TWI567295B

TWI567295B - 旋轉電機、引擎及車輛

Info

Publication number: TWI567295B
Application number: TW103102520A
Authority: TW
Inventors: 西川貴裕; 日野陽至
Original assignee: 山葉發動機股份有限公司
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2017-01-21
Also published as: TW201441483A; EP2770619A3; EP2770619A2

Description

旋轉電機、引擎及車輛

本發明係關於一種旋轉電機、引擎及車輛。

先前，例如眾所周知有設置於機車等車輛等之引擎之旋轉電機。作為此種旋轉電機，例如可列舉起動馬達、發電機、起動發電機等。起動馬達係於引擎起動時使引擎之曲柄軸旋轉而使引擎起動。發電機係於引擎起動後藉由曲柄軸之旋轉而發電。起動發電機係於引擎起動時作為起動馬達而發揮功能並且於引擎起動後作為發電機而發揮功能。

起動發電機檢測轉子之旋轉位置，於作為起動馬達而發揮功能時，基於檢測信號而控制供給至設置於定子之繞組之電流，且於作為發電機而發揮功能時，基於檢測信號而進行發電控制。如此，設置於引擎之旋轉電機進行轉子之旋轉位置之檢測。

專利文獻1記載之旋轉電機係外轉子型之旋轉電機。於轉子之後磁軛部之內周面設置有複數個永久磁鐵。複數個永久磁鐵與定子對向。藉由轉子之筒狀凸座部嵌入至曲柄軸而將轉子設置於曲柄軸。於筒狀凸座部之外周面，設置有環狀之驅動時序檢測用磁鐵、及環狀之點火時序檢測用磁鐵。驅動時序檢測用磁鐵係以磁極之極性於圓周方向交替地不同之方式磁化。點火時序檢測用磁鐵係僅圓周方向之一個部位磁化。於定子，於與筒狀凸座部對向之位置設置有驅動時序檢測用磁感測器、及點火時序檢測用磁感測器。配置於定子之驅動時序檢測用磁感測器，檢測伴隨轉子之旋轉之驅動時序檢測用磁鐵之磁通之變化。配置於定子之點火時序檢測用磁感測器，檢測伴隨轉子之旋轉之點火時序檢測用磁鐵之磁通之變化。

專利文獻2~4揭示有於不使用專利文獻1所示之環狀之驅動時序檢測用磁鐵及點火時序檢測用磁鐵之情況下檢測轉子之旋轉位置。

專利文獻2所記載之旋轉電機包括有底筒狀之轉子、及配置於該轉子之內側之定子。於轉子之周壁部之內周面配置有複數個磁鐵。複數個磁鐵中之一個磁鐵以軸線方向之一端部成為與該磁鐵之極性不同之極性之方式磁化。又，定子於相鄰之齒部之前端部間形成有切口部。於該切口部內，單元化地配置有用以獲得馬達驅動信號之與U、V、W之各相對應之3個磁感測器、用以獲得點火時序信號之1個磁感測器。各磁感測器係所謂之分立品，且具有腿狀之端子部。又，設置有磁感測器之基板於轉子之軸線方向上與定子空開間隔而配置。各磁感測器係藉由腿狀之端子部插入至基板而設置於基板上。腿狀之端子部以各磁感測器之感測器部位於齒部間之方式，自基板延伸至齒部間。於該狀態下，磁感測器被收容於配置於齒部間之切口部之殼體。

專利文獻3所記載之旋轉電機包括有底筒狀之轉子、及配置於該轉子之內側之定子。於轉子之周壁部之內周面配置有複數個磁鐵。複數個磁鐵中之一個磁鐵係以軸線方向之一端部成為與該磁鐵之極性不同之極性之方式磁化。又，於定子之相鄰之前端部間配置有3根引導子及1根短引導子。又，於朝向轉子之軸線方向之定子之端面之附近設置有電路基板。於電路基板設置有用以獲得馬達驅動信號之與U、V、W之各相對應之3個磁感測器、及用以獲得點火時序信號之1個磁感測器。用以獲得馬達驅動信號之3個磁感測器係經由配置於相鄰之前端部間之引導子而檢測來自磁鐵之磁通。用以獲得點火時序信號之 1個磁感測器係經由配置於相鄰之前端部間之短引導子而檢測來自磁鐵之磁通。

專利文獻4所記載之旋轉電機包括有底筒狀之轉子、及配置於該轉子之內側之定子。於轉子之周壁部之內周面配置有複數個磁鐵。於定子之相鄰之前端部間配置有3根長磁性體、及1根短磁性體。又，於朝向轉子之軸線方向之定子之端面之附近設置有控制單元。控制單元包括用以檢測轉子之基準位置之磁感測器、及用以進行線圈之通電控制之與U、V、W之各相對應之3個磁感測器。該等磁感測器係經由配置於定子之相鄰之前端部間之磁性體而檢測來自磁鐵之磁通。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-148317號公報

[專利文獻2]日本專利特開2009-89588號公報

[專利文獻3]日本專利特開2013-27252號公報

[專利文獻4]日本專利特開2013-72358號公報

專利文獻1所記載之旋轉電機除了包括設置於轉子之後磁軛部之磁鐵以外，還包括驅動時序檢測用磁鐵及點火時序檢測用磁鐵。又，於定子之內徑側(與轉子之筒狀凸座部對向之位置)，設置有驅動時序檢測用磁感測器、及點火時序檢測用磁感測器。因此，存在零件件數較多而構造複雜之問題。

又，專利文獻1所記載之旋轉電機中，驅動用感測器磁鐵與上述點火時序用感測器磁鐵必須以於軸線方向分開之狀態配置。又，與該等兩個感測器磁鐵對應之磁感測器必須以不與定子干涉之方式設置。因此，旋轉電機之軸線方向之尺寸變長。

又，設置於轉子之後磁軛部之磁鐵、驅動時序檢測用磁鐵、及點火時序檢測用磁鐵個別地設置。因此，為了藉由磁感測器而高精度地獲得基於設置於轉子之後磁軛部之磁鐵之旋轉時之相位之驅動時序及點火時序，必須高精度地調整以下之位置關係之全部。即，必須高精度地調整驅動時序檢測用磁鐵及點火時序檢測用磁鐵與設置於轉子之後磁軛部之磁鐵之相對性的位置關係、驅動時序檢測用磁鐵與驅動時序檢測用磁感測器之相對性的位置關係、及點火時序檢測用磁鐵與點火時序檢測用磁感測器之相對性的位置關係。因此，製造及組裝複雜。又，存在檢測精度之提高不容易之問題。

於專利文獻2之旋轉電機中，使用形狀局部地不同之齒部。又，於齒部間之切口部配置有殼體，且於殼體內設置有磁感測器。因此，製造及組裝複雜。又，腿狀之端子部自基板延伸至齒部間，設置於端子部之前端之感測器部位於殼體內。因此，殼體內之感測器部之位置調整較為困難。其結果，存在難以使檢測精度提高之問題。

於專利文獻3之旋轉電機中，3根引導子與1根短引導子配置於定子之相鄰之前端部間。因此，零件件數較多而構造複雜。又，為了提高檢測精度，必須高精度地調整磁鐵與引導子及短引導子之相對性的位置關係、及引導子及短引導子與磁感測器之相對性的位置關係之兩者。因此，製造及組裝複雜。又，存在檢測精度之提高不容易之問題。

於專利文獻4之旋轉電機中，與專利文獻3同樣地，3根長磁性體與1根短磁性體配置於定子之相鄰之前端部間。因此，存在製造及組裝複雜，且檢測精度之提高不容易之問題。

本發明係鑒於上述先前之問題點而完成者。即，本發明之目的在於提供一種構造簡單、且轉子之旋轉位置之檢測精度提高之旋轉電機、引擎及車輛。

本發明為了解決上述問題而採用以下之構成。

(1)一種旋轉電機，其係設置於引擎者，且上述旋轉電機包括：轉子，其具有轉子磁軛部及永久磁鐵部，上述轉子磁軛部設置於上述引擎之曲柄軸且與上述曲柄軸一同旋轉，上述永久磁鐵部設置於上述轉子磁軛部；定子，其具有捲繞有繞組之複數個齒部，上述複數個齒部以相對於上述永久磁鐵部而於上述曲柄軸之直徑方向對向之方式配置；及磁檢測裝置；且上述磁檢測裝置具有以與上述曲柄軸之軸線方向交叉之態樣，於上述曲柄軸之軸線方向設置於自上述永久磁鐵部之一端面及上述齒部之一端面離開之位置之磁通入射面，檢測自上述永久磁鐵部放射至上述曲柄軸之軸線方向上之上述齒部之上述一端面與上述磁通入射面之間之間隙空間、並自上述間隙空間向上述曲柄軸之軸線方向入射至上述磁通入射面之磁通。

一般而言，於將旋轉電機設置於引擎時，定子相對於曲柄軸之相對性的位置會自預定之位置向曲柄軸之軸線方向稍微偏移。然而，自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通與曲柄軸之軸線方向之位置無關而比較穩定。

根據(1)之構成，即便定子相對於曲柄軸之安裝位置偏移，而使永久磁鐵部與磁通入射面之間隔與預定之間隔不同，亦難以對入射至磁通入射面之磁通產生影響。換言之，不會因永久磁鐵部與磁通入射面之間隔之差異而使磁檢測裝置之檢測精度較大地變動。因此，磁檢測裝置可確實地檢測永久磁鐵部之磁通之變化。又，來自永久磁鐵部之磁通不經由其他磁性體便入射至磁通入射面，因此可藉由永久磁鐵部與磁通入射面之相對性的位置關係之調整而提高檢測精度，從而檢測精度之提高比較容易。進而，可抑制零件件數之增加，從而構造簡單。又，於對引擎本體組裝旋轉電機時，不要求高組裝精度，從而可容易地進行組裝作業。

又，一般而言，若使引擎起動，則伴隨活塞或連桿等之往返運動而於曲柄軸產生直徑方向之振動。如此，若曲柄軸振動，且曲柄軸之振動傳遞至設置於曲柄軸之轉子，則磁通入射面與安裝於轉子之永久磁鐵部之相對位置於直徑方向變動。然而，自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通與曲柄軸之直徑方向之位置無關而穩定。

因此，即便伴隨曲柄軸之振動而永久磁鐵部與磁通入射面之於曲柄軸之直徑方向之相對位置變動，磁檢測裝置之檢測感度亦不會較大地變動。因此，磁檢測裝置可確實地檢測永久磁鐵部之磁通之變化。如此，即便於將旋轉電機組裝於引擎本體之後，磁檢測裝置亦可準確且確實地檢測轉子之旋轉位置，從而可使用檢測出之信號確實地進行旋轉電機之控制。

再者，永久磁鐵部之一端面係與曲柄軸之軸線方向交叉且於曲柄軸之軸線方向上與磁通入射面相向之端面。又，齒部之一端面係與曲柄軸之軸線方向交叉且於曲柄軸之軸線方向上與磁通入射面相向之端面。

本發明可採用以下之構成。

(2)係如(1)之旋轉電機，其中上述永久磁鐵部具有於上述曲柄軸之軸線方向超過上述齒部之上述一端面而向上述磁通入射面突出之突出部，上述磁通入射面於上述曲柄軸之軸線方向，設置於自上述突出部之一端面離開之位置，上述間隙空間係上述曲柄軸之軸線方向上之上述突出部之上述一端面與上述磁通入射面之間之空間，上述磁檢測裝置檢測自上述永久磁鐵部放射至上述間隙空間、並自上述間隙空間向上述曲柄軸之軸線方向入射至上述磁通入射面之磁通。

根據(2)之構成，永久磁鐵部具有突出部。自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通入射至磁通入射面。自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通與曲柄軸之軸線方向及直徑方向之位置無關而更穩定。因此，磁檢測裝置可更準確且確實地檢測轉子之旋轉位置。進而，藉由永久磁鐵部具有突出部，可使自永久磁鐵部之除突出部以外之部分(與齒部於曲柄軸之直徑方向對向之部分)朝向齒部之磁通之量增加。因此，可提高檢測精度並且提高旋轉電機之性能。

再者，永久磁鐵部之突出部之一端面係與曲柄軸之軸線方向交叉且於曲柄軸之軸線方向上與磁通入射面相向之端面。

(3)係如(1)或(2)之旋轉電機，其中上述磁通入射面之至少一部分於上述曲柄軸之直徑方向，處於較上述齒部之與上述永久磁鐵部之對向面更接近上述永久磁鐵部之位置。

根據(3)之構成，於設置磁通入射面之位置，自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通與曲柄軸之軸線方向及直徑方向之位置而更穩定。因此，磁檢測裝置可更準確且確實地檢測轉子之旋轉位置。

(4)係如(1)至(3)中任一項之旋轉電機，其中上述磁通入射面之至少一部分於上述曲柄軸之直徑方向，配置於第一位置與第二位置之間，上述第一位置係自上述永久磁鐵部中之上述曲柄軸之直徑方向之內側之端面，向上述直徑方向之內側離開相當於上述曲柄軸之軸線方向上之上述永久磁鐵部之上述一端面與上述齒部之上述一端面之間隔之距離之位置，且被定義為上述曲柄軸之直徑方向之位置，上述第二位置係上述永久磁鐵部中之上述曲柄軸之直徑方向之內側之端面與外側之端面之中間位置，且被定義為上述曲柄軸之直徑方向之位置。

於曲柄軸之直徑方向上之第一位置與第二位置之間，自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通指向曲柄軸之軸線方向之傾向較強。又，於曲柄軸之直徑方向上之第一位置與第二位置之間，磁通之朝向及強度穩定。因此，根據(4)之構成，磁通入射面之至少一部分配置於第一位置與第二位置之間，因此，磁檢測裝置可更準確且確實地檢測轉子之旋轉位置。

(5)係如(4)之旋轉電機，其中上述磁通入射面之至少一部分於上述曲柄軸之直徑方向上配置於上述第一位置與第三位置之間，上述第三位置係上述永久磁鐵部中之上述曲柄軸之直徑方向之內側之端面所處之位置，且被定義為上述曲柄軸之直徑方向之位置。

於第一位置與第三位置之間，自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通指向曲柄軸之軸線方向之傾向更強。因此，根據(5)之構成，磁通入射面之至少一部分配置於第一位置與第三位置之間，因此，磁檢測裝置可更準確且確實地檢測轉子之旋轉位置。

(6)係如(5)之旋轉電機，其中上述磁通入射面之至少一部分於上述曲柄軸之直徑方向上與上述第三位置重疊。

根據(6)之構成，於設置磁通入射面之位置，自永久磁鐵部放射至上述間隙空間之磁通指向曲柄軸之軸線方向之傾向更強。因此，根據(6)之構成，磁檢測裝置可更準確且確實地檢測轉子之旋轉位置。

(7)係如(1)或(2)之旋轉電機，其中上述轉子磁軛部於在上述曲柄軸之軸線方向上與上述磁通入射面相向之端部，具有將上述轉子磁軛部之圓周方向之一部分切除而成之切口部，上述永久磁鐵部經由上述切口部而露出於上述曲柄軸之直徑方向之外側，上述磁通入射面之至少一部分於上述曲柄軸之直徑方向上配置於第二位置與第四位置之間，上述第二位置係上述永久磁鐵部中之上述曲柄軸之直徑方向之內側之端面與外側之端面之中間位置，且被定義為上述曲柄軸之直徑方向之位置，上述第四位置係自上述永久磁鐵部中之上述曲柄軸之直徑方向之外側之端面，向上述直徑方向之外側離開相當於上述曲柄軸之軸線方向上之上述永久磁鐵部之上述一端面與上述切口部之和上述磁通入射面相向之端面之間隔之一半之距離之位置，且被定義為上述曲柄軸之直徑方向之位置。

於第二位置與第四位置之間，自切口部進出之永久磁鐵部之磁通有指向曲柄軸之軸線方向之傾向。而且，該磁通之朝向及強度穩定。因此，根據(7)之構成，磁通入射面之至少一部分配置於第二位置與第四位置之間，因此可更確實地檢測磁通之變化。

(8)係如(7)之旋轉電機，其中上述磁通入射面之至少一部分於上述曲柄軸之直徑方向上配置於上述第四位置與第五位置之間，且上述第五位置係上述永久磁鐵部中之上述曲柄軸之直徑方向之外側之端面所處之位置，且被定義為上述曲柄軸之直徑方向之位置。

於第四位置與第五位置之間，經由切口部而自永久磁鐵部進出之磁通指向曲柄軸之軸線方向之傾向更強。因此，根據(8)之構成，磁通入射面之至少一部分配置於第四位置與第五位置之間，因此可更確實地檢測磁通之變化。

(9)如(8)之旋轉電機，其中上述磁通入射面之至少一部分於上述曲柄軸之直徑方向上與上述第四位置重疊。

根據(9)之構成，於設置磁通入射面之位置，經由切口部而自永久磁鐵部進出之磁通指向曲柄軸之軸線方向之傾向更強。因此，根據(9)之構成，磁檢測裝置可特別確實地檢測磁通之變化。

(10)一種引擎，其包括如(1)至(9)中任一項之旋轉電機。

(10)之引擎所具備之旋轉電機可準確且確實地檢測轉子之旋轉位置，因此，可使用檢測出之信號確實地進行旋轉電機之控制。例如，於旋轉電機作為起動馬達而發揮功能之情形時，引擎之起動性提高。又，於旋轉電機作為發電機而發揮功能之情形時，發電效率提高。進而，於旋轉電機作為起動發電機而發揮功能之情形時，引擎之起動性及發電效率提高。又，旋轉電機之構成簡單，零件件數之增大得以抑制，因此可實現引擎之小型化及輕量化。

(11)係如(10)之引擎，其中上述引擎包括上述曲柄軸及曲柄軸箱，且上述磁通入射面以與上述曲柄軸之軸線方向交叉之態樣，配置於上述曲柄軸之軸線方向上之上述曲柄軸箱與上述轉子之間。

於曲柄軸之軸線方向上之曲柄軸與轉子之間，通常存在空間。根據(11)之構成，於通常存在之空間配置磁檢測裝置之磁通入射面，因此構成更簡單化。

(12)一種車輛，其包括如(10)或(11)之引擎。

(12)之車輛所具備之引擎中，旋轉電機可準確且確實地檢測轉子之旋轉位置，因此，可使用檢測出之信號確實地進行旋轉電機之控制。因此，例如引擎之起動性及/或發電效率提高。進而，旋轉電機之構成簡單，零件件數之增大得以抑制，因此可實現車輛之小型化及輕量化。

根據本發明，可提供一種構造簡單、且轉子之旋轉位置之檢測精度提高之旋轉電機、引擎及車輛。

1‧‧‧曲柄軸箱

2‧‧‧氣缸

3‧‧‧活塞

4‧‧‧連桿

5‧‧‧曲柄軸

5a‧‧‧曲柄軸之一端部

5b‧‧‧曲柄軸之另一端部

5c‧‧‧外螺紋部

6‧‧‧氣缸頭

7‧‧‧軸承

8-8‧‧‧線

9-9‧‧‧線

20‧‧‧第一帶輪

21‧‧‧固定皮帶輪

22‧‧‧可動皮帶輪

30‧‧‧轉子

32‧‧‧筒狀凸座部

32a‧‧‧錐狀插入孔

32b‧‧‧大徑部

32c‧‧‧凸緣部

33‧‧‧底壁部

33a‧‧‧孔部

34‧‧‧周壁部

35‧‧‧螺帽

36‧‧‧鉚釘

37‧‧‧永久磁鐵部

37a‧‧‧永久磁鐵部之一端面

37b‧‧‧永久磁鐵部之突出部

37c‧‧‧永久磁鐵部中之曲柄軸之直徑方向之內側之端面

37d‧‧‧永久磁鐵部中之曲柄軸之直徑方向之外側之端面

38‧‧‧切口部

38a‧‧‧切口部中之與磁通入射面相向之端面

40‧‧‧定子

41‧‧‧孔部

42‧‧‧筒狀核心部

43‧‧‧齒部

43c‧‧‧齒部之一端面

43d‧‧‧齒部中之與永久磁鐵部之對向面

45‧‧‧冷卻風扇

46‧‧‧葉片部

49‧‧‧螺栓

50‧‧‧磁檢測裝置單元

51‧‧‧第一磁檢測裝置

52‧‧‧第二磁檢測裝置

53‧‧‧第三磁檢測裝置

53'‧‧‧符號

54‧‧‧第四磁檢測裝置

56‧‧‧安裝部

CVT‧‧‧無段變速機

DP‧‧‧磁檢測裝置之磁通入射面

E‧‧‧引擎

P1‧‧‧第一位置

P2‧‧‧第二位置

P3‧‧‧第三位置

P4‧‧‧第四位置

P5‧‧‧第五位置

R1‧‧‧區域

R2‧‧‧區域

RY‧‧‧轉子磁軛部

SG‧‧‧旋轉電機

SY‧‧‧定子磁軛

W‧‧‧繞組

X‧‧‧曲柄軸之軸線方向

Y‧‧‧曲柄軸之直徑方向

圖1係模式性地表示本發明之一實施形態之引擎之剖面圖。

圖2係圖1之旋轉電機及其附近之放大剖面圖。

圖3係圖1之旋轉電機之放大剖面圖。

圖4係自曲柄軸之直徑方向之外側觀察圖1之旋轉電機之轉子磁軛部之側視圖。

圖5係表示圖1之旋轉電機之垂直於旋轉電機之旋轉軸線之剖面之剖面圖。

圖6係圖1之旋轉電機之磁檢測裝置單元之俯視圖。

圖7係圖1之旋轉電機之整體立體圖。

圖8係圖5之8-8線放大剖面圖。

圖9係圖5之9-9線放大剖面圖。

圖10係表示第二磁檢測裝置與第四磁檢測裝置之輸出信號之圖表。

圖11係模式性地表示轉子磁軛部之周壁部中之未形成切口部之部分之永久磁鐵部之一端面附近之磁通分佈狀況之說明圖。

圖12係模式性地表示構成轉子之轉子磁軛部之周壁部中之形成有切口部之部分之永久磁鐵部之一端面附近之磁通分佈狀況之說明圖。

圖13係表示16極12槽之旋轉電機中之磁檢測裝置之配置之說明圖。

圖14係表示8極12槽之旋轉電機中之磁檢測裝置之配置之說明圖。

對本發明者直至完成本發明之過程進行說明。首先，本發明者對設置於引擎之曲柄軸之旋轉電機所存在之問題進行考察。其結果，本發明者明確旋轉電機具有以下2個問題。

第一問題係於將旋轉電機之轉子固定於引擎之曲柄軸時，轉子相對於曲柄軸之軸線方向之組裝誤差容易變大。第二問題係伴隨引擎之活塞之往返運動而於使用時曲柄軸容易於曲柄軸之直徑方向振動。因此，安裝於曲柄軸之轉子於曲柄軸之直徑方向振動。該等問題係設置於引擎之旋轉電機特有之問題。

針對上述設置於引擎之旋轉電機特有之問題，例如於專利文獻2之旋轉電機中，磁感測器以相對於轉子之永久磁鐵部而於曲柄軸之直徑方向對向之方式配置。又，磁感測器以插入至定子之相鄰之齒部之間之狀態而固定。只要將磁感測器如此配置，即便於轉子相對於曲柄軸之軸線方向產生稍微之組裝誤差，磁感測器亦可確實地檢測永久磁鐵部之磁通。又，即便伴隨曲柄軸之直徑方向之振動而轉子於直徑方向振動，亦不會對磁感測器之檢測精度帶來較大之影響。即，專利文獻2之旋轉電機中，藉由將磁感測器配置於磁通密度儘量高之區域，而抑制曲柄軸與定子之組裝誤差及曲柄軸之振動所致之對檢測精度之影響。藉此，專利文獻2之旋轉電機可消除設置於引擎之旋轉電機特有之第一及第二問題。

然而，專利文獻2之旋轉電機中，磁感測器配置於定子之相鄰之齒部之間，構造複雜。又，磁感測器所具備之腿狀之端子部自基板延伸至齒部間，設置於端子部之前端之感測器部位於殼體內。因此，存在感測器部之位置調整較為困難，難以提高檢測精度之問題。

因此，本發明者轉變於設置於引擎之旋轉電機中將磁檢測裝置配置於磁通密度儘量高之區域之構思，而研究將磁通入射面配置於磁通密度較低之區域。首先，本發明者對設置於引擎之旋轉電機中自轉子之場磁鐵用永久磁鐵部進出之磁通進行詳細分析並研究。

其結果，本發明者關於設置於引擎之旋轉電機發現以下情況。即，自永久磁鐵部向曲柄軸之軸線方向放射之磁通較向曲柄軸之直徑方向放射之磁通弱。但是，自永久磁鐵部向曲柄軸之軸線方向放射之磁通中，自永久磁鐵部放射至間隙空間之磁通之方向及強度穩定。因此，即便為於曲柄軸之軸線方向自永久磁鐵部之一端面及齒部之一端面離開之位置，亦可穩定且確實地檢測伴隨轉子之旋轉而產生之永久磁鐵部之磁通之變化。

本發明者闡明於設置於引擎之旋轉電機中，基於上述知識見解將磁通入射面配置於上述位置，藉此可減少零件件數而使構造及製造步驟簡單化，並且可將檢測精度維持較高。基於該闡明，本發明者關於設置於引擎之旋轉電機以至完成本發明。

本發明中之磁檢測裝置所具備之磁通入射面以與曲柄軸之軸線方向交叉之態樣，設置於在曲柄軸之軸線方向上自永久磁鐵部之一端面離開之位置。另一方面，於專利文獻2~4中，來自磁鐵之磁通入射之磁通入射面係與磁鐵於曲柄軸之軸線方向對向。如此，本發明與專利文獻2~4中，磁通入射面之位置不同。

本發明中之磁檢測裝置檢測自永久磁鐵部放射至間隙空間(曲柄軸之軸線方向上之齒部之一端面與磁通入射面之間之空間)、並自間隙空間向曲柄軸之軸線方向入射至磁通入射面之磁通。

另一方面，於專利文獻2~4中，磁檢測裝置檢測之磁通自磁鐵入射至於曲柄軸之直徑方向上與磁鐵對向之磁通入射面。如此，於本發明與專利文獻2~4中，磁檢測裝置檢測之磁通不同。

以下，對於本發明，基於較佳之實施形態，一面參照圖式一面進行說明。

本實施形態之引擎E設置於機車(未圖示)。引擎E具備作為起動發電機而發揮功能之旋轉電機SG。即，旋轉電機SG於引擎起動時，作為使引擎E之曲柄軸5旋轉之起動馬達而發揮功能，另一方面，旋轉電機SG於引擎起動後，藉由曲柄軸5旋轉而作為發電機發揮功能。再者，本發明之旋轉電機亦可用作起動馬達且不用作發電機。又，本發明之旋轉電機亦可用作發電機且不用作起動馬達。

如圖1所示，引擎E具備曲柄軸箱1、氣缸2、活塞3、連桿4、及曲柄軸5。氣缸2自曲柄軸箱1向特定方向(例如斜上方)延伸。活塞3往返運動自如地設置於氣缸2內。連桿4之一端部(例如上端部)連結於活塞3，另一端部(例如下端部)連結於曲柄軸5。曲柄軸5可旋轉地設置於曲柄軸箱1內。

於氣缸2之上端安裝有氣缸頭6。另一方面，曲柄軸5經由一對軸承7以旋轉自如之態樣被支持於曲柄軸箱1。曲柄軸5之一端部5a(於圖1中為右端部)自曲柄軸箱1向外側延伸。於曲柄軸5之一端部5a安裝有旋轉電機SG。

另一方面，曲柄軸5之另一端部5b(於圖1中為左端部)自曲柄軸箱1向外側延伸。於曲柄軸5之另一端部5b安裝有無段變速機CVT(Continuously Variable Transmission，無段變速器)之第一帶輪20。第一帶輪20具有固定皮帶輪21與可動皮帶輪22。固定皮帶輪21以與曲柄軸5一同旋轉之方式設置於曲柄軸5之另一端部5b之前端部分。另一方面，可動皮帶輪22設置於曲柄軸5之另一端部5b。因此，可動皮帶輪22係沿著軸線方向X移動自如，且以與固定皮帶輪21之間隔會變更之態樣與曲柄軸5一同旋轉。於第一帶輪20與未圖示之第二帶輪上掛有皮帶B。藉由皮帶B而將曲柄軸5之旋轉力傳遞至車輛之驅動輪(圖示省略)。

於本實施形態中，表示如圖1所示之構造之單氣缸引擎E。然而，於本發明中，引擎本體之具體性的構成並不限定於本實施形態所示之構成。

以下，對於旋轉電機SG進行詳細敍述。如圖2所示，旋轉電機SG具有轉子30、定子40、及磁檢測裝置單元50。

轉子30具有轉子磁軛部RY、及固定於轉子磁軛部RY之永久磁鐵部37。轉子磁軛部RY形成為包含例如強磁性材料之有底筒狀。轉子磁軛部RY具有筒狀凸座部32、圓板狀之底壁部33、及筒狀之周壁部34。筒狀凸座部32係用以將轉子30插入並固定於曲柄軸5之一端部5a之構件。底壁部33固定於筒狀凸座部32，且於曲柄軸5之直徑方向Y延伸。周壁部34自底壁部33之外周緣向曲柄軸5之軸線方向X(接近曲柄軸箱之方向)延伸。

底壁部33與周壁部34係例如藉由將金屬板加壓成形而一體地形成。筒狀凸座部32具有用以將曲柄軸5之一端部5a插入至其中心之錐狀插入孔32a。錐狀插入孔32a沿著曲柄軸5之軸線方向X延伸。又，錐狀插入孔32a具有與曲柄軸5之一端部5a之外周面對應之錐角。藉由將曲柄軸5之一端部5a插入至錐狀插入孔32a，而以其一端部5a之外周面遍及其全長接觸於錐狀插入孔32a之內周面之狀態固定。藉此，筒狀凸座部32相對於曲柄軸5之軸線方向X而定位。

以如此將筒狀凸座部32插入至曲柄軸5之一端部5a之狀態，將螺帽35旋入至形成於曲柄軸5之一端部5a之前端部分之外螺紋部5c。藉此，將筒狀凸座部32固定於曲柄軸5，進而將轉子30固定於曲柄軸5。

筒狀凸座部32於其基端部(圖1中為筒狀凸座部32之右部)具有大徑部32b。於大徑部32b之外周面，設置有朝向直徑方向外側延伸之凸緣部32c。又，於轉子磁軛部RY之底壁部33，於其中央形成有孔部33a。筒狀凸座部32之大徑部32b插入至底壁部33之孔部33a，並且以凸緣部32c接觸於底壁部33之外周面(圖1中為右側面)[A1]之狀態而配置。又，筒狀凸座部32之凸緣部32c與轉子磁軛部RY之底壁部33於其圓周方向之複數個部位，以貫通該等之鉚釘(rivet)36而一體地固定。

又，於轉子磁軛部RY之周壁部34，以於其內周面在圓周方向交替配置有N極與S極之態樣固定有永久磁鐵部37。各永久磁鐵部37所具有之N極及S極排列於曲柄軸5之直徑方向Y。本實施形態中，如圖5所示，N極與S極之合計磁極數為16。永久磁鐵部37係藉由以下方式而形成者：將磁鐵粉與塑膠樹脂混合並成形固化為圓筒狀，且以如上所述般磁極於圓周方向不同之方式，於曲柄軸5之直徑方向Y進行磁化。於採用此種黏結磁鐵之情形時，容易製造永久磁鐵部37。作為永久磁鐵部37，較佳為使用例如釹黏結磁鐵。當然亦可代替此種黏結磁鐵，而將複數個燒結磁鐵片配置於圓周方向。於本發明中，永久磁鐵部之種類、形狀、磁極數等並未限定。

又，如圖7所示，於轉子磁軛部RY之周壁部34，於其之與曲柄軸箱相向之端部之圓周方向之一個部位形成有切口部38。如下所述，切口部38係用以檢測轉子30之絕對旋轉位置而形成者。永久磁鐵部37之一部分經由切口部38而露出於直徑方向外部。換言之，永久磁鐵部37之磁通經由切口部38而於直徑方向進出。因此，圓筒狀之轉子磁軛部RY之周壁部34僅於其圓周方向之一個部位，形成有磁場之狀態不同之部位。

再者，本實施形態中，將切口部38形成於圓周方向之一部分。然而，亦可代替此，僅保留周壁部34之圓周方向之一部分而於圓周方向連續地較長地形成切口部。於該情形時，成為於周壁部34之圓周方向之一部分形成有未切除之部分即突部者。即便於該情形時，轉子磁軛部RY之周壁部34亦僅於其圓周方向之一個部位形成磁場之狀態不同之部位。再者，切口部之形狀或個數並未特別限定。

如上所述般設置於曲柄軸5、且以與曲柄軸5一同旋轉之方式安裝之轉子30，亦作為引擎E之飛輪而發揮功能。曲柄軸5之旋轉軸線與轉子30之旋轉軸線一致。又，如圖2所示，於構成轉子30之底壁部33之外周面(圖2中為右側面)，利用複數根螺栓49固定具有複數片葉片部46之冷卻風扇45。

另一方面，如圖5所示，定子40具有定子磁軛SY與繞組W。定子磁軛SY具有筒狀核心部42與複數個齒部43。筒狀核心部42於筒狀核心部42之中心具有內徑較轉子30之筒狀凸座部32之外徑大之孔部41。複數個齒部43自筒狀核心部42之外周面朝向直徑方向外側而一體地延伸。

於本實施形態中，合計12個齒部43以等間隔設置於圓周方向。各齒部43具有自筒狀核心部42向直徑方向延伸之主體部43a、及自其前端之圓周方向兩側[A2]向圓周方向延伸之一對側方突出部43b。定子磁軛SY係例如將薄板狀之矽鋼板沿著軸線方向積層而形成。藉此，實現渦流損耗之降低。於各齒部43之主體部43a之周圍捲繞有繞組W。

如圖2所示，定子40係以將曲柄軸5及轉子30之筒狀凸座部32隔開間隙插入至筒狀核心部42之孔部41之狀態，固定於引擎E之曲柄軸箱1。定子40之齒部43之直徑方向Y之前端面係以隔開特定之間隙並對向之方式配置於構成轉子30之永久磁鐵部37之內周面。如上所述，引擎E之曲柄軸5與轉子30一體地旋轉。

於使旋轉電機SG作為起動馬達而發揮功能之情形時，藉由未圖示之具備驅動功能之控制部，控制流向定子40之各繞組W之電流而使轉子30旋轉。藉此，旋轉電機SG作為無刷馬達(brushless motor)而發揮功能。若轉子30旋轉，則連結於其之曲柄軸5旋轉。伴隨曲柄軸5之旋轉，活塞3經由連桿4而往返運動，從而引擎E起動。

另一方面，於引擎起動後，引擎E之活塞3之往返運動經由連桿4而傳遞至曲柄軸5。因此，曲柄軸5旋轉，固定於該曲柄軸5之轉子30旋轉。藉此，轉子30之永久磁鐵部37於定子40之外周旋轉。此時，永久磁鐵部37之磁通橫穿捲繞於定子40之齒部43之繞組W，因此，繞組W產生感應電動勢。如此，於引擎起動後，旋轉電機SG作為發電機而發揮功能。

為了使旋轉電機SG作為起動引擎E之裝置而作動，必須檢測轉子30之旋轉位置，產生與其對應之旋轉位置信號而控制旋轉電機。又，為了獲得引擎E之點火時序，亦必須亦檢測轉子30之絕對性的旋轉位置，產生與其對應之旋轉位置信號而使引擎E點火。因此，於本實施形態中，為了獲得轉子30之旋轉位置資訊，而具備包括複數個磁檢測裝置51~54之磁檢測裝置單元50。

如圖5及圖6所示，磁檢測裝置單元50包括具有於轉子30之圓周方向延伸之圓弧形狀且於轉子30之直徑方向具有特定寬度之基板55。基板55具備4個磁檢測裝置51~54。作為各磁檢測裝置51~54並未特別限定，例如，可列舉霍耳元件(Hall Effect Sensor IC)。於本實施形態中，磁檢測裝置51~54係表面安裝品，表面安裝於基板55。

於本發明中，磁檢測裝置既可為表面安裝品，亦可為分立品。本發明中，與專利文獻2不同，可使構造簡單化。因此，本發明中，即便採用分立品，製造及組裝亦不會複雜，可使檢測精度提高。再者，磁檢測裝置較佳為表面安裝品。其原因在於，製造及組裝更容易，並且可使檢測精度進一步提高。

如圖6所示，第一~第三磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP，配置於較基板55之內周緣更位於直徑方向外側之同一半徑上(圖6之一點鏈線上)。又，第一~第三磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP如圖5所示配置。

即，第一~第三磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP以與於圓周方向相鄰之繞組W對應之電角度120°之間隔，配置於相鄰之齒部43之側方突出部43b間。如圖5所示，第一~第三磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP係於自曲柄軸5之軸線方向X觀察時，配置於與永久磁鐵部37之內周面重疊之位置。另一方面，如圖6所示，第四磁檢測裝置54之磁通入射面DP配置於與第二磁檢測裝置52之磁通入射面DP於圓周方向對應之位置、且較其更向直徑方向外側離開之位置。又，如圖5所示，第四磁檢測裝置54係於自曲柄軸5之軸線方向X觀察時，配置於與轉子磁軛部RY之周壁部34之外周面重疊之位置。關於第一~第四磁檢測裝置51~54之較佳之配置，將於下文敍述。

如圖2所示，磁檢測裝置單元50經由安裝部56而固定於曲柄軸箱1。換言之，磁檢測裝置單元50以與定子40分離之狀態固定於引擎E。即，於本實施形態中，於磁檢測裝置單元50與定子40之間不存在支持構件等，而僅介置有氣隙。本發明中磁檢測裝置單元50與定子40並非必須於物理上分離。例如，磁檢測裝置單元50亦可為具有安裝部、且安裝部固定於定子40者。又，第一~第四磁檢測裝置51~54之磁通入射面DP配置於曲柄軸5之軸線方向X上之曲柄軸5與轉子30之間。

如圖8及圖9所示，磁檢測裝置單元50所具備之第一~第四磁檢測裝置51~54之磁通入射面DP，配置於在曲柄軸5之軸線方向X上自永久磁鐵部37之一端面37a離開之位置。又，磁檢測裝置單元50所具備之第一~第四磁檢測裝置51~54之磁通入射面DP，配置於在曲柄軸5之軸線方向X上自齒部43之一端面43c離開之位置。第一~第四磁檢測裝置51~54之各磁通入射面DP以與曲柄軸5之軸線方向X交叉之態樣配置。本實施形態中，各磁通入射面DP以與曲柄軸5之軸線方向X正交之態樣，換言之以與曲柄軸5之直徑方向Y平行之態樣配置。

如圖8所示，永久磁鐵部37之磁通入射至第一~第三磁檢測裝置51~53之各磁通入射面DP。更詳細而言，永久磁鐵部37具有於曲柄軸5之軸線方向X上超過齒部43之一端面43c(圖8中之左側面)而向朝向磁通入射面DP之方向(左方向)突出之突出部37b。磁通入射面DP於曲柄軸5之軸線方向X上設置於自突出部37b之一端面37a離開之位置。第一~第三磁檢測裝置51~53檢測自永久磁鐵部37放射至曲柄軸5之軸線方向X上之突出部37b之一端面37a與磁通入射面DP之間之間隙空間、並自間隙空間向曲柄軸5之軸線方向X入射至磁通入射面DP之磁通。該磁通以正交之方式或成銳角之方式入射至第一~第三磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP。因此，於轉子30旋轉時，藉由第一~第三磁檢測裝置51~53而確實地檢測磁通之變化。

圖11係表示轉子磁軛部RY之未形成切口部38之部分之磁通分佈狀況者。於圖11之左部，由上下兩條虛線所夾之區域R1表示第一~第三磁檢測裝置51~53之較佳配置區域。

基於圖11對較佳之區域R1進行詳細說明。本實施形態中，如圖11所示，磁通自永久磁鐵部37中之除突出部37b以外之部分朝向齒部43進出。相對於此，磁通自突出部37b朝向齒部43之外側進出。本實施形態中之磁檢測裝置51~54均檢測自永久磁鐵部37放射至曲柄軸5之軸線方向X上之齒部43之一端面43c(圖11中之左側面)與磁通入射面DP(未圖示)之間之間隙空間、並自間隙空間向曲柄軸5之軸線方向X入射至磁通入射面DP之磁通。自永久磁鐵部37之突出部37b放射之磁通入射至磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP。磁檢測裝置51~53檢測自永久磁鐵部37之突出部37b進出之磁通之變化。

較佳之區域R1係圖11所示之第一位置P1與第二位置P2之間之區域。較佳為磁檢測裝置(第一~第三磁檢測裝置51~53)之磁通入射面DP之至少一部分配置於區域R1。又，更佳為磁檢測裝置(第一~第三磁檢測裝置51~53)之磁通入射面DP均配置於區域R1。

第一位置P1以如下方式定義。即，將曲柄軸5中之永久磁鐵部37之一端面37a與齒部43之一端面43c之間隔設為d1。而且，規定自永久磁鐵部37中之曲柄軸5之直徑方向Y之內側之端面37c向曲柄軸5之直徑方向Y之內側離開相當於該間隔之距離d1之位置。於曲柄軸5之直徑方向上，將所規定之位置定義為第一位置P1。另一方面，第二位置P2以如下方式定義。即，規定永久磁鐵部37中之曲柄軸5之直徑方向Y之內側之端面37c與外側之端面37d之中間位置。於曲柄軸5之直徑方向Y上，將所規定之中間位置定義為第二位置P2。即，將第二位置P2定義為曲柄軸5之直徑方向Y上之永久磁鐵部37之厚度方向之中間位置。

如圖11所示，於第一位置P1與第二位置P2之間之區域R1中，自永久磁鐵部37放射至曲柄軸5之軸線方向X上之突出部37b之一端面37a(圖11中之左側面)與磁通入射面DP(未圖示)之間之間隙空間的磁通，指向曲柄軸5之軸線方向X。第一~第三磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP之至少一部分配置於區域R1，因此磁通以正交之方式或成銳角之方式入射至磁通入射面DP。

於區域R1內，即便曲柄軸5之軸線方向X之位置變化，入射至磁通入射面DP之磁通之量及方向亦不會較大地變化。因此，即便磁通入射面DP之位置變化，亦不會較大地影響到檢測精度。又，如圖11所示，於第三位置P3及其附近，磁通指向曲柄軸5之軸線方向X，且與曲柄軸5之軸線方向X大致平行。此處，第三位置P3係曲柄軸5之直徑方向Y上與永久磁鐵部37中之曲柄軸5之直徑方向Y之內側之端面37c對應之位置。因此，更佳為，磁檢測裝置(磁檢測裝置51~53)之磁通入射面DP之至少一部分，於曲柄軸5之直徑方向Y上與第三位置P3重疊。

圖12係表示轉子磁軛部RY之形成有切口部38之部分之磁通分佈狀況者。於圖12中，由上下之虛線所夾之區域R2表示第四磁檢測裝置54之較佳配置區域。

基於圖12對較佳之區域R2進行詳細說明。本實施形態中，於轉子磁軛部RY之周壁部34，於轉子磁軛部RY之圓周方向之一部分形成有切口部38。永久磁鐵部37中之曲柄軸5之直徑方向Y之外側之端面37d經由切口部38而露出於外部。因此，如圖12所示，永久磁鐵部37之磁通經由切口部38進出。第四磁檢測裝置54係檢測形成有切口部38之側面上之磁通之變化者。自永久磁鐵部37之突出部37b放射之磁通入射至第四磁檢測裝置54之磁通入射面DP。第四磁檢測裝置54檢測自永久磁鐵部37之突出部37b進出之磁通之變化。

較佳之區域R2係圖12中之第二位置P2與第四位置P4之間之區域。較佳為，第四磁檢測裝置54之磁通入射面DP之至少一部分配置於區域R2。再者，第二位置P2之定義為如上所述。

第四位置P4以如下方式定義。即，將相當於曲柄軸5之軸線方向X上之永久磁鐵部37之一端面37a與切口部38之和磁通入射面DP(未圖示)相向之端面38a(例如切口部38之最深面)之間隔2d2之一半的距離設為d2。而且，規定自永久磁鐵部37中之曲柄軸5之直徑方向Y之外側之端面37d向直徑方向Y之外側離開距離d2之位置。於曲柄軸5之直徑方向Y上，將所規定之位置定義為第四位置P4。

如圖12所示，第二位置P2與第四位置P4之間之區域R2中，自切口部38進出之磁通存在指向曲柄軸5之軸線方向X之傾向。第四磁檢測裝置54之磁通入射面DP之至少一部分配置於區域R2，因此，磁通以正交之方式或成銳角之方式入射至第四磁檢測裝置54之磁通入射面DP。於區域R2中，不管曲柄軸5之軸線方向X之位置如何，磁通之量及方向均不會較大地變化。因此，即便第四磁檢測裝置54之位置於曲柄軸5之軸線方向X變化，亦不會較大地影響到檢測精度。

如圖12所示，於區域R2內，於第四位置P4與第五位置P5之間，磁通指向曲柄軸5之軸線方向X之傾向更強。此處，第五位置P5被定義為曲柄軸5之直徑方向Y上與永久磁鐵部37中之曲柄軸5之直徑方向Y之外側之端面37d對應之位置。因此，較佳為，第四磁檢測裝置54之磁通入射面DP之至少一部分配置於第四位置P4與第五位置P5之間。

以上，根據本實施形態之旋轉電機SG，即便定子40相對於曲柄軸5之安裝位置偏移，而使永久磁鐵部37與磁通入射面DP之間隔與預定之間隔不同，亦難以對入射至磁通入射面DP之磁通產生影響。因此，第一~第四磁檢測裝置51~54可確實地檢測永久磁鐵部37之磁通之變化。又，來自永久磁鐵部37之磁通不經由其他磁性體便入射至磁通入射面DP，故而可藉由永久磁鐵部37與磁通入射面DP之相對性的位置關係之調整而提高檢測精度，從而檢測精度之提高相對容易。進而，可抑制零件件數之增加，從而構造簡單。又，於將旋轉電機SG設置於引擎E本體時，不要求較高之組裝精度而可容易地進行組裝作業。

又，即便伴隨曲柄軸5之振動而永久磁鐵部37與磁通入射面DP之於曲柄軸5之直徑方向Y之相對位置變動，第一~第四磁檢測裝置51~54之檢測感度亦不會較大地變動。因此，第一~第四磁檢測裝置51~54可確實地檢測永久磁鐵部37之磁通之變化。如此，即便於將旋轉電機SG組裝於引擎E本體之後，第一~第四磁檢測裝置51~54亦可準確且確實檢測轉子30之旋轉位置。其結果，可使用檢測出之信號確實地進行旋轉電機SG之控制。

又，第一~第四磁檢測裝置51~54之磁通入射面DP設置於在曲柄軸5之軸線方向X上自永久磁鐵部37之一端面37a離開之位置。又，第一~第四磁檢測裝置51~54配置為於曲柄軸5之軸線方向X上自轉子30及定子40之任一者均離開之狀態。因此，與於相鄰之齒部43之間配置第一~第四磁檢測裝置51~54之情形相比，不易受自定子40產生之焦耳熱之影響。其結果，可預防第一~第四磁檢測裝置51~54被加熱而檢測特性降低或產生故障之顧慮。

根據本實施形態之旋轉電機SG，永久磁鐵部37具有突出部37b。自永久磁鐵部37放射至曲柄軸5之軸線方向X上之突出部37b之一端面37a與磁通入射面DP之間之間隙空間的磁通入射至磁通入射面DP。自永久磁鐵部37放射至間隙空間之磁通，與曲柄軸5之軸線方向X及直徑方向Y之位置無關而更穩定。因此，磁檢測裝置51~54可更準確且確實地檢測轉子30之旋轉位置。

根據本實施形態之旋轉電機SG，磁通入射面DP之至少一部分位於在曲柄軸5之直徑方向Y上、較齒部43之與永久磁鐵部37之對向面43d更接近永久磁鐵部37之位置。於該位置，自永久磁鐵部37放射至曲柄軸5之軸線方向X上之齒部43之一端面43c與磁通入射面DP之間之間隙空間的磁通，與曲柄軸5之軸線方向X及直徑方向Y之位置無關而更穩定。因此，磁檢測裝置51~54可更準確且確實地檢測轉子30之旋轉位置。

根據本實施形態之旋轉電機SG，磁通入射面DP之至少一部分於曲柄軸5之直徑方向Y上配置於第一位置P1與第二位置P2之間，因此，磁檢測裝置51~53可更準確且確實地檢測轉子30之旋轉位置。

根據本實施形態之旋轉電機SG，磁通入射面DP之至少一部分於曲柄軸5之直徑方向Y上配置於第一位置P1與第三位置P3之間，因此，磁檢測裝置51~53可更準確且確實地檢測轉子30之旋轉位置。

根據本實施形態之旋轉電機SG，磁通入射面DP之至少一部分於曲柄軸5之直徑方向Y上與第三位置P3重疊。藉此，磁檢測裝置51~ 53可更準確且確實地檢測轉子30之旋轉位置。

根據本實施形態之旋轉電機SG，磁檢測裝置54之磁通入射面DP之至少一部分配置於第二位置P2與第四位置P4之間，因此可更確實地檢測磁通之變化。

根據本實施形態之旋轉電機SG，磁檢測裝置54之磁通入射面DP之至少一部分配置於第四位置P4與第五位置P5之間，因此可更確實地檢測磁通之變化。

根據本實施形態之旋轉電機SG，磁檢測裝置54之磁通入射面DP之至少一部分於曲柄軸5之直徑方向Y上與第四位置P4重疊，因此，磁檢測裝置54可特別確實地檢測磁通之變化。

本實施形態之引擎E相當於本發明中之引擎。引擎E具備本實施形態之旋轉電機SG。

本實施形態之機車相當於本發明中之車輛。機車具備本實施形態之引擎E。作為本發明中之車輛，只要為具備引擎之車輛，則並未特別限定，例如可列舉機車或ATV(All-Terrain Vehicle，全地形車)等跨坐型車輛、具有車室之4輪車輛等。作為機車，並未特別限定，例如，可列舉速克達型、輕型、越野(off road)型、公路型機車。

磁檢測裝置51~54檢測自永久磁鐵部37放射至曲柄軸5之軸線方向X上之齒部43之一端面43c與磁通入射面DP之間之間隙空間、並自間隙空間向曲柄軸5之軸線方向X入射至磁通入射面DP之磁通。向曲柄軸5之軸線方向X入射至磁通入射面DP之磁通之至少一部分，係與曲柄軸5之軸線方向X成銳角之磁通。向曲柄軸5之軸線方向X入射至磁通入射面DP之磁通之至少一部分，較佳為相對於曲柄軸5之軸線方向X成45°以內之角度。向曲柄軸5之軸線方向X入射至磁通入射面DP之磁通之至少一部分，更佳為與曲柄軸5之軸線方向X平行。

圖10係表示第二磁檢測裝置52與第四磁檢測裝置54之輸出信號之圖表。縱軸表示磁通密度。橫軸表示轉子30之旋轉角度。V表示第二磁檢測裝置52之輸出波形。Z表示第四磁檢測裝置54之輸出波形。

第二磁檢測裝置52於轉子30之每個特定旋轉角度，檢測永久磁鐵部37之磁通。因此，輸出波形V中，於轉子30之每個特定旋轉角度，磁通密度變高。再者，雖未圖示，但第一磁檢測裝置51及第三磁檢測裝置53亦於轉子30之每個特定旋轉角度，檢測永久磁鐵部37之磁通。

第四磁檢測裝置54每當轉子30旋轉一圈時檢測切口部38。因此，輸出波形Z中，每當轉子30旋轉一圈時，磁通密度變低(圖中由虛線包圍之區域)。

以上，對本實施形態進行了說明，但本發明並不限定於本實施形態。

本實施形態之旋轉電機SG之轉子磁軛部RY係周壁部34自底壁部33之外周緣於朝向曲柄軸箱1之方向延伸。然而，轉子磁軛部亦可係周壁部自底壁部之外周緣向與曲柄軸箱1相反之方向(圖2中為右方向)延伸。於該情形時，磁檢測裝置單元50配置於構成轉子磁軛部之周壁部之位於與曲柄軸箱1相反之方向之側部。

本實施形態之旋轉電機SG係所謂之外轉子型式者。即，轉子30配置於定子40之外側，轉子30於定子40之外側旋轉。然而，本發明並不限定於外轉子型式。本發明之旋轉電機亦可為內轉子型式之旋轉電機。即，本發明之旋轉電機只要為徑向間隙型即可，既可為外轉子型或亦可為內轉子型。

於本實施形態中，如圖5所示，第一~第三磁檢測裝置51~53之磁通入射面DP配置於與相互相鄰之齒部43之側方突出部43b之間對應之位置。但是本發明並不限定於該例。第三磁檢測裝置例如亦可如圖13之符號53'所示，配置於第一磁檢測裝置51與第二磁檢測裝置52之間。然而，如圖13所示，較佳為第一~第三磁檢測裝置51~53分別配置於相鄰之齒部43之側方突出部43b間。藉由如此配置各磁檢測裝置51~53，各磁檢測裝置51~53不易受對繞組W通電時自定子40放出之磁通之影響。其結果，可減小來自各磁檢測裝置51~53之檢測信號之波形之畸變。

再者，圖13所示之旋轉電機係所謂之4：3系列之旋轉電機。即，於圖13所示之旋轉電機中，磁極數為16，槽數為12，磁極數：槽數之比為4：3。但是本發明並不限定於該例。例如，如圖14所示，旋轉電機亦可為2：3系列之旋轉電機。於圖14所示之旋轉電機中，磁極數為8，槽數為12。再者，於本發明中，磁極數及槽數並未特別限定。

本實施形態中，如圖8及圖9所示，永久磁鐵部37之N極及S極配置於曲柄軸5之直徑方向Y上。磁通入射面DP於曲柄軸5之軸線方向X上自永久磁鐵部37之一端面37a隔開間隔而配置。磁通入射面DP與永久磁鐵部37之一端面37a大致平行。磁通入射面DP係自曲柄軸5之直徑方向Y(配置有永久磁鐵部37之N極與S極之方向)觀察不與永久磁鐵部37重疊。於磁通入射面DP與永久磁鐵部37之間之磁通之路徑未設置磁性體。自永久磁鐵部37放射之磁通不經由磁性體便入射至磁通入射面DP。自永久磁鐵部37放射之磁通直接入射至磁通入射面DP。

相對於此，專利文獻2之磁感測器之磁通入射面係自曲柄軸之直徑方向(配置有磁鐵之S極與N極之方向)觀察與磁鐵重疊。

又，專利文獻3中，磁感測器與引導子及短引導子構成磁檢測裝置。來自磁鐵之磁通入射至引導子及短引導子。來自引導子或短引導子之磁通入射至各磁感測器。即，引導子及短引導子具有供來自磁鐵之磁通入射之磁通入射面。專利文獻3之引導子及短引導子所具有之磁通入射面，自曲柄軸之直徑方向(配置有磁鐵之S極與N極之方向)觀察與磁鐵重疊。

又，專利文獻4中，磁感測器與長磁性體及短磁性體構成磁檢測裝置。來自磁鐵之磁通入射至長磁性體及短磁性體。來自長磁性體或短磁性體之磁通入射至各磁感測器。即，長磁性體及短磁性體具有供來自磁鐵之磁通入射之磁通入射面。專利文獻4之長磁性體及短磁性體所具有之磁通入射面係自曲柄軸之直徑方向(配置有磁鐵之S極與N極之方向)觀察與磁鐵重疊。

如此，於專利文獻2~4中，磁檢測裝置所檢測之磁通係自磁鐵向曲柄軸之直徑方向(配置有磁鐵之S極與N極之方向)放射之磁通。即，專利文獻2~4中，磁檢測裝置所檢測之磁通係入射至與磁鐵於曲柄軸之直徑方向對向之磁通入射面之磁通。

相對於此，本實施形態之磁檢測裝置51~54所具備之磁通入射面DP係以與曲柄軸5之軸線方向X交叉之態樣，於曲柄軸5之軸線方向X上設置於自永久磁鐵部37之一端面37a離開之位置。專利文獻1~4係未揭示相當於本實施形態之磁通入射面DP之構成。

本實施形態之磁檢測裝置51~54檢測自永久磁鐵部37放射至曲柄軸5之軸線方向X上齒部43之一端面43c與磁通入射面DP之間之間隙空間、並自間隙空間向曲柄軸5之軸線方向X入射至磁通入射面DP之磁通。專利文獻1~4未揭示相當於本實施形態之磁檢測裝置51~54之構成。

此處所使用之用語及表現係為了說明而使用者，並非為了限定性地解釋而使用者。又，亦不排除此處所示且所敍述之特徵事項之任何均等物。必須認識到亦容許本發明所申請之範圍內之各種變化。本發明係可以多個不同之形態而具體化。然而，該揭示應視為提供本發明之原理之實施形態者。此處係基於該等實施形態並未意圖將本發明限定於此處記載且/或圖示之較佳之實施形態之瞭解，而記載多個圖示實施形態。

此處記載有本發明之幾個圖示實施形態。然而，本發明並不限定於此處記載之各種較佳之實施形態。本發明亦包含基於該開示而由熟悉此技藝者所能認識到之具有均等之要素、修正、刪除、組合(例如跨及各種實施形態之特徵之組合)、改良及/或變更之所有實施形態。申請專利範圍之限定事項應基於該申請專利範圍中所使用之用語而廣泛地解釋。本發明不應限定於本說明書或本案之實施中記載之實施形態，而應解釋為該實施形態係非排他性。例如，於該揭示中，「較佳為」之用語係非排他性，係指「雖然較佳但並不限定於此」。