JP2001054263A - 導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方法 - Google Patents
導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方法Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】接合端部における電気絶縁性及び冷却性を向上
可能な導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】導体セグメント接合型の回転電機の製造方
法において、一対の導体セグメント３３ｆの端部３３ｅ
の先端部を溶融してなる溶融部を周方向一方側に付勢し
つつ固化することにより、溶融痕すなわち接合端部３３
ｇを周方向一方側に偏って膨設された形状に形成する。
これにより、周方向及び径方向に隣接する接合部３３ｇ
間の周方向隙間３３１を拡大することができる。
可能な導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】導体セグメント接合型の回転電機の製造方
法において、一対の導体セグメント３３ｆの端部３３ｅ
の先端部を溶融してなる溶融部を周方向一方側に付勢し
つつ固化することにより、溶融痕すなわち接合端部３３
ｇを周方向一方側に偏って膨設された形状に形成する。
これにより、周方向及び径方向に隣接する接合部３３ｇ
間の周方向隙間３３１を拡大することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機に関す
る。より好ましくは、回転電機の固定子の構造に関し、
エンジンによって駆動される例えば車両用交流発電機に
おいて好適である。
る。より好ましくは、回転電機の固定子の構造に関し、
エンジンによって駆動される例えば車両用交流発電機に
おいて好適である。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題対策のための車両のアイ
ドル回転数の低下や、燃費向上のための軽量化や、車室
空間確保のためのエンジンルームの狭小化といった目的
を達成するために、エンジンによって駆動される発電機
などの回転電機は、小型化、高出力化を求められてい
る。
ドル回転数の低下や、燃費向上のための軽量化や、車室
空間確保のためのエンジンルームの狭小化といった目的
を達成するために、エンジンによって駆動される発電機
などの回転電機は、小型化、高出力化を求められてい
る。
【０００３】これに対し、ＷＯ９８／５４８２３号公報
は、断面角形の多数の導体セグメントをスロットに挿通
してから、各導体セグメントの端部を一対づつ接合して
固定子巻線を形成することにより、高占積率化により低
抵抗の固定子巻線を実現し、上記要求に対応した車両用
交流発電機を実現することを提案している。
は、断面角形の多数の導体セグメントをスロットに挿通
してから、各導体セグメントの端部を一対づつ接合して
固定子巻線を形成することにより、高占積率化により低
抵抗の固定子巻線を実現し、上記要求に対応した車両用
交流発電機を実現することを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した公報の回転電
機では、各対の導体セグメントの端部同士は溶接により
接合されているため、溶融痕すなわち溶融後固化した接
合端部が、元の一対の導体セグメントの端縁から周方向
にも径方向にもはみ出す。これは、溶融部がその表面張
力により球形化（半球化）しようとするためである。こ
のため、周方向に隣接する各接合端部間の隙間（周方向
隙間ともいう）が縮小されて短絡しやすくなる。
機では、各対の導体セグメントの端部同士は溶接により
接合されているため、溶融痕すなわち溶融後固化した接
合端部が、元の一対の導体セグメントの端縁から周方向
にも径方向にもはみ出す。これは、溶融部がその表面張
力により球形化（半球化）しようとするためである。こ
のため、周方向に隣接する各接合端部間の隙間（周方向
隙間ともいう）が縮小されて短絡しやすくなる。
【０００５】この接合端部を樹脂被覆して電気絶縁性を
確保することも考えられるが、上述した周方向隙間が狭
いと、この周方向隙間が樹脂により埋められてしまい、
接合端部間を流れる冷却風が阻害されて冷却性能が低下
するという新たな問題が生ずる。なお、冷却風の流れを
阻害することは、単に冷却性の低下による出力低下だけ
でなく、飛来した電解液や異物を外部へ排出する効果も
低下することになるので耐環境性も悪化することとな
る。
確保することも考えられるが、上述した周方向隙間が狭
いと、この周方向隙間が樹脂により埋められてしまい、
接合端部間を流れる冷却風が阻害されて冷却性能が低下
するという新たな問題が生ずる。なお、冷却風の流れを
阻害することは、単に冷却性の低下による出力低下だけ
でなく、飛来した電解液や異物を外部へ排出する効果も
低下することになるので耐環境性も悪化することとな
る。
【０００６】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
であり、接合端部における電気絶縁性及び冷却性を向上
可能な導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方
法を提供することを、その解決すべき課題としている。
であり、接合端部における電気絶縁性及び冷却性を向上
可能な導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方
法を提供することを、その解決すべき課題としている。
【０００７】また、本発明は、上記問題の解決のために
接合端部を小型化可能な導体セグメント接合型の回転電
機及びその製造方法を提供することを、その解決すべき
課題としている。
接合端部を小型化可能な導体セグメント接合型の回転電
機及びその製造方法を提供することを、その解決すべき
課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の導体セグ
メント接合型の回転電機の製造方法によれば、接合端部
は、導体セグメント対の端部の溶融部を周方向一方側に
付勢しつつ固化する。このようにすると、溶融痕すなわ
ち接合端部を周方向一方側に偏って膨設された形状に形
成することができ、溶融痕の周方向寸法を小さくするこ
とができる。これにより、隣接する２つの溶融痕間の周
方向隙間を拡大することができる。
メント接合型の回転電機の製造方法によれば、接合端部
は、導体セグメント対の端部の溶融部を周方向一方側に
付勢しつつ固化する。このようにすると、溶融痕すなわ
ち接合端部を周方向一方側に偏って膨設された形状に形
成することができ、溶融痕の周方向寸法を小さくするこ
とができる。これにより、隣接する２つの溶融痕間の周
方向隙間を拡大することができる。
【０００９】以下、周方向隙間が拡大する理由につい
て、本発明者らは以下に推察する。
て、本発明者らは以下に推察する。
【００１０】周方向一方側に付勢されない場合、この溶
融部はその表面張力により導体セグメント対の端部に略
半球状に形成され、周方向に元の導体セグメント対の端
部の端縁より両側に膨らんでしまう。
融部はその表面張力により導体セグメント対の端部に略
半球状に形成され、周方向に元の導体セグメント対の端
部の端縁より両側に膨らんでしまう。
【００１１】これに対し、本発明のように溶融部を周方
向一方側に付勢すると、上記付勢がない場合に周方向他
方側に膨らんでいた溶融部は上記付勢により周方向一方
側すなわち導体セグメント対の端部上に移動する。この
とき、溶融液は周方向一方側へ上記付勢がない場合より
も更に膨らむが、その表面張力のためにこの膨らみの増
大は抑制される。結局、溶融部の付勢がある場合はそれ
が無い場合よりも軸方向にみて溶融部がより角形に近づ
く（図４参照）。このため、溶融部を固化して形成され
た溶融痕すなわち接合端部は周方向寸法が短縮され、隣
接する接合端部間の周方向隙間が拡大して電気絶縁性の
向上を図ることができる。
向一方側に付勢すると、上記付勢がない場合に周方向他
方側に膨らんでいた溶融部は上記付勢により周方向一方
側すなわち導体セグメント対の端部上に移動する。この
とき、溶融液は周方向一方側へ上記付勢がない場合より
も更に膨らむが、その表面張力のためにこの膨らみの増
大は抑制される。結局、溶融部の付勢がある場合はそれ
が無い場合よりも軸方向にみて溶融部がより角形に近づ
く（図４参照）。このため、溶融部を固化して形成され
た溶融痕すなわち接合端部は周方向寸法が短縮され、隣
接する接合端部間の周方向隙間が拡大して電気絶縁性の
向上を図ることができる。
【００１２】請求項２記載の構成によれば請求項１記載
の導体セグメント接合型の回転電機の製造方法において
更に、導体セグメント対の端部をア−クに対して周方向
に相対移動させつつ溶融部の固化を行う。
の導体セグメント接合型の回転電機の製造方法において
更に、導体セグメント対の端部をア−クに対して周方向
に相対移動させつつ溶融部の固化を行う。
【００１３】このようにすれば、溶融液はア−クの移動
に応じてアークに引かれるようにしてそれを追うように
移動する（これを本発明では溶融部がア−クで付勢され
るというものとする）ので、請求項１記載の効果を製造
工程の複雑化を抑止しつつ実現することができる。
に応じてアークに引かれるようにしてそれを追うように
移動する（これを本発明では溶融部がア−クで付勢され
るというものとする）ので、請求項１記載の効果を製造
工程の複雑化を抑止しつつ実現することができる。
【００１４】請求項３記載の構成によれば請求項１記載
の導体セグメント接合型の回転電機の製造方法において
更に、溶融部に磁界を印加しつつア−ク電流を通電して
磁界及びアーク電流に起因する電磁力により溶融部を周
方向一方側へ付勢し、この状態で溶融部の固化を行うの
で、請求項１記載の効果を製造工程の複雑化を抑止しつ
つ実現することができる。
の導体セグメント接合型の回転電機の製造方法において
更に、溶融部に磁界を印加しつつア−ク電流を通電して
磁界及びアーク電流に起因する電磁力により溶融部を周
方向一方側へ付勢し、この状態で溶融部の固化を行うの
で、請求項１記載の効果を製造工程の複雑化を抑止しつ
つ実現することができる。
【００１５】請求項４記載の導体セグメント接合型の回
転電機では、多数の導体セグメントの端部を一対ずつ溶
融接合して形成された溶融痕が、周方向一方側に偏って
膨設した形状を有するので、請求項１記載と同様の作用
効果を奏することができる。
転電機では、多数の導体セグメントの端部を一対ずつ溶
融接合して形成された溶融痕が、周方向一方側に偏って
膨設した形状を有するので、請求項１記載と同様の作用
効果を奏することができる。
【００１６】請求項５記載の構成によれば請求項４記載
の導体セグメント接合型の回転電機において更に、溶融
痕は、溶融痕に連続する一対の導体セグメントの径方向
長さよりも短い径方向長さを有するので、接合部が径方
向に隣接する場合でも接合端部間の径方向隙間を確保す
ることができる。
の導体セグメント接合型の回転電機において更に、溶融
痕は、溶融痕に連続する一対の導体セグメントの径方向
長さよりも短い径方向長さを有するので、接合部が径方
向に隣接する場合でも接合端部間の径方向隙間を確保す
ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】溶融部の形成は、ア−ク電流の通
電、レ−ザ−光などの加熱ビ−ムの照射などの非接触局
部加熱技術により形成されることが好適である。
電、レ−ザ−光などの加熱ビ−ムの照射などの非接触局
部加熱技術により形成されることが好適である。
【００１８】以下、車両用交流発電機に適用した本発明
の導体セグメント接合型の回転電機の実施例を図面を参
照して説明する。
の導体セグメント接合型の回転電機の実施例を図面を参
照して説明する。
【００１９】
【実施例】実施例の車両用交流発電機を図１〜図９を参
照して説明する。図１は、この車両用交流発電機の全体
構成を示す軸方向断面図である。図２はその固定子巻線
を形成する導体セグメントの斜視図、図３（ａ）は導体
セグメントの接合前の端部を示す斜視図、図３（ｂ）は
導体セグメントの接合部の斜視図、図４は接合部の形状
説明図、図５は固定子を接合部側の軸方向から見た全体
図、図６は図５の部分拡大図、図７は固定子を径外側へ
向けて見た場合の部分平面図、図８は溶接装置を示す模
式斜視図、図９はアーク溶接状態を示す説明図である。 （全体構成）車両用交流発電機１は、図１に示すよう
に、エンジンからの回転力を受けるプーリ２０を有す
る。プーリ２０はシャフトに回転子２とともに固定され
ている。
照して説明する。図１は、この車両用交流発電機の全体
構成を示す軸方向断面図である。図２はその固定子巻線
を形成する導体セグメントの斜視図、図３（ａ）は導体
セグメントの接合前の端部を示す斜視図、図３（ｂ）は
導体セグメントの接合部の斜視図、図４は接合部の形状
説明図、図５は固定子を接合部側の軸方向から見た全体
図、図６は図５の部分拡大図、図７は固定子を径外側へ
向けて見た場合の部分平面図、図８は溶接装置を示す模
式斜視図、図９はアーク溶接状態を示す説明図である。 （全体構成）車両用交流発電機１は、図１に示すよう
に、エンジンからの回転力を受けるプーリ２０を有す
る。プーリ２０はシャフトに回転子２とともに固定され
ている。
【００２０】回転子２は、一対のポールコア７１、７２
を組み合わせたランデル型鉄心と界磁巻線８を有し、フ
レ−ム４に回転自在に支承されている。ポールコア７
１、７２の軸方向端面には冷却ファン１１、１２が固定
されている。
を組み合わせたランデル型鉄心と界磁巻線８を有し、フ
レ−ム４に回転自在に支承されている。ポールコア７
１、７２の軸方向端面には冷却ファン１１、１２が固定
されている。
【００２１】固定子３は、固定子巻線３１と、フレーム
４に固定された積層鉄心からなる固定子鉄心３２とを有
し、固定子鉄心３２は固定子巻線３１が巻装される複数
のスロットを有している。
４に固定された積層鉄心からなる固定子鉄心３２とを有
し、固定子鉄心３２は固定子巻線３１が巻装される複数
のスロットを有している。
【００２２】シート状のインシュレータ３４は、固定鉄
心３２のスロットの内壁面に沿って配設されている。ス
ロット内の固定子巻線３１は、自らの絶縁皮膜とインシ
ュレータ３４とによって固定子鉄心３２から電気的に絶
縁されている。 （固定子巻線３１の説明）固定子巻線３１は、図２に示
すように、多数のＵ字状の導体セグメント３３を所定の
規則に則って各スロットに挿通し、これら導体セグメン
ト３３の端部を所定の規則に則って一対づつ接合するこ
とにより構成されている。なお、各導体セグメント３３
の一対の脚部は異なるスロットに挿通されている。この
実施例では、導体セグメント３３は、図２に模式的に図
示するように、一対の脚部が一つのスロットの最深位置
及び他のスロットの最浅位置に個別に挿通される大回り
状の導体セグメント３３ａと、一対の脚部が一つのスロ
ットの最深位置隣接の中間位置及び他のスロットの最浅
位置隣接の中間位置に個別に挿通される小回り状の導体
セグメント３３ｂとの２種類を主として有し、これらの
導体セグメント３３ａ、３３ｂの端部を一対ずつ接合し
て固定子巻線３１を形成している。
心３２のスロットの内壁面に沿って配設されている。ス
ロット内の固定子巻線３１は、自らの絶縁皮膜とインシ
ュレータ３４とによって固定子鉄心３２から電気的に絶
縁されている。 （固定子巻線３１の説明）固定子巻線３１は、図２に示
すように、多数のＵ字状の導体セグメント３３を所定の
規則に則って各スロットに挿通し、これら導体セグメン
ト３３の端部を所定の規則に則って一対づつ接合するこ
とにより構成されている。なお、各導体セグメント３３
の一対の脚部は異なるスロットに挿通されている。この
実施例では、導体セグメント３３は、図２に模式的に図
示するように、一対の脚部が一つのスロットの最深位置
及び他のスロットの最浅位置に個別に挿通される大回り
状の導体セグメント３３ａと、一対の脚部が一つのスロ
ットの最深位置隣接の中間位置及び他のスロットの最浅
位置隣接の中間位置に個別に挿通される小回り状の導体
セグメント３３ｂとの２種類を主として有し、これらの
導体セグメント３３ａ、３３ｂの端部を一対ずつ接合し
て固定子巻線３１を形成している。
【００２３】各導体セグメント３３は、異なるスロット
に個別に挿通される一対のスロット導体部３３０と、頭
部をなすターン部３３ｃと、一対の斜行部３３ｄと、一
対の端部３３ｅと、一対の斜行部３３ｆとを有し、一対
の斜行部３３ｄはターン部３３ｃと一対のスロット導体
部３３０との間に個別に設けられ、一対の斜行部３３ｆ
は一対の端部３３ｅと一対のスロット導体部３３０との
間に個別に設けられている。ターン部３３ｃは、それに
続く斜行部３３ｄとともに図１に示すコイルエンド３１
ａを形成し、端部３３ｅはそれに続く斜行部３３ｆとと
もに図１に示す第２コイルエンド３１ｂを形成してい
る。（接合部３３ｇの説明）互いに隣接する導体セグメ
ント３３、３３の一対の端部３３ｅ同士の接合は、この
実施例ではＴｉＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ−Ｇ
ａｓ）溶接によって接合されている。
に個別に挿通される一対のスロット導体部３３０と、頭
部をなすターン部３３ｃと、一対の斜行部３３ｄと、一
対の端部３３ｅと、一対の斜行部３３ｆとを有し、一対
の斜行部３３ｄはターン部３３ｃと一対のスロット導体
部３３０との間に個別に設けられ、一対の斜行部３３ｆ
は一対の端部３３ｅと一対のスロット導体部３３０との
間に個別に設けられている。ターン部３３ｃは、それに
続く斜行部３３ｄとともに図１に示すコイルエンド３１
ａを形成し、端部３３ｅはそれに続く斜行部３３ｆとと
もに図１に示す第２コイルエンド３１ｂを形成してい
る。（接合部３３ｇの説明）互いに隣接する導体セグメ
ント３３、３３の一対の端部３３ｅ同士の接合は、この
実施例ではＴｉＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ−Ｇ
ａｓ）溶接によって接合されている。
【００２４】溶融前を示す図３（ａ）に示すように、各
一対の端部３３ｅの面取り部３３０ｅと反対同士を接触
させた状態で隣接させた後、タングステン電極を接近さ
せてアークをタングステン電極と上記一対の端部３３ｅ
間に発生させることによって一対の端部３３ｅを局所的
に溶融させた後、再び固化させ、これにより、径方向に
隣接する一対の端部３３ｅに、固化後を示す図３（ｂ）
に示すように、粒状の溶接痕からなる接合部（本発明で
言う接合端部）３３ｇを形成する、。
一対の端部３３ｅの面取り部３３０ｅと反対同士を接触
させた状態で隣接させた後、タングステン電極を接近さ
せてアークをタングステン電極と上記一対の端部３３ｅ
間に発生させることによって一対の端部３３ｅを局所的
に溶融させた後、再び固化させ、これにより、径方向に
隣接する一対の端部３３ｅに、固化後を示す図３（ｂ）
に示すように、粒状の溶接痕からなる接合部（本発明で
言う接合端部）３３ｇを形成する、。
【００２５】結局、固定子鉄心３２の各スロットの最深
位置およびそれに隣接する中間位置のスロット導体部３
３０に斜行部３３ｆを通じて連続する各一対の端部３３
ｅが溶接されて各接合部３３ｇが形成され、同様に、固
定子鉄心３２の各スロットの最浅位置およびそれに隣接
する中間位置のスロット導体部３３０に斜行部３３ｆを
通じて連続する各一対の端部３３ｅが溶接されて各接合
部３３ｇが形成され、形成された各接合部３３ｇは２重
円環状に配置される（図５参照）。
位置およびそれに隣接する中間位置のスロット導体部３
３０に斜行部３３ｆを通じて連続する各一対の端部３３
ｅが溶接されて各接合部３３ｇが形成され、同様に、固
定子鉄心３２の各スロットの最浅位置およびそれに隣接
する中間位置のスロット導体部３３０に斜行部３３ｆを
通じて連続する各一対の端部３３ｅが溶接されて各接合
部３３ｇが形成され、形成された各接合部３３ｇは２重
円環状に配置される（図５参照）。
【００２６】固化後、接合部３３ｇの周方向の厚さＴ
は、図４に示すように、導体セグメント３３の厚さｔよ
りも大きくなる。また、接合部３３ｇの径方向長さＷ
は、接合された２本の導体セグメント３の先端部の面取
り部３３０ｅ以外の径方向長さＷ’×２よりも大きくな
るが、２本の導体セグメント３３の径方向長さｗ×２よ
りも小さくなる。さらに、接合部３３ｇは、周方向一方
側へのみ膨設され、周方向他方側へは膨設されない。
は、図４に示すように、導体セグメント３３の厚さｔよ
りも大きくなる。また、接合部３３ｇの径方向長さＷ
は、接合された２本の導体セグメント３の先端部の面取
り部３３０ｅ以外の径方向長さＷ’×２よりも大きくな
るが、２本の導体セグメント３３の径方向長さｗ×２よ
りも小さくなる。さらに、接合部３３ｇは、周方向一方
側へのみ膨設され、周方向他方側へは膨設されない。
【００２７】接合部３３ｇを周方向一方側へのみ膨設さ
せるために、アーク生成中にタングステン電極を接合部
３３ｇの膨出側へ相対移動させる。たとえば、図８に示
すように、タングステン電極１００と被溶接部材である
導体セグメント３３の端部３３ｅとの間にアークを発生
させた状態で、固定子３を載置した固定台１０１を一方
向へ回転駆動させることにより、上記相対移動を実現す
ることができる。
せるために、アーク生成中にタングステン電極を接合部
３３ｇの膨出側へ相対移動させる。たとえば、図８に示
すように、タングステン電極１００と被溶接部材である
導体セグメント３３の端部３３ｅとの間にアークを発生
させた状態で、固定子３を載置した固定台１０１を一方
向へ回転駆動させることにより、上記相対移動を実現す
ることができる。
【００２８】アークによって溶融している導体は、アー
クが直接触れている部分の流動性が最も高い。また、図
９に示すように電極１００からのアーク電流Ｉによる右
ねじ方向の磁界Φによって、溶融部に縮まろうとする電
磁的ピンチ効果が生じ、流動性が高いことと相まって溶
融部はアークの進行方向に引っ張られる。これらの作用
により、図６に示すように、接合部３３ｇは固定子３の
回転方向の後方へ膨設される。図６において、３３１
は、周方向に隣接する接合部３３ｇ、３３ｇ間の周方向
隙間であり、３３２は径方向に隣接する接合部３３ｇ、
３３ｇ間の径方向隙間である。
クが直接触れている部分の流動性が最も高い。また、図
９に示すように電極１００からのアーク電流Ｉによる右
ねじ方向の磁界Φによって、溶融部に縮まろうとする電
磁的ピンチ効果が生じ、流動性が高いことと相まって溶
融部はアークの進行方向に引っ張られる。これらの作用
により、図６に示すように、接合部３３ｇは固定子３の
回転方向の後方へ膨設される。図６において、３３１
は、周方向に隣接する接合部３３ｇ、３３ｇ間の周方向
隙間であり、３３２は径方向に隣接する接合部３３ｇ、
３３ｇ間の径方向隙間である。
【００２９】このようにして形成された周方向一方側に
膨設された接合部３３ｇを一個だけ取り出してみた形状
を図４に示す。
膨設された接合部３３ｇを一個だけ取り出してみた形状
を図４に示す。
【００３０】図８に示す回転機構によって固定子３を回
転させながら連続してアークを発生させた場合、アーク
の進行方向の端面側にアークが最後まで当たっているの
で、溶融導体がこちらに移動する。この時、接合部３３
ｇの最大膨らみ高さＨは、固定子３を回転させないで単
発溶接した場合に周方向両側に溶融導体が表面張力によ
って形成されるべき高さをｈとすれば、図４に示すよう
に、表面張力によって２×ｈよりも低く抑えられるの
で、反アーク進行方向の端面からの接合部３３ｇの周方
向厚さＴ＝ｔ＋Ｈは、回転させない場合の周方向高さｔ
＋２ｈより小さくなる。また、径方向長さＷも、面取り
部３３０ｅを設けているために先端部の長さｗ’×２よ
りも大きくなるが、２本の導体セグメントの径方向長さ
ｗ×２よりも小さくなる。
転させながら連続してアークを発生させた場合、アーク
の進行方向の端面側にアークが最後まで当たっているの
で、溶融導体がこちらに移動する。この時、接合部３３
ｇの最大膨らみ高さＨは、固定子３を回転させないで単
発溶接した場合に周方向両側に溶融導体が表面張力によ
って形成されるべき高さをｈとすれば、図４に示すよう
に、表面張力によって２×ｈよりも低く抑えられるの
で、反アーク進行方向の端面からの接合部３３ｇの周方
向厚さＴ＝ｔ＋Ｈは、回転させない場合の周方向高さｔ
＋２ｈより小さくなる。また、径方向長さＷも、面取り
部３３０ｅを設けているために先端部の長さｗ’×２よ
りも大きくなるが、２本の導体セグメントの径方向長さ
ｗ×２よりも小さくなる。
【００３１】すなわち、端部３３ｅをタングステン電極
に対して、端部３３ｅの周方向一方側へ相対移動するこ
とにより、溶融痕すなわち接合部３３ｇが導体セグメン
ト３３の端部３３ｅの周方向端面の一方に偏在する。更
に、接合部３３ｇは軸方向上面から見ると、アークの進
行方向になびくようにして略Ｄ字形状をなし、接合部の
軸方向断面は、端部３３ｅに先端付近の一方に膨出部を
持つｑ字形状をなしている。
に対して、端部３３ｅの周方向一方側へ相対移動するこ
とにより、溶融痕すなわち接合部３３ｇが導体セグメン
ト３３の端部３３ｅの周方向端面の一方に偏在する。更
に、接合部３３ｇは軸方向上面から見ると、アークの進
行方向になびくようにして略Ｄ字形状をなし、接合部の
軸方向断面は、端部３３ｅに先端付近の一方に膨出部を
持つｑ字形状をなしている。
【００３２】接合部３３ｇの形成後、図７に示すよう
に、絶縁樹脂３６で接合部３３ｇを被覆し、周方向に隣
接する接合部３３ｇ、３３ｇ間には冷却媒体としての空
気を流すための隙間を形成する。 （作用効果）車両用交流発電機１のプーリ２０は、車両
の走行用エンジンによって回転駆動されて、このプーリ
２０に固定されている回転子２が回転する。この状態で
回転子２の界磁巻線８にスリップリング９、１０を介し
て励磁電流を流すことによって、ポールコア７１、７２
にＮ、Ｓ磁極が形成されるため、固定子巻線３１に交流
電圧を発生させることができ、整流器５の出力端子６か
らの所定の直流電流が取り出される。ポールコア７１、
７２に固定された冷却ファン１１、１２により、冷却風
はフレーム４の軸方向の開口部４１から内部へ取り込ま
れ、径方向の開口部４２から外部へ排出される。
に、絶縁樹脂３６で接合部３３ｇを被覆し、周方向に隣
接する接合部３３ｇ、３３ｇ間には冷却媒体としての空
気を流すための隙間を形成する。 （作用効果）車両用交流発電機１のプーリ２０は、車両
の走行用エンジンによって回転駆動されて、このプーリ
２０に固定されている回転子２が回転する。この状態で
回転子２の界磁巻線８にスリップリング９、１０を介し
て励磁電流を流すことによって、ポールコア７１、７２
にＮ、Ｓ磁極が形成されるため、固定子巻線３１に交流
電圧を発生させることができ、整流器５の出力端子６か
らの所定の直流電流が取り出される。ポールコア７１、
７２に固定された冷却ファン１１、１２により、冷却風
はフレーム４の軸方向の開口部４１から内部へ取り込ま
れ、径方向の開口部４２から外部へ排出される。
【００３３】この実施例では、溶接中にア−ク炎に対し
て端部３３ｅを相対移動させることにより溶融部を周方
向一方側に偏って膨設すると、この時に溶融部に作用す
る表面張力の作用によって、溶融部の周方向一方側への
突出高さＨが上記相対移動させない場合の周方向一方側
への突出高さｈの２倍より小さくなるという現象が生
じ、その結果として周方向に隣接する接合部３３ｇ、３
３ｇ間の隙間を相対回転しない場合の接合部３３ｇ’、
３３ｇ’間の隙間より大きくすることができ、絶縁性を
向上することができる。また、上記隙間の増大により、
この隙間を通過する空気流量を増大することができ、冷
却性を向上することもできる。更に、外部から混入した
異物がこの隙間に滞留して電気的に悪影響を及ぼすのを
抑止することができる。 （変形態様） ・実施例で用いたＵ字状の導体セグメント３３の代わり
に、図１０に示すようなターン部のない導体セグメント
３３１を用い、この導体セグメント３３１の両端部３３
１ｅを実施例の方法で接合することができる。この場合
でも、実施例と同じ効果を得ることができる。
て端部３３ｅを相対移動させることにより溶融部を周方
向一方側に偏って膨設すると、この時に溶融部に作用す
る表面張力の作用によって、溶融部の周方向一方側への
突出高さＨが上記相対移動させない場合の周方向一方側
への突出高さｈの２倍より小さくなるという現象が生
じ、その結果として周方向に隣接する接合部３３ｇ、３
３ｇ間の隙間を相対回転しない場合の接合部３３ｇ’、
３３ｇ’間の隙間より大きくすることができ、絶縁性を
向上することができる。また、上記隙間の増大により、
この隙間を通過する空気流量を増大することができ、冷
却性を向上することもできる。更に、外部から混入した
異物がこの隙間に滞留して電気的に悪影響を及ぼすのを
抑止することができる。 （変形態様） ・実施例で用いたＵ字状の導体セグメント３３の代わり
に、図１０に示すようなターン部のない導体セグメント
３３１を用い、この導体セグメント３３１の両端部３３
１ｅを実施例の方法で接合することができる。この場合
でも、実施例と同じ効果を得ることができる。
【００３４】・実施例ではスロットあたりの導体セグメ
ント数を４として２列の環状の接合部を形成したが、所
望の出力性能に合わせて導体セグメント数を変化させ
て、接合部の環状列数を変えてもよい。
ント数を４として２列の環状の接合部を形成したが、所
望の出力性能に合わせて導体セグメント数を変化させ
て、接合部の環状列数を変えてもよい。
【００３５】・実施例では導体セグメントの端部３３ｅ
に面取り部３３０ｅを設けたが、図１１に示す端部３３
１ｅのように、接合される２本の径方向長さを他の部分
の導体セグメントよりも短く設定してもよい。これによ
り、接合部の径方向長さをさらに短縮できるので、径方
向に隣接する接合部間の短絡防止の効果を、より高める
ことができる。
に面取り部３３０ｅを設けたが、図１１に示す端部３３
１ｅのように、接合される２本の径方向長さを他の部分
の導体セグメントよりも短く設定してもよい。これによ
り、接合部の径方向長さをさらに短縮できるので、径方
向に隣接する接合部間の短絡防止の効果を、より高める
ことができる。
【００３６】・導体セグメント３３の断面形状は、円
形、楕円形、多角形などを採用してもよい。
形、楕円形、多角形などを採用してもよい。
【００３７】・実施例ではＴｉｇ溶接を用いたが、非接
触方式であれば、プラズマ溶接、ＭｉＧ（Ｍｅｔａｌ
Ｉｎｅｒｔ−Ｇａｓ）溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶
接などを用いてもよい。
触方式であれば、プラズマ溶接、ＭｉＧ（Ｍｅｔａｌ
Ｉｎｅｒｔ−Ｇａｓ）溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶
接などを用いてもよい。
【００３８】・接合部の溶融部を周方向一方側に偏らせ
るために、上記相対回転の代わりに、接合部３３ｇを傾
斜させて溶融部をその自重により偏らせてもよい。たと
えば接合部３３ｇの周方向一方側を下方、他方を上方と
してもよい。
るために、上記相対回転の代わりに、接合部３３ｇを傾
斜させて溶融部をその自重により偏らせてもよい。たと
えば接合部３３ｇの周方向一方側を下方、他方を上方と
してもよい。
【００３９】・接合部の溶融部を周方向一方側に偏らせ
るために、上記相対回転の代わりに、溶接部に風圧など
の圧力を加えながら溶接してもよい。
るために、上記相対回転の代わりに、溶接部に風圧など
の圧力を加えながら溶接してもよい。
【００４０】・接合部の溶融部を周方向一方側に偏らせ
るために、上記相対回転の代わりに、溶融部に対しＨの
方向に磁界Ｈを形成してもよい。この場合、図１２に示
すアーク電流Ｉの向きとによって、フレミングの左手法
則によりＦの向きに電磁力を生じさせることができる。
るために、上記相対回転の代わりに、溶融部に対しＨの
方向に磁界Ｈを形成してもよい。この場合、図１２に示
すアーク電流Ｉの向きとによって、フレミングの左手法
則によりＦの向きに電磁力を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の車両用交流発電機の全体構造を示す軸
方向断面図である。
方向断面図である。
【図２】固定子巻線を構成する導体セグメントの斜視図
である。
である。
【図３】（ａ）は導体セグメントの接合前の端部を示す
斜視図、（ｂ）は導体セグメントの接合後の接合部の斜
視図である。
斜視図、（ｂ）は導体セグメントの接合後の接合部の斜
視図である。
【図４】ア−クを接合部に対して相対移動させる場合の
接合部の斜視図である。
接合部の斜視図である。
【図５】固定子の接合部側の軸方向から見た側面図であ
る。
る。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】固定子を内径側から見た部分平面図である。
【図８】溶接機構を示す模式斜視図である。
【図９】アーク溶接状態を示す部分拡大図である。
【図１０】変形態様における導体セグメントを示す斜視
図である。
図である。
【図１１】変形態様における導体セグメントの端部を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図１２】変形態様を示す直流磁界下ア−ク溶接方式を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
１ 車両用交流発電機 ２ 固定子 ３ 回転子 ３２ 固定子鉄心 ３３ 導体セグメント ３３ｅ 端部 ３３ｇ 接合部 ３４ インシュレータ ４ フレーム １００ 電極
フロントページの続き (72)発明者 加藤 充 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 平 光昭 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） 5H604 AA03 BB03 BB08 BB14 CC01 CC05 CC13 DB26 PB03 QA08 QB14 5H615 AA01 BB02 BB05 BB14 PP01 PP04 PP08 PP12 PP14 QQ03 QQ12 RR02 SS05 SS16 5H619 AA04 AA11 BB02 BB18 PP01 PP05 PP14
Claims (5)
- 【請求項１】 コアの異なる各スロットにそれぞれ挿通
された多数の導体セグメントの端部を一対ずつ溶融接合
して接合端部を形成することにより巻線を構成する導体
セグメント接合型の回転電機の製造方法において、 前記接合端部は、前記導体セグメント対の端部の溶融部
を前記コアの周方向一方側に付勢しつつ固化することに
より、前記接合端部を周方向一方側に偏って膨設された
形状に形成することを特徴とする導体セグメント接合型
の回転電機の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の導体セグメント接合型の
回転電機の製造方法において、 前記導体セグメント対の端部をア−クに対して周方向に
相対移動させつつ前記溶融部の固化を行うことを特徴と
する導体セグメント接合型の回転電機の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の導体セグメント接合型の
回転電機の製造方法において、 前記溶融部に磁界を印加しつつア−ク電流を通電して前
記磁界及びアーク電流に起因する電磁力により前記溶融
部を周方向一方側へ付勢することを特徴とする回転電機
の製造方法。 - 【請求項４】 コアの異なる各スロットにそれぞれ挿通
された多数の導体セグメントの端部を一対ずつ溶融接合
して形成された溶融痕を、前記導体セグメントの端部に
有する導体セグメント接合型の回転電機において、 前記溶融痕は、周方向一方側に偏って膨設されているこ
とを特徴とする導体セグメント接合型の回転電機。 - 【請求項５】 請求項４記載の導体セグメント接合型の
回転電機において、 前記溶融痕は、前記溶融痕に連続する前記一対の導体セ
グメントの径方向長さよりも短い径方向長さを有するこ
とを特徴とする導体セグメント接合型の回転電機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22433599A JP3769990B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方法 |
| US09/438,379 US6181043B1 (en) | 1997-12-10 | 1999-11-12 | Alternator for vehicle |
| EP00115683A EP1081830B1 (en) | 1999-08-06 | 2000-07-20 | Electric rotary machine having a plurality of conductor segments and method of manufacturing the same |
| DE60001526T DE60001526T2 (de) | 1999-08-06 | 2000-07-20 | Elektrische rotierende Maschine mit einer Mehrzahl von Leiterabschnitten und Verfahren zur Herstellung desselben |
| US09/620,906 US6459177B1 (en) | 1999-08-06 | 2000-07-20 | Electric rotary machine having a plurality of conductor segments and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22433599A JP3769990B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001054263A true JP2001054263A (ja) | 2001-02-23 |
| JP3769990B2 JP3769990B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=16812153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22433599A Expired - Lifetime JP3769990B2 (ja) | 1997-12-10 | 1999-08-06 | 導体セグメント接合型の回転電機及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6459177B1 (ja) |
| EP (1) | EP1081830B1 (ja) |
| JP (1) | JP3769990B2 (ja) |
| DE (1) | DE60001526T2 (ja) |
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| JPWO2020031612A1 (ja) * | 2018-08-09 | 2021-04-30 | 日立Astemo株式会社 | 回転電機の固定子及びその製造方法 |
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| FR2840464B1 (fr) * | 2002-05-28 | 2004-09-03 | Valeo Equip Electr Moteur | Alternateur muni d'un stator a entrees vrillees |
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