JP2000166148A - 車両用交流発電機の固定子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルエンド部分での電気導体間の絶縁性を
確保することを目的とする。 【解決手段】 固定子巻線のコイルエンド３１ｂの一の
電気導体３３１ａ、３３１ｂと径方向に隣接する他の電
気導体３３２ａ、３３１ｂ、との間には、隙間が形成さ
れていることを特徴としている。これによると、固定子
巻線のコイルエンド３１ｂにおいて、径方向に隣接する
電気導体間に隙間が形成さているため、車両の振動時等
において、径方向に隣接する電気導体どうしの接触並び
に接触による電気導体の絶縁被膜の損傷を低減できるた
め、電気導体の絶縁性を確保できる。そして、絶縁被膜
の破損箇所どうしの接触による短絡を防止することが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関により駆
動される交流発電機に関し、乗用車、トラック等あるい
は船舶などの乗り物に搭載可能な車両用交流発電機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、安全制御機器等の電気負荷の増加
が求められ、ますます発電能力の向上が求められてい
る。従来、車両用交流発電機の高出力化のための構造と
して、国際公開第９２／０６５２７号パンフレット（１
９９２）が知られている。上記従来技術においては、固
定子鉄心に設けられた複数のスロットにＵ字状の電気導
体を同一方向から差し込み、それらの端部を周方向に曲
げた後に、他の電気導体の端部と接合することにより固
定子巻線を形成するものが提案されている。この構成で
は、Ｕ字状の電気導体を規則的に並べることができるた
め、スロット内の電気導体を高占積率化することができ
るので、高出力化が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、スロット内の電気導体を高占積率化してい
るため、コイルエンド部分においても電気導体が密であ
り、電気導体間の隙間が小さい。そのため、車両振動時
等に、コイルエンドにおいて電気導体どうしが接触して
絶縁被膜が損傷する可能性があった。また、絶縁被膜の
破損箇所どうしが接触し、短絡するおそれもあった。

【０００４】また、上記のような電気導体間の径方向の
隙間が小さいものにおいては、内扇ファンによる周方向
成分を持った遠心風が、電気導体間の径方向の隙間を周
方向に通過しにくいため、コイルエンドの冷却性向上が
難しかった。本発明は上記問題に鑑みなされたものであ
り、コイルエンド部分での電気導体間の絶縁性を確保す
ることを目的とする。

【０００５】また本発明は、コイルエンド部分での冷却
性を向上することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、固定子巻線のコイルエ
ンド（３１ｂ）の一の電気導体（３３、３３１、３３
２）と径方向に隣接する他の電気導体（３３、３３１、
３３２）との間には、隙間が形成されていることを特徴
としている。

【０００７】これによると、固定子巻線のコイルエンド
（３１ｂ）において、径方向に隣接する電気導体（３
３、３３１、３３２）間に隙間が形成さている。このた
め、車両の振動時等において、径方向に隣接する電気導
体（３３、３３１、３３２）どうしの接触並びに接触に
よる電気導体（３３、３３１、３３２）の絶縁被膜（３
７）の損傷を低減できるため、電気導体（３３、３３
１、３３２）の絶縁性を確保できる。そして、絶縁被膜
（３７）の破損箇所どうしの接触による短絡を防止する
ことが可能となる。

【０００８】なお、径方向に隣接する電気導体（３３、
３３１、３３２）間に隙間が設けられているため、冷却
風が電気導体（３３、３３１、３３２）間の径方向の隙
間を周方向に通過することが可能となるので、冷却風を
通す場合にはコイルエンド（３１ｂ）の冷却性が向上す
る請求項２に記載の発明では、コイルエンド（３１ｂ）
における電気導体（３３、３３１、３３２）間の隙間
は、スロット（３５）内における電気導体（３３、３３
１、３３２）間の隙間より大きいことを特徴としてい
る。

【０００９】一つのスロット（３５）内の電気導体（３
３、３３１、３３２）は同位相の巻線を形成するため、
スロット（３５）内において径方向に隣接する電気導体
（３３、３３１、３３２）との接触により短絡しても発
電出力には影響がない。一方、コイルエンド（３１ｂ）
では、異なる位相の巻線が径方向に隣接しており、これ
らの巻線を形成する電気導体（３３、３３１、３３２）
どうしが接触して短絡すると発電出力への影響が大き
い。しかし、コイルエンド（３１ｂ）における電気導体
（３３、３３１、３３２）間の隙間を、スロット（３
５）内における電気導体（３３、３３１、３３２）間の
隙間より大きくすることにより、コイルエンド（３１
ｂ）において異なる位相の巻線を形成する電気導体（３
３、３３１、３３２）どうしの接触、並びに接触による
電気導体（３３、３３１、３３２）の絶縁被膜（３７）
の損傷を低減することができるので、電気導体（３３、
３３１、３３２）の絶縁性を確保できる。

【００１０】請求項３に記載の発明では、一の電気導体
（３３、３３１、３３２）は径方向に隣接する他の電気
導体（３３、３３１、３３２）との間に隙間を形成する
ように湾曲されていることを特徴としている。これによ
ると、電気導体（３３、３３１、３３２）を湾曲させる
ことにより、径方向に隣接する径方向に隣接する他の電
気導体（３３、３３１、３３２）との間に隙間を形成す
ることを容易にしている。

【００１１】請求項４に記載の発明では、一の電気導体
（３３、３３１、３３２）は径方向に隣接する他の電気
導体（３３、３３１、３３２）との間に隙間を形成する
ように、径方向の厚みが小さくされていることを特徴と
している。これによると、電気導体（３３、３３１、３
３２）のコイルエンド（３１ｂ）を形成する部分の径方
向の厚みが小さくされていることで、径方向に隣接する
電気導体（３３、３３１、３３２）間に、確実に隙間を
作ることができる。

【００１２】例えば、請求項７に記載のように、コイル
エンド（３１ｂ）において、電気導体（３３、３３１、
３３２）の径方向に凹部（３３１ｇ、３３１ｈ、３３２
ｇ、３３２ｈ）を形成することにより、スロット（３
５）内における電気導体（３３、３３１、３３２）より
径方向の厚みを小さくすることができる。これにより、
径方向に隣接する電気導体（３３、３３１、３３２）間
の絶縁性を確保できるとともに、コイルエンド（３１
ｂ）の冷却性も向上させることが可能となる。

【００１３】請求項５に記載の発明では、コイルエンド
（３１ｂ）において、電気導体（３３、３３１、３３
２）は接合部（３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２
ｅ）を有しており、該接合部（３３１ｄ、３３１ｅ、３
３２ｄ、３３２ｅ）における電気導体（３３、３３１、
３３２）の径方向の厚みが大きくされていることを特徴
としている。

【００１４】請求項６に記載の発明では、コイルエンド
（３１ｂ）において、電気導体（３３、３３１、３３
２）は接合部（３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２
ｅ）を有しており、該接合部（３３１ｄ、３３１ｅ、３
３２ｄ、３３２ｅ）に向けて径方向の厚みを大きくする
段差部を有していることを特徴としている。この請求項
５及び請求項６の構成によると、接合部（３３１ｄ、３
３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅ）近傍では接合されるべき
２本の電気導体（３３、３３１、３３２）を径方向に近
接させることができる。しかも、その一方で接合部（３
３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅ）から離れた位
置では、隣接する複数の電気導体（３３、３３１、３３
２）離すことができる。

【００１５】請求項８に記載の発明では、複数の電気導
体（３３、３３１、３３２）をスロット（３５）内にお
いて径方向に複数の層を形成するように配置する工程
と、固定子鉄心（３２）の軸方向端層側のスロット（３
５）から出ている電気導体（３３、３３１、３３２）の
うち、スロット（３５）の径方向端部側の電気導体（３
３１）の直線部（３３１ａ、３３１ｂ）を、径方向に隣
接する電気導体（３３２）の直線部（３３２ａ、３３２
ｂ）から離す向きに径方向に曲げる工程と、径方向に隣
接する電気導体（３３２）の直線部（３３２ａ、３３２
ｂ）から離す向きに曲げられた電気導体（３３１）の直
線部（３３１ａ、３３１ｂ）を、径方向に隣接する電気
導体（３３２）の直線部（３３２ａ、３３２ｂ）に再度
近づける向きに曲げることにより、端層側の電気導体
（３３１）の直線部（３３１ａ、３３１ｂ）を湾曲させ
て、径方向に隣接する電気導体（３３２）の直線部（３
３２ａ、３３２ｂ）との間に隙間（３８）を形成する工
程とを有することを特徴としている。

【００１６】電気導体（３３、３３１、３３２）が曲げ
られると、その曲げられた箇所について加工硬化が起こ
る。そのため、曲げられた電気導体（３３、３３１、３
３２）を、その曲げられた箇所について再び逆方向に曲
げても元の直線状には戻らない。即ち、請求項８に記載
の発明において、スロット（３５）の径方向端層側の電
気導体（３３１）の直線部（３３１ａ、３３１ｂ）を、
径方向に隣接する電気導体（３３２）の直線部（３３２
ａ、３３２ｂ）から離す向きに径方向に曲げると、該直
線部（３３１ａ、３３１ｂ）の屈曲部（３３１ｆ）は加
工硬化を起こす。そのため、該直線部（３３１ａ、３３
１ｂ）を径方向に隣接する電気導体（３３２）の直線部
（３３２ａ、３３２ｂ）に再度近づける向きに曲げる際
には、硬化した屈曲部（３３１ｆ）が支点となって曲げ
られる。そのため、電気導体（３３１）の直線部（３３
１ａ、３３１ｂ）はもとの直線状にはならず、屈曲部
（３３１ｆ）から電気導体（３３１）の先端部（３３１
ｄ、３３１ｅ）にかけて、径方向に隣接する電気導体
（３３２）と隙間（３８）を形成するように湾曲する。
これにより、コイルエンド（３１ｂ）において、径方向
に隣接する電気導体（３３、３３１、３３２）間に隙間
を形成することができる。

【００１７】なお、上記した括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の車両用交流発電
機を図に示す各実施形態に基づいて説明する。 （第一実施形態）図１から図７はこの発明の第一実施形
態を示したもので、図１は車両用交流発電機の主要部断
面図、図２から図７は本実施形態の固定子の説明図であ
る。

【００１９】車両用交流発電機１は、電機子として働く
固定子２と、界磁として働く回転子３と、回転子３を支
持するとともに固定子２を挟持して締結ボルト４ｃによ
って固定しているフロントハウジング４ａ及びリアハウ
ジング４ｂと、交流電力を直流電力に変換する整流器５
を備えて構成されている。回転子３は、シャフト６と一
体になって回転するもので、ランデル型ポールコア７、
界磁コイル８、スリップリング９、１０、送風装置とし
ての斜流ファン１１および遠心ファン１２を備えてい
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。

【００２０】ランデル型ポールコア７は一組のポールコ
アを組合わせて構成されている。ランデル型ポールコア
７は、シャフト６に組付られたボス部７１およびボス部
７１の両端より径方向に延びるディスク部７２、及び１
２個の爪状磁極部７３により構成されている。プーリ側
の斜流ファン１１は、ポールコア７端面に溶接などによ
って固着されたベース板１１１に対して鋭角の傾斜を持
つブレードと、直角なブレードとを持ち、回転子３と一
体となって回転する。反プーリ側の遠心ファン１２は、
ポールコア７の端面に溶接などによって固着されたベー
ス板１２１に対して直角なブレードのみを持つ。

【００２１】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。整流器５は、車両用交流発
電機１の反プーリ側の端部に設けられている。従って第
１コイルエンド群３１ａは、この整流器５と対応づけて
配置される。

【００２２】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
銅等の電気導体により構成される固定子巻線と、固定子
鉄心３２と電気導体との間を電気絶縁するインシュレー
タ３４とにより構成される。また、固定子鉄心３２は一
対のフロントハウジング４ａとリアハウジング４ｂとの
間に挟持固定されている。

【００２３】図２は固定子２の部分的な断面図、図３は
固定子鉄心３２に装着されるセグメント３３の模式的形
状を示す斜視図である。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
るように、３６本のスロット３５が、等間隔に配置され
ている。

【００２４】固定子鉄心３２のスロット３５に装備され
た固定子巻線は、１本１本の電気導体として把握するこ
とができ、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３５内の４本の電気導体は、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。これ
らの電気導体には、絶縁被膜（３７）３７として、ポリ
アミドイミド等の被膜材が塗布されている。

【００２５】これら電気導体が所定のパターンで接続さ
れることにより、固定子巻線が形成される。なお、本実
施形態では、スロット３５内の電気導体は、第１コイル
エンド群３１ａ側においては、一端を連続線を配置する
ことにより、また、第２コイルエンド群３１ｂ側におい
ては、他端を接合することにより接続される。各スロッ
ト３５内の１本の電気導体は、所定の磁極ピッチ離れた
他のスロット３５内の１本の他の電気導体と対をなして
いる。

【００２６】特に、コイルエンド部における複数の電気
導体間の隙間を確保し、整列して配置するために、一の
スロット３５内の所定の層の電気導体は、所定の磁極ピ
ッチ離れた他のスロット３５内の他の層の電気導体と対
をなしている。例えば、一のスロット内の内端層の電気
導体３３１ａは、固定子鉄心３２の時計回り方向に向け
て１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磁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。

【００２７】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、３３２ｃ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。

【００２８】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
磁極ピッチ離れた、他のスロット内の内端層の電気導体
３３１ａ' 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磁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。

【００２９】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。

【００３０】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。さらに、複数の電気導体は、平
角断面をもった一定の太さの電気導体を所定形状に成形
したセグメントにより提供される。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３
３１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。

【００３１】大セグメント３３１と小セグメント３３２
とは基本セグメント３３を形成する。そして、基本セグ
メント３３を規則的にスロット３５に配置して、固定子
鉄心３２の周りを２周するコイルが形成される。しか
し、固定子巻線の引出線を構成するセグメントおよび１
周めと２周めとを接続するターン部は基本セグメント３
３とは形状の異なる異形セグメントで構成される。そし
て、本実施形態の場合、異形セグメントの本数は３本と
なる。１周めと２周めとの接続は端層と中層の接続とな
るが、この接続により異形コイルエンドが形成される。

【００３２】固定子巻線の製造工程を以下に説明する。
基本セグメント３３は、Ｕ字状の小セグメント３３２の
ターン部３３２ｃをＵ字状の大セグメント３３１のター
ン部３３１ｃが囲むように揃えられ、固定子鉄心３２の
軸方向側面の一方側から挿入される。その際、大セグメ
ント３３１の一方の電気導体３３１ａは固定子鉄心３２
の一のスロットの内端層に、小セグメント３３２の一方
の電気導体３３２ａは前記一のスロットの内中層に、そ
して、大セグメント３３１の他方の電気導体３３１ｂは
固定子鉄心３２の前記一のスロットから時計方向に１磁
極ピッチ離れた他のスロットの外端層に、小セグメント
３３２の他方の電気導体も前記他のスロットの外中層に
挿入される。

【００３３】その結果、図２に示すように一のスロット
には内端層側から、上述の電気導体として直線部３３１
ａ、３３２ａ、３３２ｂ' 、３３１ｂ' が一列に配置さ
れる。ここで、３３２ｂ' 、３３１ｂ' は１磁極ピッチ
ずれた他のスロット内の電気導体と対をなしている大小
のセグメントの直線部である。なお、電気導体３３はＵ
字状のセグメントを用いているため、電気導体にはター
ン部３３１ｃ、３３２ｃが広がる向きに、スプリングバ
ックによる力が作用する。そのため、小セグメント３３
２の直線部３３２ｂと直線部３３２ｃとの間には、幾ら
かの隙間が形成されている。

【００３４】挿入後、第２コイルエンド群３１ｂにおい
て、内端層と内中層との間及び外端層と外中層との間に
径方向の隙間を形成する。図４（ａ）及び（ｂ）は、外
端層の直線部３３１ｂと外中層の直線部３３２ｂとの間
に隙間を形成する工程を示す図である。まず、スロット
３５から出た外端層の直線部３３１ｂは、スロット３５
の外径方向（図４（ａ）のＡの向き）に曲げられる。即
ち、外端層の直線部３３１ｂは外中層の直線部３３２ｂ
と離す方向に曲げられる。この際、図４（ａ）に示すよ
うに、直線部３３１ｂはスロット３５の外径方向の出口
部３５ａを支点として曲げられる。その後、外径方向に
曲げられた外端層の直線部３３１ｂは、内径方向、即ち
外中層の直線部３３２ａに近づく方向（図４（ｂ）のＢ
の向き）に曲げられる。

【００３５】電気導体が曲げられると、その曲げられた
箇所について加工硬化が起こる。そのため、曲げられた
電気導体を、その曲げられた箇所について再び逆方向に
曲げても元の直線状には戻らない。即ち、本工程におい
て、外径方向に広がる向きに曲げられた電気導体の屈曲
部３３１ｆは加工硬化を起こしている。そのため、直線
部３３１ｂを内径方向に戻す際には、硬化した屈曲部３
３１ｆが支点となって曲げられる。そのため、電気導体
はもとの直線状にはならず、屈曲部３３１ｆから先端部
３３１ｅにかけて、外径方向（図４（ａ）の右方向）に
凸状に湾曲した湾曲部３３１ｉが形成される。このよう
に、スロット３５の外において、端層の電気導体３３１
ｂは径方向に広げられ、湾曲部３３１ｉが形成されるた
め、径方向に隣接する中層の電気導体３３２ｂとの間に
隙間３８成される。そのため、スロット３５内よりもス
ロット３５外の方が、隣接した電気導体間の隙間３８が
大きくなる。

【００３６】内端層の直線部３３１ａについても同様に
して、内中層の直線部３３２ａと隙間を形成するように
固定子鉄心３２の内径方向に凸状に湾曲させる。この結
果、第２コイルエンド群３１ｂにおいて、内端層から出
た直線部３３１ａと内中層から出た直線部３３２ａとの
間及び外端層から出た直線部３３１ｂと外中層から出た
直線部３３２ａとの間に隙間が形成される。

【００３７】その後、端層に位置している直線部３３１
ａ、３３１ｂは、大セグメント３３１が開く方向に接合
部３３１ｄ、３３１ｅが半磁極ピッチ分（本実施形態で
は１．５スロット分）傾けられる。そして、中層に位置
している直線部３３２ａ、３３２ｂは、小セグメント３
３２が閉じる方向に接合部３３２ｄ、３３２ｅが半磁極
ピッチ分傾けられる。その結果、第２コイルエンド群３
１ｂにおいては、径方向に隣接する電気導体は周方向の
逆向きに傾斜している。

【００３８】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電気的導通を得る
ように接合され、図５の斜視図に示されるような固定子
が得られる。

【００３９】図６は第２コイルエンド群３１ｂ側の固定
子の模式的断面図、図７は第２コイルエンド群３１ｂの
固定子鉄心３２内周側からの側面図である。本実施形態
では、第２コイルエンド群３１ｂにおいて、端層の直線
部３３１ａ、３３１ｂと中層の直線部３３２ａ、３３２
ｂとの間に隙間が形成されている。そのため、隣接する
電気導体が、径方向に重なり合うクロス部３３ｃには、
径方向に所定の隙間が形成されている。

【００４０】この結果、車両の振動時等に、第２コイル
エンド群３１ｂにおいて径方向に隣接する電気導体どう
しが接触することが低減されるとともに、接触によって
生じる絶縁被膜３７の破損も低減することが可能とな
る。そして、絶縁被膜３７の破損箇所どうしの接触によ
る短絡を防止できる。さらに、図６において、端層の直
線部３３１ａ、３３１ｂは、中層の直線部３３２ａ、３
３２ｂと先端部において接合されることにより、各接合
部を径方向に引き離す変形を生じさせるため、この結果
コイルエンドの接合部間の隙間３３２ｓを広げ、接合部
の絶縁性を向上させる効果もある。また、隣接する電気
導体間のクロス部３３ｃに径方向の隙間が設けられてい
る。そのため、内扇ファンによる周方向成分を持った遠
心風が、第２コイルエンド群３１ｂのメッシュ状の通風
路３６だけでなく、電気導体間のクロス部３３ｃの径方
向の隙間を周方向に通過することが可能となるので、コ
イルエンドの冷却性が向上する。

【００４１】なお、異なる位相の巻線がを形成する電気
導体どうしが接触して短絡すると同位相の巻線を形成す
る電気導体どうしが短絡する場合よりも発電出力への影
響が大きい。そのため、スロット３５内の電気導体間の
隙間より第２コイルエンド群３１ｂにおける電気導体間
の隙間を大きくすることにより、上記効果を得ることが
できる。 （第二実施形態）第一実施形態においては、端層の電気
導体に曲げ加工を施し、中層の電気導体と隙間を形成し
た。しかし、中層の電気導体と端層の電気導体との間の
隙間は、以下に示す第二実施形態のようにして形成する
こともできる。

【００４２】図８は、第二実施形態で使用する大小のセ
グメントを示す図である。第二実施形態で用いる大小の
セグメント３３１、３３２の直線部３３１ａ、３３１
ｂ、３３２ａ、３３２ｂには、ターン部３３１ｃ、３３
２ｃを多重に揃えた際に対向する面に、凹部３３１ｇ、
３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈがそれぞれ形成されてい
る。この凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈ
は、セグメント３３のスロット３５内挿入後に周方向に
捻られた際、径方向に隣接する電気導体のクロス部３３
ｃを包含する範囲Ｐに設けられている。

【００４３】これらの凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２
ｇ、３３２ｈは、図７、図８に範囲Ｐとして示される範
囲に形成されている。この結果、コイルエンドにおいて
電気導体がクロスする領域Ｐにおいて、電気導体間の絶
縁が強化され、そこに通風される場合には、冷却性が高
められる。これらの凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２
ｇ、３３２ｈにおける電気導体の厚さは、スロット３５
内に収容された電気導体の径方向厚さよりも小さくされ
ている。これにより、領域Ｐにおける各電気導体の間の
隙間は、スロット３５内における隙間よりも大きくされ
る。

【００４４】さらに、これらの凹部３３１ｇ、３３１
ｈ、３３２ｇ、３３２ｈにおける電気導体の厚さは、セ
グメント３３１、３３２の先端部の径方向厚さよりも小
さい厚さとされている。この結果、セグメント先端が接
合されても、領域Ｐにおける各電気導体の間の隙間を確
保することができる。図９、図１０は、図８各部におけ
る電気導体の断面形状を示す図である。

【００４５】図９は、図８のＩＸ−ＩＸ断面を示してお
り、図１０は図８のＸ−Ｘ断面を示している。図９は、
スロット３５内における電気導体の断面形状であり、図
１０は凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈに
おける電気導体の断面形状である。凹部３３１ｇ、３３
１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈを加工する前の電気導体は、
図９に図示されるような４角が円弧状の長方形、あるい
は長円形と呼びうる断面を有している。これら４角の円
弧は、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈの
プレス加工に伴い移動する材料を吸収しうる程度の半径
を有している。この結果、図１０に図示されるように、
電気導体の幅は、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、
３３２ｈにおいても図９に図示される幅と同じ幅に維持
される。従って、セグメントをスロット３５に挿入する
際に、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈが
障害になることがない。しかも、電気導体の断面積は、
凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈにおいて
も減少することなく、一定の断面積が確保される。

【００４６】電気導体の角が丸い四角形、あるいは長円
形とし、これをプレス加工して凹部３３１ｇ、３３１
ｈ、３３２ｇ、３３２ｈを形成することにより、電気導
体の表面形状の過度の変形を防止できるので、電気導体
の表面を覆う絶縁被膜３７の損傷を防止できる。また、
凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは、スロ
ット３５より外側にのみ形成されている。これにより、
スロット３５内における電気導体間の径方向隙間を小さ
くすることができる。このため、スロット３５内におけ
る電気導体の径方向移動量を抑え、高い耐振動性を得つ
つ、コイルエンドにおけるクロス部３３ｃでの電気絶縁
性を高めることができる。

【００４７】第二実施形態では、セグメント３３をスロ
ット３５に挿入後、端層の直線部３３１ａと３３１ｂと
を径方向に曲げる加工を必要としない。その他の製造工
程は、第一実施形態と同様である。第二実施形態では、
端層と中層の電気導体の対向する面に凹部３３１ｇ、３
３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈが形成されている。そのた
め、第２コイルエンド群３１ｂにおいて径方向に隣接す
る電気導体間に、確実に隙間を設けることが可能とな
る。これにより、車両の振動時等において、隣接する電
気導体どうしが接触することにより、絶縁被膜３７が損
傷するのを防止することが可能となるとともに、異なる
位相のコイル間の短絡を防止することが可能となる。ま
た、径方向に隣接する電気導体のクロス部３３ｃに隙間
を設けることにより、内扇ファンによる周方向成分を持
った遠心風が、第２コイルエンド群３１ｂのメッシュ状
の通風路３６だけでなく、電気導体のクロス部３３ｃに
形成された径方向の隙間を周方向に通過することが可能
となるため、コイルエンドの冷却性向上が可能となる。 （他の実施形態）第二実施形態では、端層と中層の電気
導体の対向する面の双方に凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３
３２ｇ、３３２ｈを設けたが、対向する面の一方にのみ
凹部を設けてもよい。

【００４８】例えば、凹部３３１ｇと、凹部３３１ｈの
みを設けることができる。このように、一方のセグメン
ト３３１にのみ凹部を設ける構成によると、凹部を形成
するためのプレス加工などの付加的な加工を減らすこと
ができる。また、凹部における電気導体の変形量は、図
１０に図示されるような４角に及ぶほどの大きな変化量
とせず、２つの角にのみに及ぶ程度としてもよい。ま
た、電気導体の断面は、凹部が形成される側面のみを円
弧状とした形状としてもよい。かかる形状によると、凹
部のプレス加工にに伴う絶縁被膜の損傷を低減できる。

【００４９】また、クロス部３３ｃにおける電気導体の
径方向の厚さを小さくする手段として、プレス加工によ
り形成された凹部に代えて、クロス部３３ｃにおいて電
気導体を捻り加工して電気導体の短い辺を径方向に沿わ
せてもよい。さらに、電気導体間の絶縁は、接合部の近
傍において特に重要になる。これは接合部の近傍におい
て、電気導体に被覆された絶縁被膜３７が接合時の熱で
損傷するからである。従って、接合部の近傍において電
気導体間の隙間を確保することが重要である。そこで、
図１１に図示されるように、接合部に隣接するクロス部
３３ｃのみが含まれるように凹部の範囲Ｑを指定しても
よい。かかる構成においても、電気導体間の電気絶縁性
の向上を図ることができる。さらに、図１１の構成は、
比較的振動が少ない車両に搭載される場合や、強度の高
い絶縁被膜３７を採用する場合などに好適である。

【００５０】また、凹部は、電気導体の両面に形成して
もよい。例えば図１２の構成を採用することができる。
図１２は、セグメントの端部を示す斜視図である。セグ
メント５００の端部５１０は、他のセグメントの端部と
溶接により接合される。この端部５１０より下部には、
図８で示した範囲Ｐに対応して、セグメントの両側面に
凹部５２０、５３０が形成されている。端部５１０にお
ける断面Ａ₁ と、凹部５２０、５３０における断面Ａ₂
とは、等しい断面積をもっており、図中の幅は同一であ
る。

【００５１】また、凹部が提供する両端の段差のうち、
接合部側の段差が電気絶縁性を得るためには重要である
ことから、凹部に代えて、接合部近傍に段差のみを形成
した構成を採用してもよい。例えば図１３に図示された
構成とすることができる。図１３は、セグメントの端部
を示す斜視図である。このセグメント６００は、端部６
１０のみがプレス加工され扁平状とされている。セグメ
ント６００の端部６１０は、他のセグメントの端部との
溶接により接合される。そして、固定子鉄心への装着状
態では、端部６１０の断面の長手方向に他の電気導体が
隣接する。このため、端部６１０の断面Ａ₁ が、セグメ
ント６００の他の部分の断面Ａ₂ より扁平とされること
で、他の電気導体との距離が確保される。なお、断面Ａ
₁ と、断面Ａ₂ とは、等しい断面積をもっている。図中
の幅は同一である。このような構成によると、接合部近
傍における電気導体の径方向厚さが、その直下のクロス
部３３ｃにおける電気導体の径方向厚さより大きいた
め、接合部近傍における電気導体間の隙間を確保でき、
高い電気絶縁性を実現できる。なお、図１３の構成にお
いては、スロットから出た電気導体がわずかに広がるこ
とで隙間が確保される。

【００５２】また、図１３の構成において、端部６１０
の断面を図中上側及び下側の両方に向けて大きくしても
よい。上記実施形態では、２本のＵ字状の電気導体、即
ち大セグメント３３１と小セグメント３３２のターン部
３３１ｃ、３３２ｃを多重にして固定子巻線を構成し
た。しかし、電気導体は更に多くの電気導体を多重にし
て固定子巻線を形成してもよい。また、Ｕ字状でなく棒
状の電気導体を用い、固定子鉄心３２の軸方向の双方の
端部側において接合により接続する構成を採用してもよ
い。これらの場合においても、径方向に近接する電気導
体どうしの径方向に対向する面に隙間を設ければ、上記
実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

【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断
面図である。

【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】（ａ）、（ｂ）は、第一実施形態のコイルエン
ドの曲げ加工工程を示す図である。

【図５】第一実施形態の第２コイルエンド群側を示す斜
視図である。

【図６】第一実施形態の第２コイルエンド群のステータ
の断面を模式的に示す図である。

【図７】第一実施形態の第２コイルエンド群のステータ
の内側からの側面図である。

【図８】第二実施形態で用いるセグメントの平面図であ
る。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。

【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】他の実施形態の第２コイルエンド群のステー
タの内側からの側面図である。

【図１２】他の実施形態で用いるセグメントの端部を示
す斜視図である。

【図１３】他の実施形態で用いるセグメントの端部を示
す斜視図である。

【符号の説明】

３１ｂ…第２コイルエンド群、３２…固定子鉄心、３４
…インシュレータ、３３１ａ、３３１ｂ…大セグメント
直線部、３３２ａ、３３２ｂ…小セグメント直線部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草瀬 新 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5H603 AA11 BB02 BB05 BB12 CA01 CA05 CB03 CB17 CC05 CC17 CD02 CD22 CE02 CE05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロット（３５）を持つ固定子鉄
   心（３２）と、前記固定子鉄心（３２）に装備された複
   数の電気導体（３３、３３１、３３２）を接続してなる
   多相の固定子巻線とを有する車両用交流発電機の固定子
   において、 前記固定子巻線のコイルエンド（３１ｂ）の一の前記電
   気導体（３３、３３１、３３２）と径方向に隣接する他
   の前記電気導体（３３、３３１、３３２）との間には隙
   間が形成されていることを特徴とする車両用交流発電機
   の固定子。
2. 【請求項２】 前記スロット（３５）内において、径方
   向に隣接する前記電気導体（３３、３３１、３３２）間
   には所定の隙間が形成されており、 前記コイルエンド（３１ｂ）における前記電気導体（３
   ３、３３１、３３２）間の隙間は、前記スロット（３
   ５）内における電気導体（３３、３３１、３３２）間の
   隙間より大きいことを特徴とする請求項１に記載の車両
   用交流発電機の固定子。
3. 【請求項３】 前記コイルエンド（３１ｂ）において、
   前記電気導体（３３、３３１、３３２）は、径方向に隣
   接する他の前記電気導体（３３、３３１、３３２）との
   間に隙間を形成するように、湾曲されていることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の車両用交流発電
   機の固定子。
4. 【請求項４】 前記コイルエンド（３１ｂ）において、
   前記電気導体（３３、３３１、３３２）は、径方向に隣
   接する他の前記電気導体（３３、３３１、３３２）との
   間に隙間を形成するように、径方向の厚みが小さくされ
   ていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の車両用交流発電機の固定子。
5. 【請求項５】 前記コイルエンド（３１ｂ）において、
   前記電気導体（３３、３３１、３３２）は接合部（３３
   １ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅ）を有しており、
   該接合部（３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅ）
   における前記電気導体（３３、３３１、３３２）の径方
   向の厚みが大きくされていることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の車両用交流発電機の固定子。
6. 【請求項６】 前記コイルエンド（３１ｂ）において、
   前記電気導体（３３、３３１、３３２）は接合部（３３
   １ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅ）を有しており、
   該接合部（３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅ）
   に向けて径方向の厚みを大きくする段差部を有している
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両
   用交流発電機の固定子。
7. 【請求項７】 前記コイルエンド（３１ｂ）において、
   前記電気導体（３３、３３１、３３２）は、径方向に凹
   部（３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈ）を形成
   することにより、径方向の厚みが小さくされていること
   を特徴とする請求項４に記載の車両用交流発電機の固定
   子。
8. 【請求項８】 複数のスロット（３５）が周方向に並ん
   で設けられた環状の固定子鉄心（３２）に、複数の電気
   導体（３３、３３１、３３２）を前記スロット（３５）
   内において径方向に複数の層を形成するように配置する
   工程と、 前記固定子鉄心（３２）の軸方向端部側の前記スロット
   （３５）から出ている前記電気導体（３３、３３１、３
   ３２）のうち、前記スロット（３５）の径方向端層側の
   前記電気導体（３３１）の直線部（３３１ａ、３３１
   ｂ）を、径方向に隣接する前記電気導体（３３２）の直
   線部（３３２ａ、３３２ｂ）から離す向きに径方向に曲
   げる工程と、 前記径方向に隣接する電気導体（３３２）の直線部（３
   ３２ａ、３３２ｂ）から離す向きに曲げられた前記電気
   導体（３３１）の直線部（３３１ａ、３３１ｂ）を、前
   記径方向に隣接する電気導体（３３２）の直線部（３３
   ２ａ、３３２ｂ）に再度近づける向きに曲げることによ
   り、前記端層側の電気導体（３３１）の直線部（３３１
   ａ、３３１ｂ）を湾曲させて、前記径方向に隣接する電
   気導体（３３２）の直線部（３３２ａ、３３２ｂ）との
   間に隙間（３８）を形成する工程とを有することを特徴
   とする車両用交流発電機の固定子の製造方法。