JP2021158811A - Rotary electric machine and manufacturing method of rotor - Google Patents

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Abstract

To provide a rotary electric machine and manufacturing method of a rotor in which a boundary part of different magnetic poles in one magnet can be made clear, and a variation of characteristics from one product to another can be suppressed.SOLUTION: The rotary electric machine has a first magnetizing part 34b facing U-phase, V-phase, and W-phase sensors Su, Sv, Sw, and a second magnetizing part 34c facing a rotation sensor Sr. In a two-stage magnet 34 where magnetic poles of the first and second magnetizing parts 34b, 34c are made different from each other, between the first magnetizing part 34b and the second magnetizing part 34c along an axial direction of a rotor 30 of the two-stage magnet 34, a different density part 34d having a magnetic force (N-weaker) weaker than that of the first and second magnetizing parts 34b, 34c is provided.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、複数のコイルが巻装されたステータと、ステータに対して回転するロータと、を備えた回転電機に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine including a stator on which a plurality of coils are wound and a rotor that rotates with respect to the stator.

従来、自動二輪車等のエンジンの始動には、回転電機(例えば、スタータモータまたはACGスタータ)が用いられている。ACGスタータは、エンジンの始動時にはクランクシャフトを回転させるスタータモータとして作動し、エンジンの始動後には車載バッテリを充電する発電機として作動する。また、自動二輪車等のエンジンの始動に用いられるACGスタータは、点火タイミングや燃料噴射タイミング(例えば、ピストンの上死点など)を検出して、車載コントローラに最適なプラグの点火や燃料の噴射をさせるようにしている。 Conventionally, a rotary electric machine (for example, a starter motor or an ACG starter) has been used to start an engine of a motorcycle or the like. The ACG starter operates as a starter motor that rotates the crankshaft when the engine is started, and operates as a generator that charges the in-vehicle battery after the engine is started. In addition, the ACG starter used to start the engine of motorcycles and the like detects the ignition timing and fuel injection timing (for example, the top dead center of the piston), and ignites the optimum plug for the in-vehicle controller and injects fuel. I try to let you.

例えば、特許文献1には、エンジンの始動に用いられる始動モータ(回転電機)が記載されている。この始動モータは、U相,V相,W相に対応したコイルを有するステータと、クランクシャフトに固定されるロータとを備えている。ロータには、ステータと対向する環状のマグネットが設けられ、当該マグネットは、ロータの回転方向にN極およびS極が交互に現れるように着磁されている。 For example, Patent Document 1 describes a starting motor (rotary electric machine) used for starting an engine. This starting motor includes a stator having coils corresponding to U-phase, V-phase, and W-phase, and a rotor fixed to a crankshaft. The rotor is provided with an annular magnet facing the stator, and the magnet is magnetized so that N poles and S poles appear alternately in the rotation direction of the rotor.

また、ステータのマグネットとの対向部分(非回転部分)には、U相,V相,W相に対応した3つのセンサ(磁気検出部)が設けられている。これにより、U相,V相,W相に対応したそれぞれのコイルに所定のタイミングで駆動電流が供給され、ひいてはスタータモータとして駆動される。 Further, three sensors (magnetic detectors) corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase are provided on the portion of the stator facing the magnet (non-rotating portion). As a result, a drive current is supplied to each coil corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase at a predetermined timing, and the coil is driven as a starter motor.

さらに、複数のマグネットのうちの1つだけ、基準の磁極とは異なる磁極の異極磁性部を設け、3つのセンサのうちの1つを、当該異極磁性部と対向させている。これにより、ロータが1回転する間に、異極磁性部による矩形波信号が1回出力され、この矩形波信号をプラグの点火や燃料の噴射のタイミングに利用している。 Further, only one of the plurality of magnets is provided with a different polar magnetic portion of a magnetic pole different from the reference magnetic pole, and one of the three sensors is opposed to the different polar magnetic portion. As a result, a square wave signal due to the different polar magnetic part is output once while the rotor makes one rotation, and this square wave signal is used for the ignition of the plug and the timing of fuel injection.

特開2013−102667号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-102667

ところで、上述の特許文献1に記載された技術のように、マグネットに異極磁性部を設けるには、比較的小さな部分に小さな着磁コイル等(着磁装置)を対向させて、当該着磁コイルに大きな電流(着磁電流)を流す必要がある。この場合には、異極磁性部の磁極とその他の部分の磁極との境界部が不明瞭になることが起こり得る。すなわち、異極磁性部の周囲のその他の部分の磁極が、ぼんやりと異極磁性部の磁極になってしまうことが起こり得る。その結果、磁気検出部による磁極(N極/S極)の検出タイミングが製品毎にばらついてしまい、ひいてはスタータモータの駆動効率がばらついたり、プラグの点火や燃料の噴射のタイミングがばらついたりすることが起こり得る。 By the way, as in the technique described in Patent Document 1 described above, in order to provide a different polar magnetic portion in a magnet, a small magnetizing coil or the like (magnetizing device) is opposed to a relatively small portion to magnetize the magnet. It is necessary to pass a large current (magnetizing current) through the coil. In this case, the boundary between the magnetic poles of the different polar magnetic part and the magnetic poles of other parts may become unclear. That is, it is possible that the magnetic poles of other parts around the different polar magnetic portion become vaguely the magnetic poles of the different polar magnetic portion. As a result, the detection timing of the magnetic pole (N pole / S pole) by the magnetic detector varies from product to product, which in turn varies the drive efficiency of the starter motor, and the timing of ignition of the plug and injection of fuel. Can occur.

本発明の目的は、1つのマグネットにおいて異なる磁極の境界部を明瞭にして、製品毎に特性がばらついてしまうことが抑えられる回転電機およびロータの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a rotary electric machine and a rotor, in which the boundary between different magnetic poles in one magnet is clarified and the characteristics are suppressed from being dispersed for each product.

本発明の回転電機では、複数のコイルが巻装されたステータと、前記ステータに対して回転するロータと、を備えた回転電機であって、前記ステータに設けられ、前記ロータの回転方向に並んで配置された3つの第1磁気検出部と、前記ステータに設けられ、前記第1磁気検出部に対して前記ロータの軸方向にずれて配置された1つの第2磁気検出部と、前記ロータに設けられ、前記第1および第2磁気検出部と対向し、前記ロータの回転方向にN極およびS極が交互に現れるように配置された複数のマグネットと、を有し、前記複数のマグネットのうちの1つが、前記第1磁気検出部と対向する第1着磁部および前記第2磁気検出部と対向する第2着磁部を有し、前記第1および第2着磁部の磁極を互いに異ならせた2段マグネットであり、前記2段マグネットの前記ロータの軸方向に沿う前記第1着磁部と前記第2着磁部との間に、前記第1および第2着磁部の磁力よりも弱い磁力を有するかまたは磁力を有さない異密度部が設けられていることを特徴とする。 The rotary electric machine of the present invention is a rotary electric machine including a stator on which a plurality of coils are wound and a rotor that rotates with respect to the stator, and is provided on the stator and arranged in the rotation direction of the rotor. The three first magnetic detection units arranged in the above, the second magnetic detection unit provided on the stator and arranged so as to be displaced in the axial direction of the rotor with respect to the first magnetic detection unit, and the rotor. The plurality of magnets provided in the above, facing the first and second magnetic detection units, and arranged so that N poles and S poles appear alternately in the rotation direction of the rotor. One of them has a first magnetizing part facing the first magnetic detection part and a second magnetizing part facing the second magnetic detection part, and magnetic poles of the first and second magnetizing parts. The first and second magnetized portions are between the first magnetized portion and the second magnetized portion along the axial direction of the rotor of the two-stage magnet. It is characterized in that a different density portion having a magnetic force weaker than or having no magnetic force is provided.

本発明のロータの製造方法では、ステータに対して回転するロータの製造方法であって、前記ロータの軸方向に対して互いに異なる磁極に着磁される第1着磁部および第2着磁部を有し、かつ前記第1着磁部と前記第2着磁部との間に前記第1および第2着磁部よりも弱い磁力に着磁されるかまたは着磁されない異密度部を有する1つの2段マグネット素材と、前記異密度部を備えない複数の標準マグネット素材と、を準備するマグネット素材準備工程と、前記2段マグネット素材および前記標準マグネット素材を、前記ロータの周方向に並べて前記ロータに固定するマグネット素材固定工程と、前記ロータに固定された前記2段マグネット素材および前記標準マグネット素材における前記ステータとの対向部に着磁装置をセットし、前記標準マグネット素材を前記ロータの回転方向に交互に異極が現れるように着磁し、かつ前記2段マグネット素材の前記異密度部が設けられる部分を境界部として、前記ステータに設けられた第1磁気検出部と対向する前記第1着磁部を一の磁極に着磁し、前記ステータに設けられた第2磁気検出部と対向する前記第2着磁部を他の磁極に着磁する着磁工程と、を有することを特徴とする。 The method for manufacturing a rotor of the present invention is a method for manufacturing a rotor that rotates with respect to a stator, and is a first magnetized portion and a second magnetized portion that are magnetized to magnetic poles that are different from each other in the axial direction of the rotor. And has a different density portion between the first magnetized portion and the second magnetized portion that is magnetized or not magnetized by a magnetic force weaker than that of the first and second magnetized portions. A magnet material preparation step for preparing one two-stage magnet material and a plurality of standard magnet materials not provided with different density portions, and arranging the two-stage magnet material and the standard magnet material in the circumferential direction of the rotor. The magnet material fixing step of fixing to the rotor, the magnetizing device is set on the two-stage magnet material fixed to the rotor and the portion of the standard magnet material facing the stator, and the standard magnet material is used on the rotor. The magnetism is performed so that different poles appear alternately in the rotation direction, and the portion of the two-stage magnet material provided with the different density portion is used as a boundary portion, and the portion facing the first magnetic detection portion provided on the stator is used. It has a magnetizing step of magnetizing a first magnetizing portion to one magnetic pole and magnetizing the second magnetizing portion facing the second magnetic detecting portion provided on the stator to another magnetic pole. It is characterized by.

本発明の他の態様では、前記第1着磁部の前記ロータの軸方向に対する長さ寸法が、前記第2着磁部の前記ロータの軸方向に対する長さ寸法よりも大きいことを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the length dimension of the first magnetized portion with respect to the axial direction of the rotor is larger than the length dimension of the second magnetized portion with respect to the axial direction of the rotor. ..

本発明の他の態様では、前記異密度部は、前記第1および第2着磁部に対して、前記ロータの径方向に沿う前記ステータ側とは反対側に窪んでいることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the different density portions are recessed with respect to the first and second magnetized portions on the side opposite to the stator side along the radial direction of the rotor. ..

本発明の回転電機によれば、第1磁気検出部と対向する第1着磁部および第2磁気検出部と対向する第2着磁部を有し、第1および第2着磁部の磁極を互いに異ならせた2段マグネットにおいて、2段マグネットのロータの軸方向に沿う第1着磁部と第2着磁部との間に、第1および第2着磁部の磁力よりも弱い磁力を有するかまたは磁力を有さない異密度部が設けられている。 According to the rotary electric machine of the present invention, it has a first magnetized portion facing the first magnetic detector and a second magnetized portion facing the second magnetic detector, and magnetic poles of the first and second magnetized portions. In a two-stage magnet in which the two magnets are different from each other, a magnetic force weaker than the magnetic force of the first and second magnetized portions between the first magnetized portion and the second magnetized portion along the axial direction of the rotor of the two-stage magnet. A different density portion having or having no magnetic force is provided.

これにより、第1着磁部および第2着磁部を互いに異極に着磁する際に、異密度部の部分を境界部として、ロータの軸方向に沿う2段マグネットの一側と他側とで磁極を明瞭に分けることが可能となる。このとき、2段マグネットを2段に着磁する際に、異密度部の着磁が抑えられるかまたは着磁されないので、ロータの回転方向に沿う2段マグネットの両側に配置されたマグネットの磁極に影響されることが抑えられる。すなわち、異極同士の境界部を不明瞭にする所謂「着磁だれ」(図8参照)の発生を抑えて、1つのマグネットにおいて異極同士の境界部を明瞭にでき、ひいては製品毎に特性がばらつくことが抑えられ、かつ精度良く作動させることが可能となる。 As a result, when the first magnetized portion and the second magnetized portion are magnetized to different poles from each other, one side and the other side of the two-stage magnet along the axial direction of the rotor are set with the different density portion as the boundary portion. It is possible to clearly separate the magnetic poles with and. At this time, when the two-stage magnet is magnetized in two stages, the magnetism of the different density portion is suppressed or not magnetized. Therefore, the magnetic poles of the magnets arranged on both sides of the two-stage magnet along the rotation direction of the rotor. It is suppressed to be affected by. That is, it is possible to suppress the occurrence of so-called "magnetized droop" (see FIG. 8) that obscures the boundary between different poles, and to clarify the boundary between different poles with one magnet. It is possible to suppress the variation and operate it with high accuracy.

また、本発明のロータの製造方法によれば、磁力を有さない2段マグネット素材および標準マグネット素材を準備し、これらのマグネット素材をロータに並べて固定した後で、着磁工程を経てロータを完成させるので、磁力を有する2段マグネットおよび標準マグネットを、予めロータに固定する場合に比して、組み立て前の部品管理を容易にしつつ、ロータの組み立て作業を容易にすることが可能となる。 Further, according to the method for manufacturing a rotor of the present invention, a two-stage magnet material having no magnetic force and a standard magnet material are prepared, and these magnet materials are arranged and fixed to the rotor, and then the rotor is subjected to a magnetizing step. Since it is completed, it is possible to facilitate the rotor assembly work while facilitating the parts management before assembly as compared with the case where the two-stage magnet and the standard magnet having magnetic force are fixed to the rotor in advance.

本発明に係る回転電機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rotary electric machine which concerns on this invention. スロット数および極数を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the number of slots and the number of poles. 図1の回転電機を側方から見た部分断面図である。It is a partial cross-sectional view of the rotary electric machine of FIG. 1 as seen from the side. 図3のセンサユニットの部分を拡大した部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which enlarged the part of the sensor unit of FIG. マグネットの形状および配置関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the shape and arrangement relation of a magnet. (a),(b)は、2段マグネットの詳細を説明する図である。(A) and (b) are diagrams for explaining the details of the two-stage magnet. (a),(b),(c)は、ロータの製造手順を説明する説明図である。(A), (b), and (c) are explanatory views for explaining the manufacturing procedure of the rotor. 比較例のロータの着磁状態を説明する図5に対応した図である。It is a figure corresponding to FIG. 5 explaining the magnetizing state of the rotor of the comparative example. 実施の形態2の2段マグネットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the two-stage magnet of Embodiment 2.

以下、本発明の実施の形態1について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明に係る回転電機を示す斜視図を、図2はスロット数および極数を説明する説明図を、図3は図1の回転電機を側方から見た部分断面図を、図4は図3のセンサユニットの部分を拡大した部分断面図を、図5はマグネットの形状および配置関係を説明する説明図を、図6(a),(b)は2段マグネットの詳細構造を説明する図を、図7(a),(b),(c)はロータの製造手順を説明する説明図を、図8は比較例のロータの着磁状態を説明する図5に対応した図をそれぞれ示している。 FIG. 1 is a perspective view showing a rotating electric machine according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view for explaining the number of slots and the number of poles, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the rotating electric machine of FIG. 1 as viewed from the side. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of the sensor unit in FIG. 3, FIG. 5 is an explanatory view explaining the shape and arrangement of magnets, and FIGS. 6 (a) and 6 (b) are detailed structures of a two-stage magnet. 7 (a), (b), and (c) are explanatory views for explaining the rotor manufacturing procedure, and FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 5 for explaining the magnetized state of the rotor of the comparative example. Are shown respectively.

図1ないし図3に示される回転電機10は、所謂ACGスタータであって、自動二輪車等(図示せず)のスタータおよび発電機に用いられるものである。具体的には、回転電機10は、アウターローター型のブラシレスモータと同じ構造を採用している。そして、エンジン(図示せず)を始動する際には、車載バッテリ(図示せず)からの駆動電流の供給によりスタータモータとして作動し、エンジンの始動後には、エンジンの駆動力によりジェネレータとして作動する。 The rotary electric machine 10 shown in FIGS. 1 to 3 is a so-called ACG starter, which is used for a starter and a generator of a motorcycle or the like (not shown). Specifically, the rotary electric machine 10 adopts the same structure as the outer rotor type brushless motor. Then, when the engine (not shown) is started, it operates as a starter motor by supplying a drive current from an in-vehicle battery (not shown), and after the engine is started, it operates as a generator by the driving force of the engine. ..

回転電機10は、その全体が扁平の略円盤形状に形成されており、エンジンを形成するクランクシャフト(図示せず)の軸方向端部に配置されている。具体的には、回転電機10は、クランクケース(図示せず)の内部に固定されるステータ20と、クランクシャフトに固定されてステータ20に対して回転するロータ30と、を備えている。これにより、回転電機10に駆動電流を供給することでクランクシャフトが回転され、これとは逆に、クランクシャフトの回転によりロータ30が回転される。 The rotary electric machine 10 is formed in a substantially flat disk shape as a whole, and is arranged at an axial end portion of a crankshaft (not shown) forming an engine. Specifically, the rotary electric machine 10 includes a stator 20 fixed inside a crankcase (not shown) and a rotor 30 fixed to the crankshaft and rotating with respect to the stator 20. As a result, the crankshaft is rotated by supplying the drive current to the rotary electric machine 10, and conversely, the rotor 30 is rotated by the rotation of the crankshaft.

ステータ20は、複数の鋼板(磁性体)を積層してなるステータコア21を備えている。このステータコア21は、略筒状に形成された本体部21aと、当該本体部21aを中心に放射状に突出された複数のティース21bと、を備えている。具体的には、ティース21bは合計18個設けられ、その基端部が本体部21aに一体化されている。言い換えれば、ステータコア21には、合計18個のスロットSL(図2参照)が設けられている。 The stator 20 includes a stator core 21 formed by laminating a plurality of steel plates (magnetic materials). The stator core 21 includes a main body portion 21a formed in a substantially cylindrical shape, and a plurality of teeth 21b protruding radially from the main body portion 21a. Specifically, a total of 18 teeth 21b are provided, and the base end portion thereof is integrated with the main body portion 21a. In other words, the stator core 21 is provided with a total of 18 slots SL (see FIG. 2).

合計18個のティース21bのそれぞれには、プラスチック等の絶縁体よりなるインシュレータ21cが装着されている。なお、インシュレータ21cは、ステータコア21における本体部21aの外周部分にも設けられている。そして、ティース21bを覆うインシュレータ21cには、U相に対応したU相コイルCuと、V相に対応したV相コイルCvと、W相に対応したW相コイルCwとが、それぞれ集中巻により巻装されている。 An insulator 21c made of an insulator such as plastic is attached to each of the 18 teeth 21b in total. The insulator 21c is also provided on the outer peripheral portion of the main body portion 21a of the stator core 21. A U-phase coil Cu corresponding to the U-phase, a V-phase coil Cv corresponding to the V-phase, and a W-phase coil Cw corresponding to the W-phase are wound around the insulator 21c covering the teeth 21b by concentrated winding. It is dressed up.

ここで、図1においては、各コイルCu,Cv,Cwの巻装状態を分かり易くするために、各コイルCu,Cv,Cwのそれぞれに網掛けを施している。そして、U相コイルCu,V相コイルCvおよびW相コイルCwの巻順は、ロータ30の回転方向に対して、U相コイルCu,V相コイルCv,W相コイルCw,U相コイルCu,V相コイルCv…のように一相ずつ交互となっている(図2参照)。 Here, in FIG. 1, in order to make it easy to understand the wound state of each coil Cu, Cv, Cw, each coil Cu, Cv, Cw is shaded. The winding order of the U-phase coil Cu, the V-phase coil Cv, and the W-phase coil Cw is such that the U-phase coil Cu, the V-phase coil Cv, the W-phase coil Cw, and the U-phase coil Cu, with respect to the rotation direction of the rotor 30. V-phase coils Cv ... Alternate one phase at a time (see FIG. 2).

また、ステータコア21の径方向外側で、かつ周方向に沿う一部分には、センサユニット22が設けられている。つまり、センサユニット22は、回転電機10の非回転部分に固定されている。このセンサユニット22は、プラスチック等の絶縁体により略T字形状に形成されたハウジング23を備えている。そして、ハウジング23は、ステータコア21に固定される固定部23aと、U相,V相およびW相に対応した合計3つのセンサ基板24u,24v,24wを収容するセンサ収容部23bと、を備えている。ここで、センサ収容部23bは、ステータコア21の径方向外側で、かつステータコア21の周方向に延びるようにして配置され、略円弧形状に形成されている。 A sensor unit 22 is provided on the outer side of the stator core 21 in the radial direction and in a part along the circumferential direction. That is, the sensor unit 22 is fixed to the non-rotating portion of the rotary electric machine 10. The sensor unit 22 includes a housing 23 formed in a substantially T shape by an insulator such as plastic. The housing 23 includes a fixing portion 23a fixed to the stator core 21 and a sensor accommodating portion 23b accommodating a total of three sensor substrates 24u, 24v, 24w corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase. There is. Here, the sensor accommodating portion 23b is arranged so as to extend outward in the radial direction of the stator core 21 and in the circumferential direction of the stator core 21, and is formed in a substantially arc shape.

図3に示されるように、ハウジング23のセンサ収容部23bに収容されたセンサ基板24u,24v,24wには、それぞれU相用センサSu,V相用センサSv,W相用センサSwが実装されている。また、W相に対応したセンサ基板24wには、点火タイミングおよび燃料噴射タイミングを検出するための回転センサSrも実装されている。ここで、U相用,V相用,W相用センサSu,Sv,Swの3つは、ロータ30の回転方向に並んで配置され、本発明における第1磁気検出部を構成している。また、回転センサSrの1つは、本発明における第2磁気検出部を構成している。 As shown in FIG. 3, the U-phase sensor Su, the V-phase sensor Sv, and the W-phase sensor Sw are mounted on the sensor substrates 24u, 24v, and 24w housed in the sensor housing portion 23b of the housing 23, respectively. ing. Further, a rotation sensor Sr for detecting the ignition timing and the fuel injection timing is also mounted on the sensor substrate 24w corresponding to the W phase. Here, the U-phase, V-phase, and W-phase sensors Su, Sv, and Sw are arranged side by side in the rotation direction of the rotor 30 to form the first magnetic detector in the present invention. Further, one of the rotation sensors Sr constitutes the second magnetic detector in the present invention.

そして、これら4つのセンサSu,Sv,Sw,Srは、それぞれ同じ構成のホール素子となっている。具体的には、磁極(N極/S極)によりオン/オフが切り替わる交番検知型(バイポーラ)のホール素子となっている。例えば、N極を検出すると「オン信号(1)」を発生し、S極を検出すると「オフ信号(0)」を発生するようになっている。 The four sensors Su, Sv, Sw, and Sr are Hall elements having the same configuration. Specifically, it is an alternating detection type (bipolar) Hall element that is switched on / off by a magnetic pole (N pole / S pole). For example, when the north pole is detected, an "on signal (1)" is generated, and when the south pole is detected, an "off signal (0)" is generated.

これにより、合計12個のマグネットMG(図5参照)を有するロータ30の回転に伴って、各センサSu,Sv,Sw,Srは、それぞれ矩形波信号(図示せず)を出力するようになっている。よって、車載コントローラ(図示せず)は、これらの矩形波信号の入力に基づいて、ロータ30の回転状態を把握して、各コイルCu,Cv,Cwに対して最適なタイミングで駆動電流を供給することができる。また、車載コントローラは、点火タイミングおよび燃料噴射タイミングを把握して、イグナイターや燃料ポンプ(図示せず)を制御することができる。 As a result, each sensor Su, Sv, Sw, Sr outputs a square wave signal (not shown) as the rotor 30 having a total of 12 magnets MG (see FIG. 5) rotates. ing. Therefore, the in-vehicle controller (not shown) grasps the rotational state of the rotor 30 based on the input of these rectangular wave signals, and supplies the drive current to each coil Cu, Cv, Cw at the optimum timing. can do. In addition, the in-vehicle controller can grasp the ignition timing and the fuel injection timing to control the igniter and the fuel pump (not shown).

図3および図4に示されるように、U相用センサSu,V相用センサSv,W相用センサSw,回転センサSrは、それぞれセンサ基板24u,24v,24wを介して、ステータコア21の各ティース21bの間(スロットSLの部分)に入り込んでいる。ここで、W相用センサSwおよび回転センサSrは、各ティース21bの間のうちの同じ箇所(同じスロットSLの部分)に入り込んでいる。そして、ステータコア21の軸方向に沿うW相用センサSwと回転センサSrとの離間寸法Lは、約5.0mmに設定されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the U-phase sensor Su, the V-phase sensor Sv, the W-phase sensor Sw, and the rotation sensor Sr are connected to the stator core 21 via the sensor substrates 24u, 24v, and 24w, respectively. It is in the space between the teeth 21b (the part of the slot SL). Here, the W-phase sensor Sw and the rotation sensor Sr are inserted in the same portion (the portion of the same slot SL) between the teeth 21b. The distance L between the W-phase sensor Sw and the rotation sensor Sr along the axial direction of the stator core 21 is set to about 5.0 mm.

より具体的には、回転電機10の駆動用に用いられるU相用,V相用,W相用センサSu,Sv,Swは、ステータコア21の軸方向に沿う略中央部に配置されている。これに対し、点火タイミングおよび燃料噴射タイミングを検出するために用いられる回転センサSrは、駆動用の各センサSu,Sv,Swに対して、ステータコア21の軸方向に沿うボス部32側とは反対側(図3および図4中上側)に配置されている。 More specifically, the U-phase, V-phase, and W-phase sensors Su, Sv, and Sw used for driving the rotary electric machine 10 are arranged substantially at the center along the axial direction of the stator core 21. On the other hand, the rotation sensor Sr used for detecting the ignition timing and the fuel injection timing is opposite to the boss portion 32 side along the axial direction of the stator core 21 for each of the driving sensors Su, Sv, Sw. It is arranged on the side (upper side in FIGS. 3 and 4).

このように、合計4つのセンサSu,Sv,Sw,Srは、何れもステータコア21に設けられ、そのうちの1つの回転センサSrのみが、駆動用の各センサSu,Sv,Swに対して、ロータ30の軸方向にずれて配置されている。ここで、各センサSu,Sv,Sw,Srは、何れも合計12個のマグネットMG(図5参照)に対して、回転電機10の径方向内側から対向するようになっている。これにより、各センサSu,Sv,Sw,Srは、ロータ30の回転に伴う磁極(N極/S極)の変化により、矩形波信号をそれぞれ出力するようになっている。 In this way, a total of four sensors Su, Sv, Sw, and Sr are all provided on the stator core 21, and only one of the rotation sensors Sr is a rotor for each of the driving sensors Su, Sv, Sw. It is arranged so as to be offset in the axial direction of 30. Here, each of the sensors Su, Sv, Sw, and Sr is adapted to face a total of 12 magnets MG (see FIG. 5) from the inside in the radial direction of the rotary electric machine 10. As a result, each of the sensors Su, Sv, Sw, and Sr outputs a square wave signal due to a change in the magnetic poles (N pole / S pole) accompanying the rotation of the rotor 30.

ここで、図5に示されるように、各センサSu,Sv,Sw,Srは、合計12個のマグネットMGに対して相対移動(相対回転)して、それぞれのマグネットMGのエッジ部分PN,PSに差し掛かったときにそれぞれの磁極を検出するようになっている。例えば、各センサSu,Sv,Sw,Srは、N極のエッジ部分PNに差し掛かると「オン信号(1)」を発生し、S極のエッジ部分PSに差し掛かると「オフ信号(0)」を発生するようになっている。 Here, as shown in FIG. 5, each sensor Su, Sv, Sw, Sr moves (relatively rotates) relative to a total of 12 magnets MG, and the edge portions PN, PS of each magnet MG. Each magnetic pole is detected when approaching. For example, each sensor Su, Sv, Sw, Sr generates an "on signal (1)" when approaching the edge portion PN of the N pole, and "off signal (0)" when approaching the edge portion PS of the S pole. Is to be generated.

ここで、合計12個のマグネットMGのうちの11個は、ステータコア21(各センサSu,Sv,Sw,Sr)と対向する対向部SFに1つの磁極のみを有する標準マグネット33となっている。これに対し、合計12個のマグネットMGのうちのその他の1個は、ステータコア21(各センサSu,Sv,Sw,Sr)と対向する対向部SFに2つの磁極を有する2段マグネット34となっている。 Here, 11 of the 12 magnets MG in total are standard magnets 33 having only one magnetic pole on the facing portion SF facing the stator core 21 (each sensor Su, Sv, Sw, Sr). On the other hand, the other one of the total of 12 magnets MG is a two-stage magnet 34 having two magnetic poles on the facing portion SF facing the stator core 21 (each sensor Su, Sv, Sw, Sr). ing.

そして、3つのU相用センサSu,V相用センサSv,W相用センサSwは、それぞれ2段マグネット34の第1着磁部34b(S極)と対向するようになっており、1つの回転センサSrは、2段マグネット34の第2着磁部34c(N極)と対向するようになっている。ここで、図4においては、各センサSu,Sv,Sw,Srの配置関係を分かり易くするために、各センサSu,Sv,Sw,Srに網掛けを施している。 The three U-phase sensors Su, the V-phase sensor Sv, and the W-phase sensor Sw are respectively opposed to the first magnetizing portion 34b (S pole) of the two-stage magnet 34, and one of them. The rotation sensor Sr faces the second magnetizing portion 34c (N pole) of the two-stage magnet 34. Here, in FIG. 4, each sensor Su, Sv, Sw, Sr is shaded in order to make it easy to understand the arrangement relationship of each sensor Su, Sv, Sw, Sr.

図1ないし図5に示されるように、ロータ30はロータ本体31を備えている。このロータ本体31は、比較的厚みのある鋼板(磁性材料)をプレス加工等することで略お椀形状に形成され、略円盤状に形成された底壁部31aと、当該底壁部31aの外周部分から垂直に立ち上がった筒状の側壁部31bと、を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 5, the rotor 30 includes a rotor main body 31. The rotor body 31 is formed into a substantially bowl shape by pressing a relatively thick steel plate (magnetic material), and has a substantially disk-shaped bottom wall portion 31a and an outer circumference of the bottom wall portion 31a. It is provided with a tubular side wall portion 31b that rises vertically from the portion.

また、底壁部31aの回転中心には、クランクシャフトの軸方向端部が固定される筒状のボス部32が固定されている。これにより、ロータ本体31の回転に伴ってクランクシャフトが回転される。ここで、ボス部32の肉厚は、ロータ本体31の肉厚よりも厚くなっており、これにより回転電機10とエンジン(クランクシャフト)との固定強度が十分に確保される。よって、高速回転時等における回転むらの発生が抑えられて、エンジン(クランクシャフト)および回転電機10の双方に掛かる負荷を低減することができる。 Further, at the center of rotation of the bottom wall portion 31a, a cylindrical boss portion 32 to which the axial end portion of the crankshaft is fixed is fixed. As a result, the crankshaft is rotated as the rotor body 31 rotates. Here, the wall thickness of the boss portion 32 is thicker than the wall thickness of the rotor main body 31, whereby the fixing strength between the rotary electric machine 10 and the engine (crankshaft) is sufficiently secured. Therefore, the occurrence of uneven rotation during high-speed rotation or the like can be suppressed, and the load applied to both the engine (crankshaft) and the rotary electric machine 10 can be reduced.

そして、筒状の側壁部31bの径方向内側、つまり側壁部31bのステータコア21側には、合計12個のマグネットMGが装着されている。これらのマグネットMGはフェライト磁石であって、酸化鉄を主原料にバリウムやストロンチウム等を微量加えて焼き固めたものである。マグネットMGは、図2の網掛け部分に示されるように、筒状の側壁部31b(図1参照)の形状に倣って略円弧形状に形成されている。なお、これらのマグネットMGは、側壁部31bに対して接着剤等(図示せず)によって固定されている。 A total of 12 magnets MG are mounted on the radial inside of the cylindrical side wall portion 31b, that is, on the stator core 21 side of the side wall portion 31b. These magnets MG are ferrite magnets, which are made by adding a small amount of barium, strontium, etc. to iron oxide as a main raw material and baking them. As shown in the shaded portion of FIG. 2, the magnet MG is formed in a substantially arc shape following the shape of the cylindrical side wall portion 31b (see FIG. 1). These magnets MG are fixed to the side wall portion 31b with an adhesive or the like (not shown).

また、合計12個のマグネットMGは、略筒状に形成されたマグネットホルダHDによって、ロータ本体31の径方向内側から側壁部31bに向けて押さえ付けられている。これにより、それぞれのマグネットMGが、側壁部31bから脱落することが防止される。ここで、マグネットホルダHDは、可撓性を有する薄いステンレス鋼板等によって形成され、それぞれのマグネットMGを側壁部31bの周方向に対して等間隔で位置決めする機能も備えている。これにより、各マグネットMGの側壁部31bに対する固定作業を容易にして、回転電機10の組み立て作業性を向上させている。 Further, a total of 12 magnets MG are pressed from the radial inside of the rotor main body 31 toward the side wall portion 31b by the magnet holder HD formed in a substantially cylindrical shape. As a result, each magnet MG is prevented from falling off from the side wall portion 31b. Here, the magnet holder HD is formed of a thin stainless steel plate or the like having flexibility, and also has a function of positioning each magnet MG at equal intervals in the circumferential direction of the side wall portion 31b. This facilitates the fixing work of each magnet MG to the side wall portion 31b and improves the assembling workability of the rotary electric machine 10.

合計12個のマグネットMGと、合計4つのセンサSu,Sv,Sw,Srとの位置関係は、図5に示される位置関係となっている。図5は、ロータ本体31の筒状の側壁部31b(図3参照)を平面状に展開した模式図となっている。 The positional relationship between the total of 12 magnets MG and the total of 4 sensors Su, Sv, Sw, Sr is the positional relationship shown in FIG. FIG. 5 is a schematic view of the cylindrical side wall portion 31b (see FIG. 3) of the rotor main body 31 developed in a plane.

各マグネットMGの幅寸法Wは約30mmに設定され、各マグネットMGの高さ寸法Hは約20mmに設定されている。また、ロータ30の回転方向に沿う各マグネットMGの間隔寸法Gは約2mmに設定されている。そして、各マグネットMGのエッジ部分PN,PSのピッチP1は30度に設定されている。このピッチP1(30度)は、ロータ30の回転方向に沿う各マグネットMGの配置間隔と一致しており、「360度÷12極」に基づいて得られる。 The width dimension W of each magnet MG is set to about 30 mm, and the height dimension H of each magnet MG is set to about 20 mm. Further, the interval dimension G of each magnet MG along the rotation direction of the rotor 30 is set to about 2 mm. The pitch P1 of the edge portions PN and PS of each magnet MG is set to 30 degrees. This pitch P1 (30 degrees) coincides with the arrangement interval of each magnet MG along the rotation direction of the rotor 30, and is obtained based on "360 degrees ÷ 12 poles".

これに対し、駆動用の各センサSu,Sv,SwのピッチP2は20度に設定されている。このピッチP2(20度)は、ロータ30の回転方向に沿う各スロットSL(図2参照)の配置間隔と一致しており、「360度÷18スロット」に基づいて得られる。このように、本実施の形態における回転電機10は、[12極18スロット]のブラシレスモータを形成している。これにより、コギングトルクの発生が抑えられた滑らかな回転駆動が可能となっている。 On the other hand, the pitch P2 of each of the driving sensors Su, Sv, and Sw is set to 20 degrees. This pitch P2 (20 degrees) coincides with the arrangement interval of each slot SL (see FIG. 2) along the rotation direction of the rotor 30, and is obtained based on “360 degrees ÷ 18 slots”. As described above, the rotary electric machine 10 in the present embodiment forms a brushless motor having [12 poles and 18 slots]. This enables smooth rotary drive in which the generation of cogging torque is suppressed.

図5に示されるように、合計11個の標準マグネット33は、平面状に展開した状態において、凹溝等(異密度部等)を何も備えない単純な長方形形状に形成されている。そして、ロータ30の回転方向(図中左右方向)に対して、対向部SFの磁極がN極,S極,N極,S極…と交互に異極が現れるように配置されている。ここで、図5および図6(b)において、薄い網掛け部分がS極であり、濃い網掛け部分がN極である。 As shown in FIG. 5, a total of 11 standard magnets 33 are formed in a simple rectangular shape having no concave grooves or the like (different density portions or the like) in a flatly developed state. The magnetic poles of the opposing portions SF are arranged so that different poles appear alternately in the north pole, the south pole, the north pole, the south pole, etc. with respect to the rotation direction of the rotor 30 (the left-right direction in the drawing). Here, in FIGS. 5 and 6 (b), the thin shaded portion is the south pole and the dark shaded portion is the north pole.

これに対し、その他の1個の2段マグネット34は、図5および図6に示されるように、対向部SF側に凹溝34aを備えた異形マグネットとなっており、この凹溝34aを境界に、大きな表面積を占める第1着磁部34bと、当該第1着磁部34bの表面積よりも小さな表面積の第2着磁部34cと、が設けられている。そして、2段マグネット34は、対向部SFがN極の1極に着磁された標準マグネット33の間に配置されており、第1着磁部34bがS極に着磁され、第2着磁部34cがN極に着磁されている。つまり、第1着磁部34bの磁極および第2着磁部34cの磁極は、互いに異なっている。 On the other hand, the other two-stage magnet 34 is a deformed magnet having a concave groove 34a on the opposite portion SF side as shown in FIGS. 5 and 6, and is bounded by the concave groove 34a. A first magnetized portion 34b occupying a large surface area and a second magnetized portion 34c having a surface area smaller than the surface area of the first magnetized portion 34b are provided. The two-stage magnet 34 is arranged between the standard magnets 33 in which the opposing portion SF is magnetized to one pole of the N pole, the first magnetized portion 34b is magnetized to the S pole, and the second magnet is attached. The magnetic portion 34c is magnetized to the north pole. That is, the magnetic poles of the first magnetized portion 34b and the magnetic poles of the second magnetized portion 34c are different from each other.

また、2段マグネット34の凹溝34aが設けられた部分は、2段マグネット34の第1着磁部34bおよび第2着磁部34cの部分に比して薄肉となっている(図6(b)参照)。この薄肉となった部分は、第1および第2着磁部34b,34cの磁力よりも弱い磁力となった異密度部34dとなっている。具体的には、図6(b)に示されるように、異密度部34dの凹溝34a側(図中右側)の磁極は、第2着磁部34cと同じ磁極(ただし、異密度部34dはN弱)となっている。 Further, the portion of the two-stage magnet 34 provided with the concave groove 34a is thinner than the portions of the first magnetizing portion 34b and the second magnetizing portion 34c of the two-stage magnet 34 (FIG. 6 (FIG. 6). b) See). This thinned portion is a different density portion 34d having a magnetic force weaker than the magnetic force of the first and second magnetizing portions 34b and 34c. Specifically, as shown in FIG. 6B, the magnetic poles on the concave groove 34a side (right side in the drawing) of the different density portion 34d are the same magnetic poles as the second magnetized portion 34c (however, the different density portion 34d). Is a little less than N).

異密度部34dは、ロータ30の軸方向(図6の上下方向)に沿う第1着磁部34bと第2着磁部34cとの間に設けられており、かつ第1および第2着磁部34b,34cに対して、ロータ30の径方向に沿うステータ20側とは反対側(図6(b)の左側)に窪んで設けられている。そして、図6(b)に示されるように、異密度部34dの肉厚寸法t1は、第1および第2着磁部34b,34cの肉厚寸法t2の略半分となっている(t1≒t2/2)。 The different density portion 34d is provided between the first magnetizing portion 34b and the second magnetizing portion 34c along the axial direction of the rotor 30 (vertical direction in FIG. 6), and the first and second magnetizing portions 34d are provided. The portions 34b and 34c are recessed on the side opposite to the stator 20 side (left side in FIG. 6B) along the radial direction of the rotor 30. Then, as shown in FIG. 6B, the wall thickness dimension t1 of the different density portion 34d is substantially half of the wall thickness dimension t2 of the first and second magnetized portions 34b and 34c (t1≈ t2 / 2).

2段マグネット34の第2着磁部34cは、第1着磁部34bに比して大分小さくなっており、図5に示されるように、第2着磁部34cの厚み寸法w1は約2mmとなっている。つまり、第2着磁部34cの厚み寸法w1は、2段マグネット34の高さ寸法H(約20mm)の約10分の1の寸法となっている。言い換えれば、第1着磁部34bのロータ30の軸方向に対する長さ寸法(約17mm)の方が、第2着磁部34cのロータ30の軸方向に対する長さ寸法(約2mm)よりも大分大きくなっている。 The second magnetized portion 34c of the two-stage magnet 34 is much smaller than the first magnetized portion 34b, and as shown in FIG. 5, the thickness dimension w1 of the second magnetized portion 34c is about 2 mm. It has become. That is, the thickness dimension w1 of the second magnetized portion 34c is about one tenth of the height dimension H (about 20 mm) of the two-stage magnet 34. In other words, the axial length dimension (about 17 mm) of the rotor 30 of the first magnetized portion 34b is much larger than the axial length dimension (about 2 mm) of the rotor 30 of the second magnetized portion 34c. It's getting bigger.

また、異密度部34d(凹溝34a)の厚み寸法w2は約1mmとなっており、第2着磁部34cの厚み寸法w1(約2mm)の略半分となっている(w2≒w1/2)。そして、これらの第2着磁部34cおよび異密度部34d(凹溝34a)は、何れもロータ30の回転方向に帯状に延在されている。 Further, the thickness dimension w2 of the different density portion 34d (concave groove 34a) is about 1 mm, which is approximately half of the thickness dimension w1 (about 2 mm) of the second magnetized portion 34c (w2≈w1 / 2). ). Both the second magnetized portion 34c and the different density portion 34d (recessed groove 34a) extend in a band shape in the rotation direction of the rotor 30.

ここで、第1着磁部34bと第2着磁部34cとの間で、かつ異密度部34dの第1着磁部34b寄りの部分は、磁極の境界を示す境界部BLとなっている。具体的には、2段マグネット34の対向部SF上に設けられる境界部BLは、第1着磁部34bのS極と、第2着磁部34cおよび異密度部34dのN極との境界線となっている。つまり、異密度部34dのN極(弱)および第1着磁部34bのS極は、互いに境界部BLを跨がないようになっている。 Here, the portion between the first magnetized portion 34b and the second magnetized portion 34c and closer to the first magnetized portion 34b of the different density portion 34d is a boundary portion BL indicating the boundary of the magnetic poles. .. Specifically, the boundary portion BL provided on the opposite portion SF of the two-stage magnet 34 is the boundary between the S pole of the first magnetized portion 34b and the north pole of the second magnetized portion 34c and the different density portion 34d. It is a line. That is, the north pole (weak) of the different density portion 34d and the south pole of the first magnetizing portion 34b do not straddle the boundary portion BL with each other.

さらに、図5に示されるように、境界部BLの近傍には、仮想線(二点鎖線)で示されるように、検出境界線LNが形成されている。この検出境界線LNは、境界部BLよりも第1着磁部34b側に若干オフセットされており、W相用センサSwと回転センサSrとの間の丁度真ん中に配置されている。そして、検出境界線LNの第1着磁部34b側(図中下側)が、駆動用の各センサSu,Sv,Swが磁極の変化を検出し得る第1検出領域AR1となっており、検出境界線LNの第2着磁部34c側(図中上側)が、回転センサSrが磁極の変化を検出し得る第2検出領域AR2となっている。 Further, as shown in FIG. 5, a detection boundary line LN is formed in the vicinity of the boundary portion BL as shown by a virtual line (dashed-dotted line). The detection boundary line LN is slightly offset toward the first magnetizing portion 34b with respect to the boundary portion BL, and is arranged exactly in the center between the W phase sensor Sw and the rotation sensor Sr. The first magnetized portion 34b side (lower side in the figure) of the detection boundary line LN is the first detection region AR1 in which the driving sensors Su, Sv, and Sw can detect changes in the magnetic poles. The second magnetized portion 34c side (upper side in the drawing) of the detection boundary line LN is the second detection region AR2 in which the rotation sensor Sr can detect the change of the magnetic pole.

ここで、駆動用の各センサSu,Sv,Swの検出精度および回転センサSrの検出精度をそれぞれ向上させるためにも、ロータ30の軸方向に対する検出境界線LNの位置と境界部BLの位置とを、完全に一致させることが望ましい。このようにすることで、他方の磁極に影響を受けること無く、それぞれの磁極を精度良く検出することが可能となる。しかしながら実際には、構成部品の寸法精度がばらついたり、ステータ20に対するロータ30の軸ずれが生じたりするため、検出境界線LNの位置と境界部BLの位置とを完全に一致させることは困難である。 Here, in order to improve the detection accuracy of each of the driving sensors Su, Sv, Sw and the detection accuracy of the rotation sensor Sr, the position of the detection boundary line LN and the position of the boundary portion BL with respect to the axial direction of the rotor 30 It is desirable to make a perfect match. By doing so, it is possible to accurately detect each magnetic pole without being affected by the other magnetic pole. However, in reality, it is difficult to completely match the position of the detection boundary line LN with the position of the boundary portion BL because the dimensional accuracy of the component parts varies and the rotor 30 is misaligned with respect to the stator 20. be.

そこで、駆動用の各センサSu,Sv,Swが、より高精度に磁極の変化を検出可能となるように、設計上において、検出境界線LNを中心として、異密度部34d側に第1着磁部34bのS極を少しだけはみ出させている。これにより、駆動用の各センサSu,Sv,Swの検出精度が十分に確保され、回転電機10をスタータモータとして確実に駆動させることが可能となっている。 Therefore, in design, the first sensors Su, Sv, and Sw for driving are placed on the different density portion 34d side with the detection boundary line LN as the center so that the change of the magnetic pole can be detected with higher accuracy. The S pole of the magnetic portion 34b is slightly protruded. As a result, the detection accuracy of each of the driving sensors Su, Sv, and Sw is sufficiently ensured, and the rotary electric machine 10 can be reliably driven as a starter motor.

ここで、図5に示されるように、駆動用の各センサSu,Sv,SwのピッチP2は20度となっている。そのため、駆動用の各センサSu,Sv,Swは、1つのマグネットMGに対して同時に対向することが無い。そして、駆動用の各センサSu,Sv,Swが、それぞれ異なるタイミングで矩形波信号を出力することで、車載コントローラはロータ30の回転状態(回転方向や回転速度等)を把握するようになっている。 Here, as shown in FIG. 5, the pitch P2 of each of the driving sensors Su, Sv, and Sw is 20 degrees. Therefore, the driving sensors Su, Sv, and Sw do not face one magnet MG at the same time. Then, each of the driving sensors Su, Sv, and Sw outputs a rectangular wave signal at different timings, so that the in-vehicle controller grasps the rotation state (rotation direction, rotation speed, etc.) of the rotor 30. There is.

ここで、回転センサSrは、ロータ30が1回転する間に、2段マグネット34の部分において3回連続でN極と対向することになる。つまり、駆動用の各センサSu,Sv,Swが出力する矩形波信号の長さを「1」としたときに、駆動用の各センサSu,Sv,Swは、常に長さが「1」の矩形波信号を出力する。これに対し、回転センサSrは、3回連続してN極と対向すると、長さが「3」の矩形波信号を出力する。したがって、車載コントローラは、回転センサSrからの長い矩形波信号の入力に基づいて、ロータ30が1回転したことを把握することができる。 Here, the rotation sensor Sr faces the north pole three times in a row at the portion of the two-stage magnet 34 while the rotor 30 makes one rotation. That is, when the length of the rectangular wave signal output by each of the driving sensors Su, Sv, Sw is "1", the length of each of the driving sensors Su, Sv, Sw is always "1". Outputs a square wave signal. On the other hand, the rotation sensor Sr outputs a square wave signal having a length of "3" when facing the N pole three times in a row. Therefore, the in-vehicle controller can grasp that the rotor 30 has made one rotation based on the input of the long rectangular wave signal from the rotation sensor Sr.

このようにして、本実施の形態に係る回転電機10は、スタータモータとして効率良く回転駆動することができ、かつ点火タイミングや燃料噴射タイミングを確実に検出可能となっている。 In this way, the rotary electric machine 10 according to the present embodiment can be efficiently rotationally driven as a starter motor, and the ignition timing and the fuel injection timing can be reliably detected.

なお、図5に示されるように、回転センサSrは、ロータ30の軸方向に対して、N極に着磁された第2着磁部34cから第1着磁部34b側とは反対側に少しだけはみ出た位置に配置されている。これにより、回転センサSrは、検出境界線LNを中心として第2着磁部34c側に少しだけはみ出た第1着磁部34bのS極の影響を受け難くなっている。したがって、回転センサSrの検出精度も低下することが無い。 As shown in FIG. 5, the rotation sensor Sr is moved from the second magnetized portion 34c magnetized to the north pole to the side opposite to the first magnetized portion 34b side with respect to the axial direction of the rotor 30. It is placed in a position that slightly protrudes. As a result, the rotation sensor Sr is less likely to be affected by the S pole of the first magnetized portion 34b slightly protruding toward the second magnetized portion 34c with the detection boundary line LN as the center. Therefore, the detection accuracy of the rotation sensor Sr does not decrease.

次に、合計12個のマグネットMG(11個の標準マグネット33および1個の2段マグネット34)が設けられたロータ30の製造方法(組立手順)について、図面を用いて詳細に説明する。 Next, a manufacturing method (assembly procedure) of the rotor 30 provided with a total of 12 magnets MG (11 standard magnets 33 and 1 two-stage magnet 34) will be described in detail with reference to the drawings.

[マグネット素材準備工程]
まず、図7(a)に示されるように、2段マグネット34となる1つ(1個)の2段マグネット素材W1と、標準マグネット33となる複数(11個)の標準マグネット素材W2とを準備する。これにより、[マグネット素材準備工程]が完了する。
[Magnet material preparation process]
First, as shown in FIG. 7A, one (one) two-stage magnet material W1 serving as a two-stage magnet 34 and a plurality (11) standard magnet materials W2 serving as a standard magnet 33 are formed. prepare. This completes the [Magnet material preparation process].

ここで、各マグネット素材W1,W2はそれぞれ焼結品であって、特定形状の金型を用いて焼結成形を行うことで、図7(a)に示されるような形状となる。ただし、2段マグネット素材W1においては、焼結成形後の標準マグネット素材W2に対して切削加工等を施すことで、図6に示されるように、凹溝34aを形成するようにしても良い。 Here, each of the magnet materials W1 and W2 is a sintered product, and by performing sintering molding using a mold having a specific shape, the shape as shown in FIG. 7A is obtained. However, in the two-stage magnet material W1, the concave groove 34a may be formed as shown in FIG. 6 by performing cutting or the like on the standard magnet material W2 after sintering and molding.

また、2段マグネット素材W1および標準マグネット素材W2は、着磁作業を行っていない状態の素材、つまり磁力を有さない素材となっている。したがって、部品単体において磁力で互いに張り付くことが無い。よって、これらの部品管理を容易にすることができ、ロータ本体31(図3参照)への組み付け作業性を向上させることが可能となっている。 Further, the two-stage magnet material W1 and the standard magnet material W2 are materials in a state where magnetization work has not been performed, that is, materials having no magnetic force. Therefore, the individual parts do not stick to each other by magnetic force. Therefore, it is possible to facilitate the management of these parts and improve the workability of assembling to the rotor main body 31 (see FIG. 3).

なお、図7においては、着磁作業の状態を分かり易くするために、2段マグネット素材W1(2段マグネット34)、およびその両隣に配置される一対の標準マグネット素材W2(標準マグネット33)のみを示している。 In FIG. 7, only the two-stage magnet material W1 (two-stage magnet 34) and the pair of standard magnet materials W2 (standard magnet 33) arranged on both sides of the two-stage magnet material W1 (two-stage magnet 34) are arranged so that the state of the magnetizing work can be easily understood. Is shown.

[マグネット素材固定工程]
次に、[マグネット素材準備工程]で準備した1個の2段マグネット素材W1および11個の標準マグネット素材W2を、ロータ本体31の側壁部31b(図3参照)の径方向内側に、その周方向に並べて固定する作業を行う。このとき、側壁部31bの径方向内側に所定量の接着剤(図示せず)を塗布し、当該接着剤が乾燥する前にマグネットホルダHD(図3参照)を用いて合計12個の各マグネット素材W1,W2を、側壁部31bに密着させて位置決めする。
[Magnet material fixing process]
Next, one two-stage magnet material W1 and 11 standard magnet materials W2 prepared in the [Magnet material preparation step] are placed around the side wall portion 31b (see FIG. 3) of the rotor main body 31 in the radial direction. Perform the work of arranging and fixing in the direction. At this time, a predetermined amount of adhesive (not shown) is applied to the inside of the side wall portion 31b in the radial direction, and a total of 12 magnets are used using a magnet holder HD (see FIG. 3) before the adhesive dries. The materials W1 and W2 are positioned in close contact with the side wall portion 31b.

これにより、ロータ本体31の周方向に各マグネット素材W1,W2が間隔寸法G(約2mm)で並べられて固定される(図3および図5参照)。これにより、[マグネット素材固定工程]が完了する。ここで、接着剤を素早くかつ確実に乾燥させるために、各マグネット素材W1,W2が固定されたロータ本体31を、乾燥炉(図示せず)に入れても構わない。このとき、各マグネット素材W1,W2は着磁前の状態であるため、熱減磁等の不具合が生じることは無い。 As a result, the magnet materials W1 and W2 are arranged and fixed in the circumferential direction of the rotor body 31 with an interval dimension G (about 2 mm) (see FIGS. 3 and 5). This completes the [Magnet material fixing process]. Here, in order to dry the adhesive quickly and surely, the rotor main body 31 to which the magnet materials W1 and W2 are fixed may be put into a drying furnace (not shown). At this time, since the magnet materials W1 and W2 are in the state before magnetism, problems such as thermal demagnetization do not occur.

[一次着磁工程]
次に、図7(a)に示されるように、各マグネット素材W1,W2を、ロータ30の回転方向にN極およびS極が交互に現れるように1回目の着磁作業を実施する。このとき、ロータ本体31における側壁部31bの径方向内側に、各マグネット素材W1,W2をそれぞれ個別にかつ一度に着磁可能な第1着磁装置MM1(詳細図示せず)をセットする。より具体的には、各マグネット素材W1,W2におけるステータ20との対向部SFに第1着磁装置MM1をセットし、当該第1着磁装置MM1に設けられたそれぞれの着磁コイルMC1を、各マグネット素材W1,W2のステータ20との対向部SFの正面に対向させる。
[Primary magnetizing process]
Next, as shown in FIG. 7A, the first magnetizing operation is performed on the magnet materials W1 and W2 so that the north and south poles appear alternately in the rotation direction of the rotor 30. At this time, a first magnetizing device MM1 (not shown in detail) capable of magnetizing the magnet materials W1 and W2 individually and at once is set inside the side wall portion 31b of the rotor main body 31 in the radial direction. More specifically, the first magnetizing device MM1 is set in the portion SF facing the stator 20 in each of the magnet materials W1 and W2, and each magnetizing coil MC1 provided in the first magnetizing device MM1 is set. The magnet materials W1 and W2 face the front surface of the SF facing the stator 20.

その後、第1着磁装置MM1を駆動して、それぞれの着磁コイルMC1に所定の大きさの電流を流す。このとき、図7(a)に示されるように、それぞれの着磁コイルMC1に流れる電流の向きを変えるようにする。すると、図7(b)の網掛け部分に示されるように、2段マグネット素材W1における対向部SFの全面がS極に着磁され、その両隣の標準マグネット素材W2における対向部SFの全面がそれぞれN極に着磁される。これにより、[一次着磁工程]が完了する。 After that, the first magnetizing device MM1 is driven to pass a current of a predetermined magnitude through each magnetizing coil MC1. At this time, as shown in FIG. 7A, the direction of the current flowing through each magnetizing coil MC1 is changed. Then, as shown in the shaded portion of FIG. 7B, the entire surface of the facing portion SF in the two-stage magnet material W1 is magnetized to the S pole, and the entire surface of the facing portion SF in the standard magnet material W2 on both sides thereof is magnetized. Each is magnetized to the N pole. As a result, the [primary magnetizing step] is completed.

[二次着磁工程]
次に、図7(b)に示されるように、2段マグネット素材W1のみを再度着磁する2回目の着磁作業を実施する。このとき、上述の[一次着磁工程]で用いた第1着磁装置MM1とは別の第2着磁装置MM2を用いる。具体的には、第2着磁装置MM2は、1つの2段着磁コイルMC2を備えている。この2段着磁コイルMC2は、2段マグネット素材W1の対向部SFを、大きい表面積のS極の部分と小さい表面積のN極の部分とに着磁するようになっている。つまり、2段着磁コイルMC2は、大きなS極用コイルMSと小さなN極用コイルMNとを備えている。
[Secondary magnetizing process]
Next, as shown in FIG. 7B, a second magnetizing operation is performed in which only the two-stage magnet material W1 is magnetized again. At this time, a second magnetizing device MM2 different from the first magnetizing device MM1 used in the above-mentioned [primary magnetizing step] is used. Specifically, the second magnetizing device MM2 includes one two-stage magnetizing coil MC2. The two-stage magnetizing coil MC2 magnetizes the facing portion SF of the two-stage magnet material W1 to the S pole portion having a large surface area and the N pole portion having a small surface area. That is, the two-stage magnetizing coil MC2 includes a large S-pole coil MS and a small N-pole coil MN.

そして、2段着磁コイルMC2を、2段マグネット素材W1のステータ20との対向部SFの正面に対向させる。これにより、2段マグネット素材W1の第1着磁部34bにS極用コイルMSが対向し、2段マグネット素材W1の第2着磁部34cにN極用コイルMNが対向する。 Then, the two-stage magnetizing coil MC2 is made to face the front surface of the facing portion SF of the two-stage magnet material W1 with the stator 20. As a result, the S-pole coil MS faces the first magnetizing portion 34b of the two-stage magnet material W1, and the N-pole coil MN faces the second magnetizing portion 34c of the two-stage magnet material W1.

次いで、第2着磁装置MM2を駆動して、2段着磁コイルMC2のS極用コイルMSおよびN極用コイルMNに、それぞれ所定の大きさの電流を流す。このとき、図7(b)に示されるように、S極用コイルMSおよびN極用コイルMNに流れる電流の向きは、それぞれ逆向きとなる。 Next, the second magnetizing device MM2 is driven to pass a current of a predetermined magnitude through the S-pole coil MS and the N-pole coil MN of the two-stage magnetizing coil MC2. At this time, as shown in FIG. 7B, the directions of the currents flowing through the S-pole coil MS and the N-pole coil MN are opposite to each other.

これにより、図7(c)の網掛け部分に示されるように、2段マグネット素材W1の異密度部34d(凹溝34a)が設けられる部分を境界部BLとして、第1着磁部34bがS極(一の磁極)に着磁され、第2着磁部34cがN極(他の磁極)に着磁される。これにより、[二次着磁工程]が完了し、2段マグネット素材W1が2段に着磁されて、2段マグネット34が完成する。このとき、凹溝34aの部分の異密度部34dはN極(弱)に着磁される。これは、異密度部34dが、N極用コイルMNから離れているためである。これにより、全ての着磁工程が終了し、ロータ30が完成する。 As a result, as shown in the shaded portion of FIG. 7C, the first magnetized portion 34b has a portion where the different density portion 34d (recessed groove 34a) of the two-stage magnet material W1 is provided as the boundary portion BL. It is magnetized to the S pole (one magnetic pole), and the second magnetized portion 34c is magnetized to the N pole (the other magnetic pole). As a result, the [secondary magnetizing step] is completed, the two-stage magnet material W1 is magnetized in two stages, and the two-stage magnet 34 is completed. At this time, the different density portion 34d of the concave groove 34a portion is magnetized to the north pole (weak). This is because the different density portion 34d is separated from the N-pole coil MN. As a result, all the magnetizing steps are completed, and the rotor 30 is completed.

ここで、上述の[一次着磁工程]および[二次着磁工程]が、本発明の着磁工程を構成している。 Here, the above-mentioned [primary magnetizing step] and [secondary magnetizing step] constitute the magnetizing step of the present invention.

また、S極用コイルMSおよびN極用コイルMNは、境界部BLを境に互いに対極を着磁する。そのため、境界部BLを境にS極およびN極を明瞭に分けることが可能となっている。さらに、2段マグネット素材W1に凹溝34a(異密度部34d)を設けているので、これにより[二次着磁工程]における所謂「着磁だれ」の発生が抑えられている。なお、当該「着磁だれ」が発生した場合には、駆動用の各センサSu,Sv,Sw(図5参照)の検出精度を低下させることになる。 Further, the S-pole coil MS and the N-pole coil MN magnetize opposite poles to each other with the boundary portion BL as a boundary. Therefore, it is possible to clearly separate the S pole and the N pole with the boundary portion BL as a boundary. Further, since the two-stage magnet material W1 is provided with the concave groove 34a (different density portion 34d), the occurrence of so-called "magnetism dripping" in the [secondary magnetizing step] is suppressed. When the "magnetized drool" occurs, the detection accuracy of each of the driving sensors Su, Sv, and Sw (see FIG. 5) is lowered.

以下、駆動用の各センサSu,Sv,Swの検出精度を低下させる所謂「着磁だれ」の発生メカニズムについて、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the mechanism of generating the so-called “magnetized droop” that reduces the detection accuracy of each of the driving sensors Su, Sv, and Sw will be described in detail with reference to the drawings.

ここで、図8に示されるように、凹溝等を何も備えず、単純な長方形形状に形成された2段マグネットA(比較例)を有するロータをモデルに説明する。本比較例では、同じ形状の3つの標準マグネット素材Bを準備しつつ、上述した[一次着磁工程]および[二次着磁工程]と全く同じ工程を経て、真ん中の標準マグネット素材Bのみを2段マグネットAにする。 Here, as shown in FIG. 8, a rotor having a two-stage magnet A (comparative example) formed in a simple rectangular shape without any concave groove or the like will be described as a model. In this comparative example, while preparing three standard magnet materials B having the same shape, only the standard magnet material B in the middle is subjected to exactly the same steps as the above-mentioned [primary magnetizing step] and [secondary magnetizing step]. Use a two-stage magnet A.

この場合、ロータの回転方向に沿う2段マグネットAの両側に、所謂「着磁だれ」が発生してしまう。ここで言う「着磁だれ」とは、図8の破線円に示されるように、ロータの回転方向に沿う第2着磁部34cの両側のN極の部分が、検出境界線LNを越えて第1着磁部34b側にはみ出てしまう現象のことである。これは、2段マグネットAの両隣に配置された、対向部SFがN極に着磁された標準マグネットCの磁力の影響を受けることに起因する。そこで、この「着磁だれ」の発生を防止するために、本実施の形態では、「着磁だれ」が発生し得る箇所に予め凹溝34a(図6参照)を設けている。 In this case, so-called "magnetizing drips" are generated on both sides of the two-stage magnet A along the rotation direction of the rotor. As shown by the broken line circle in FIG. 8, the “magnetized spill” referred to here means that the N poles on both sides of the second magnetized portion 34c along the rotation direction of the rotor cross the detection boundary line LN. This is a phenomenon in which the magnetized portion 34b protrudes to the side. This is because the opposing portion SFs arranged on both sides of the two-stage magnet A are affected by the magnetic force of the standard magnet C magnetized on the N pole. Therefore, in order to prevent the occurrence of this "magnetized drool", in the present embodiment, a concave groove 34a (see FIG. 6) is provided in advance at a place where the "magnetized drool" can occur.

そして、凹溝34aを形成する「空間」が、標準マグネットCの磁力の伝達を遮るようにして機能し、これにより、図7(c)に示されるように、両隣の標準マグネット33における対向部SFのN極の影響を受けずに済む。その際に、薄肉の異密度部34dは、凹溝34aを介してN極用コイルMNから離れているため、弱いN極に着磁されるようになっている。いずれにしても、境界部BLを境に、第1着磁部34bをS極に、第2着磁部34cをN極に、それぞれ明瞭に分けて着磁することが可能となっている。 Then, the "space" forming the concave groove 34a functions so as to block the transmission of the magnetic force of the standard magnet C, whereby, as shown in FIG. 7 (c), the opposing portions of the standard magnets 33 on both sides. It does not have to be affected by the north pole of SF. At that time, since the thin-walled different density portion 34d is separated from the N-pole coil MN via the concave groove 34a, it is magnetized to the weak N-pole. In any case, it is possible to clearly separate the first magnetizing portion 34b into the S pole and the second magnetizing portion 34c into the N pole with the boundary portion BL as a boundary.

以上詳述したように、本実施の形態に係る回転電機10によれば、U相用,V相用,W相用センサSu,Sv,Swと対向する第1着磁部34bおよび回転センサSrと対向する第2着磁部34cを有し、第1および第2着磁部34b,34cの磁極を互いに異ならせた2段マグネット34において、2段マグネット34のロータ30の軸方向に沿う第1着磁部34bと第2着磁部34cとの間に、第1および第2着磁部34b,34cの磁力よりも弱い磁力(N弱)を有する異密度部34dが設けられている。 As described in detail above, according to the rotary electric machine 10 according to the present embodiment, the first magnetizing portion 34b and the rotation sensor Sr facing the U-phase, V-phase, and W-phase sensors Su, Sv, and Sw. In a two-stage magnet 34 having a second magnetized portion 34c facing the magnet and having magnetic poles of the first and second magnetized portions 34b and 34c different from each other, a second magnet 34 along the axial direction of the rotor 30 of the two-stage magnet 34. Between the first magnetized portion 34b and the second magnetized portion 34c, a different density portion 34d having a magnetic force (N weak) weaker than the magnetic force of the first and second magnetized portions 34b and 34c is provided.

これにより、第1着磁部34bおよび第2着磁部34cを互いに異極に着磁する際に、異密度部34dの部分を境界部BLとして、ロータ30の軸方向に沿う2段マグネット34の一側と他側とで磁極を明瞭に分けることが可能となる。このとき、2段マグネット34を2段に着磁する際に、異密度部34dの着磁が抑えられるため、ロータ30の回転方向に沿う2段マグネット34の両側に配置された標準マグネット33の磁極に影響されることが抑えられる。すなわち、異極同士の境界部BLを不明瞭にする所謂「着磁だれ」(図8参照)の発生を抑えて、1つのマグネットMGにおいて異極同士の境界部BLを明瞭にでき、ひいては製品毎に特性がばらつくことが抑えられ、かつ精度良く作動させることが可能となる。 As a result, when the first magnetizing portion 34b and the second magnetizing portion 34c are magnetized to different poles from each other, the two-stage magnet 34 along the axial direction of the rotor 30 is set with the portion of the different density portion 34d as the boundary portion BL. It is possible to clearly separate the magnetic poles on one side and the other side. At this time, when the two-stage magnet 34 is magnetized in two stages, the magnetism of the different density portion 34d is suppressed, so that the standard magnets 33 arranged on both sides of the two-stage magnet 34 along the rotation direction of the rotor 30 It is suppressed from being affected by the magnetic poles. That is, the occurrence of so-called "magnetized droop" (see FIG. 8) that obscures the boundary BL between different poles can be suppressed, and the boundary BL between different poles can be made clear in one magnet MG, which in turn is a product. It is possible to suppress the variation in characteristics for each case and to operate with high accuracy.

また、本実施の形態に係る回転電機10によれば、第1着磁部34bのロータ30の軸方向に対する長さ寸法が、第2着磁部34cのロータ30の軸方向に対する長さ寸法よりも大きいので、より精度良く磁極の変化を検出させる必要がある駆動用の各センサSu,Sv,Swの検出精度を、十分に確保することが可能となる。よって、回転電機10をスタータモータとして確実に駆動させることができる。 Further, according to the rotary electric machine 10 according to the present embodiment, the length dimension of the first magnetizing portion 34b with respect to the axial direction of the rotor 30 is larger than the length dimension of the second magnetizing portion 34c with respect to the axial direction. Therefore, it is possible to sufficiently secure the detection accuracy of each of the driving sensors Su, Sv, and Sw, which needs to detect the change of the magnetic pole more accurately. Therefore, the rotary electric machine 10 can be reliably driven as a starter motor.

さらに、本実施の形態に係る回転電機10によれば、異密度部34dは、第1および第2着磁部34b,34cに対して、ロータ30の径方向に沿うステータ20側とは反対側に窪んでいるので、上述の[二次着磁工程]において、2段着磁コイルMC2のN極用コイルMNから離すことができる。よって、異密度部34dを弱いN極(N弱)に着磁することができ、ひいては「着磁だれ」の発生を確実に抑えて、異極同士の境界部BLをより明瞭にできる。 Further, according to the rotary electric machine 10 according to the present embodiment, the different density portions 34d are on the side opposite to the stator 20 side along the radial direction of the rotor 30 with respect to the first and second magnetizing portions 34b and 34c. Since it is recessed in, it can be separated from the N-pole coil MN of the two-stage magnetizing coil MC2 in the above-mentioned [secondary magnetizing step]. Therefore, the different density portion 34d can be magnetized to a weak N pole (N weak), and thus the occurrence of "magnetized drool" can be reliably suppressed, and the boundary portion BL between different poles can be made clearer.

また、本実施の形態に係るロータ30の製造方法によれば、磁力を有さない2段マグネット素材W1および標準マグネット素材W2を準備し、これらのマグネット素材W1,W2をロータ30に並べて固定した後で、[一次着磁工程]および[二次着磁工程]を経て、ロータ30を完成させるので、磁力を有する2段マグネットおよび標準マグネットを、予めロータに固定する場合に比して、組み立て前の部品管理を容易にしつつ、ロータの組み立て作業を容易にすることが可能となる。 Further, according to the method for manufacturing the rotor 30 according to the present embodiment, a two-stage magnet material W1 and a standard magnet material W2 having no magnetic force are prepared, and these magnet materials W1 and W2 are arranged side by side and fixed to the rotor 30. Later, the rotor 30 is completed through the [primary magnetizing step] and the [secondary magnetizing step], so that the two-stage magnet having magnetic force and the standard magnet are assembled as compared with the case where they are fixed to the rotor in advance. It is possible to facilitate the rotor assembly work while facilitating the previous parts management.

次に、本発明の実施の形態2について、図面を用いて詳細に説明する。図9は実施の形態2の2段マグネットを示す斜視図を示している。 Next, Embodiment 2 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 9 shows a perspective view showing the two-stage magnet of the second embodiment.

実施の形態2の2段マグネット40は、押し出し成形により3色に形成されたプラスチックマグネット素材W3を着磁処理することで、図9の網掛け部分に示されるように着磁される。具体的には、上述した[一次着磁工程]および[二次着磁工程]と全く同じ工程を経ることで、プラスチックマグネット素材W3から2段マグネット40となる。なお、実施の形態2の2段マグネット40においても、その両隣にはそれぞれ標準マグネット33(図5参照)が配置されるようになっている。 The two-stage magnet 40 of the second embodiment is magnetized as shown in the shaded portion of FIG. 9 by magnetizing the plastic magnet material W3 formed in three colors by extrusion molding. Specifically, by going through exactly the same steps as the above-mentioned [primary magnetizing step] and [secondary magnetizing step], the plastic magnet material W3 becomes a two-stage magnet 40. Also in the two-stage magnet 40 of the second embodiment, standard magnets 33 (see FIG. 5) are arranged on both sides of the two-stage magnet 40.

2段マグネット40は、可撓性を有するシート状(平板状)に形成されており、大きな表面積を占める第1着磁部41と、当該第1着磁部41の表面積よりも小さな表面積の第2着磁部42と、を備えている。なお、第1着磁部41が駆動用の各センサSu,Sv,Sw(図5参照)と対向し、第2着磁部42が、回転センサSr(図5参照)と対向する。そして、対向部SF上の第1着磁部41はS極に着磁され、対向部SF上の第2着磁部42はN極に着磁されており、第1着磁部41の磁極および第2着磁部42の磁極は、互いに異なっている。 The two-stage magnet 40 is formed in a flexible sheet shape (flat plate shape), and has a first magnetized portion 41 that occupies a large surface area and a surface area smaller than the surface area of the first magnetized portion 41. It includes two magnetizing portions 42. The first magnetizing portion 41 faces each of the driving sensors Su, Sv, Sw (see FIG. 5), and the second magnetizing portion 42 faces the rotation sensor Sr (see FIG. 5). The first magnetized portion 41 on the opposing portion SF is magnetized to the S pole, the second magnetized portion 42 on the opposing portion SF is magnetized to the N pole, and the magnetic pole of the first magnetized portion 41. And the magnetic poles of the second magnetized portion 42 are different from each other.

また、2段マグネット40のロータ30の軸方向(図中上下方向)に沿う第1着磁部41と第2着磁部42との間には、第1および第2着磁部41,42が磁力を有するのに対して磁力を有さない異密度部43(網掛け無し)が設けられている。この異密度部43の部分は、磁性材料を含有しないプラスチック材料(非磁性体)により形成されており、着磁処理のときに着磁されることが無い。 Further, between the first magnetizing portion 41 and the second magnetizing portion 42 along the axial direction (vertical direction in the drawing) of the rotor 30 of the two-stage magnet 40, the first and second magnetizing portions 41 and 42 Is provided with a different density portion 43 (without shading) which has a magnetic force but does not have a magnetic force. The portion of the different density portion 43 is formed of a plastic material (non-magnetic material) that does not contain a magnetic material, and is not magnetized during the magnetizing treatment.

なお、ロータ30の軸方向および周方向に沿う第1着磁部41,第2着磁部42および異密度部43の寸法関係は、実施の形態1の2段マグネット34(図5参照)と略同様になっている。ただし、2段マグネット40はシート状であるため、その肉厚寸法t3は、実施の形態1の2段マグネット34の肉厚寸法t2(図6(b)参照)に比して薄くなっている(t3<t2)。 The dimensional relationship between the first magnetized portion 41, the second magnetized portion 42, and the different density portion 43 along the axial and circumferential directions of the rotor 30 is the same as that of the two-stage magnet 34 (see FIG. 5) of the first embodiment. It is almost the same. However, since the two-stage magnet 40 has a sheet shape, its wall thickness dimension t3 is thinner than the wall thickness dimension t2 (see FIG. 6B) of the two-stage magnet 34 of the first embodiment. (T3 <t2).

ここで、第1着磁部41および第2着磁部42は、いずれも同量の磁性材料を含有したプラスチック材料(同素材)により形成され、いずれも略同じ大きさの磁力に着磁可能となっている。なお、異密度部43は、その磁力が第1および第2着磁部41,42の磁力よりも弱ければ良いので、磁性材料を少しだけ含有したプラスチック材料(弱磁性体)により形成することもできる。 Here, the first magnetizing portion 41 and the second magnetizing portion 42 are both formed of a plastic material (the same material) containing the same amount of magnetic material, and both can be magnetized to a magnetic force of substantially the same magnitude. It has become. Since the magnetic force of the different density portion 43 may be weaker than the magnetic force of the first and second magnetizing portions 41 and 42, the different density portion 43 may be formed of a plastic material (weak magnetic material) containing a small amount of a magnetic material. can.

このような実施の形態2においても、上述した実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態2では、2段マグネット40を、可撓性を有する「プラスチックマグネット」で構成したので、必要なサイズに合わせて押し出し成形後に任意の長さに切断することができる。よって、2段マグネット40を、容易に製造することができる。また、2段マグネット40は変形自在なため、当該2段マグネット40が装着される複数のロータのバリエーション(大径ロータや小径ロータ等)に、容易に対応することができる。 Even in such a second embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. In addition to this, in the second embodiment, since the two-stage magnet 40 is composed of a flexible "plastic magnet", it can be cut to an arbitrary length after extrusion molding according to a required size. .. Therefore, the two-stage magnet 40 can be easily manufactured. Further, since the two-stage magnet 40 is deformable, it is possible to easily cope with variations of a plurality of rotors (large-diameter rotor, small-diameter rotor, etc.) on which the two-stage magnet 40 is mounted.

本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、図7に示されるように、着磁工程において、第1着磁装置MM1を用いた[一次着磁工程]と、第2着磁装置MM2を用いた[二次着磁工程]とを、それぞれこの順番で個別に実施した場合を示したが、本発明はこれに限らない。例えば、複数の着磁コイルMC1と1つの2段着磁コイルMC2とを備えた1つの着磁装置(図示せず)を用いることで、1回の着磁動作で一気に図7(c)に示されるような着磁状態(完成)にすることもできる。この場合、着磁工程に要する時間を半減させることができ、ひいては製造コストを低減することが可能となる。 It goes without saying that the present invention is not limited to each of the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. For example, in each of the above embodiments, as shown in FIG. 7, in the magnetizing step, the first magnetizing device MM1 is used [primary magnetizing step] and the second magnetizing device MM2 is used [. The secondary magnetizing step] has been shown individually in this order, but the present invention is not limited to this. For example, by using one magnetizing device (not shown) provided with a plurality of magnetizing coils MC1 and one two-stage magnetizing coil MC2, a single magnetizing operation can be shown in FIG. 7 (c) at once. It can also be in the magnetized state (completed) as shown. In this case, the time required for the magnetizing process can be halved, and the manufacturing cost can be reduced.

また、上記各実施の形態においては、回転電機10を、「12極18スロット」のブラシレスモータ構造としたものを示したが、本発明はこれに限らず、他の極数および他のスロット数であっても構わない。 Further, in each of the above embodiments, the rotary electric machine 10 has a brushless motor structure of "12 poles and 18 slots", but the present invention is not limited to this, and the number of other poles and the number of other slots are not limited to this. It doesn't matter.

さらに、上記各実施の形態においては、回転電機10を、自動二輪車等のスタータおよび発電機に用いられるACGスタータとしたものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、耕運機などの農機具や小型船舶の船外機等のエンジンの始動に用いられるACGスタータ(回転電機)にも適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, the rotary electric machine 10 is used as a starter for a motorcycle or the like and an ACG starter used for a generator, but the present invention is not limited to this, and for example, agricultural machinery such as a cultivator. It can also be applied to an ACG starter (rotary electric machine) used for starting an engine of an outboard motor of a small vessel or a small vessel.

その他、上記各実施の形態における各構成要素の材質,形状,寸法,数,設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記各実施の形態に限定されない。 In addition, the material, shape, dimensions, number, installation location, etc. of each component in each of the above embodiments are arbitrary as long as the present invention can be achieved, and are not limited to the above embodiments.

10 回転電機
20 ステータ
21 ステータコア
21a 本体部
21b ティース
21c インシュレータ
22 センサユニット
23 ハウジング
23a 固定部
23b センサ収容部
24u,24v,24w センサ基板
30 ロータ
31 ロータ本体
31a 底壁部
31b 側壁部
32 ボス部
33 標準マグネット(マグネット)
34 2段マグネット(マグネット)
34a 凹溝
34b 第1着磁部
34c 第2着磁部
34d 異密度部
40 2段マグネット
41 第1着磁部
42 第2着磁部
43 異密度部
A 2段マグネット
AR1 第1検出領域
AR2 第2検出領域
B 標準マグネット素材
BL 境界部
C 標準マグネット
Cu U相コイル(コイル)
Cv V相コイル(コイル)
Cw W相コイル(コイル)
HD マグネットホルダ
LN 検出境界線
MC1 着磁コイル
MC2 2段着磁コイル
MG マグネット
MM1 第1着磁装置(着磁装置)
MM2 第2着磁装置(着磁装置)
MN N極用コイル
MS S極用コイル
PN,PS エッジ部分
SF 対向部
SL スロット
Sr 回転センサ(第2磁気検出部)
Su U相用センサ(第1磁気検出部)
Sv V相用センサ(第1磁気検出部)
Sw W相用センサ(第1磁気検出部)
W1 2段マグネット素材(マグネット素材)
W2 標準マグネット素材(マグネット素材)
W3 プラスチックマグネット素材(マグネット素材)
10 Rotating electric machine 20 Stator 21 Stator core 21a Main body 21b Teeth 21c Insulator 22 Sensor unit 23 Housing 23a Fixed part 23b Sensor housing part 24u, 24v, 24w Sensor board 30 Rotor 31 Rotor body 31a Bottom wall part 31b Side wall part 32 Boss part 33 Standard Magnet (magnet)
34 Two-stage magnet (magnet)
34a Concave groove 34b 1st magnetizing part 34c 2nd magnetizing part 34d Different density part 40 2nd stage magnet 41 1st magnetizing part 42 2nd magnetizing part 43 Different density part A 2nd stage magnet AR1 1st detection area AR2 No. 2 Detection area B Standard magnet material BL Boundary C Standard magnet Cu U-phase coil (coil)
Cv V phase coil (coil)
Cw W phase coil (coil)
HD magnet holder LN detection boundary line MC1 magnetizing coil MC2 two-stage magnetizing coil MG magnet MM1 first magnetizing device (magnetizing device)
MM2 2nd magnetizing device (magnetizing device)
MN N-pole coil MS S-pole coil PN, PS Edge part SF Opposing part SL slot Sr Rotation sensor (second magnetic detector part)
Su U phase sensor (first magnetic detector)
Sv V phase sensor (first magnetic detector)
Sw W phase sensor (1st magnetic detector)
W1 2-stage magnet material (magnet material)
W2 standard magnet material (magnet material)
W3 plastic magnet material (magnet material)

Claims (6)

複数のコイルが巻装されたステータと、
前記ステータに対して回転するロータと、
を備えた回転電機であって、
前記ステータに設けられ、前記ロータの回転方向に並んで配置された3つの第1磁気検出部と、
前記ステータに設けられ、前記第1磁気検出部に対して前記ロータの軸方向にずれて配置された1つの第2磁気検出部と、
前記ロータに設けられ、前記第1および第2磁気検出部と対向し、前記ロータの回転方向にN極およびS極が交互に現れるように配置された複数のマグネットと、
を有し、
前記複数のマグネットのうちの1つが、前記第1磁気検出部と対向する第1着磁部および前記第2磁気検出部と対向する第2着磁部を有し、前記第1および第2着磁部の磁極を互いに異ならせた2段マグネットであり、
前記2段マグネットの前記ロータの軸方向に沿う前記第1着磁部と前記第2着磁部との間に、前記第1および第2着磁部の磁力よりも弱い磁力を有するかまたは磁力を有さない異密度部が設けられていることを特徴とする、
回転電機。
A stator with multiple coils wound around it,
A rotor that rotates with respect to the stator,
It is a rotary electric machine equipped with
Three first magnetic detectors provided on the stator and arranged side by side in the rotation direction of the rotor,
A second magnetic detector provided on the stator and arranged so as to be displaced in the axial direction of the rotor with respect to the first magnetic detector.
A plurality of magnets provided on the rotor, facing the first and second magnetic detectors, and arranged so that N poles and S poles appear alternately in the rotation direction of the rotor.
Have,
One of the plurality of magnets has a first magnetized portion facing the first magnetic detector and a second magnetized portion facing the second magnetic detector, and the first and second magnets are attached. It is a two-stage magnet in which the magnetic poles of the magnetic part are different from each other.
Between the first magnetized portion and the second magnetized portion along the axial direction of the rotor of the two-stage magnet, there is a magnetic force weaker than the magnetic force of the first and second magnetized portions, or a magnetic force. It is characterized in that a different density part having no magnetism is provided.
Rotating electric machine.
前記第1着磁部の前記ロータの軸方向に対する長さ寸法が、前記第2着磁部の前記ロータの軸方向に対する長さ寸法よりも大きいことを特徴とする、
請求項1に記載の回転電機。
The length dimension of the first magnetized portion with respect to the axial direction of the rotor is larger than the length dimension of the second magnetized portion with respect to the axial direction of the rotor.
The rotary electric machine according to claim 1.
前記異密度部は、前記第1および第2着磁部に対して、前記ロータの径方向に沿う前記ステータ側とは反対側に窪んでいることを特徴とする、
請求項1または請求項2に記載の回転電機。
The different density portion is recessed with respect to the first and second magnetized portions on the side opposite to the stator side along the radial direction of the rotor.
The rotary electric machine according to claim 1 or 2.
ステータに対して回転するロータの製造方法であって、
前記ロータの軸方向に対して互いに異なる磁極に着磁される第1着磁部および第2着磁部を有し、かつ前記第1着磁部と前記第2着磁部との間に前記第1および第2着磁部よりも弱い磁力に着磁されるかまたは着磁されない異密度部を有する1つの2段マグネット素材と、前記異密度部を備えない複数の標準マグネット素材と、を準備するマグネット素材準備工程と、
前記2段マグネット素材および前記標準マグネット素材を、前記ロータの周方向に並べて前記ロータに固定するマグネット素材固定工程と、
前記ロータに固定された前記2段マグネット素材および前記標準マグネット素材における前記ステータとの対向部に着磁装置をセットし、前記標準マグネット素材を前記ロータの回転方向に交互に異極が現れるように着磁し、かつ前記2段マグネット素材の前記異密度部が設けられる部分を境界部として、前記ステータに設けられた第1磁気検出部と対向する前記第1着磁部を一の磁極に着磁し、前記ステータに設けられた第2磁気検出部と対向する前記第2着磁部を他の磁極に着磁する着磁工程と、
を有することを特徴とする、
ロータの製造方法。
A method of manufacturing a rotor that rotates with respect to a stator.
It has a first magnetized portion and a second magnetized portion that are magnetized to magnetic poles different from each other in the axial direction of the rotor, and the first magnetized portion and the second magnetized portion are said to have the same magnetism. One two-stage magnet material having a different density part that is magnetized or not magnetized by a magnetic force weaker than the first and second magnetizing parts, and a plurality of standard magnet materials that do not have the different density part. Magnet material preparation process to prepare and
A magnet material fixing step of arranging the two-stage magnet material and the standard magnet material in the circumferential direction of the rotor and fixing them to the rotor.
A magnetizing device is set on the two-stage magnet material fixed to the rotor and the portion of the standard magnet material facing the stator so that different poles appear alternately in the rotation direction of the rotor. The first magnetized portion that is magnetized and faces the first magnetic detector portion provided on the stator is attached to one magnetic pole with the portion of the two-stage magnet material provided with the different density portion as a boundary portion. A magnetizing step of magnetizing and magnetizing the second magnetized portion facing the second magnetic detector provided on the stator to another magnetic pole.
Characterized by having
How to manufacture the rotor.
前記第1着磁部の前記ロータの軸方向に対する長さ寸法が、前記第2着磁部の前記ロータの軸方向に対する長さ寸法よりも大きいことを特徴とする、
請求項4に記載のロータの製造方法。
The length dimension of the first magnetized portion with respect to the axial direction of the rotor is larger than the length dimension of the second magnetized portion with respect to the axial direction of the rotor.
The method for manufacturing a rotor according to claim 4.
前記異密度部は、前記第1および第2着磁部に対して、前記ロータの径方向に沿う前記ステータ側とは反対側に窪んでいることを特徴とする、
請求項4または請求項5に記載のロータの製造方法。
The different density portion is recessed with respect to the first and second magnetized portions on the side opposite to the stator side along the radial direction of the rotor.
The method for manufacturing a rotor according to claim 4 or 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4159740A1 (en) 2021-09-29 2023-04-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Cyclic silazane compound having alkoxysilyl group, method for producing same, and composition, cured product and covered substrate containing same

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