JP6286617B2 - 内燃機関用回転電機 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
この出願は、2015年10月28日に出願された日本特許出願2015−212089号を基礎出願とするものであり、当該基礎出願の開示内容は参照によってこの出願に組み込まれている。
この明細書における開示は、内燃機関用回転電機に関する。
特許文献1−4は、内燃機関用回転電機を開示する。内燃機関用回転電機は、長く柔軟なワイヤハーネスを有している。ワイヤハーネスの一例は、内燃機関用回転電機により発電された出力電流および/または内燃機関用回転電機を電動動作させるための入力電流を流すための電力線である。ワイヤハーネスの一例は、回転位置センサにより検出された信号を伝えるための信号線である。
特開2013−176175号公報 特開2015−144564号公報 特開2015−144552号公報 特開2015−130785号公報 特開2014−36506号公報
従来技術の構成では、内燃機関用回転電機の製造工程において、長く柔軟なワイヤハーネスが作業を妨げることがある。また、長く柔軟なワイヤハーネスを規定の位置に配置し、保持する必要がある。また、ワイヤハーネスは、特許文献1に記載されるオイル漏れのような付随的な技術的課題の原因となることがある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、内燃機関用回転電機にはさらなる改良が求められている。
開示されるひとつの目的は、ステータからワイヤハーネスを分離可能な内燃機関用回転電機を提供することである。
開示される他のひとつの目的は、ステータ上に敷設されるワイヤハーネスの長さが抑制された内燃機関用回転電機を提供することである。
ここに開示された内燃機関用回転電機は、ロータ(21)に対向して配置されるステータコア(32)およびステータコア(32)に装着されたステータコイル(33)を有するステータ(31)と、ステータコイルに流れる電流のための電力線の一部を提供する接続部材(41)とを備えている。接続部材は、ステータコイルのコイル端(33a)と接続される接続端子(61)を支持する樹脂製の端子支持部(42)と、電力線のための電力端子(62)を有する樹脂製のコネクタ(45)と、接続端子(61)と電力端子(62)との間に延びる導体製の電力電極(63)と、前記ステータコアに固定部材によって固定される固定部(48)とを備える。
ここに開示された内燃機関用回転電機は、ロータ(21)に対向して配置されるステータコア(32)およびステータコア(32)に装着されたステータコイル(33)を有するステータ(31)と、ステータに固定され、ステータコイルに流れる電流のための電力線の一部を提供する接続部材(41)とを備えている。接続部材は、ステータコイルのコイル端(33a)と接続される接続端子(61)を支持する樹脂製の端子支持部(42)と、電力線のための電力端子(62)を有する樹脂製のコネクタ(45)と、接続端子(61)と電力端子(62)との間に延びる導体製の電力電極(63)とを備え、接続部材は、さらに、ロータに対向するように配置されロータに設けられた特徴部を検出することにより回転方向における基準位置を示す信号を出力するセンサ(71、278)と、基準位置を示す信号を伝える信号線のための信号電極(74)と、信号電極によって提供され、コネクタに設けられた信号端子(72)とを備える。
ここに開示された内燃機関用回転電機は、ロータ(21)と対向するように配置されるステータコア(32)、およびステータコア(32)に装着されたステータコイル(33)を有するステータ(31)と、ステータに固定され、ステータコイルに流れる電流のための電力線の一部を提供する接続部材(41)とを備えており、接続部材は、ステータコイルのコイル端(33a)と接続される接続端子(61)を支持する樹脂製の端子支持部(42)と、電力線のための電力端子(62)を有する樹脂製のコネクタ(45)と、接続端子(61)と電力端子(62)との間に延びる導体製の電力電極(63)とを備え、接続部材は、さらに、ロータに対向するように配置されロータに設けられた特徴部を検出することにより回転方向における基準位置を示す信号を出力するセンサ(71、278)と、基準位置を示す信号を伝える信号線のための信号電極(74)と、信号電極によって提供され、コネクタに設けられた信号端子(72)と、センサと信号電極とを接続する回路部品(75、575)と、回路部品を収容する収容部(46)と、ステータコアの2つの磁極(32a)の間に配置される挿入部(43)と、ステータコアに固定部材によって固定される固定部(48)とを備え、端子支持部、コネクタ、収容部、挿入部、および固定部は樹脂材料の一体成形によって形成されている。
開示される内燃機関用回転電機によると、電力線の一部は接続部材によって提供される。接続部材は、電力電極によって接続端子と電力端子とを電気的に接続する。接続端子は、端子支持部によって支持されている。接続部材はコネクタを有するから、長く柔軟なワイヤハーネスを分離可能である。例えば、内燃機関用回転電機の製造工程において、コネクタからワイヤハーネスを分離することにより、コイル端と接続端子との接続工程を容易に実施可能となる。
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
第1実施形態に係る回転電機の断面図である。 第1実施形態のステータの側面図である。 第1実施形態のステータの平面図である。 第1実施形態のステータの斜視図である。 第1実施形態のステータの分解斜視図である。 第1実施形態のコネクタユニットの斜視図である。 第1実施形態のコネクタユニットの透視図である。 第1実施形態の永久磁石を展開した平面図である。 第1実施形態のセンサ信号を示す波形図である。 第2実施形態の永久磁石を展開した平面図である。 第2実施形態のセンサ信号を示す波形図である。 第3実施形態の永久磁石を展開した平面図である。 第3実施形態のセンサ信号を示す波形図である。 第4実施形態の永久磁石を展開した平面図である。 第4実施形態のセンサ信号を示す波形図である。 第5実施形態のコネクタユニットの斜視図である。 第5実施形態のコネクタユニットの斜視図である。 第6実施形態に係る回転電機の断面図である。 第7実施形態に係る回転電機の部分断面図である。 第7実施形態のセンサの配置を示す断面図である。 第8実施形態のセンサの配置を示す断面図である。 第9実施形態のセンサの配置を示す断面図である。
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
第1実施形態
図1において、内燃機関用回転電機(以下、単に回転電機10という)は、発電機である。回転電機10は、整流回路(AC/DC)を含む電気回路11と電気的に接続されている。電気回路11は、単相の電力変換回路を提供する。回転電機10の用途の一例は、車両用の内燃機関12と連結される発電機である。回転電機10は、例えば、二輪車に利用することができる。
電気回路11は、回転電機10から出力される交流電力を整流し、バッテリを含む電気負荷に電力を供給する整流回路を提供する。電気回路11は、回転電機10から供給される点火制御用の基準位置信号を受信する信号処理回路を提供する。電気回路11は、点火制御を実行する点火制御器を追加的に提供してもよい。
回転電機10は、内燃機関12に組み付けられている。内燃機関12は、ボディ13と、ボディ13に回転可能に支持され、内燃機関12と連動して回転する回転軸14とを有する。回転電機10は、ボディ13と回転軸14とに組み付けられている。ボディ13は、内燃機関12のクランクケース、ミッションケースなどの構造体である。回転軸14は、内燃機関12のクランク軸、またはクランク軸と連動する回転軸である。図中では回転軸14は、鉛直方向に延びているが、回転軸14は、水平方向に延びていてもよい。ボディ13は、回転軸14を指示するケース13aと、ケース13aに装着されたカバー13bとを有する。ケース13aとカバー13bとは、回転電機10を収容するための収容室を区画形成する。
回転電機10は、アウタロータ型の回転電機である。回転電機10は、ロータ21と、ステータ31とを有する。以下の説明において、軸方向の語は、ロータ21、ステータ31、またはステータコア32を円筒と見なした場合の中心軸に沿う方向を指す。径方向の語は、ロータ21、ステータ31、またはステータコア32を円筒と見なした場合の径方向を指す。
ロータ21は、界磁子である。ステータ31は、電機子である。ロータ21は、全体がカップ状である。ロータ21は、回転軸14の端部に接続されている。ロータ21は、回転軸14とともに回転する。ロータ21は、カップ状のロータコア22を有する。ロータコア22は、後述する永久磁石のためのヨークを提供する。ロータコア22は、磁性金属製である。ロータ21は、ロータコア22の内面に配置された永久磁石23を有する。ロータ21は、永久磁石23によって界磁を提供する。
ステータ31は、環状の部材である。ステータ31は、ロータ21と対向するように配置されている。ステータ31は、ステータコア32を有する。ステータコア32は、磁性金属製である。ステータコア32は、内燃機関12のボディ13に固定されている。ステータ31は、ステータコア32に装着されたステータコイル33を有する。ステータコイル33は、電機子巻線を提供する。ステータコイル33は、単相巻線である。ステータコイル33を形成するコイル線は、絶縁被覆によって被覆された単線導体である。コイル線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のようなアルミ系金属製である。
回転電機10は、回転電機10と電気回路11との間における電気的な接続を提供するワイヤハーネス15を有する。ワイヤハーネス15は、複数の電線を含む。ワイヤハーネス15は、ステータコイル33と電気回路11とを接続する複数の電力線を含む。電気回路11は電力線が接続される外部回路である。電力線は、回転電機10が発電機として機能するとき、ステータコイル33に誘導される電力を電気回路11に供給する。ワイヤハーネス15は、回転電機10の回転位置を示す信号のための信号線を含む。
回転電機10は、回転電機10と電気回路11との間の電気的な接続を提供するための接続部材41を有する。接続部材41は、回転電機10とワイヤハーネス15との間を接続する。接続部材41は、電気絶縁性の樹脂材料製の成形品である。接続部材41は、複数の電気部品を有する。電気部品は、電気的な接続を提供するための複数の電極を含む。電極は、バスバーと呼ばれる板状の金属板、または電線によって提供される。電極は、電力線のための電力電極と、信号線のための信号電極とを含む。なお、信号線には、センサおよび回路部品のための電力を供給する電源線およびグランド線を含むことができる。信号電極は、電源線およびグランド線のための電極でもある。電気部品は、電気回路を構成するための回路部品を含む。回路部品は、基板および素子を含む。電気部品の少なくとも一部は、接続部材41を形成する樹脂材料の中にインサート成形される場合がある。
接続部材41は、ステータ31の端面に沿って配置されている。接続部材41は、ステータ31の軸方向の一方に配置されている。接続部材41は、ステータ31の端面上において薄い板状に広がっている。接続部材41は、ステータ31の端面上から、径方向外側に突出している。接続部材41は、ロータ21との干渉を回避しながら、径方向外側へ延び出している。
接続部材41は、ステータコイル33に流れる電流を出力または入力するための電力線の一部を提供する。接続部材41は、電力線を接続する。接続部材41は、ステータコイル33と接続される接続端子を支持するための端子支持部42を有する。端子支持部42は、ステータコア32の端面の上に配置されている。端子支持部42は、ステータコア32に設けられた貫通穴の中に配置されている。端子支持部42は、ステータコア32を貫通して延びている。端子支持部42は、ステータコア32の軸方向の他方の端面に露出している。端子支持部42は、ステータコア32の軸方向の他方の端面に接続端子を位置づける。
接続部材41は、回転位置を示す信号を伝えるための信号線の一部を提供する。接続部材41は、信号線を接続する。接続部材41は、挿入部43を有する。挿入部43は、ステータ31に接触することにより接続部材41を規定の位置に位置づける部材である。挿入部43は、接続部材41からステータ31に向けて延び出す突部として形成されている。挿入部43は、ステータコア32および/またはインシュレータ34に接触している。追加的に、挿入部43は、後述のセンサを収容することができる。挿入部43は、センサを規定の位置に位置づけるためのセンサ部とも呼ばれる。
接続部材41は、ボディ13を貫通して延びる貫通部44を有する。貫通部44は、ケース13aとカバー13bとの間に配置されている。貫通部44がケース13aとカバー13bとの間に挟まれることによって、接続部材41は、ボディ13に対して固定されている。
接続部材41は、電気的な接続のためのコネクタ45を有する。コネクタ45は、第1コネクタまたは固定コネクタとも呼ばれる。コネクタ45は、接続部材41に分離不能に一体化されている。コネクタ45は、樹脂製の部材である。コネクタ45は、コネクタ51と対をなしている。コネクタ45は、コネクタ51と接続、分離が可能に構成されている。コネクタ45、51は、樹脂の弾性を利用してそれらを連結するスナップフィット機構を有する。コネクタ45は、コネクタ51と接続されることにより、それらに内蔵される複数のコネクタ端子を電気的に接続された状態に維持する。
コネクタ45は、複数のオス側端子を有する。コネクタ45は、ボディ13に支持されている。コネクタ45は、ケース13aとカバー13bとの間に挟まれているともいえる。コネクタ45は、回転電機10を収容する収容室の外において開口している。この実施形態では、ボディ13によって収容室が区画され形成されている。よって、コネクタ45は、ボディ13の外において開口している。コネクタ45は、ボディ13の外において、コネクタ51と接続可能に配置されている。
コネクタ51は、複数のメス側端子を有する。コネクタ51は、ワイヤハーネス15の端部に設けられている。コネクタ51は、第2コネクタまたはワイヤ側コネクタとも呼ばれる。コネクタ45は、コネクタ51を受け入れるレセプタクルを提供する。コネクタ51は、コネクタ45に挿入されるジャックを提供する。
コネクタ45およびコネクタ51は、接続されるべき複数のコネクタ端子を有している。複数のコネクタ端子は、電力線のための複数の電力端子と、信号線のための複数の信号端子とを含む。コネクタ45およびコネクタ51は、ワンタッチによる複数の配線の接続を可能とする。コネクタ45およびコネクタ51は、分離可能である。接続部材41にコネクタ45が設けられることにより、ステータ31は、ステータ31から分離不能なワイヤハーネスを持たない。
コネクタ51は、ボディ13に固定されている。コネクタ51は、ボディ13に向けて延び出すブラケットを有する。コネクタ51は、ボルトのような固定部材52によってボディ13に固定されている。この構成は、コネクタ45とコネクタ51との間における振動、ズレを抑制し、安定的な電気的な接続に貢献する。
図2および図3において、ステータ31は、外突極型のステータである。ステータコア32は、複数の磁極32aを有する。磁極32aは、ティースとも呼ばれる。ステータコア32とステータコイル33との間にはインシュレータ34が配置されている。インシュレータ34は、電気絶縁性の樹脂製である。インシュレータ34は、ステータコア32上に設けられている。インシュレータ34は、ボビンとも呼ばれる。インシュレータ34の一部は、磁極32aに隣接して位置づけられることによって、ボビンのフランジ部を提供する。インシュレータ34の一部は、磁極32aの軸方向における両側に配置されている。インシュレータ34の一部は、ステータコア32の中央環状部の軸方向表面の一部を覆うように広がる。
ステータコア32は、ステータコア32をボディ13に固定するための複数のボルト穴を有する。接続部材41は、周方向に隣接する2つのボルト穴の間に配置され、固定されている。接続部材41は、ステータ31の端面上において径方向外側における所定の周方向範囲を占めるように広がっている。
挿入部43は、隣接する2つの磁極32aの間に位置づけられている。挿入部43は、ステータ31の軸方向に沿って延びる棒状または筒状と呼びうる突出部分である。挿入部43は、隣接する2つの磁極32aの間に配置されることにより、周方向に関する接続部材41の位置を規定する位置決め部材でもある。挿入部43は、接続部材41とステータ31、すなわちステータコア32との接触を提供する。挿入部43は、ステータ31の周方向および径方向に関してコネクタ45に加えられる荷重をステータ31に伝えることにより接続部材41の変形または移動を抑制する。この点で、挿入部43は、接続部材41をステータ31に対して支持する支持部である。挿入部43は、ステータ31に対する接続部材41の軸方向高さを規定する高さ規定部でもある。挿入部43は、接続部材41とステータ31とを連結する連結部材とも呼ぶことができる。
挿入部43は、センサ71を収容している。センサ71は、ロータ21に対向するように配置されている。センサ71は、ロータ21に設けられた特徴部を検出することにより回転方向における基準位置を示す信号を出力する。上記信号線は、基準位置を示す信号を伝えているともいえる。挿入部43は、センサ71を規定の位置に支持している。センサ71は、ロータ21に対向するように位置づけられている。センサ71は、ロータ21に設けられた磁気的な特徴部を検出することにより回転位置を示す電気信号を出力する。この実施形態では、磁気的な特徴部は、永久磁石23に設けられた磁極によって提供される。センサ71は、永久磁石23の磁束に反応するホール素子によって提供されている。
図8において、永久磁石23は、交互に極性が変化する複数の主磁極25を有する。さらに、永久磁石23は、特徴部としての副磁極26を有する。副磁極26は、主磁極25の交番周期の中に、極性が変化しない部分を形成する。副磁極26が形成する部分は、欠け歯部分とも呼ばれる。副磁極26は、ロータ21の一回転の中に、基準位置を規定する。副磁極26は、基準磁極とも呼ぶことができる。センサ71は、永久磁石23の主磁極25および副磁極26の上を通過するように位置づけられている。
図9は、センサ71の出力から得られた信号の波形S1を示す。図示される信号は、波形処理後の信号である。信号は、主磁極25および副磁極26によって与えられる磁束に対応する。この実施形態では、副磁極26によって、6番の立下りと、7番の立ち上がりとが欠落する。欠落波を示すパルス幅PW1は、他の正規のパルス幅PW0より十分に長い。
欠落波は、例えば電気回路11によって検出される。電気回路11は、回転軸14の基準位置、すなわち内燃機関12の基準位置を検出する基準位置検出部を提供する。欠落波は、波形S1の立ち上がりと立下りとによって示されるパルス幅に基づいて検出される。例えば、多く検出される主磁極25に相当するパルス幅を基準として、基準位置を示す特徴的なパルス幅が判定される。この実施形態では、主磁極25に相当するパルス幅を基準として、欠落波を示す長いパルス幅が判定される。これにより、回転位置の基準位置が示される。基準位置は、内燃機関12の点火制御などに利用される。
基準位置の検出は、波形から、他のパルスより長いパルスを検出し、その立ち上がり、または立下りよりカウンタによるカウントを始め、予め設定された立ち上がり、もしくは立下りの位置、更には回転速度等の諸条件から演算される時間を加減算した位置を点火の基準タイミングとして提供する。なお、長いパルスは、Hレベルでも、Lレベルでもどちらでもよい。
さらに、特徴部の影響を受けていない波形、すなわち欠落していない、通常の波形は、主に回転速度の演算に利用される。単位時間当たりのパルス数、または立ち上がり若しくは立下りの数に基いて回転速度が演算される。点火制御装置は、点火コイルへの通電開始と、通電遮断とを制御することにより点火用の電力を発生される。点火制御装置は、欠落波の検出に同期して、通電開始および/または通電遮断を実行する。例えば、内燃機関12における点火は、欠落波を点火制御装置が感知した後、点火制御装置が点火コイルに通電を開始することにより実行される。
このような制御処理は、欠落波の感知から、所定の時間が経過した後に実施されてもよい。また、このような制御処理は、欠落波の感知から、所定の数のパルス波を感知した後、さらに、所定の時間が経過した後に実施されてもよい。言い換えると、この実施形態では、ひとつのセンサから出力される波形で、基準位置の検出と、回転速度の検出との2つの目的に利用可能な波形が得られる。この実施形態によると、ひとつのセンサ71によって、回転速度演算用信号と、点火の基準位置信号とを提供できる。
図2および図3に戻り、接続部材41は、回路部品を収容するための収容部46を有する。収容部46は、直方体状に形成されている。収容部46は、一つの面が開口した箱状である。収容部46の底面に挿入部43が設けられている。挿入部43は、収容部46の底面から軸方向に沿って延び出している。この結果、挿入部43は、収容部46とステータコア32との間に架け渡されるように配置される。挿入部43は、ステータ31の軸方向に関して接続部材41とステータ31との間に配置されているともいえる。
接続部材41は、ステータ31に接続される脚部47を有する。接続部材41は、接続部材41の全体がほぼ対称形状となるように一対の脚部47を有する。一対の脚部47の間には、空洞が設けられている。脚部47は、収容部46の隣接する2つの角部から径方向内側に向けて延び出している。脚部47は、ステータコア32の中央部分に向けて軸方向に延びている。脚部47は、L字型である。脚部47は、ステータコア32の一方の端面に到達するように延びている。複数の脚部47は、ステータ31に対する安定的な固定を可能とする。
貫通部44は、コネクタ45と収容部46との間に設けられている。貫通部44の一部は、コネクタ45の一部を提供していてもよい。貫通部44は、シール部材55を有する。シール部材55は、貫通部44とボディ13との間に設けられている。シール部材55は、ボディ13と貫通部44との間をシールする。これにより、ボディ13外からボディ13内への異物の侵入が抑制される。また、ボディ13内からボディ13外へのオイル等の漏れ出しが抑制される。シール部材55は、例えば丸断面をもつゴム製のOリングまたはパッキンによって提供される。
図3において、ステータコア32の他方の端面が図示されている。端子支持部42は、ステータコア32の他方の端面に露出している。接続部材41は、一対の端子支持部42を有する。2つの端子支持部42は、接続部材41の幅と同程度の幅をもって離れている。
端子支持部42は、接続端子61を支持している。接続端子61は、電力線の一部でもある。図中には、一対の接続端子61が図示されている。ステータコイル33は、単相コイルである。よって、一対の接続端子61によってステータコイル33のための電気的な接続が提供される。
接続端子61は、ステータコイル33と電気的に接続される部材である。接続端子61は、コイル端33aと電気的に、かつ機械的に接続されている。接続端子61は、電気抵抗溶接、またはプロジェクション溶接に適した形状を有する。コイル端33aと接続端子61とは、プロジェクション溶接によって溶接されている。コイル端33aと接続端子61とは、はんだ接続、機械的なかしめ接続など多様な手法によって接続可能である。コイル端33aと接続端子61との接続部は、保護樹脂によって覆われる場合がある。保護樹脂は、電気絶縁性の樹脂である。
図4において、コネクタ45は、電力端子62および信号端子72を有する。電力端子62は、ステータコイル33に流れる電流を通電するための端子である。電力端子62は、電力線のための端子である。信号端子72は、センサ71から得られた信号を伝達するための端子である。信号端子72は、信号線のための端子である。信号端子72は、電源線およびグランド線のための端子でもよい。
図5において、接続部材41は、脚部47の端部に設けられた固定部48を有する。固定部48は、ステータコア32に固定される部分である。固定部48は、一対の脚部47の間に架け渡されている。固定部48は、ねじ等の固定部材56によってステータコア32に固定される。端子支持部42は、脚部47から延び出す柱状部分によって提供される。端子支持部42は、脚部47の端部から、ステータコア32を貫通するように延び出している。端子支持部42は、円柱状である。
挿入部43は、ステータ31の径方向に関して、コネクタ45と脚部47との間に配置されている。挿入部43は、接続部材41がボディ13に固定された後、および、接続部材41がボディ13に固定される前において、接続部材41の望ましくない変形および破損を抑制する。例えば、挿入部43は、回転電機10が出荷される時および運搬過程においても、接続部材41が、脚部47および固定部48を支持端とする片持ち構造となることを回避する。
図6および図7は、接続部材41の斜視図を示す。接続部材41は、全体がほぼF字型に成形されている。F字の縦棒部分に、収容部46と貫通部44とコネクタ45とが配置されている。F字の上角部分に、脚部47が配置されている。F字の上横棒部分に、端子支持部42が配置されている。F字の下横棒部分に、挿入部43が配置されている。
コネクタ45は、直方体状の収容部46から径方向外側に延び出している。貫通部44は、収容部46からコネクタ45に向けて徐々に高さが大きくなるように成形されている。収容部46は、箱状の収容室を埋める封止樹脂58を有する。封止樹脂58は、収容室内に回路部品が配置された後に、流動可能な状態で収容室内に注がれ、収容室を満たした後に、硬化されている。
固定部48には、固定部材56による締め付け力に抗するために、硬質のブッシュ57が配置されている。ステータコア32には、雌ねじをもつ穴が設けられている。穴は、ステータコア32に直接に形成、またはステータコア32に圧入されたナットによって提供される。固定部48は、固定部材56によるねじ締めにより固定される。図示されるように、端子支持部42は、脚部47の延長上に延び出している。
図7において、接続端子61と電力端子62との間には、電力線の一部を提供する電力電極63が配置されている。電力電極63の端部によって電力端子62が提供されている。電力電極63は、接続端子61から、端子支持部42および脚部47の中を延びている。電力電極63は、収容部46の壁の中を延びている。電力電極63は、収容部46から、貫通部44の中を通り、コネクタ45内に突出している。一対の接続端子61に対応する一対の電力電極63が接続部材41の中に配置されている。一対の接続端子61に対応する一対の電力端子62がコネクタ45内に設けられている。一対の電力端子62は、コネクタ45内に一群をなすように並べて配置されている。
収容部46には、回路部品75が収容されている。回路部品75は、回路素子を搭載するための基板、および回路素子を含む。さらに、回路部品75は、リード線等を含むことができる。回路部品75は、内部端子73と電気的に接続されている。
内部端子73と信号端子72との間には、信号線の一部を提供する信号電極74が配置されている。信号電極74の端部によって信号端子72が提供されている。信号電極74は、電力電極63より細い。信号電極74は、内部端子73から収容部46の壁の中、および貫通部44の中を通り、コネクタ45内に突出している。回路部品75のために必要な複数の信号電極74が接続部材41の中に配置されている。センサ71と信号電極74との間は、回路部品75によって接続されている。複数の信号端子72がコネクタ45内に配置されている。複数の信号端子72は、コネクタ45内に一群をなすように並べて配置されている。
電極63、74は、導体製である。電極63、74は、連続した一枚の導体板を切断し、折り曲げることによって製造されている。電極63、74は、複数の導体板を接続することによって製造されてもよい。電極63、74と接続部材41を形成する樹脂材料とは、それらの間を通してオイルまたは気体などの流体が漏れることがないように封止されている。封止は、電極63、74が接続部材41を形成する樹脂材料の中にインサート成形されることによって提供される。封止を提供するために、ゴムなどのシール部材が設けられてもよい。
図1ないし図7において、接続部材41は、コネクタ45を有するコネクタユニットとも呼ぶことができる。接続部材41は、ステータコイル33と電力端子62との間の接続を提供する電力線コネクタユニットとも呼ぶことができる。接続部材41は、センサ71と信号端子72との間の接続を提供する信号線コネクタユニットとも呼ぶことができる。別の観点では、接続部材41は、ステータコイル33と電力線との接続、および、センサ71と信号線との接続を提供する回転電機10のための外部接続を集中化した集中接続ユニットとも呼ぶことができる。さらに、集中接続ユニットは、電力線と信号線との両方のためのコネクタ45を有するから、集中コネクタユニットとも呼ぶことができる。
接続部材41は、ステータ31の径方向外側の環状部分に、ステータ31の軸方向から跨るように配置されている。環状部分は、複数の磁極32aとステータコイル33とが配置された部分である。収容部46は、環状部分の軸方向一端に位置づけられている。貫通部44およびコネクタ45は、ステータ31より径方向外側に突出している。
収容部46および貫通部44は、ロータ21との干渉を回避するようにステータ31の軸方向端面よりやや離れて位置づけられている。コネクタ45は、収容部46および貫通部44の軸方向高さより大きい軸方向高さを有する。コネクタ45は、ステータ31およびロータ21より径方向外側において、径方向に関してステータ31と重複するように配置されている。言い換えると、コネクタ45は、ステータ31の径方向外側に覆いかぶさるように庇状に突き出している。
脚部47は、環状部分より径方向内側に延び出している。固定部48は、ステータコア32上に位置づけられている。端子支持部42は、接続部材41が正規の位置に位置づけられるときに、同時に、ステータコア32を貫通する貫通穴に挿入される。端子支持部42、脚部47および固定部48は、環状部分より径方向内側に位置している。挿入部43は、環状部分の外周部分に位置している。
挿入部43は、径方向に関して、コネクタ45と固定部48との間に位置している。挿入部43は、周方向に関して、一対の脚部47の間に位置している。挿入部43は、軸方向に関して、一対の脚部47より長く延び出している。ステータ31の径方向に関して、収容部46は端子支持部42より径方向外側に配置されている。
この実施形態における回転電機の製造方法は、接続部材41を製造する工程を含む。端子支持部42、コネクタ45、収容部46、挿入部43、固定部48、貫通部44、および脚部47は樹脂材料の一体成形によって形成されている。製造方法は、さらに、ステータ31に接続部材41を装着する工程と、この装着工程の後に、コイル端33aと接続端子61とを溶接によって接続する接続工程とを含む。接続工程において、接続部材41から長いワイヤハーネスが延び出していると、接続工程の妨げとなることがある。コネクタ45は、接続工程の後に、コネクタ45によるワンタッチでの電力線と信号線との接続を可能とする。
以上に述べた実施形態によると、電力線の一部は接続部材41によって提供される。接続部材はコネクタを有するから、ステータ31からワイヤハーネス15を分離可能な回転電機10が提供される。ステータ31上に敷設されるワイヤハーネスの長さが抑制された回転電機10が提供される。また、内燃機関用回転電機の製造工程において、コネクタからワイヤハーネスを分離することにより、コイル端と接続端子との接続工程を容易に実施可能となる。ワイヤハーネスが製造工程において妨げとならないから、製造が容易な回転電機10が提供される。
さらに、ステータ31には長く柔軟なワイヤハーネスが付属しないから、内燃機関12への装着作業が容易となる。また、接続部材41は、ボディ13の外にコネクタ45を位置づけるから、ボディ13の内部にワイヤハーネスが敷設されない。敷設のための余裕長さを含む長いワイヤハーネスを設ける必要がない。このため、ワイヤハーネスの長さが抑制された回転電機10が提供される。さらに、ボディ13内にワイヤハーネスがない。よって、ボディ13内においてワイヤハーネスを固定するための部材が必要とされない。例えば、ワイヤハーネスをステータ31に固定するためのクランプ、および/またはワイヤハーネスをボディ13に固定するためのクランプが必要とされない。
第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、単一のセンサ71が用いられている。これに代えて、この実施形態では、基準位置を検出するために2つのセンサ71が用いられる。
図10において、センサ71は、第1のセンサ71と呼ばれる。回転電機10は、第2のセンサ278を有する。第2のセンサ278は、接続部材41に設けられている。第1のセンサ71の中心と第2のセンサ278の中心との間隔は、永久磁石23の磁極のピッチTSの半分(TS/2)である。第1のセンサ71と第2のセンサ278とは、2つの挿入部の中に、または、ひとつの共通の挿入部の中に配置することができる。
図11において、第1のセンサ71の出力に基づく波形S1と、第2のセンサ278の出力に基づく波形S2とは、間隔TS/2に相当する位相差を有する。この構成では、10番目および11番目の立下りと、12番目および13番目の立下りが欠落する。欠落波を示すパルス幅PW2は、先行する実施形態のパルス幅PW1より小さい。
この実施形態でも、基本パルス数±基準位置形成パルス数の出力が得られる。なお、基本パルス数は、2m×nであらわされる。2mは、永久磁石23に設けられた基本となる全極数である。nは、センサ71の数である。基準位置形成パルス数は、z×nであらわされる。zは、永久磁石23に設けられた基本とは異なる逆極性部分の数である。なお、m、n、zは、自然数である。
内燃機関12の制御、例えば点火制御は、センサ71、278の出力に応じて実行される。例えば、基本パルスに基いて内燃機関12の回転速度が演算される。基準位置形成パルスに基いて回転角度を演算検出し、点火の基準タイミングとしている。基準タイミングとしたのは、回転速度等によって点火タイミングを演算決定するためである。この実施形態によると、永久磁石23の磁極数より多いパルスを、複数のセンサの出力の論理和にて提供できる。
この実施形態によると、高い精度で回転位置を検出することができる。欠落波に起因して回転位置を検出できない期間(PW2)を短くすることができる。さらに、内燃機関12の回転数が低い場合であっても、ひとつのセンサの信号を利用することでも基準位置を判定できるから、先行する実施形態と同じ精度で基準位置を判定することができる。
欠落波ではない、すなわち通常パルスが永久磁石23の磁極数の2倍の数となる。よって、内燃機関12の回転速度の検出精度の向上が望まれるとき好適である。さらに向上が望まれる場合、要求に応じ適宜センサの数を増やしてもよい。
なお、センサ71と、センサ278とは、軸方向にずれて配置されてもよい。例えば、センサ278は、特徴部の上を通過しない位置に設置されてもよい。この場合、一方の波形S1にのみ、欠落波が発生する。この場合でも、同じ機能を提供することができる。また、2つのセンサ71、278は、ひとつの挿入部43に配置されていても良いし、ふたつの挿入部43に配置されていてもよい。
第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、主磁極25の幅と、副磁極26の幅とが同一である。これに代えて、この実施形態では、主磁極25の幅より小さい幅をもつ副磁極326が用いられる。
図12において、副磁極326の幅は、主磁極25の中における副磁極326の存在をセンサ71の信号に基づいて識別可能な幅に設定されている。図示される実施形態では、副磁極326の幅は、ひとつの主磁極25の幅の1/3である。副磁極326は、ひとつの主磁極25の幅方向の中央部に設けられている。
図13に図示されるように、この実施形態によると、欠落波に代えて、追加波があらわれる。追加波は、6+1番目の立ち上がりと、6+2番目の立下りとを生じる。この実施形態によると、欠落波に起因して回転位置を検出できない期間が解消される。さらに、基準位置が、周期が格段に短い追加波によって示されるから、内燃機関12が始動されるときに回転数が徐々に増加する場合であっても、基準位置を判定できる。
第4実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、第2実施形態の構成と第3実施形態の構成との両方が用いられる。
図14において、回転電機10は、2つのセンサ71、278と、副磁極326とを有する。図15に図示されるように、この実施形態によると、波形S1と波形S2との両方に追加波があらわれる。この実施形態によると、基準位置の検出性能と、回転位置の検出性能との両方が向上される。
第5実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、回転電機10は、発電機である。これに代えて、この明細書における開示は、多様な回転電機10に適用することができる。この実施形態では、発電電動機、または交流発電機スタータ(AC Generator Starter)と呼ばれる回転電機への適用が開示される。
この実施形態において、回転電機10は、多相のステータコイル33を有する。三相のステータコイル33は、発電機として機能するときに三相交流電力を出力する。三相のステータコイル33は、三相交流電力を供給されることによって、電動機として機能する。電気回路11は、インバータ回路(INV)と制御装置(ECU)とを備える。回転電機10は、電動機制御のためのセンサと、点火制御のためのセンサとを含む。このような適用に関して、特開2015−144564号公報、または特開2015−144552号公報に記載の内容が参照により援用される。
図16および図17は、この実施形態の接続部材41を示す斜視図である。図16には、封止樹脂58を注入する前の状態が図示されている。図17には、封止樹脂58が注入された後の状態が図示されている。
接続部材41は、ステータ31の端面上に配置される。接続部材41は、ステータ31の複数の磁極32aにわたって広がる円弧状の部材である。接続部材41は、電力端子62および信号端子72を有するコネクタ545を有する。コネクタ545は、ボディ13の内部において、ステータ31の周方向に向けて開口している。この実施形態でも、電力線のための接続と、信号線のための接続とがコネクタ545において集中的に実現される。
図17には、一本のコイル端33aが例示されている。端子支持部42は、円弧状または扇状に広がる平面を提供する。端子支持部42は、複数の接続端子61を支持している。この実施形態では、端子支持部42は、三相のステータコイル33のための3つの接続端子61を支持している。コイル端33aは、接続部材41の径方向内側から端子支持部42の上に引き出されている。コイル端33aは、端子支持部42の上において接続端子61と接続されている。
接続部材41は、複数の挿入部43を有する。複数の挿入部43は、基準位置を検出するためのセンサ、および回転電機10を電動機として機能させるためのセンサを有する。例えば、複数の挿入部43は、基準位置を検出するためのひとつのセンサと、回転電機10を電動機として機能させるための3つのセンサとを有する。図中には、ひとつのセンサ71が図示されている。収容部46は、センサ71を挿入部43内に挿入するための開口部43aを有する。
信号電極74は、内部端子573を提供する。内部端子573は、収容部46内に配置されている。接続部材41は、複数の内部端子573を有する。内部端子573は、回路部品575である基板との接続に適したピン形状である。内部端子573は、収容部46の底面から軸方向に延び出している。
回路部品575は、内部端子573を受け入れ、はんだ接続するための貫通穴およびランドを有する。回路部品575は、内部端子573を受け入れるように収容室の中に配置されている。回路部品575は、封止樹脂58の中に埋設されている。
接続部材41は、接続部材41をステータコア32に固定するための脚部47を有する。さらに、接続部材41は、接続部材41をボディ13に固定するためのステー549を有する。ステー549は、接続部材41の位置の安定化、およびステータ31の周方向における位置決めを可能とする。
この実施形態では、端子支持部42、コネクタ45、収容部46、挿入部43、固定部48、および脚部47は樹脂材料の一体成形によって形成されている。この実施形態における回転電機の製造方法も、装着工程と、接続工程とを含む。よって、製造が容易な回転電機10が提供される。さらに、ステータ31には長く柔軟なワイヤハーネスが付属しないから、内燃機関12への装着作業が容易となる。
この実施形態でも、端子支持部42は、収容部46より径方向内側に配置されている。端子支持部42は、接続部材41の径方向内側の縁に接して設けられている。これにより、ステータコイル33の径方向内側から延び出すコイル端33aを端子支持部42の上に容易に配置することができる。また、収容部46は、接続部材の径方向外側の縁に接して設けられている。これにより、ステータ31の外周部に設けられるセンサ71と回路部品との接続が容易となる。
第6実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、コネクタ45は、回転電機10の径方向外側に向けて開口するように配置される。これに代えて、コネクタ45の方向は、多様な方向に設定することができる。例えば、コネクタ45は、回転電機10の軸方向に向けて開口するように、または、回転電機10の周方向に向けて開口するように配置することができる。また、コネクタ45は、ボディ13の外側に突出するように形成されるが、突出方向と交差する方向へ開口するように形成されてもよい。
図18において、接続部材41は、コネクタ645を有する。コネクタ645は、回転電機10の軸方向であって、ボディ13の外に向けて開口している。よって、コネクタ51は、回転電機10の軸方向に沿って、コネクタ645に向けて挿入され、連結される。
第7実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数の磁極32aの間に、ロータ31の基準位置を検出するためのセンサ71、および/または回転電機10を電動機として機能させるための回転位置を検出するための3つのセンサが設けられている。これに代えて、ロータ31の基準位置を検出するためのセンサ71、および/または回転電機10を電動機として機能させるための回転位置を検出するための3つのセンサの設置位置は、任意に設定可能である。
図19は、この実施形態に係るステータ31と、永久磁石23と、接続部材41との関係を示す部分断面図である。なお、複数のセンサの断面上の位置を示すために便宜的な断面が示されている。接続部材41は、ひとつ以上のセンサを有するセンサユニットとして図示されている。接続部材41は、先行する実施形態と同様に、コネクタ45などを有する。なお、この実施形態の接続部材41は、センサユニットだけとして解されてもよい。
接続部材41は、挿入部743を有する。挿入部743は、収容部46から軸方向に延び出している。挿入部743は、永久磁石23の内周面と対向するように延び出している。挿入部743は、固定爪とも呼ばれる。挿入部743は、インシュレータ34のボビン部分に挿入されている。よって、挿入部743は、隣接する磁極23aの間には配置されていない。挿入部743は、磁極23aに対して、軸方向に位置している。
接続部材41は、回転電機10を電動機として機能させるための回転位置を検出するための3つのセンサ781を有する。これらセンサ781は、センサ71と類似のセンサである。ただし、センサ71は、リード線付き素子、またはスルーホールマウントデバイスと呼ばれる素子である。センサ781は、表面実装型素子である。表面実装型素子は、電気部品75である基板との接続工程などの製造方法の簡単化を可能とする。また、表面実装型素子は、コスト低減を可能とする場合がある。
複数のセンサ71、および781は、永久磁石23の角部における磁束を検出する。このため、センサ71は、永久磁石23の内周面のうち、軸方向の端部とだけ対向している。センサ781は、永久磁石23の軸方向における端面と対向している。永久磁石23は、ステータ31に回転磁界を提供するために、径方向を主な着磁方向としている。よって、永久磁石23の軸方向における端面は、主な着磁方向ではない。センサ781は、主な着磁方向ではない位置における漏れ磁束を検出する。なお、永久磁石23の中に、センサ781へ強い磁界を作用させる着磁部分を設けてもよい。
図20は、ステータ31の径方向外側から断面図である。ここでも、便宜的な断面が示されている。挿入部743は、インシュレータ34のボビン部分の中に挿し込まれている。インシュレータ34は、挿入部743を受け入れるための受け入れ部734aを有している。
センサ71は、磁極32aの位置によって制限されることなく、任意の位置に設けることができる。複数のセンサ781は、磁極32aの位置によって制限されることなく、複数の永久磁石23の磁束によってロータ21の回転位置を検出できる位置に設けることができる。センサ71、781は、磁極32aの位置に依存することなく、それらの機能を達成するために必要な位置に設けることができる。
例えば、センサ71は、ステータ31の上の任意の位置に設置可能である。また、複数のセンサ781は、複数の磁極32aのピッチによって制限されることなく、回転位置を検出するためのピッチをもって配置することができる。
複数の磁極32aの間をスロットと呼ぶ。例えば、3相のステータコイルを有し、「ロータ極数:ステータスロット数=2n:3n(nは、自然数である)」の場合、複数のセンサ781は、複数の磁極32aの間(スロット)に配置可能である。複数のセンサ781に必要なピッチが、複数のスロットのピッチに一致しているからである。例えば、「ロータ極数:ステータスロット数=12:18」の場合(12P−18Sとも表記される場合がある)、複数のスロットの物理的なピッチ角度は、20度となる。これは、ロータ極数によって決定される電気角120度と一致する。このため、複数のセンサは、隣接する複数のスロットに3つを配置することとなる。
一方で、「ロータ極数:ステータスロット数=20:18(20P−18S)」の場合、複数のスロットの物理的なピッチ角度は、ロータ磁極によって決定される電気角と一致しない。この場合、複数のスロットの物理的なピッチ角度が20度であると、電気角は200度となる。このような場合でも、上記実施形態では、複数の磁極32aによって制限されることなく、複数のセンサ781を配置することができる。
また、単相のステータコイル33を備える場合(12P−12Pの場合)でも、望ましい多パルス(位相がずれた複数の波形)を得ることができる。また、位相がずれた複数の波形は、ロータ21の一周におけるパルス数を多くするためにも有効である。
なお、この実施形態では、挿入部743の中に、センサ71が配置されている。これに代えて、複数のセンサ781のうちのひとつを挿入部743の中に配置してもよい。また、センサ71は、接続部材41とは別の部材に設置してもよい。同様に、センサ71だけを接続部材41の中に設け、複数のセンサ781を別の部材に設置してもよい。
第8実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数の磁極32aの間には、センサ71、781がない。これに代えて、センサ71または複数のセンサ781のひとつを複数の磁極32aの間に設けてもよい。
図21は、この実施形態のセンサの配置を示す便宜的な断面図である。挿入部43は、隣接する2つの磁極32aの間に挿入されている。複数のセンサ781のうちのひとつだけが、挿入部43の中に配置されている。この挿入部43の中に配置されたセンサ781は、リード線付き素子、またはスルーホールマウントデバイスと呼ばれる素子である。残る2つのセンサ781は、回路部品75の表面に実装される表面実装型素子である。これにより、多数派のセンサ781を表面実装型素子によって提供することができる。
センサユニットとしての接続部材41は、ひとつの挿入部43を有している。挿入部43は、ひとつであるから、複数の磁極32aのピッチに制約されることがない。この挿入部43の中に配置されたセンサ781は、複数のセンサ781のうちのひとつである。例えば、挿入部43の中に配置されたセンサ781は、永久磁石23の内周面と対向するように配置されるから、残る2つのセンサ781より有利な信号を出すことができる場合がある。
この実施形態によると、挿入部43によって接続部材41の固定の安定化が可能である。また、挿入部43は、センサ781を収容するために利用することができる。複数のセンサ781のひとつを挿入部43の中に配置する構成は、先行する実施形態においても採用可能である。また、この実施形態では、センサ781を挿入部43の中に配置した。これに代えて、センサ71を挿入部43の中に配置してもよい。
第9実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、挿入部43をセンサ71、および/または複数のセンサ781のひとつを収容するために利用している。これに代えて、センサユニットとしての接続部材41は、センサ71および/またはセンサ781を収容しない挿入部43を備えていてもよい。
図22は、この実施形態のセンサの配置を便宜的に示す断面図である。接続部材41の収容部46は、複数の挿入部943を有している。これら挿入部943は、センサ71および/またはセンサ781を保持または収容していない。挿入部943は、接続部材41をステータ31に対して位置決めするための部材として機能する。
この実施形態によると、接続部材41の位置を確実に規定することができる。なお、挿入部943は、ひとつでもよい。また、挿入部943は、3つ以上の複数でもよい。複数の挿入部943のピッチは、複数のスロットのピッチに対応している。一方で、複数の挿入部943のピッチは、複数のセンサ781のピッチと不一致である。
この実施形態によると、複数の磁極32aのピッチに依存することなく、複数のセンサ781を設けることができる。しかも、複数のセンサ781を有するセンサユニットとしての接続部材41を、ステータ31に対して確実に所定の位置に位置付けることができる。また、挿入部943は、センサユニットとしての接続部材41の固定を安定化する。挿入部943は、先行する実施形態においても採用可能である。
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
上記実施形態では、回転位置を検出するセンサは、永久磁石の磁束に反応する。センサは、ホール素子または磁気抵抗素子を利用することができる。また、センサは、磁束変化に反応するコイルを利用したマグネットピックアップを利用することができる。また、センサが反応する特徴部は、ロータコア22に設けられた凹凸によって提供されてもよい。例えば、センサは、ロータコア22に設けられた磁性材料製の突起に対向するように接続部材41に設置される。このような適用に関して、特開2015−130785号公報、または特開2014−36506号公報に記載の内容が参照により援用される。
上記実施形態では、永久磁石23の軸方向の縁に、特徴部を形成するための副磁極26、326が設けられている。特徴部は、少なくともひとつのセンサ71、278が通過する経路上に形成されていれば、多様な位置に設けることができる。例えば、永久磁石23の軸方向の縁から離れた位置に、すなわち主磁極25の中に、副磁極が設けられてもよい。
上記実施形態において、コネクタ45およびコネクタ51には、多様な電気コネクタ、または電気カプラと呼ばれる形状を採用することができる。例えば、コネクタ45はオス側であり、コネクタ51はメス側である。これに代えて、コネクタ45をメス側とし、コネクタ51をオス側としてもよい。
上記実施形態では、電力端子62と、信号端子72とがひとつの筒状のコネクタ45、545、645の中に収容されている。これに代えて、コネクタ45、545、645は、電力端子62を収容する筒状のコネクタ部材と、信号端子72を収容する筒状のコネクタ部材とを有していてもよい。それら電力用コネクタ部材と信号用コネクタ部材とは、隣接して、または離して設けることができる。第5実施形態では、コネクタ545は、ボディ13内において開口している。これに代えて、コネクタ545をボディ13の外部において開口させてもよい。
上記実施形態では、接続部材41は、ステータコア32に固定されている。これに代えて、接続部材41は、インシュレータ34などの介在物を介してステータコア32に固定されてもよい。これらの構成においても、接続部材41は、ステータ31の一部品であるとともに、ステータ31に固定されているといえる。
また、コネクタ51をボディ13に固定する固定部材52は、多様な締結機構または連結機構によって提供することができる。例えば、固定部材52は、樹脂部材の弾性変形を利用したスナップフィット機構によって提供されてもよい。
上記第1実施形態では、単相巻線のための電力線を提供するために、2つの接続端子61、2つの脚部47、2つの端子支持部42を設けている。これに代えて、接続端子、脚部、端子支持部などの部分の数は、(1)ステータコイル33の相数、および/または、(2)結線形態、および/または、(3)ステータコイル33の並列数などに応じて、設定することができる。また、ひとつの端子支持部に支持される接続端子の数も、接続端子の総数、端子支持部の形状などに応じて、設定することができる。例えば、三相スター結線または三相デルタ結線の場合、3の倍数の接続端子等を採用することができる。更にスター結線においては、中性点と接続する接続端子や脚部、端子支持部を設けてもよい。
上記実施形態では、接続部材41は、電力線の接続と信号線の接続との両方を提供する。これに代えて、接続部材41は、電力線の接続だけを提供するように構成されてもよい。この構成においても、コイル端33aと接続端子61とを接続する接続工程におけるワイヤハーネスに起因する不具合を除くことができる。
上記実施形態では、固定部48にブッシュ57が設けられている。これに代えて、固定部48にナットを設けてもよい。この場合、固定部材56は、ステータコア32の反対面からステータコア32を貫通するように配置され、ナットにねじ込まれるボルトによって提供することができる。この場合も、固定部48は、固定部材56によってステータコア32に締め付け固定される。
上記実施形態は、回転電機10のステータ31と、コネクタ51とが同位相の振動となるように構成されている。この構成を提供するために、コネクタ51を内燃機関側のボディ13に固定している。この固定は、ボルトなどの機械的な締結が望ましい。さらに、コネクタ51から延び出すワイヤハーネスの一部を、一箇所以上において、ボディ13に固定してもよい。この構成によると、振動によるワイヤハーネスの振幅をコネクタ51の端子に与えない。また、ワイヤハーネスの張力がコネクタ51に与える影響が抑制される。
上記実施形態の構成は、回転電機10を収容する収容室に空冷のための空気が供給される形態、または、収容室に内燃機関12のためのオイルが供給される形態に利用することができる。これらの場合において、内燃機関12におけるコネクタ45が配置される位置は、空気流が当たる位置に設定することが望ましい。二輪車の場合、上記位置は、内燃機関12の前方側であって、走行風が当たる位置に設定することが望ましい。
また、内燃機関12が水冷である場合、コネクタ45の近傍、例えばコネクタ45の直下、またはコネクタ45の周囲に、ウォータジャケットを配置することが望ましい。このような配置は、接続部材41の温度を抑制するために貢献する。また、収容室にオイルが供給される場合、接続部材41に向けてオイルを供給することにより、接続部材41を油冷してもよい。例えば、ボディ13および/または回転軸14にオイル流路と噴射口とを設けてオイルを吹き付けてもよい。また、内燃機関12が空冷である場合、ロータ21に送風のためのブレードを設けて、接続部材41を空冷してもよい。例えば、外気を収容室に導入し、接続部材41に向けて送風するように、ロータ21にファンを設けてもよい。
上記実施形態では、複数の固定部材56により、接続部材41をステータ31に固定している。これに代えて、単一のスクリューなどを固定部材56として用いてもよい。また、コネクタ45は、ボディ13に直接的に固定されていてもよい。また、上記実施形態では、固定部材56は、接続部材41の上から、接続部材41を締め付けている。これに代えて、固定部材56は、ステータ31の反対側から接続部材41を引き込むようにして締め付けていてもよい。

Claims (11)

  1. ロータ(21)と対向するように配置されるステータコア(32)、および前記ステータコア(32)に装着されたステータコイル(33)を有するステータ(31)と、
    前記ステータに固定され、前記ステータコイルに流れる電流のための電力線の一部を提供する接続部材(41)とを備えており、
    前記接続部材は、
    前記ステータコイルのコイル端(33a)と接続される接続端子(61)を支持する樹脂製の端子支持部(42)と、
    前記電力線のための電力端子(62)を有する樹脂製のコネクタ(45)と、
    前記接続端子(61)と前記電力端子(62)との間に延びる導体製の電力電極(63)とを備え、
    前記接続部材は、さらに、
    前記ロータに対向するように配置され前記ロータに設けられた特徴部を検出することにより回転方向における基準位置を示す信号を出力するセンサ(71、278)と、
    前記基準位置を示す信号を伝える信号線のための信号電極(74)と、
    前記信号電極によって提供され、前記コネクタに設けられた信号端子(72)とを備える内燃機関用回転電機。
  2. 前記接続部材は、さらに、内燃機関用回転電機を収容する収容室を区画し、形成するボディ(13)を貫通して配置される貫通部(44)を有し、前記コネクタは前記収容室の外において開口する請求項1に記載の内燃機関用回転電機。
  3. 前記接続部材は、前記貫通部に設けられ、前記ボディと前記貫通部との間をシールするシール部材(55)を備える請求項2に記載の内燃機関用回転電機。
  4. 前記接続部材は、さらに、前記センサと前記信号電極とを接続する回路部品(75、575)と、
    前記回路部品を収容する収容部(46)とを備える請求項3に記載の内燃機関用回転電機。
  5. 前記ステータの径方向に関して、前記収容部は前記端子支持部より径方向外側に配置されている請求項4に記載の内燃機関用回転電機。
  6. 前記接続部材は、さらに、前記ステータコアの2つの磁極(32a)の間に配置される挿入部(43)を備える請求項1から請求項5のいずれかに記載の内燃機関用回転電機。
  7. ロータ(21)と対向するように配置されるステータコア(32)、および前記ステータコア(32)に装着されたステータコイル(33)を有するステータ(31)と、
    前記ステータに固定され、前記ステータコイルに流れる電流のための電力線の一部を提供する接続部材(41)とを備えており、
    前記接続部材は、
    前記ステータコイルのコイル端(33a)と接続される接続端子(61)を支持する樹脂製の端子支持部(42)と、
    前記電力線のための電力端子(62)を有する樹脂製のコネクタ(45)と、
    前記接続端子(61)と前記電力端子(62)との間に延びる導体製の電力電極(63)とを備え、
    前記接続部材は、さらに、
    前記ロータに対向するように配置され前記ロータに設けられた特徴部を検出することにより回転方向における基準位置を示す信号を出力するセンサ(71、278)と、
    前記基準位置を示す信号を伝える信号線のための信号電極(74)と、
    前記信号電極によって提供され、前記コネクタに設けられた信号端子(72)と、
    前記センサと前記信号電極とを接続する回路部品(75、575)と、
    前記回路部品を収容する収容部(46)と
    前記ステータコアの2つの磁極(32a)の間に配置される挿入部(43)と、
    前記ステータコアに固定部材によって固定される固定部(48)とを備え、
    前記端子支持部、前記コネクタ、前記収容部、前記挿入部、および前記固定部は樹脂材料の一体成形によって形成されている内燃機関用回転電機。
  8. 前記接続部材は、さらに、
    内燃機関用回転電機を収容する収容室を区画し、形成するボディ(13)を貫通して配置される貫通部(44)と、
    前記貫通部に設けられ、前記ボディと前記貫通部との間をシールするシール部材(55)とを備えており、
    前記端子支持部、前記コネクタ、前記収容部、前記挿入部、前記固定部および前記貫通部は樹脂材料の一体成形によって形成されており、
    前記コネクタは前記収容室の外において開口するように形成されている請求項7に記載の内燃機関用回転電機。
  9. 前記接続部材は、さらに、前記収容部と前記固定部とを連結するように延びる脚部(47)を有し、
    前記端子支持部、前記コネクタ、前記収容部、前記挿入部、前記固定部、および前記脚部は樹脂材料の一体成形によって形成されており、
    前記収容部は、前記ステータの一方の端面上に配置されており、
    前記端子支持部は、前記脚部から前記ステータコアを貫通するように棒状に形成されており、前記ステータの他方の端面上に前記接続端子を支持している請求項7または請求項8に記載の内燃機関用回転電機。
  10. 前記収容部は、前記ステータの一方の端面上に配置されており、
    前記端子支持部は、前記ステータの前記一方の端面上にであって、前記収容部より前記ステータの径方向内側に配置されており、前記ステータの前記一方の端面上に前記接続端子を支持している請求項7または請求項8に記載の内燃機関用回転電機。
  11. さらに、前記ステータコアに対向するように配置された永久磁石(23)を有し、内燃機関の回転軸(14)によって回転させられるロータ(21)を備える請求項1から請求項10のいずれかに記載の内燃機関用回転電機。
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