JP2009195011A - 車両用発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の向上を図ることができる車両用発電機の提供。
【解決手段】回転子は周方向に配置された複数個の磁極を有し、固定子４は、等間隔に全周に亘ってスロット４１１を有する固定子鉄心４１２と、スロット４１１内に配置された固定子巻線４１３とを有し、固定子巻線４１３は、複数のスロット４１１の内の一対のスロット４１１を介して複数回周回するコイルを、固定子鉄心の全周に亘って複数備えるとともに、固定子鉄心４１２の軸方向両端に形成される一対のコイルエンドの一方の外側に配置されてコイル同士をつなぐ渡り線４１３２を有し、複数のコイルは、導体が一対のスロット４１１の一方ではスロット先端側に配置されるとともに、一対のスロット４１１の他方ではスロット底側に配置され、前記コイルエンドにおける各コイルの導体の引き回し方向が略同じ方向となるように配置され、少なくともコイルは、連続した導体を複数回周回して成ることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等に搭載される車両用発電機に関する。

車両用発電機においては、搭載空間が制約されるために、小型化および高効率化が望まれている。例えば、特許文献１に示す車両用発電機では、コイル抵抗の低減を図るために、断面形状が矩形の導体をＵ字形状に形成したセグメント導体をスロット内に複数挿入する構造が採用されている。

特開２００６−２１１８１０号公報

しかしながら、セグメント導体を用いる方式では、セグメント導体をスロットに挿入した後に、それぞれの端末をコイルエンド上で溶接にて接続する必要があった。そのため、コイルエンドが大きくなり発電機の大型化するとともに、生産性向上の点で大きな問題があった。

本発明による車両用発電機は、固定子と固定子の内側に回転可能に設けられた回転子とを備え、回転子は周方向に配置された複数個の磁極を有し、固定子は、等間隔に全周に亘ってスロットを有する固定子鉄心と、スロット内に配置された固定子巻線とを有する車両用発電機に適用される。固定子巻き線に設けられたコイルは、連続した導体を複数回周回して成る。それにより、固定子巻き線におけるコイルの接続箇所を減らすことができる。また、コイルの導体は、一対のスロットの一方ではスロット先端側に配置され、他方のスロットではスロット底側に配置されるので、コイルの導体はスパイラル状に這い回されることになる。
本発明による車両用発電機の他の態様では、固定子巻線は、一対のスロットを介して複数回周回する第１のコイルと、一対のスロットのそれぞれに隣接する他の一対のスロットを介して複数回周回する第２のコイルとを、固定子鉄心の全周に亘って複数備える。第１および第２のコイルはコイル間接続線により直列に接続されてコイル対を成し、少なくとも第１のコイルと第２のコイルとは、連続した導体を複数回周回して成るので、導体の接続箇所を低減することができる。コイルの導体は、一方のスロットではスロット先端側に配置されるとともに、他方のスロットではスロット底側に配置され、コイルエンドにおける導体の引き回し方向が略同じ方向となるように配置される。

本発明によれば、車両用発電機の生産性の向上を図ることができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示す図であり、車両用交流発電機１００の構成を示す断面図である。回転子３が設けられたシャフト５の先端にはプーリ１が取り付けられており、このプーリ１と不図示のエンジンの駆動軸に取り付けられたプーリとの間にはベルトが架け回されている。シャフト５は、フロントブラケット１４に設けられたベアリング２Ｆとリアブラケット１５に設けられたベアリング２Ｒとにより回転可能に支持されている。回転子３と僅かなギャップを介して対向配置される固定子４は、フロントブラケット１４とリアブラケット１５によって挟持されるように保持されている。

本実施の形態では、回転子３は図２に示すようなルンデル型回転子を構成しているが、ルンデル型以外の形式の回転子３を用いても良い。ルンデル型の回転子３には、プーリ１が設けられた前側から後側へと延びる爪形磁極３０ａと、後側から前側に向かって延びる爪形磁極３０ｂとが周方向に交互に形成されている。爪形磁極３０ａ，３０ｂの内側の円筒部３１には界磁巻線１２が巻回されている。シャフト５の後端には界磁巻線１２に給電するためのスリップリング９が設けられている。このスリップリング９に接触するブラシ８を介して車両に搭載されたバッテリ（不図示）から界磁巻線１２に界磁電流が給電されると、磁束が発生する。

また、図１に示すように、爪形磁極３０ａと爪形磁極３０ｂとの間には永久磁石１６が配置されている。この永久磁石１６は、界磁巻線１２による磁束に対してさらに磁束を増加させる補助励磁の役目を果たしている。さらに、回転子３の前後端面には、回転子３と同期して回転する冷却用のフロントファン７Ｆおよびリアファン７Ｒが設けられている。なお、図２では、永久磁石１６、フロントファン７Ｆおよびリアファン７Ｒの図示を省略した。

回転子３が回転すると、回転子３の回転軸方向端部に設けられたフロントファン７Ｆ、リアファン７Ｒも一体に回転し、これにより外部の空気が軸方向より発電機１００の内部に吸入される。軸方向から吸入された空気は固定子４の外径方向に吹き出され、コイルエンド部を通過する。フロントブラケット１４とリアブラケット１５のファンの外径側に位置する部分には複数の風穴が設けられており、この風穴より冷却風は外部へと吐き出される。ファン７Ｆ，７Ｒにより外径側に吹き出された冷却風は、固定子４のコイルエンドに当たる。コイルエンドの巻き線は後述するように内周側から外周側へと渦巻状に這い回されているため、巻き線の流れに沿って冷却風が外周側へと流れる。このように、冷却風が外周側へと渦巻状にスムーズに流れることにより、コイルエンドにおけるコイル冷却効率が向上し、コイル温度の上昇を抑えることができる。その結果、銅損の低減が可能となる。また、冷却風の流れがスムーズになって通風抵抗を小さくできるため、冷却風による騒音も低減される。

一方、固定子４は、固定子鉄心４１２と固定子コイル４１３とから構成されている。固定子コイル４１３は３相巻線で構成され、それぞれの巻線の口出し線は整流回路１１に接続されている。固定子コイル４１３の各相巻線は、図３に示すように３相Ｙ結線で接続されている。図３は三相整流回路の一例を示したものであり、３相コイルの反中性点側の端子は６個のダイオードＤ１＋〜Ｄ３−に接続されている。プラス側のダイオードのカソードは共通となっており、バッテリーＢのプラス側に接続されている。マイナス側のダイオード端子のアノード側は同様にバッテリーＢのマイナス端子に接続されている。

次に、発電動作について説明する。エンジンの回転によりプーリ１が回転駆動されると、シャフト５に固定された回転子３も回転する。回転子３に設けられた界磁巻線１２に電流が流れると爪型磁極３０ａ，３０ｂが磁化され、その磁化された回転子３が回転することで固定子コイル４１３に３相の誘導起電力が発生する。発生した交流電力は整流回路１１により全波整流され、整流回路１１の端子から直流電流が出力される。なお、詳細は省略するが、整流後の直流電圧はバッテリーを充電するのに適した電圧となるように、界磁電流は制御されている。

次いで、固定子４について詳細に説明する。図４は固定子４の斜視図である。固定子４は、固定子鉄心４１２と固定子コイル４１３とを有している。固定子鉄心４１２には、４８個のスロット４１１が周方向に等間隔に形成されている。それらのスロット４１１には、固定子コイル４１３が巻回されている。本実施の形態では、後述するように、８極構成の固定子コイル４１３はスター結線にて結線され、それぞれの相は一対の巻線部分が並列に接続された２Ｙ結線となっている。固定子鉄心４１２は電磁鋼板を積層して構成された積層鋼板からなり、放射状に形成されたスロット４１１が周方向に等間隔に配置されている。積層鋼板は、例えば、厚さ０.０５〜０.３５mmの電磁鋼板を打ち抜き加工またはエッチング加工により成形し、それらを積層することで形成される。

スロット４１１間にはティース４１４が設けられており、夫々のティース４１４は環状のコアバック４３０と一体化されている。また、回転子３側に面するスロット４１１の内周側（先端側）は開口しており、この開口部分から固定子コイル４１３を構成するコイルが挿入される。スロット４１１の開口の周方向の幅は、スロット４１１のコイル装着部とほぼ同等、または、コイル装着部よりも若干大きな幅となるように、オープンスロットに成形されている。また、各ティース４１４の先端側には、スロット４１１内に装着されたコイルが内周側（先端側）へ移動するのを阻止するために、保持部材４１６が装着されている。ティース４１４の先端側の周方向両側面には、保持溝４１７が軸方向に形成されており、保持部材４１６はこの保持溝４１７に軸方向から装着されている。なお、この保持部材４１６は、樹脂等の非磁性体、もしくは非磁性金属材で作られている。

図５は、固定子コイル４１３の結線を説明する図である。本実施の形態では、固定子コイル４１３は２個のスター結線Ｙ１，Ｙ２を有している。Ｙ１結線はＵ相巻線Ｙ１ＵとＶ相巻線Ｙ１ＶとＷ相巻線Ｙ１Ｗとを有している。また、Ｙ２結線はＵ相巻線Ｙ２ＵとＶ相巻線Ｙ２ＶとＷ相巻線Ｙ２Ｗとを有している。Ｙ１結線とＹ２結線は並列接続されており、それぞれの中性点も接続されている。巻線Ｙ１Ｕは、直列接続されたコイルＵ１１，コイルＵ１２，コイルＵ１３およびコイルＵ１４から構成されている。また、巻線Ｙ２Ｕは、直列接続されたコイルＵ２１，コイルＵ２２，コイルＵ２３およびコイルＵ２４から構成されている。同様に、巻線Ｙ１Ｖは直列接続されたコイルＶ１１〜Ｖ１４から構成され、巻線Ｙ２Ｖは直列接続されたコイルＶ２１〜Ｖ２４から構成され、巻線Ｙ１Ｗは直列接続されたコイルＷ１１〜Ｗ１４から構成され、巻線Ｙ２Ｗは直列接続されたコイルＷ２１〜Ｗ２４から構成されている。

図５に示すように、各コイルＵ１１〜Ｗ２４は、さらに二組のコイルから成る。例えば、コイルＵ１１は、番号２，１で示すコイルを直列接続したものである。ここで、番号２，１を付した二組のコイルはそれぞれ一対のスロット４１１間に巻回され、一方のスロット４１１においてはコイル導体がスロット内の回転子側に配置され、他方のスロット４１１においてはコイル導体がスロット底側に配置される。コイルＵ１１を構成する二組のコイルのうち、番号２のコイルはスロット番号２の回転子側に巻回され、番号１のコイルはスロット番号１の回転子側に巻回されることを表している。すなわち、番号１のコイルは番号２のコイルに対して、１スロット分だけ機械角がシフトしている。同様に、コイルＵ１２を構成する二組のコイルにおいては、一方のコイルはスロット番号３８の回転子側に巻回され、他方のコイルはスロット番号１の回転子側に巻回されている。他のコイルＵ１３〜Ｗ２４に関しても同様である。

ここで注目すべきことは、直列接続された二組のコイルは、いずれの場合も隣同士のスロットに挿入されていることである。以下で説明のとおり、このようにすることで、発電機の製造が容易となり、更に、回転子３を回転させたときのトルク脈動、すなわち出力電圧の脈動を低減できる効果がある。なお、固定子コイル４１３に設けられた巻線Ｙ１Ｕ，Ｙ１Ｖ，Ｙ１Ｗ，Ｙ２Ｕ，Ｙ２ＶおよびＹ２Ｗはそれぞれ同様の構造であるので、以下では、巻線Ｙ１Ｕを代表例として詳細に説明する。

図６は、巻線Ｙ１Ｕを構成するコイルＵ１１〜Ｕ１４の斜視図である。後述するように、この巻線Ｙ１Ｕは一本の連続した導体で形成される。直列接続されたコイルＵ１１〜Ｕ１４は、それぞれ二組のコイル４１３１ａ，４１３１ｂをさらに直列接続したものである。コイル４１３１ａとコイル４１３１ｂとの間はコイル間接続線４１３４となっているが、このコイル間接続線４１３４もコイル４１３１ａ、４１３１ｂと連続した同一の導体で構成されている。すなわち、コイル４１３１ａとコイル４１３１ｂとは連続した導体で形成されている。また、コイルＵ１１とコイルＵ１２との間、コイルＵ１２とコイルＵ１３との間、コイルＵ１３とコイルＵ１４との間には渡り線４１３２と呼ばれる導体で接続されているが、これらの渡り線４１３２も連続した導体の一部である。このように、巻線Ｙ１Ｕに設けられた全てのコイルは一本の連続した導体により形成されるので、コイル間の接続作業を一切必要とせず、巻線Ｙ１Ｕの生産性が非常に向上する。なお、巻線Ｙ１Ｕの製造工程については後述する。

なお、本実施の形態では、固定子コイル４１３は、平角線と呼ばれる断面形状が略四角形状で外周が絶縁被膜で覆われた導体を使用しており、巻回された状態での前記導体の断面の四角形状は、固定子鉄心４１２の周方向が長く、径方向が短くなっている。

４組のコイルＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ１４は、機械角で９０°で等間隔に配置されている。コイルＵ１１のコイル４１３１ａは図５に示した番号２のコイルであり、スロット番号２のスロット４１１の回転子側と、スロット番号７のスロット４１１のスロット底側とを巻回されている。一方、コイルＵ１１のコイル４１３１ｂは図５に示した番号１のコイルであり、スロット番号１のスロット４１１の回転子側と、スロット番号６のスロット４１１のスロット底側とを巻回されている。なお、コイル４１３１ａ，４１３１ｂのような重ね巻き方式で巻回する際の回転子側スロットと底側スロットとの間隔は、固定子鉄心４１２に設けられたスロット４１１の数と固定子４の極数とに基づいて定まる。

２つのスロットを周回するコイル４１３１ａ，４１３１ｂは、固定子鉄心４１２に装着された状態では、略亀甲形状となっている。そして、コイルエンドにおいて一方のスロット４１１の内周側（先端側）と他方のスロット４１１の外周側（底側）との間を跨ぐように、導体が巻回されている。なお、各コイル４１３１ａ，４１３１ｂは、スロット間を複数回、本実施の形態では３回、周回する構造となっている。

図５に示すように、Ｕ相のコイルは、巻線Ｙ１Ｕと巻線Ｙ２Ｕとを並列接続したものであり、巻線Ｙ２Ｕも図６に示す巻線Ｙ１Ｕと同様の構造を有している。図７は、巻線Ｙ１Ｕと巻線Ｙ２Ｕとの配置を示す図である。巻線Ｙ２Ｕは、巻線Ｙ１Ｕに対して周方向に機械角で４５°ずらした配置となる。そのため、巻線Ｙ２ＵのコイルＵ２１の配置は、巻線Ｙ１Ｕの対応するコイルＵ１１に対して機械角で４５°シフトしている。このコイルＵ２１を構成する２つのコイル４１３１ａ，４１３１ｂのうち、コイル４１３１ａはスロット番号４４のスロット４１１の回転子側とスロット番号１のスロット４１１のスロット底側を周回する構造となる。一方、コイル４１３１ｂは、スロット番号４３のスロット４１１の回転子側とスロット番号４８のスロット４１１の底側を周回する構造となる。

図８は、スロット４１１と固定子コイル４１３を構成するコイルの配置関係を示す図である。上述したように、各コイルＵ１１〜Ｗ２４を構成するコイル４１３１ａ，４１３１ｂは、２つのスロット４１１間を周回する構造となっている。そして、コイル４１３１ａ，４１３１ｂは、一方のスロット４１１においては回転子側に配置され、他方のスロット４１１においてはスロット底側に配置される。例えば、コイルＵ１１を構成する２つのコイル４１３１ａ，４１３１ｂ（すなわち、図５の番号２，１を付したコイル）は、一方ではスロット番号２および１のスロット４１１の回転子側に挿入され、他方ではスロット番号７および６のスロット４１１の回転子側に挿入される。

図８において、欄４４２の番号はコイル４１３１ａ，４１３１ｂの回転子側のスロット番号を示し、欄４４６の番号はコイル４１３１ａ，４１３１ｂのスロット底側のスロット番号を示している。また、欄４４４はコイル４１３１ａ，４１３１ｂの相を示す。図６に示すように巻線Ｙ１ＵのコイルＵ１１〜Ｕ１４は９０°（機械角）間隔で配置されており、同様に、巻線Ｙ２ＵのコイルＵ２１〜Ｕ２４も９０°（機械角）間隔で配置されている。そして、図７のように配置された巻線Ｙ１Ｕ，Ｙ２Ｕは機械角で４５°ずれている。すなわち、コイルＵ１１〜Ｕ２４は、機械角４５°間隔でコイルＵ１１，Ｕ２１，Ｕ１２，Ｕ２２，Ｕ１３，Ｕ２３，Ｕ１４，Ｕ２４の順に配置されている。欄４４４では、コイルＵ１１をＵ相の基準位置のコイルとしてＵ１と示している。そして、２番目以降のコイルＵ２１，Ｕ１２，Ｕ２２，Ｕ１３，Ｕ２３，Ｕ１４，Ｕ２４は、それぞれＵ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７，Ｕ８と示している。Ｖ相、Ｗ相に関しても同様である。

欄４４２の下側欄外には、欄４４２に示す番号のスロット４１１の回転子側に配置されるコイルの符号（Ｕ１１など）が記載されている。例えば、コイルＵ１１を構成する一方のコイル４１３１ａ（Ｕ１相）は、スロット番号７のスロット４１１のスロット底側とスロット番号２のスロット４１１の回転子側との間で巻回されるので、欄４４４に示す左側のＵ１の上下の欄４４６，４４２には、スロット番号７、２がそれぞれ記載されている。コイルＵ１１の他方のコイル４１３１ｂ（Ｕ１相）は、スロット番号６のスロット４１１のスロット底側とスロット番号１のスロット４１１の回転子側との間で巻回されるので、欄４４４に示す右側のＵ１の上下の欄４４６，４４２には、スロット番号６、１がそれぞれ記載されている。

欄４４８は、欄４４２の番号で示すスロット４１１のスロット底側に位置するコイルの相を欄４４４と同様の符号で示している。また、欄４５０に記載の符号は、欄４４８に記載のコイルが周回する他方のスロット４４１の番号を示している。例えば、スロット番号２の回転子側には、欄４４２に示すようにコイルＵ１１のコイル４１３１ａが挿入されている。一方、スロット番号２のスロット底側に挿入されるコイルは、回転子側がスロット番号４５に挿入されるコイルＶ２１のコイル４１３１ｂであるので、欄４５０には番号４５が記載されている。そして、このコイルがＶ相の２番目のコイルであることを示す符号「Ｖ２」が欄４４８に記載されている。

Ｖ相の巻線Ｙ１Ｖ，Ｙ２ＶおよびＷ相の巻線Ｙ１Ｗ，Ｙ２Ｗについても、Ｕ相の巻線Ｙ１Ｕ，Ｙ２Ｕと同様の構成になっている。そして、図８からも分かるように、Ｕ相の巻線Ｙ１Ｕ，Ｙ２Ｕに対してＶ相の巻線Ｙ１Ｖ，Ｙ２Ｖは機械角で１５°シフトしており、Ｗ相の巻線Ｙ１Ｗ，Ｙ２Ｗは機械角で３０°シフトしている。

次に図９〜図１９に基づいて、コイルのスロット内への巻回方法について説明する。
上述したように、巻線Ｙ１Ｕに設けられる各コイルは一本の連続した導体で形成されており、まず、導体を芯がねに巻き回して各コイルを形成する。図９（ａ）は、芯がね１４０にコイルを巻回した状態の斜視図である。また、図９（ｂ）は符号Ａで示す部分の拡大図である。芯がね１４０は、図９（ａ）に示すような薄肉平板形状をしており、角部はアール形状になっている。図９（ｂ）に示すように、芯がね１４０の長辺側の一方の端面には、利用する隣接して設けられたからげピン１４０ａ、１４０ｂが、略等間隔で４対設けられている。からげピン１４０ａ、１４０ｂと次のからげピン１４０ａ、１４０ｂとの間隔は、コイル４１３１ａ、４１３１ｂが９０°周方向にずれるだけの長さであるスロットピッチ×５の長さだけに設定されている。

固定子コイル４１３の各コイルを形成する際には、このからげピン１４０ａ、１４０ｂを利用することで、各コイルを容易に所定間隔で形成することができる。すなわち、図９（ｂ）に示すように、図示左側に設けられたからげピン１４０ａの左側面に導体を引っ掛けるようにして、芯がね１４０の周囲を渦巻き状に複数回（本実施例では３周）周回させ、コイルＵ１１を構成するコイル４１３１ａを形成する。その後、隣接するからげピン１４０ｂの左側面に引っ掛けるようにして渦巻き状に複数回（本実施例では３周）周回させることで、コイルＵ１１を構成する他方のコイル４１３１ｂを形成する。このように形成された一対のコイル４１３１ａ、４１３１ｂは、いずれも内周側の導体に外周側の導体が重なるような渦巻き状に巻回されるので、渦巻き状に巻かれたコイル４１３１ａの外周側から、渦巻き状に巻かれたコイル４１３１ｂの内周側に導体は連続している。

コイルＵ１１の巻き終わり、すなわち上述したコイル４１３１ｂの巻き終わりのコイル端末は、上述したように渦巻き状に周回するコイル４１３１ｂの外周側となっている。この外周側の巻き終わりから、導体を芯がね１４０のからげピン１４０ａ，１４０ｂが設けられた長辺側の端面に沿って這わせ、次のからげピン１４０ａに引っ掛ける。そして、コイルＵ１１の場合と同様に、からげピン１４０ａに導体を引っ掛けて渦巻き状に巻回してコイルＵ１２を構成する一方のコイル４１３１ａを形成し、さらに、からげピン１４０ｂに導体を引っ掛けて渦巻き状に巻回してコイルＵ１２を構成する他方のコイル４１３１ｂを形成する。同様にして、コイルＵ１３を構成するコイル４１３１ａ、４１３１ｂ、およびコイルＵ１４を構成するコイル４１３１ａ、４１３１ｂを順に形成する。

次に、固定子コイル４１３の芯がね厚さ方向の膨らみを除去するために、固定子コイル４１３が巻回された芯がね１４０を、一対の加圧用ブロック１６０で図１０に示すように挟持加圧する。なお、その後の成形を容易にするために、固定子コイル４１３に自己融着線を使用し、通電することで一体化されるように固めると良い。また、固定子コイル４１３の周回部分におけるスロット挿入部の周りに絶縁紙を配置しておき、固定子コイル４１３の通電固着時に固定子コイル４１３と絶縁紙を一体に固着してもよい。このように固定子コイル４１３と絶縁紙を一体化することにより、その後の固定子コイル４１３の成形を容易とすると共に、スロット４１１への挿入時に、コイル表面の被覆の損傷を回避することができる。

次に、芯がね１４０に巻回されて予備成形された固定子コイル４１３を、芯がね１４０から取り外す。なお、芯がね１４０から固定子コイル４１３を取り出し可能とするためには、からげピン１４０ａ，１４０ｂを着脱式にしたり、芯がね１４０を高さ方向に分割して巻線後に高さ方向の間隔を狭められるようにしたり、からげピン１４０ａ，１４０ｂを芯がね１４０内に退避格納できるようにしておけば良い。芯がね１４０から取り外された固定子コイル４１３は、図１１に示すように、渡り線４１３２を介して連続している４対のコイル４１３１ａ、４１３１ｂを有している。各コイル４１３１ａ、４１３１ｂは、渦巻き状に複数回（本実施例では３周）周回させた長円形状のコイルを成している。

次に、図１２に示すような押圧冶具を用いて、予備成形された長円形状のコイル４１３１ａ、４１３１ｂを側面から押圧する。この押圧冶具は、平坦なダイ１７０と略台形状のパンチ１８０とを備えている。コイル４１３１ａ、４１３１ｂをダイ１７０とパンチ１８０とによって挟むことにより、コイル４１３１ａ、４１３１ｂの図示左側は全体が平坦となる。一方、コイル４１３１ａ、４１３１ｂの図示右側は、中央部の直線部分が上下の屈曲部分に対して凹んだ形状となる。コイル４１３１ａ、４１３１ｂを固定子鉄心４１２に装着する場合には、コイル４１３１ａ、４１３１ｂの平坦な側（図示左側）を固定子鉄心４１２の内周側に配置し、凹んだ側を固定子鉄心４１２の外周側に配置する。そのように配置することで、コイル４１３１ａ、４１３１ｂを固定子鉄心４１２に挿入した際、コイル４１３１ａ、４１３１ｂの上下部分（コイルエンド部分）が内周側に突出するのを防止することができ、回転子５を挿入する際の妨げになることがない。

次に、図１３に示すようなコイル成形冶具１９０を用いて、各コイル４１３１ａ、４１３１ｂを略亀甲形状に成形する。コイル成形冶具１９０は内周側部材１９０ａと外周側部材１９０ｂと備えており、両部材１９０ａ，１９０ｂは周方向に相対回転できるようになっている。また、内周側部材１９０ａおよび外周側部材１９０ｂには、固定子鉄心４１２のスロット数と同じ数（本実施の形態では４８）のスロット１９１が形成されている。内周側部材１９０ａのスロット１９１は内周側部材１９０ａの外周面に形成され、外周側部材１９０ｂのスロット１９１は外周側部材１９０ｂの内周面に形成されていて、夫々が対向するように配置されている。

外周側部材１９０ｂの各スロット１９１におけるスロット底部の位置は、固定子鉄心４１２の内周径よりも小さく設定されている。また、外周側部材１９０ｂおよび内周側部材１９０ａの軸方向寸法は、固定子鉄心４１２の軸方向寸法よりも大きく設定されている。なお、内周側部材１９０ａおよび外周側部材１９０ｂのスロット１９１間に形成されるティース１９２は、スロット１９１の底側に退避収納可能に構成されている。例えば、カム機構等を用いてティース１９２の退避収納動作を行わせるようにする。

次に、コイル成形冶具１９０の各スロット１９１内に、予備成形した固定子コイル４１３を軸方向から挿入する。図１４は、固定子コイル４１３を各スロット１９１に挿入した状態のコイル成形治具１９０を示す。スロット１９１内には図１２に示すコイル４１３１ａ，４１３１ｂの中央の直線部分が挿入され、スロット１９１の上下には、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの上下の屈曲部分が露出している。このとき、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの左側の導体の束（本実施の形態では３本）を内周側部材１９０ａのスロット１９１に配置し、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの右側の導体の束（本実施の形態では３本）を外周側部材１９０ｂのスロット１９１に配置する。

なお、図１１に示した渡り線４１３２の部分は、外周側部材１９０ｂのスロット１９１から出て、内周側部材１９０ａのスロット１９１に入っているので、その間のコイル４１３１ａ，４１３１ｂを外周側から内周側へ跨ぐように略渦巻き状に配置される。その際、次の工程に備えて、軸方向に略Ｖ字形状や略Ｕ字形状に突形状となるように成形しておく必要がある。なお、図１４では、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの配置がわかり易いように、渡り線４１３２の部分を省略して表示した。

なお、コイル成形冶具１９０の４８個のスロット１９１には、図８の欄４４２に記載のスロット番号に、欄外に示したコイルＵ１１〜Ｗ２４が挿入される。例えば、巻線Ｙ１Ｕに設けられたコイルＵ１１のコイル４１３１ａ，４１３１ｂはスロット番号２，１に挿入し、コイルＵ１２のコイル４１３１ａ，４１３１ｂは、スロット番号２，１に対して９０°ずれた位置にあるスロット番号３８，３７のスロット１９１に挿入する。コイルＵ１３，Ｕ１４のコイル４１３１ａ，４１３１ｂも順に９０°ずれたスロット１９１に挿入する。巻線Ｙ２ＵのコイルＵ２１〜Ｕ２４は、巻線Ｙ１Ｕに対して４５°ずらして各スロット１９１に挿入する。巻線Ｙ１Ｖ，Ｙ２Ｖ，Ｙ１Ｗ，Ｙ２Ｗの各コイルも同様にして、所定のスロット１９１内に挿入する。このようにして、図１４に示すように、３相分の固定子コイル４１３の全が、コイル成形冶具１９０のスロット１９１内に挿入される。

次に、コイル４１３１ａ，４１３１ｂを略亀甲形状に成形するために、図１４に示す状態から、図１５に示すように内周側部材１９０ａと外周側部材１９０ｂとを周方向に相対的に回転させる。なお、図１５では、固定子コイル４１３の一部のみを示した。コイル成形冶具１９０を相対回転することにより、コイルエンドの頂部同士を接続している渡り線４１３２の部分は位置を変えずに、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの外周側部材１９０ｂのスロット１９１内に挿入されている導体束と、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの内周側部材１９０ａのスロット１９１内に挿入されている導体束とが相対的に捻られる。その結果、固定子コイル４１３の各コイル４１３１ａ，４１３１ｂが略亀甲形状に成形される。

なお、このときの相対回転の角度は、図８に示すように内周側部材１９０ａのスロット番号１のスロット１９１と、外周側部材１９０ｂのスロット番号６のスロット１９１とが対向するように設定される。相対回転後は、一致して対向しているスロット１９１の内周側には図８の欄４４４に示す相の導体束が配置され、外周側には図８の欄４４８に示す相の導体束が配置されることになる。

次に、コイル成形冶具１９０のスロット１９１間に設けられた全てのティース１９２をカム機構等により対比収納し、成形された固定子コイル４１３をコイル成形冶具１９０の軸方向に取り出す。その後、取り出された固定子コイル４１３の成形体は、図１６に示すように固定子鉄心４１２の内周側に配置される。なお、図示していないが、固定子コイル４１３の成形体は、例えば、歯車状の外周面を持つ保持冶具の外周に固定するなどして保持されている。この保持冶具は、固定子コイル４１３の各コイル４１３１ａ，４１３１ｂが保持される箇所の全てに、放射状に突出する押し出し片を有している。この押し出し片は、固定子コイル４１３が図１６のように配置されているときには、保持冶具内に退避収納されている。固定子コイル４１３の成形体は、各コイル４１３１ａ，４１３１ｂの導体束が固定子鉄心４１２のスロット４１１の開口に対向するように配置されている。なお、図１６でも、渡り線４１３２を省略して表示した。

次に、上述した保持冶具（不図示）に退避収納されている押し出し片を放射状に押し出して、各コイル４１３１ａ，４１３１ｂの導体を固定子鉄心４１２のスロット４１１内に挿入する。このとき、軸方向に略Ｖ字形状または略Ｕ字形状に突形状に成形された各渡り線４１３２の部分を、軸方向から押圧して、軸に垂直な面上にほぼ並ぶように変形させる。図１７は、固定子鉄心４１２のスロット４１１内にコイル成形体を押し出した状態を示す。なお、図１７でも、わかり易いように渡り線４１３２を省略して表示した。

なお、前述したように、コイル成形冶具１９０の軸方向高さは固定子鉄心４１２の軸方向高さよりも大きく設定されているので、スロット１９１の軸方向長さはスロット４１１の軸方向長さよりも長く設定されていることになる。そのため、略亀甲形状に成形された各コイル４１３１ａ，４１３１ｂの直線状のスロット挿入部分（図２参照）は、固定子鉄心４１２のスロット４１１の軸方向長さよりも長く、各コイル４１３１ａ，４１３１ｂをスロット４１１内に容易に挿入することができる。その結果、固定子コイル４１３を固定子鉄心４１２のスロット４１１内に挿入する際に、固定子コイル４１３の上下の湾曲成形されている部分が、固定子鉄心４１２のスロット４１１の軸方向両端開口の縁に引っ掛かるようなことがない。

図１８は、コイル４１３１ａ，４１３１ｂを固定子鉄心４１２のスロット４１１に挿入する前後の、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの形状を示す図である。コイル４１３１ａ，４１３１ｂの上下両端部分はＶ字状に成形されているため、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの形状は略亀甲形状となっている。コイル４１３１ａ，４１３１ｂを固定子鉄心４１２のスロット４１１に挿入する際には、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの直線部分が保持冶具の押し出し片により放射状に押し出される。そのため、コイル４１３１ａ，４１３１ｂのＶ字形状部分は、挿入時に固定子鉄心４１２側に近付くように変形される。一方、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの直線状部分は、その両端４１８がスロット４１１の上下に突出している。

次に、別に準備した中性点となる渡り線４１３２と各コイルの端末をＴＩＧ溶接等で接続すると共に、同相のコイル同士を接続して固定子コイル４１３の固定子鉄心４１２への巻回が完了する。なお、この中性点となる渡り線４１３２もコイルエンド部分を外周側から内周側に跨ぐように這い回されるので、渡り線４１３２全体としては略渦巻き状となるように配置される。

最後に、固定子鉄心４１２の各ティース４１４の先端側に、保持部材４１６（図４参照）を装着する。ティース４１４の先端側の周方向両側面には保持溝４１７が形成されており、保持部材４１６、この保持溝４１７に固定子鉄心４１２の軸方向から装着される。図１９は、コイル装着後の固定子４を示す図であり、（ａ）は軸方向から見た平面図、（ｂ）は正面図である。

図２０は固定子コイル４１３の結線状態を示す図である。なお、図２０においては、コイル周回部分を１周分で表示しているが、実際には、上述したとおり３周分周回している。また、図２０におけるコイル周回部分の中央に表示されている番号は、スロット番号である。コイルが破線となっているところは、スロット４１１の回転子側、つまり、スロット開口側に位置するコイルである。一方、コイルが実線となっているところは、スロット４１１のスロット底側に位置するコイルである。さらに、線同士の交点が丸で表示されている箇所が溶接による接続が必要な箇所である。この図２０から明らかなように、溶接によって接続する必要がある箇所は、９箇所だけである。

（第１の実施の形態の効果）
上述した第１の実施の形態では、図７，９に示すように、固定子コイル４１３に設けられたコイル４１３１ａ，４１３１ｂは、連続した導体を２つのスロット４１１を介して周回するように重ね巻きされているので、導体の周回数を増やしても接続箇所の数は増加しない。さらに、巻線Ｙ１Ｕ等を構成する４対のコイル４１３１ａ，４１３１ｂを、図９〜図１９に示すような方法により、一本の導体で形成することにより、接続箇所のさらなる低減を図ることができる。また、強度信頼性の向上も図ることができる。さらに、接続数の増加による銅損の増加を避けることができる。

各スロットの周方向には１つの導体が挿入されているのみで、回転子を高速に、例えば16000rpm以上で回転させた場合、スロット内の導体に生じる渦電流の損失が少ない。このため、高速回転時には発電機の発電効率が良好である。

また、次のような理由で、コイルエンドの高さが低くでき、発電機の小型化を図ることができる。（１）コイル端末接続に関する接続箇所の低減できる。（２）渡り線４１３２の部分が固定子４の軸方向一端側の略同一平面上に配置されている。（３）コイルエンドにおいてスロットの内周側と外周側を跨ぐように巻回されているので、異なるスロットから延びるコイルエンド同士が固定子鉄心における軸方向に重なって並ぶのではなく、周方向に重ならないように並ぶため、コイルエンドの高さを小さくできる。（４）図９に示すように夫々のコイル成形体における渡り線４１３２の部分は、固定子鉄心４１２の外周側と内周側を跨ぐように配置されているので、全体としては渡り線４１３２が略渦巻き状に構成されることになる。中性点となる渡り線についても、固定子鉄心４１２の外周側と内周側を跨ぐように配置している。このような構造をとることで、固定子巻線が規則的な構造で配置され、空間を効率よく利用することができる。

第１の実施の形態では、環状に形成された固定子の内周側に回転自在に設けられた回転子を有し、固定子は、内周側にコイル挿入部を有するスロットが周方向に複数設けられた固定子鉄心と、周方向に２つ以上離れたスロット内を周回するように巻回された複数相のコイルとからなり、該コイルは、断面が略四角形状の平角線からなり、コイルにおける周回部分は、連続した同相のコイルによって隣接して複数個設けられ、これらの周回部分は、隣り合うスロットに夫々が装着され、コイルエンドにおいてスロットの内周側と外周側を跨ぐように巻回されている。このような構成によれば、隣接した周回部分が隣り合うスロットに挿入されるので、隣接した周回部分が同じスロット内に挿入されるよりも、スロット数を多くすることができる。また、コイルにおける周回部分同士が周方向に離間するので冷却性を向上することができる。

上述したように発電機の場合には回転子３に励磁コイルや磁石が設けられており、この磁界の影響によりトルク脈動が生じる。しかし、本実施の形態ではスロット数を多くすることができるのでトルク脈動を低減することができ、出力脈動や騒音を低減することが可能となる。

また、コイルエンドの巻き線は後述するように内周側から外周側へと渦巻状に這い回されているため、巻き線の流れに沿って冷却風が外周側へと流れる。このように、冷却風が外周側へと渦巻状にスムーズに流れることにより、コイルエンドにおけるコイル冷却効率が向上し、コイル温度の上昇を抑えることができる。その結果、銅損の低減が可能となる。さらに、冷却風の流れがスムーズになって通風抵抗を小さくできるため、冷却風による騒音も低減される。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図２１に基づいて説明する。図２１は、対となったコイル４１３１ａ，４１３１ｂの巻き方を簡略化して表示したものである。なお、上述した実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。第１の実施形態では、固定子コイル４１３における渦巻き状に周回させた一対のコイル４１３１ａ、４１３１ｂを連続的にどのように成形しているかが異なる。その他の部位は上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。

上述した実施の形態では、図１２に示すように、巻き始めのコイル端末が内周側となり、外周側に渦巻き状となるようにコイル４１３１ａを巻回する。そして、外周側に延びた導体をコイル４１３１ｂの内周側に延ばし、外周側に渦巻き状となるようにコイル４１３１ｂを巻回している。つまり、コイル４１３１ａとコイル４１３１ｂとを繋ぐためのコイル間接続線４１３４は外周側から内周側に向かうようになっているため、コイルの線同士が交差する部分が生じてしまう。

これに対して、第１の実施形態では、図２１に示すように巻き始めがコイル４１３１ａの外周側となり、内周側に渦巻き状となるようにコイル４１３１ａを巻回す。次に、内周側に延びた導体をコイル４１３１ｂの内周側に延ばし、外周側に渦巻き状となるようにコイル４１３１ｂを巻回する。つまり、コイル４１３１ａとコイル４１３１ｂとを繋ぐためのコイル間接続線４１３４は、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの内周側同士で繋がれているためコイルの線同士が交差する部分が生じない。

このような巻き方を採用することにより、コイルエンドを更に簡略化および小型化することができ、固定子４の軸方向長さを短縮することができる。なお、図２１では、１対のコイル４１３１ａ、４１３１ｂしか表示していないが、４対のコイル４１３１ａ、４１３１ｂは連続した導体によって形成される。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施形態について、図２２に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。上述した実施の形態および第１の実施形態では、図１１に示すように、４対のコイル４１３１ａ，４１３１ｂを連続した線で成形した。一方、第３の実施形態では、各一対のコイル４１３１ａ，４１３１ｂを別個の導体で形成し、別個に形成された４組のコイル４１３１ａ，４１３１ｂを溶接等で接続するようにした。

具体的には、図２２に示すように、コイル４１３１ｂの巻き終わり部分を渡り線４１３２となる長さだけ長くしておき、各コイル４１３１ａ，４１３１ｂを固定子鉄心４１２のスロット４１１内に挿入した後に、その渡り線４１３２の部分を変形させて、接続すべきコイル４１３１ａの巻き始めの導体端末にＴＩＧ溶接等で接続する。なお、コイル４１３１ｂの巻き終わり部分を渡り線４１３２となる長さだけ長くする代わりに、コイル４１３１ａの巻き始め部分を、渡り線４１３２となる長さだけ長くするようにしても良い。

このような構成とすることにより、固定子鉄心４１２のスロット４１１内にコイル成形体を拡径しながら挿入する際に、渡り線４１３２の変形を考慮する必要がない。そのため、接続箇所は多少増加するが、渡り線４１３２の配置自由度を向上させることができる。また、渡り線４１３２はコイル４１３１ａまたはコイル４１３１ｂコイル端末であるため、渡り線４１３２だけを別の線で構成するよりも部品点数及び接続箇所を低減することができる。なお、図２２における１対の４１３１ａ，４１３１ｂは、図２１に示した巻き方によって巻回されたものである。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施形態について、図２３に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。第４の実施形態では、渡り線４１３２の接続の仕方が上述した実施の形態と異なっている。さらに、対となったコイル４１３１ａ，４１３１ｂの巻き方は、第２の実施形態と同様としている。

上述した実施の形態では、渡り線４１３２は、一対のコイル４１３１ａ，４１３１ｂのコイルエンドの頂部から延びるように構成している。一方、第４の実施形態では、以下のような構成とする。一対のコイル４１３１ａ，４１３１ｂのコイル端末は巻き始めと巻き終わりの２箇所あるが、その内のスロット底側に配置されたコイル端末を外周側に向かって階段状に変形させ、コイルエンドの頂部側に延ばす。さらに、そのコイル端末をコイルエンドの外周側から内周側に略渦巻き形状に這い回し、他のコイル４１３１ａ，４１３１ｂの回転子側に位置するコイル端末に連続する。この回転子側に位置するコイル端末は、固定子鉄心４１２の内周側に向かって階段状に変形させ、コイルエンドの頂部側に延ばす。なお、図２３では、中性点となる渡り線及び連続した線で構成される各コイル成形体同士を接続する部分は省略して表示してある。

このように、第４の実施形態では、渡り線４１３２がコイルエンドの頂部から延びていないので、固定子４の軸方向長さを更に小さくすることができる。また、導体に用いられている平角線の長辺方向が固定子４の軸方向を向くように渡り線が構成されているので、小径の固定子鉄心４１２であっても十分に渡り線を配置することができる。

なお、第４の実施形態の渡り線４１３２の場合には、渡り線４１３２はコイルエンドの頂部から延びておらず、スロット挿入部分から延びているため、コイルの周回部分のコイル４１３１を略亀甲形状とする際に長さが大きく変化してしまう。そこで、上述した実施形態で説明したようにコイル４１３１ａ，４１３１ｂを略亀甲形状に成形する前に、渡り線４１３２を軸方向や径方向等に略Ｖ字形状や略Ｕ字形状に折りたたんでおき、略亀甲形状に成形したり、固定子鉄心４１２のスロット４１１内に挿入したりするときに折りたたんだ渡り線４１３２が伸びるようにしておけばよい。また、１対の周回部分のコイル４１３１ａ、４１３１ｂは図２１で説明の巻き方だけでなく、上述の実施形態のような巻回方法であっても構わない。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施形態について、図２４に基づいて説明する。図２４は、第５の実施形態における固定子４を示す図である。なお、上述した実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。第５の実施形態は、第４の実施形態に対して、渡り線４１３２の形状や配置が異なるが、その他は第４の実施形態と同様である。第４の実施形態ではコイルエンドの頂部より先端側で渦巻き状としていたが、第５の実施形態の渡り線４１３２は、渦巻き状ではなく、スロット４１１の底側、つまり、固定子鉄心４１２の外周側で螺旋状に成形され、他のコイル４１３１と接続されている。

この第５の実施形態では、渡り線４１３２を固定子鉄心４１２の外周側で螺旋状に成形し、コイルエンドの部分で他のコイル４１３１のコイル端末と接続するように構成されているが、図２４では、コイル同士を溶接する前の状態を示している。しかしながら、実際には、図２４の状態から、ＴＩＧ溶接等を用いて固定子４の軸方向に突出している線同士を溶かして接合するため、軸方向に突出した部分は、ほぼコイルエンドの位置まで溶けて低くなる。

このように第５の実施形態では、接続箇所が多少増えてしてしまうものの、コイルエンドの頂部から固定子４の軸方向にあまり突出することなく渡り線４１３２を配置することができるため、第４の実施形態よりも更に固定子４の軸方向を短縮することが可能となる。なお、成形方法を工夫すれば渡り線４１３２をコイル４１３１と連続した線で構成することも可能である。更に、螺旋状に成形する部分は、コイル挿入部側、つまり、固定子鉄心４１２の内周側で螺旋状となっていても構わず、固定子鉄心４１２の内周側および外周側の両方が螺旋状となっていても構わない。

本発明においては、上述した実施の形態に限らず、他にも様々な構成を採用することができる。例えば、コイルの断面形状が略矩角形状となっている平角線を採用しているが、完全な矩角形状となっていなくてもよく、例えば、最終的にスロット内にて押し潰したときのように、各辺が直線でなく変形した曲線となっていても構わない。また、コイルの導体として、断面形状が略円形、略楕円形状、４つの辺以外の略多角形のものを採用しても良い。矩角形状を用いる場合には、断面が略正方形のものや、固定子鉄心の法線方向が短く、径方向が長い略長方形状であっても構わない。

また、上記実施形態では、固定子鉄心及び回転子における磁性体部を積層鋼板にて構成したが、表面に絶縁被覆が施された鉄粉を圧縮して固めた圧粉鉄心を採用してもよい。また、固定子鉄心は、複数の部材を固定して構成する分割式固定子鉄心を採用しても構わない。

また、固定子鉄心のスロット数は４８に限らず、仕様に応じてスロット数を変更することができる。このようにスロット数を変更した場合には、コイルの周回部分の配置も変更する必要がある。

上記実施形態では、コイルの周回部分を隣り合うように１対ずつ連続線で構成したが、接続点数が増えても構わなければ、固定子鉄心に挿入した後に溶接等で接続することも可能である。更にコイルの隣り合う周回部分は２つずつでなくてもよく、渦巻き状に周回させる回数も仕様に応じて自由に設定することができる。

また、コイルに自己融着線を用いる代わりに、接着剤やテープ等の別の部材を用いて固着することも可能である。更に成形のやり方次第では、固着しなくても成形することが可能である。さらに、コイルに絶縁紙を一体的に固着してから固定子鉄心のスロット内に挿入する代わりに、各スロット内に絶縁紙を配置してからコイルを挿入しても構わない。その場合、絶縁紙をスロットにおける内周側開口から広がるように突出させておくとコイルを容易に挿入することができる。

また、上記実施形態では、スロットをオープンスロットとしたが、夫々のティースにおける内周端を周方向に延びるように構成しても構わない。更にオープンスロットとする場合には、保持部材を設けているがティースの内周端を樹脂等でモールドするようにして保持部材を構成しても構わない。

コイルの周回部分を略亀甲形状として固定鉄心に挿入したが、亀甲形状でなくてもよく、大きな小判形状のようなものであっても構わない。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

本発明に係る車両用発電機の第１の実施の形態を示す断面図である。 回転子３の斜視図である。 三相整流回路の一例を示す図である。 固定子４の斜視図である。 固定子コイル４１３の結線を説明する図である。 巻線Ｙ１Ｕを構成するコイルＵ１１〜Ｕ１４の斜視図である。 巻線Ｙ１Ｕと巻線Ｙ２Ｕとの配置を示す図である。 スロット４１１と固定子コイル４１３を構成するコイルの配置関係を示す図である。 芯がね１４０を説明する図であり、（ａ）は芯がね１４０に巻回されたコイル４１３を示す斜視図であり、（ｂ）は符号Ａで示す部分の拡大図である。 芯がね１４０に巻回したコイルの加圧成形を説明する図である。 予備成形された固定子コイル４１３の斜視図である。 押圧冶具によるコイル４１３１ａ、４１３１ｂの押圧整形を説明する図である。 コイル４１３１ａ、４１３１ｂを略亀甲形状に成形するためのコイル成形冶具１９０を示す図である。 予備成形されたコイルが装着された状態のコイル成形治具１９０を示す斜視図である。 コイル成形治具１９０によるコイルの亀甲形状への成形動作を示す図である。 成形されたコイルを固定子鉄心４１２の内周側に配置した状態を示す図である。 固定子鉄心４１２のスロット４１１内にコイル成形体を押し出した状態を示す図である。 コイル４１３１ａ，４１３１ｂを固定子鉄心４１２のスロット４１１に挿入する前後の、コイル４１３１ａ，４１３１ｂの形状を示す図である。 コイル装着後の固定子４を示す図であり、（ａ）は軸方向から見た平面図、（ｂ）は正面図である。 固定子コイル４１３の結線状態を示す図である。 車両用発電機の第２の実施の形態を説明する図であり、対となったコイル４１３１ａ，４１３１ｂの巻き方を簡略化して表示したものである。 車両用発電機の第３の実施の形態を説明する図である。 車両用発電機の第４の実施の形態を説明する図である。 車両用発電機の第５の実施の形態を説明する図である。

符号の説明

３：回転子、４：固定子、３０ａ，３０ｂ：磁極、１００：車両用発電機、４１１：スロット、４１２：固定子鉄心、４１３：固定子コイル、４１６：保持部材、４１８：延出部、４１３１：周回部分、４１３２：渡り線、４１３４：コイル間接続線

Claims (23)

1. 固定子と固定子の内側に回転可能に設けられた回転子とを備え、
   前記回転子は周方向に配置された複数個の磁極を有し、
   前記固定子は、等間隔に全周に亘ってスロットを有する固定子鉄心と、前記スロット内に配置された固定子巻線とを有し、
   前記固定子巻線は、前記複数のスロットの内の一対のスロットを介して複数回周回するコイルを、前記固定子鉄心の全周に亘って複数備えるとともに、前記固定子鉄心の軸方向両端に形成される一対のコイルエンドの一方の外側に配置されて前記コイル同士をつなぐ渡り線を有し、
   前記複数のコイルは、導体が前記一対のスロットの一方ではスロット先端側に配置されるとともに、前記一対のスロットの他方ではスロット底側に配置され、前記コイルエンドにおける各コイルの導体の引き回し方向が略同じ方向となるように配置され、
   少なくとも前記コイルは、連続した導体を複数回周回して成ることを特徴とする車両用発電機。
2. 固定子と固定子の内側に回転可能に設けられた回転子とを備え、
   前記回転子は周方向に配置された複数個の磁極を有し、
   前記固定子は、等間隔に全周に亘ってスロットを有する固定子鉄心と、前記スロット内に配置された固定子巻線とを有し、
   前記固定子巻線は、前記複数のスロットの内の一対のスロットを介して複数回周回する第１のコイルと、前記一対のスロットのそれぞれに隣接する他の一対のスロットを介して複数回周回する第２のコイルとを、前記固定子鉄心の全周に亘って複数備えるとともに、前記第１のコイルと第２のコイルとを直列に接続してコイル対を形成するコイル間接続線と、前記固定子鉄心の軸方向両端に形成される一対のコイルエンドの一方の外側に配置されて前記コイル対同士を接続する渡り線とを有し、
   前記複数のコイルは、導体が前記一対のスロットの一方ではスロット先端側に配置されるとともに、前記一対のスロットの他方ではスロット底側に配置され、前記コイルエンドにおける各コイルの導体の引き回し方向が略同じ方向となるように配置され、
   少なくとも前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、連続した導体を複数回周回して成ることを特徴とする車両用発電機。
3. 請求項１または２に記載の車両用発電機において、
   前記スロットの先端側および底側に複数の導体をそれぞれ配置するとともに、それらの導体を前記スロットの先端側から底側へと一列に配置することを特徴とする車両用発電機。
4. 環状に形成された固定子の内周側に回転自在に設けられた回転子を有する車両用発電機であって、
   前記回転子は周方向に配置された複数個の磁極を有し、
   前記固定子は、内周側にコイル挿入部を有するスロットが周方向に複数設けられた固定子鉄心と、それぞれの前記スロット内に重ね巻きによって巻回されたコイルとからなり、
   該コイルにおける少なくとも重ね巻きされた周回部分は連続した導体からなり、その導体はコイルエンドにおいて前記スロットの先端側と他のスロットの底側との間を跨ぐように巻回されることを特徴とする車両用発電機。
5. 請求項４に記載の車両用発電機において、
   前記コイルの導体は、断面が略矩角形状であることを特徴とする車両用発電機。
6. 請求項５に記載の車両用発電機において、
   前記導体の断面形状は、前記固定子鉄心の法線方向が長く、径方向が短い略長方形状であることを特徴とする車両用発電機。
7. 請求項６に記載の車両用発電機において、
   前記コイルは複数の相からなり、同相の前記周回部分は、周方向に離れた前記スロットに複数箇所に渡って装着され、それらが渡り線によって連結していることを特徴とする車両用発電機。
8. 請求項７に記載の車両用発電機において、
   前記渡り線は、同相の夫々の前記コイルと連続していることを特徴とする車両用発電機。
9. 請求項７に記載の車両用発電機において、
   前記渡り線は、夫々の前記周回部分の一端を長くすることで構成され、この長くした前記周回部分の一端を他の前記周回部分の他端と接続していることを特徴とする車両用発電機。
10. 請求項７に記載の車両用発電機において、
    前記渡り線は、前記固定子の軸方向一端側だけに設けられていることを特徴とする車両用発電機。
11. 請求項７に記載の車両用発電機において、
    前記渡り線は、前記固定子鉄心の外周側と内周側とを跨ぐように略渦巻状に設けられていることを特徴とする車両用発電機。
12. 請求項１１に記載の車両用発電機において、
    前記渡り線は、固定子の軸方向略同一面上に位置するように設けられていることを特徴とする車両用発電機。
13. 請求項７に記載の車両用発電機において、
    前記渡り線は、前記周回部分における前記スロットの底側から前記コイル挿入部側を跨ぐように設けられていることを特徴とする車両用発電機。
14. 請求項７に記載の車両用発電機において、
    前記渡り線は、前記周回部分における前記スロットの底側、及び／又は、前記コイル挿入部側にて螺旋状となっていることを特徴とする車両用発電機。
15. 請求項４に記載の車両用発電機において、
    前記コイルにおけるスロット挿入部分は、絶縁部材が固着されていることを特徴とする車両用発電機。
16. 請求項４に記載の車両用発電機において、
    前記コイルの周回部分は、略亀甲形状に成形されていることを特徴とする車両用発電機。
17. 環状に形成された固定子の内周側に回転自在に設けられた回転子を有する車両用発電機であって、
    前記回転子は周方向に配置された複数個の磁極を有し、
    前記固定子は、内周側にコイル挿入部を有するスロットが周方向に複数設けられた固定子鉄心と、周方向に２つ以上離れた前記スロット内を周回するように巻回された複数相のコイルとからなり、
    該コイルは、断面が略四角形状の平角線からなり、前記コイルにおける前記周回部分は、連続した同相のコイルによって隣接して複数個設けられ、これらの前記周回部分は、隣り合う前記スロットに夫々が装着され、コイルエンドにおいて前記スロットの先端側と底側とを跨ぐように巻回されていることを特徴とする車両用発電機。
18. 請求項１７に記載の車両用発電機において、
    同相のコイルにおける複数の前記周回部分は、外周と内周に渡って渦巻き状に巻回された２つの周回部分からなり、夫々の周回部分は、内周側の端末にて連続していることを特徴とする車両用発電機。
19. 請求項１８に記載の車両用発電機において、
    同相の２つの前記周回部分は、周方向に離れた前記スロットに複数箇所に渡って設けられており、それらが前記周回部分の外周側に引き出される端末同士を繋いで構成された渡り線によって連結されていることを特徴とする車両用発電機。
20. 環状に形成された固定子の内周側に回転自在に設けられた回転子を有する車両用発電機であって、
    前記回転子は周方向に配置された複数個の磁極を有し、
    前記固定子は、内周側にコイル挿入部を有するスロットが周方向に複数設けられた固定子鉄心と、周方向に２つ以上離れた前記スロット内を周回するように巻回されたコイルとからなり、
    該コイルにおける少なくとも前記周回部分は連続線からなり、コイルエンドにおいて前記スロットの先端側と底側とを跨ぐように巻回されると共に、前記固定子鉄心のスロット内から連続した方向に延びる延出部が前記スロットの軸方向両端側に延出していることを特徴とする車両用発電機。
21. 請求項２０に記載の車両用発電機において、
    前記スロットにおける前記コイル挿入部は、前記スロットにおける前記コイルが装着される部分とほぼ同等もしくは、前記コイルが装着される部分以上の周方向幅を有するオープンスロットであることを特徴とする車両用発電機。
22. 請求項２０に記載の車両用発電機において、
    前記スロットの前記先端側には、前記コイルのスロット外への移動を阻止する保持部材が装着されていることを特徴とする車両用発電機。
23. 請求項２０に記載の車両用発電機において、
    前記コイルの少なくとも周回部分は、夫々の線材同士が一体的に固着されていることを特徴とする車両用発電機。

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