ES2625405T3

ES2625405T3 - Máquina eléctrica rotativa y vehículo de tipo de montar en sillín

Info

Publication number: ES2625405T3
Application number: ES14173884.9T
Authority: ES
Inventors: Hideki Furuta
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: TW201511449A; TWI527345B; EP2830199A3; EP2830199B1; EP2830199A2; JP2015015872A

Abstract

Máquina eléctrica rotativa que comprende: un rotor (20) configurado para fijarse en una porción extrema de una parte de árbol de rotación (1) de un motor (E), siendo el rotor (20) en la forma de un tubo con una parte inferior; un estátor (10) dispuesto en el interior del rotor (20); y una unidad de sensor magnético (30) configurada para detectar una posición de rotación del rotor (20), incluyendo el estátor (10) una pluralidad de dientes (13) que se extienden en una dirección radial de la parte de árbol de rotación (1), disponiéndose la pluralidad de dientes (13) en una dirección circunferencial de la parte de árbol de rotación (1), incluyendo el rotor (20) una porción de pared inferior (23) que tiene una forma similar a un disco, una porción de pared periférica (24) que tiene una forma tubular, y un imán permanente (MG), fijándose la porción de pared inferior (23) a la parte de árbol de rotación (1), extendiéndose la porción de pared periférica (24) en una dirección axial de la parte de árbol de rotación (1) desde un borde circunferencial externo de la porción de pared inferior (23) hacia el motor (E), fijándose el imán permanente (MG) a una superficie circunferencial interna de la porción de pared periférica (24), incluyendo la unidad de sensor magnético (30) un cuerpo principal de caja (31) y un elemento sensor magnético (H) que se incorpora en el cuerpo principal de caja (31), caracterizada por que el imán permanente (MG) incluye una porción de extensión (25) que se extiende en la dirección axial hacia el motor (E) más allá de una superficie extrema en un lado del motor de los dientes (13), el elemento sensor magnético (H) se dispone más cerca del motor (E) de lo que una superficie extrema en el lado del motor de la porción de extensión (25) del imán permanente (MG) lo está del motor (E), el elemento sensor magnético (H) se dispone de tal manera que el elemento sensor magnético (H) se ubica al menos parcialmente dentro de un intervalo de ±g en la dirección radial desde una superficie extrema circunferencial interna del imán permanente (MG), donde g representa una longitud de hueco con respecto a la dirección radial entre una superficie extrema circunferencial externa de los dientes (13) y la superficie extrema circunferencial interna del imán permanente (MG).

Description

DESCRIPCION

Maquina electrica rotativa y vehlcuio de tipo de montar en sililn 5 CAMPO TECNICO

[0001] La presente invencion se refiere a una maquina electrica rotativa, particularmente una maquina electrica rotativa que es adecuada para el uso como un arrancador-generador proporcionado en diversos tipos de vehlculos incluyendo las motocicletas, y tambien se refiere a un vehlculo de tipo de montar en sillln provisto de la

10 maquina electrica rotativa.

El documento JP-2013-102667-A describe un motor electrico con una pluralidad de piezas magneticas, presentando una de ellas una muesca.

El documento JP-2011-091966 describe un motor electrico con un cuerpo de caja de sensor facilmente fijable.

15 ANTECEDENTES DE LA INVENCION

[0002] Un arrancador-generador se ha conocido como una maquina electrica rotativa que se monta en un eje de salida de un motor de, por ejemplo, una motocicleta. Un arrancador-generador de este tipo esta configurado para, en un momento de arranque del motor, funcionar como un motor electrico de arranque que rote un ciguenal para

20 arrancar el motor, mientras que despues del arranque del motor, sea rotado por el ciguenal para funcionar como un generador. La maquina electrica rotativa de este tipo incluye una unidad de sensor magnetico que detecta el angulo de rotacion de un rotor.

[0003] Particularmente en una motocicleta o similares, solo un espacio muy limitado esta disponible para la 25 instalacion de una maquina electrica rotativa que sirva como un arrancador-generador montado en un motor. Este es

el motivo por el que hay una demanda de que una maquina electrica rotativa que incluya una unidad de sensor magnetico se haga mas pequena.

[0004] Por ejemplo, la Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el publico num. 2012-244855 30 propone la siguiente maquina electrica rotativa. La maquina electrica rotativa propuesta en esa solicitud incluye un

rotor que es en la forma de un cilindro con una parte inferior y se fija a una porcion extrema de un ciguenal de un motor. El rotor incluye una porcion de pared inferior que tiene una forma similar a un disco y una porcion de pared periferica que tiene una forma cillndrica. La porcion de pared periferica se extiende en la direccion axial del ciguenal desde la porcion de pared inferior hacia el motor. Un iman permanente se fija a una superficie circunferencial interna 35 de la porcion de pared periferica. Un estator se dispone en el interior de la porcion de pared periferica del rotor. El estator incluye una parte de nucleo que tiene una forma cillndrica, una pluralidad de dientes, y devanados. La parte de nucleo se fija a una caja del motor. La pluralidad de dientes se extienden radialmente hacia fuera desde la parte de nucleo. La pluralidad de dientes se disponen a un paso constante en una direccion circunferencial. Los devanados se enrollan en los dientes.

40

[0005] Una unidad de sensor magnetico proporcionada en la maquina electrica rotativa incluye un cuerpo principal de caja y una parte de pata. El cuerpo principal de caja tiene un elemento sensor magnetico incorporado en el mismo. La parte de pata se extiende desde el cuerpo principal de caja hacia el estator. Un elemento de gula hecho de una placa de metal similar a una tira que es un cuerpo magnetico se incrusta en la parte de pata. El

45 elemento sensor magnetico se dispone adyacente a una porcion extrema distal del elemento de gula.

[0006] La unidad de sensor magnetico se dispone de tal manera que el cuerpo principal de caja, que se situa entre el estator y el motor, se fija en el estator con la parte de pata interponiendose entre las porciones extremas distales de dientes vecinos.

50

[0007] Disponer la unidad de sensor magnetico de esta manera hace que los flujos magneticos principales dirigidos desde el iman permanente del rotor hacia los dientes sean guiados al elemento sensor magnetico por medio del elemento de gula incrustado en la parte de pata. Los flujos magneticos guiados de ese modo son detectados por el elemento sensor magnetico que se dispone adyacente a la porcion extrema distal del elemento de

55 gula. De ese modo, se obtiene una senal que indica la detection de la position de rotation del rotor. En base a la senal de deteccion, se controla la maquina electrica rotativa.

RESUMEN DE LA INVENCION

[0008] Es un objeto de la presente invencion proporcionar una maquina electrica rotativa adecuada para el

uso como un arrancador-generador que garantice la deteccion de la posicion de rotacion de un rotor detectada por un elemento sensor magnetico, con una estructura simple y un tamano pequeno.

5 [0009] Este objeto se consigue mediante una maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 1, y mediante

un vehlculo de tipo de montar en sillln segun la reivindicacion 14.

[0010] La presente invencion se basa en las siguientes conclusiones de los inventores. En la maquina electrica rotativa propuesta en la Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el publico num. 2012-244855,

10 es necesario que la parte de pata se proporcione en el cuerpo principal de caja y adicionalmente el elemento de gula se disponga en la parte de pata, con el fin de que los flujos magneticos principales dirigidos hacia los dientes del iman permanente se puedan guiar al elemento sensor magnetico. Ademas, con el fin de detectar los flujos magneticos guiados de ese modo al elemento de gula, es necesario que el elemento sensor magnetico se disponga en el cuerpo principal de caja de tal manera que el elemento sensor magnetico este opuesto y adyacente a una 15 porcion extrema del elemento de gula. Esto da como resultado una estructura complicada de la unidad de sensor magnetico.

[0011] En los antecedentes tecnicos descritos anteriormente, ha habido una demanda del desarrollo de una maquina electrica rotativa que sirva como un arrancador-generador que pueda mantener una precision de deteccion

20 de la posicion de rotacion de un rotor detectada por un elemento sensor magnetico, con una estructura simple y un tamano pequeno.

[0012] El anterior y otros objetos y efectos ventajosos de la presente invencion pasaran a ser mas evidentes por la realizacion preferida de la invencion descrita posteriormente.

25

[0013] En adelante, se describira una configuracion de una maquina electrica rotativa segun la presente invencion.

[0014] Una maquina electrica rotativa segun la realizacion preferida de la presente invencion incluye: un rotor 30 configurado para fijarse a una porcion extrema de una parte de arbol de rotacion de un motor, siendo el rotor en la

forma de un tubo con una parte inferior; un estator dispuesto en el interior del rotor; y una unidad de sensor magnetico configurada para detectar una posicion de rotacion del rotor. El estator incluye una pluralidad de dientes que se extienden en una direccion radial de la parte de arbol de rotacion, disponiendose la pluralidad de dientes en una direccion circunferencial de la parte de arbol de rotacion. El rotor incluye una porcion de pared inferior que tiene 35 una forma similar a un disco, una porcion de pared periferica que tiene una forma tubular, y un iman permanente, fijandose la porcion de pared inferior a la parte de arbol de rotacion, extendiendose la porcion de pared periferica en una direccion axial de la parte de arbol de rotacion desde un borde circunferencial externo de la porcion de pared inferior hacia el motor, fijandose el iman permanente a una superficie circunferencial interna de la porcion de pared periferica. La unidad de sensor magnetico incluye un cuerpo principal de caja y un elemento sensor magnetico que 40 se incorpora en el cuerpo principal de caja. El iman permanente incluye una porcion de extension que se extiende en la direccion axial hacia el motor mas alla de una superficie extrema en el lado del motor de los dientes. El elemento sensor magnetico se dispone mas cerca del motor de lo que una superficie extrema en el lado del motor de la porcion de extension del iman permanente lo esta del motor. El elemento sensor magnetico se dispone de tal manera que el elemento sensor magnetico se ubica al menos parcialmente dentro de un intervalo de ±g en la 45 direccion radial desde una superficie extrema circunferencial interna del iman permanente, donde g representa una longitud de hueco con respecto a la direccion radial entre una superficie extrema circunferencial externa de los dientes y la superficie extrema circunferencial interna del iman permanente.

[0015] En la maquina electrica rotativa mencionada anteriormente, el iman permanente incluye la porcion de 50 extension que se extiende en la direccion axial hacia el motor mas alla de la superficie extrema en el lado del motor

de los dientes. Esto da como resultado que se emitan flujos magneticos de fuga aumentados por el iman permanente, para garantizar que los flujos magneticos de fuga sean detectados por el elemento sensor magnetico que se dispone mas cerca del motor de lo que la superficie extrema en el lado del motor de la porcion de extension del iman permanente lo esta del motor. Esto tambien da como resultado una influencia reducida de la interferencia 55 en los flujos magneticos del iman permanente por parte de los flujos de campo magnetico que producen los devanados del estator mientras que la maquina electrica rotativa esta siendo impulsada. De ese modo, la precision de deteccion se puede mantener elevada sin una estructura complicada.

[0016] Puede ser aceptable que: la unidad de sensor magnetico incluya una parte de pata de asentamiento

de la posicion que se extienda desde el cuerpo principal de caja hacia los dientes; y la parte de pata de asentamiento de la posicion este en contacto con los dientes de manera que la posicion de la unidad de sensor magnetico se asiente con respecto a la direction axial. Esto permite que la posicion del elemento sensor magnetico se asiente correctamente con respecto a la direccion axial. De ese modo, la precision de detection se puede 5 mantener aun mas elevada.

[0017] Preferentemente, la parte de pata de asentamiento de la posicion esta hecha de un solo cuerpo no magnetico. Detectar los flujos magneticos de fuga emitidos por la portion de extension del iman permanente por medio del elemento sensor magnetico elimina la necesidad de proporcionar un miembro que este hecho de un

10 cuerpo magnetico e incrustado en la parte de pata de asentamiento de la posicion, que de lo contrario se necesita con el fin de guiar los flujos magneticos principales emitidos por el iman permanente. Esto permite mas simplification de la estructura.

[0018] Preferentemente, la parte de pata de asentamiento de la posicion se dispone en una posicion mas 15 cerca de la superficie extrema circunferencial interna del iman permanente que de la llnea del eje de la parte de

arbol de rotation. Esto puede estabilizar aun mas el asentamiento de la posicion de la unidad de sensor magnetico.

[0019] Puede ser aceptable que: la porcion de extension se proporcione en cada una de las porciones extremas opuestas del iman permanente con respecto a la direccion circunferencial, y se forme una porcion rebajada

20 entre las porciones de extension. La posicion de rotacion del rotor se puede detectar con las porciones de extension. Formar la porcion rebajada reduce un material del iman permanente, dando como resultado una reduction de costes.

[0020] Puede ser aceptable que: cada diente incluya un par de porciones que se proyectan lateralmente que 25 se extiendan en la direccion circunferencial desde el extremo distal del diente con respecto a la direccion radial; y la

parte de pata de asentamiento de la posicion de la unidad de sensor magnetico se coloque entre porciones que se proyectan lateralmente vecinas. Esto garantiza que la posicion de la unidad de sensor magnetico se asiente con respecto a la direccion circunferencial, y por tanto garantiza que la posicion del elemento sensor magnetico se asiente con respecto a la direccion circunferencial.

30

[0021] Puede ser aceptable que: la parte de pata de asentamiento de la posicion incluya una porcion principal

de pata y una porcion de pestillo que se le proporcione a una porcion extrema distal de la porcion principal de pata,

teniendo la porcion de pestillo una anchura mas pequena que la anchura de la porcion principal de pata; la porcion de pestillo se coloque, de entre las porciones que se proyectan lateralmente formadas en pares, entre las porciones

35 que se proyectan lateralmente vecinas entre si con respecto a la direccion circunferencial, de manera que la posicion del cuerpo principal de caja se asiente con respecto a la direccion circunferencial; y una porcion de escalon proporcionada en el llmite entre la porcion principal de pata y la porcion de pestillo se asegure a las porciones que se proyectan lateralmente formadas en pares vecinas, para impedir el movimiento del cuerpo principal de caja en la direccion axial. Esto garantiza que la posicion de la unidad de sensor magnetico se asiente con respecto a la 40 direccion axial, y por tanto garantiza que la posicion del elemento sensor magnetico se asiente con respecto a la direccion axial.

[0022] Un CI Hall de tipo de conmutacion puede ser adoptable como el elemento sensor magnetico.

45 [0023] Puede ser aceptable que la dimension axial de la porcion de extension del iman permanente se

establezca igual a o mayor que una dimension equivalente al espesor del iman permanente.

[0024] Otra realization de la presente invention proporciona un vehlculo de tipo de montar en sillln que incluye un motor y una maquina electrica rotativa con cualquiera de las caracterlsticas mencionadas anteriormente.

50

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

[0025]

55 La Figura 1 es una vista en section transversal que muestra esquematicamente un estado en el que una maquina electrica rotativa segun una realizacion de la presente invencion esta montada en un motor.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de la maquina electrica rotativa.

La Figura 3 es una vista en perspectiva que muestra un estado en el que una unidad de sensor magnetico esta ensamblada en un estator de la maquina electrica rotativa.

La Figura 4 es una vista en perspectiva de la unidad de sensor magnetico.

La Figura 5 es una vista en planta que muestra la relacion de posicion entre la unidad de sensor magnetico y el estator.

La Figura 6 es una vista en seccion transversal de la maquina electrica rotativa.

5 La Figura 7 es una vista lateral que muestra un estado en el que la unidad de sensor magnetico esta fijada al estator.

La Figura 8 es una vista en perspectiva general de un iman permanente de un rotor de la maquina electrica rotativa. La Figura 9 es una vista en seccion transversal que muestra, en una escala ampliada, un elemento sensor magnetico y lo que hay a su alrededor.

10

REALIZACIONES PARA LLEVAR A CABO LA INVENCION

[0026] En lo sucesivo, la presente invencion se describira en base a una realizacion preferida de la invencion con referencia a los dibujos.

15

[0027] Una maquina electrica rotativa segun esta realizacion es adecuada para el uso como un arrancador- generador SG que se monta en un motor de diversos tipos de vehlculos incluyendo los vehlculos de tipo de montar en sillln como una motocicleta que tiene una funcion de parada de ralentl. La maquina electrica rotativa que sirve como el arrancador-generador Sg se acopla a un ciguenal del motor, y, en un momento de arranque del motor,

20 funciona como un motor electrico de arranque que rota el ciguenal para arrancar el motor. Despues del arranque del motor, la maquina electrica rotativa es rotada por el ciguenal, para funcionar como un generador. Las aplicaciones de la presente invencion no se limitan a un arrancador-generador para una unidad de motor de un vehlculo de tipo de montar en sillln. La presente invencion es aplicable a diversos tipos de maquinas electricas rotativas.

25 [0028] Como se muestra en la FIG.1, la maquina electrica rotativa que sirve como el arrancador-generador

SG segun esta realizacion se monta directamente en una porcion extrema de un ciguenal 1 que sirve como una parte de arbol de rotacion de un motor E. Aqul, se deberla observar que la maquina electrica rotativa de la presente invencion no siempre necesita montarse directamente en el ciguenal 1 del motor E. En un ejemplo alternativo, la maquina electrica rotativa se puede acoplar de manera indirecta al ciguenal 1 con la interposicion de un mecanismo 30 de reduction de velocidad. El motor E incluye una caja de motor 2 que soporta el ciguenal 1 de manera libremente rotativa.

[0029] Una porcion extrema 1a (en la FIG. 1, una porcion extrema derecha) del ciguenal 1 se extiende por fuera de la caja de motor 2 de manera que se proyecte hacia fuera. El arrancador-generador SG se monta en la

35 porcion extrema 1a del ciguenal 1. El arrancador-generador SG constituye la maquina electrica rotativa de la presente invencion. Un radiador R se dispone en el exterior del arrancador-generador SG.

[0030] En adelante, se dara una description detallada de una configuration especlfica de una maquina electrica rotativa que sirve como el arrancador-generador SG. Como se muestra en la FIG. 1, la maquina electrica

40 rotativa incluye un estator 10, un rotor 20, y una unidad de sensor magnetico 30 configurada para detectar la posicion de rotacion del rotor 20.

[0031] Con referencia a las FIGS. 1 y 2, el rotor 20 incluye un cuerpo principal de rotor 21 y un iman permanente MG. El cuerpo principal de rotor 21 es, por ejemplo, en la forma de un cilindro con una parte inferior y

45 hecho de un material ferromagnetico. El cuerpo principal de rotor 21 esta configurado para rotar en una llnea del eje de rotacion Q. El cuerpo principal de rotor 21 incluye una porcion de protuberancia de fijacion a arbol 22 que tiene una forma cillndrica, una porcion de pared inferior 23 que tiene una forma similar a un disco, y una porcion de pared periferica 24 que tiene una forma tubular. La porcion de protuberancia de fijacion a arbol 22 se fija al ciguenal 1 con la porcion extrema 1a del ciguenal 1 siendo recibida en la porcion de protuberancia de fijacion a arbol 22. La porcion 50 de pared inferior 23, que se forma integralmente con la porcion de protuberancia 22, se extiende en una direction radial Y del ciguenal 1. La porcion de pared periferica 24 se extiende en una direccion axial del ciguenal 1 desde un borde circunferencial externo de la porcion de pared inferior 23 hacia el motor E.

[0032] La porcion extrema 1a del ciguenal 1 se recibe en la porcion de protuberancia 22, y en esta condition, 55 una tuerca N se enrosca en una rosca macho formada en una porcion extrema distal de la porcion extrema 1a del

ciguenal 1, como se muestra en la FIG. 1. De ese modo, la porcion de protuberancia 22 se sujeta y se fija al ciguenal 1 de tal manera que la porcion de protuberancia 22 no es rotativa con relacion al ciguenal 1. Por consiguiente, el cuerpo principal de rotor 21, junto con el ciguenal 1, rota en la llnea del eje de rotacion Q. Como se muestra en la FIG. 1, un ventilador de enfriamiento F se fija en el exterior de la porcion de pared inferior 23 del cuerpo principal de

rotor 21 por medio de una pluralidad de pernos B.

[0033] El iman permanente MG se fija a una superficie circunferencial interna de la porcion de pared periferica 24 del cuerpo principal de rotor 21. El iman permanente MG se dispone de tal manera que el polo N y el

5 polo S se presentan alternativamente con respecto a una direccion circunferencial del cuerpo principal de rotor 21. El iman permanente MG puede ser uno que incluya una pluralidad de piezas de iman sinterizado dispuestas en la direccion circunferencial. En lugar de un iman sinterizado, tambien puede ser adoptable un iman como un iman ligado de neodimio que se obtenga solidificando una mezcla de un iman en polvo y una resina de plastico en forma cillndrica y despues magnetizando uno resultante de tal manera que el polo magnetico N y el polo magnetico S se 10 presenten alternativamente con respecto a una direccion circunferencial como se describe anteriormente. En la presente invencion, el tipo del iman permanente, la forma del iman permanente, el numero de polos magneticos del iman permanente, y similares, no se limitan a los ilustrados en esta realization.

[0034] El rotor 20, que se monta directamente en el ciguenal 1 y esta configurado para rotar junto con el 15 ciguenal 1 de la manera descrita anteriormente, tambien funciona como un volante del motor E.

[0035] Con referencia a la FIG. 2, el estator 10 se dispone concentricamente dentro del rotor 20 teniendo una forma cillndrica. El estator 10 se obtiene mediante, por ejemplo, placas delgadas de acero al silicio que se apilan en la direccion axial del ciguenal 1. Como se muestra en la FlG. 2, el estator 10 incluye una parte de nucleo cillndrico

20 12 y una pluralidad de dientes 13. La parte de nucleo cillndrico 12 tiene, en su porcion central, una porcion de orificio 11 cuyo diametro interno es mayor que el diametro externo de la porcion de protuberancia tubular 22 del rotor 20. La pluralidad de dientes 13, que sirven como polos salientes, se extienden integralmente radialmente hacia fuera desde la parte de nucleo 12. Cada diente 13 incluye una porcion principal 13a y un par de porciones que se proyectan lateralmente 13b proporcionadas en el extremo distal de la porcion principal 13a. Las porciones que se proyectan 25 lateralmente 13b se extienden en direcciones opuestas con respecto a una direccion circunferencial. Como se muestra en la FIG. 1, un devanado de inducido 14 se enrolla alrededor de la porcion principal 13a de cada diente 13. En la FIG. 2 y otros dibujos, para facilitar la ilustracion, no se muestra el devanado 14.

[0036] Con referencia a la FIG. 1, la unidad de sensor magnetico 30 se dispone mas cerca del motor E de lo 30 que el rotor 20 y el estator 10 lo estan del motor. La unidad de sensor magnetico 30 esta configurada para detectar

la position de rotation del rotor 20. La unidad de sensor magnetico 30 tiene una pluralidad de elementos sensores magneticos H incorporados en la misma.

[0037] Con referencia a la FIG. 5, la unidad de sensor magnetico 30 incluye un cuerpo principal de caja 31 en 35 el que se incorpora la pluralidad de elementos sensores magneticos H. No se pone ninguna limitation particular al

elemento sensor magnetico H. Un ejemplo ilustrativo del mismo es un elemento Hall. Usar un CI Hall de tipo de conmutacion es especialmente ventajoso en lo que se refiere al coste.

[0038] Una primera porcion de extension 32, una segunda porcion de extension 33, y una porcion de 40 extension hacia dentro 34, que son integrales con el cuerpo principal de caja 31, se extienden desde el cuerpo

principal de caja 31. Como se muestra en la FIG. 5, cada una de la primera porcion de extension 32 y la segunda porcion de extension 33 se extienden desde el cuerpo principal de caja 31 en la direccion circunferencial del estator 10. La porcion de extension hacia dentro 34 se extiende desde el cuerpo principal de caja 31 en una direccion radialmente hacia dentro del estator 10. Una primera porcion de fijacion externa 35 que tiene un orificio de reception 45 de sujetador 35a y una segunda porcion de fijacion externa 36 que tiene un orificio de recepcion de sujetador 36a se proporcionan en las porciones extremas de la primera porcion de extension 32 y la segunda porcion de extension 33, respectivamente. Una primera porcion de fijacion interna 37 que tiene un orificio de recepcion de sujetador 37a y una segunda porcion de fijacion interna 38 que tiene un orificio de recepcion de sujetador 38a se proporcionan en una porcion de borde periferico interno de la porcion de extension hacia dentro 34.

50

[0039] Las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 se usan para fijar la unidad de sensor magnetico 30 al motor E. Las porciones de fijacion internas primera y segunda 37 y 38 se usan para fijar la unidad de sensor magnetico 30 al estator 10 de la maquina electrica rotativa.

55 [0040] Mas especlficamente, como se muestra en las FIGS. 2 y 5, las porciones de fijacion internas primera y

segunda 37 y 38 se sujetan y se fijan a la parte de nucleo 12 del estator 10 por medio de pernos B (vease la FIG. 1) que se reciben a traves de los orificios de recepcion de sujetador 37a y 38a. En esta realizacion, la unidad de sensor magnetico 30 se fija al estator 10 en dos puntos en total. Los dos puntos se ubican en regiones extremas opuestas de la porcion de borde periferico interno de la porcion de extension hacia dentro 34 con respecto a la direccion

circunferencial. En el estado en el que la unidad de sensor magnetico 30 esta montada en el estator 10 de la manera descrita anteriormente, las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 se ubican radialmente en el exterior del borde circunferencial externo del estator 10. Las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 se sujetan y se fijan a la caja de motor 2 del motor E por medio de pernos que se reciben a traves de los orificios 5 de recepcion de sujetador 35a y 36a.

[0041] En esta realizacion, como se describe anteriormente, la unidad de sensor magnetico 30 se fija al

estator 10 en las porciones de fijacion internas primera y segunda 37 y 38. Como resultado, la posicion del cuerpo principal de caja 31, y por tanto la posicion de cada uno de los elementos sensores magneticos H incorporados en el 10 mismo, se asienta con respecto a la direccion radial y la direccion circunferencial del estator 10. La unidad de sensor magnetico 30 se fija a la caja de motor 2 del motor E en las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36. Como resultado, la posicion de cada uno de los elementos sensores magneticos H se asienta con respecto a la direccion axial del ciguenal 1, tambien.

15 [0042] A veces, por ejemplo en un caso en el que la unidad de sensor magnetico 30 esta hecha de una

resina o similares que se moldea integralmente o en un caso en el que la unidad de sensor magnetico 30 es delgada, la rigidez de la misma puede ser mala. En tal caso, las vibraciones del motor E o similares pueden hacer que el cuerpo principal de caja 31 que tiene los elementos sensores magneticos H incorporados en el mismo vibre, dando como resultado un cambio en las posiciones relativas entre los elementos sensores magneticos H y el rotor 20 20 con respecto a la direccion axial. El cambio en las posiciones relativas afecta a la precision de detection de la posicion de rotation del rotor 20 detectada por los elementos sensores magneticos H.

[0043] Por tanto, en esta realizacion, como se muestra en la FIG. 4, se proporcionan tres partes de pata 39 en total. Las partes de pata 39 se disponen una al lado de la otra con respecto a la direccion circunferencial. Las

25 partes de pata 39 se extienden hacia el estator 10 desde una superficie del cuerpo principal de caja 31 opuesta al estator 10. Cada parte de pata 39 incluye una portion principal de pata 39a y una portion de pestillo 39b proporcionada a una porcion extrema distal de la porcion principal de pata 39a. La porcion de pestillo 39b tiene una anchura mas pequena que la anchura de la porcion principal de pata 39a. Una porcion de escalon 39c se forma en el llmite entre la porcion principal de pata 39a y la porcion de pestillo 39b de cada parte de pata 39. Como se 30 muestra en la FIG. 7, en el estado en el que la unidad de sensor magnetico 30 esta montada en el estator 10, la porcion de pestillo 39b de cada parte de pata 39 se coloca entre las porciones que se proyectan lateralmente 13b de dientes vecinos 13. De ese modo, la posicion del cuerpo principal de caja 31 se asienta con respecto a la direccion circunferencial. Adicionalmente, la porcion de escalon 39c formada en el llmite entre la porcion principal de pata 39a y la porcion de pestillo 39b se asegura a porciones que se proyectan lateralmente 13b vecinas. De ese modo, la 35 posicion del cuerpo principal de caja 31 se asienta con respecto a la direccion axial, y como consecuencia las posiciones de los elementos sensores magneticos H incorporados en el cuerpo principal de caja 31 se asientan con respecto a la direccion axial.

[0044] Proporcionar las partes de pata 39 puede garantizar aun mas que la posicion del cuerpo principal de 40 caja 31 se asiente con respecto a la direccion circunferencial y la direccion axial. Esto garantiza que los elementos

sensores magneticos H incorporados en el cuerpo principal de caja 31 se mantengan en posiciones esperadas incluso cuando, por ejemplo, se produzcan vibraciones del motor E. Por consiguiente, incluso en un caso en el que, por ejemplo, el cuerpo principal de caja 31 se adelgace de manera que se reduzca su rigidez, la precision de deteccion llevada a cabo por los elementos sensores magneticos H se puede mantener elevada. Como resultado, se 45 permite un mayor adelgazamiento de la unidad de sensor magnetico 30.

[0045] En el estado en el que la unidad de sensor magnetico 30 esta montada en el estator 10 de la manera descrita anteriormente, las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 se ubican en el exterior del cuerpo principal de caja 31 con respecto a la direccion circunferencial, como se muestra en la FIG. 5. Para ser mas

50 especlficos, las ubicaciones de las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 estan mas afuera, con respecto a la direccion circunferencial, de la ubicacion de, de entre la pluralidad de elementos sensores magneticos H incorporados en el cuerpo principal de caja 31, el elemento sensor magnetico H ubicado mas alejado con respecto a la direccion circunferencial. Cada una de las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 se dispone en una posicion adyacente a la porcion extrema distal de un diente correspondiente 13 del estator 10. En otras 55 palabras, las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 se disponen de tal manera que no se proyectan radialmente hacia fuera desde el estator 10 en gran medida.

[0046] Las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 tienen los orificios de recepcion de sujetador 35a y 36a a traves de los cuales se reciben pernos, como se menciona anteriormente. Los pernos son

magnetizados por flujos magneticos del iman permanente MG del rotor 20 y flujos magneticos de los devanados 14 del estator 10. Este es el motivo por el que las porciones de fijacion externas primera y segunda 35 y 36 se posicionan de manera deseable a una distancia tan grande de los elementos sensores magneticos H como sea posible. En esta realization, con respecto a la direction circunferencial, las ubicaciones de las porciones de fijacion 5 externas primera y segunda 35 y 36 estan mas afuera de la ubicacion de, de entre la pluralidad de elementos sensores magneticos H, el elemento sensor magnetico H ubicado mas alejado con respecto a la direccion circunferencial, como se describe anteriormente.

[0047] Por consiguiente, las porciones de fijacion externas 35 y 36 se posicionan a una distancia suficiente de 10 los elementos sensores magneticos H. Esto puede reducir una influencia recibida de la magnetization de los pernos

que sirven como sujetadores. Adicionalmente, las porciones de fijacion externas 35 y 36 se proporcionan en las porciones de extension 32 y 33 que se extienden en la direccion circunferencial desde el cuerpo principal de caja 31. Esto puede impedir que las porciones de fijacion externas 35 y 36 se proyecten en la direccion radial que de manera no deseable causa un aumento de tamano. De ese modo, esta realizacion consigue una mejora en la precision de 15 detection sin causar un aumento del tamano de la unidad de sensor magnetico 30.

[0048] Con referencia a la FIG. 8, el iman permanente MG, que se une al rotor 20 de la maquina electrica rotativa segun esta realizacion, incluye un par de porciones de extension 25 que se extienden hacia el motor E. El par de porciones de extension 25 se forman en porciones extremas opuestas del iman permanente MG con respecto

20 a la direccion circunferencial. Una portion rebajada 26 se forma entre las porciones de extension 25. Una de las porciones de extension 25 con respecto a la direccion circunferencial genera flujos magneticos que corresponden a la production de un pulso de deteccion necesario para rotar el rotor 20 en la direccion normal. La otra porcion de extension 25 genera flujos magneticos que corresponden a la produccion de un pulso de deteccion necesario para rotar una vez el rotor 20 en la direccion inversa para ejercer la funcion de regreso. En esta realizacion, como se 25 menciona anteriormente, se forma la porcion rebajada 26 entre las porciones de extension 25, lo cual permite una reduction de un material del iman permanente MG, dando como resultado una reduction del coste del material.

[0049] En la presente invention, sin embargo, puede no ser indispensable formar las porciones de extension 25 en las porciones extremas opuestas del iman permanente MG con respecto a la direccion circunferencial como se

30 ilustra en esta realizacion. Por ejemplo, en un caso en el que el motor E no esta provisto de la funcion de regreso, puede ser aceptable que la porcion de extension 25 solo se forme en una porcion extrema con respecto a la direccion circunferencial. Tambien puede ser aceptable que la porcion de extension 25 se forme de modo que se extienda de forma continua por toda la longitud circunferencial del iman permanente MG, es decir, tambien puede ser aceptable que no se forme la porcion rebajada 26 mencionada anteriormente.

35

[0050] Las porciones de extension 25 del iman permanente MG, que se extienden hacia el motor E como se describe anteriormente, se situan con el uso eficaz de un espacio muerto existente convencionalmente que se produce debido a la proyeccion de los devanados 14 del estator 10 hacia el motor E. Por consiguiente, la dimension axial de un cuerpo principal de la maquina electrica rotativa se puede reducir hasta el grado similar a o solo

40 ligeramente mayor del obtenido cuando las porciones de extension 25 no se forman en el iman permanente MG como en la tecnica convencional. En esta realizacion, la dimension axial L de la porcion de extension 25 se establece sustancialmente igual al espesor del iman permanente MG. Por ejemplo, cuando el iman permanente MG tiene un espesor de 6 mm, la dimension axial L de la porcion de extension 25 se establece de 5 a 6 mm.

45 [0051] Con referencia a la FIG. 9, el elemento sensor magnetico H se dispone a una distancia d hacia el

motor E desde una superficie extrema en el lado del motor E de la porcion de extension 25 del iman permanente MG. En la presente invencion, no se pone ninguna limitation particular a la distancia d. Desde el punto de vista de garantizar la deteccion de flujos magneticos de fuga emitidos por la porcion de extension 25 del iman permanente MG, es deseable que el elemento sensor magnetico H se disponga adyacente a la superficie extrema en el lado del 50 motor E de la porcion de extension 25 del iman permanente MG. En consideration a una tolerancia de montaje entre el cuerpo principal de rotor 21 y el ciguenal 1 en la direccion axial, las vibraciones, y similares, es deseable que la unidad de sensor magnetico 30 se disponga adyacente a, pero no en contacto mecanico con, una parte componente del rotor 20. En esta realizacion, la distancia d entre el elemento sensor magnetico H y la superficie extrema en el lado del motor E de la porcion de extension 25 del iman permanente MG se establece de 3,5 a 4,0 mm 55 aproximadamente.

[0052] Asumiendo que una longitud de hueco con respecto a la direccion radial entre una superficie extrema

circunferencial externa de los dientes 13 y una superficie extrema circunferencial interna del iman permanente MG se define como g, la position del elemento sensor magnetico H con respecto a la direccion radial se establece como

se indica a continuacion. El elemento sensor magnetico H se dispone de tal manera que se ubica al menos parcialmente dentro de un intervalo de ±g en la direccion radial desde la superficie extrema circunferencial interna del iman permanente MG. Disponer el elemento sensor magnetico H dentro de tal intervalo puede garantizar la deteccion de los flujos magneticos de fuga emitidos por la porcion de extension 25 del iman permanente MG, 5 manteniendose de ese modo una precision de deteccion elevada.

[0053] En la presente invencion, como se ha descrito hasta ahora, el elemento sensor magnetico H detecta flujos magneticos de fuga emitidos por la porcion de extension 25 del iman permanente MG. Esto elimina la necesidad de proporcionar un elemento de gula que este hecho de un cuerpo magnetico e incrustado en la parte de

10 pata de asentamiento de la posicion 39, lo cual es de lo contrario necesario con el fin de guiar los flujos magneticos principales emitidos por el iman permanente MG. Por tanto, se evita la complicacion de la configuracion. Adicionalmente, la adopcion de la configuracion en la que se le proporcionan las porciones de extension 25 al iman permanente MG de manera que se detecten los flujos magneticos de fuga emitidos por las mismas puede reducir la interferencia de los flujos de campo magnetico que producen los devanados 14 del estator 10 mientras la maquina 15 electrica rotativa esta siendo impulsada.

[0054] Como queda claro por la descripcion de la realizacion anterior, la maquina electrica rotativa segun la realizacion de la presente invencion hace uso de un espacio, que convencionalmente no se ha usado de manera eficaz, para hacer que el iman permanente MG se extienda en la direccion axial para formar la porcion de extension

20 25, de manera que los flujos magneticos de fuga emitidos por la porcion de extension 25 sean detectados por el elemento sensor magnetico H. Esto permite una reduction de tamano sin un aumento de la dimension axial.

[0055] Ademas, no es necesario, tampoco, que se extienda la parte de pata desde la unidad de sensor magnetico y un elemento de gula hecho de un cuerpo magnetico se proporcione en la parte de pata. Esto permite

25 una simplification de la estructura. Asimismo, ya que el cuerpo principal de caja 31 de la unidad de sensor magnetico adoptada en esta solicitud tiene una forma plana, la deteccion de la posicion de rotation del rotor se puede garantizar sin un aumento de la dimension axial. Asimismo, ya que las porciones de extension 25 que se extienden hacia el motor E se le proporcionan al iman permanente MG, se puede garantizar la deteccion de los flujos magneticos de fuga emitidos por las porciones de extension 25 aunque los devanados 14 produzcan flujos de campo 30 magnetico mientras la maquina electrica rotativa esta siendo impulsada. Esto consigue una mejora en la precision de deteccion, con una estructura simple.

[0056] La presente invencion es adecuada para el uso como un arrancador-generador que se monta en un motor de una motocicleta. Sin embargo, las aplicaciones de la presente invencion no se limitan a una maquina

35 electrica rotativa que sirva como el arrancador-generador de este tipo. La presente invencion es aplicable a diversos tipos de maquinas electricas rotativas incluidas en diversos tipos de vehlculos ademas de las motocicletas.

[0057] Se deberla entender que los terminos y expresiones usados en esta solicitud son para las descripciones y no tienen la intention de ser interpretados de manera limitada, no descartan equivalentes de las

40 caracterlsticas mostradas y mencionadas en esta solicitud, y permiten diversas modificaciones que caigan dentro del alcance reivindicado de la presente invencion.

[0058] La presente invencion se puede materializar de muchas formas diferentes. Se considerara que la presente descripcion proporciona ejemplos de los principios de la invencion. Un numero de realizaciones ilustrativas

45 se describen en esta solicitud con el entendimiento de que tales ejemplos no estan destinados a limitar la invencion a las realizaciones preferidas de la invencion descritas en esta solicitud y/o ilustradas en esta solicitud.

[0059] Mientras que algunas realizaciones ilustrativas de la invencion se han descrito en esta solicitud, la presente invencion no se limita a las diversas realizaciones preferidas de la invencion descritas en esta solicitud. La

50 presente invencion incluye todas y cada una de las realizaciones que tienen elementos equivalentes, modificaciones, omisiones, combinaciones (por ejemplo, de aspectos en diversas realizaciones), adaptaciones y/o alteraciones como se apreciarla por los expertos en la materia en base a la presente descripcion. Las limitaciones en las reivindicaciones se interpretaran ampliamente en base al lenguaje empleado en las reivindicaciones y no se limitaran a los ejemplos descritos en la presente memoria descriptiva o durante el procesamiento de la solicitud, cuyos 55 ejemplos seran interpretados como no exclusivos. Por ejemplo, en la presente descripcion, el termino "preferentemente" no es exclusivo y significa "preferentemente, pero no limitado a".

APLICACION INDUSTRIAL

[0060] La presente invencion es adecuada para el uso como una maquina electrica rotativa que sirve como

un arrancador-generador que se monta en un motor de, por ejemplo, una motocicleta.

DESCRIPCION DE LOS SIGNOS DE REFERENCIA

5

[0061]

1: ciguenal

1a: una porcion extrema

10 2: caja de motor

10: estator

12: parte de nucleo

13: diente

13b: porcion que se proyecta lateralmente

15 20: rotor

21: cuerpo principal de rotor

24: porcion de pared periferica

25: porcion de extension

30: unidad de sensor magnetico

20 31: cuerpo principal de caja

32: primera porcion de extension

33: segunda porcion de extension

34: porcion de extension hacia dentro

35: primera porcion de fijacion externa

25 36: segunda porcion de fijacion externa

37: primera porcion de fijacion interna

38: segunda porcion de fijacion interna

39: parte de pata

39a: porcion principal de pata

30 39b: porcion de pestillo

39c: porcion de escalon

E: motor

H: elemento sensor magnetico

MG: iman permanente

35 Q: llnea del eje de rotacion

SG: maquina electrica rotativa

Claims

REIVINDICACIONES

1. Maquina electrica rotativa que comprende:

5 un rotor (20) configurado para fijarse en una porcion extrema de una parte de arbol de rotacion (1) de un motor (E), siendo el rotor (20) en la forma de un tubo con una parte inferior; un estator (10) dispuesto en el interior del rotor (20); y

una unidad de sensor magnetico (30) configurada para detectar una posicion de rotacion del rotor (20), incluyendo el estator (10) una pluralidad de dientes (13) que se extienden en una direccion radial de la parte de arbol 10 de rotacion (1), disponiendose la pluralidad de dientes (13) en una direccion circunferencial de la parte de arbol de rotacion (1),

incluyendo el rotor (20) una porcion de pared inferior (23) que tiene una forma similar a un disco, una porcion de pared periferica (24) que tiene una forma tubular, y un iman permanente (MG), fijandose la porcion de pared inferior (23) a la parte de arbol de rotacion (1), extendiendose la porcion de pared periferica (24) en una direccion axial de la 15 parte de arbol de rotacion (1) desde un borde circunferencial externo de la porcion de pared inferior (23) hacia el motor (E), fijandose el iman permanente (MG) a una superficie circunferencial interna de la porcion de pared periferica (24),

incluyendo la unidad de sensor magnetico (30) un cuerpo principal de caja (31) y un elemento sensor magnetico (H) que se incorpora en el cuerpo principal de caja (31),

20

caracterizada por que

el iman permanente (MG) incluye una porcion de extension (25) que se extiende en la direccion axial hacia el motor (E) mas alla de una superficie extrema en un lado del motor de los dientes (13),

25 el elemento sensor magnetico (H) se dispone mas cerca del motor (E) de lo que una superficie extrema en el lado del motor de la porcion de extension (25) del iman permanente (MG) lo esta del motor (E),

el elemento sensor magnetico (H) se dispone de tal manera que el elemento sensor magnetico (H) se ubica al menos parcialmente dentro de un intervalo de ±g en la direccion radial desde una superficie extrema circunferencial interna del iman permanente (MG), donde g representa una longitud de hueco con respecto a la direccion radial 30 entre una superficie extrema circunferencial externa de los dientes (13) y la superficie extrema circunferencial interna del iman permanente (MG).
2. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 1, en la que

35 la unidad de sensor magnetico (30) incluye una parte de pata de asentamiento de la posicion (39) que se extiende desde el cuerpo principal de caja (31) hacia los dientes (13),

la parte de pata de asentamiento de la posicion (39) esta en contacto con los dientes (13) de manera que la posicion de la unidad de sensor magnetico (30) se asiente con respecto a la direccion axial.

40 3. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 2, en la que

la parte de pata de asentamiento de la posicion (39) esta hecha de un solo cuerpo no magnetico.
4. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 2 o 3, en la que 45

la parte de pata de asentamiento de la posicion (39) se dispone en una posicion mas cerca de la superficie extrema circunferencial interna del iman permanente (MG) que de la llnea del eje de la parte de arbol de rotacion (1).
5. Maquina electrica rotativa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que 50

la porcion de extension (25) se proporciona en cada una de las porciones extremas opuestas del iman permanente (MG) con respecto a la direccion circunferencial, y una porcion rebajada (26) se forma entre las porciones de extension (25).

55 6. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 2, en la que

cada diente (13) incluye un par de porciones que se proyectan lateralmente (13b) que se extienden en la direccion circunferencial desde el extremo distal del diente (13) con respecto a la direccion radial,

la parte de pata de asentamiento de la posicion (39) de la unidad de sensor magnetico (30) se coloca entre

porciones que se proyectan lateralmente (13b) formadas en pares vecinas.
7. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 6, en la que

5 la parte de pata de asentamiento de la posicion (39) incluye una porcion principal de pata (39a) y una porcion de pestillo (39b) que se le proporciona a una porcion extrema distal de la porcion principal de pata (39a), teniendo la porcion de pestillo (39b) una anchura mas pequena que la anchura de la porcion principal de pata (39a), la porcion de pestillo (39b) se coloca, de entre las porciones que se proyectan lateralmente (13b) formadas en pares, entre las porciones que se proyectan lateralmente (13b) vecinas entre si con respecto a la direccion circunferencial, 10 de manera que la posicion del cuerpo principal de caja (31) se asiente con respecto a la direccion circunferencial, una porcion de escalon (39c) proporcionada en el llmite entre la porcion principal de pata (39a) y la porcion de pestillo (39b) se asegura a las porciones que se proyectan lateralmente (13b) formadas en pares vecinas, para impedir el movimiento del cuerpo principal de caja (31) en la direccion axial.

15 8. Maquina electrica rotativa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que

el elemento sensor magnetico (H) es un CI Hall de tipo de conmutacion.
9. Maquina electrica rotativa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que

20

la dimension axial de la porcion de extension (25) del iman permanente (MG) es mayor que una dimension equivalente al espesor del iman permanente (MG).
10. Maquina electrica rotativa segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que 25

la unidad de sensor magnetico (30) incluye ademas:

una porcion de fijacion externa (35, 36) para fijar el cuerpo principal de caja (31) a la caja de motor; y una porcion de fijacion interna (37, 38) para fijar el cuerpo principal de caja (31) al estator (10),

30 con respecto a una direccion radial del estator (10), la porcion de fijacion externa (35, 36) se dispone en el exterior de un borde circunferencial externo del estator (10), mientras que con respecto a la direccion circunferencial, la porcion de fijacion externa (35, 36) se dispone fuera del elemento sensor magnetico (H) que esta ubicado mas alejado con respecto a la direccion circunferencial.

35 11. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 10, en la que

la porcion de fijacion externa (35, 36) tiene la forma de una porcion de extension (25) que se extiende en la direccion circunferencial desde el cuerpo principal de caja (31).

40 12. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 10, en la que

la porcion de fijacion externa (35, 36) incluye una primera porcion de fijacion externa (35) proporcionada en una primera porcion de extension (32) y una segunda porcion de fijacion externa (36) proporcionada en una segunda porcion de extension (33), extendiendose la primera porcion de extension (32) desde el cuerpo principal de caja (31) 45 hacia una direccion en la direccion circunferencial, extendiendose la segunda porcion de extension (33) desde el cuerpo principal de caja (31) hacia la otra direccion en la direccion circunferencial.
13. Maquina electrica rotativa segun la reivindicacion 10, en la que

50 la unidad de sensor magnetico (30) incluye una porcion de extension hacia dentro (34) que se extiende desde el cuerpo principal de caja (31) hacia dentro con respecto a la direccion radial, la porcion de fijacion interna (37, 38) se proporciona en una porcion de borde periferico interno de la porcion de extension hacia dentro (34).
14. Vehlculo de tipo de montar en sillln que comprende:

un motor (E); y

la maquina electrica rotativa (SG) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.