内燃机用旋转电机的制作方法
【专利说明】内燃机用旋转电机
[0001]关联申请的相互参照
[0002]本申请是基于2013年12月26日申请的日本专利申请2013-268748号以及2014年12月I日申请的日本专利申请2014-243432号的申请，这些申请的公开内容作为参照被加入到本申请。
技术领域
[0003]在此公开的发明涉及与内燃机连接的内燃机用旋转电机。
【背景技术】
[0004]专利文献1-3公开了一种与内燃机连接的内燃机用旋转电机。该旋转电机能够作为发电机和/或起动机发挥作用。除此之外，该旋转电机还输出用于内燃机的点火装置的基准位置信号。该旋转电机为了作为起动机发挥作用而具备用于检测转子的旋转位置的旋转位置传感器。另外，该旋转电机还具备为了输出用于点火装置的基准位置信号的旋转位置传感器。
[0005]专利文献I的旋转电机为了能够稳定地正确检测转子的旋转位置，将支撑旋转位置传感器的壳体的径向内侧端部以及径向外侧端部这两者固定。具体为，壳体的径向内侧端部由螺栓固定于定子芯(stator core)。壳体的径向外侧端部是内燃机的机身，例如由螺检固定于曲轴箱(crankcase)。
[0006]将作为现有技术列举的在先技术文献的记载内容作为对本说明书中记载的技术的要素的说明，通过参照而不导入地引用。
[0007]专利文献1:日本专利第5064279号
[0008]专利文献2:特开2013-233030号公报
[0009]专利文献3:特开2013-27252号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的问题
[0011 ] 在现有的旋转电机中，从壳体朝径向外侧延伸出的树脂制的支架部分被螺栓拧紧在内燃机的机身。该结构中，关于树脂制的支架部分存在几个问题点。其中之一是，为了得到必要的强度，将树脂制的支架部分大型化，在内燃机上占据的范围变大。而且，树脂制的支架部分由于金属制的螺栓所产生的拧紧力矩而容易发生变形。因此，需要限制承受拧紧力矩的厚度或者作用于树脂制支架部分的拧紧力矩的机构。例如，需要对树脂制支架部分设置金属套管(bush)的对策或者使用限制拧紧量的特殊螺栓的对策。而且，树脂制的支架部分有时因为经时变化或者湿度变化而发生尺寸变动。这样的尺寸变动使得拧紧状态的维持变得困难。而且，除了尺寸变动之外，由于振动施加而有时产生支架部分的破损、旋转位置传感器的位置偏差之类的问题。
[0012]基于上述观点或者基于未提及的其他的观点，而要求对具有旋转位置检出部的内燃机用旋转电机进行进一步改良。
[0013]发明的目的之一是，提供一种内燃机用旋转电机，能够稳定地固定用于旋转位置传感器的传感器单元。
[0014]发明的又一目的是，提供在内燃机上占据的范围小的内燃机用旋转电机。
_5] 用于解决问题的方案
[0016]这里公开的发明为了达成上述目的而采用以下的技术的方案。另外，权利要求的范围以及其中记载的括号内的标记是表示与后述的实施方式记载的具体技术手段的对应关系，并不是限定发明的技术的范围。
[0017]所公开的发明之一提供一种内燃机用旋转电机。发明的特征在于，具备:转子(21)，其是在与内燃机(12)的旋转轴连接的转子轭(rotor yoke) (22)的内表面配置提供磁场的永久磁石(23)而得到的；定子(31)，其具有定子芯(32)，该定子芯(32)通过固定于内燃机(12)的机身(13)而配置在转子的内侧，在径向外侧形成与永久磁石对置的多个磁极(32a);传感器单元(41)，其被固定于定子并具有旋转位置传感器(43)，该旋转位置传感器(43)配置在磁极之间，通过检测出永久磁石的磁通量而检测出转子的旋转位置；固位体(71、A71、B71、C71、E71)，其由金属制的板形成，将传感器单元向机身推押。
[0018]根据此结构，通过将定子安装固定于内燃机的机身，使得被固定于定子的传感器单元附设位于定子与机身之间。另外，利用由金属制的板形成的固位体来将传感器单元向机身推押。固位体能够稳定地固定传感器单元。而且，与树脂制的支架相比，固位体能够小型化。
【附图说明】
[0019]图1是发明的第I实施方式涉及的内燃机用旋转电机的剖视图。
[0020]图2是从图1中的箭头II方向观察的侧视图。
[0021]图3是从图1中的箭头III方向观察的平面图。
[0022]图4是传感器壳的局部剖视图。
[0023]图5是脚部的平面图。
[0024]图6是示出组装工序的局部剖视图。
[0025]图7是示出组装工序的局部剖视图。
[0026]图8是将图1的局部放大的局部剖视图。
[0027]图9是示出固位体的放大剖视图。
[0028]图10是从图1中的箭头X方向观察的平面图。
[0029]图11是发明的第2实施方式涉及的脚部的平面图。
[0030]图12是示出发明的第3实施方式涉及的壳体的平面图。
[0031]图13是示出发明的第4实施方式涉及的机身的局部剖视图。
[0032]图14是示出发明的第5实施方式涉及的组装工序的局部剖视图。
[0033]图15是示出组装工序的局部剖视图。
[0034]图16是示出发明的第6实施方式涉及的组装工序的局部剖视图。
[0035]图17是示出组装工序的局部剖视图。
[0036]图18是示出发明的第7实施方式涉及的组装工序的局部剖视图。
[0037]图19是示出组装工序的局部剖视图。
[0038]图20是示出发明的第8实施方式涉及的组装工序的局部剖视图。
[0039]图21是示出组装工序的局部剖视图。
[0040]图22是示出发明的第9实施方式涉及的旋转电机的分解立体图。
[0041]图23是示出发明的第10实施方式涉及的固位体的局部剖视图。
[0042]图24是示出发明的第11实施方式涉及的固位体的局部剖视图。
[0043]图25是示出发明的第12实施方式涉及的固位体的平面图。
[0044]图26是示出发明的第13实施方式涉及的固位体的平面图。
[0045]图27是示出发明的第14实施方式涉及的固位体的局部剖视图。
[0046]图28是示出发明的第15实施方式涉及的壳体和固位体的立体图。
[0047]图29是不出壳体和固位体的分解状态的局部放大图。
[0048]图30是示出发明的第16实施方式涉及的壳体和固位体的立体图。
[0049]图31是不出壳体和固位体的分解状态的局部放大图。
[0050]图32是示出发明的第17实施方式涉及的壳体和固位体的立体图。
【具体实施方式】
[0051]参照附图，说明用于实施在此公开的发明的多个实施方式。在各实施方式中，关于与在先实施方式说明的事项对应的部分，有时附加相同的附图标记并且省略重复说明。而且，在后续实施方式中，针对与在先实施方式中说明的事项对应的部分，通过附加仅百位以上的不同的参照标记来示出对应关系，省略重复说明。在各实施方式中，仅对结构的一部分进行说明的情况下，关于结构的其他的部分能够参照适用其他的实施方式的说明。
[0052](第I实施方式)
[0053]在图1中，内燃机用旋转电机(以下简称为旋转电机)10也被称为发电电动机10或者交流发电机起动机(AC Generator Starter) 10。旋转电机10与包含逆变器电路(INV)和控制装置(ECU)的电路11电连接。电路11提供三相的电力变换电路。
[0054]电路11提供整流回路，该整流回路在旋转电机10作为发电机发挥功能时，将所输出的交流电进行整流，对包含电池的电载荷供给电力。电路11提供信号处理电路，该信号处理电路收信由旋转电机10提供的点火控制用的基准位置信号。电路11也可以提供执行点火控制的点火控制器。电路11提供使旋转电机10作为启动马达发挥功能的驱动电路。电路11通过从旋转电机10接收用于使旋转电机10作为电动机发挥功能的旋转位置信号，根据所检测出的旋转位置控制对旋转电机10的通电，来使旋转电机10作为启动马达发挥功能。
[0055]旋转电机10组装于内燃机12。内燃机12具有机身13以及旋转轴14，该旋转轴14以能够旋转的方式被机身13支撑，并与内燃机联动地旋转。旋转电机10组装于机身13和旋转轴14。机身13是内燃机12的曲轴箱、变速箱等的结构体。旋转轴14是内燃机12的曲柄轴或者与曲柄轴联动的旋转轴。通过内燃机12运转使旋转轴14旋转，以使旋转电机10作为发电机发挥功能的方式进行驱动。旋转轴14是在旋转电机10作为电动机发挥功能时通过旋转电机10的旋转而能够启动内燃机12的旋转轴。
[0056]旋转电机10具有转子21、定子31、传感器单元41。
[0057]转子21为整体呈杯状。转子21被附设位于其开口端朝向机身13的位置。转子21固定于旋转轴14的端部。转子21与旋转轴14 一起旋转。转子21由永久磁石提供磁场。
[0058]转子21具有杯状的转子轭22。转子轭22与内燃机12的旋转轴14连接。转子轭22具有固定于旋转轴14的内筒、位于内筒的径向外侧的外筒以及在内筒与外筒之间扩展的环状的底板。转子轭22提供用于后述的永久磁石的磁轭。转子轭22是磁性金属制。
[0059]转子21具有配置于转子轭22的内表面的永久磁石23。永久磁石23固定于外筒的内侧。永久磁石23具有多个段片(segment)。各个段片是部分圆筒状。永久磁石23在其内侧提供多个N极和S极。永久磁石23至少提供磁场。而且，永久磁石23提供部分的特殊磁极，该部分的特殊磁极是为了提供用于点火控制的基准位置信号。特殊磁极由与用于磁场的磁极配列不同的部分的磁极提供而成。永久磁石23被配置在径向内侧的保持杯(日文:保持力V 7° )24在轴向和径向上固定。保持杯24是薄的非磁性金属制。保持杯24固定于转子轭22。
[0060]转子21固定于旋转轴14。转子21与旋转轴14通过键配合(日文:? —嵌合)等的旋转方向的定位机构连接。转子21通过固定螺栓25紧固于旋转轴14而被固定。
[0061]定子31是环状的部件。定子31配置于转子21与机身13之间。定子31具有能够接受旋转轴14与转子轭22的内筒的贯通孔。定子31具有隔着间隙与转子21的内表面对置的外周面。在外周面配置有多个磁极。这些磁极与转子21的磁场对置地配置。定子31具有电枢绕组(armature winding)。定子31具有多相的电枢绕组。定子31固定于机身13。定子31是具有多个磁极和三相绕组的三相多极定子。
[0062]定子31具有定子芯32。定子芯32通过被固定于内燃机12的机身13而配置于转子21的内侧。定子芯32在径向外侧形成与永久磁石23对置的多个磁极。定子芯32是通过将电磁钢板堆叠而形成的，该电磁钢板是以形成多个磁极的方式被成形为规定的形状。定子芯32提供与永久磁石23的内表面对置的多个磁极。在定子芯32的多个磁极之间设有间隙。
[0063]定子31具有卷绕定子芯32的定子线圈33。定子线圈33提供电枢绕组。在定子芯32与定子线圈33之间配置有绝缘材料制的绝缘体(insulator)。定子线圈33是三相绕组。
[0064]定子31固定于机身13。定子31与机身13经由旋转方向的定位机构、例如经由固定螺栓34连接。定子31通过被多个固定螺栓34抒紧于机身13而被固定。
[0065]传感器单元41固定于定子31。传感器单元41是旋转位置检测器，该旋转位置检测器通过检测设置于转子21的永久磁石23供给的磁通量来检测转子21的旋转位置。传感器单元41具有旋转位