(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
さらに、前記ステータの径方向外側縁より径方向内側に配置され、前記ステータコアと前記ボディとを前記ステータの径方向に関して連結することにより径方向に関する前記ステータコアの位置を規定する径方向連結部(71)を備えることを特徴とする請求項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。
前記ステータは、前記ロータが所定の回転位置にあるときに点火制御用の信号を出力するための回転位置センサ(43)を備えることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の内燃機関用回転電機。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図面を参照しながら、ここに開示される発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については他の形態の説明を参照し適用することができる。
【0018】
(第1実施形態)
(第1実施形態)
図1において、内燃機関用回転電機(以下、単に回転電機という)10は、発電電動機、または交流発電機スタータ(AC Generator Starter)とも呼ばれる。回転電機10は、インバータ回路(INV)と制御装置(ECU)とを含む電気回路11と電気的に接続されている。電気回路11は、三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の発電電動機である。回転電機10は、例えば、二輪車に利用することができる。
【0019】
電気回路11は、回転電機10が発電機として機能するとき、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提供してもよい。電気回路11は、回転電機10を電動機として機能させる駆動回路を提供する。電気回路11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信号を回転電機10から受信する。電気回路11は、検出された回転位置に応じて回転電機10への通電を制御することにより回転電機10を電動機として機能させる。
【0020】
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。回転軸14は、内燃機関12が運転されることによって回転し、回転電機10を発電機として機能させるように駆動する。回転軸14は、回転電機10が電動機として機能するとき、回転電機10の回転によって内燃機関12を始動可能な回転軸である。また、回転軸14は、回転電機10が電動機として機能するとき、回転電機10の回転によって内燃機関12の回転を支援(アシスト)することができる回転軸である。
【0021】
回転電機10は、ロータ21と、ステータ31と、センサユニット41とを有する。ロータ21は、界磁子である。ステータ31は、電機子である。センサユニット41は、回転位置検出器である。
【0022】
ロータ21は、全体がカップ状である。ロータ21は、その開口端をボディ13に向けて位置付けられる。ロータ21は、回転軸14の端部に固定される。ロータ21と回転軸14とは、キー嵌合などの回転方向の位置決め機構を介して連結されている。ロータ21は、固定ボルト25によって回転軸14に締め付けられることによって固定されている。ロータ21は、回転軸14とともに回転する。ロータ21は、永久磁石によって界磁を提供する。
【0023】
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、内燃機関12の回転軸14に連結される。ロータコア22は、回転軸14に固定される内筒と、内筒の径方向外側に位置する外筒と、内筒と外筒との間に拡がる環状の底板とを有する。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。
【0024】
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。永久磁石23は、外筒の内側に固定されている。永久磁石23は、複数のセグメントを有する。それぞれのセグメントは、部分円筒状である。永久磁石23は、その内側に、複数のN極と複数のS極とを提供する。永久磁石23は、少なくとも界磁を提供する。永久磁石23は、12個のセグメントによって、6対のN極とS極、すなわち12極の界磁を提供する。また、永久磁石23は、点火制御のための基準位置信号を提供するための部分的な特殊磁極を提供する。特殊磁極は、界磁のための磁極配列とは異なる部分的な磁極によって提供される。永久磁石23は、径方向内側に配置された保持カップ24によって軸方向および径方向に関して固定されている。保持カップ24は、薄い非磁性金属製である。保持カップ24は、ロータコア22に固定されている。
【0025】
図2はステータ31の径方向外側を示す。
図3は、ステータ31とセンサユニット41とを含む部分的な平面図である。
図3には
図1の断面位置がI−I線によって示されている。
図1−
図3を参照することによりステータ31とセンサユニット41とが詳細に理解される。
【0026】
ステータ31は、環状の部材である。ステータ31は、ロータ21とボディ13との間に配置されている。ステータ31は、回転軸14とロータコア22の内筒とを受け入れることができる貫通穴を有する。ステータ31は、ロータ21の内面とギャップを介して対向する外周面を有する。外周面には、複数の磁極32aが配置されている。これら磁極32aは、ロータ21の界磁と対向して配置されている。ステータ31は、電機子巻線を有する。ステータ31は、多相の電機子巻線を有する。ステータ31は、ボディ13に固定される。ステータ31は、複数の磁極32aと、複数の三相巻線とを有する三相多極ステータである。
【0027】
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、内燃機関12のボディ13に固定されることによってロータ21の内側に配置される。ステータコア32は、永久磁石23と対向する複数の磁極32aを径方向外側に形成する。ステータコア32は、複数の磁極32aを形成するように所定の形状に成形された電磁鋼板を積層することにより形成されている。ステータコア32は、永久磁石23の内面と対向する複数の磁極32aを提供する。ステータコア32の複数の磁極32aの間には、隙間32bが設けられている。
【0028】
ステータ31は、ステータコア32に巻回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。ステータコア32とステータコイル33との間には絶縁材料製のインシュレータが配置されている。ステータコイル33は、三相巻線である。ステータコイル33は、ロータ21およびステータ31を発電機または電動機として選択的に機能させることができる。
【0029】
ステータ31とボディ13とは、固定ボルト34を介して連結されている。ステータ31は、複数の固定ボルト34によってボディ13に締め付けられることによって固定されている。ステータ31は、ボディ13から延び出すボス部13aに固定されている。ボス部13aは、筒状の部分である。ボス部13aは、ボディ13と一体の金属製の部材である。
【0030】
図3に図示されるように、ステータコア32は、回転軸14およびロータコア22の内筒を受け入れるための貫通穴32cを区画形成している。さらに、ステータコア32は、複数の固定ボルト34を受け入れるための複数の貫通穴32dを有する。これら貫通穴32dは、ステータコア32の周方向に関する位置を規定するために貢献する。ただし、貫通穴32dと固定ボルト34との間の隙間は、ステータ31に求められる周方向位置精度より大きい。さらに、ステータコア32は、センサユニット41を固定するための固定ボルト44を受け入れるための貫通穴を有する。
【0031】
センサユニット41は、ステータ31に固定される。センサユニット41は、ステータコア32とボディ13との間に配置されている。センサユニット41は、ステータコア32の一端面に固定されている。センサユニット41は、ロータ21に設けられた永久磁石23が供給する磁束を検出することにより、ロータ21の回転位置を検出する。センサユニット41は、複数の回転位置センサ43を有する。複数の回転位置センサ43は、隣接する2つの磁極32aの間に配置され、永久磁石23の磁束を検出することによりロータ21の回転位置を検出する。複数の回転位置センサ43は、ロータ21の回転軸に関して周方向に互いに離れて配置されている。
【0032】
永久磁石23が提供する特殊磁極の位置によって点火制御のための基準位置が示される。ロータ21の回転位置は、回転軸14の回転位置でもある。よって、ロータ21の回転位置を検出することにより、点火制御のための基準位置信号を得ることができる。複数の回転位置センサ43の少なくともひとつは、特殊磁極に反応することにより、点火制御のための信号を出力する。この実施形態では、ひとつの回転位置センサ43が点火制御用の回転位置センサを提供する。この結果、ステータ31は、ロータ21が所定の回転位置にあるときに点火制御用の信号を出力するための回転位置センサを備える。
【0033】
永久磁石23が提供する界磁の回転方向の位置によってロータ21の回転位置が示される。よって、ロータ21の回転位置を検出し、検出された回転位置に応じて電機子巻線への通電を制御することにより、回転電機10を電動機として機能させることができる。複数の回転位置センサ43の少なくともひとつは、回転電機10を少なくとも電動機として機能させるためのロータ21の回転位置を検出する。この回転電機10は、発電機および電動機として機能することができ、それらのいずれかとして選択的に機能させられる。
【0034】
センサユニット41は、回路部品42を収容する。回路部品42は、基板と、基板に実装された電気素子、および電線などを含む。センサユニット41は、回転位置センサ43を収容する。センサユニット41は、ケース51を有する。
【0035】
ケース51は、樹脂材料製である。ケース51は、部分的に金属部分をもつことができる。ケース51は、回路部品42と回転位置センサ43とを収容し、保持する。回転位置センサ43は、回路部品42と接続される。ケース51は、多角形筒、例えば台形筒の断面に相当する形状をもち、ステータ31の径方向外側縁におおよそ対応して延びる外縁をもつ。ケース51は、回路部品42を収容するための容器52を有する。容器52は樹脂材料製である。容器52は、ボディ13に対向する面が開口した箱状である。容器52は、ステータコア32側に面する底面と、ボディ13に対向する開口部と、底面と開口部とを囲む側壁とを有する。回路部品42は、容器52内に収容され、固定されている。
【0036】
ケース51は、少なくともひとつの回転位置センサ43を収容し、支持するための少なくともひとつのカバー53を有する。回転位置センサ43は、カバー53内に固定されている。カバー53は、容器52の底面から延び出すように形成された有底筒状の部材である。カバー53は、径方向外側に設けられている。カバー53は、2つの磁極32aの間の隙間32bに挿入される。カバー53は、容器52と同じ樹脂材料によって容器52から連続するように、一体成形されている。
【0037】
カバー53は、ケース51の底面に設けられた基部53aと、基部53aから延び出す先端部53bとを有する。先端部53bは、基部53aより細い。基部53aは隙間32bより広い幅を有する。基部53aと先端部53bとの間には、段部53cが形成されている。段部53cは、ステータコア32の端面に接触する。これにより、隙間32b内への先端部53bの挿入量が規定される。
【0038】
カバー53の内部は、容器52の内部に連通している。センサユニット41は、複数のカバー53を有する。カバー53は、容器52から延び出す指状、または舌状と呼びうる形状である。カバー53は、回転位置センサ43のための鞘とも呼ぶことができる。複数のカバー53は、点火制御のための基準位置検出用の回転位置センサのためのひとつのカバー53と、モータ制御のための回転位置センサのための3つのカバー53とを有する。
【0039】
それぞれのカバー53内には、ひとつの回転位置センサ43が収容される。回転位置センサ43は、永久磁石23が供給する磁束を検出する。回転位置センサ43は、ホールセンサ、MREセンサなどによって提供される。この実施形態は、点火制御のためのひとつの回転位置センサと、モータ制御のための3つの回転位置センサとを有する。回転位置センサ43は、カバー53内の空洞に配置されたセンサターミナルによって回路部品42と電気的に接続される。
【0040】
この実施形態における点火制御およびモータ制御のための永久磁石23に関連する細部、および複数の回転位置センサ43に関連する細部については、特許文献として列挙した特開2013−233030号公報、特開2013−27252号公報、または特許第5064279号に記載の内容を援用することができ、同記載の内容は参照により引用されている。
【0041】
ケース51は、締付部54を有する。締付部54は、回転電機10の径方向に関して容器52より径方向内側に設けられている。容器52と締付部54との間には、それらの間を連結するための連結部55が設けられている。締付部54と連結部55とは、容器52と同じ樹脂材料によって容器52から連続するように、一体成形されている。固定ボルト44は、ステータコア32のボディ13と反対側の面からステータコア32を貫通して配置されている。固定ボルト44のステータコア32から突出する先端部は、締付部54の雌ねじ部分に螺合される。これにより、センサユニット41は、ステータコア32に固定される。容器52内は、保護用の封止樹脂56によって満たされている。封止樹脂56は回路部品42を保護するためのポッティング樹脂である。
【0042】
ケース51は、脚部61を有する。脚部61は、ステータ31がボディ13に固定されることによって弾性的に変形する。これによりセンサユニット41はステータ31に向けて押し付けられる。なお、脚部61なしでケース51の位置が安定する場合、または脚部61に代わる部分を有する場合には、脚部61を備えない構成も採用することができる。
【0043】
センサユニット41は、回転位置センサ43から出力される信号を外部に取り出すための外部接続用のリード線を有する。センサユニット41は、複数の回転位置センサ43からの信号を取り出すために複数のリード線を有する。回転電機10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有する。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。電力線は、回転電機10が電動機として機能するとき、ステータコイル33を励磁するための電力を電気回路11からステータコイル33へ供給する。リード線および電力線は、電線束11aとして形成され、敷設されている。電線束11aは、ステータ31から径方向に延び出すように敷設されている。
【0044】
図1および
図3に図示されるように、ステータコア32は、ボス部13aの先端面の上に固定されている。ボス部13aは、その先端に、ステータコア32と軸方向に関して接触し、ステータコア32を受ける受け面13bを有する。
図3には、ボス部13aの外形と、受け面13bの範囲とが図示されている。受け面13bは、貫通穴32dの周囲に広がっている。さらに、受け面13bは、貫通穴32cの周囲に環状に延びている。受け面13bは、固定ボルト34を受け入れるためのボルト穴13cの周囲において部分的に設けられてもよい。受け面13bは、ステータコア32を安定的に受けることができるように配置される。
【0045】
ボス部13aとステータコア32との間には、径方向に関してステータコア32の位置を規定するための径方向連結部71が形成されている。径方向連結部71は、ボス部13aとステータコア32との嵌め合いによって提供されている。径方向連結部71は、嵌め合い部とも呼ぶことができる。径方向連結部71は、ボス部13aの一部をステータコア32の内側に軸方向に沿って挿入することによって提供されている。径方向連結部71は、印ろう継ぎ部とも呼ばれる。径方向連結部71は、ステータ31の径方向外側縁より径方向内側に配置されている。径方向連結部71は、ステータコア32とボディ13とをステータ31の径方向に関して連結することにより径方向に関するステータコア32の位置を規定する。
【0046】
径方向連結部71は、ステータコア32に形成された内胴部72aを有する。内胴部72aは、周方向に沿って部分的に延びている。内胴部72aは、部分的な円筒内面を提供する。内胴部72aは、貫通穴32cの一部分である。内胴部72aは、ステータ31の径方向の位置を規定するための円筒内面を提供している。内胴部72aは、後述する突出部73aを受け入れる軸方向凹部とも呼ばれる。
【0047】
径方向連結部71は、突出部73aを有する。突出部73aは、ボス部13aから軸方向に延び出す部分円筒形の部分である。突出部73aは、内胴部72aの内側に挿入可能である。突出部73aは、部分筒状の円筒外面を提供する。突出部73aは、ステータ31の径方向の位置を規定するための円筒外面を提供している。突出部73aは、軸方向突出部とも呼ばれる。
【0048】
ボス部13aとステータコア32との間には、周方向に関してステータコア32の位置を規定するための周方向連結部81が形成されている。周方向に関するステータコア32の位置は、ステータコア32の角度位置とも呼ばれる。周方向連結部81は、ボス部13aとステータコア32との嵌め合いによって提供されている。周方向連結部81は、ステータコア32とボディ13とを凹部と凸部とにおいて直接的に噛み合わせることによって提供されている。周方向連結部81は、嵌め合い部とも呼ぶことができる。周方向連結部81は、ボス部13aの一部と、ステータコア32の一部とを、周方向に関して互いに噛み合うように位置付けることによって形成されている。周方向連結部81は、噛み合い部とも呼ばれる。周方向連結部81は、ステータ31の径方向外側縁より径方向内側に配置されている。周方向連結部81は、ステータコア32とボディ13とをステータ31の周方向に関して連結することにより、ボディ13に対する周方向に関するステータコア32の位置を規定する。
【0049】
周方向連結部81は、ステータコア32に形成された突出部82aを有する。突出部82aは、筒状部分72より径方向内側に向けて突出するように形成されている。突出部82aは、周方向に関して筒状部分72が設けられていない範囲を占めている。突出部82aは、その周方向の両側に端面84を有する。端面84は、周方向に面している。突出部82aは、貫通穴32cの一部分である。突出部82aは、径方向突出部とも呼ばれる。
【0050】
周方向連結部81は、ボス部13aに形成された切欠部83aを有する。切欠部83aが形成されることにより、突出部73aは、切欠部83aに面する端面85を提供する。端面85は、切欠部83aの周方向端部を規定している。切欠部83aは、突出部82aに対応する位置に形成されている。切欠部83aは、突出部82aに対応する角度範囲にわたって形成されている。切欠部83aの形成範囲は、突出部82aを受け入れるために、突出部82aの形成範囲よりやや大きい。切欠部83aは、突出部82aを受け入れる径方向凹部とも呼ばれる。
【0051】
この実施形態では、ステータコア32は、ステータコア32に形成された貫通穴32dを有する。貫通穴32dは、ステータ31をボディ13に固定するための固定ボルト34を受け入れる。固定ボルト34と貫通穴32dとは、ステータ31の周方向位置を規定するために貢献する。周方向連結部81が許容する周方向に関するステータコア32の可動角度は、固定ボルト34と貫通穴32dとが許容するステータコア32の可動角度より小さい。よって、周方向連結部81により、周方向に関するステータ31の位置精度、すなわち角度精度が向上される。
【0052】
図4は、ステータ31の平面図である。
図5は、ステータ31の斜視図である。図中には、電線束11aの一部分が図示されている。電線束11aは、ホルダ11bによってステータコア32に固定されている。図中には、ステータコイル33を結線するための端子台11cが図示されている。
【0053】
突出部82aは、切欠部83aに対応する位置に設けられている。突出部82aは、破線で示されるセンサユニット41が配置される範囲以外の位置に設けられている。センサユニット41は、3つの貫通穴32dのうち、隣接する一組の貫通穴32dの間に配置されている。突出部82aは、他の一組の貫通穴32dの間に配置されている。この配置は、センサユニット41とボス部13aとの干渉の抑制に貢献する。
【0054】
図6は、ボス部13aの斜視図である。突出部73aは、ステータコア32の内側に挿入される内筒を提供している。切欠部83aは、突出部73aの一部分に形成されている。端面85は、突出部73aの周方向端面であり、切欠部83aを区画している。
【0055】
内胴部72aの周方向長さは、突出部82aの周方向長さより長い。内胴部72aと突出部82aとは、ステータコア32の中心に対して非対称に配置されている。突出部73aの周方向長さは、切欠部83aの周方向長さより長い。突出部73aと切欠部83aとは、ボス部13aの中心に対して非対称に配置されている。周方向連結部81を提供する切欠部83aと径方向の突出部82aとは、ステータ31の中心に対して非対称に配置されている。周方向連結部81は、突出部82aと切欠部83aとの噛み合い可能な位置を、周方向における唯一の位置に限定する。よって、周方向連結部81は、ステータ31の周方向における唯一の位置においてステータコア32とボディ13との連結を許容する噛み合い部を提供する。
【0056】
図1および
図3に戻り、突出部73aは、内胴部72aの中に挿入可能である。内胴部72aの円筒内面と、突出部73aの円筒外面との間には、微小な隙間が形成される。円筒内面と円筒外面とは、ステータコア32の径方向位置を規定するように、周方向に沿って連続的に、または断続的に広がっている。図示の例では、円筒内面と円筒外面とは180度の角度範囲を超えて広がっている。円筒内面と円筒外面とは、ほぼ270度の角度にわたって広がっている。円筒内面と円筒外面とによって、ボス部13aの上におけるステータコア32の径方向に関する位置が規定される。
【0057】
突出部82aは、切欠部83aが周方向に関して区画する開口の内側に挿入可能である。突出部82aは、突出部73aが軸方向に沿って内胴部72aの中に挿入されるときに、軸方向に沿って切欠部83aの中に挿入される。突出部82aの端面84と、切欠部83aの端面85との間には、微小な隙間が形成される。端面84と端面85とによって、ボス部13aの上におけるステータコア32の周方向に関する位置が規定される。
【0058】
以上に述べた実施形態によると、ステータコア32とボス部13a、すなわちボディ13との直接的な噛み合いによって、ステータ31の径方向位置と、周方向位置との両方が規定される。このため、ステータ31のための設置範囲内において径方向位置と周方向位置との両方が正確に規定される。しかも、センサユニット41から径方向外側に延び出す樹脂製の部材を要することなく径方向位置と周方向位置との両方が規定される。ボディ13上における規定の位置にステータ31を正確に固定することができる。これにより、ステータ31の位置誤差に起因する多様な不具合が抑制される。有利な効果のひとつは、点火制御用の回転位置センサ43の周方向に関する位置が、ボディ13上の規定の位置に正確に位置づけられることによる点火制御の精度向上である。
【0059】
(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、周方向連結部81は、ひとつの突出部82aとひとつの切欠部83aとで提供される。これに代えて、周方向連結部81は、複数の突出部と切欠部とによって提供することができる。
【0060】
図7、
図8において、ステータコア32は、2つの内胴部72a、72bと、2つの突出部82a、82bとを有する。突出部82a、82bは、端面84を含む4つの端面を提供する。突出部82a、82bは、破線で示されるセンサユニット41が配置される範囲以外の位置に設けられている。
【0061】
図9において、ボス部13aは、2つの突出部73a、73bと、2つの切欠部83a、83bとを有する。2つの突出部73a、73bは、一連の円筒外面を規定するように形成され、配置されている。2つの突出部73a、73bは、径方向連結部71のための内筒を提供している。切欠部83a、83bは、突出部73a、73bの間に、それらを分断するように形成されている。切欠部83a、83bが設けられることによって、突出部73a、73bは、端面85を含む4つの端面を提供する。切欠部83a、83bは、突出部82a、82bに対応する位置に設けられている。
【0062】
径方向連結部71は、2つの内胴部72a、72bが規定する円筒内面と、2つの突出部73a、73bが規定する円筒外面とによって提供される。周方向連結部81は、2つの突出部82a、82bが規定する端面84と、2つの切欠部83a、83bによって2つの突出部73a、73bに形成される端面85とによって提供される。
【0063】
内胴部72aの周方向の長さと内胴部72bの周方向の長さとは異なる。内胴部72aの周方向の長さは、内胴部72bの周方向の長さより長い。突出部82aの周方向の長さと突出部82bの周方向の長さとは異なる。突出部82bの周方向の長さは、突出部82aの周方向の長さより長い。内胴部72a、72bと突出部82a、82bとは、ステータコア32の中心に対して非対称に配置されている。突出部73aの周方向の長さと突出部73bの周方向の長さとは異なる。突出部73aの周方向の長さは、突出部73bの周方向の長さより長い。切欠部83aの周方向の長さと切欠部83bの周方向の長さとは異なる。切欠部83bの周方向の長さは、切欠部83aの周方向の長さより長い。突出部73a、73bと切欠部83a、83bとは、ボス部13aの中心に対して非対称に配置されている。周方向連結部81は、突出部82a、82bと切欠部83a、83bとの噛み合い可能な位置を、周方向における唯一の位置に限定する。
【0064】
この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、内胴部72a、72bが周方向に分散して配置される。これにより、ステータ31の径方向の位置が安定的に規定される。また、突出部73a、73bと、突出部82a、82bは、複数の端面84、85を提供するから、周方向に関する接触部分が分散される。これにより、周方向の位置が安定的に規定される。
【0065】
(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。
【0066】
図10、
図11において、ステータコア32は、3つの内胴部72a、72b、72cと、3つの突出部82a、82b、82cとを有する。突出部82a、82b、82cは、端面84を含む6つの端面を提供する。
【0067】
図12において、ボス部13aは、3つの突出部73a、73b、73cと、3つの切欠部83a、83b、83cとを有する。3つの突出部73a、73b、73cは、一連の円筒外面を規定するように形成され、配置されている。切欠部83a、83b、83cが設けられることによって、突出部73a、73b、73cは、端面85を含む6つの端面を提供する。切欠部83a、83b、83cは、突出部82a、82b、82cに対応する位置に設けられている。
【0068】
径方向連結部71は、3つの内胴部72a、72b、72cが規定する円筒内面と、3つの突出部73a、73b、73cが規定する円筒外面とによって提供される。周方向連結部81は、3つの突出部82a、82b、82cが規定する端面84と、3つの切欠部83a、83b、83cによって3つの突出部73a、73b、73cに形成される端面85とによって提供される。
【0069】
3つの内胴部72a、72b、72cのひとつの周方向の長さは、残る2つの周方向の長さとは異なる。3つの突出部82a、82b、82cの周方向の長さは等しい。内胴部72a、72b、72cと突出部82a、82b、82cとは、ステータコア32の中心に対して非対称に配置されている。3つの突出部73a、73b、73cのひとつの周方向の長さは、残る2つの周方向の長さとは異なる。3つの切欠部83a、83b、83cの周方向の長さは等しい。突出部73a、73b、73cと切欠部83a、83b、83cとは、ボス部13aの中心に対して非対称に配置されている。周方向連結部81は、突出部82a、82b、82cと切欠部83a、83b、83cとの噛み合い可能な位置を、周方向における唯一の位置に限定する。
【0070】
この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、内胴部72a、72b、72cが周方向に分散して配置される。これにより、ステータ31の径方向の位置が安定的に規定される。また、突出部73a、73b、73cと、突出部82a、82b、82cは、複数の端面84、85を提供するから、周方向に関する接触部分が分散される。これにより、周方向の位置が安定的に規定される。
【0071】
(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。上記実施形態では、ステータコア32の貫通穴32cの軸方向全長にわたって内胴部72a、72b、72cと突出部82a、82b、82cとが形成されている。これに代えて、貫通穴32cの軸方向の一部、特に角部だけに内胴部と突出部とを形成することができる。
【0072】
図13、
図14において、ステータコア32は、内胴部74aを有する。内胴部74aは、ステータコア32の貫通穴32cの端部に形成された浅い溝によって提供されている。ステータコア32は、突出部86aを有する。突出部86aは、溝が形成されることなく残された島部によって提供されている。ステータコア32は、複数のケイ素鋼板を積層することによって形成されている。溝は、一部のケイ素鋼板に形成されている。溝は、ステータコア32の端部にエンドプレートが設けられる場合には、このエンドプレートに形成することができる。溝によって提供された内胴部74aは、円筒内面を提供する。島部によって提供された突出部86aは、端面84を提供する。
【0073】
図15において、ボス部13aは、突出部75aと、切欠部87aとを有する。突出部75aは、一連の円筒外面を提供する。突出部75aは、内胴部74aを提供する溝に挿入可能である。切欠部87aが設けられることによって、突出部75aは、端面85を提供する。切欠部87aは、突出部86aに対応する位置に設けられている。
【0074】
内胴部74aは、先行する実施形態の内胴部72aに相当する。突出部86aは、先行する実施形態の突出部82aに相当する。突出部75aは、先行する実施形態の突出部73aに相当する。切欠部87aは、先行する実施形態の切欠部83aに相当する。
【0075】
この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、比較的厚い突出部75aを設けることができるから、高い強度を得ることができる。また、ステータコア32に形成された溝によって内胴部74aと突出部86aとが提供されるから、大きい貫通穴32cを要することなく、径方向連結部71と周方向連結部81とを提供することができる。
【0076】
(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。
図16、
図17において、ステータコア32は、2つの内胴部74a、74bと、2つの突出部86a、86bとを有する。
図18において、ボス部13aは、2つの突出部75a、75bと、2つの切欠部87a、87bとを有する。内胴部74a、74bは、先行する実施形態の内胴部72a、72bに相当する。突出部86a、86bは、先行する実施形態の突出部82a、82bに相当する。突出部75a、75bは、先行する実施形態の突出部73a、73bに相当する。切欠部87a、87bは、先行する実施形態の切欠部83a、83bに相当する。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0077】
(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。
図19、
図20において、ステータコア32は、3つの内胴部74a、74b、74cと、3つの突出部86a、86b、86cとを有する。
図21において、ボス部13aは、3つの突出部75a、75b、75cと、3つの切欠部87a、87b、87cとを有する。
【0078】
内胴部74a、74b、74cは、先行する実施形態の内胴部72a、72b、72cに相当する。突出部86a、86b、86cは、先行する実施形態の突出部82a、82b、82cに相当する。突出部75a、75b、75cは、先行する実施形態の突出部73a、73b、73cに相当する。切欠部87a、87b、87cは、先行する実施形態の切欠部83a、83b、83cに相当する。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0079】
(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、ステータコア32が筒状内面を提供し、ボス部13aが筒状外面を提供する。これに代えて、ステータコア32が筒状外面を提供し、ボス部13aが筒状内面を提供してもよい。
【0080】
図22、
図23において、ステータコア32は、突出部76を有する。突出部76は、ステータコア32の端部に設けられたエンドプレートから軸方向に向けて部分筒状に延び出している。突出部76は、その外周面に筒状外面を提供する。ステータコア32は、切欠部88を有する。切欠部88は、突出部76を分断するように形成されている。切欠部88が設けられることによって、突出部76は、その端部に端面84を提供する。切欠部88は、端面84によって区画されている。
【0081】
図24において、ボス部13aは、内胴部77を有する。内胴部77は、ボス部13aに形成された溝によって提供されている。溝は、受け面13bより凹んでいる。内胴部77が形成されることにより、ボス部13aは筒状内面を提供する。図中には、ボルト穴13cが形成される柱状部分の内側に筒状内面が提供されている。ボス部13aは、突出部89を有する。突出部89は、溝が形成されることなく残された島部によって提供されている。突出部89は、端面85を提供する。突出部89は、切欠部88に対応する位置に設けられている。
【0082】
この実施形態では、径方向連結部71は、突出部76の筒状外面と、内胴部77の筒状内面とによって提供される。周方向連結部81は、切欠部88が形成されることによって突出部76に形成された端面84と、突出部89に形成された端面85とによって提供される。
【0083】
この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、エンドプレートによって径方向連結部71と周方向連結部81とを提供することができる。この実施形態でも、先行する複数の実施形態のように、複数の突出部76、複数の内胴部77、複数の切欠部88、および複数の突出部89を設けてもよい。
【0084】
(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、ステータコア32とボディ13との直接的な嵌め合いによって径方向連結部71と周方向連結部81との両方が提供される。これに代えて、少なくとも周方向連結部81を金属製の連結部材を介して形成してもよい。
【0085】
図25は、回転電機の断面図を示す。
図26は、ステータ31とセンサユニット41とを含む部分的な平面図である。
図26には
図25の断面位置がXXV−XXV線によって示されている。
【0086】
径方向連結部71は、内胴部72aと突出部73aとによって形成されている。周方向連結部81は、金属製のピン91によって形成されている。ピン91は、ノックピンまたはスタッドピンと呼ばれる。ピン91は、丸棒である。ピン91は、ボディ13のボス部13aに設けられたピン穴であるボディ穴92に固定されている。ピン91は、ボディ穴92に圧入されている。ピン91は、ステータコア32に形成されたピン穴であるコア穴93に挿入可能である。コア穴93は、センサユニット41が配置される範囲以外の部位に設けられている。ピン91とコア穴93との間の隙間はきわめて小さい。ピン91による周方向連結部81は、固定ボルト34と貫通穴32dとによる周方向位置の規定よりも高い精度でステータ31の周方向位置を規定する。
【0087】
ボディ穴92は、受け面13bに形成されている。ボディ穴92を形成するために、ボス部13aは、ボルト穴13cを形成するための隆起部分に隣接する追加的な隆起部分を有する。ボディ穴92およびピン91は、ステータ31上のセンサユニット41とは直径方向に反対の位置に設けられている。
【0088】
図25に図示されるように、ボディ穴92およびコア穴93は、ステータ31の軸方向に関して底を有する非貫通穴である。ピン91は、受け面13bから延び出している。ピン91は、径方向連結部71のための突出部73aより高く受け面13bから延び出している。言い換えると、ピン91の突出長さは、径方向連結部71のための突出部73aの突出長さより長い。これにより、ピン91がコア穴93に挿入されない状態で、径方向連結部71だけが嵌め合い状態になることが回避される。よって、径方向連結部71と周方向連結部81との両方を確実に嵌め合い状態にすることができる。
【0089】
この実施形態の周方向連結部81は、ボディ13に設けられたボディ穴92とステータコア32に設けられたコア穴93とに挿入されたピン91を有する。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、周方向連結部81を貫通穴32cより径方向外側に配置することができる。これにより、周方向に関する位置精度が向上する。また、長いピンを採用することにより、ピン91がコア穴93に挿入されない場合に固定ボルト34による固定を困難にすることができ、誤った角度での固定を阻止することができる。この実施形態では、ピン91をボディ13に固定したが、これに代えて、ピン91をステータコア32に固定してもよい。また、コア穴93は非貫通穴であるから、ピン91の市場における意図しない脱落を防止することが可能である。
【0090】
(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。この実施形態では、コア穴93に代えて、コア穴993が採用される。
図27は
図26に相当する平面図である。
図28は、
図27のXXVIII−XXVIII線における断面を示す拡大断面図である。
図28において、上半部には径方向の断面が図示され、下半部には周方向における断面が図示されている。
【0091】
周方向連結部81は、ボディ穴92、コア穴993、およびピン91によって提供されている。コア穴993は、長円形の断面をもつ穴である。コア穴993は、ステータ31の径方向に延びる長軸を有する。コア穴993は、ステータ31の周方向に延びる短軸を有する。なお、短軸は、ステータ31の接線方向に延びているともいえる。ステータ31の径方向におけるコア穴993の幅RWは、ステータ31の周方向におけるコア穴993の幅CWより大きい(RW>CW)。幅RWは、ステータ31をボディ13に装着する作業において、ステータ31が径方向に関してややずれていても、コア穴993がピン91を受け入れることができるように設定されている。一方、幅CWは、ボディ13上におけるステータ31の周方向位置を規定するように、許容される誤差の範囲内に設定されている。幅CWが幅RWより小さいことにより、周方向に関してステータ31が高精度に位置づけられる。
【0092】
ボディ穴92は、ステータ31の軸方向に関して底を有する非貫通穴である。コア穴993は、ステータ31の軸方向に関して底を有する非貫通穴である。非貫通穴は、コア穴993またはボディ穴92への水など腐食性物質の浸入を抑制する。
【0093】
ステータコア32は、複数の金属板を積層することによって形成されている。複数の金属板の多くは、電磁鋼板である。コア穴993は、複数の金属板のうち、ボディ13側に位置づけられる一部の金属板に設けられた貫通穴によって提供されている。コア穴993の底は、複数の金属板のうち、ボディ13とは反対側に位置づけられる残る金属板によって提供されている。非貫通穴であるコア穴993は、金属板の腐蝕を抑制することを可能とする。
【0094】
ボディ穴92は、受け面13bの範囲内に位置づけられている。受け面13bは、ステータコア32と接触する平面である。受け面13bは、ボディ穴92の開口端を囲む。同様に、受け面13bと接触するステータコア32の端面は、コア穴993の開口端を囲む。この結果、ボディ穴92の開口端およびコア穴993の開口端は完全に覆われる。よって、ボディ13とステータコア32との対向部からボディ穴92およびコア穴993への水など腐食性物質の浸入が抑制される。
【0095】
内燃機関用回転電機の製造方法は、ステータコア32を組み立てる工程と、ステータコア32をボディ13に組み付ける組み付け工程とを有する。組み付け工程は、ピン91をコア穴993に挿入する挿入工程を含む。この挿入工程において、ステータコア32がその径方向にややずれていても、コア穴993は、ピン91を受け入れやすい。さらに、コア穴993とピン91との間に形成される隙間は、コア穴993内からの空気の排出に貢献する。組み付け工程がロボットなどの作業機械によって実行される場合、コア穴993は、作業機械の径方向に関する誤差を許容しながら、周方向において正確な位置決めを提供する。組み付け工程が作業者によって実施される場合、非貫通穴であるコア穴993は、作業者によるコア穴993の位置の推測を妨げることがある。しかし、幅RWをもつコア穴993によって、作業の容易さが促進される。
【0096】
この実施形態によると、ピン91、ボディ穴92、およびコア穴993を設けることに起因する腐蝕が抑制される。特に、鉄系の金属が用いられるピン91およびコア穴993における腐蝕が抑制される。また、コア穴993はピン91を受け入れやすいから、容易に製造できる内燃機関用回転電機が提供される。
【0097】
(他の実施形態)
ここに開示される発明は、その発明を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示される発明の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許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。
【0098】
第1実施形態から第7実施形態に例示されるように、径方向連結部71を提供する内胴部72a、72b、72c、74a、74b、74c、77は、ステータコア32とボディ13との一方に設けられる。径方向連結部71を提供する軸方向の突出部73a、73b、73c、75a、75b、75c、76は、ステータコア32とボディ13との他方に設けられる。また、周方向連結部81を提供する切欠部83a、83b、83c、87a、87b、87c、88は、軸方向突出部に形成され、軸方向突出部の周方向端部に第1の端面84を形成する。周方向連結部81を提供する径方向の突出部82a、82b、83c、86a、86b、86c、89は、筒状内面から径方向内側に向けて突出するように内胴部に設けられ、周方向の端部に第2の端面85を形成し、切欠部の中に挿入される。これら複数の実施形態により示される技術的範囲において多様な変更が可能である。
【0099】
上記実施形態では回転電機10は発電機機能と電動機機能との両方を備える。これに代えて、回転電機10は発電機機能だけを備えていてもよい。かかる構成においても、ステータ31が周方向に関して正確に規定の位置に固定されることが望ましい。例えば、発電機としての性能、騒音、および外観といった多様な観点から利点が提供される。点火制御用の回転位置センサがステータコアに設けられる場合、点火信号を正確に出力できる効果が得られる。また、点火制御用の回転位置センサは、ステータ31に設けることなく、例えばボディ13上に設けてもよい。かかる構成においても、ステータ31の周方向位置が正確に記載されるから、回転電機としての性能、騒音、および外観といった多様な観点の少なくともひとつにおいて利点が提供される。
【0100】
上記実施形態に代えて、ステータコア32またはボス部13aに設けたキーと、ボス部13aまたはステータコア32に設けたキー溝との嵌め合いによってステータ31の周方向位置を規定してもよい。また、上記実施形態において述べた複数の周方向連結部を組み合わせて採用してもよい。例えば、第1実施形態から第7実施形態の周方向連結部に、さらに第8実施形態のピンを有する周方向連結部を追加的に採用してもよい。
【0101】
上記実施形態では、丸棒のピン91が用いられる。これに代えて、多角柱、半円柱など多様な形状のピンを用いてもよい。例えば、半円柱のピンを用いる場合、突出部73aの外面に半円柱のピンを設けることができる。ステータコア32には、貫通穴32cの内面に、ピンと噛み合う半円形の溝が設けられる。この構成でも、ステータ31のための径方向位置と周方向位置との両方を規定する構造が提供される。また、ボディ穴92およびコア穴93、993の位置は、ピン91の少なくとも一部を、固定ボルト34のための貫通穴32dの周方向延長上の環状範囲より内側または外側に位置させるように形成されてもよい。この構成は、貫通穴32dへのピン91の誤挿入を抑制する。