內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【專利說明】?jī)?nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)
[0001]關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的相互參照
[0002]本申請(qǐng)是基于2013年12月26日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2013-268748號(hào)以及2014年12月I日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-243432號(hào)的申請(qǐng)，這些申請(qǐng)的公開內(nèi)容作為參照被加入到本申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]在此公開的發(fā)明涉及與內(nèi)燃機(jī)連接的內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0004]專利文獻(xiàn)1-3公開了一種與內(nèi)燃機(jī)連接的內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠作為發(fā)電機(jī)和/或起動(dòng)機(jī)發(fā)揮作用。除此之外，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)還輸出用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置的基準(zhǔn)位置信號(hào)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)為了作為起動(dòng)機(jī)發(fā)揮作用而具備用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置傳感器。另外，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)還具備為了輸出用于點(diǎn)火裝置的基準(zhǔn)位置信號(hào)的旋轉(zhuǎn)位置傳感器。
[0005]專利文獻(xiàn)I的旋轉(zhuǎn)電機(jī)為了能夠穩(wěn)定地正確檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，將支撐旋轉(zhuǎn)位置傳感器的殼體的徑向內(nèi)側(cè)端部以及徑向外側(cè)端部這兩者固定。具體為，殼體的徑向內(nèi)側(cè)端部由螺栓固定于定子芯(stator core)。殼體的徑向外側(cè)端部是內(nèi)燃機(jī)的機(jī)身，例如由螺檢固定于曲軸箱(crankcase)。
[0006]將作為現(xiàn)有技術(shù)列舉的在先技術(shù)文獻(xiàn)的記載內(nèi)容作為對(duì)本說明書中記載的技術(shù)的要素的說明，通過參照而不導(dǎo)入地引用。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利第5064279號(hào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:特開2013-233030號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:特開2013-27252號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011 ] 在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，從殼體朝徑向外側(cè)延伸出的樹脂制的支架部分被螺栓擰緊在內(nèi)燃機(jī)的機(jī)身。該結(jié)構(gòu)中，關(guān)于樹脂制的支架部分存在幾個(gè)問題點(diǎn)。其中之一是，為了得到必要的強(qiáng)度，將樹脂制的支架部分大型化，在內(nèi)燃機(jī)上占據(jù)的范圍變大。而且，樹脂制的支架部分由于金屬制的螺栓所產(chǎn)生的擰緊力矩而容易發(fā)生變形。因此，需要限制承受擰緊力矩的厚度或者作用于樹脂制支架部分的擰緊力矩的機(jī)構(gòu)。例如，需要對(duì)樹脂制支架部分設(shè)置金屬套管(bush)的對(duì)策或者使用限制擰緊量的特殊螺栓的對(duì)策。而且，樹脂制的支架部分有時(shí)因?yàn)榻?jīng)時(shí)變化或者濕度變化而發(fā)生尺寸變動(dòng)。這樣的尺寸變動(dòng)使得擰緊狀態(tài)的維持變得困難。而且，除了尺寸變動(dòng)之外，由于振動(dòng)施加而有時(shí)產(chǎn)生支架部分的破損、旋轉(zhuǎn)位置傳感器的位置偏差之類的問題。
[0012]基于上述觀點(diǎn)或者基于未提及的其他的觀點(diǎn)，而要求對(duì)具有旋轉(zhuǎn)位置檢出部的內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步改良。
[0013]發(fā)明的目的之一是，提供一種內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)，能夠穩(wěn)定地固定用于旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器單元。
[0014]發(fā)明的又一目的是，提供在內(nèi)燃機(jī)上占據(jù)的范圍小的內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
_5] 用于解決問題的方案
[0016]這里公開的發(fā)明為了達(dá)成上述目的而采用以下的技術(shù)的方案。另外，權(quán)利要求的范圍以及其中記載的括號(hào)內(nèi)的標(biāo)記是表示與后述的實(shí)施方式記載的具體技術(shù)手段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并不是限定發(fā)明的技術(shù)的范圍。
[0017]所公開的發(fā)明之一提供一種內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。發(fā)明的特征在于，具備:轉(zhuǎn)子(21)，其是在與內(nèi)燃機(jī)(12)的旋轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)子軛(rotor yoke) (22)的內(nèi)表面配置提供磁場(chǎng)的永久磁石(23)而得到的；定子(31)，其具有定子芯(32)，該定子芯(32)通過固定于內(nèi)燃機(jī)(12)的機(jī)身(13)而配置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)，在徑向外側(cè)形成與永久磁石對(duì)置的多個(gè)磁極(32a);傳感器單元(41)，其被固定于定子并具有旋轉(zhuǎn)位置傳感器(43)，該旋轉(zhuǎn)位置傳感器(43)配置在磁極之間，通過檢測(cè)出永久磁石的磁通量而檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置；固位體(71、A71、B71、C71、E71)，其由金屬制的板形成，將傳感器單元向機(jī)身推押。
[0018]根據(jù)此結(jié)構(gòu)，通過將定子安裝固定于內(nèi)燃機(jī)的機(jī)身，使得被固定于定子的傳感器單元附設(shè)位于定子與機(jī)身之間。另外，利用由金屬制的板形成的固位體來將傳感器單元向機(jī)身推押。固位體能夠穩(wěn)定地固定傳感器單元。而且，與樹脂制的支架相比，固位體能夠小型化。
【附圖說明】
[0019]圖1是發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的剖視圖。
[0020]圖2是從圖1中的箭頭II方向觀察的側(cè)視圖。
[0021]圖3是從圖1中的箭頭III方向觀察的平面圖。
[0022]圖4是傳感器殼的局部剖視圖。
[0023]圖5是腳部的平面圖。
[0024]圖6是示出組裝工序的局部剖視圖。
[0025]圖7是示出組裝工序的局部剖視圖。
[0026]圖8是將圖1的局部放大的局部剖視圖。
[0027]圖9是示出固位體的放大剖視圖。
[0028]圖10是從圖1中的箭頭X方向觀察的平面圖。
[0029]圖11是發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的腳部的平面圖。
[0030]圖12是示出發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的殼體的平面圖。
[0031]圖13是示出發(fā)明的第4實(shí)施方式涉及的機(jī)身的局部剖視圖。
[0032]圖14是示出發(fā)明的第5實(shí)施方式涉及的組裝工序的局部剖視圖。
[0033]圖15是示出組裝工序的局部剖視圖。
[0034]圖16是示出發(fā)明的第6實(shí)施方式涉及的組裝工序的局部剖視圖。
[0035]圖17是示出組裝工序的局部剖視圖。
[0036]圖18是示出發(fā)明的第7實(shí)施方式涉及的組裝工序的局部剖視圖。
[0037]圖19是示出組裝工序的局部剖視圖。
[0038]圖20是示出發(fā)明的第8實(shí)施方式涉及的組裝工序的局部剖視圖。
[0039]圖21是示出組裝工序的局部剖視圖。
[0040]圖22是示出發(fā)明的第9實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的分解立體圖。
[0041]圖23是示出發(fā)明的第10實(shí)施方式涉及的固位體的局部剖視圖。
[0042]圖24是示出發(fā)明的第11實(shí)施方式涉及的固位體的局部剖視圖。
[0043]圖25是示出發(fā)明的第12實(shí)施方式涉及的固位體的平面圖。
[0044]圖26是示出發(fā)明的第13實(shí)施方式涉及的固位體的平面圖。
[0045]圖27是示出發(fā)明的第14實(shí)施方式涉及的固位體的局部剖視圖。
[0046]圖28是示出發(fā)明的第15實(shí)施方式涉及的殼體和固位體的立體圖。
[0047]圖29是不出殼體和固位體的分解狀態(tài)的局部放大圖。
[0048]圖30是示出發(fā)明的第16實(shí)施方式涉及的殼體和固位體的立體圖。
[0049]圖31是不出殼體和固位體的分解狀態(tài)的局部放大圖。
[0050]圖32是示出發(fā)明的第17實(shí)施方式涉及的殼體和固位體的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]參照附圖，說明用于實(shí)施在此公開的發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式。在各實(shí)施方式中，關(guān)于與在先實(shí)施方式說明的事項(xiàng)對(duì)應(yīng)的部分，有時(shí)附加相同的附圖標(biāo)記并且省略重復(fù)說明。而且，在后續(xù)實(shí)施方式中，針對(duì)與在先實(shí)施方式中說明的事項(xiàng)對(duì)應(yīng)的部分，通過附加僅百位以上的不同的參照標(biāo)記來示出對(duì)應(yīng)關(guān)系，省略重復(fù)說明。在各實(shí)施方式中，僅對(duì)結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行說明的情況下，關(guān)于結(jié)構(gòu)的其他的部分能夠參照適用其他的實(shí)施方式的說明。
[0052](第I實(shí)施方式)
[0053]在圖1中，內(nèi)燃機(jī)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為旋轉(zhuǎn)電機(jī))10也被稱為發(fā)電電動(dòng)機(jī)10或者交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)機(jī)(AC Generator Starter) 10。旋轉(zhuǎn)電機(jī)10與包含逆變器電路(INV)和控制裝置(ECU)的電路11電連接。電路11提供三相的電力變換電路。
[0054]電路11提供整流回路，該整流回路在旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能時(shí)，將所輸出的交流電進(jìn)行整流，對(duì)包含電池的電載荷供給電力。電路11提供信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路收信由旋轉(zhuǎn)電機(jī)10提供的點(diǎn)火控制用的基準(zhǔn)位置信號(hào)。電路11也可以提供執(zhí)行點(diǎn)火控制的點(diǎn)火控制器。電路11提供使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為啟動(dòng)馬達(dá)發(fā)揮功能的驅(qū)動(dòng)電路。電路11通過從旋轉(zhuǎn)電機(jī)10接收用于使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為電動(dòng)機(jī)發(fā)揮功能的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)，根據(jù)所檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)位置控制對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的通電，來使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為啟動(dòng)馬達(dá)發(fā)揮功能。
[0055]旋轉(zhuǎn)電機(jī)10組裝于內(nèi)燃機(jī)12。內(nèi)燃機(jī)12具有機(jī)身13以及旋轉(zhuǎn)軸14，該旋轉(zhuǎn)軸14以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被機(jī)身13支撐，并與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)10組裝于機(jī)身13和旋轉(zhuǎn)軸14。機(jī)身13是內(nèi)燃機(jī)12的曲軸箱、變速箱等的結(jié)構(gòu)體。旋轉(zhuǎn)軸14是內(nèi)燃機(jī)12的曲柄軸或者與曲柄軸聯(lián)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸。通過內(nèi)燃機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)使旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)，以使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸14是在旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為電動(dòng)機(jī)發(fā)揮功能時(shí)通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)而能夠啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12的旋轉(zhuǎn)軸。
[0056]旋轉(zhuǎn)電機(jī)10具有轉(zhuǎn)子21、定子31、傳感器單元41。
[0057]轉(zhuǎn)子21為整體呈杯狀。轉(zhuǎn)子21被附設(shè)位于其開口端朝向機(jī)身13的位置。轉(zhuǎn)子21固定于旋轉(zhuǎn)軸14的端部。轉(zhuǎn)子21與旋轉(zhuǎn)軸14 一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子21由永久磁石提供磁場(chǎng)。
[0058]轉(zhuǎn)子21具有杯狀的轉(zhuǎn)子軛22。轉(zhuǎn)子軛22與內(nèi)燃機(jī)12的旋轉(zhuǎn)軸14連接。轉(zhuǎn)子軛22具有固定于旋轉(zhuǎn)軸14的內(nèi)筒、位于內(nèi)筒的徑向外側(cè)的外筒以及在內(nèi)筒與外筒之間擴(kuò)展的環(huán)狀的底板。轉(zhuǎn)子軛22提供用于后述的永久磁石的磁軛。轉(zhuǎn)子軛22是磁性金屬制。
[0059]轉(zhuǎn)子21具有配置于轉(zhuǎn)子軛22的內(nèi)表面的永久磁石23。永久磁石23固定于外筒的內(nèi)側(cè)。永久磁石23具有多個(gè)段片(segment)。各個(gè)段片是部分圓筒狀。永久磁石23在其內(nèi)側(cè)提供多個(gè)N極和S極。永久磁石23至少提供磁場(chǎng)。而且，永久磁石23提供部分的特殊磁極，該部分的特殊磁極是為了提供用于點(diǎn)火控制的基準(zhǔn)位置信號(hào)。特殊磁極由與用于磁場(chǎng)的磁極配列不同的部分的磁極提供而成。永久磁石23被配置在徑向內(nèi)側(cè)的保持杯(日文:保持力V 7° )24在軸向和徑向上固定。保持杯24是薄的非磁性金屬制。保持杯24固定于轉(zhuǎn)子軛22。
[0060]轉(zhuǎn)子21固定于旋轉(zhuǎn)軸14。轉(zhuǎn)子21與旋轉(zhuǎn)軸14通過鍵配合(日文:? —嵌合)等的旋轉(zhuǎn)方向的定位機(jī)構(gòu)連接。轉(zhuǎn)子21通過固定螺栓25緊固于旋轉(zhuǎn)軸14而被固定。
[0061]定子31是環(huán)狀的部件。定子31配置于轉(zhuǎn)子21與機(jī)身13之間。定子31具有能夠接受旋轉(zhuǎn)軸14與轉(zhuǎn)子軛22的內(nèi)筒的貫通孔。定子31具有隔著間隙與轉(zhuǎn)子21的內(nèi)表面對(duì)置的外周面。在外周面配置有多個(gè)磁極。這些磁極與轉(zhuǎn)子21的磁場(chǎng)對(duì)置地配置。定子31具有電樞繞組(armature winding)。定子31具有多相的電樞繞組。定子31固定于機(jī)身13。定子31是具有多個(gè)磁極和三相繞組的三相多極定子。
[0062]定子31具有定子芯32。定子芯32通過被固定于內(nèi)燃機(jī)12的機(jī)身13而配置于轉(zhuǎn)子21的內(nèi)側(cè)。定子芯32在徑向外側(cè)形成與永久磁石23對(duì)置的多個(gè)磁極。定子芯32是通過將電磁鋼板堆疊而形成的，該電磁鋼板是以形成多個(gè)磁極的方式被成形為規(guī)定的形狀。定子芯32提供與永久磁石23的內(nèi)表面對(duì)置的多個(gè)磁極。在定子芯32的多個(gè)磁極之間設(shè)有間隙。
[0063]定子31具有卷繞定子芯32的定子線圈33。定子線圈33提供電樞繞組。在定子芯32與定子線圈33之間配置有絕緣材料制的絕緣體(insulator)。定子線圈33是三相繞組。
[0064]定子31固定于機(jī)身13。定子31與機(jī)身13經(jīng)由旋轉(zhuǎn)方向的定位機(jī)構(gòu)、例如經(jīng)由固定螺栓34連接。定子31通過被多個(gè)固定螺栓34抒緊于機(jī)身13而被固定。
[0065]傳感器單元41固定于定子31。傳感器單元41是旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器，該旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器通過檢測(cè)設(shè)置于轉(zhuǎn)子21的永久磁石23供給的磁通量來檢測(cè)轉(zhuǎn)子21的旋轉(zhuǎn)位置。傳感器單元41具有旋轉(zhuǎn)位