JP5390836B2 - 始動発電機 - Google Patents
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Description
回転検出センサは、従来、回転子のロータヨークに設けられたセンサマグネットと、固定子に配設されたホールIC等のセンサ素子によって構成され、センサ素子は、回転子の回転に伴って切り替わるセンサマグネットの磁束の切り替りを検出する。始動発電機がエンジン始動装置として使用される場合には、回転検出センサは、モータ駆動用信号を発生するための回転位置信号の他に、回転子の絶対的な位置情報信号をも検出する。この位置情報信号はエンジンの点火タイミング用信号を発生するために用いられる。
請求項2の発明は、ケース体には、凹溝状部の外径側の溝側片から外径方向に突出し、躯体に固定される突片が形成されるものとし、ステー部材は、金属製板材を折曲して形成され、径方向に延出して板面がケース体の溝開口の一部を塞ぐ本体部と、本体部の外径側に形成され、ケース体の突片に係止される係止片部と、本体部の内径側端部から固定子側に向けて折曲する脚片部と、該脚片部の先端から内径側に折曲し固定子内径側のリング状部に固定される固定片部とにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の始動発電機である。
請求項3の発明は、固定子は、固定鉄心のティース部外周面とリング状部を除く露出面に、軸方向両側から一対のインシュレータが装着され、インシュレータにはリング状部の外周に沿って軸方向外方に向けて突出する周壁が形成されるものとし、ステー部材の脚片部は周回り方向複数に分割され、これら分割された脚片は、周壁の内周面に近接す部位においてそれぞれ折曲されていることを特徴とする請求項2に記載の始動発電機である。
請求項4の発明は、脚片部は、所定間隙を存して周回り方向三つに分割されるものとし、中央に位置する脚片の周周り方向幅は、両側に位置する脚片の周回り方向幅よりも幅広に形成されている請求項3に記載の始動発電機である。
請求項2の発明とすることにより、ステー部材による回転検出センサの固定作業が容易になる。
請求項3の発明とすることにより、ステー部材を円弧状に曲げることなく、固定子に設置可能になる。そのため、ステー部材を容易に形成できるうえ、耐震強度の高いステー部材とすることができる。
請求項4の発明とすることにより、ステー部材の一層の強度アップを図ることができる。
図面において、1は、始動発電機であって、自動二輪のエンジン2を構成する駆動軸2aに連結される。始動発電機1は、エンジン2の始動時においてスタータモータとして機能し、エンジン2の始動後においては発電機として機能する。
始動発電機1は、エンジン2の駆動軸2aに一体的に固定され、駆動軸2aとともに回転する回転子3と、エンジン2に固定され、前記回転子3に遊嵌状に内嵌する固定子4とを備えたブラシレス型の回転電機として構成されている。
尚、8は、固定子鉄心SCの軸方向両側部に沿って設けられるインシュレータであって、これらインシュレータ8は、ティース部4dの外周面とリング状部4cを除く露出面を覆う覆い部8aと、コア材のリング状部4c外周縁相当部位であって、ティース部4dの脚片4e突出基端部相当部位に位置して軸方向外方に突出するリング状の周壁8bとがそれぞれ形成されている。
また、固定子4(固定子鉄心SC(コア材4a))には、後述するように、本発明の回転検出センサに相当する検出センサユニット9が設けられ、該検出センサユニット9には、第一〜第三センサ素子(ホールIC)10、11、12が設けられている。これら第一〜第三ホールIC10、11、12は、回転子3の回転に伴い、ロータヨーク5に固定されたマグネット6が発生する磁束の変化を検出し、回転子3の回転位置信号を発生する。
制御部は、第四ホールIC13から出力された絶対位置情報信号と第一〜第三ホールIC10、11、12から出力された回転位置信号に基づいて、エンジン2を点火する点火タイミング信号を発生する。
即ち、第四ホールIC13によって出力された絶対位置情報信号がゲート信号となり、エンジン2の点火可能範囲が選択され、ゲート信号である絶対位置情報信号によって選択された第二ホールIC11の信号の立ち上がりのタイミングで、制御部は点火タイミング信号を発生する。
前記第一〜第四ホールIC10、11、12、13を備えた検出センサユニット9は、ケース体14に収容されてユニット化されており、この検出センサユニット9を固定子4(固定鉄心SC)に固定することにより、第一〜第四ホールIC10、11、12、13は、それぞれマグネット6に対して近接した状態で配設されている。
検出センサユニット9のケース体14は、図2に示すように、周回り方向に隣接して配置された五つのティース部4dに対向して円弧形状に形成されており、ティース部4dの外径より僅かに大径に形成された外径側片14aと、ティース脚片4eの内径と略同径に形成された内径側片14bと、外径側片14aと内径側片14bとを連結する周回り方向に対向する一対の側片14cと、固定子4のエンジン2の躯体2b側の側面に沿って配設される溝底片14dとにより、軸方向一端側(エンジン2の躯体2b側)が開口する円弧状の凹溝状部に形成されている。
そして、溝底片14dの外径側部位には、軸方向他端側に向けて四つのセンサ保持部となるホルダ片14eが、同形状で、周回り方向に隣接して突出形成される。これら各ホルダ片14eは、後述するように、隣接するティース部4dの外径側部位に形成される隙間にそれぞれ嵌入されている。
そして、各ホルダ片14eには、溝底片14dを貫通する支持溝14fが軸方向他端側に向けてそれぞれ形成されており、各支持溝14fの溝側面は、先端側(軸方向他端側)ほど細くなる先端先細状に傾斜して形成されている。
ここで、第一〜第四ホールIC10、11、12、13は、予めセンサホルダ15に支持された状態で組込まれており、センサホルダ15は、図3に示すように、ケース体14の外径側片14aに沿う円弧状の平板部15aを備えている。平板部15aの軸方向他端側の板面には、前記支持溝14fに対向する状態で軸方向他端側に向けて突出する四つの支持片15bが形成されている。各支持片15bのうち、回転子3の回転方向の逆方向(回転方向基端側)に位置する支持片15cの長さは、他の支持片15bの長さよりも短く形成されており、回転子3の回転方向先側の各支持片15bに第一〜第三ホールIC10、11、12が順次支持され、回転方向基端側の支持片15cに第四ホールIC13が支持されている。そして、センサホルダ15に組込まれた第一〜第四ホールIC10、11、12、13をケース体14の各支持溝14fに組込むことで、ケース体14のホルダ片14eには、回転子3の回転方向先側に位置するホルダ片14eから順に第一〜第四ホールIC10、11、12、13が組込まれる。
ここで、各第一〜第四ホールIC10、11、12、13は、それぞれセンサ部10a、11a、12a、13aと図示しない端子部とを備えている。
一方、センサホルダ平板部15aには、貫通孔15dが開設され、各支持片15b、15cの基端部は、貫通孔15dに臨んで、センサホルダ平板部15aに固定されている。そして、各第一〜第四ホールIC10、11、12、13は、各支持片15b、15cにセンサ部10a、11a、12a、13aが支持され、端子部は貫通孔15dから軸方向一端部側に引出され、平板部15aの軸方向一端側面に固定された基盤16に接続されている。
尚、基盤16から溝開口側に引出される複数のリード線(ハーネス)は、ケース体14の溝底片14dの内径側部位に形成された複数の貫通孔14gを貫通して溝底片14dの一端側に引出され、内径側片14bの一端側縁部から内径側の突出形成される案内片14hを経由してケース体14の内径側(内径側片14bの内径側)に引出されるように構成されている。また、検出センサユニット9は、ケース体14に第一〜第四ホールIC10、11、12、13が組込まれたセンサホルダ15を組込み、リード線を溝底片14dの一端側に引出した後、充填材14qを充填するように構成されており、第一〜第四ホールIC10、11、12、13の保護を図るようにしている。
これに対し、各ホルダ片14eには、軸方向一端側から他端側に向けて第一、第二段差部14i、14jがそれぞれ形成されている。軸方向他端側に位置する第二段差部14jは、各ホルダ片14e他端部(先端部)の両側から切欠かれるように形成されており、各ホルダ片14eの先端中央部に外径側に突出する膨出部14kが形成されている。因みに、ホルダ片14eは、第一、第二段差部14i、14jの間における周回り方向幅が、隣接するティース部4d(爪片4f)に形成される切欠き部4h同士の間に形成される間隔と略同じ長さとなり、膨出部14kにおける周回り方向幅が、隣接するティース部4dの爪片4f同士の間に形成される間隔と略同じ長さとなる。
この状態に組込むことにより、各第一〜第四ホールICセンサ部10a、11a、12a、13aは、固定子4のティース部4dの軸方向中間部で、爪部4fの外周よりも内径側に位置して配設され、第一〜第三ホールIC10、11、12はマグネット6の軸方向他端部の磁束の切り替りを検出し、第四ホールIC14はマグネット6の軸方向一端部の磁束の切り替りを検出する。これによって、従来のセンサマグネットやセンサケースを軸方向に並列して設けるもののように、始動発電機が軸方向に長くなってしまう不具合を防止できるとともに、各ティース部4dに巻装されたコイル7が励磁されたときに発生する磁束が、各第一〜第四ホールICセンサ部10a、11a、12a、13aに対して与える影響を小さくすることができる。
さらに、ケース体14の外径側片14aの周回り方向中間部には、軸方向一端側から外径方向に突出する突片14nが一体形成されている。この突片14nは、固定子4に保持されたとき固定子4の外周から外径側に突出し、エンジン2の躯体2bへの固定部材となっており、突片14nには貫通孔14pが形成されている。
ステー部材17は、径方向に延出する長尺状の金属製板材を折曲して形成されており、板材の板幅は、ケース体14の外径側片14cから外径方向に突出する突片14nの周回り方向幅よりも幅広に形成されている。ステー部材17の長尺方向中間部を構成する本体部17aは、ケース体14の凹溝状部の一端側面に突当てられ、ケース体14の溝開口の周回り方向中央部を径方向に塞ぎ、固定子4に設けられるインシュレータ8の周壁8bを越える長さに形成されている。本体部17aの外径側には、ケース体14の外径側片14aから外径側に突出する突片14nに対向する部位に位置して係止片部17bが形成されている。本体部17aと係止片部17bとの間には、基端側に折曲する折曲片部17cが形成されるとともに、本体部17aの外径側から係止片部17bの内径側に至る部位には突片14nが貫通する支持孔17dが形成されている。そして、支持孔17dに突片14nを貫通させ、本体部17aをケース体14の一端側(溝開口)に突当てることにより、係止片部17bが突片14nの他端面に突当たるように形成されている。ここで、支持孔17dは、本体部17aおよび折曲片部17cにおいては、突片14nを遊嵌可能となる孔幅を有した幅広部17eに形成されるが、係止片部17bにおいては、突片14nの周回り方向幅よりも幅狭の幅狭部17fに形成されている。
これら第一〜第三脚片17h、17i、17jの他端側端部に形成される固定片部17gは、これら第一、第二、第三脚片17h、17i、17jに対して90度の角度間隔を存し、かつ、折曲辺が本体部17aの長尺方向に対して直交するように折曲され、これら脚片17h、17i、17jを一体的に連結した状態に形成されている。このとき、各脚片17h、17i、17jは、前述したように、円弧軌跡上に位置するように折曲形成されていて、固定片部17gの周回り方向中央部の第二脚片17iに続く部位は径方向に長いスペースが確保されている。そして、前記周回り方向中央部の径方向に長く確保されたスペースに、貫通孔17kが開設されている。
このように、ステー部材17は、脚片部を介して固定片部17gが形成されるが、脚片部を周回り方向に分割し、それぞれを折曲することにより、円弧状に折曲することなく、ステー部材17の折曲加工が容易なものでありながら、各脚片17h、17i、17jが周壁8bに沿うよう近接して形成できるようにしている。
このとき、ケース体14の外径側片14aと内径側片14bとの各一端側面には、それぞれステー部材17の板厚に相当する支持凹部14r、14sが形成されていて、ステー部材17のケース体14への組込み状態で、ステー部材17の本体部17aの一端側面とケース体14の一端側面とが面一状となっている。
検出センサユニット9が固定された固定子4は、前述したように、エンジン2の駆動軸2aに外嵌し、躯体2bに固定されることになるが、このとき、エンジン2の躯体2bには、検出センサユニット9配設部に対向して取付け部2cが形成されており、取付け部2cには螺子孔2dが形成されている。そして、取付け部2cに固定子4の外周から突出するケース体14の突片14nを突当て、突片14n側(軸方向他端側)から挿入するボルト18を螺子孔2dに螺合することにより、検出センサユニット9(ケース体14)がエンジン2の躯体2bに固定されている。
ここで、ステー部材17は、エンジン2と固定子4とに固定されており、エンジン始動時等に振動が作用することになるが、脚片部は第一、第二、第三脚片17h、17i、17jの三つに分割され、しかも、径方向に位置ズレして設けられているので、軸心方向の振動は第一、第二、第三脚片17h、17i、17jに分散された状態で作用することになって、ステー部材17の強度アップが図れるようになっている。さらに、最も応力が集中する周回り方向中央に位置し、固定片部17gの径方向長さが最も長く確保できる部位に連続する第二脚片17iが、第一、第三脚片17h、17jよりも周回り方向幅が広く形成されているので、ステー部材17の一層の強度アップが図れるように構成されている。
さらに、この場合に、検出センサユニット9の第一〜第四ホールIC10、11、12、13は、固定子4の隣接するティース部4d間に保持されるセンサ保持部14eを備えたケース体14に収容されて、マグネット6の軸方向多端部と一端太における磁束の切り替りを精度よく検出できるようにしているが、ケース体14は、予め固定子4に保持され(第一工程)、ステー部材17をケース体14に保持した(第二工程)後、ステー部材17の固定片部17gを固定子4に固定する構成としたので、固定子4と一体化するための取付け片等をケース体14に形成する必要がなくなって、第一工程であるケース体14を固定子4に保持する作業が容易になるうえ、固定子4に保持した第一工程が完了した状態で、ケース体14から引出されるリード線の配線等の作業を行うことができて、組付け作業が円滑、かつ、容易になる。
2 エンジン
2a 駆動軸
3 回転子
4 固定子
4c リング状部
4d ティース部
5 ヨーク
6 マグネット
8 インシュレータ
8b 周壁
9 検出センサユニット
10 ホールIC
14 ケース体
14e ホルダ片
14n 突片
15 センサホルダ
17 ステー部材
17a 本体部
17b 係止片部
17d 支持孔
17g 固定片部
17i 第二脚片
17m 螺子
Claims (4)
- エンジンの躯体から突出する駆動軸に遊嵌状に外嵌し、躯体に固定される固定子と、固定子に遊嵌状に外嵌する筒部を備え、駆動軸と一体回転するよう連結される回転子と、該回転子の内周面に設けられるマグネットと、該マグネットの磁束の切り替わりに基づいて前記回転子の回転位置を検出する回転検出センサとを有する始動発電機において、回転検出センサを、マグネットの磁束の切り替りを検出する複数のセンサ素子と、前記センサ素子が固定される基盤と、該基盤から引出されるリード線と、これらセンサ素子、基盤を収容するケース体とを備えて構成し、ケース体は、固定子の躯体側の側面に沿う溝底片を有した凹溝状部と、溝底片から固定子側に延出し、固定子外周に周回り方向複数形成されるティース部の隣接部に保持されるセンサ保持部とが形成され、前記リード線は、ケース体凹溝片の内径側部位から内径側に引出され、ケース体にはステー部材が抜け止め状に係止され、該ステー部材は固定子に固定されていることを特徴とする始動発電機。
- ケース体には、凹溝状部の外径側の溝側片から外径方向に突出し、躯体に固定される突片が形成されるものとし、ステー部材は、金属製板材を折曲して形成され、径方向に延出して板面がケース体の溝開口の一部を塞ぐ本体部と、本体部の外径側に形成され、ケース体の突片に係止される係止片部と、本体部の内径側端部から固定子側に向けて折曲する脚片部と、該脚片部の先端から内径側に折曲し固定子内径側のリング状部に固定される固定片部とにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の始動発電機。
- 固定子は、固定鉄心のティース部外周面とリング状部を除く露出面に、軸方向両側から一対のインシュレータが装着され、インシュレータにはリング状部の外周に沿って軸方向外方に向けて突出する周壁が形成されるものとし、ステー部材の脚片部は周回り方向複数に分割され、これら分割された脚片は、周壁の内周面に近接す部位においてそれぞれ折曲されていることを特徴とする請求項2に記載の始動発電機。
- 脚片部は、所定間隙を存して周回り方向三つに分割されるものとし、中央に位置する脚片の周周り方向幅は、両側に位置する脚片の周回り方向幅よりも幅広に形成されている請求項3に記載の始動発電機。
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