專利名稱：起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，特別涉及一種具有用于控制由無(wú)刷電機(jī)構(gòu)成的起動(dòng)機(jī)的通電時(shí)間的轉(zhuǎn)子角度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火觸發(fā)器(トリガ)用脈沖傳感器的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)有作為點(diǎn)火觸發(fā)器用的脈沖傳感器即脈沖拾取裝置。特開平7-103119號(hào)公報(bào)公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)將拾取傳感器設(shè)在飛輪的內(nèi)周面上，該拾取傳感器用于檢測(cè)拾取磁性體的通過(guò)周期，該拾取磁性體設(shè)在與曲軸一體的旋轉(zhuǎn)的飛輪的外周面上。
另外，在由固定在曲軸上的磁性體轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)中，在將該旋轉(zhuǎn)機(jī)做成無(wú)刷方式時(shí)，在點(diǎn)火觸發(fā)器用脈沖傳感器之外需要通電時(shí)間控制用的轉(zhuǎn)子角度傳感器。這樣，在設(shè)有轉(zhuǎn)子角度傳感器和脈沖傳感器時(shí)，難以確保這些傳感器和磁阻的設(shè)置空間。另外將磁阻加工在曲軸的飛輪上或加工分體的磁阻板都需要花費(fèi)工時(shí)。
鑒于上述狀況，考慮將上述轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在曲軸箱上而回避對(duì)飛輪的加工。圖19是將轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在曲軸箱上的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的剖面圖，圖20是起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的特別是定子部分的正視圖。在兩圖中，曲軸201由軸承209和未圖示的另一軸承支承在曲軸箱202上，在從曲軸箱202向外部突出著的曲軸201的端部上固定著杯狀的外轉(zhuǎn)子60，該外轉(zhuǎn)子60將磁性體62配置在內(nèi)周面上。
安裝在曲軸箱202上的隔壁202a上由3根螺栓279安裝著與曲軸201同心地配置著的定子50。另外，在隔壁202a和定子50之間配置著轉(zhuǎn)子角度傳感器29，用螺栓100安裝在隔壁202a上。在外轉(zhuǎn)子60的輪轂60a上安裝著環(huán)狀轉(zhuǎn)子角度傳感器用磁性體33a，磁性體33a和上述轉(zhuǎn)子角度傳感器29的感知部分相互相對(duì)著。
在外轉(zhuǎn)子60的外周上安裝著磁阻60b，設(shè)有脈沖傳感器30a，該脈沖傳感器30a外轉(zhuǎn)子60每旋轉(zhuǎn)一圈檢測(cè)該磁阻60b并發(fā)出定時(shí)信號(hào)。
在上述起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)中不容易提高旋轉(zhuǎn)角度傳感器29和定子50的相對(duì)位置關(guān)系精度，因此，難以提高轉(zhuǎn)子相對(duì)定子的角度位置檢測(cè)精度，另外，由于轉(zhuǎn)子角度傳感器直接安裝在溫度比較高的曲軸箱上，因此要求傳感器的殼體和傳感器元件等具有高耐熱性。
本發(fā)明的目的是提供一種起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，該起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)可以消除上述問題，提高了檢測(cè)精度，可以在小的空間內(nèi)配置脈沖傳感器和轉(zhuǎn)子角度傳感器以及與這些傳感器對(duì)應(yīng)的磁性體。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一特征是，在曲軸部設(shè)有無(wú)刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)中備有檢測(cè)上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度的轉(zhuǎn)子角度傳感器，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子上。
根據(jù)該第一特征，由于轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在定子上，可以將兩者的相對(duì)關(guān)系高精度地與預(yù)定關(guān)系一致。因此可以提高轉(zhuǎn)子相對(duì)定子的角度位置檢測(cè)精度。
另外，本發(fā)明的第二特征是，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器配置在上述定子的發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)、并且由從上述定子的上述發(fā)動(dòng)機(jī)的相反側(cè)接合的固結(jié)裝置安裝著。
根據(jù)該第二特征，由于可以在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)即離曲軸端遠(yuǎn)的徑向跳動(dòng)少的位置進(jìn)行檢測(cè)角度，可以提高檢測(cè)精度的同時(shí)可以從外側(cè)用固結(jié)裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)子角度傳感器的安裝，因此不僅使組裝作業(yè)性良好而且可有效地利用定子空間。
另外，本發(fā)明的第三特征是，在具有連接在曲軸上的轉(zhuǎn)子和定子的無(wú)刷式起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)中，備有點(diǎn)火觸發(fā)器用的脈沖傳感器和轉(zhuǎn)子角度傳感器，該點(diǎn)火觸發(fā)器用的脈沖傳感器和轉(zhuǎn)子角度傳感器在定子上收容在公共的傳感器殼體內(nèi)并相互接近地配置。
根據(jù)第三特征，由于將脈沖傳感器和轉(zhuǎn)子角度傳感器收容在傳感器殼體內(nèi)并一體地配置著，因此可以有效地利用空間，也可以一體地構(gòu)成與傳感器相對(duì)應(yīng)地設(shè)置的磁阻。
另外，本發(fā)明的第四特征是，在曲軸軸向上，上述脈沖傳感器靠近發(fā)動(dòng)機(jī)地被配置著，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器靠近上述曲軸端地被配置著。
另外，本發(fā)明的第五特征是，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器由多個(gè)元件構(gòu)成，上述多個(gè)元件和上述脈沖傳感器以等間隔配置在上述曲軸旋轉(zhuǎn)方向。
另外，本發(fā)明的第六特征是，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器由一列地配置在上述曲軸旋轉(zhuǎn)方向上的多個(gè)元件構(gòu)成，上述脈沖傳感器配置在由上述多個(gè)元件構(gòu)成的轉(zhuǎn)子角度傳感器的上述曲軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)挾葍?nèi)。
根據(jù)上述第四特征，可以減小曲軸的徑向跳動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制的影響。根據(jù)第五特征，可以實(shí)現(xiàn)制造的容易化。另外，根據(jù)第六特征，可以縮小曲軸旋轉(zhuǎn)方向中的傳感器的尺寸。
另外，本發(fā)明的第七特征是，上述轉(zhuǎn)子具有基本圓筒狀的轉(zhuǎn)子軛，該轉(zhuǎn)子軛具有順沿上述定子外周的內(nèi)周面，并且在該轉(zhuǎn)子軛圓周方向配置著多個(gè)磁鐵插入孔，在該磁鐵插入孔中以在上述磁鐵插入孔的內(nèi)壁面與永久磁鐵之間設(shè)有局部間隙的方式插入永久磁鐵。
圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的剖面圖。
圖2是搭載了本發(fā)明的一實(shí)施例的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的小型摩托車型機(jī)動(dòng)二輪車的側(cè)面立體圖。
圖3是表示含有本發(fā)明的一實(shí)施例的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的要部的剖面圖。
圖4是表示從無(wú)級(jí)變速機(jī)側(cè)看的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器的輪廓的圖。
圖5是轉(zhuǎn)子角度傳感器磁性體環(huán)的模式圖。
圖6是脈沖傳感器用磁性體環(huán)的模式圖。
圖7是變形力的脈沖傳感器用磁性體環(huán)的模式圖。
圖8是表示曲軸角度傳感器和脈沖傳感器配置的立體圖。
圖9是表示曲軸角度傳感器和脈沖傳感器配置的變形例的立體圖。
圖10是表示傳感器殼體的安裝例的剖視圖。
圖11是外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軛的要部側(cè)視圖。
圖12是起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)的方框圖。
圖13是表示將起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)作為起動(dòng)機(jī)使用時(shí)的磁通密度分布的圖。
圖14是表示起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)的的磁通密度分布的圖。
圖15是第二實(shí)施例的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的剖面圖。
圖16是從發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)看第二實(shí)施例的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的定子部分的圖。
圖17是表示轉(zhuǎn)子角度傳感器的安裝形態(tài)的定子的要部剖面圖。
圖18是傳感器的連接圖。
圖19是現(xiàn)有裝置的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的剖面圖。
圖20是現(xiàn)有技術(shù)的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的從曲軸軸端側(cè)看定子部分的圖。
以下參照


本發(fā)明的一實(shí)施例。圖2是搭載了本發(fā)明的一實(shí)施例的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的小型摩托車型機(jī)動(dòng)二輪車的側(cè)面立體圖。在該圖中，車體前部3a和車體后部3b通過(guò)低的底板部4連接著，構(gòu)成車體骨架的車體構(gòu)架由下降管6和主管7構(gòu)成主要部分。由主管7支承的燃料箱和收容箱(都未圖示)的上方配置著車座8。
在車體前部的轉(zhuǎn)向頭5上自由轉(zhuǎn)動(dòng)地軸支承著向上方延伸的手柄11和向下方延伸的前叉12，在前叉12的下端軸支承著前輪FW。手柄11的上部用含有儀表盤的手柄罩13覆蓋著。在主管7的立起部下端設(shè)有支座15，在該支座15上通過(guò)連桿構(gòu)件16自由搖動(dòng)地連接支承著擺動(dòng)單元2的懸吊架18。
在擺動(dòng)單元2的前部搭載著單氣缸4沖程內(nèi)燃機(jī)E，從該內(nèi)燃機(jī)E到后方設(shè)有皮帶式無(wú)級(jí)變速機(jī)26。在該變速機(jī)26的后部通過(guò)離心離合器設(shè)置著減速機(jī)27，在減速機(jī)27上軸支承著后輪RW。在減速機(jī)27的上端和主管7的上部彎曲部之間夾設(shè)著后緩沖器22。在從內(nèi)燃機(jī)E延伸出的吸氣管23上連接著氣化器24，在該氣化器24上連接著空氣濾清器25。
圖3是沿曲軸的中心軸切斷擺動(dòng)單元2的剖面圖。擺動(dòng)單元2用通過(guò)合體左曲軸箱202L和右曲軸箱202R構(gòu)成的曲軸箱202覆蓋著。曲軸201由固定在右曲軸箱202R上的軸承208、209自由旋轉(zhuǎn)地支承著。在該曲軸201上通過(guò)曲軸銷213連接著連桿213a。
左曲軸箱202L兼作皮帶式無(wú)級(jí)變速機(jī)殼體，在一直延伸到左曲軸箱202L的曲軸201上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置著皮帶驅(qū)動(dòng)皮帶輪210。皮帶驅(qū)動(dòng)皮帶輪210由固定側(cè)皮帶輪半體210L和可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R組成，固定側(cè)皮帶輪半體210L通過(guò)輪轂211固定在曲軸201的左端部，在其右側(cè)，可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R花鍵嵌合在曲軸201上，可以與固定側(cè)皮帶輪半體210L接近·離開。在兩皮帶輪半體210L、210R之間繞掛著V型皮帶212。
在可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R的右側(cè)，凸輪板215固定在曲軸201上，設(shè)在其外周端的滑動(dòng)件215a滑動(dòng)自由地與凸輪板滑動(dòng)座部210Ra結(jié)合，該凸輪板滑動(dòng)座部210Ra在可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R的外周端沿軸向形成?？蓜?dòng)側(cè)皮帶輪半體210R的凸輪板215具有靠近外周向可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R側(cè)傾斜的錐面，該錐面和可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R之間的空間中收容著干重球216。
在曲軸201的旋轉(zhuǎn)速度增大時(shí)，處于可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R和凸輪板215之間的并一起旋轉(zhuǎn)的干重球216由于離心力而向離心方向移動(dòng)，可動(dòng)側(cè)皮帶輪半體210R被干重球216推壓而向左方移動(dòng)與固定側(cè)皮帶輪210L接近。其結(jié)果，夾在兩皮帶輪半體210L、210R之間的V型皮帶212向離心方向移動(dòng)，其繞掛直徑變大。
在車輛的后部設(shè)有與上述皮帶驅(qū)動(dòng)皮帶輪210對(duì)應(yīng)的被動(dòng)皮帶輪(未圖示)，V型皮帶212繞掛在該被動(dòng)皮帶輪上。借助該皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)E的動(dòng)力被自動(dòng)調(diào)整地傳遞給離心離合器，通過(guò)上述減速機(jī)27驅(qū)動(dòng)后輪RW。
在右曲軸箱202R內(nèi)配設(shè)著組合了起動(dòng)電機(jī)和AC發(fā)電機(jī)的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1。起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1由定子50、繞該定子50的外周旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子60構(gòu)成。外轉(zhuǎn)子60具有與曲軸201連接的杯狀的轉(zhuǎn)子殼63和收容在該轉(zhuǎn)子殼63的內(nèi)周面中的磁鐵62，磁鐵62由沿后述轉(zhuǎn)子軛的內(nèi)周方向交替地穿插的N極和S極的永久磁鐵構(gòu)成。
外轉(zhuǎn)子60安裝在曲軸201的前端錐部上，由螺栓253固定。配設(shè)外轉(zhuǎn)子60的內(nèi)周側(cè)的定子50由螺栓279固定在曲軸箱202上。在外轉(zhuǎn)子60上設(shè)有由螺栓246固定其中央圓錐部280a的裙部分的風(fēng)扇280。與風(fēng)扇280相鄰地設(shè)有散熱器282，散熱器282由散熱器罩281覆蓋著。
在起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1與軸承209之間的曲軸201上固定著鏈輪231，在該鏈輪231上繞掛著鏈，該鏈用于由曲軸201驅(qū)動(dòng)凸輪軸(未圖示)。鏈輪231與齒輪232形成為一體，該齒輪232將動(dòng)力傳遞給使?jié)櫥脱h(huán)的泵。
圖11是外轉(zhuǎn)子60轉(zhuǎn)子軛的要部側(cè)視圖。轉(zhuǎn)子軛61，通過(guò)將環(huán)狀的硅鋼板(薄板)層疊為大致圓筒狀而構(gòu)成，設(shè)有設(shè)在轉(zhuǎn)子軛61的圓周方向的多個(gè)開口部611。在該多個(gè)開口部611內(nèi)交替配置并沿軸向插入N極和S極的永久磁鐵。開口部611沿轉(zhuǎn)子軛61的圓周方向以30度間隔形成著12個(gè)。相鄰的各開口部611之間起著極間極部613的作用。
插在各開口部611內(nèi)的永久磁鐵62的橫截面形狀是中間部厚的大致鼓狀。開口部611的形狀和永久磁鐵62的橫截面形狀不相同，在永久磁鐵62插入孔開口部611中的狀態(tài)下，在沿各永久磁鐵62的沿圓周方向的兩側(cè)部形成著第一空隙612，在各永久磁鐵62的兩側(cè)部的定子側(cè)形成著第二空隙614。
不使永久磁鐵62以整面與插入孔(開口部)611的內(nèi)壁面接觸。而是以內(nèi)周側(cè)即定子側(cè)的兩端部的兩點(diǎn)和外周側(cè)中間部的一點(diǎn)合計(jì)三點(diǎn)與插入孔(開口部)611的內(nèi)壁面接觸并被支承著。在該接觸點(diǎn)以外的空隙中可以填充用于固定永久磁鐵62的粘接劑。借助上述三點(diǎn)支承不僅可以將永久磁鐵62機(jī)械式地保持在轉(zhuǎn)子軛61的開口部611內(nèi)，而且還可以在二者之間確保填充粘接劑所需要的足夠的間隙，因此，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)組裝工程的作業(yè)性的提高和永久磁鐵的牢固的固定。另外通過(guò)在轉(zhuǎn)子軛61的開口部611內(nèi)以三點(diǎn)支承永久磁鐵62，可以在防止永久磁鐵在開口部611內(nèi)的位置錯(cuò)動(dòng)的同時(shí)還可以最大限度地確保粘接劑的填充空隙，從而可以實(shí)現(xiàn)由粘接劑所產(chǎn)生的極其牢固的固定。
圖12是起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1的控制系統(tǒng)的方框圖，與上述各圖相同的符號(hào)表示相同或同等的部分?？刂茊卧?0包括DC-DC變換器102、點(diǎn)火控制裝置103、三相驅(qū)動(dòng)器104，該DC-DC變換器102將蓄電池42的輸出電壓VBATT變換為邏輯電壓VDD而供給CPU101，上述點(diǎn)火控制裝置103控制供向IG(點(diǎn)火器)線圈41的供電而以規(guī)定的時(shí)間使點(diǎn)火火花塞43點(diǎn)火，上述三相驅(qū)動(dòng)器104將電池電壓VBATT變換為三相交流電供向起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1的定子繞線53。
節(jié)氣門傳感器45檢測(cè)節(jié)氣門開度θth并通知于CPU101。轉(zhuǎn)子角度傳感器29檢測(cè)外轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置并向CUP101通知。調(diào)節(jié)器44根據(jù)外轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生于上述定子繞線53的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)控制為電池電壓VBATT而供向電源線L。
在該構(gòu)成中，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，CPU101根據(jù)由轉(zhuǎn)子角度傳感器29檢測(cè)的外轉(zhuǎn)子61的旋轉(zhuǎn)位置決定定子繞線53的勵(lì)磁時(shí)間，控制三相驅(qū)動(dòng)器104的各電源FET的開關(guān)時(shí)間而向定子繞線53的各相供給交流電。三相驅(qū)動(dòng)器104的各電源FET(Tr1～Tr6)由CUP101進(jìn)行PWM控制，負(fù)載比即驅(qū)動(dòng)力矩根據(jù)由上述節(jié)氣門傳感器45檢測(cè)的節(jié)氣門開度θth進(jìn)行控制。
另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))E起動(dòng)時(shí)，停止從三相驅(qū)動(dòng)器104向定子繞線53的供電，這時(shí)起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1由內(nèi)燃機(jī)E從動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。這時(shí)，在定子繞線53中對(duì)應(yīng)于曲軸201的旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生起電力。該起電力由調(diào)整器44控制為電池電壓VBATT，之后與供給電氣負(fù)載的同時(shí)，剩余電力對(duì)電池42充電。
下面對(duì)設(shè)在上述轉(zhuǎn)子軛61上的各空隙部612、614的作用進(jìn)行說(shuō)明。圖13是表示將起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1作為起動(dòng)電機(jī)使用時(shí)的磁通密度分布的圖，圖14是表示將起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)的磁通密度分布的圖。
起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1作為起動(dòng)電機(jī)使用時(shí)，在通過(guò)上述控制單元40從電池42向各定子繞線53供給勵(lì)磁電流時(shí)，如圖13所示，從被N極勵(lì)磁的定子顯磁極52N沿放射方向產(chǎn)生的磁力線從S極永久磁鐵62S的定子側(cè)表面穿過(guò)到背面，其大多數(shù)經(jīng)由轉(zhuǎn)子軛61的芯部615及極間極部613，經(jīng)由被相鄰的S極勵(lì)磁的定子顯磁極52S、定子芯51返回到被上述N極勵(lì)磁的定子顯磁極52N。
在此，由形成在順沿各永久磁鐵62的圓周方向的兩側(cè)部的第一空隙612減少?gòu)母饔谰么盆F62的側(cè)部向極間極部613漏磁通，因此磁力線的大部分從各永久磁鐵62貫穿向轉(zhuǎn)子軛61的芯部615，再經(jīng)過(guò)上述極間極部613到達(dá)定子50側(cè)。結(jié)果，由于通過(guò)外轉(zhuǎn)子60和定子50之間的空氣間隙的磁通的垂直成分增加，因此與不設(shè)空隙612的情況相比驅(qū)動(dòng)力矩增加。另外，由于在永久磁鐵62的兩端部處的轉(zhuǎn)子軛的開口部的內(nèi)壁上也形成著用于限制圓周方向的磁路的空隙614，因此，通過(guò)轉(zhuǎn)子軛61內(nèi)側(cè)的漏磁通也減少。
即，形成在永久磁鐵兩側(cè)的兩處空隙614中的一方起到通過(guò)從轉(zhuǎn)子軛61的極間極部613向定子顯磁極52S高效地導(dǎo)引磁通的作用，空隙614的另一方起到將通過(guò)轉(zhuǎn)子軛61的內(nèi)側(cè)圓周部的磁通從永久磁鐵62N高效地導(dǎo)引向定子顯磁極52S的作用。其結(jié)果，通過(guò)外轉(zhuǎn)子60和定子50之間的空氣間隙的磁通的垂直成分進(jìn)一步增加，也可以進(jìn)一步使起動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩增加。
另外，在將起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)，如圖14所示，由于從各永久磁鐵62產(chǎn)生的磁通與定子顯磁極和定子芯一起形成閉磁路，因此可以在定子繞線中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的發(fā)電電流。
這樣，磁通從永久磁鐵背面流入的部位613a和空隙614的附近部位613b、613c中的磁力的流動(dòng)對(duì)于起動(dòng)時(shí)的力矩上升和作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作時(shí)的摩擦力的降低是非常重要的，因此，通過(guò)在部位613a、613b及613c處使轉(zhuǎn)了軛61和永久磁鐵62以高精度接觸地進(jìn)行定位，可以確保設(shè)計(jì)上的磁力。
以下對(duì)轉(zhuǎn)子角度傳感器和脈沖傳感器(以下將兩者統(tǒng)稱為“旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器部件”)的輪廓進(jìn)行說(shuō)明。圖18是各傳感器連接圖。三相的定子繞線53的轉(zhuǎn)子為了與上述三相驅(qū)動(dòng)器104的連接而與控制單元40的端子座40a連接。設(shè)在定子50上的轉(zhuǎn)子角度傳感器29以三個(gè)一組的元件構(gòu)成。另外，脈沖傳感器30如后述地不僅可以與轉(zhuǎn)子角度傳感器29接近地配置，而且也可以配置在外轉(zhuǎn)子60的外周上。轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30都以由霍爾IC或磁阻(MR)元件構(gòu)成，各傳感器的導(dǎo)線與基板31連接。
圖1是表示旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器的輪廓的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1的剖面圖。圖4是表示從無(wú)級(jí)變速機(jī)側(cè)看到的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器的輪廓的圖。在環(huán)狀定子50的內(nèi)周中嵌入傳感器殼體28，在該傳感器殼體28內(nèi)沿上述外轉(zhuǎn)子60的輪轂的外周相互等間隔地設(shè)有轉(zhuǎn)子角度傳感器29的三個(gè)元件和脈沖傳感器30。轉(zhuǎn)子角度傳感器29用于控制對(duì)無(wú)刷的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1的定子線圈的通電時(shí)間，脈沖傳感器30用于發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火控制。
轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30在曲軸201的軸向上相互錯(cuò)開，角度傳感器29靠近曲軸201的端部即位于風(fēng)扇280側(cè)，脈沖傳感器30靠近曲軸201的中央即靠近發(fā)動(dòng)機(jī)地被設(shè)置。通過(guò)將脈沖傳感器30靠近曲軸201的中央地進(jìn)行設(shè)置，可以減小曲軸201的徑向跳動(dòng)對(duì)檢測(cè)精度的影響，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制的精度。旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器29、30的導(dǎo)線與基板31連接，另外在基板31上接合著電氣纜線32。
在外轉(zhuǎn)子60的輪轂60a的外周上嵌入著給轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30帶來(lái)磁作用的磁環(huán)33。磁環(huán)33分別對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30地被二段磁化。在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子角度傳感器29的磁環(huán)33的一方33a上沿圓周方向30度30度地交替地形成著N極和S極的磁極(參照?qǐng)D5)。另外，在對(duì)應(yīng)于脈沖傳感器30的磁環(huán)33的另一方33b上在圓周方向的一部位在15度～40度的角度范圍內(nèi)形成著磁極，用于使脈沖傳感器30在曲軸201每旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)輸出一個(gè)脈沖(參照?qǐng)D6)。
磁環(huán)33最好是塑料磁環(huán)。另外也可以如圖7所示地將磁性體33d固定在塑料環(huán)部分33c上來(lái)代替對(duì)應(yīng)于脈沖傳感器30的磁環(huán)33b。
如圖4所示，轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30可以是從曲軸201方向看相互不重疊地進(jìn)行配置，但是，為了使傳感器殼體28緊湊，也不一定限定于該配置。圖8是表示使曲軸201旋轉(zhuǎn)方向中的傳感器殼體28的尺寸減小了的例子的傳感器部的要部立體圖。在同圖中，脈沖傳感器30沿軸向與沿曲軸201的旋轉(zhuǎn)方向并列的三個(gè)轉(zhuǎn)子角度傳感器29間、特別是三個(gè)轉(zhuǎn)子角度傳感器29中的正中間的傳感器并列地配置著。根據(jù)該配置，上述曲軸201旋轉(zhuǎn)方向中的傳感器殼體28的尺寸只要考慮收容三個(gè)霍爾IC程度的收容空間地進(jìn)行設(shè)定即可，因此可以小型化，而且傳感器殼體28內(nèi)的質(zhì)量的集中化和重量平衡好。另外，連接傳感器29、30的導(dǎo)線的基板31是平板，可以如圖所示地將其長(zhǎng)度方向的端面設(shè)定為順沿鞍狀的傳感器殼體28的內(nèi)壁的圓弧狀。
圖9是變形側(cè)的傳感器部的立體圖。在該變型例中，與圖8不同，將基板31設(shè)在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器29、30的上部即靠近定子50的外周，為了使與傳感器29、30的距離均等，基板31可以不是平板狀，而形成為圓弧狀。例如，如果使用可撓性的乙烯基板則可以容易地形成為圓弧狀。這樣，通過(guò)使傳感器29、30和基板31的距離均等，使傳感器29、30的端子的長(zhǎng)度和形狀一致，因此，容易地進(jìn)行與基板31的連接，傳感器殼體28內(nèi)的質(zhì)量的集中化和重量平衡良好。
為了將傳感器殼體28安裝在定子50上，例如從傳感器殼體28鼓出座28a(參照?qǐng)D4)，只要將該座28a螺紋固定在定子50上即可。另外，也可以將傳感器殼體28從風(fēng)扇280側(cè)螺紋固定。圖10是表示傳感器殼體28的安裝例的剖面圖，與圖4相同的符號(hào)表示相同或同等部分。在同圖中，在傳感器殼體28內(nèi)埋入嵌入螺母34。另外，嵌入螺母34的設(shè)置位置在圖4中用符號(hào)34a表示。在定子50的上述風(fēng)扇280側(cè)的面上貼靠著板35，該板35與散熱器50a的端面結(jié)合著。夾著該板35地將螺栓36螺旋插入嵌入螺母34而將傳感器殼體28安裝在定子50上。由此，可以將傳感器殼體28沿定子50的徑向小型化，因此也可以確保定子的空間，增加線圈繞線。
以下說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖15是第二實(shí)施例的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)的剖面圖，圖16是從發(fā)動(dòng)機(jī)中央側(cè)看定子部分的圖，與圖1相同的符號(hào)表示相同或同等部分。在兩圖中，在曲軸201的端部的錐面部分上固定著具有輪轂60a的杯狀的外轉(zhuǎn)子60。輪轂60a由鍵70限定著其相對(duì)曲軸201的旋轉(zhuǎn)方向的位置，另外，用螺紋固定在曲軸201的端部的螺絲部分上的螺母71限制在曲軸201的軸向上的移動(dòng)。
在外轉(zhuǎn)子60的杯狀部分的內(nèi)周與圖1的相同地設(shè)有含有磁鐵62的轉(zhuǎn)子軛，在該轉(zhuǎn)子軛和輪轂之間的空間中與外轉(zhuǎn)子60同心地配置著定子50。定子50由從外側(cè)即曲軸201端部側(cè)插入的三根螺栓279安裝在曲軸箱202的隔壁202a上。
在定子50和隔壁202a之間配置著收容著轉(zhuǎn)子角度傳感器29的傳感器殼體72，該傳感器殼體72從與上述螺栓279同方向插入定子50中的、作為連接裝置的螺栓73固定在定子50上。即，傳感器殼體72有效地利用螺栓279間的空間地被安裝著。
在外轉(zhuǎn)子60的輪轂60a上設(shè)置著環(huán)狀的轉(zhuǎn)子角度傳感器用磁性體33a。磁性體33a和上述轉(zhuǎn)子角度傳感器29的感知部分相互相對(duì)地被定位。
在外轉(zhuǎn)子60的外周上形成著磁阻60b，設(shè)有通過(guò)外轉(zhuǎn)子60每旋轉(zhuǎn)一圈檢測(cè)該磁阻60b而發(fā)出定時(shí)信號(hào)的脈沖傳感器30A。
上述各傳感器29、30A的導(dǎo)線和定子繞線的引出部分布線在定子50和隔壁202a之間，用纜線夾子74捆住。纜線夾子74由螺栓75固定在定子50上。
接著，進(jìn)一步詳細(xì)地?cái)⑹鲛D(zhuǎn)子角度傳感器部分。圖17是定子的要部斷面圖。在同圖中，由電氣絕緣材料構(gòu)成的傳感器殼體72上埋設(shè)著嵌入螺母76，將貫通定子50的螺栓73的螺紋插入嵌入螺母76中，由此將傳感器殼體72固定在定子50的側(cè)面上。傳感器殼體72的靠定子50內(nèi)周的位置埋設(shè)著作為轉(zhuǎn)子角度傳感器29的霍爾元件，該霍爾元件的導(dǎo)線與基板31a連接，轉(zhuǎn)子角度傳感器29如上所述地是三個(gè)一組，這些傳感器的導(dǎo)線匯總到基板31a上，由覆蓋皮78引出到上述控制單元40。在定子50的兩側(cè)面上配設(shè)著絕緣板77，通過(guò)該絕緣板77將繞線55繞在定子50上。
在該第二實(shí)施例中，通過(guò)將脈沖傳感器30A配置在外轉(zhuǎn)子60的外周上來(lái)檢測(cè)磁阻60b。但是，也可以與第一實(shí)施例(圖1)相同相鄰地配置轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30A檢測(cè)配設(shè)在外轉(zhuǎn)子60的輪轂60a外周上的磁性體33。主要是，只要是將轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30A中的至少轉(zhuǎn)子角度傳感器29安裝在定子50上即可。
從以上說(shuō)明可知，根據(jù)權(quán)利要求1、2的發(fā)明，由于轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在定子上，因此可以提高轉(zhuǎn)子角度傳感器和定子的位置精度，轉(zhuǎn)子相定子的角度位置檢測(cè)精度變好。另外，根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)明可以提高將轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在定子上時(shí)的作業(yè)性。
另外，根據(jù)權(quán)利要求2～權(quán)利要求7的發(fā)明，由于將脈沖傳感器和轉(zhuǎn)子角度傳感器收容在傳感器殼體內(nèi)并配置為一體，因此可以有效地利用空間，也可以一體地構(gòu)成對(duì)應(yīng)于傳感器設(shè)置的磁阻。特別是，根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)明，由于可以減小曲軸的徑向跳動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制的影響，因此可以提高點(diǎn)火時(shí)的精度。另外，根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)明可以縮小曲軸旋轉(zhuǎn)方向上的傳感器的尺寸。
另外，根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)明，在謀求作為起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的力矩提高和作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作時(shí)的摩擦力的降低的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)中，可以不對(duì)設(shè)計(jì)上的磁力給予影響地容易且牢固地固定磁鐵。
權(quán)利要求
1．起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸部上設(shè)置無(wú)刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，備有檢測(cè)上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度的轉(zhuǎn)子角度傳感器，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子上。
2．如權(quán)利要求1所述的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器配置在上述定子的靠發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)、并且被從上述定子的上述發(fā)動(dòng)機(jī)的相反側(cè)接合的固結(jié)裝置安裝著。
3．起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，它是具有連接在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上的轉(zhuǎn)子和定子的無(wú)刷式起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，其特征在于，備有點(diǎn)火觸發(fā)器用的脈沖傳感器和轉(zhuǎn)子角度傳感器，該點(diǎn)火觸發(fā)器用的脈沖傳感器和轉(zhuǎn)子角度傳感器在定子上收容在公共的傳感器殼體內(nèi)并相互接近地被配置。
4．如權(quán)利要求3所述的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，其特征在于，在曲軸軸向上，上述脈沖傳感器靠近發(fā)動(dòng)機(jī)地被配置著，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器靠近上述曲軸端地被配置著。
5．如權(quán)利要求3或4所述的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器由多個(gè)元件構(gòu)成，上述多個(gè)元件和上述脈沖傳感器以等間隔配置在上述曲軸旋轉(zhuǎn)方向上。
6．如權(quán)利要求3或4所述的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器由一列地配置在上述曲軸旋轉(zhuǎn)方向上的多個(gè)元件構(gòu)成，上述脈沖傳感器配置在由上述多個(gè)元件構(gòu)成的轉(zhuǎn)子角度傳感器的上述曲軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)挾葍?nèi)。
7．如權(quán)利要求3所述的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子具有基本圓筒狀的轉(zhuǎn)子軛，該轉(zhuǎn)子軛具有沿上述定子外周的內(nèi)周面，并且在該轉(zhuǎn)子軛圓周方向配置著多個(gè)磁性體插入孔，在該磁性體插入孔中以在上述磁性體插入孔的內(nèi)壁面與永久磁鐵之間設(shè)有局部間隙的方式插入永久磁鐵。
全文摘要
起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，將無(wú)刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度傳感器和脈沖傳感器安裝在緊湊的空間中，而且，使角度檢測(cè)精度提高。起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)1由繞曲軸201配置的定子50和固定在曲軸201上的、具有與定子50的外周相對(duì)的磁鐵62的外轉(zhuǎn)子60構(gòu)成，在定子50的內(nèi)周設(shè)有一體地收容在傳感器殼體28內(nèi)的轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30，在轉(zhuǎn)子60的輪轂60a的外周上嵌入磁環(huán)33。由于轉(zhuǎn)子角度傳感器29和脈沖傳感器30一體地被配置，可以被小型化，由于轉(zhuǎn)子角度傳感器安裝在定子50上因此可以提高轉(zhuǎn)子角度傳感器和定子的位置精度，因此，轉(zhuǎn)子60的角度位置檢測(cè)精度良好。
文檔編號(hào)F01P5/02GK1316587SQ01112429
公開日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2001年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月3日
發(fā)明者坂本友和, 柴田和己, 生井邦明 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社