JP5668182B1 - センサ、およびそれを用いた回転電機 - Google Patents

Abstract

このセンサは、センサケース本体（２０）と、マグネット（１６）の回転方向に沿って離間して配置され、それぞれセンサケース本体（２０）からマグネット（１６）の回転方向と直交する方向に沿って、且つマグネット（１６）に対向するように突出した第１〜第３の脚部（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）と、３本の脚部（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）に対向する位置をマグネット（１６）の磁束が通過したときに磁束の変化を検出する第１〜第４のホールＩＣ（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）と、を備える。第１および第２のホールＩＣ（５０ａ，５０ｂ）が第１の脚部（８０ａ）内に収容される。第３のホールＩＣ（５０ｃ）が第２の脚部（８０ｂ）内に収容される。第４のホールＩＣ（５０ｄ）が第３の脚部（８０ｃ）内に収容される。

Description

本発明は、ロータの回転位置を検出するセンサと、そのセンサを用いるモータや発電機等の回転電機に関する。
本願は、２０１３年３月２６日に、日本に出願された特願２０１３−０６４７００号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

車両の始動発電機等の回転電機は、ロータの回転位置を検出するホールＩＣ等の位置検出センサが設けられ、この位置検出センサによって検出された検出信号に基づいて三相コイルの転流タイミング等を制御するように構成されている。
この種の回転電機に用いられる位置検出センサは、ホールＩＣ等のセンサ素子が回路基板とともにセンサケースに収容され、そのセンサケースが回転電機の固定部側に設置されている。

車両の始動発電機等の回転電機として、Ｕ，Ｖ，Ｗの三相のコイルの転流タイミングを検出するための３つの駆動用センサ素子と、エンジンの点火タイミングを検出するための点火タイミング用センサ素子の、計４つのセンサ素子が回路基板とともに樹脂製のセンサケース内に収容されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

これら４つのセンサ素子は、ロータに対向するステータコアの外周部において、このステータコアに設けられた複数のティースの間に一つずつ配置されている。このため、センサケースには、４つの脚部が突出形成されて、４つのセンサ素子は、これら４つの脚部に一つずつ挿入されて保持されている。
各脚部に保持されたセンサ素子は、脚部の根元側に向けて延びるリード線を有し、センサケース内において脚部の突出方向に直交する面内に位置するよう設けられた回路基板に、はんだ付けにより接続されている。

特開２０１１−９１９６４号公報

しかしながら、上記したような従来の技術においては、３つの駆動用センサ素子と、１つの点火タイミング用センサ素子の、計４つのセンサ素子が、ステータコアの外周部において周方向に間隔を隔てて配置されている。したがって、これら４つのセンサ素子が接続される回路基板、およびこれらを収容するセンサケースが、ステータコアの周方向に長くなる。

本発明は、位置検出センサを小型化することのできるセンサ、およびそれを用いた回転電機を提供する。

本発明の第１の態様によれば、回転するマグネットの磁束の変化を検出するセンサは、センサケース本体と、前記マグネットの回転方向に沿って離間して配置され、それぞれ前記センサケース本体から前記マグネットの回転方向と直交する方向に沿って、且つ前記マグネットに対向するように突出した第１〜第３の脚部と、磁束の変化を検出する第１〜第４のホールＩＣと、を備える。前記第１の脚部に、前記マグネットの磁束を通過させる第１および第２の磁束通過部が、前記第１の脚部の延在方向に沿って並ぶように設定される。前記第２の脚部に、前記マグネットの磁束を通過させる第３の磁束通過部が設定される。前記第３の脚部に、前記マグネットの磁束を通過させる第４の磁束通過部が設定される。前記第１〜前記第４のホールＩＣは、それぞれ前記第１〜第３の脚部内に前記第１〜前記第３の脚部が並ぶ方向に沿って挿入配置された基板上に実装されている。前記第１の脚部内のうち、前記第１の磁束通過部に対応する位置に、前記第１のホールＩＣが収容されると共に、前記第２の磁束通過部に対応する位置に、前記第２のホールＩＣが収容され、前記第２の脚部内の前記第３の磁束通過部に対応する位置に、前記第３のホールＩＣが収容され、前記第３の脚部内の前記第４の磁束通過部に対応する位置に、前記第４のホールＩＣが収容されている。前記第１のホールＩＣは、前記第１の磁束通過部の磁束の変化を検出する。前記第２のホールＩＣは、前記第２の磁束通過部の磁束の変化を検出する。前記第３のホールＩＣは、前記第３の磁束通過部の磁束の変化を検出する。前記第４のホールＩＣは、前記第４の磁束通過部の磁束の変化を検出する。

このように構成することで、ホールＩＣを４つ備えながら、脚部を３本とすることができ、センサの周方向（脚部が円弧状に並んだ方向）における長さを小さくすることができる。このため、センサを小型化することが可能になる。
また、ホールＩＣを、基板上に実装されたいわゆるチップホールＩＣとすることによって、ホールＩＣがリード線を備えないものとなり、コンパクト化できる。また、基板上にホールＩＣを実装することによって、基板を脚部に対して位置決めするのみでよく、ホールＩＣを高い位置精度で設置することができる。
さらに、３本の脚部が並ぶ方向（センサの周方向）に基板を配置することで、センサの径方向において基板が占める位置を抑えることができる。

本発明の第２の態様によれば、ベース板部を備え、前記第１〜前記第３の脚部は、前記ベース板部から該ベース板部の面方向と直交する方向に沿って突設されていてもよい。
本発明の第３の態様によれば、前記第１のホールＩＣと前記第２のホールＩＣは、同一の前記基板上において、前記第１の脚部の突出方向に沿って配置されているようにしてもよい。

このように構成することで、センサの組立段階において第１のホールＩＣと第２のホールＩＣの位置関係を調整する必要がなく、組み付け誤差等が生じない。そして、第１のホールＩＣから出力される検出波形と第２のホールＩＣから出力される検出波形とを同期させることができる。

本発明の第４の態様によれば、前記センサは、始動発電機用の位置検出センサである。このセンサにおいて、前記第１のホールＩＣは、エンジンの点火タイミングを検出するための点火タイミング用である。前記第２〜前記第４のホールＩＣは、前記始動発電機のコイルの転流タイミングを検出する。前記第２〜前記第４のホールＩＣは、同一線上に配置されている。その一方で、前記第１のホールＩＣは、前記第２〜前記第４のホールＩＣが配置されている線上からずれた位置に配置されている。前記マグネットは、前記第１のホールＩＣに対向する箇所の磁極の配列と、前記第２〜前記第４のホールＩＣに対向する箇所の磁極の配列とが一部異なっている。

本発明の第５の態様によれば、前記基板は、前記第１〜第３の脚部内に挿入される挿入部と、前記第１〜第３の脚部から突出し、リード線が接続されるリード線接続部と、を有し、前記第１〜第３の脚部を形成し、前記基板の前記挿入部が挿入されるセンサホルダと、前記挿入部から突出した前記リード線接続部を囲む前記センサケース本体と、が別部材とされていても良い。

このように構成することで、センサの組立時には、基板の挿入部をセンサホルダの脚部に挿入した後に、脚部から突出した基板のリード線接続部にリード線を接続し、その後に、リード線接続部を囲むセンサケース本体をセンサホルダに取り付けることができる。これにより、リード線をリード線接続部に接続するときには、その周囲を囲むセンサケース本体が装着されておらず、したがってリード線の接続作業を容易に行うことができる。

本発明の第６の態様によれば、前記各基板は、ジャンパー線によって接続されている。
これにより、各基板をセンサホルダの脚部に組み付ける際、ジャンパー線が屈曲される。このため、各基板に応力をかけることなく、各基板を各ティースに沿って円弧状に配置することができる。

本発明の第７の態様によれば、回転電機は、コイルが巻き回されたティース部を周方向に複数有するステータと、前記ステータの外周側に配置され、内周面に前記マグネットを周方向に間隔を隔てて複数備えたロータと、前記ステータの外周部に配置され、前記ロータの回転位置を検出する上記のいずれか一の態様に記載のセンサと、を備える。
これにより、ホールＩＣを４つ備えながら、脚部を３本として小型化を図ったセンサを備えた回転電機を実現することができる。

上記したセンサ及び回転電機によれば、ホールＩＣを４つ備えながら、脚部を３本とすることができる。これにより、センサの周方向（脚部が円弧状に並んだ方向）における長さを小さくすることができる。このため、センサを小型化することが可能になる。
また、ホールＩＣを、基板上に実装されたいわゆるチップホールＩＣとすることによって、ホールＩＣがリード線を備えないものとなり、コンパクト化できる。また、基板上にホールＩＣを実装することによって、基板を脚部に対して位置決めするのみでよく、ホールＩＣを高い位置精度で設置することができる。
さらに、３本の脚部が並ぶ方向（センサの周方向）に基板を配置することで、センサの径方向において基板が占める位置を抑えることができる。

この発明の一実施形態の回転電機の斜視図である。 この発明の一実施形態の回転電機の断面図である。 この発明の一実施形態の回転電機を構成するステータを示す斜視図である。 この発明の一実施形態の回転電機を構成するステータを示す斜視図である。 この発明の一実施形態のロータの内周側の展開図である。 この発明の一実施形態の位置検出センサの各センサ素子の検出状態と、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の出力波形を示すタイミングチャートである。 この発明の一実施形態の位置検出センサを備えたステータの斜視図である。 この発明の一実施形態の位置検出センサを備えたステータの平面図である。 この発明の一実施形態の位置検出センサのステータへの取付状態を示す斜視図である。 この発明の一実施形態の位置検出センサの斜視図である。 この発明の一実施形態のセンサケース本体の斜視図である。 この発明の一実施形態のセンサホルダを示す斜視図である。 この発明の一実施形態のセンサホルダと基板との組み付け状態を示す斜視展開図である。

以下、添付図面を参照して、本発明によるセンサ、およびそれを用いた回転電機を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。

（回転電機）
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に、車両用エンジンの始動発電機として用いられるこの実施形態の回転電機１を示す。この回転電機１は、三相ブラシレス型の回転電機である。回転電機１は、エンジンブロック（図示せず）に固定されるステータ２と、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に固定されるロータ４と、ロータ４の回転位置を検出する位置検出センサ６とを備えている。

図３Ａ、図３Ｂに、ステータ２の構成部品を示す。図３Ａ、図３Ｂに示すように、ステータ２は、電磁鋼板を積層して成るステータ鉄心２Ａと、ステータ鉄心２Ａに巻回される複数のコイル１０とを備えている。ステータ鉄心２Ａは、円環状に形成された本体部２ａと、この本体部２ａの外周面から径方向外側に向かって放射状に突出する複数のティース部２ｂとを有している。各ティース部２ｂの先端部には、円周方向両側に略Ｔ字状に張り出す爪片３が設けられている。

図３Ａに示すように、ステータ鉄心２Ａの外面には、各ティース部２ｂの周域を覆うようにインシュレータ１１０が装着されている。インシュレータ１１０は、軸方向の略半分で二分割された２つのインシュレータ部材１１０Ａ，１１０Ｂから成る。図３Ａ、図３Ｂに示すように、ステータ２は、インシュレータ部材１１０Ａにモールド成形されたコイル接続用の端子１２０を備える。
図３Ｂに示すように、各ティース部２ｂの周域にはインシュレータ１１０を介して上記のコイル１０が巻回されるようになっている。

ロータ４は、図２に示すように、磁性材料から成る有底円筒状のロータヨーク１２と、このロータヨーク１２の底壁１２ａに同軸に固定されたボス部１４とを備える。ボス部１４には、エンジンのクランクシャフトが一体回転可能に結合される。

図４は、ロータ４の内周側を展開して示したものである。
図４に示すように、ロータ４の内周面には、複数のマグネット１６が円周方向に沿って等間隔に取り付けられている。これらの各マグネット１６は、ロータ４の軸方向に長い長方形状に形成されている。一つを除き他のすべてのマグネット１６は、ロータ４の中心に向く側の面（内側面）がＮ極とＳ極のいずれかに着磁されている。そして、一つのマグネット１６ｃは、内側面がＮ極に着磁された主磁極部１６２の一端側（長尺方向の一端側）に、内側面がＳ極に着磁された短尺な副磁極部１６０が設けられている。

ここで、図４中、内側面全域がＮ極に着磁されているマグネット１６をマグネット１６ａ、内側面全域がＳ極に着磁されているマグネット１６をマグネット１６ｂ、主磁極部１６２と副磁極部１６０を備えたマグネット１６をマグネット１６ｃとすると、このロータ４では、隣接する特定の一組のマグネット１６ａ，１６ａの間にマグネット１６ｃが配置され、他の隣接するマグネット１６ａ，１６ａ間にマグネット１６ｂが配置される。

したがって、ロータ４の内周側は、軸方向の一端側（図４中上端側）以外では、Ｎ極とＳ極が交互に現れる。軸方向の一端側では、マグネット１６ｃの副磁極部１６０および、その前後（円周方向の前後）のマグネット３個分だけＮ極が連続して現れる。
後に詳述するように、マグネット１６の軸方向の一端側の領域は、エンジンの点火タイミングを検出するためのターゲットとして用いられる。マグネット１６の軸方向の残余の領域は、主に、コイル１０の転流タイミングを検出するためのターゲットとして用いられる。

ステータ鉄心２Ａのティース部２ｂに巻回されたコイル１０は、ステータ２から引き出されて図示しない制御装置に接続されている。制御装置は、エンジンの始動時には所定のタイミングでコイル１０に電流を供給することによって、ロータ４とクランクシャフトとを回転させる。また、エンジンの始動後には、ロータ４の回転に伴う発電電力を図示しないバッテリに充電し、若しくは、直接使用に供する。
なお、図１に示すように、コイル１０には、リード線１００ｂが接続される。複数のリード線１００ｂは、保護チューブ１０２ｂにより束ねられて、保護チューブ１０２ｂにより周囲が被覆される。また、図１に示すように、後述するセンサケース６０から引き出されたリード線１００ａは保護チューブ１０２ａにより束ねられて、保護チューブ１０２により周囲が被覆される。

各ティース部２ｂの爪片３の形状は一定形状ではなく、図３Ａ、図３Ｂに示すように、一部のティース部２ｂの爪片３には軸方向の一端側から軸方向中央側に向かって切欠き部７が設けられている。具体的には、切欠き部７は、円周方向で隣接する二つの爪片３に跨って略長方形状の嵌合溝を形成するように形成される。ステータ２において、この嵌合溝を形成する切欠き部７の対が円周方向に連続して合計３箇所に配置される。

以下、爪片３に切欠き部７が形成される４個のティース部２ｂを他のティース部２ｂと区別するために特定ティース部２Ｂと呼ぶ。隣接する特定ティース部２Ｂに形成される各切欠き部７の対には、後述する位置検出センサ６のセンサ保持用の脚部（第１の脚部）８０ａ，脚部（第２の脚部）８０ｂ，脚部（第３の脚部）８０ｃ（図２参照）が挿入配置される。

（位置検出センサ）
図２に示すように、位置検出センサ６の脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃには、第１，第２，第３，第４のホールＩＣ（センサ素子）５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄがそれぞれ収容配置されている。これらのホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、ロータ４の内周面に対向してマグネット１６の磁束の切り替わりを検出する。
すなわち、脚部８０ａの第１のホールＩＣ５０ａが収容配置されている箇所は、マグネット１６の磁束を通過させる第１の磁束通過部１８０ａに設定されている。脚部８０ａの第２のホールＩＣ５０ｂが収容配置されている箇所は、マグネット１６の磁束を通過させる第２の磁束通過部１８０ｂに設定されている。脚部８０ｂの第３のホールＩＣ５０ｃが収容配置されている箇所は、マグネット１６の磁束を通過させる第４の磁束通過部１８０ｃに設定されている。脚部８０ｃの第４のホールＩＣ５０ｄが収容配置されている箇所は、マグネット１６の磁束を通過させる第４の磁束通過部１８０ｄに設定されている。

脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃ内に配置されるホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄのうちの、第１のホールＩＣ５０ａと第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄとでは設置高さが異なる。すなわち、第１のホールＩＣ５０ａは、ロータ４の内周面の軸方向の一端側に対峙する位置Ｍ１に配置される。第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、ロータ４の内周面の軸方向の中央側に対峙する位置Ｍ２に配置される。

換言すれば、第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、ロータ４の回転方向で同一線上に配置されている。一方、第１のホールＩＣ５０ａは、第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが配置されている線上からずれた位置に配置されている。また、第１のホールＩＣ５０ａと第２のホールＩＣ５０ｂは、互いにロータ４の回転方向と直交する方向、つまり、軸方向で同一線上に位置するように配置されている（詳細は後述する）。
これにより、第１のホールＩＣ５０ａは、マグネット１６ｃの副磁極部１６０を通る高さでマグネット１６ａ，１６ｂ，１６ｃの磁束の切り替わりを検出する。第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、マグネット１６ｃの主磁極部１６２を通る高さでマグネット１６ａ，１６ｂ，１６ｃの磁束の切り替わりを検出する。

第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、ロータ４の中央側の位置Ｍ２で検出した信号を、ロータ４の回転位置信号として制御装置に出力する。一方、第１のホールＩＣ５０ａは、ロータ４の軸方向の一端側の位置Ｍ１で検出した信号を、ロータ４の円周上の絶対位置情報信号として制御装置に出力する。
制御装置では、第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの出力信号を受けて、３相のコイル１０に対する転流タイミングを制御するとともに、第１のホールＩＣ５０ａの出力信号と、第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの出力信号を受けてエンジンの点火タイミングおよび燃料噴射タイミングを制御する。

図５は、各ホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの出力に応じて制御装置で生成される信号と、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のコイル１０に出力される電圧波形を併せて記載したタイミングチャートである。
なお、図５において、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、第２，第３，第４のホールＩＣ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの出力に対応して生成されるパルス信号を示す。Ｓ１は、第１のホールＩＣ５０ａの出力に対応して生成されるパルス信号を示す。また、Ｓｖ，Ｓｗ，Ｓｕは、Ｖ相，Ｗ相，Ｕ相の各出力電圧波形を示す。

また、図５中Ｔ１は、第１のホールＩＣ５０ａの出力（Ｓ１）がハイ状態のまま第２のホールＩＣ５０ｂの出力（Ｓ２）がハイからローに切り替わるタイミングである。Ｔ２は、第１のホールＩＣ５０ａの出力（Ｓ１）がハイ状態のまま第２のホールＩＣ５０ｂの出力（Ｓ２）がローからハイに切り替わるタイミングである。Ｔ３は、タイミングＴ１を経た後に、第１のホールＩＣ５０ａの出力（Ｓ１）がハイ状態のまま第４のホールＩＣ５０ｄの出力（Ｓ４）がローからハイに切り替わるタイミングである。制御装置では、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の変化からタイミングＴ１，Ｔ２，Ｔ３を求めることができる。

ここで、第１のホールＩＣ５０ａと第２のホールＩＣ５０ｂは、軸方向で同一線上に位置するように配置されている。このため、第１のホールＩＣ５０ａの出力波形（Ｓ１）と、第２のホールＩＣ５０ｂの出力波形（Ｓ２）は、マグネット１６ｃの副磁極部１６０が第１のホールＩＣ５０ａの前を通過する場合を除いて同一波形となる。
このような構成のもと、制御装置は、例えば、図５に示すように、信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に応じてＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイル１０の転流タイミングを制御し、信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と、信号Ｓ１とによってタイミングＴ３を求め、そのタイミングＴ３でエンジンの点火を制御する。

図６〜図８に、位置検出センサ６を備えたステータ２を示す。図９は位置検出センサ６を示す。
位置検出センサ６は、樹脂製のセンサケース６０の内部に第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄと、この各ホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが実装された回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを収容し、そのセンサケース６０がステータ２とエンジンブロックとに締結されるように構成されている。なお、以下の説明において、ステータ２に位置検出センサ６（センサケース６０）を取り付けた状態で位置検出センサ６におけるステータ２の径方向を単に径方向、ステータ２の軸方向を単に軸方向と称して説明する。

センサケース６０は、各ホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが実装された回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを収容するセンサホルダ７０と、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを収容したセンサホルダ７０が挿入されるセンサケース本体２０と、を備える。

図１０は、センサケース本体２０の斜視図である。
図１０に示すように、センサケース本体２０は、ステータ２の外周縁部の円弧形状に沿って、筒状の周壁２３を有している。換言すれば、センサケース本体２０は、ロータ４の回転方向に沿って形成された略扇状で、筒状の周壁２３を有している。
周壁２３は、扇形状の外側の円弧辺をなす外周壁部２３ａと、扇形状の内側の円弧辺をなす内周壁部２３ｂと、扇形状の半径方向に延出する両側の側辺をなす側壁部２３ｃ，２３ｄとから構成されている。周壁２３の内周面には、その内周側に突出する凸部２１が、周壁２３の周方向に連続して形成されている。

センサケース本体２０の外周壁部２３ａには厚肉の板状の舌片部６４が延設される。その舌片部６４がエンジンブロックに図示しないボルトによって締結される。さらに、センサケース本体２０の内周壁部２３ｂの中央には、径方向内側に向かって延出する配線ガイド６８が一体成形されている。この配線ガイド６８は、センサケース本体２０から引き出された複数のリード線１００ａを集合させて側方へ引き出すための部材である。

内周壁部２３ｂの円弧方向の両端部の近傍には、連結ブラケット６２を装着するためのブラケット保持部２２，２２が形成されている。
図６，図７に示すように、連結ブラケット６２は、このブラケット保持部２２に外周側端部６２ａを係止させ、内周側端部６２ｂをステータ鉄心２Ａの本体部２ａの側面に重合されて、ボルト６２ｃによってステータ２に結合される。

また、図９，図１０に示すように、内周壁部２３ｂには、センサケース本体２０の周壁２３の内側から引き出された各リード線１００ａを支持するため複数のスリット２５が設けられる。その各スリット２５内に、リード線１００ａが個別に係止されるように構成されている。
また、ブラケット保持部２２には、周壁２３からスリット２５を経て外側に引き出されたリード線１００ａを支持する爪部２４が、スリット２５とは逆向き（ステータ２に対向する側）に開口して形成されている。

図１１、図１２は、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを収容するセンサホルダ７０の構成を示す図である。
図１１、図１２に示すように、センサホルダ７０は、ベース板部７１と、このベース板部７１から突設された脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃと、を有して形成されている。
ベース板部７１は、略扇状で、センサケース本体２０の周壁２３の内部に挿入可能な形状・大きさを有している。

脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃは、このベース板部７１においてステータ２に面する側の面から、円弧方向に離間してステータ２側に向けて、つまり、軸方向に沿って突設されている。これらの脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃは、前述のようにステータ２の特定ティース部２Ｂの切欠き部７の対の間に挿入配置される。
一方、センサホルダ７０には、ベース板部７１に開口し、各脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃの内側に連続する３つの基板挿入孔７３が設けられている。各脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃの基板挿入孔７３には、ベース板部７１側の開口から、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃが挿入または圧入される。

回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃは、基板挿入孔７３に挿入または圧入される挿入部５６と、挿入部５６が基板挿入孔７３に挿入された状態でベース板部７１から基板挿入孔７３とは反対側に突出し、ベース板部７１より幅広に形成されたリード線接続部５７とが、略Ｔ字状に形成されて構成される。
第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、これら回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃに表面実装された、いわゆるチップホールＩＣである。回路基板５５Ａの挿入部５６には、第１のホールＩＣ５０ａと第２のホールＩＣ５０ｂとが、基板挿入孔７３に挿入した状態でステータ２の軸方向に沿って並ぶよう実装されている。

ここで、第１のホールＩＣ５０ａは、ロータ４の内周面の軸方向の一端側に対峙する位置Ｍ１に配置される。第２のホールＩＣ５０ｂは、ロータ４の内周面の軸方向の中央側に対峙する位置Ｍ２に配置される。また、回路基板５５Ｂの挿入部５６には、第３のホールＩＣ５０ｃが実装される。さらに、回路基板５５Ｃの挿入部５６には、第４のホールＩＣ５０ｄが実装される。これら第３，第４のホールＩＣ５０ｃ，５０ｄは、ロータ４の内周面の軸方向の中央側に対峙する位置Ｍ２に配置される。
回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃのリード線接続部５７には、それぞれ貫通孔５８，５８が形成される。これら貫通孔５８，５８に、それぞれリード線１００ａの端部が挿入されてはんだ付けにより接続されている。

このような位置検出センサ６を組み立てるには、まず、第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが予め実装された回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃの挿入部５６を、センサホルダ７０の脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃのそれぞれに形成された基板挿入孔７３に挿入または圧入する。この状態で、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃのリード線接続部５７がベース板部７１から突出する。
次いで、リード線接続部５７の貫通孔５８，５８にリード線１００ａ，１００ａを挿入し、はんだ付けにより接続する。

次に、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃが組み込まれたセンサホルダ７０を、脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃ側からセンサケース本体２０の周壁２３内に挿入し、ベース板部７１を周壁２３の内周面に形成された凸部２１に突き当てる。これによって、ベース板部７１が周壁２３に嵌め込まれ、センサホルダ７０とセンサケース本体２０とが一体化する。
そして、各回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃに接続された複数本のリード線１００ａを、スリット２５を通して周壁２３の外部に導出し、爪部２４を介して配線ガイド６８に保持させる。

図１１、図１２に示すように、回路基板５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃはそれぞれ、ジャンパー線９０で接続されている。
このため、回路基板５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃの各基板をセンサホルダ７０の脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃに組み付ける際、ジャンパー線９０が屈曲される。このため、回路基板５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃの各基板に応力をかけることなく、回路基板５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃを各ティース部２ｂに沿って円弧状に配置することが出来る。

この後、周壁２３の内部に、充填材１５０（図１参照）を充填する。これにより、充填材１５０は脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃの各基板挿入孔７３と、周壁２３の内部空間に満たされ、そのまま所定時間放置することによって硬化する。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、位置検出センサ６を、センサホルダ７０の３つの脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃに、それぞれ第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを収容するように構成することにより、位置検出センサ６の周方向の長さを小さくすることができる。
また、従来の４つではなく３つの脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃを備えることで、各ティース部２ｂの爪片３に形成する切欠き部７が少なくて済む。これにより、マグネット１６に対向するステータの表面積が増加するため、ステータ２における総磁束が増加し、その磁気特性が向上する。

また、第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、それぞれ脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃに挿入された回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ上に実装されているようにした。
このように、第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ上に実装されたいわゆるチップホールＩＣとすることによって、リード線を備えないものとなり、コンパクト化を図ることができる。

また、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ上に第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを実装することによって、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃに対して圧入により位置決めするだけで位置検出センサ６を組み立てることができる。このため、高い精度で、第１，第２，第３，第４のホールＩＣ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを設置することができる。
さらに、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃは、脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃが並ぶ方向に沿って配置され、かつ、センサケースの底面に対して立設されている。このため、径方向において回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃが面積を占めるのを防ぐことができる。

そして、第１，第２のホールＩＣ５０ａ，５０ｂは、同一の回路基板５５Ａ上において、脚部８０ａの突出方向に沿って同軸上に配置されている。このため、位置検出センサ６の組立段階において第１のホールＩＣ５０ａと第２のホールＩＣ５０ｂの位置関係を調整する必要がなく、組み付け誤差等が生じない。そして、第１のホールＩＣ５０ａから出力される検出波形と第２のホールＩＣ５０ｂから出力される検出波形とを同期させることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、回路基板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃをそれぞれ略Ｔ字状としたが、これに限るものではなく、単なる長方形状等、他の形状とすることもできる。
また、本実施形態においては、回路基板として、略Ｔ状のものを用いたが、これに限られず、フレキシブル基板を用いて一枚の回路基板を採用しても良い。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

例えば、脚部８０ａ，８０ｂ，８０ｃにそれぞれ収容配置されている各ホールＩＣ５０ａ〜５０ｄを、それぞれマグネット１６の磁束を通過させる磁束通過部１８０ａ〜１８０ｄに設定したが、磁束通過部１８０ａ〜１８０ｄとは別の箇所に、それぞれホールＩＣ５０ａ〜５０ｄを配置し、これらホールＩＣ５０ａ〜５０ｄによって、各々対応する磁束通過部１８０ａ〜１８０ｄの磁束の変化を検出するように構成してもよい。

上記したセンサ及び回転電機によれば、ホールＩＣを４つ備えながら、脚部を３本とすることができる。これにより、センサの周方向（脚部が円弧状に並んだ方向）における長さを小さくすることができる。このため、センサを小型化することが可能になる。
上記したセンサの利用の形態の一つとして、モータや発電機が挙げられる。すなわち、上記したセンサは、モータや発電機に適用することができる。

１ 回転電機
２ ステータ
２Ａ ステータ鉄心
２Ｂ 特定ティース部
２ａ 本体部
２ｂ ティース部
３ 爪片
４ ロータ
６ 位置検出センサ
１０ コイル
１２ ロータヨーク
１４ ボス部
１６ マグネット
２０ センサケース本体
２１ 凸部
２２ ブラケット保持部
２３ 周壁
２４ 爪部
２５ スリット
５０ａ 第１のホールＩＣ
５０ｂ 第２のホールＩＣ
５０ｃ 第３のホールＩＣ
５０ｄ 第４のホールＩＣ
５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ 回路基板
５６ 挿入部
５７ リード線接続部
５８ 貫通孔
６０ センサケース
６２ 連結ブラケット
６４ 舌片部
６８ 配線ガイド
７０ センサホルダ
７１ ベース板部
７３ 基板挿入孔
８０ａ 脚部（第１の脚部）
８０ｂ 脚部（第２の脚部）
８０ｃ 脚部（第３の脚部）
９０ ジャンパー線
１００ａ リード線
１１０ インシュレータ
１５０ 充填材
１６０ 副磁極部
１６２ 主磁極部
１８０ａ 第１の磁束通過部
１８０ｂ 第２の磁束通過部
１８０ｃ 第３の磁束通過部
１８０ｄ 第４の磁束通過部

Claims (7)

1. 回転するマグネットの磁束の変化を検出するセンサであって、
   センサケース本体と、
   前記マグネットの回転方向に沿って離間して配置され、それぞれ前記センサケース本体から前記マグネットの回転方向と直交する方向に沿って、且つ前記マグネットに対向するように突出した第１〜第３の脚部と、
   磁束の変化を検出する第１〜第４のホールＩＣと、を備え、
   前記第１の脚部に、前記マグネットの磁束を通過させる第１および第２の磁束通過部を、前記第１の脚部の延在方向に沿って並ぶように設定し、
   前記第２の脚部に、前記マグネットの磁束を通過させる第３の磁束通過部を設定し、
   前記第３の脚部に、前記マグネットの磁束を通過させる第４の磁束通過部を設定し、
   前記第１〜前記第４のホールＩＣは、それぞれ前記第１〜第３の脚部内に前記第１〜前記第３の脚部が並ぶ方向に沿って挿入配置された基板上に実装されており、
   前記第１の脚部内のうち、前記第１の磁束通過部に対応する位置に、前記第１のホールＩＣが収容されると共に、前記第２の磁束通過部に対応する位置に、前記第２のホールＩＣが収容され、
   前記第２の脚部内の前記第３の磁束通過部に対応する位置に、前記第３のホールＩＣが収容され、
   前記第３の脚部内の前記第４の磁束通過部に対応する位置に、前記第４のホールＩＣが収容され、
   前記第１のホールＩＣは、前記第１の磁束通過部の磁束の変化を検出し、
   前記第２のホールＩＣは、前記第２の磁束通過部の磁束の変化を検出し、
   前記第３のホールＩＣは、前記第３の磁束通過部の磁束の変化を検出し、
   前記第４のホールＩＣは、前記第４の磁束通過部の磁束の変化を検出するセンサ。
2. ベース板部を備え、
   前記第１〜前記第３の脚部は、前記ベース板部から該ベース板部の面方向と直交する方向に沿って突設されている請求項１に記載のセンサ。
3. 前記第１のホールＩＣと前記第２のホールＩＣは、同一の前記基板上において、前記第１の脚部の突出方向に沿って配置されている請求項１または２に記載のセンサ。
4. 始動発電機用の位置検出センサであって、
   前記第１のホールＩＣがエンジンの点火タイミングを検出するための点火タイミング用であり、前記第２〜前記第４のホールＩＣが、前記始動発電機のコイルの転流タイミングを検出するためのものであり、
   前記第２〜前記第４のホールＩＣは、同一線上に配置されている一方、前記第１のホールＩＣは、前記第２〜前記第４のホールＩＣが配置されている線上からずれた位置に配置されており、
   前記マグネットは、前記第１のホールＩＣに対向する箇所の磁極の配列と、前記第２〜前記第４のホールＩＣに対向する箇所の磁極の配列とが一部異なっている請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ。
5. 前記基板は、前記第１〜第３の脚部内に挿入される挿入部と、
   前記第１〜第３の脚部から突出し、リード線が接続されるリード線接続部と、を有し、
   前記第１〜第３の脚部を形成し、前記基板の前記挿入部が挿入されるセンサホルダと、
   前記挿入部から突出した前記リード線接続部を囲む前記センサケース本体と、が別部材とされている請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ。
6. 前記各基板は、ジャンパー線によって接続されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ。
7. コイルが巻き回されたティース部を周方向に複数有するステータと、
   前記ステータの外周側に配置され、内周面に前記マグネットを周方向に間隔を隔てて複数備えたロータと、
   前記ステータの外周部に配置され、前記ロータの回転位置を検出する請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサと、を備える回転電機。

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