571を拘束してもよい。例えば、90度のひねり部と、180度のひねり部とを設け、それらを対向配置された櫛歯部の間に配置することで両方向への拘束を提供できる。
上記実施形態では、収容容器82の中の空洞に複数のバスバー571を配置した。これに代えて、ケース87内に複数のバスバー571を少なくとも部分的に覆う樹脂材料を設けてもよい。例えば、複数のバスバー571とケース87との間に樹脂を流し込み、硬化させてもよい。また、ケース87の中に複数のバスバー571をインサート成形してもよい。ケース87の中に埋め込まれた複数のバスバー571も、収容容器82の中に収容されていると解釈することができる。この場合、複数のバスバー571は、少なくともコネクタ端子部577と接続部576において露出して配置される。この構成においても、カバー88は複数の接続部576を覆うために利用することができる。
上記第1実施形態ないし第4実施形態では、恒久的に接続されている中性点33nがステータコア32上に配置されている。これに代えて、中性点33nをバスバー593によって提供してもよい。
ひとつのバスバー71、571は、連続した金属材料によって1ピース品として形成されてもよく、複数の金属部品を接合することによって形成されてもよい。例えば、バスバー571は、1ピース品として形成されている。これに代えて、例えば周方向延在部572と径方向延在部574とを別部品として製造し、それらを抵抗溶接などの接続手法によって機械的に、かつ電気的に接続してもよい。また、複数のバスバー71、571の一部だけを1ピース品によって提供し、残部を多ピース品によって提供してもよい。
収容容器82、95は、噛合部85、固定部86、および固定部分94の少なくともひとつを備えるように構成することができる。例えば、収容容器82、95は、噛合部85と固定部分94とを備えるように構成されてもよい。また、収容容器82、95は、固定部86と固定部分94とを備えるように構成されてもよい。
図26には、右半部のクリップ部と左半部のクリップ部との方向が異なる例が図示されている。これに代えて、隣接するクリップ部が同じ方向を指向する形状をもつように、すべてのクリップ部を同じ方向に指向させてもよい。また、内側の複数のクリップ部を第1方向に指向させ、外側の複数のクリップ部を第1方向とは異なる第2方向に指向させてもよい。
上記実施形態では、回転電機10を二輪車用の内燃機関12に適用した。ここに開示される回転電機10は、多様な用途の内燃機関に利用することができる。例えば、回転電機10は、発電機用、揚水機用、農業機械用、四輪車用、空調装置用などの内燃機関に利用することができる。また、上記実施形態では、第2回転速度域におけるアシストは、車両の加速のために利用される。これに代えて、第2回転速度域におけるアシストは、内燃機関の燃焼の不安定を抑制するために、内燃機関の回転速度の異常低下を抑制するために、変速機に起因するトルクの低下を抑制するためになど多様な用途に利用することができる。
上記実施形態では、弾性部材A7によって弾性変形部が提供される。これに代えて、固定部86は、ステータコア32に直接的に固定されていてもよい。また、弾性支持部は、コイルスプリング、固定部86の一部に形成されたばね状の部分、または、インシュレータ36に形成されたばね状の部分によって提供されてもよい。