起动机兼发电机技术领域本发明涉及一种起动机兼发电机，特别涉及一种具有用于控制由无 发器（卜卩#)用脉冲传感器的起动机兼发电机: 一 、背景技术在发动机中设有作为点火触发器用的脉冲传感器即脉冲拾取装置。特开平7 - 103119号公报公开了 一种发动机，该发动机将拾取传感器设 在飞轮的内周面上，该拾取传感器用于检测拾取磁性体的通过周期，该 拾取磁性体设在与曲轴一体的旋转的飞轮的外周面上。另外，在由固定在曲轴上的磁性体转子和定子构成的起动机兼发电 机中，在将该旋转机做成无刷方式时，在点火触发器用脉冲传感器之外 需要通电时间控制用的转子角度传感器。这样，在设有转子角度传感器 和脉冲传感器时，难以确保这些传感器和磁阻的设置空间。另外将磁阻 加工在曲轴的飞轮上或加工分体的磁阻板都需要花费工时。鉴于上述状况，考虑将上述转子角度传感器安装在曲轴箱上而回避 对飞轮的加工。图19是将转子角度传感器安装在曲轴箱上的起动机兼 发电机的剖面图，图20是起动机兼发电机的特别是定子部分的正视图。 在两图中，曲轴201由轴承209和未图示的另一轴承支承在曲轴箱202 上，在从曲轴箱202向外部突出着的曲轴201的端部上固定着杯状的外 转子60，该外转子60将磁性体62配置在内周面上。安装在曲轴箱202上的隔壁202a上由3根螺栓279安装着与曲轴 201同心地配置着的定子50。另外，在隔壁202a和定子50之间配置着 转子角度传感器29，用螺栓100安装在隔壁202a上。在外转子60的轮 毂60a上安装着环状转子角度传感器用磁性体33a，磁性体33a和上述

转子角度传感器29的感知部分相互相对着。在外转子60的外周上安装着磁阻60b，设有脉沖传感器30a,该脉 冲传感器30a外转子60每旋转一闺检测该磁阻60b并发出定时信号。在上述起动机兼发电机中不容易提高旋转角度传感器29和定子50 的相对位置关系精度，因此，难以提髙转子相对定子的角度位置检测精 度，另外，由于转子角度传感器直接安装在温度比较高的曲轴箱上，因 此要求传感器的壳体和传感器元件等具有髙耐热性。发明内容本发明的目的是提供一种起动机兼发电机，该起动机兼发电机可以 消除上述问题，提高了检测精度，可以在小的空间内配置脉冲传感器和 转子角度传感器以及与这些传感器对应的磁性体。为了达到上述目的，本发明的第一特征是，在曲轴部设有无刷旋转度传感器，上述转子角度传感器安装在上述旋转电机的定子上。上述转 子角度传感器配置在上述定子的发动机一侧，同时，具有将上述定子从 面对上述发动机一侧的相反侧的表面安装在发动机一侧的固结装置，上 述转子角度传感器通过上述固结装置安装。根据该第一特征，由于转子角度传感器安装在定子上，可以将两者 的相对关系高精度地与预定关系一致。因此可以提高转子相对定子的角 度位置检测精度。由于可以在发动机侧即离曲轴端远的径向跳动少的位置进行检测 角度，可以提高检测精度的同时可以从外侧用固结装置进行转子角度传 感器的安装，因此不仅使组装作业性良好而且可有效地利用定子空间.另外，本发明的第二特征是，在具有连接在曲轴上的转子和定子的 无刷式起动机兼发电机中，备有点火触发器用的脉冲传感器和转子角度 传感器，该点火触发器用的脉冲传感器和转子角度传感器在定子上收容 在公共的传感器壳体内并相互接近地配置，根据第二特征，由于将脉沖传感器和转子角度传感器收容在传感器

壳体内并一体地配置着，因此可以有效地利用空间，也可以一体地构成与传感器相对应地设置的磁阻。另外，本发明的笫三特征是，在曲轴轴向上，上述脉沖传慼器靠近 发动机地被配置着，上述转子角度传感器靠近上述曲轴端地被配置着.另外，本发明的第四特征是，上述转子角度传感器由多个检测元件 构成，各个检测元件沿曲轴的旋转方向配置成一列，上述多个检测元件 和上述脉冲传感器以等间隔配置在上述曲轴旋转方向。另外，本发明的第五特征是，上述转子角度传感器多个检测元件构 成，所述多个检测元件沿曲轴的旋转方向配置成一列，上述脉冲传感器 相对于上述多个检测元件中的任意一个在曲轴的轴向并列地设置。根据上述第三特征，可以减小曲轴的径向跳动对发动机点火控制的 影响。根据笫四特征，可以实现制造的容易化.另外，根据笫五特征， 可以缩小曲轴旋转方向中的传感器的尺寸。另外，本发明的笫六特征是，上述转子具有圆筒状的转子轭，该转 子轭具有顺沿上述定子外周的内周面，并且在该转子轭圃周方向配置着 多个磁铁插入孔，在该磁铁插入孔中以在上述磁铁插入孔的内壁面与永 久磁铁之间设有局部间隙的方式插入永久磁铁。

附图说明

图l是本发明的一实施例的起动机兼发电机的剖面图.图2是搭栽了本发明的一实施例的起动机兼发电机的小型摩托车 型机动二轮车的侧面立体图。图3是表示含有本发明的一实施例的起动机兼发电机的发动机的 要部的剖面图。图4是表示从无级变速机侧看的旋转检测传感器的轮廊的困。图5是转子角度传感器磁性体环的模式图，图6是脉冲传感器用磁性体环的模式图。图7是变形力的脉冲传感器用磁性体环的模式图。图8是表示曲轴角度传感器和脉冲传感器配置的立体图。 图9是表示曲轴角度传感器和脉冲传感器配置的变形例的立体图，图IO是表示传感器壳体的安装例的剖视图.图ll是外转子的转子轭的要部侧视图，图12是起动机兼发电机的控制系统的方框图。图13是表示将起动机兼发电机作为起动机使用时的磁通密度分布的图。图14是表示起动机兼发电机作为发电机使用时的的磁通密度分布的图。图15是第二实施例的起动机兼发电机的剖面图。图16是从发动机侧看第二实施例的起动机兼发电机的定子部分的图。图17是表示转子角度传感器的安装形态的定子的要部剖面图。图18是传感器的连接图。图19是现有装置的起动机兼发电机的剖面图，图20是现有技术的起动机兼发电机的从曲轴轴端侧看定子部分的图。具体实施方式以下参照附图说明本发明的一实施例。图2是搭栽了本发明的一实施例的起动机兼发电机的小型摩托车型机动二轮车的侧面立体图。在该 图中，车体前部3a和车体后部3b通过低的底板部4连接着，构成车体 骨架的车体构架由下降管6和主管7构成主要部分。由主管7支承的燃 料箱和收容箱（都未图示）的上方配置着车座8。在车体前部的转向头5上自由转动地轴支承着向上方延伸的手柄 11和向下方延伸的前叉12，在前叉12的下端轴支承着前轮FW。手柄 11的上部用含有仪表盘的手柄革13覆盖着。在主管7的立起部下端设 有支座15，在该支座15上通过连杆构件16自由摇动地连接支承着摆动 单元2的悬吊架18,在摆动单元2的前部搭栽着单气缸4冲程内燃机E，从该内燃机E

到后方设有皮带式无级变速机26。在该变速机26的后部通过离心离合 器设置着减速机27，在减速机27上轴支承着后轮RW。在减速机27的 上端和主管7的上部弯曲部之间夹设着后緩冲器22。在从内燃机E延 伸出的吸气管23上连接着气化器24，在该气化器24上连接着空气滤清 器25。图3是沿曲轴的中心轴切断摆动单元2的剖面图。摆动单元2用通 过合体左曲轴箱202L和右曲轴箱202R构成的曲轴箱202袭盖着。曲 轴201由固定在右曲轴箱202R上的轴承208、 209自由旋转地支承着. 在该曲轴201上通过曲轴销213连接着连杆213a。左曲轴箱202L兼作皮带式无级变速机壳体，在一直延伸到左曲轴 箱202L的曲轴201上可旋转地设置着皮带驱动皮带轮210。皮带驱动 皮带轮210由固定側皮带轮半体210L和可动側皮带轮半体210R组成， 固定侧皮带轮半体210L通过轮毂211固定在曲轴201的左端部，在其 右侧，可动侧皮带轮半体210R花鍵嵌合在曲轴201上，可以与固定侧 皮带轮半体210L接近或离开。在两皮带轮半体210L、 210R之间绕桂 着V型皮带212。在可动侧皮带轮半体210R的右侧，凸轮板215固定在曲轴201上， 设在其外周端的滑动件215a滑动自由地与凸轮板滑动座部210Ra结合，成。可动侧皮带轮半体210R的凸轮板215具有靠近外周向可动侧皮带 轮半体210R側倾斜的锥面，该锥面和可动侧皮带轮半体210R之间的 空间中收容着干重球216。在曲轴201的旋转速度增大时，处于可动侧皮带轮半体210R和凸 轮板215之间的并一起旋转的干重球216由于离心力而向离心方向移 动，可动侧皮带轮半体210R被干重球216推压而向左方移动与固定側 皮带轮210L接近。其结果，夹在两皮带轮半体210L、 210R之间的V 型皮带212向离心方向移动，其绕挂直径变大。在车辆的后部设有与上述皮带驱动皮带轮210对应的被动皮带轮 (未困示），V型皮带212绕挂在该被动皮带轮上，借助该皮带传动机

构，内燃机E的动力被自动调整地传递给离心离合器，通过上述减速机 27驱动后轮RW。在右曲轴箱202R内配设着組合了起动电机和AC发电机的起动机 兼发电机1。起动机兼发电机1由定子50、绕该定子50的外周旋转的 外转子60构成。外转子60具有与曲轴201连接的杯状的转子壳63和 收容在该转子壳63的内周面中的磁铁62，磁铁62由沿后述转子轭的内 周方向交替地穿插的N极和S极的永久磁铁构成。外转子60安装在曲轴201的前端锥部上，由螺栓253固定。配设 外转子60的内周侧的定子50由螺栓279固定在曲轴箱202上。在外转 子60上设有由螺栓246固定其中央圃锥部280a的裙部分的风扇280. 与风扇280相邻地设有散热器282，散热器282由散热器革281復盖着。在起动机兼发电机1与轴承209之间的曲轴201上固定着链轮231 ， 在该链轮231上绕挫着链，该链用于由曲轴201驱动凸轮轴（未困示）。 链轮231与齿轮232形成为一体，该齿轮232将动力传递给使润滑油循 环的泵。图11是外转子60转子轭的要部侧视图。转子轭61，通过将环状 的硅钢板（薄板）层叠为大致圃筒状而构成，设有设在转子轭61的圃 周方向的多个开口部611。在该多个开口部611内交替配置并沿轴向插 入N极和S极的永久磁铁.开口部611沿转子轭61的圃周方向以30 度间隔形成着12个。相邻的各开口部611之间起着极间极部613的作 用.插在各开口部611内的永夂磁铁62的横截面形状是中间部厚的大 致鼓状。开口部611的形状和永久磁铁62的橫截面形状不相同，在永 久磁铁62插入孔开口部611中的状态下，在沿各永久磁铁62的沿圃周 方向的两侧部形成着第一空隙612,在各永久磁铁62的两側部的定子側 形成着第二空隙614。不使永久磁铁62以整面与插入孔（开口部）611的内壁面接触， 而是以内周侧即定子侧的两端部的两点和外周側中间部的一点合计三 点与插入孔（开口部）611的内壁面接触并被支承着。在该接触点以外

的空隙中可以填充用于固定永久磁铁62的粘接剂。借助上迷三点支承 不仅可以将永久磁铁62机械式地保持在转子轭61的开口部611内，而 且还可以在二者之间确保填充粘接剂所需要的足够的间隙，因此，可以同时实现组装工程的作业性的提高和永久磁铁的牢固的固定，另外通过 在转子轭61的开口部611内以三点支承永久磁铁62，可以在防止永久 磁铁在开口部611内的位置错动的同时还可以最大限度地确保粘接剂的 填充空隙，从而可以实现由粘接剂所产生的极其牢固的固定。图12是起动机兼发电机1的控制系统的方框图，与上述各困相同 的符号表示相同或同等的部分。控制单元40包括DC-DC变换器102、 点火控制装置103、三相驱动器104，该DC-DC变换器102将蓄电池 42的输出电压VBATT变换为逻辑电压VDD而供给CPUIOI，上述点 火控制装置103控制供向IG (点火器）线围41的供电而以规定的时间 使点火火花塞43点火，上述三相驱动器104将电池电压VBATT变换 为三相交流电供向起动机兼发电机1的定子绕线53。节气门传感器45检测节气门开度eth并通知于CPUIOI。转子角 度传感器29检测外转子60的旋转位置并向CUP101通知.调节器44 根据外转子60的旋转将产生于上述定子绕线53的感应电动势控制为电 池电压VBATT而供向电源线L。在该构成中，发动机起动时，CPU101根据由转子角度传感器29 检测的外转子61的旋转位置决定定子绕线53的励磁时间，控制三相驱 动器104的各电源场效应晶体管（FET)的开关时间而向定子绕线53 的各相供给交流电。三相驱动器104的各电源场效应晶体管（Trl ~ Tr6 ) 由CUP101进行PWM控制，负栽比即驱动力矩根据由上述节气门传感 器45检测的节气门开度eth进行控制。另外，在发动机（内燃机）E起动时，停止从三相驱动器104向定 子绕线53的供电，这时起动机兼发电机l由内燃机E从动地驱动.这 时，在定子绕线53中对应于曲轴201的旋转速度产生起电力.该起电 力由调节器44控制为电池电压VBATT，之后与供给电气负栽的同时， 剩余电力对电池42充电。 下面对设在上述转子轭61上的各空咪部612、614的作用进行说明。 图13是表示将起动机兼发电机1作为起动电机使用时的磁通密度分布 的图，图14是表示将起动机兼发电机1作为发电机使用时的磁通密度 分布的图。起动机兼发电机1作为起动电机使用时，在通过上述控制单元40 从电池42向各定子绕线53供给励磁电流时，如图13所示，从被N极 励磁的定子显磁极52N沿放射方向产生的磁力线从S极永久磁铁62S 的定子侧表面穿过到背面，其大多数经由转子轭61的芯部615及极间 极部613，经由被相邻的S极励磁的定子显磁极52S、定子芯51返回到 被上述N极励磁的定子显磁极52N。在此，由形成在顺沿各永久磁铁62的圃周方向的两側部的第一空 隙612减少从各永久磁铁62的侧部向极间极部613漏磁通，因此磁力 线的大部分从各永久磁铁62贯穿向转子轭61的芯部615，再经过上述 极间极部613到达定子50侧。结果，由于通过外转子60和定子50之 间的空气间隙的磁通的垂直成分增加，因此与不设空隙612的情况相比 驱动力矩增加。另外，由于在永久磁铁62的两端部处的转子轭的开口 部的内壁上也形成着用于限制圃周方向的磁路的空隙614，因此，通过 转子轭61内侧的漏磁通也减少。即，形成在永久磁铁两侧的两处空隙614中的一方起到通过从转子 轭61的极间极部613向定子显磁极52S高效地导引磁通的作用，空隙 614的另 一方起到将通过转子轭61的内侧囬周部的磁通从永久磁铁62N 高效地导引向定子显磁极52S的作用。其结果，通过外转子60和定子 50之间的空气间隙的磁通的垂直成分进一步增加，也可以进一步使起动 电机的驱动力矩增加。另外，在将起动机兼发电机l作为发电机使用时，如困14所示， 由于从各永久磁铁62产生的磁通与定子显磁极和定子芯一起形成闭磁 路，因此可以在定子绕线中产生对应于转子转速的发电电流.这样，磁通从永久磁铁背面流入的部位613a和空隙614的附近部 位613b、 613c中的磁力的流动对于起动时的力矩上升和作为发电机动 作时的摩擦力的降低是非常重要的，因此，通过在部位613a、 613b及 613c处使转子轭61和永久磁铁62以高精度接触地进行定位，可以确保 设计上的磁力.以下对转子角度传感器和脉沖传慼器（以下将两者统称为"旋转检 测传感器部件，，）的轮廓进行说明.图18是各传感器连接图.三相的定 子绕线53的转子为了与上述三相驱动器104的连接而与控制单元40的 端子座40a连接.设在定子50上的转子角度传感器29以三个一组的元 件构成。另外，脉冲传感器30如后述地不仅可以与转子角度传感器29 接近地配置，而且也可以配置在外转子60的外周上。转子角度传感器 29和脉冲传感器30都可以由通过霍尔元件构成的IC (集成电路）或磁 阻（MR)元件构成，各传感器的导线与基板31连接。图l是表示旋转检测传感器的轮廓的起动机兼发电机l的剖面图。 图4是表示从无级变速机侧看到的旋转检测传感器的轮廊的困。在环状 定子50的内周中嵌入传感器壳体28，在该传感器壳体28内沿上述外转 子60的轮毂的外周相互等间隔地设有转子角度传感器29的三个元件和 脉冲传感器30。转子角度传感器29用于控制对无刷的起动机兼发电机 1的定子线围的通电时间，脉冲传感器30用于发动机的点火控制。转子角度传感器29和脉沖传感器30在曲轴201的轴向上相互错 开，转子角度传感器29靠近曲轴201的端部即位于风扇280側，脉冲 传感器30靠近曲轴201的中央即靠近发动机地被设置。通过将脉冲传 感器30靠近曲轴201的中央地进行设置，可以减小曲轴201的径向跳 动对检测精度的影响，可以提高发动机点火控制的精度。旋转检测传感 器29、 30的导线与基板31连接，另外在基板31上接合着电气缆线32。在外转子60的轮毂60a的外周上嵌入着给转子角度传感器29和脉 冲传感器30带来磁作用的磁环33。磁环33分别对应于转子角度传感器 29和脉冲传感器30地被二段磁化。在对应于转子角度传感器29的磁环 33的一方33a上沿圓周方向30度30度地交替地形成着N极和S极的 磁极（参照图5)。另外，在对应于脉冲传感器30的磁环33的另一方 33b上在圃周方向的一部位在15度~40度的角度范围内形成着磁极， 用于使脉冲传感器30在曲轴201每旋转一團时输出一个脉冲（参照图 6)。磁环33最好是塑料磁环。另外也可以如图7所示地将磁性体33d 固定在塑料环部分33c上来代替对应于脉冲传感器30的磁环33b。如图4所示，转子角度传感器29和脉冲传感器30可以是从曲轴 201方向看相互不重叠地进行配置，但是，为了使传感器壳体28紧凑， 也不一定限定于该配置。图8是表示使曲轴201旋转方向中的传感器壳 体28的尺寸减小了的例子的传感器部的要部立体图。在同图中，脉冲 传感器30沿轴向与沿曲轴201的旋转方向并列的三个转子角度传感器 29间、特别是三个转子角度传感器29中的正中间的传感器并列地配置 着，根据该配置，上述曲轴201旋转方向中的传感器壳体28的尺寸只 要考虑收容三个霍尔IC程度的收容空间地进行设定即可，因此可以小 型化，而且传感器壳体28内的质量的集中化和重量平衡好。另外，连 接传感器29、 30的导线的基板31是平板，可以如图所示地将其长度方 向的端面设定为顺沿鞍状的传感器壳体28的内壁的圃弧状。图9是变形侧的传感器部的立体图。在该变型例中，与图8不同， 将基板31设在旋转检测传感器29、 30的上部即靠近定子50的外周， 为了使与传感器29、 30的距离均等，基板31可以不是平板状，而形成 为圆弧状。例如，如果使用可挠性的乙烯基板则可以容易地形成为圆孤 状。这样，通过使传感器29、 30和基板31的距离均等，使传感器29、 30的端子的长度和形状一致，因此，容易地进行与基板31的连接，传 感器壳体28内的质量的集中化和重量平衡良好。为了将传感器壳体28安装在定子50上，例如从传感器壳体28鼓 出座28a(参照图4)，只要将该座28a螺紋固定在定子50上即可。另 外，也可以将传感器壳体28从风扇280侧螺紋固定。图10是表示传感 器壳体28的安装例的剖面图，与图4相同的符号表示相同或同等部分, 在同图中，在传感器壳体28内埋入嵌入螺母34。另外，嵌入螺母34 的设置位置在围4中用符号34a表示。在定子50的上述风扇280側的 面上贴靠着板35，该板35与散热器50a的端面结合着.夹着该板35

地将螺栓36螺旋插入嵌入螺母34而将传感器壳体28安装在定子50上， 由此，可以将传感器壳体28沿定子50的径向小型化，因此也可以确保 定子的空间，增加线围绕线。以下说明本发明的第二实施例。图15是第二实施例的起动机兼发 电机的剖面图，图16是从发动机中央侧看定子部分的图，与图l相同 的符号表示相同或同等部分。在两图中，在曲轴201的端部的锥面部分 上固定着具有轮毂60a的杯状的外转子60。轮毂60a由鍵70限定着其 相对曲轴201的旋转方向的位置，另外，用螺紋固定在曲轴201的端部 的螺丝部分上的螺母71限制在曲轴201的轴向上的移动。在外转子60的杯状部分的内周与图1的相同地设有含有磁铁62 的转子轭，在该转子轭和轮毂之间的空间中与外转子60同心地配置着 定子50。定子50由从外侧即曲轴201端部侧插入的三根螺栓279安装 在曲轴箱202的隔壁202a上。在定子50和隔壁202a之间配置着收容着转子角度传感器29的传 感器壳体72，该传感器壳体72从与上述螺栓279同方向插入定子50 中的、作为连接装置的螺栓73固定在定子50上。即，传感器壳体72 有效地利用螺栓279间的空间地被安装着。在外转子60的轮毂60a上设置着环状的转子角度传感器用磁性体 33a。磁性体33a和上述转子角度传感器29的感知部分相互相对地被定 位。在外转子60的外周上形成着磁阻60b，设有通过外转子60每旋转 一围检测该磁阻60b而发出定时信号的脉沖传感器30A。上述各传感器29、 30A的导线和定子绕线的引出部分布线在定子 50和隔壁202a之间，用缆线夹子74捆住。缆线夹子74由螺栓75固定 在定子50上。接着，进一步详细地叙述转子角度传感器部分。图17是定子的要 部断面图。在同图中，由电气绝缘材料构成的传感器壳体72上埋设着 嵌入螺母76，将贯通定子50的螺栓73的螺紋插入嵌入螺母76中，由 此将传感器壳体72固定在定子50的侧面上。传感器壳体72的靠定子

50内周的位置埋设着作为转子角度传感器29的霍尔元件，该霍尔元件 的导线与基板31a连接，转子角度传感器29如上所述地是三个一组， 这些传感器的导线汇总到基板31a上，由覆盖皮"78引出到上迷控制羊 元40。在定子50的两侧面上配设着绝缘板77，通过该绝缘板77将绕 线55绕在定子50上。在该第二实施例中，通过将脉冲传感器30A配置在外转子60的外 周上来检测磁阻60b。但是，也可以与第一实施例（图1)相同相邻地 配置转子角度传感器29和脉冲传感器30A检测配设在外转子60的轮毂 60a外周上的磁性体33。主要是，只要是将转子角度传感器29和脉冲 传感器30A中的至少转子角度传感器29安装在定子50上即可。从以上说明可知，根据技术方案1、 2的发明，由于转子角度传感 器安装在定子上，因此可以提高转子角度传感器和定子的位置精度，转 子相对定子的角度位置检测精度变好。另外，根据技术方案2的发明可 以提高将转子角度传感器安装在定子上时的作业性。另外，根据技术方案2~技术方案7的发明，由于将脉冲传感器和 转子角度传感器收容在传感器壳体内并配置为一体，因此可以有效地利 用空间，也可以一体地构成对应于传感器设置的磁阻。特别是，根据技 术方案4的发明，由于可以减小曲轴的径向跳动对发动机点火控制的影 响，因此可以提高点火时的精度。另外，根据技术方案6的发明可以缩 小曲轴旋转方向上的传感器的尺寸。另夕卜，根据技术方案7的发明，在谋求作为起动机起动时的力矩提 高和作为发电机动作时的摩擦力的降低的起动机兼发电机中，可以不对 设计上的磁力给予影响地容易且牢固地固定磁铁。