CN1649235A

CN1649235A - 交流发电机

Info

Publication number: CN1649235A
Application number: CN200410061908.XA
Authority: CN
Inventors: 东野恭子; 柏原利昭
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: US6956314B2; JP2005218232A; CN100365917C; JP4437671B2; US20050168094A1

Abstract

本发明的车辆用交流发电机中，至少在内侧绕组部(24)的导体段上设置曲线部(30)，以将内侧绕组部(24)的结合部侧线圈端部的高度调节成与外侧绕组部(25)的结合部侧线圈端部的高度相等，将内侧绕组部(24)的连接部侧线圈端部的高度调节成与外侧绕组部(25)的连接部侧线圈端部的高度相等。采用本发明，能使线圈端部处的冷却风的流动阻力减小，能提高定子绕组的冷却性。

Description

交流发电机

技术领域

本发明涉及比如搭载在轿车、卡车等交通工具上的车辆用交流发电机，尤其是涉及其定子的定子绕组。

背景技术

以往，已知有一种车辆用交流发电机(比如，参照专利文献1：日本专利特开2001-231203号公报，图2～图6)，其包括：N极、S极沿旋转方向交替形成的转子；以及具有围住该转子的定子铁心和在朝该定子铁心的轴线方向延伸且在圆周方向留有间隔地形成的多个切槽中装有定子绕组的定子，所述定子绕组是通过由收纳在所述切槽内的一对直线部、将该直线部相互连接的连接部、以及设置在所述直线部的前端部且从所述定子铁心的一端面突出的结合部构成的大致U字形的多个导体段相互连接而成，而且，构成所述定子绕组的线圈端部的所述连接部中，一方的导体段的连接部覆盖另一方的导体段的连接部。

该场合，线圈端部中，一方的导体段的连接部覆盖另一方的导体段的连接部，因为覆盖的一侧的连接部使径向的冷气通道变窄，存在冷却风的流动阻力增大，定子绕组的冷却效率差的问题。

本发明是为解决上述问题的，其目的在于提供一种在线圈端部的冷却风的流动阻力减小，能提高定子绕组的冷却性的交流发电机。

本发明内容

本发明的交流发电机中，至少在内侧绕组部的导体段上设置高度调节部，以将内侧绕组部的结合部侧线圈端部的高度调节成与外侧绕组部的结合部侧线圈端部的高度相等，另外，将内侧绕组部的连接部侧线圈端部的高度调节成与外侧绕组部的连接部侧线圈端部的高度相等。

本发明中，在线圈端部的冷却风的通道截面积增大，流动阻力减小，能提高定子绕组的冷却性。

附图的简单说明

图1是表示本发明的实施例1的车辆用交流发电机的侧剖视图。

图2是表示沿图1的箭头A看到定子时的图。

图3是图1的定子绕组的局部接线图。

图4是表示外侧绕组部的导体段插入定子铁心的切槽内，直到结合部变形为止的状态。

图5是表示内侧绕组部的导体段插入定子铁心的切槽内，直到结合部变形为止的状态。

图6是表示导体段的高度调节部的其他例子的图。

具体实施方式

实施例1

图1是表示本发明的实施例1的车辆用交流发电机的剖视图，图2是沿图1的箭头A看到定子7时的图。

该车辆用交流发电机，包括：铝制的前托架1及后托架2构成的外壳3；设置在该外壳3内、一端部上固定有皮带轮4的轴5；固定在该轴5上的兰德勒型转子6；固定于外壳3的内壁面的定子7；固定于轴5的另一端部、向转子6供给电流的集电环8；与集电环8滑接的一对电刷9；收纳该电刷9的刷握10；与定子7电气连接、将定子7产生的交流整流为直流的整流器11；粘结在固定于刷握10的散热器12上、调节电压大小的调节器13。

转子6由流动电流产生磁通的转子线圈14、设置成覆盖该转子线圈14且通过转子线圈14发生的磁通形成磁极的一对磁极铁心15、16构成。一对磁极铁心15、16由铁制成，各爪状磁极17、18在外周缘上沿圆周方向等节距地突设多个，爪状磁极17、18相互咬合地相对且固接在轴5上。而且，离心风扇19固接在转子6的轴线方向的两端面上。

定子7由定子铁心21和定子绕组22构成，其中，定子铁心21具有在圆周方向等间隔地朝轴线方向延伸形成、总数为96的切槽20，而定子绕组22，将绕组卷绕在圆环状的该定子铁心21上，随着转子6的旋转，由来自转子6的磁通的变化产生交流。

该定子绕组22由a相定子绕组部、b相定子绕组部及c相定子绕组部构成，这些各相定子绕组部相互每1个切槽在圆周方向上移位配置，并且是相互星形接线的2组3相定子绕组。

图3是a相定子绕组部23的绕线图，b相定子绕组部、c相定子绕组部没有表示。图中，实线表示后托架2侧的导线(后述的导体段的连接部)，虚线表示前托架1侧的导线(后述的导体段的结合部)。另外，图3中，对定子铁心21的内周侧标上的编号表示定子铁心21的切槽20的编号。

a相定子绕组部23由内侧绕组部24及外侧绕组部25构成。

图3中，内侧绕组部24，比如切槽号为31号，从切槽20内的内周侧开始的1号(以后，从内周侧开始的1号称为1号地址、2号称为2号地址、3号称为3号地址、4号称为4号地址)中，导线从后托架2侧朝顺时针方向延伸而进入切槽号37的2号地址的切槽20内，通过切槽20后从前托架1侧出来。接着，导线朝顺时针方向延伸，从前托架1侧进入切槽号43的1号地址的切槽20内，通过切槽20后从后托架2侧出来。进而朝顺时针方向延伸，从后托架2侧进入切槽号49的2号地址的切槽20内。

另外，内侧绕组部24，比如在切槽号为25号、切槽20内的1号地址中，导线从后托架2侧朝顺时针方向延伸而进入切槽号31的2号地址的切槽20内，通过切槽20后从前托架1侧出来。接着，导线朝顺时针方向延伸，从前托架1侧进入切槽号37的1号地址的切槽20内，通过切槽20后从后托架2侧出来。进而朝顺时针方向延伸，从后托架2侧进入切槽号43的2号地址的切槽20内。

由此，内侧绕组部24中，导线重复配置卷绕在切槽20内的1号地址的层及从该层向圆周方向隔开5个切槽、在第6个切槽20内的2号地址的层上。

另外，外侧绕组部25，在图3中比如在切槽号为31号、切槽20内的3号地址中，导线从后托架2侧朝顺时针方向延伸而进入切槽号37的4号地址的切槽20内，通过切槽20后从前托架1侧出来。接着，导线朝顺时针方向延伸，从前托架1侧进入切槽号43的3号地址的切槽20内，通过切槽20后从后托架2侧出来。进而朝顺时针方向延伸，从后托架2侧进入切槽号49的4号地址的切槽20内。

另外，外侧绕组部25，在图3中比如在切槽号为25号、切槽20内的3号地址中，导线从后托架2侧朝顺时针方向延伸而进入切槽号31的4号地址的切槽20内，通过切槽20后从前托架1侧出来。接着，导线朝顺时针方向延伸，从前托架1侧进入切槽号37的3号地址的切槽20内，通过切槽20后从后托架2侧出来。进而朝顺时针方向延伸，从后托架2侧进入切槽号43的4号地址的切槽20内。

由此，外侧绕组部25中，导线重复配置卷绕在切槽20内的3号地址的层及从该层向圆周方向隔开5个切槽、在第6个切槽20内的4号地址的层上。

对于b相定子绕组部及c相定子绕组部，与a相定子绕组部23相同，故省略其说明。

外侧绕组部25将图4所示的导体段26A连接构成。另外，内侧绕组部24将图5所示的导体段26B连接构成。将导体段26A做成直线状时的导体片的全长与将导体段26B做成直线状时的导体片的全长相等。

导线的组成要素即导体段26A、26B是将绝缘包覆后的截面为圆形的铜线材料成形为大致U字形的结构，由收纳在切槽20内的一对直线部27、将直线部27相互连接的连接部28、将设置在直线部27的前端部且两边打开相邻的导体段26A、26B相互结合的结合部29构成。

内侧绕组部24，与外侧绕组部25相比配置在内径侧，相应地减小了周向的切槽20间的距离。导体段26A、26B是相同长度的导体片，内侧绕组部24和外侧绕组部25与从定子铁心21的端面突出的结合部29侧的突出单独相等的场合，就这样的状态下，内侧绕组部24从定子铁心21的端面突出的连接部28的突出长度比外侧绕组部25长。

该实施例中，内侧绕组部24的各导体段26B形成高度调节部即曲线形状的曲线部30，该高度调节部将从定子铁心21的另一端面到内侧绕组部24的连接部28的前端为止的高度调节成与从定子铁心21的另一端面到外侧绕组部25的连接部28的前端为止的高度相等。

下面对利用导体段26A、26B形成a相定子绕组部23的顺序进行说明。

首先，将导体段26A、26B的一方的直线部27及隔开6切槽的另一方的直线部27从后托架2侧插入规定的切槽号及地址内，在各切槽20内，导体段26A、26B的直线部27在径向1列4根排列配置。

此时，内侧绕组部24的导体段26B，与外侧绕组部25的导体段26A相比配置在内径侧，相应地减小了周向的切槽20间的距离，故如图5的箭头B所示那样，边变形边插入切槽20内。

此后，在前托架1侧，如图3的绕线图的虚线所示，将从直线部27延伸出来的结合部29、从隔开6个切槽的直线部27延伸出来的结合部29与前托架1侧接合，形成4匝a相定子绕组部23。从图3的虚线可见，内侧绕组部24中，从切槽20内的1号地址朝前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，与从逆时针方向相隔6个切槽的切槽20内的2号地址向前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，分别在前托架1侧结合。另外，从切槽20内的2号地址朝前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，与从顺时针方向相隔6个切槽的切槽20内的1号地址向前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，分别在前托架1侧结合。

另外，从图3的虚线可见，在外侧绕组部25中，从切槽20内的3号地址朝前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，与从逆时针方向相隔6个切槽的切槽20内的4号地址向前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，分别在前托架1侧结合。另外，从切槽20内的4号地址朝前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，与从顺时针方向相隔6个切槽的切槽20内的3号地址向前托架1侧分别延伸出来的导体段26的结合部29，分别在前托架1侧结合。

导体段26A、26B的结合部29的前端部，为了弯曲工序的方便，插入导体段26的2个切槽20间的大致中央位置朝径向重合，绕上线夹后进行钎焊。

由此，在内侧绕组部24中，形成了结合部29的前端部之间连接的多个连接部在圆周方向分别排列的结合部侧线圈端部40。

外侧绕组部25中，形成了结合部29的前端部之间连接的多个连接部在圆周方向分别排列的结合部侧线圈端部41。

另外，内侧绕组部24中，形成了多个连接部28在圆周方向分别排列的连接部侧线圈端部42。

外侧绕组部25中，形成了多个连接部28在圆周方向分别排列的连接部侧线圈端部43。

同样，形成4匝的b相定子绕组部、c相定子绕组部，然后各相定子绕组部星形接线，形成3相定子绕组。

如此结构的车辆用交流发电机中，电流从蓄电池(未图示)通过电刷9及集电环8供给转子线圈14，从而发生磁通。利用该磁通，一方的磁极铁心15的爪状磁极17磁化为N极，另一方的磁极铁心16的爪状磁极18磁化为S极。另一方面，发动机的旋转扭矩通过皮带及皮带轮4传递给轴5，使转子6旋转。由此，定子绕组22中被赋予旋转磁场，在定子绕组22内发生电动势。该交流电动势通过整流器11整流为直流，同时其大小由调节器13调节，向蓄电池充电。

另外，通过固定在转子6的轴线方向的两端面上的离心风扇19的旋转，如图1中的箭头C所示，在后托架2侧，外气通过吸气孔31吸入，将整流器11、调节器13冷却，然后由离心风扇19朝离心方向弯曲，对定子绕组22的连接部侧线圈端部42、43冷却，从排气孔32向外部排出。另外，如图1中的箭头D所示，在前托架1侧，外气通过吸气孔31吸入后由离心风扇19朝离心方向弯曲，对定子绕组22的结合部侧线圈端部40、41冷却，从排气孔32向外部排出。

本实施例的车辆用交流发电机中，从定子铁心21的端面到内侧绕组部24的导体段26B的连接部28的前端为止的高度H2，在全周是相同的，另外，从定子铁心21的端面到外侧绕组部25的导体段26A的连接部28的前端为止的高度H1，在全周是相同的，且在导体段26B的连接部28形成曲线部30，使所述高度H1与所述高度H2为同一高度。

因此，后托架2侧即定子绕组22的连接部侧线圈端部42、43的冷却风的流动阻力减小，可提高定子绕组22、整流器11及调节器13的冷却性。

另外，构成内侧绕组部24的导体段26B的全长与构成外侧绕组部25的导体段26A的全长相同，导体段26A与导体段26B，变形之前的导体片可以是相同规格，可降低制造成本。

如图6所示，也可在内侧绕组部24的导体段26B的一对直线部27分别形成高度调节部即曲线部33，使从定子铁心21的端面到内侧绕组部24的导体段26B的连接部28的前端为止的高度H2与从定子铁心21的端面到外侧绕组部25的导体段26A的连接部28的前端为止的高度H1一致。

另外，也可在内侧绕组部的导体段的连接部及一对直线部分别形成高度调节部即曲线部。

而且，也可在内侧绕组部的导体段形成高度调节部即曲线部，另外，在外侧绕组部的导体段形成比该曲线部曲率半径小的高度调节部即曲线部，使内侧绕组部的线圈端部的高度与外侧绕组部的线圈端部的高度相同。

另外，作为高度调节部形成了曲线部，当然并不局限于此，也可是吸收内侧绕组部的连接部侧线圈端部的高度的迂回形状的结构。

而且，从定子铁心的端面到内侧绕组部的导体段的连接部的前端为止的高度与从定子铁心的端面到外侧绕组部的导体段的连接部的前端为止的高度，并不需要在全周相同，即使该场合，也可使连接部侧线圈端部的冷却风的流动阻力减小，可提高定子绕组、整流器及调节器的冷却性。

另外，定子绕组22中，对于导体为绕4圈的3相定子绕组22进行了说明，若要求更加低速且高输出功率的场合，导线的卷绕圈数也可为6圈、8圈。比如6周的场合，为了与外侧绕组部的连接部侧线圈端部的高度对齐，至少在内侧绕组部及中间绕组部的导体段需要设置高度调节部。

另外，本发明并不局限于车辆用交流发电机，比如也可适用于船外机用交流发电机。

Claims

1.一种交流发电机，包括：N极、S极沿旋转方向交替形成的转子；

在该转子的轴线方向的两端面的至少一方设有的风扇；以及

具有围住所述转子的定子铁心和在朝该定子铁心的轴线方向延伸且圆周方向留有间隔而形成的切槽中装有定子绕组的定子，

所述定子绕组是由形成大致U字形的多个导体段相互连接而成，而该多个导体段包括收纳在所述切槽内的一对直线部、将该直线部相互连接的连接部、以及设置在所述直线部的前端部且从所述定子铁心的一端面突出的结合部，

所述定子绕组包括内侧绕组部和外侧绕组部，而内侧绕组部具有结合部侧线圈端部和连接部侧线圈端部，该结合部侧线圈端部具有多个连接部，其将在所述切槽内从径向最内径侧的层延伸出来的所述导体段的结合部和在圆周方向上隔开规定切槽数的切槽内从径向最内径侧起的1个外侧的层延伸出来的所述导体段的结合部连接起来，且该多个连接部在圆周方向分别排列；而该连接部侧线圈端部是，在所述定子铁心的另一端面，从所述切槽内的径向最内径侧的层及在圆周方向隔开规定切槽数的切槽内的径向最内径侧起、从1个外侧的层突出的多个所述导体段的所述连接部，在圆周方向上分别排列，

而外侧绕组部具有结合部侧线圈端部和连接部侧线圈端部，该结合部侧线圈端部具有多个连接部，其将在所述切槽内从径向最外径侧的层延伸出来的所述导体段的结合部和在圆周方向上隔开规定切槽数的切槽内从径向最外径侧起的1个外侧的层延伸出来的所述导体段的结合部朝相互打开的方向进行弯曲连接，且该多个连接部在圆周方向分别排列；该连接部侧线圈端部是，在所述定子铁心的另一端面，从所述切槽内的径向最外径侧的层及在圆周方向隔开规定切槽数的切槽内的径向最外径侧起、从1个内侧的层突出的多个所述导体段的所述连接部，在圆周方向上分别排列，其特征在于，

至少在所述内侧绕组部的所述导体段上设有高度调节部，以将所述内侧绕组部的所述结合部侧线圈端部的高度调节成与所述外侧绕组部的所述结合部侧线圈端部的高度大致相等，并将所述内侧绕组部的所述连接部侧线圈端部的高度调节成与所述外侧绕组部的所述连接部侧线圈端部的高度相等。

2.如权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，所述高度调节部是形成在所述连接部上的曲线形状的曲线部。

3.如权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，所述高度调节部是形成在所述直线部上的曲线形状的曲线部。

4.如权利要求1至3的任一项所述的交流发电机，其特征在于，所述内侧绕组部的所述结合部侧线圈端部的高度与所述外侧绕组部的所述结合部侧线圈端部的高度在全周是相同的，所述内侧绕组部的所述连接部侧线圈端部的高度与所述外侧绕组部的所述连接部侧线圈端部的高度在全周是相同的。