JP2000166152A - 車両用交流発電機の固定子およびその製造方法 - Google Patents

車両用交流発電機の固定子およびその製造方法

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JP2000166152A JP10330969A JP33096998A JP2000166152A JP 2000166152 A JP2000166152 A JP 2000166152A JP 10330969 A JP10330969 A JP 10330969A JP 33096998 A JP33096998 A JP 33096998A JP 2000166152 A JP2000166152 A JP 2000166152A
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Yoshito Asao
淑人 浅尾
Kyoko Tono
恭子 東野
Katsumi Adachi
克己 足立
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、出力が高められ、かつ、電磁音
が低減された車両用交流発電機の固定子およびその製造
方法を得る。 【解決手段】 固定子コイル５１のティース部５１ｂの
主要部の軸方向と直交する断面が長方形に形成されてい
る。固定子コア５１のスロット部５１ｃに収納される固
定子コイル５２の導線群は、円形断面形状の導線と、平
角断面形状を有する導線とから構成されている。そし
て、スロット部５１ｃの断面積に対するスロット部５１
ｃに収納される固定子コイル５２の導線の総断面積（ス
ペースファクタ）が８０％以上に構成されている。

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、車両用交流発電
機の固定子およびその製造方法に関し、特にスロット部
に収納される固定子コイルのスペースファクタを大きく
して剛性を高めた車両用交流発電機の回転子およびその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は従来の車両用交流発電機の構成
を示す断面図である。従来の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およびリアブラケット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およびリアブラケット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、ファン５が回転子７の軸方向の両端に固着
されている。固定子８は、固定子コア１５と、この固定
子コア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コ
イル１６とから構成されている。
【０００４】このように構成された従来の車両用交流発
電機では、電流がバッテリ(図示せず）からブラシ１０
およびスリップリング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およびプーリ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、固定子コイル１６に回転磁界が与えられ、固定子
コイル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。
【０００５】ここで、一般的な車両用交流発電機におい
ては、固定子コア１５はコアバック部１５ａと、このコ
アバック部１５ａから内周側に突設された略長方形のテ
ィース部１５ｂと、コアバック部１５ａの外周側にティ
ース部１５ｂと相対するように設けられたノッチ部１５
ｄとを有している。このティース部１５ｂは、周方向に
等角ピッチで例えば３６個設けられ、隣り合うティース
部１５ｂ間に挟まれたスロット部１５ｃがコイル挿入空
間となる。３６個のティース部１５ｂは内径側に微小間
隙を介して１２個の爪状磁極２２、２３と対向してお
り、回転磁界により生じた磁束は図１４中破線で示され
るように流れる。なお、図１４では、便宜上爪状磁極２
３が示されていない。そこで、所定の磁束が通る通路で
あるティース部１５ｂの主要部においては、磁束は分岐
せずに増減しないため、一定の断面積であることが望ま
しい。つまり、ティース部１５ｂ内の磁束密度を均一化
するために、ティース部１５ｂの形状は台形であるより
長方形であるのが望ましい。また、ティース部１５ｂの
先端部は、磁束の漏れがなく、エアギャップの磁束密度
を滑らかにするように、周方向に延びた部分を有してい
る。
【０００６】ついで、従来の固定子８の製造方法につい
て図１５および図１６を参照しつつ説明する。まず、薄
板鋼材をプレス加工機（図示せず）に供給し、図１５に
示されるように、１条の薄板鋼材からコアバック部３０
ａおよびティース部３０ｂを有する２条の帯状体３０を
成形する。この時、円弧状のノッチ部３０ｃがコアバッ
ク部３０ａの外周側で、かつ、ティース部３０ｂと相対
するように設けられる。そして、コアバック部同士、テ
ィース部同士さらにノッチ部同士を揃えて２条の帯状体
３０を重ね合わせ、円筒状に巻き重ねる。ついで、円筒
状の巻き重ねられた帯状体３０を溶着一体化した後、絶
縁コーティングを施して図１６に示されるように円筒状
の固定子コア１５を得る。この固定子コア１５では、帯
状体３０のコアバック部３０ａ、ティース部３０ｂおよ
びノッチ部３０ｃがそれぞれ軸方向に連なって、コアバ
ック部１５ａ、ティース部１５ｂおよびノッチ部１５ｄ
を構成している。ついで、星形に成形されたコイル群
（図示せず）の先端を変形させて固定子コア１５の各ス
ロット部１５ｃに内周側から挿入し、さらにスロット部
１５ｃから延出するコイル群を周方向に成形して、固定
子８を得る。なお、この従来の固定子の製造方法は、例
えば特許昭６０−７８９８号公報や日本国特許第２５４
１３８１号に記載されている。
【０００７】ここで、薄板鋼材を打ち抜いた帯状体３０
では、図１５に示されるように、ティース部およびスロ
ット部の主要部は長方形をなしている。そして、帯状体
３０を円筒状に巻き重ねる際に、ティース部の先端側が
周方向に互いに寄って、図１６に示されるようにスロッ
ト部が外周側に広い略台形形状となる。また、固定子コ
イル１６には作業性の点や入手しやすさの点から、円形
断面形状の導線が用いられる。交流発電機では、発電の
ための磁束量を多く発生させるために、多くの導線数、
即ち多くの巻数の導線をスロット部１５ｃに収納する必
要がある。従来の固定子８では、図１７に示されるよう
に、固定子コイル１６に円形断面形状の導線が用いら
れ、略台形形状のスロット部１５ｃに収納されているの
で、スロット部１５ｃに収納される導線の総断面積は、
理論上（π／４）×Ｄ２×ｎ以上にはならなかった。な
お、Ｄは導線の直径、ｎはスロット部内に収納されてい
る導線の本数である。そして、固定子コア１５および固
定子コイル１６の絶縁コーティング厚を考慮すれば、ス
ロット面積に対する導線の総断面積の占める割合（スペ
ースファクタ）は５０〜６６％程度である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この種の車両用交流発
電機では、出力を向上させるためには、多くの導線数、
即ち多くの巻数の導線をスロット内に収納し、回転磁界
による磁束量を多く発生させる必要があった。同一スロ
ット内面積において、多くの巻数を巻くためには、導線
の線径を細くすれば良い。しかし、導線の線径を細くす
ると、導線の抵抗が増えてしまい、十分な出力が得られ
なくなるうえに、発熱が増え、導線の許容温度を超えて
しまうという不具合があった。従って、太い導線をどれ
だけ多く巻けるかが高出力化の鍵となる。このことは、
スロット内面積に対する導線断面積の占める割合、即ち
フペースファクタを高めることに等しいが、スペースフ
ァクタを高めると、巻線時、特に固定子コアのスロット
内において導線間のこすれにより、導線の絶縁コーティ
ング被膜が破れ、電流が互いに漏れたり、固定子コアと
固定子コイルとの間の耐圧がなくなる不良が発生してし
まう。このような不具合を解消するために、矩形断面形
状を有するコイルを固定子コアのスロットに整列させて
収納する技術が例えば特公平８−１３１８２号公報に提
案されている。しかしながら、この従来例では、矩形断
面形状を有するコイルを無駄無くスロット内に収納する
ために、スロットの断面形状はほぼ長方形に形成されて
いるので、ティース部の主要部は外周側に広い台形形状
に形成されることになり、磁気的に無駄な部分を有する
固定子となってしまていた。そこで、主要部が長方形に
形成されたティース部と同等の磁束量を出すためには、
その分スロット面積を小さくする必要があった。逆に、
スロット面積を等しくすると、磁束量が減ってしまい、
十分な出力が得られなくなる。さらに、近年の高出力化
指向により、発電の際に発生する部品振動による電磁音
が問題となってきた。電磁音の主な原因は、図１８乃至
図２０に示されるように、固定子コア１５(固定子）の
径方向の振動によるものが主要因を占める。これを抑え
るために、騒音抑制部材を固定子コアの外周に嵌合した
り、固定子コアのコアバックの厚みを厚くして固定子の
剛性を高める方法が採られているが、これらの方法は重
量増やコスト増を伴い、現実的な対策ではなかった。
【０００９】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、固定子コアのスロット部に収納
される固定子コイルの直線部を構成する導線群の少なく
とも１本を平角断面形状に成形し、スロット部内の導線
占積率（スペースファクタ）を８０％以上として、高出
力を維持しつつ、電磁音を低減できる車両用交流発電機
の固定子およびその製造方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用交
流発電機の固定子は、ティース部が円筒状のコアバック
部の内周側に周方向に等角ピッチで多数設けられ、スロ
ット部が該ティース間に構成された円筒状の固定子コア
と、導線が所定回数巻回され、複数の直線部と隣り合う
直線部の端部間を連結するコイルエンド部とを有するコ
イル群を、該複数の直線部を所定のスロット数毎に順次
上記スロット部に収納し、該コイルエンド部を上記固定
子コアの端面から軸方向の外方に突出させて上記固定子
コアに組み込まれた固定子コイルとを備えた車両用交流
発電機の固定子において、上記ティース部の主要部の軸
方向と直交する断面形状が長方形に成形され、上記スロ
ット部に収納された上記直線部を構成する導線群の少な
くとも１本が平角断面形状に成形され、かつ、上記スロ
ット部の断面積に対する該スロット部に収納された上記
直線部を構成する導線群の総断面積の占める割合を８０
％以上としたものである。
【００１１】また、上記スロット部に収納された上記直
線部を構成する導線群が、円形断面形状を有する導線群
と、平角断面形状を有する導線群とから構成されている
ものである。
【００１２】また、上記スロット部に収納された上記直
線部を構成する平角断面形状を有する導線群の少なくと
も１本は、その断面形状の長手方向が径方向に向いてい
るものである。
【００１３】また、ノッチ部が上記固定子コアの外周面
に軸方向と平行に設けられているものである。
【００１４】また、上記コイルエンド部を構成する導線
群が円形断面形状を有する導線群で構成されているもの
である。
【００１５】また、この発明に係る車両用交流発電機の
固定子の製造方法は、長方形の主要部を有するティース
部が所定ピッチに形成された帯状体を薄板鋼材から形成
する工程と、所定数の上記帯状体を積層一体化して直方
体状のコア体を形成する工程と、導線を所定回数巻回し
て、複数の直線部と隣り合う直線部の端部間を連結する
コイルエンド部とが平面的に形成された平板状コイル群
を成形する工程と、上記平板状コイル群の直線部を構成
する導線群の少なくとも１本を平角断面形状に変形する
工程と、上記直方体状のコア体のスロット部に上記平板
状のコイル群の上記直線部を挿入して、上記平板状コイ
ル群を上記コア体に組み込む工程と、上記平板状コイル
群が組み込まれた上記コア体を円筒状に曲げ、端部同士
を突き合わせて溶着一体化する工程とを備えたものであ
る。
【００１６】また、上記平板状コイル群を上記コア体に
組み込んだ後、上記固定子コアのティース部先端を周方
向に開脚する工程を備えたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 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を示す要部拡大図、図２は図１
のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。図１および図２におい
て、固定子コア５１は、円筒状のコアバック部５１ａか
ら内周側に突出するティース部５１ｂが周方向に等角ピ
ッチで設けられ、コアバック部５１ａの外周側にノッチ
部５１ｄが周方向に等角ピッチで設けられてなり、各テ
ィース部５１ｂの主要部の軸方向と直交する断面形状が
長方形に形成され、スロット部５１ｃは外周側に広い台
形形状に形成されている。そして、交流発電機の回転子
の極数が一般的な６極の場合には、スロット部５１ｃの
数は、３６個となる。そして、絶縁被覆された導線がス
ロット数で３個ずつ飛んだ位置のスロット部５１ｃに順
次挿入される。１周すると、その同じスロット部５１ｃ
に２周目を挿入され、これを所定回数繰り返すことによ
り、いわゆる集中巻方式と呼ばれている１相分の固定子
コイル５２が形成される。このようにして、導線が挿入
されるスロット部５１ｃを互いに１個ずつずらして３相
分の固定子コイル５２が形成される。各固定子コイル５
２は、スロット部５１ｃ内に挿入される直線部５２ａ
と、固定子コア５１の軸方向の外部で隣り合う直線部５
２ａ間を連結するコイルエンド部５２ｂとから構成され
る。そして、直線部５２ａを構成する導線群の少なくと
も１本は平角断面形状に成形され、コイルエンド部５２
ｂを構成する導線群が全てほぼ円形断面形状を有する導
線群で構成されている。このように構成された固定子５
０は、固定子８に代えて図１３に示される車両用交流発
電機に組み込まれる。なお、固定子５０が組み込まれた
車両用交流発電機の動作は、従来の車両用交流発電機と
同様であるので、その説明を省略する。
【００１８】また、ここでいう平角断面形状とは、断面
の外周部の少なくとも一部が直線辺に形成されているも
のである。また、固定子コア５１のスロット部５１ｃの
内壁面には、固定子コア５１と固定子コイル５２との電
気的な絶縁を確保するために絶縁コーティング５３が施
されており、固定子コイル５２の飛び出しを阻止するた
めにウェッジ５４がスロット部５１ｃに嵌着されてい
る。さらに、ワニス(図示せず）がスロット部５１ｃ内
に含浸され、固定子コア５１と固定子コイル５２とが一
体化されている。
【００１９】この実施の形態１では、固定子コイル５２
の直線部５２ａを構成する導線群の少なくとも１本が平
角断面形状に成形されているので、導線をスロット部５
１ｃ内に密に収納できるようになり、占積率（スペース
ファクタ）の高い固定子５０が得られることになる。そ
して、本構成の導線を密にスロット部５１ｃに１３ター
ン収納した場合、スペースファクタは９０％を有してお
り、円形断面形状の導線をスロット部に１３ターン収納
した場合と比較して、同一スロット面積で約２０％の導
体面積を余分に収納することができ、抵抗、発熱量が約
０．８倍となり、高出力が可能となった。また、ティー
ス部５１ｂの主要部の軸方向と直交する断面形状が長方
形に形成されているので、ティース部５１ｂ内の磁束密
度の均一化が図られる。そこで、固定子コア５１は磁気
的に無駄な部分がなくなり、スロット面積を大きくで
き、高出力化が図られる。また、コイルエンド部５２ｂ
を構成する導線群が円形断面形状を有する導線群で構成
されているので、コイルエンド部５２ｂの成形時に曲げ
やねじれが導線に加わっても、断線等の発生が抑えら
れ、信頼性を向上させることができる。
【００２０】ついで、スペースファクタと電磁音ピーク
値との関係について述べる。図３は交流発電機に組み込
まれる固定子のスペースファクタを変え、交流発電機を
２０００ｒ／ｍｉｎの回転数で駆動した時に発生する電
磁音ピーク値を測定した結果を示している。図３から、
スペースファクタが大きいほど電磁音が低減する傾向に
あるが、スペースファクタが７０％を超えると電磁音の
低減効果が小さくなっていることがわかる。この電磁音
の低減効果は、スロット部５１ｃに挿入される導線が増
えることによって固定子５０の剛性が大きくなり、電磁
音の発生が抑えられた結果と推考される。また、スロッ
ト部５１ｃ内には導線の他にワニスも封入されており、
このワニスの存在を考慮すると、スペースファクタが７
５％を超えるとスロット部５１ｃ内は密の状態となって
剛性も充分に高められており、それ以上スペースファク
タを上げても剛性をアップする効果が小さくなる。その
結果、スペースファクタが７５％を超えると電磁音の低
減効果が小さくなるものと推考される。従って、電磁音
を低減させることを考慮すると、スペースファクタを８
０％以上とすることが望ましい。
【００２１】つぎに、このように構成される固定子５０
の製造方法について図４乃至図９を参照しつつ説明す
る。図４は固定子５０の製造に適用される平板状コイル
群を示し、図５乃至図９は固定子５０の各製造工程を示
している。この固定子５０の製造に適用される平板状コ
イル群６０は、図４に示されるように、導線が所定回数
巻回されたコイル群を、各スロット部５１ｃに挿入され
る複数の直線部６０ａと隣り合う直線部６０ａの端部間
を連結するコイルエンド部６０ｂとが平面的に形成され
るように成形して構成されている。そして、この平板状
コイル群６０は、固定子コア５１に装着される前に、そ
の直線部６０ａを構成する導線群の所定の本数が所望の
平角断面形状に変形される。まず、薄板鋼材をプレス加
工機（図示せず）に供給し、図５に示されるように、１
条の薄板鋼材からコアバック部６１ａおよびティース部
６１ｂを有する２条の帯状体６１を成形する。この時、
ノッチ部６１ｃがコアバック部６１ａの外周側で、か
つ、ティース部６１ｂと相対するように設けられる。そ
して、コアバック部同士、ティース部同士さらにノッチ
部同士を揃えて所定枚数の帯状体６１を重ね合わせ、カ
シメて一体化した後、絶縁コーティングを施して直方体
状のコア体６２を得る。ついで、図６および図７に示さ
れるように、平板状コイル群６０の直線部６１ａをコア
体６２のスロット部６２ａに挿入する。その後、図８に
示されるように、ティース部６１ｂの先端部を周方向に
開脚する。さらに、コア体６２を円筒状に曲げ、端部同
士を突き合わせて溶着一体化した後、ワニスを含浸硬化
させて、図９に示されるように、固定子コイル５２が固
定子コア５１に装着された固定子５０を得る。
【００２２】このように製造された固定子５０では、帯
状体６１のコアバック部６１ａ、ティース部６１ｂおよ
びノッチ部６１ｃがそれぞれ軸方向に連なって、コアバ
ック部５１ａ、ティース部５１ｂおよびノッチ部５１ｄ
を構成している。そこで、帯状体６１の成形時にノッチ
部６１ｃが形成されているので、帯状体６１を積層一体
化してなる直方体状のコア体６２を円筒状に曲げ加工し
やすくなり、固定子の製造作業性が向上されるととも
に、曲げ加工時にティース部に歪みを与えにくく、信頼
性の高い固定子が得られる。ここで、固定子コア５１の
外周にノッチ部５１ｄを設けることは、製造作業性を向
上させるという効果が得られるが、固定子コア５１の剛
性低下をもたらし、磁気吸引力に起因する電磁音を増大
させることにもなる。しかしながら、スペースファクタ
を８０％としているので、固定子５０の剛性が強化さ
れ、ノッチ部５１ｄを設けることに起因する固定子コア
５１の剛性低下が解消され、電磁音が低減される。そこ
で、騒音抑制部材を固定子コアの外周に嵌合させたり、
コアバック部を厚くする必要がなく、重量増やコスト増
をともなうことなく電磁音の低い固定子が得られる。
【００２３】また、平板状コイル群６０の直線部６１ａ
を直方体状のコア体６２のスロット部６２ａに挿入する
ようにしているので、星形に成形されたコイル群を予め
円筒状に成形されたコア体に装着する際に行われるコイ
ル群の変形や成形作業が軽減される。そこで、コイルの
挿入作業性が向上され、生産性を向上できるとともに、
コイル群の変形や成形作業に伴う断線等がなくなり、不
良が低減され、高歩留まりが実現できる。さらに、コイ
ル群の変形や成形作業に起因する導線の歪みが低減さ
れ、信頼性が向上される。また、平板状コイル群６０を
組み込んだ後、ティース部５１ｂの先端を周方向に開脚
しているので、ティース部５１ｂの先端の周方向の突起
が平板状コイル群６０のスロット部５１ｃへの挿入を阻
害せず、導線を傷付けることなく、平板状コイル群６０
をスロット部５１ｃに容易に挿入できるようになる。そ
して、ティース部５１ｂの先端が周方向に開脚している
ので、磁束の漏れが抑えられ、エアギャップの磁束密度
を滑らかにすることができる。
【００２４】なお、上記固定子５０の製造方法では、平
板状コイル群６０をコア体６２に装着する前に平板状コ
イル群６０の直線部６０ａを構成する導線群の所定の本
数を平角断面形状に変形する工程を実施するものとして
いるが、平板状コイル群６０をコア体６２に装着した
後、スロット部６２ａに挿入された平板状コイル群６０
の直線部６０ａをスロット部６２ａの開口側から加圧し
て直線部６０ａを構成する導線群を平角断面形状に変形
するようにしてもよい。この場合、平板状コイル群６０
の直線部６０ａを構成する導線群を簡易に平角断面形状
に変形することができる。また、上記固定子５０の製造
方法では、直方体状のコア体６２に平板状コイル群６０
を装着するものとしているが、コア体は直方体状のもの
に限定されるものではなく、コアバック部とティース部
とを有する長尺の帯状体を円筒状に巻き重ねて形成され
た円筒状のコア体でもよい。また、ノッチ部５１ｄは、
ティース部５１ｂと同数設ける必要はなく、複数のティ
ース部５１ｂ毎に設けても良い。また、ノッチ部５１
は、１個所に複数個設けても良い。
【００２５】実施の形態２．上記実施の形態１では、図
１に示されるように、固定子コイル５２の直線部５２ａ
が平角断面形状に変形された導線群をベースとするもの
としている。この場合、スペースファクタを大きくする
ために、変形する導線の断面形状の種類が多くなり、直
線部５２ａを構成する導線群の変形工程が煩雑となって
いた。この実施の形態２では、図１０に示されるよう
に、固定子コイル５２の直線部５２ａが円形断面形状に
成形された導線群をベースとし、円形断面形状を有する
の導線６５の相互間を平角断面形状に変形された導線６
６で埋めるものとしている。従って、この実施の形態２
によれば、変形する導線の断面形状の種類が少なくてす
み、直線部５２ａを構成する導線群の変形工程数を削減
できるとともに、導線群をスロット部に密に収納でき、
大きなスペースファクタを実現できる。また、この実施
の形態２では、固定子コア５１にノッチ部が設けられて
いないので、固定子コア５１の剛性が強化され、電磁音
を低減することができる。
【００２６】実施の形態３．この実施の形態３では、図
１１に示されるように、固定子コイル５２の直線部５２
ａが平角断面形状に変形された導線６７で全て構成さ
れ、該導線の平角断面の長手方向が径方向に向くように
スロット部５１ｃ内に収納されているものとしている。
尚、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されてい
る。
【００２７】矩形断面の導線６７は、その断面形状か
ら、図１２に示す長手方向の曲げモーメントに対する剛
性が反長手方向の曲げモーメントに対する剛性に比べて
高い。従って、この実施の形態３によれば、導線６７の
平角断面の長手方向が径方向に向くようにスロット部５
１ｃ内に収納されているので、固定子５０の径方向の剛
性が全周にわたって一層強化される。その結果、電磁音
の原因となる図１８、図１９および図２０に示される固
定子の径方向の振動モードによる振動振幅が抑制され、
電磁音を低減することができる。
【００２８】なお、上記各実施の形態では、集中巻方式
と呼ばれている固定子コイルについて説明しているが、
この発明は、振分巻方式の固定子コイルに適用しても同
様の効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３０】この発明によれば、ティース部が円筒状の
コアバック部の内周側に周方向に等角ピッチで多数設け
られ、スロット部が該ティース間に構成された円筒状の
固定子コアと、導線が所定回数巻回され、複数の直線部
と隣り合う直線部の端部間を連結するコイルエンド部と
を有するコイル群を、該複数の直線部を所定のスロット
数毎に順次上記スロット部に収納し、該コイルエンド部
を上記固定子コアの端面から軸方向の外方に突出させて
上記固定子コアに組み込まれた固定子コイルとを備えた
車両用交流発電機の固定子において、上記ティース部の
主要部の軸方向と直交する断面形状が長方形に成形さ
れ、上記スロット部に収納された上記直線部を構成する
導線群の少なくとも１本が平角断面形状に成形され、か
つ、上記スロット部の断面積に対する該スロット部に収
納された上記直線部を構成する導線群の総断面積の占め
る割合を８０％以上としたので、磁気特性の低下を招く
ことなく固定子の剛性が高められ、出力の高い、かつ、
電磁音の低い車両用交流発電機の固定子が得られる。
【００３１】また、上記スロット部に収納された上記直
線部を構成する導線群が、円形断面形状を有する導線群
と、平角断面形状を有する導線群とから構成されている
ので、導線群をスロット部内に密に収納でき、固定子の
剛性を向上させることができる。
【００３２】また、上記スロット部に収納された上記直
線部を構成する平角断面形状を有する導線群の少なくと
も１本は、その断面形状の長手方向が径方向に向いてい
るので、固定子の径方向の剛性を向上でき、電磁音の主
要因である径方向の振動を抑えることができる。
【００３３】また、ノッチ部が上記固定子コアの外周面
に軸方向と平行に設けられているので、生産性を向上さ
せることができる。
【００３４】また、上記コイルエンド部を構成する導線
群が円形断面形状を有する導線群で構成されているの
で、コイルエンド部の成形が容易にできる。
【００３５】また、この発明によれば、長方形の主要部
を有するティース部が所定ピッチに形成された帯状体を
薄板鋼材から形成する工程と、所定数の上記帯状体を積
層一体化して直方体状のコア体を形成する工程と、導線
を所定回数巻回して、複数の直線部と隣り合う直線部の
端部間を連結するコイルエンド部とが平面的に形成され
た平板状コイル群を成形する工程と、上記平板状コイル
群の直線部を構成する導線群の少なくとも１本を平角断
面形状に変形する工程と、上記直方体状のコア体のスロ
ット部に上記平板状のコイル群の上記直線部を挿入し
て、上記平板状コイル群を上記コア体に組み込む工程
と、上記平板状コイル群が組み込まれた上記コア体を円
筒状に曲げ、端部同士を突き合わせて溶着一体化する工
程とを備えているので、平板状コイル群のコア体への組
み込み時における平板状コイル群の変形や成形作業が軽
減され、信頼性の高い固定子を高い生産性で、かつ、高
歩留まりで製造できる車両用交流発電機の固定子の製造
方法が得られる。
【００３６】また、上記平板状コイル群を上記コア体に
組み込んだ後、上記固定子コアのティース部先端を周方
向に開脚する工程を備えているので、平板状コイル群を
傷つけることなくコア体に容易に組み付けることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子を示す要部拡大図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】 電磁音ピーク値とスペースファクタとの関係
を示すグラフである。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の回転子に組み込まれる平板状コイル群を示す平面
図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の回転子の製造方法における帯状体の成形工程を示
す平面図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の回転子の製造方法における平板状コイル群の組み
込み工程を示す上面図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の回転子の製造方法における平板状コイル群の組み
込み状態を示す上面図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の回転子の製造方法におけるティース部先端の開脚
工程を示す上面図である。
【図９】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の回転子の製造方法で製造された固定子を示す斜視
図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流
発電機の回転子を示す要部拡大図である。
【図１１】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の回転子を示す要部拡大図である。
【図１２】 導線に対する曲げモーメントを説明する図
である。
【図１３】 従来の車両用交流発電機の構成を示す断面
図である。
【図１４】 車両用交流発電機における固定子コアに流
れる磁束の流れを説明する図である。
【図１５】 従来の車両用交流発電機の固定子の製造方
法における帯状体の形成工程を示す平面図である。
【図１６】 従来の車両用交流発電機の固定子の製造方
法で製造された円筒状の固定子コアを示す側面図であ
る。
【図１７】 従来の車両用交流発電機の固定子を示す要
部拡大図である。
【図１８】 固定子コアの振動モードの一例を示す模式
図である。
【図１９】 固定子コアの振動モードの他の例を示す模
式図である。
【図２０】 固定子コアの振動モードのさらに他の例を
示す模式図である。
【符号の説明】
５０ 固定子、５１ 固定子コア、５１ａ コアバック
部、５１ｂ ティース部、５１ｃ スロット部、５１ｄ
ノッチ部、５２ 固定子コイル、５２ａ 直線部、５
２ｂ コイルエンド部、６０ 平板状コイル群、６０ａ
直線部、６０ｂ コイルエンド部、６１ 帯状体、６
１ｂ ティース部、６２ コア体、６２ａ スロット
部。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月２９日（２０００．２．２
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子に組み込まれる平板状コイル群を示す平面
図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造方法における帯状体の成形工程を示
す平面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造方法における平板状コイル群の組み
込み工程を示す上面図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造方法における平板状コイル群の組み
込み状態を示す上面図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造方法におけるティース部先端の開脚
工程を示す上面図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造方法で製造された固定子を示す斜視
図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流
発電機の固定子を示す要部拡大図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子を示す要部拡大図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 克己 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） 5H002 AA09 AE07 5H603 AA01 AA09 BB02 BB05 BB12 CA01 CA05 CB02 CB17 CC05 CC11 CC17 CD01 CD21 CE01 CE09 5H615 AA01 BB02 BB05 BB14 PP01 PP08 PP12 QQ02 SS05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ティース部が円筒状のコアバック部の内
    周側に周方向に等角ピッチで多数設けられ、スロット部
    が該ティース間に構成された円筒状の固定子コアと、導
    線が所定回数巻回され、複数の直線部と隣り合う直線部
    の端部間を連結するコイルエンド部とを有するコイル群
    を、該複数の直線部を所定のスロット数毎に順次上記ス
    ロット部に収納し、該コイルエンド部を上記固定子コア
    の端面から軸方向の外方に突出させて上記固定子コアに
    組み込まれた固定子コイルとを備えた車両用交流発電機
    の固定子において、 上記ティース部の主要部の軸方向と直交する断面形状が
    長方形に成形され、上記スロット部に収納された上記直
    線部を構成する導線群の少なくとも１本が平角断面形状
    に成形され、かつ、上記スロット部の断面積に対する該
    スロット部に収納された上記直線部を構成する導線群の
    総断面積の占める割合を８０％以上としたことを特徴と
    する車両用交流発電機の固定子。
  2. 【請求項２】 上記スロット部に収納された上記直線部
    を構成する導線群が、円形断面形状を有する導線群と、
    平角断面形状を有する導線群とから構成されていること
    を特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機の固定
    子。
  3. 【請求項３】 上記スロット部に収納された上記直線部
    を構成する平角断面形状を有する導線群の少なくとも１
    本は、その断面形状の長手方向が径方向に向いているこ
    とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用交流
    発電機の固定子。
  4. 【請求項４】 ノッチ部が上記固定子コアの外周面に軸
    方向と平行に設けられていることを特徴とする請求項１
    乃至請求項３のいずれかに記載の車両用交流発電機の固
    定子。
  5. 【請求項５】 上記コイルエンド部を構成する導線群が
    円形断面形状を有する導線群で構成されていることを特
    徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両
    用交流発電機の固定子。
  6. 【請求項６】 長方形の主要部を有するティース部が所
    定ピッチに形成された帯状体を薄板鋼材から形成する工
    程と、 所定数の上記帯状体を積層一体化して直方体状のコア体
    を形成する工程と、 導線を所定回数巻回して、複数の直線部と隣り合う直線
    部の端部間を連結するコイルエンド部とが平面的に形成
    された平板状コイル群を成形する工程と、 上記平板状コイル群の直線部を構成する導線群の少なく
    とも１本を平角断面形状に変形する工程と、 上記直方体状のコア体のスロット部に上記平板状のコイ
    ル群の上記直線部を挿入して、上記平板状コイル群を上
    記コア体に組み込む工程と、 上記平板状コイル群が組み込まれた上記コア体を円筒状
    に曲げ、端部同士を突き合わせて溶着一体化する工程と
    を備えた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。
  7. 【請求項７】 上記平板状コイル群を上記コア体に組み
    込んだ後、上記固定子コアのティース部先端を周方向に
    開脚する工程を備えたことを特徴とする請求項６記載の
    車両用交流発電機の固定子の製造方法。
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