JP3438606B2 - 車両用交流発電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は乗用車、トラック等
に搭載される車両用交流発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両走行抵抗の低減のためのスラントノ
ーズ化や車室内居住空間の確保の二一ズからエンジンル
ームは近年ますます狭小化する中で、車両用交流発電機
の搭載スペースに余裕がなくなってきている。一方、エ
ンジンの静粛化に伴い車両用交流発電機の騒音低減が求
められている。即ち小型・高出力で低騒音の車両用交流
発電機を安価に提供することが求められている。

【０００３】車両用交流発電機の小型・高出力化の手段
として、最も熱損失の大きい固定子巻線の冷却性向上が
あげられ、従来、図１３に示すように冷却ファンをフレ
ーム内に配置し、冷却風を直接コイルエンドに当てて冷
却する内扇構造が一般に用いられている。ここで、図１
３の構造では冷却ファンが固定子巻線のコイルエンド群
の先端部にしか対向しておらず、冷却ファンが回転する
ことで生じる冷却風がコイルエンド群の先端にのみに吹
き付けられて排出されるため、固定子巻線の冷却効果が
低い問題点があった。これに対し、実開平５−１１７６
８では固定子巻線のコイルエンド群を冷却ファンに充分
対向するように軸方向に伸延させるものが提案されてい
るが、コイルエンド群の根元部が冷却ファンと対向して
いないのでこの部分の冷却効果が低く、またコイルエン
ド高さを高くしたことによる固定子巻線の抵抗値の上昇
からも出力低下を生ずるという問題があった。

【０００４】一般に、冷却風の当たり面積を増やすこと
や、冷却風の量、および速さを高めることが冷却性の向
上に効果的であることは周知である。一方、内扇構造の
車両用交流発電機においては、コイルエンド群の内周面
には多相の巻線を周方向にオーバーラップさせながら配
置することによって凹凸が形成されている。よって、冷
却風とこの凹凸の衝突によって生じる周期的な圧力変動
が増大し、ファン騒音を増大させるという問題が新たに
発生する。特開平８−３０８１９０には、コイルエンド
群の軸方向高さと冷却ファンの高さがほぼ等しく、両者
が向かい合って配置されている構造が示されているが、
上記の冷却風とコイルエンド群の内周の凹凸の衝突によ
りファン騒音が増加する問題は、依然として残されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み、固定子巻線の冷却性向上とファン騒音低減を両立
させ、小型・高出力で低騒音な車両用交流発電機を提供
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、複数のスロットを持つ固定子鉄心と前記スロットに
巻装され前記固定子鉄心の軸方向両端にコイルエンド群
を形成する固定子巻線を備える固定子と、前記固定子の
内周側に対向配置される磁極爪を持つ界磁鉄心と前記界
磁鉄心の少なくとも一方の軸方向端部に配置される冷却
ファンを備える回転子を有する車両用交流発電機におい
て、前記冷却ファンの径方向外側に配置される前記コイ
ルエンド群は、その軸方向高さの７０％以上が径方向に
関して前記冷却ファンと重複して配置されており、前記
コイルエンド群の内部には、前記冷却ファンによる冷却
風が通過する通風路が形成されており、かつ前記コイル
エンドは軸方向に対して傾斜して延びる斜行部を有して
おり、前記コイルエンド群に含まれる複数の斜行部の間
に前記通風路が形成されていることを特徴としている。
これにより、冷却ファンの回転による風はコイルエンド
群の内部を広い範囲に渡って通過するので、冷却効率を
高めることができ、且つ、コイルエンド群の内周面と冷
却ファン外周との間に生じる圧力変動が抑制される。よ
って、固定子巻線の冷却性向上とファン騒音低減を達成
できる。前記コイルエンドは軸方向に対して傾斜して延
びる斜行部を有しており、前記コイルエンド群に含まれ
る複数の斜行部の間に前記通風路が形成されているとい
う構成が採用される。かかる構成によると、冷却ファン
からの風を斜行部で柔らかく受け流すことができ、コイ
ルエンド群の軸方向寸法のほとんどを冷却ファンの径方
向外側に直接に対向させて配置した構成においても低騒
音を実現できる。

【０００７】請求項２の発明によれば、請求項１におい
て、前記コイルエンド群は一定の形状のコイルエンドを
主として繰り返して配列して形成されていることを特徴
としている。これにより、コイルエンド群の内周面の凹
凸が低減され、コイルエンド群の内周面の凹凸と冷却フ
ァン外周との間に生じる周期的な圧力変動が抑制され
る。

【０００８】請求項３の発明によれば、前記冷却ファン
の外径が前記回転子の界磁鉄心の最外径に対し、９０％
以上、９６％以下であることを特徴としている。これに
より、冷却ファンの外径とコイルエンド群の内周との距
離が広がり、この部分での冷却風の圧力変動がさらに低
下するので、ファン騒音をより低減できる。請求項７の
発明では、冷却ファンの羽根枚数が界磁鉄心の爪数と異
なる数に設定されているので、界磁鉄心の爪側面の遠心
ファン効果による圧力変動と冷却ファンによる圧力変動
との同期による大きなファン騒音の発生を防止できる。

【０００９】なお、請求項８の発明のように、界磁鉄心
の爪数と異なる数の羽根をもった前記冷却ファンは前記
界磁鉄心の一方の軸方向端部に設けられており、さらに
前記界磁鉄心の他方の軸方向端部に設けられた他の冷却
ファンを備えるという構成を採用することが、十分な冷
却風の風量を確保する上で望ましい。かかる構成におい
ては、界磁鉄心の両端面に２つの冷却ファンが設置され
るが、それら冷却ファンの少なくとも一方が界磁鉄心の
爪数とは異なる羽根枚数を備えることで低騒音化を図る
ことができる。なお、前記他の冷却ファンの羽根枚数
は、任意に選ぶことができる。例えば、界磁鉄心の爪数
と異なる羽根枚数として騒音防止を図る構成を採用する
ことができる。また、界磁鉄心の爪数と同じ羽根枚数と
して羽根を爪の背面に位置させ、界磁鉄心の爪と爪との
間への送風を促進する構成を採用することができる。な
お、コイルエンド群の軸方向先端と冷却ファンの軸方向
先端とをほぼ一致させて配置し、冷却ファンの比較的強
く冷却風を押し出す部位（軸方向中央部から根元部）
が、コイルエンドの軸方向中間部に配置された斜行部と
対向する構成をとることが、体格の小型化、低騒音化の
観点から望ましい。

【００１０】また、コイルエンド群と冷却ファンとの対
向は、コイルエンド群の軸方向寸法の約８０％以上に設
定することが、高い冷却性を実現するために望ましい。
さらに、冷却ファンのフレードの径方向外側の辺が、そ
のほぼ全体でコイルエンド群の内周面と対向する構成を
併用することが冷却ファンの送風能力を有効活用するた
めに望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】〔第一実施形態〕図１から図９は
この発明の第一実施形態を示したものである。図１は車
両用交流発電機の主要部を示した図であり、図２から図
５は本実施形態の固定子の説明図であり、図６から図９
は本実施形態の効果の説明図である。

【００１２】車両用交流発電機１は、固定子として働く
固定子２、界磁として働く回転子３、前記回転子３と固
定子２を支持するハウジング４、前記固定子に直接接続
され交流電力を直流に変換する整流器５および界磁電流
量を増減し発電量を制御する電圧調整機１１等から構成
されている。回転子３は、シャフト６と一体になって回
転するもので、１組のランデル型界磁鉄心７、フロント
側冷却ファン１２、リア側冷却ファン１３、界磁コイル
８、スリップリング９、１０等によって構成されてい
る。シャフト６は、プーリ２０に連結され、自動車に搭
載された走行用のエンジン（図示せず）により回転駆動
される。

【００１３】回転子３の軸方向の両端には、その端面に
フロント側冷却ファン１２とリア側冷却ファン１３が固
定されている。フロント側冷却ファン１２は、遠心ファ
ンのファンブレードと、斜流ファンのファンブレードと
が混在して構成されている。リア側冷却ファン１３は、
遠心式ファンのファンブレードによって構成されてい
る。冷却ファン１２、１３の外径Ｒ０は界磁鉄心７の最
外径Ｒ１より小径となるように設定してある。本実施形
態においては、Ｒ０＝８８ｍｍ、Ｒ１＝９２ｍｍに設定
されている。また、ファンブレードの枚数は、各々が配
置されている界磁鉄心７の爪数よりも少なく設定されて
いる。この実施形態では、８本の爪数において７枚のフ
ァンブレードが採用されている。ハウジング４の軸方向
端面には吸入孔４１が設けられている。そして、ハウジ
ング４の外周両肩部には、固定子２の第１コイルエンド
群３１ａと第２コイルエンド群３１ｂとの径方向外側に
対応して冷却風の排出孔４２が設けられている。

【００１４】固定子２は、固定子鉄心３２と、固定子鉄
心３２に形成されたスロット３５内に配置された複数の
電気導体により構成される固定子巻線と、固定子鉄心３
２と電気導体との間を電気絶縁するインシュレータ３４
とにより構成され、ハウジング４により支えられてい
る。図２に示すように、固定子鉄心３２には、多相の固
定子巻線を収容できるように、複数のスロット３５が形
成されている。本実施形態では、回転子３の磁極数に対
応して、３相の固定子巻線を収容するよう、複数個のス
ロット３５が、等間隔に配置されている。また、固定子
２の第１コイルエンド群３１ａと第２コイルエンド群３
１ｂの内周面の８０％がそれぞれ冷却ファン１２、１３
に対向するように設定されている。

【００１５】固定子鉄心３２のスロット３５に装備され
た固定子巻線は、複数の電気導体により構成され、複数
のスロット３５のそれぞれの中には、偶数本（本実施形
態では４本）の電気導体が収容されている。また、一の
スロット内の４本の電気導体は、図２に示すように固定
子鉄心３２の径方向に関して内側から内端層、内中層、
外中層、外端層の順で一列に配列されている。

【００１６】一のスロット内の内端層の電気導体３３１
ａは、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて磁極ピッ
チ離れた他のスロット内の外端層の電気導体３３１ｂと
対をなしている。同様に、一のスロット内の内中層の電
気導体３３２ａは固定子鉄心３２の時計回り方向に向け
て１極ピッチ離れた他のスロット内の外中層の電気導体
３３２ｂと対をなしている。そして、これらの対をなす
電気導体は、固定子鉄心３２の軸方向の一方の端部にお
いて連続線を用いることにより、ターン部３３１ｃ、３
３２ｃを経由することで接続される。従って固定子鉄心
３２の一方の端部においては、外中層の電気導体と内中
層の電気導体とを接続する連続線を、外端層の電気導体
と内端層の電気導体とを接続する連続線が囲むこととな
る。このように、固定子鉄心３２の一方の端部において
は、対をなす電気導体の接続部が、同じスロット内に収
容された他の対をなす電気導体の接続部により囲まれ
る。外中層の電気導体と内中層の電気導体との接続によ
り中層コイルエンドが形成され、外端層の電気導体と内
端層の電気導体との接続により端層コイルエンドが形成
される。

【００１７】一方、一のスロット内の内中層の電気導体
３３２ａは、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１
極ピッチ離れた、他のスロット内の内端層の電気導体３
３１ａ’とも対をなしている。同様に、一のスロット内
の外端層の電気導体３３１ｂ’は、固定子鉄心３２の時
計回り方向に向けて１極ピッチ離れた他のスロット内の
外中層の電気導体３３２ｂと対をなしている。そして、
これらの電気導体は固定子鉄心３２の軸方向の他方の端
部において接合により接続される。

【００１８】従って、固定子鉄心３２の他方の端部にお
いては、外端層の電気導体と外中層の電気導体とを接続
する接合部と、内端層の電気導体と内中層の電気導体と
を接続する接合部とが、径方向に並んでいる。外端層の
電気導体と外中層の電気導体との接続、および内端層の
電気導体と内中層の電気導体との接続により隣接層コイ
ルエンドが形成される。このように、固定子鉄心３２の
他方の端部においては、対をなす電気導体の接続部が、
重複することなく並べて配置される。

【００１９】さらに、図３に図示されるように、内端層
の電気導体と外端層の電気導体とが、一連の電気導体を
ほぼＵ字状に成形してなる大セグメント３３１により提
供される。そして、内中層の電気導体と外中層の電気導
体とが一連の電気導体をほぼＵ字状に成形してなる小セ
グメント３３２により提供される。基本セグメント３３
は、大セグメント３３１と小セグメント３３２によって
形成される。各セグメント３３１、３３２は、スロット
内に収容されて軸方向に沿って延びる部分３３１ａ、３
３１ｂ、３３２ａ、３３２ｂを備えるとともに、軸方向
に対して所定角度傾斜して延びる斜行部３３１ｆ、３３
１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇを備える。これら斜行部は、
コイルエンドを形成しており、通風路はこれら斜行部の
間に主として形成されている。

【００２０】以上の構成を、全てのスロット３５のセグ
メント３３について繰り返す。そして、第２コイルエン
ド群３１ｂにおいて、外端層の接合部３３１ｅ’と外中
層の接合部３３２ｅ、並びに内中層の接合部３３２ｄと
内端層の接合部３３１ｄ’とが溶接、超音波溶着、アー
ク溶接、ろう付け等の手段によって接合され、電気的に
接続されている。これらの接合部の互いの絶縁と保持の
ために、絶縁材によるコーティングが行われる。なお、
耐振動性、耐環境性を向上するために、複数の接合部の
間を架橋するように絶縁材が付着されてもよい。また、
絶縁材は、接合部にのみ厚く付着させることが望まし
い。

【００２１】以上より製作される固定子２について、固
定子鉄心３２の内周側から見た１相分のセグメントを図
４に示し、一方のコイルエンド群の斜視図を図５に示
す。第１コイルエンド群３１ａにおいては、中層コイル
エンドと端層コイルエンドとが基本コイルエンドとされ
ている。第２コイルエンド群３１ｂにおいては、隣接層
コイルエンドが基本コイルエンドとされている。そし
て、複数の基本コイルエンドが、規則的に繰り返して配
置されている。全てのコイルエンドの間には隙間が確保
される。しかも、コイルエンドは、環状のコイルエンド
群内において、周方向に関してほぼ一定の密度で分布し
ている。

【００２２】両コイルエンド群３１ａ、３１ｂにおいて
は、複数のコイルエンドの間に無数の通風路が形成され
る。しかも、それらの通風路は、環状のコイルエンド群
内において周方向に関して一様に分布している。両コイ
ルエンド群３１ａ、３１ｂの内周面は、固定子鉄心３２
の内周面より僅かに大きい内径をもって形成されてい
る。さらに、両コイルエンド群３１ａ、３１ｂは、全周
にわたってほぼ一定の高さをもっている。

【００２３】なお、各コイルエンド群３１ａ、３１ｂ内
には、巻線の接続、あるいは引き出し線としての異形コ
イルエンドが、数本だけ含まれている。このような異形
コイルエンドの存在によって、コイルエンド間の通風路
としての隙間は、局所的に広くなるかあるいは狭くなる
が、コイルエンド群における周方向の分布に目立った疎
密を形成するものではない。

【００２４】また、各コイルエンド群３１ａ、３１ｂに
は、薄く樹脂皮膜がコーティングされるが、コイルエン
ドの間の全ての隙間が完全に塞がれることはない。薄い
樹脂皮膜は、コイルエンド間の隙間の分布に大幅な疎密
を形成するものではない。また、薄い樹脂皮膜は、コイ
ルエンドの間を径方向に架橋して付着することがある
が、通風性に与える影響は小さく、大幅な疎密を形成す
るものではない。

【００２５】このように、両コイルエンド群３１ａ、３
１ｂは、主として一定形状のコイルエンドを配列して構
成される。しかも、周方向に関してほぼ一様の密度でコ
イルエンドを配置して構成されている。このため、周方
向に関してコイルエンドの疎密がほとんどない。両コイ
ルエンド群３１ａ、３１ｂの軸方向端部は、冷却ファン
１２、１３の軸方向端部とほぼ一致している。そして、
各コイルエンド群３１ａ、３１ｂの内周面の軸方向寸法
のうち約８０％は、その内周に配置された冷却ファン１
２、１３と径方向に関して重複して配置されている。特
に、この実施形態では、各コイルエンド群３１ａ、３１
ｂの内周面の軸方向寸法のうち約８０％は、その内周側
に配置された冷却ファン１２、１３の最外径部分と、径
方向に関して直接に対向している。しかも、冷却ファン
１２、１３の最外径部分の辺は、そのほぼ全体がコイル
エンド群３１ａ、３１ｂの内周面と対向している。この
ようなコイルエンド群と冷却ファンとの対向関係は、コ
イルエンド群の全周に渡って確保されている。このた
め、各コイルエンド群３１ａ、３１ｂの内周面のうち約
８０％の面積は、回転する冷却ファン１２、１３から遠
心方向外側に送られる冷却風を直接に受ける。

【００２６】この実施形態では、コイルエンド群３１ａ
の軸方向寸法Ｌ１に対して冷却ファン１３の最外径部分
の軸方向寸法Ｌ２は約８０％である。また、コイルエン
ド群３１ｂの軸方向寸法Ｌ３に対して冷却ファン１２の
最外径部分の軸方向寸法Ｌ４は約８０％である。 〔第一実施形態の作用効果〕図６は、本実施形態の固定
子巻線の冷却性向上効果を示すグラフである。固定子巻
線のコイルエンド群の内周面の冷却ファン対向部分の割
合をパラメータとして固定子巻線の温度を抵抗法により
測定した。固定子巻線のコイルエンド群の内周面の７０
％以上が冷却ファンに対向していれば、固定子巻線の温
度が低く抑えられ、良好な冷却性が得られることが分か
る。

【００２７】図７は、本実施形態のファン騒音低減効果
を示すグラフである。測定は無響室にておこない、車両
用交流発電機のリア側端部から後方４５度３０ｃｍの位
置にマイクを設置し、無負荷状態にてオーバーオール値
を測定した。本実施形態では、固定子巻線のコイルエン
ド群の内周面の８０％が冷却ファンに対向しており、し
かもコイルエンド群の各コイルエンド間には隙間が形成
されているので、図６、図７に示すように、冷却性向上
とファン騒音低減の両立を図ることができる。

【００２８】また、図８、図９は、コイルエンド群の各
導体間に隙間が形成されている固定子２を組み込んで、
回転子３の界磁鉄心７の最外径Ｒ１を一定とし、冷却フ
ァン１２、１３の外径Ｒ０を変化させた時の１２０００
ｒｐｍでのファン騒音の変化と、定格回転での出力の変
化を示している。比率（Ｒ０／Ｒ１）が０．９以上で
０．９６以下であれば、ファン騒音の低減効果を確保し
つつ、大幅な出力低下も抑止できる。

【００２９】なお、耐振動性の観点から、厚い樹脂皮膜
がコイルエンド群にコーティングされた場合には、コイ
ルエンド間の隙間は失われる。しかし、厚い樹脂皮膜
を、コイルエンド群の軸方向先端部のみに付着させるこ
とにより、コイルエンド群の根元には、上述のごとき無
数の隙間を残すことができる。かかる構成にあっては、
無数の隙間を残した範囲が、冷却ファンに対して上記の
関係をもって対向することが重要となる。

【００３０】また、冷却ファン１２、１３は、シュラウ
ドとの関係を考慮して外側に露出する部分が、コイルエ
ンド群と所定の関係をもって対向していることが重要で
ある。また、冷却ファン１２、１３の最外径部分の縁
が、斜辺で形成される場合には、その斜辺が各コイルエ
ンド群の内周面と上記の関係をもって対向することが重
要である。

【００３１】〔第二実施形態〕第一実施形態では、ター
ン部が多重になるように形成したセグメントを用いた
が、図１０、図１１に示すように、異なるスロットに内
層と外層として配置されたセグメント３３を使って、こ
れを複数対配置してもよい。なお、図１０では基本とな
る１対について示してあり、第一実施形態と同じくスロ
ットあたりの電気導体数を４本とするためには、２対と
して直列に電気接続すればよい。この実施形態において
も、コイルエンド群の各セグメント間には隙間を形成す
ることができる。

【００３２】〔その他の実施形態〕第一実施形態では、
スロットあたりの電気導体数を４本とした固定子巻線の
構造を示したが、発電機に要求される出力仕様に応じ
て、セグメントの構成変更により電気導体数を変更して
もよい。第一実施形態では、回転子の界磁鉄心の軸方向
両端に冷却ファンを配置したが、車両に搭載された場合
の周囲温度の環境や、要求発電力などの面から冷却性能
に余裕のある場合は、少なくとも一方にのみ冷却ファン
を設ける構成を採用することができる。例えば発電機の
周囲温度がリア側よりフロント側が一般的に低いので、
フロント側冷却ファン１２を廃止して、リア側冷却ファ
ン１３のみとすることができる。

【００３３】また、界磁鉄心の両端に設けられた２つの
冷却ファンのうち、いずれか一方のみを界磁鉄心の爪数
と異なる羽根枚数をもった冷却ファンとし、他方を界磁
鉄心の爪数と同じ羽根枚数をもった冷却ファンとしても
よい。なお、冷却ファンの羽根枚数は、界磁鉄心の爪数
と異なるという条件の下で、冷却風量の要求などに応じ
て選ぶことができる。例えば、爪数が８本の場合には、
６枚、７枚、９枚、１０枚などを採用できる。なお、冷
却ファンの羽根枚数は界磁鉄心の爪数と同じかそれ以下
とすることができる。例えば、爪数が８本の場合には、
リア側冷却ファン１３の羽根枚数を７枚とし、フロント
側冷却ファン１２の羽根枚数を８枚とする組合せを選ぶ
ことができる。このような組合せは、フロント側冷却フ
ァン１２が、爪と爪の間の隙間への通風を促進する冷却
ファンである場合に好適である。フロント側冷却ファン
１２の羽根枚数を爪数と同じとし、界磁鉄心の爪の背面
に羽根を位置させることで、爪と爪の間の隙間への通風
が妨げられることが防止できる。第一実施形態では、フ
ロント側冷却ファン１２は、遠心ファンのファンブレー
ドと、斜流ファンのファンブレードとが混在して構成さ
れ、リア側冷却ファン１３は、遠心ファンのファンブレ
ードによって構成されている。これに対し、車両に搭載
された場合の周囲温度の環境などに応じて、全て遠心フ
ァンのファンブレードとしてもよいし、全て斜流ファン
のファンブレードとしてもよい。図１２（Ａ）、図１２
（Ｂ）は、第１実施形態で用いられたフロント側冷却フ
ァン１２と、リア側冷却ファン１３とを示している。こ
のフロント側冷却ファン１２は、２枚の遠心ファンブレ
ードと、５枚の斜流ファンブレードとを有する。また、
リア側冷却ファン１３は、７枚の軸流ファンブレードを
有している。

【００３４】さらに、図１２（Ｃ）は、変形例のフロン
ト側冷却ファン１２０を示している。このフロント側冷
却ファン１２０は、８枚の斜流ファンブレードを有して
いる。それぞれのファンブレードは、界磁鉄心の爪の背
面に対応して位置している。この図１２（Ｃ）のフロン
ト側冷却ファン１２０を、図１２（Ｂ）のリア側冷却フ
ァン１３と組み合わせて用いることができる。第一実施
形態では、第１コイルエンド群にセグメントのターン部
側を配置し、第２コイルエンド群にセグメントの接合部
側を配置したが、逆の配置でもよい。

【００３５】第一実施形態では、界磁鉄心の最外径Ｒ１
が９２ｍｍの場合を示したが、同じ通風冷却構造であれ
ば、最外径Ｒ１が７０〜１１０ｍｍにおいて同様の設定
範囲が有効である。また、ファンには補強リブを形成し
ない方が、軸方向から吸い込まれた冷却風を羽根の根本
部にて、より滑らかに方向変更させ、径方向外側へ送り
出すことができる。これが通風路の形成されたコイルエ
ンド群に進む。よって、円滑な通風が可能となるので風
切音を低減できる。

【００３６】また、コイルエンド間に形成される隙間
は、径方向に関して内側から外側へ、コイルエンド群内
を完全に貫通する通風路を形成することが望ましいが、
径方向に関して所定角度をなして延びる斜めの通風路を
形成してもよい。また、コイルエンド群の内部に樹脂皮
膜によって膜を形成し、コイルエンド群の内周面にの
み、各コイルエンドの間に溝状の通風路を形成してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態の車両用交流発電機の主
要部を示した図である。

【図２】第一実施形態の固定子の部分的な断面図であ
る。

【図３】第一実施形態のセグメントの模式的斜視図であ
る。

【図４】第一実施形態のセグメントの固定子鉄心への装
着状態を示す模式図である。

【図５】第一実施形態のセグメントの固定子鉄心への装
着状態を示す斜視図である。

【図６】第一実施形態の固定子巻線の冷却性向上効果を
示す図である。

【図７】第一実施形態のファン騒音低減効果を示す図で
ある。

【図８】第一実施形態のファン騒音変化を示す図であ
る。

【図９】第一実施形態の出力変化を示す図である。

【図１０】第二実施形態のセグメントの模式的斜視図で
ある。

【図１１】第二実施形態のセグメントの固定子鉄心への
装着状態を示す模式図である。

【図１２】冷却ファンの羽根配置を示す模式図であっ
て、（Ａ）、（Ｂ）は第一実施形態の冷却ファンを示
し、（Ｃ）は変形例の冷却ファンを示している。

【図１３】従来の車両用交流発電機を示す図である。

【符号の説明】

１ 車両用交流発電機 ２ 固定子 ３ 回転子 ６ シャフト ７ 界磁鉄心 ８ 界磁コイル ９、１０ スリップリング １２ フロント側冷却ファン １３ リア側冷却ファン ３１ａ 第１コイルエンド群 ３１ｂ 第２コイルエンド群 ３２ 固定子鉄心 ３３ セグメント ３４ インシュレータ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−222415（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−111221（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−190655（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−11768（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−33574（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−153551（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 9/00 - 9/28 H02K 19/00 - 19/38

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロットを持つ固定子鉄心と前記
   スロットに巻装され前記固定子鉄心の軸方向両端にコイ
   ルエンド群を形成する固定子巻線を備える固定子と、前
   記固定子の内周側に対向配置される磁極爪を持つ界磁鉄
   心と前記界磁鉄心の少なくとも一方の軸方向端部に配置
   される冷却ファンを備える回転子を有する車両用交流発
   電機において、 前記冷却ファンの径方向外側に配置される前記コイルエ
   ンド群は、その軸方向高さの７０％以上が径方向に関し
   て前記冷却ファンと重複して配置されており、前記コイ
   ルエンド群の内部には、前記冷却ファンによる冷却風が
   通過する通風路が形成されており、かつ 前記コイルエン
   ドは軸方向に対して傾斜して延びる斜行部を有してお
   り、前記コイルエンド群に含まれる複数の斜行部の間に
   前記通風路が形成されていることを特徴とする車両用交
   流発電機。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記コイルエンド群は一定の形状のコイルエンドを主と
   して繰り返して配列して形成されていることを特徴とす
   る車両用交流発電機。
3. 【請求項３】 請求項１または２のいずれかにおいて、 前記冷却ファンの外径が前記回転子の界磁鉄心の最外径
   に対し、９０％以上、９６％以下であることを特徴とす
   る車両用交流発電機。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、 前記固定子巻線は、前記固定子鉄心の径方向に関して内
   側から内端層、内中層、外中層、外端層の順で一列に配
   列されていることを特徴とする車両用交流発電機。
5. 【請求項５】 請求項４において、 内端層の電気導体と外端層の電気導体とが、一連の電気
   導体をほぼＵ字状に成形してなる大セグメントにより提
   供され、 内中層の電気導体と外中層の電気導体とが一連の電気導
   体をほぼＵ字状に成形してなる小セグメントにより提供
   されることを特徴とする車両用交流発電機。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記大および小セグメントは、スロット内に収容されて
   軸方向に沿って延びる部分を備えるとともに、軸方向に
   対して所定角度傾斜して延びる前記斜行部を備えること
   を特徴する車両用交流発電機。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれかにおいて、 前記冷却ファンの羽根枚数は前記冷却ファンが配置され
   た界磁鉄心の爪数と異なることを特徴とする車両用交流
   発電機。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記冷却ファンは前記界磁鉄心の一方の軸方向端部に設
   けられており、さらに前記界磁鉄心の他方の軸方向端部
   に設けられた他の冷却ファンを備えることを特徴とする
   車両用交流発電機。