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JP2001238386A - 交流発電機 - Google Patents

交流発電機

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JP2001238386A
JP2001238386A JP2000047795A JP2000047795A JP2001238386A JP 2001238386 A JP2001238386 A JP 2001238386A JP 2000047795 A JP2000047795 A JP 2000047795A JP 2000047795 A JP2000047795 A JP 2000047795A JP 2001238386 A JP2001238386 A JP 2001238386A
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stator
extending
conductor
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和男 松永
Atsushi Ohashi
篤志 大橋
Yoshito Asao
淑人 浅尾
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to DE60033268T priority patent/DE60033268T2/de
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、コイルエンドでの短絡を防止す
ることができるとともに、固定子巻線の冷却性が向上
し、かつ騒音を低減することができる交流発電機を得
る。 【解決手段】 この発明の車両用交流発電機では、多相
固定子巻線３２は、固定子鉄心１５の端面側のスロット
１５ａ外において、スロット１５ａ内の第１層目から延
出した第１の導線部の軸線方向に延びた先端部と、周方
向に所定スロット数離れたスロット１５ａ内の第２層目
から延出された第２の導線部の軸線方向に延びた先端部
とが接続された複数の接続部３２ａ，３２ｂを有し、接
続部３２ａ、３２ｂが周方向に複数列に配置されたコイ
ルエンドが形成されており、各接続部３２ａ，３２ｂは
径線上から周方向に１/２スロット離れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば乗用車、
トラック等の乗り物に搭載される車両用交流発電機に関
し、特にその固定子の固定子巻線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１５は従来の車両用交流発電機の断面
図である。車両用交流発電機は、ランドル型の回転子７
がアルミニウム製のフロントブラケット１及びリヤブラ
ケット２から構成されたケース３内にシャフト６を介し
て回転自在に装着され、固定子８が回転子７の外周側を
覆うようにケース３の内壁面に固着されて構成されてい
る。シャフト６は、フロントブラケット１及びリヤブラ
ケット２に回転可能に支持されている。このシャフト６
の一端にはプーリ４が固着され、エンジンの回転トルク
をベルト(図示せず)を介してシャフト６に伝達できるよ
うになっている。回転子７に電流を供給するスリップリ
ング９がシャフト６の他端部に固着され、一対のブラシ
１０がこのスリップリング９に摺接するようにケース３
内に配設されたブラシホルダ１１に収納されている。固
定子８で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレー
タ１８がブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシク１７
に接着されている。固定子８に電気的に接続され、固定
子８で生じた交流を直流に整流する整流器１２がケース
３内に装着されている。
【０００３】回転子７は、電流を流して磁束を発生する
回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆うよう
に設けられ、回転子コイル１３で発生された磁束によっ
て磁極が形成される一対のポールコア２０、２１とから
構成される。一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、
それぞれ爪形状の爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向
に等角ピッチで複数突設され、爪状磁極２２、２３をか
み合わせるように対向してシャフト６に固着されてい
る。さらに、遠心ファン５が回転子７の軸線方向の両端
面に固着されている。
【０００４】固定子８は、固定子鉄心１５と、この固定
子鉄心１５に導線を巻回してなり、回転子７の回転に伴
い、回転子７からの磁束の変化で交流が生じる固定子巻
線１６とから構成されている。
【０００５】次に、固定子巻線１６の構造について図１
６の巻線図を用いて説明する。固定子巻線１６は、ａ相
固定子巻線部１６ａ、ｂ相固定子巻線部及びｃ相固定子
巻線部から構成されている。ａ相固定子巻線部１６ａ、
ｂ相固定子巻線部及びｃ相固定子巻線部は互いに１スロ
ット１５ａずつずれて配置され、かつ星型結線されてい
る。図１６はａ相固定子巻線部１６ａの巻線図であり、
ｂ相固定子巻線部、ｃ相固定子巻線図は示されていな
い。なお、この図では図中、実線はリヤブラケット２側
の導線（後述する導体セグメントの連結部である。）を
示し、点線はフロントブラケット２側の導線（後述する
導体セグメントのつなぎ部である。）を示している。
【０００６】ａ相固定子巻線部１６ａは、第１及び第２
巻線部５４、５５を備えている。ａ相口出線１００に接
続された第１巻線部５４は、スロット番号が１番でスロ
ット１５ａ内の外周側から２番目（以後、外周側から１
番目は１番地、２番目は２番地、３番目は３番地、４番
目は４番地と呼ぶ。）を始点として、反時計方向に延び
てフロントブラケット１側からスロット番号４の１番地
のスロット１５ａ内に入る。そして、リヤブラケット２
側から時計方向に延びてスロット番号４の４番地のスロ
ット１５ａ内に入り、フロントブラケット１側に出る。
次に、反時計方向に延びてフロントブラケット１側から
スロット番号４の３番地のスロット１５ａ内に入り、リ
ヤブラケット１側に出る。その後、反時計方向に延びて
スロット番号７の２番地のスロット１５ａ内に入り、フ
ロントブラケット１側に出る。
【０００７】このように、各スロット１５ａ内の第１層
目である１番地からリヤブラケット２側に導出された導
線は３スロット時計方向に離れたスロット１５ａ内の第
４層目である４番地にフロントブラケット１側に向けて
入る。また、各スロット１５ａ内の第３層目である３番
地からリヤブラケット２側に導出された導線は３スロッ
ト反時計方向に離れたスロット１５ａ内の第２層目であ
る２番地にフロントブラケット１側に向けて入る。そし
て、最後にはスロット番号３４の第３層目である３番地
からリヤブラケット２側に出た導線が反時計方向に延び
てスロット番号１の第１層目の１番地に到達し、ここが
第１巻線部５４の終点となる。
【０００８】第１巻線部５４の終点は第２巻線部５５の
始点でもあり、この第２巻線部５５は、時計方向に延び
てフロントブラケット１側からスロット番号３４の第２
層目である２番地のスロット１５ａ内に入る。引き続き
リヤブラケット２側から導出された導線は、リヤブラケ
ット２側から時計方向に延びてスロット番号３１の第３
層目である３番地のスロット１５ａ内に入り、フロント
ブラケット１側に出る。次に、時計方向に延びてフロン
トブラケット１側からスロット番号２８の４番地のスロ
ット１５ａ内に入り、リヤブラケット１側に出る。その
後、反時計方向に延びてスロット番号３１の１番地のス
ロット１５ａ内に入り、フロントブラケット１側に出
る。この導線は時計方向に延びてスロット番号２８の２
番地のスロット１５ａ内に入る。
【０００９】このようにして、各スロット１５ａ内の４
番地からリアブラケット２側に導出された導線は３スロ
ット反時計方向に離れたスロット１５ａ内の１番地にフ
ロントブラケット１側に向けて入る。また、各スロット
１５ａ内の２番地からリヤブラケット２側に導出された
導線は３スロット時計方向に離れたスロット１５ａ内の
３番地にフロントブラケット１側に向けて入る。そし
て、最後にはスロット番号１の３番地からフロントブラ
ケット１側に出た導線は時計方向に延びてスロット番号
３４の４番地に到達し、ここが第２巻線部５５の終点と
なる。この終点には中性点引き出し線１０１が接続され
ている。
【００１０】このように、ａ相固定子巻線部１６ａで
は、ａ相口出し線１００に接続された第１巻線部５４
は、３スロットおきに、複数箇所で時計方向に向きを変
えながら、全体として反時計方向に１周回し、引き続き
第２巻線部５５は、３スロットおきに、複数箇所で反時
計方向に向きを変えながら、全体として時計方向に１周
回し、４ターンのａ相固定子巻線部１６ａが構成されて
いる。なお、ｂ相固定子巻線部及びｃ相固定子巻線部に
ついては、ａ相固定子巻線部と同様であり、その説明は
省略する。
【００１１】上記構成の３相固定子巻線１６は、図１７
に示した多数の短尺の導体セグメント５０を接合して形
成される。導線の構成要素である導体セグメント５０
は、絶縁被覆された断面丸形状の銅線材を略Ｕ字状に成
形したもので、スロット１５ａ内に収まる一対の直線部
５１ａ、５１ｂと、直線部５１ａ、５１ｂ同士を連結し
た連結部５２と、直線部５１ａ、５１ｂの先端部に設け
られ両開きして隣接した導体セグメント５０同士をつな
ぐつなぎ部５３ａ、５３ｂとから構成されている。
【００１２】次に、導体セグメント５０を用いてａ相固
定子巻線部１６ａを形成する手順について説明する。ま
ず、図１６に示すように、所定のスロット番号及び番地
に、導体セグメント５０の一方の直線部５１ａ及び３ス
ロット離れた他方の直線部５１ｂをリヤブラケット２側
から挿入し、各スロット１５ａ内では、導体セグメント
５０の直線部５１ａ、５１ｂが径方向に１列に４本並ん
で配列される。
【００１３】その後、フロントブラケット１側では、図
１６の巻線図の点線で示すように、フロントブラケット
１側に直線部５１ａから延出されたつなぎ部５３ａと、
３スロット離れた直線部５１ｂから延出されたつなぎ部
５３ｂとを接合し、４ターンのａ相固定子巻線部１６ａ
を形成する。なお、図１６の点線から分かるように、ス
ロット１５ａ内の、第１層目及び第３層目からフロント
ブラケット１側にそれぞれ延出された導体セグメント５
０のつなぎ部５３ａは時計方向に３スロット離れたスロ
ット１５ａ内の、第２層目及び第４層目からフロントブ
ラケット１側にそれぞれ延出された導体セグメント５０
のつなぎ部５３ｂとそれぞれフロントブラケット１側で
接合されている。
【００１４】導体セグメント５０のつなぎ部５３ａ、５
３ｂの先端部同士は、曲げ工程のし易さから、導体セグ
メント５０が挿入されている２つのスロット１５ａ間の
ほぼ真ん中の位置で径方向に重ね合わされ、クランプ２
９が巻き付けられた後、半田溶接されている。内周側の
つなぎ部５３ａ、５３ｂの先端部同士の接続部である内
周側接続部５６と、外周側のつなぎ部５３ａ、５３ｂ同
士の接続部である外周側接続部５７とは、図１８及び図
１９に示されるように、径方向に１列に並んで配置され
ている。
【００１５】同様にして、４ターンのｂ相固定子巻線
部、ｃ相固定子巻線部が形成され、その後それぞれの各
相固定子巻線部は星型結線されて３相固定子巻線１６が
形成される。
【００１６】このように構成された車両用交流発電機で
は、電流がバッテリ（図示せず）からブラシ１０及びス
リップリング９を介して回転子コイル１３に供給され、
磁束が発生される。この磁束により、一方のポールコア
２０の爪状磁極２２がＮ極に着磁され、他方のポールコ
ア２１の爪状磁極２３がＳ極に着磁される。一方、エン
ジンの回転トルクがベルト及びプーリ４を介してシャフ
ト６に伝達され、回転子７が回転される。そこで、固定
子巻線１６に回転磁界が与えられ、固定子巻線１６に起
電力が発生する。この交流の起電力が整流器１２を通っ
て直流に整流されるとともに、その大きさがレギュレー
タ１８により調整され、バッテリに充電される。
【００１７】車両用交流発電機においては、回転子コイ
ル１３、固定子巻線１６、整流器１２及びレギュレータ
１８は、発電中、常に発熱している。そこで、発電によ
り発生する熱を冷却するために、吸気孔１ａ、２ａ及び
排気孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１及びリヤブラ
ケット２に設けられている。そして、図１５中一点鎖線
で示されるように、リヤ側においては、遠心ファン５の
回転により、外気が整流器１２のヒートシンク１９及び
レギュレータ１８のヒートシンク１７にそれぞれ対向し
て設けられた吸気孔２ａを通じて吸い込まれて整流器１
２及びレギュレータ１８を冷却し、その後遠心ファン５
により遠心方向に曲げられて固定子巻線１６のリヤ側の
コイルエンド１６ｂを冷却し、排気孔２ｂより外部に排
出される。
【００１８】一方、フロントブラケット１側において
は、遠心ファン５の回転により、外気が吸気孔１ａから
軸方向に吸い込まれ、その後遠心ファン５により遠心方
向に曲げられて固定子巻線１６のフロント側のコイルエ
ンド１６ａを冷却し、排気孔１ｂより外部に排出され
る。ここで、固定子巻線１６は、発熱度合いが高く、高
温度となるとその出力特性が低下してしまうことから、
そのコイルエンド１６ｂを遠心ファン５と排気孔１ｂ、
２ｂとの間に位置させ、確実に冷却できるように構成さ
れている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の車両用交流
発電機では、内周側接続部５６と外周側接続部５７とが
径方向に近接しており、つなぎ部５３ａ、５３ｂ同士を
クランプ２９で巻き付けるのが困難となり、かつ半田が
隣接する内周側接続部５６、外周側接続部５７に乗り上
げ易くなり、接続作業性及び歩留まりを低下させるとい
う問題点があった。また、内周側接続部５６と外周側接
続部５７とが径方向に一列に配列されているので、遠心
ファン５から吐出された冷却風が外周側接続部５７に衝
突しにくく、外周側の導体セグメント５０の温度が上昇
して外周側接続部５７の半田が溶融滴下し、隣接した他
の導体セグメント５０と短絡するという問題点もあっ
た。また、車両用交流発電機は車両の中で最も振動の大
きいエンジンに取り付けられるので、内周側接続部５６
と外周側接続部５７とが振動により接触して短絡すると
いう問題点もあった。
【００２０】また、導体セグメント５０のつなぎ部５３
ａ、５３ｂ同士の接合が半田付けに代えて例えばＴＩＧ
溶接で行われる場合においても、内周側接続部５６と外
周側接続部５７とが径方向に近接しているので、一方の
接続部の溶接時に隣接した他方の接続部を同時に溶接し
て互いに接続されてしまい、接合作業性及び歩留まりが
低下してしまうという問題点もあった。このＴＩＧ溶接
による接続においては、図２１及び図２２に示されるよ
うに、銅製の挟み込み治具４０を一直線に並べ、挟み込
み治具４０の先端部同士を突き合わせて導体セグメント
５０を保持し、溶接時の発熱を挟み込み治具４０を介し
て放熱用治具４１に伝達させて放熱するようにしていた
が、挟み込み治具４０と導体セグメント５０との接触面
積が小さいので、溶接時の接続部５６、５７での熱が十
分に放熱できず、接続部５６、５７近傍のつなぎ部５３
ａ、５３ｂまでも皮膜焼けが発生して導体セグメント５
０同士の良好な絶縁状態が得られないという問題点もあ
った。また、治具４０は一列に並んだ接続部５６、５７
を纏めて保持しているので、保持性が不確実で、ＴＩＧ
溶接が不安定になるという問題点もあった。また、治具
４０は軟質の銅で構成されており、この先細の治具４０
同士が当接しているので、破損し易く、治具４０の寿命
が極端に悪いという問題点もあった。
【００２１】また、絶縁用ワニスを接続部５６、５７に
塗布した場合、ワニスが近接している接続部５６、５７
に跨って塗布されてしまい、冷却風の通路を塞ぐことと
なって騒音や固定子巻線１６の冷却性が悪化してしまう
という問題点もあった。
【００２２】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、コイルエンドでの短
絡を防止することができるとともに、固定子巻線の冷却
性が向上し、かつ騒音を低減することができる交流発電
機を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る交流発電機では、多相固定子巻線は、固定子鉄心の端
面側のスロット外において、スロット内の第ｎ層目から
延出した第１の導線部の軸線方向に延びた先端部と、周
方向に所定スロット数離れたスロット内の第（ｎ＋１）
層目から延出された第２の導線部の軸線方向に延びた先
端部とが接続された複数の接続部を有し、接続部が周方
向に複数列に配置されたコイルエンドが形成されてお
り、径方向での各前記接続部においては、各接続部はそ
れぞれ周方向にずれて設けられている。
【００２４】この発明の請求項２に係る交流発電機で
は、第１のスロット内の第１層目から延出した第１の導
線部の先端部と第２のスロット内の第２層目から延出さ
れた第２の導線部の先端部とが接続された外周側接続部
と、前記第１のスロット内の第３層目から延出した第１
の導線部の先端部と前記第２のスロット内の第４層目か
ら延出された第２の導線部の先端部とが接続された内周
側接続部とは１／２スロット分離れている。
【００２５】この発明の請求項３及び４に係る交流発電
機では、固定子鉄心の内周側にある内周側接続部と固定
子鉄心の端面との間の距離と、固定子鉄心の外周側にあ
る外周側接続部と固定子鉄心の端面との間の距離とは異
なる。
【００２６】この発明の請求項５に係る交流発電機で
は、第１の導線部の先端部と第２の導線部の先端部とが
径方向において重なって接続部が形成されている。
【００２７】この発明の請求項６に係る交流発電機で
は、接続部は回転子の回転方向に径線から傾斜してお
り、接続部は回転子の回転で生じた冷却風を固定子鉄心
の外部に案内するようになっている。
【００２８】この発明の請求項７に係る交流発電機で
は、固定子鉄心の内周側にある内周側接続部と、固定子
鉄心の外周側にある外周側接続部とは径方向において隙
間がある。
【００２９】この発明の請求項８に係る交流発電機で
は、第１の導線部、第２の導線部はほぼＵ字状の導体セ
グメントの端部を開いて構成され、接続部は溶接接合さ
れて形成されている。
【００３０】この発明の請求項９に係る交流発電機で
は、接続部は絶縁性樹脂で被覆されている。
【００３１】この発明の請求項１０に係る交流発電機で
は、第１の導線部及び第２の導線部は一連の導線であ
り、接続部では連続的に接続されている。
【００３２】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて図について説明するが、以下の説明では、従来のも
のと同一または相当部分は同一符号を付して説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る車
両用交流発電機の固定子３０の要部を示す斜視図、図２
は図１の固定子３０をフロントブラケット１側（接続部
側）から視たときの固定子鉄心及び接続部を示す平面
図、図３は図２の要部拡大図である。図１において、固
定子鉄心１５は、円筒状に成形され、溝方向を軸線方向
とするスロット１５ａが内周側に開口するようにして周
方向に等角ピッチで３６個形成されている。固定子巻線
３２は、絶縁被覆された銅線を略Ｕ字状に成形してなる
複数の導体セグメント５０から構成されており、固定子
鉄心１５の各スロット１５ａに図１５の巻線図に示した
ように装着されている。
【００３３】ここで、導体セグメント５０は、例えば図
１６においてスロット番号１９のスロット１５ａ内の２
番地からフロントブラケット１側に延出したつなぎ部５
３ａの長さが、３スロット数離れたスロット番号２２の
スロット１５ａ内の１番地からフロントブラケット１側
に延出したつなぎ部５３ｂの長さよりも若干長く、また
スロット番号１９のスロット１５ａ内の４番地からフロ
ントブラケット１側に延出したつなぎ部５３ａの長さ
が、スロット番号２２の３番地からフロントブラケット
１側に延出したつなぎ部５３ｂの長さよりも若干短く成
形されている。
【００３４】このように、Ｕ字形状の導体セグメント５
０は左右のつなぎ部５３ａ、５３ｂの長さを違えること
で、つなぎ部５３ａ、５３ｂの先端部の半田接合された
内周側接続部３２ａと外周側接続部３２ｂとが、図２及
び図３に示されるように、周方向に１／２スロットずれ
て配置された構成を実現している。ここでは、１スロッ
ト１５ａ数は３６で、スロット１５ａ間の間隔は１０°
であり、内周側接続部３２ａと外周側接続部３２ｂとは
スロット１５ａ間の間隔角度の１/２の５°ずれてい
る。
【００３５】上記構成の車両用交流発電機では、先ず、
各導体セグメント５０のつなぎ部５３ａ、５３ｂをリヤ
ブラケット２側から図１６に示したように所定のスロッ
ト１５ａにそれぞれ挿入してフロントブラケット１側に
突出させ、その後、周方向に互いに離れるように折曲さ
せた後、その先端部同士を径方向に重ね合わせる。この
とき、導体セグメント５０の内周側のつなぎ部５３ａ、
５３ｂの先端部同士と、導体セグメント５０の外周側の
つなぎ部５３ａ、５３ｂの先端部同士とは、周方向に１
／２スロットずれている。そして、この先端部同士をク
ランプ２９で巻き付けて固定した後、半田で溶接するこ
とで内周側接続部３２ａ、外周側接続部３２ｂが形成さ
れる。
【００３６】この実施の形態１によれば、内周側接続部
３２ａと外周側接続部３２ｂとが周方向に１／２スロッ
トずれており、径方向において重なることなく配列され
ているので、つなぎ部５３ａ、５３ｂ同士へのクランプ
２９の巻き付けが容易となり、また半田が隣接する接続
部３２ａ、３２ｂに乗り上げにくくなり、接続作業性及
び歩留まりを向上させることができる。また、遠心ファ
ン５から吐出された冷却風が外周側の導体セグメント５
０のつなぎ部５３ａ、５３ｂに衝突し易くなり、固定子
巻線３２の冷却性が向上する。
【００３７】本願の発明者がこの実施の形態１の固定子
３０を従来の固定子８に代えて車両用交流発電機を作動
させて固定子３０の温度を測定したところ、固定子３０
の温度が従来の固定子８と比較して１０℃程度低下し、
接続部３２ａ、３２ｂの半田が溶融滴下することもなか
った。また、内周側接続部３２ａと外周側接続部３２ｂ
とが十分に離れているので、接続部３２ａ、３２ｂが振
動により接触して短絡するという不具合も回避すること
ができた。
【００３８】実施の形態２．上記実施の形態１では、導
体セグメント５０の先端部同士を半田付けにより接合し
たが、この実施の形態２では、導体セグメント５０の先
端部同士を半田溶接により接合し、さらに表面に絶縁ワ
ニスを塗布して内周側接続部３３ａ、外周側接続部３３
ｂを形成している。なお、他の構成は上記実施の形態１
と同様である。この実施の形態２による固定子３０Ｂで
は、実施の形態１と同様の効果を得ることができるとと
もに、絶縁ワニスが隣接した内周側接続部３３ａ、外周
側接続部３３ｂを跨いで形成されるようなことはなく、
絶縁ワニスが冷却風の通路を塞いで騒音の発生や固定子
巻線３３の冷却性の低下を招くといったことを防止する
ことができる。
【００３９】実施の形態３．この実施の形態３の固定子
３０Ｂでは、図５に示されるように、内周側接続部３４
ａの軸線方向高さを外周側接続部３４ｂの軸線方向高さ
より高くしている。他の構成は上記実施の形態２と同様
である。この実施の形態３による固定子３０Ｂでは、固
定子巻線３４の内周側接続部３４ａと外周側接続部３４
ｂとの距離をさらに大きくできるので、溶接作業性及び
歩留まりを向上させることができるとともに、振動によ
る接続部３４ａ、３４ｂ同士の短絡を防止することがで
きる。
【００４０】実施の形態４．この実施の形態４の固定子
３０Ｃでは、図６に示されるように、内周側接続部３５
ａ及び外周側接続部３５ｂが径方向に対して回転子７の
回転方向に沿うように傾斜して設けられている。ここで
は、内周側接続部３５ａ及び外周側接続部３５ｂが、固
定子巻線１５の軸心を通る半径線に対して３０°傾斜し
ている。他の構成は上記実施の形態２と同様である。こ
の実施の形態４による固定子３０Ｃでは、接続部３５
ａ、３５ｂの傾きが遠心ファン５からの冷却風の吐出方
向に略一致し、冷却風が円滑に排出される。本願の発明
者がこの実施の形態４の固定子３０Ｃを従来の固定子８
に代えて車両用交流発電機を回転子７が１００００ｒｐ
ｍの条件下で作動させて風騒音を測定したところ、従来
のものと比較して５デシベルの騒音低減効果が得られ
た。
【００４１】なお、上記各実施の形態では、接続部を半
田溶接で形成したが、勿論このものに限定されるもので
はなく、接続部をＴＩＧ溶接で形成してもよい。この例
では、図７及び図８に示すように、径方向に重ね合わさ
れたつなぎ部５３ａ、５３ｂの先端部を一対の挟み込み
治具４０で保持した状態で、つなぎ部５３a、５３ｂの
先端部同士をそれぞれＴＩＧ溶接して接続する。この
時、一方の挟み込み治具４０の先端が他方の挟み込み治
具４０内の径方向に重ね合わされた導体セグメント５０
のつなぎ部５３ａ、５３ｂを押し付けているので、つな
ぎ部５３ａ、５３ｂは確実に保持され、安定した溶接作
業を行うことができる。
【００４２】また、つなぎ部５３ａ、５３ｂと挟み込み
治具４０との接触面積は増大し、溶接時の熱が挟み込み
治具４０を介して放熱用治具４１に伝達されて速やかに
放熱され、溶接時に、つなぎ部５３ａ、５３ｂの接続部
近傍の皮膜焼けの発生が防止され、接続部では良好な溶
接状態が得られる。また、挟み込み治具４０の先細の先
端部同士が当接した、図２０及び図２１に示された従来
のものと比較して銅製の治具４０は破損しにくくなり、
本願の発明者が実験したところ、挟み込み治具４０の寿
命が約１０倍に延びる結果が得られた。
【００４３】実施の形態５．この実施の形態５の固定子
３０Ｄでは、図９に示されるように、内周側接続部３６
ａ及び外周側接続部３６ｂが、周方向に１／２スロット
ずれて、かつ、径方向に間隙Ａを有するように配列され
ている。他の構成は上記実施の形態２と同様である。こ
の実施の形態５では、内周側接続部３６ａと外周側接続
部３６ｂとの間隙が実施の形態２と比較してさらに広く
確保することができるので、ＴＩＧ溶接時に隣接する接
続部３６ａ、３６ｂを巻き込んで溶接するようなことが
防止され、溶接作業性及び歩留まりをさらに向上させる
ことができる。
【００４４】また、この実施の形態５においても、図１
０及び図１１に示されるように、径方向に重ね合わされ
たつなぎ部５３ａ、５３ｂの先端部を一対の挟み込み治
具４０で間隙Ａを維持した状態で保持し、つなぎ部５３
a、５３ｂの先端部同士をそれぞれＴＩＧ溶接して接続
する。この時も、一方の挟み込み治具４０の先端が他方
の挟み込み治具４０内の径方向に重ね合わされた導体セ
グメント５０のつなぎ部５３ａ、５３ｂを押し付けてい
るので、つなぎ部５３ａ、５３ｂは確実に保持され、安
定したＴＩＧ溶接作業を行うことができる。
【００４５】実施の形態６．図１２はこの発明の実施の
形態６の車両用交流発電機の固定子３０Ｅの巻線図であ
る。図１２はａ相固定子巻線部１６１の巻線図であり、
ｂ相固定子巻線部、ｃ相固定子巻線図は示されていな
い。なお、この図では図中、実線はリヤブラケット２側
の導線１００を示し、点線はフロントブラケット２側の
導線１００を示している。実際には、導線１００が巻装
されるスロット１５ａを１つずつずらして６相分の固定
子巻線部１６１が形成され、固定子巻線部１６１が３相
分ずつ星型結線されて２組の３相固定子巻線が形成され
る。この固定子３０Ｅの固定子鉄心１５Ａには、回転子
７の磁極数（１６）に対応して、３相固定子巻線を２組
収容するように、スロット１５ａが９６箇所に等間隔に
形成されている。また、固定子巻線１０１は、１本の導
線１００が、固定子鉄心１５Ａの端面側のスロット１５
ａ外で折り返されて、６スロット数毎にスロット１５ａ
内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るよう
に波巻きされて巻装された複数の巻線部１６１から構成
されている。つまり、各スロット１５ａ内において第１
層目からフロントブラケット１側に導出された導線１０
０は、６スロット離れたスロット１５ａ内の第２層目に
導入され、リアブラケット２側に導出された後、再び６
スロット離れたスロット１５ａ内の第１層目に導入され
る。また、第４層目からフロントブラケット１側に導出
された導線１００は、６スロット離れたスロット１５ａ
内の第３層目に導入され、リアブラケット２側に導出さ
れた後、再び６スロット離れたスロット１５ａ内の第４
層目に導入される。なお、導線１００は、絶縁被覆され
た一連の銅線材が用いられている。
【００４６】図１３は図１２の固定子３０Ｅの要部をフ
ロントブラケット１から視たときの斜視図であり、スロ
ット１５ａ内の第１層目から延出した第１の導線部１０
０ａの軸線方向に延びた先端部Ｂと、周方向に６スロッ
ト離れたスロット１５ａ内の第２層目から延出された第
２の導線部１００ｂの軸線方向に延びた先端部Ｂとは連
続的に接続され、一連の導線１００で構成されている。
また、スロット１５ａ内の第３層目から延出した第１の
導線部１００ａの軸線方向に延びた先端部Ｃと、周方向
に６スロット離れたスロット１５ａ内の第４層目から延
出された第２の導線部１００ｂの軸線方向に延びた先端
部Ｃとは連続的に接続され、一連の導線１００で構成さ
れている。両先端部Ｂ、Ｃは１/２スロット１５ａ分周
方向に離れている。
【００４７】この実施の形態６では、接続部でもある先
端部Ｂ、Ｃは１/２スロット１５ａ分周方向に離れてお
り、径方向に重なっていないので、ファン５から吐出さ
れた冷却風は固定子巻線１０１のコイルエンド１０１ａ
を円滑に通過し、固定子３０Ｅは効率的に冷却され、固
定子３０Ｅの温度上昇が抑えられる。
【００４８】実施の形態７．図１４はこの発明の実施の
形態７の固定子３０Ｆの要部をフロントブラケット１か
ら視たときの斜視図であり、スロット１５ａ内の第１層
目から延出した第１の導線部１１０ａの軸線方向に延び
た先端部Ｄと、周方向に６スロット離れたスロット１５
ａ内の第２層目から延出された第２の導線部１１０ｂの
軸線方向に延びた先端部Ｄとは連続的に接続され、一連
の導線１１０で構成されている。また、スロット１５ａ
内の第３層目から延出した第１の導線部１１０ａの軸線
方向に延びた先端部Ｅと、周方向に６スロット離れたス
ロット１５ａ内の第４層目から延出された第２の導線部
１１０ｂの軸線方向に延びた先端部Ｅとは連続的に接続
され、一連の導線１１０で構成されている。両先端部
Ｄ、Ｅは、１/２スロット１５ａ分周方向に離れている
とともに、内周側の先端部Ｅは外周側の先端部Ｄよりも
高く配置されている。
【００４９】この実施の形態７では、接続部でもある先
端部Ｄ、Ｅは１/２スロット１５ａ分周方向に離れてい
るので、ファン５から吐出された冷却風は固定子巻線１
１１のコイルエンド１１１ａを円滑に通過し、固定子３
０Ｆは効率的に冷却され、固定子３０Ｆの温度上昇が抑
えられる。また、内周側の先端部Ｅは外周側の先端部Ｄ
よりも高く配置されているので、先端部Ｄと先端部Ｅと
の間の距離が大きくなり、振動による短絡の発生を抑制
することができる。
【００５０】なお、上記各実施の形態の固定子巻線では
４ターンの３相固定子巻線について説明したが、更に低
速で高出力が要求される場合は、例えば導線のターン数
を６ターン、８ターンとしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る交流発電機によれば、多相固定子巻線は、固定
子鉄心の端面側のスロット外において、スロット内の第
ｎ層目から延出した第１の導線部の軸線方向に延びた先
端部と、周方向に所定スロット数離れたスロット内の第
（ｎ＋１）層目から延出された第２の導線部の軸線方向
に延びた先端部とが接続された複数の接続部を有し、接
続部が周方向に複数列に配置されたコイルエンドが形成
されており、径方向での各前記接続部においては、各接
続部はそれぞれ周方向にずれて設けられているので、周
方向に隣接した接続部とともに径方向に隣接した接続部
間でも隙間を確実に確保でき、例えば接続部が溶接作業
でなされた場合には、接合作業性が向上するとともに歩
留まりも向上する。また、回転子の回転により生じた冷
却風は固定子巻線のコイルエンドを円滑に通過し、固定
子は効率的に冷却され、固定子の温度上昇が抑えられ
る。
【００５２】また、この発明の請求項２に係る交流発電
機によれば、第１のスロット内の第１層目から延出した
第１の導線部の先端部と第２のスロット内の第２層目か
ら延出された第２の導線部の先端部とが接続された外周
側接続部と、前記第１のスロット内の第３層目から延出
した第１の導線部の先端部と前記第２のスロット内の第
４層目から延出された第２の導線部の先端部とが接続さ
れた内周側接続部とは１／２スロット分離れているの
で、周方向において等分間隔で内周側接続部と外周側接
続部とが交互に配列され、例えば接続部が溶接作業でな
された場合には、接合作業性が向上するとともに歩留ま
りも向上し、かつ回転子の回転により生じた冷却風は固
定子巻線のコイルエンドを均等に通過し、固定子は偏る
ことなく効率的に冷却され、固定子は平均的に温度上昇
が抑えられる。
【００５３】また、この発明の請求項３及び４に係る交
流発電機によれば、固定子鉄心の内周側にある内周側接
続部と固定子鉄心の端面との間の距離と、固定子鉄心の
外周側にある外周側接続部と固定子鉄心の端面との間の
距離とは異なるので、外周側接続部と内周側接続部との
間の隙間を大きく確保でき、接続部が溶接作業でなされ
た場合、その溶接作業及び歩留まりを向上させることが
できるとともに、振動に起因するショートの発生を抑え
ることができる。
【００５４】また、この発明の請求項５に係る交流発電
機によれば、第１の導線部の先端部と第２の導線部の先
端部とが径方向において重なって接続部が形成されてい
るので、接続部の周方向の幅寸法が小さく、周方向に隣
接した接続部間の空隙寸法が大きくなり、回転子の回転
により生じた冷却風の通過面積が大きくなって、固定子
は効率的に冷却される。
【００５５】また、この発明の請求項６に係る交流発電
機によれば、接続部は回転子の回転方向に径線から傾斜
しており、接続部は回転子の回転で生じた冷却風を固定
子鉄心の外部に案内するようになっているので、回転子
の回転で生じた冷却風が円滑に固定子の外部に排出され
て固定子が効率よく冷却されるとともに、風騒音を低減
させることができる。
【００５６】また、この発明の請求項７に係る交流発電
機によれば、固定子鉄心の内周側にある内周側接続部
と、固定子鉄心の外周側にある外周側接続部とは径方向
において隙間があるので、外周側接続部と内周側接続部
との間の径方向の間隔を大きく確保でき、例えば接続部
が溶接作業でなされた場合には、その接続作業性及び歩
留まりをさらに向上させることができるとともに、振動
に起因する短絡の発生を抑えることができる。
【００５７】また、この発明の請求項８に係る交流発電
機によれば、第１の導線部、第２の導線部はほぼＵ字状
の導体セグメントの端部が開いて構成され、また接続部
は溶接接合されているので、スロット内の第ｎ層目から
延出した第１の導線部の軸線方向に延びた先端部と、周
方向に所定スロット数離れたスロット内の第（ｎ＋１）
層目から延出された第２の導線部の軸線方向に延びた先
端部との接続作業を簡単、かつ確実に行うことができ
る。
【００５８】また、この発明の請求項９に係る交流発電
機によれば、接続部は絶縁性樹脂で被覆されているの
で、接続部の絶縁性が確保され、かつ塩水等の耐電食性
が向上する。
【００５９】また、この発明の請求項１０に係る交流発
電機では、第１の導線部及び第２の導線部は一連の導線
であり、接続部では連続的に接続されているので、接続
部では溶接等の作業が不要であり、固定子巻線が簡単に
形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の車両用交流発電機
の固定子の要部を示す斜視図である。
【図２】 図１の固定子を接続部側から視たときの固定
子鉄心及び接続部を示す平面図である。
【図３】 図２の要部拡大図である。
【図４】 この発明の実施の形態２の車両用交流発電機
の固定子の要部を示す斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態３の車両用交流発電機
の固定子の要部を示す斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態４の車両用交流発電機
の固定子を接続部から視たときの固定子鉄心及び接続部
を示す平面図である。
【図７】 接続部をＴＩＧ溶接で形成するときの説明図
である。
【図８】 図７の側断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態５の車両用交流発電機
の固定子を接続部から視たときの固定子鉄心及び接続部
を示す平面図である。
【図１０】 図９の接続部をＴＩＧ溶接で形成するとき
の説明図である。
【図１１】 図１０の側断面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６の車両用交流発電
機の巻線図である。
【図１３】 図１２の固定子の要部斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態７の車両用交流発電
機の固定子の要部斜視図である。
【図１５】 従来の車両用交流発電機の断面図である。
【図１６】 図１５の車両用交流発電機の巻線図であ
る。
【図１７】 図１５の固定子をリヤブラケット側から視
たときの要部斜視図である。
【図１８】 図１５の固定子をフロントブラケット側か
ら視たときの要部斜視図である。
【図１９】 図１５の固定子をフロントブラケット側か
ら視たときの接続部及び固定子鉄心を示す平面図であ
る。
【図２０】 図１９の要部拡大図である。
【図２１】 ＴＩＧ溶接で接続部を形成するときの説明
図である。
【図２２】 図２１の側断面図である。
【符号の説明】
１５ 固定子鉄心、１５ａ スロット、１５Ａ 固定子
鉄心、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０
Ｅ，３０Ｆ 固定子、３２，３３，３３，３４，３５，
３６，１０１，１１１ 固定子巻線、３２ａ，３３ａ，
３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａ 内周側接続部、３２
ｂ，３３ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ，３６ｂ 外周側
接続部、１００，１１０ 導線、１００ａ，１１０ａ
第１の導線部、１００ｂ，１１０ｂ 第２の導線部、１
０１ａ，１１１ａ コイルエンド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅尾 淑人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H603 AA04 AA09 AA11 AA15 BB02 BB06 BB09 BB12 CA01 CA04 CB03 CB04 CB18 CB19 CB23 CC04 CC07 CC11 CC17 CD02 CD11 CD24 CD28 CE01 CE13 EE01 EE13 5H619 AA04 AA11 BB02 BB05 BB17 PP01 PP12

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転方向に沿ってＮ極、Ｓ極を交互に形
    成する回転子と、この回転子を囲った固定子鉄心及びこ
    の固定子鉄心の軸線方向に延び、かつ周方向に所定ピッ
    チで複数形成されたスロットに装着された多相固定子巻
    線とを有し、 前記多相固定子巻線は、前記固定子鉄心の端面側の前記
    スロット外において、前記スロット内の第ｎ層目から延
    出した第１の導線部の軸線方向に延びた先端部と、周方
    向に所定スロット数離れたスロット内の第（ｎ＋１）層
    目から延出された第２の導線部の軸線方向に延びた先端
    部とが接続された複数の接続部を有し、かつ接続部が周
    方向に複数列に配列されたコイルエンドが形成されてい
    る交流発電機であって、 径方向での各前記接続部においては、各接続部はそれぞ
    れ周方向にずれて設けられている交流発電機。
  2. 【請求項２】 第１のスロット内の第１層目から延出し
    た第１の導線部の先端部と第２のスロット内の第２層目
    から延出された第２の導線部の先端部とが接続された外
    周側接続部と、前記第１のスロット内の第３層目から延
    出した第１の導線部の先端部と前記第２のスロット内の
    第４層目から延出された第２の導線部の先端部とが接続
    された内周側接続部とは１／２スロット分離れている請
    求項１に記載の交流発電機。
  3. 【請求項３】 回転方向に沿ってＮ極、Ｓ極を交互に形
    成する回転子と、この回転子を囲った固定子鉄心及びこ
    の固定子鉄心の軸線方向に延び、かつ周方向に所定ピッ
    チで複数形成されたスロットに装着された多相固定子巻
    線を有し、 前記多相固定子巻線は、前記固定子鉄心の端面側の前記
    スロット外において、前記スロット内の第ｎ層目から延
    出した第１の導線部の軸線方向に延びた先端部と、周方
    向に所定スロット数離れたスロット内の第（ｎ＋１）層
    目から延出された第２の導線部の軸線方向に延びた先端
    部とを接続した複数の接続部を有し、かつ接続部が周方
    向に複数列に配列されたコイルエンドが形成されている
    交流発電機であって、前記固定子鉄心の内周側にある内
    周側接続部と固定子鉄心の端面との間の距離と、前記固
    定子鉄心の外周側にある外周側接続部と固定子鉄心の端
    面との間の距離とは、異なる交流発電機。
  4. 【請求項４】 固定子鉄心の内周側にある内周側接続部
    と固定子鉄心の端面との間の距離と、固定子鉄心の外周
    側にある外周側接続部と固定子鉄心の端面との間の距離
    とは、異なる請求項１または請求項２に記載の交流発電
    機。
  5. 【請求項５】 第１の導線部の先端部と第２の導線部の
    先端部とが径方向において重なって接続部が形成されて
    いる請求項１ないし請求項４の何れかに記載の交流発電
    機。
  6. 【請求項６】 接続部は回転子の回転方向に径線から傾
    斜しており、接続部は回転子の回転で生じた冷却風を固
    定子鉄心の外部に案内するようになっている請求項１な
    いし請求項５の何れかに記載の交流発電機。
  7. 【請求項７】 固定子鉄心の内周側にある内周側接続部
    と、固定子鉄心の外周側にある外周側接続部とは径方向
    において隙間がある請求項１ないし請求項６の何れかに
    記載の交流発電機。
  8. 【請求項８】 第１の導線部、第２の導線部はほぼＵ字
    状の導体セグメントの端部が開く方向に折曲されて構成
    され、接続部は溶接接合して形成されている請求項１な
    いし請求項７の何れかに記載の交流発電機。
  9. 【請求項９】 接続部は絶縁性樹脂で被覆されている請
    求項１ないし請求項８の何れかに記載の交流発電機。
  10. 【請求項１０】 第１の導線部及び第２の導線部は一連
    の導線であり、接続部では連続的に接続されている請求
    項１ないし請求項７の何れかに記載の交流発電機。
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