JP2001286099A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、リヤ側ファンの能力をフロント
側ファンより大きくし、かつ、フロント側の風量をリヤ
側の風量より大きくして、冷却効率を高めるとともに、
風音の悪化を抑えた車両用交流発電機を得る。 【解決手段】 リヤ側ファン４１は能力がフロント側フ
ァン４０より大きくなるように構成されている。また、
吸気孔１ａから吸入され、その後ファン４０により遠心
方向に曲げられて排気孔１ｂから排出される冷却風のフ
ロント側通風経路を流れる風量が、吸気孔２ａから吸入
され、その後ファン４１により遠心方向に曲げられて排
気孔２ｂから排出される冷却風のリヤ側通風経路を流れ
る風量より多くなるように、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、送風手段を備え
た車両用交流発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２５は従来の車両用交流発電機の構成
を示す断面図、図２６および図２７はそれぞれ従来の車
両用交流発電機の回転子に適用されるフロント側および
リヤ側ファンを示す正面図である。この車両用交流発電
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およびリヤブラケット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およびリヤブラケット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ランデル型ポールコア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。フロント側およびリヤ側のファン５Ａ、５Ｂは、
金属薄板を板金加工して作製され、円環状のファン基部
５ａと、ファン基部５ａの外周縁部から径方向外方に延
設された複数のブレード底板５ｂと、各ブレード底板５
ｂの外周縁部を折り曲げて形成されたブレード５ｃとか
らなる。そして、フロント側およびリヤ側のファン５
Ａ、５Ｂが、ポールコア２０、２１の軸方向の両端面に
それぞれ固着されている。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。そして、
固定子コア１５に巻回された巻線の一部が固定子コア１
５の軸方向の両端に延在し、フロント側コイルエンド群
１６ｆおよびリヤ側コイルエンド群１６ｒを構成してい
る。

【０００４】このように構成された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】この車両用交流発電機においては、回転子
コイル１３、固定子コイル１６、整流器１２およびレギ
ュレータ１８は、発電中、常に発熱しており、定格出力
電流１００Ａクラスの発電機においては、温度的に高い
回転ポイントで、それぞれ６０Ｗ、５００Ｗ、１２０Ｗ
および６Ｗの発生熱力がある。そこで、発電により発生
する熱を冷却するために、吸気孔１ａ、２ａおよび排気
孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケ
ット２に設けられている。具体的には、図２５に示され
るように、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１お
よびリヤブラケット２のそれぞれの軸方向面（端面）に
周方向に並んで複数設けられ、排気孔１ｂ、２ｂがフロ
ントブラケット１およびリヤブラケット２のそれぞれの
径方向面（側面）に周方向に並んで複数設けられてい
る。リヤ側では、図２５中矢印で示されるように、リヤ
側のファン５Ｂの回転により、外気が吸気孔２ａを通じ
てケース３内に吸い込まれて整流器１２およびレギュレ
ータ１８を冷却し、ついでファン５Ｂにより遠心方向に
曲げられて固定子コイル１６のリヤ側コイルエンド群１
６ｒを冷却し、その後排気孔２ｂから外部に排出され
る。一方、フロント側では、図２５中矢印で示されるよ
うに、フロント側のファン５Ａの回転により、外気が吸
気孔１ａを通じてケース３内に吸い込まれ、ついでファ
ン５Ａにより遠心方向に曲げられて固定子コイル１６の
フロント側コイルエンド群１６ｆを冷却し、その後排気
孔１ｂから外部に排出される。さらに、フロント側とリ
ヤ側との圧力差に起因して、冷却風が回転子７内を通っ
てフロント側からリヤ側に流れ、固定子コイル１３を冷
却している。

【０００６】このように構成された従来の車両用交流発
電機を５０００ｒｐｍの回転速度で運転した時の各通風
経路の風量は、フロント側の吸入風量Ｑｆ_INが０．０２
５ｍ ³／ｓ、フロント側の排出風量Ｑｆ_OUTが０．０２ｍ
³／ｓ、リヤ側の吸入風量Ｑｒ_INが０．０３ｍ³／ｓ、リ
ヤ側の排出風量Ｑｒ_OUTが０．０３５ｍ³／ｓ、フロント
側からリヤ側に流れる風量Ｑ_{f → r}が０．００５ｍ³／ｓ
であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この従来の車両用交流
発電機では、リア側の風量がフロント側の風量に比べて
大きくなるように構成されている。そこで、リヤ側で
は、吸気孔２ａから流入された多量の冷却風が整流器１
２やレギュレータ１８を冷却して暖められた後、固定子
コイル１６のリヤ側コイルエンド群１６ｒの冷却に供せ
られるので、コイルエンド群１６ｒの温度上昇を十分に
抑えられなかった。一方、フロント側では、吸気孔１ａ
から流入された少量の冷却風が固定子コイル１６のフロ
ント側コイルエンド群１６ｆの冷却に供せられるので、
コイルエンド群１６ｆの温度上昇を十分に抑えることが
できなかった。つまり、固定子コイル１６を効果的に冷
却できるフロント側の風量が少ないので、全体として冷
却効率が低下してしまうという課題があった。ここで、
ファンにより発生する音（ＳＰＬ）は、ＳＰＬ=ｋ+１０
・ｌｏｇ（Ｐ ^2.5×Ｑ）で表され、作動点の圧力損失
Ｐ、風量Ｑに大きく影響される。なお、ｋは比騒音レベ
ルであり、単位圧力、風量当たりの騒音である。また、
圧力（Ｐ）、風量（Ｑ）および通風抵抗（ｒ）の関係
は、一般的にＰ=ｒ×Ｑ²で表せられる。そこで、同一風
量の場合、通風抵抗が高いほど圧力が過大となり、ＳＰ
Ｌが大きく悪化することになる。従来の車両用交流発電
機では、上述の通り通風抵抗の大きいリヤ側の風量がフ
ロント側に比べて大きくなっているので、騒音が大きく
なってしまうという課題もあった。

【０００８】この発明は、上記のような課題を解決する
ために、固定子コイルのコイルエンドを効果的に冷却で
きるフロント側の風量をリヤ側の風量に比べて大きくし
て、固定子コイルを十分に冷却できるようにし、また、
リヤ側の送風手段の能力をフロント側の送風手段の能力
より高めて、フロント側の風量を確保し、整流器および
レギュレータを十分に冷却できるようにして、全体とし
て冷却効率を高めることができ、さらに通風抵抗の小さ
いフロント側の風量を通風抵抗の大きいリヤ側の風量よ
り大きくして、騒音を低減できる車両用交流発電機を得
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用交
流発電機は、フロントブラケットおよびリヤブラケット
に軸支されたシャフトに固着されて該両ブラケット内に
配設された一対のランデル型ポールコアを有する回転子
と、上記両ブラケットに支持されて上記回転子の外周を
覆うように配設された固定子と、上記シャフトのフロン
ト側に固着されたプーリと、上記回転子のリヤ側に配設
された整流器とを備え、上記固定子は、溝方向を軸方向
とするスロットが内周側に開口するように周方向に複数
設けられた円筒状の固定子コアと、所定の巻線構造を構
成するように上記固定子コアに巻装された固定子コイル
とを有し、複数の吸気孔が上記両ブラケットの軸方向面
にそれぞれ設けられ、複数の排気孔が上記両ブラケット
の径方向面にそれぞれ設けられ、かつ、送風手段が上記
回転子の軸方向の両側にそれぞれ配設されて、上記送風
手段の作動により、冷却風が上記吸気孔から両ブラケッ
ト内に流入して上記排気孔から流出する通風経路と、冷
却風が上記回転子内を通ってフロント側とリヤ側との間
を流通する通風経路とが構成されている車両用交流発電
機において、リヤ側の上記送風手段の能力がフロント側
の上記送風手段の能力より大きく、かつ、フロント側の
吸入風量がリヤ側の吸入風量より大きくなっているもの
である。

【００１０】また、フロント側の吸入風量および排出風
量がリヤ側の吸入風量および排出風量より大きくなって
いるものである。

【００１１】また、フロントブラケットおよびリヤブラ
ケットに軸支されたシャフトに固着されて該両ブラケッ
ト内に配設された一対のランデル型ポールコアを有する
回転子と、上記両ブラケットに支持されて上記回転子の
外周を覆うように配設された固定子と、上記シャフトの
フロント側に固着されたプーリと、上記回転子のリヤ側
に配設された整流器とを備え、上記固定子は、溝方向を
軸方向とするスロットが内周側に開口するように周方向
に複数設けられた円筒状の固定子コアと、所定の巻線構
造を構成するように上記固定子コアに巻装された固定子
コイルとを有し、複数の吸気孔が上記両ブラケットの軸
方向面にそれぞれ設けられ、複数の排気孔が上記両ブラ
ケットの径方向面にそれぞれ設けられ、かつ、送風手段
が上記回転子の軸方向の両側にそれぞれ配設されて、上
記送風手段の作動により、冷却風が上記吸気孔から両ブ
ラケット内に流入して上記排気孔から流出する通風経路
と、冷却風が上記回転子内を通ってフロント側とリヤ側
との間を流通する通風経路とが構成されている車両用交
流発電機において、リヤ側の上記送風手段の能力がフロ
ント側の上記送風手段の能力より大きく、かつ、フロン
ト側の排出風量がリヤ側の排出風量より大きくなってい
るものである。

【００１２】また、上記回転子内を通ってフロント側と
リヤ側との間を流通する通風経路が遮断されているもの
である。

【００１３】また、上記送風手段が、上記ランデル型ポ
ールコアもしくはファンである。

【００１４】また、フロント側の上記送風手段が上記ラ
ンデル型ポールコアであり、リヤ側の上記送風手段がフ
ァンである。

【００１５】また、上記送風手段が、略円環状のファン
基部と、該ファン基部の外周縁部から径方向外方に延設
された複数のブレード底板と、該複数のブレード底板の
それぞれの外周縁部に立設された複数のブレードとを有
するファンである。

【００１６】また、リヤ側の上記ファンのブレード枚数
がフロント側の上記ファンのブレード枚数より多いもの
である。

【００１７】また、リヤ側の上記ファンの最大ブレード
高さがフロント側の上記ファンの最大ブレード高さより
高いものである。

【００１８】また、リヤ側のファンの上記ブレード底板
が、上記回転子の隣り合う磁極間の谷部を遮蔽する形状
に形成されているものである。

【００１９】また、リヤ側の上記ファンの上記ブレード
底板と上記回転子の磁極間の谷部とにより形成される空
隙を塞ぐ遮蔽板が配設されているものである。

【００２０】また、上記固定子コイルは、短尺の導体を
略Ｕ字状に成形してなるコイルセグメントが上記固定子
コアの一端側から所定スロット数離れた対をなす各スロ
ット対に挿入され、かつ、所定スロット数離れたスロッ
トの上記固定子コアの他端側から延出されて周方向に屈
曲された上記コイルセグメントの開放端部同士がそれぞ
れ接合されて、上記所定の巻線構造をなすように構成さ
れたもので、上記コイルセグメントのＵ字状のターン側
によって形成されたターン側コイルエンドが周方向に配
列されてターン側コイルエンド群を構成し、上記コイル
セグメントの開放端部同士の接合側によって形成された
接合側コイルエンドが周方向に配列されて接合側コイル
エンド群を構成しているものである。

【００２１】また、上記固定子コイルの上記接合側コイ
ルエンド群がフロント側に配置されているものである。

【００２２】また、上記固定子コイルは、複数の巻線を
連結して上記所定の巻線構造をなすように構成され、上
記複数の巻線のそれぞれは、上記スロット内に収納され
る多数の直線部とスロット外で隣り合う該直線部の端部
同士を連結する多数のターン部とで構成される１本の素
線が、該直線部を所定スロット数離れた上記スロット内
にスロット深さ方向に関して異なる層となるように収納
して上記固定子コアに巻装されて構成され、上記ターン
部によって形成されたコイルエンドが周方向に配列され
て上記固定子コイルの両コイルエンド群を構成している
ものである。

【００２３】

【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はこの発明に係る実施の形態１に係
る車両用交流発電機の構成を示す断面図、図２はこの発
明に係る実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用さ
れるファンの送風性能を示す図、図３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に適用される
固定子コイルを構成する略Ｕ字状のコイルセグメントを
示す斜視図、図４はコイルセグメントを組み込んだ固定
子を示す要部側面図、図５はコイルセグメントを組み込
んだ固定子を示す要部斜視図である。なお、各図におい
て、図２５に示した従来の車両用交流発電機と同一また
は相当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２４】各図において、送風手段としてのフロント
側ファン４０が回転子７のポールコア２０のフロント側
端面に固着され、送風手段としてのリヤ側ファン４１が
回転子７のポールコア２１のリヤ側端面に固着されてい
る。そして、フロント側ファン４０は図２中曲線Ａ１の
送風性能を有し、リヤ側ファン４１は図２中曲線Ａ２の
送風性能を有している。即ち、リヤ側ファン４１にはフ
ロント側ファン４０より能力の大きいファンが用いられ
ている。なお、ファンの能力とは、所定の流量を流した
時のファンの通風前後における圧力差の大小をいい、同
一流量を流した時に大きな圧力差を発生するほど能力が
高いことになる。

【００２５】固定子３５は、固定子コア１５と固定子コ
イル３６とから構成されている。固定子コア１５は円筒
状に成形され、略長方形の断面形状を有するティース１
５ａが径方向内方に突出するように周方向に等角ピッチ
で複数設けられ、コイルを収容するスロット１５ｂがテ
ィース１５ａ間に形成されている。各スロット１５ｂは
溝方向が軸方向と平行で、かつ、内周側に開口してい
る。

【００２６】固定子コイル３６は、多数の短尺のコイル
セグメント３０を所定の巻線構造、例えば３相交流巻線
構造をなすように接続して構成されている。このコイル
セグメント３０は、絶縁被膜が被覆された断面矩形の銅
等の導体を用い、一対の直線部３０ａを略Ｖ字状のター
ン部３０ｂで連結されてなる略Ｕ字状に成形されてい
る。また、コイルセグメント３０は、予め一対の直線部
３０ａ間の間隔を、３スロット分の間隔に合わせて作製
されている。そして、このコイルセグメント３０の一対
の直線部３０ａを、それぞれ２スロット数離れた対をな
す各組のスロット１５ｂにリヤ側から挿通し、ついでフ
ロント側に延出した各直線部３０ａの延出部を折り曲
げ、その後開放端部３０ｃ同士を接合して、例えば全体
として１組の３相交流巻線をなすようにしている。な
お、２スロット数離れて対をなすスロットの組とは、例
えば周方向の１番目のスロットと４番目のスロットとの
組に相当する。

【００２７】ここで、これらのコイルセグメント３０
は、図４に示されるように、ターン部３０ｂの高さをそ
ろえて、各組のスロット１５ｂに２本ずつリヤ側から挿
入されている。そして、各スロット１５ｂには、４本の
直線部３０ａが、矩形断面の長さ方向を径方向に向け
て、径方向に１列に並んで収納されている。また、各組
のスロット１５ｂにおいては、１本のコイルセグメント
３０が、１方のスロット１５ｂの外周側から１番目の位
置と他方のスロット１５ｂの外周側から２番目の位置と
に挿入され、もう１本のコイルセグメント３０が、１方
のスロット１５ｂの外周側から３番目の位置と他方のス
ロット１５ｂの外周側から４番目の位置とに挿入されて
いる。そして、スロット１５ｂの外周側から１番目の位
置に挿入されたコイルセグメント３０の開放端部３０ｃ
を、２スロット数離れたスロット１５ｂの外周側から２
番目の位置に挿入された他のコイルセグメント３０の開
放端部３０ｃに接合して外周側の巻線が作製されてい
る。また、スロット１５ｂの外周側から３番目の位置に
挿入されたコイルセグメント３０の開放端部３０ｃを、
２スロット数離れたスロット１５ｂの外周側から４番目
の位置に挿入された他のコイルセグメント３０の開放端
部３０ｃに接合して内周側の巻線が作製されている。そ
して、外周側の巻線と内周側の巻線とが直列に接続され
ている。

【００２８】また、コイルセグメント３０の開放端部３
０ｃ同士は、径方向に重ねられ、アーク溶接により接合
部（開放端部３０ｃの先端部）が全体的に溶融されて接
合されている。そして、内周側の巻線における接合され
た２本の開放端部３０ｃ（接合部３１）と外周側の巻線
における接合された２本の開放端部３０ｃ（接合部３
１）とが、径方向に１列に並んでいる。これにより、コ
イルセグメント３０の接合部３１側によって構成される
接合側コイルエンド３２ａが周方向に２列に配列されて
接合側コイルエンド群３２を構成している。この時、接
合される２本の開放端部３０ｃは矩形断面の短辺を相対
して径方向に重ね合わされ、アーク溶接により先端部全
体を溶融されて接合される。また、コイルセグメント３
０のターン部３０ｂ側によって形成されるターン側コイ
ルエンド３３ａが周方向に２列に配列されてターン側コ
イルエンド群３３を構成している。

【００２９】このように構成された固定子３５は、コイ
ルセグメント３０の開放端部３０ｃを接合して構成され
る接合側コイルエンド群３２をフロント側に位置させ、
ターン部３０ｂで構成されるターン側コイルエンド群３
３をリヤ側に位置させて、車両用交流発電機に組み込ま
れる。即ち、固定子コイル３６の接合側コイルエンド群
３２がフロント側コイルエンド群３６ｆに相当し、ター
ン側コイルエンド群３３がリヤ側コイルエンド群３６ｒ
に相当している。

【００３０】つぎに、この実施の形態１によるファンの
作動点について図２を参照しつつ説明する。図２におい
て、Ａ１はフロント側ファン４０の送風性能曲線を、Ａ
２はリヤ側ファン４１の送風性能曲線を、Ｒfはフロン
ト側の通風経路の風路圧損曲線を、Ｒrはリヤ側の通風
経路の風路圧損曲線をそれぞれ示している。図２から、
フロント側ファン４０の作動点は曲線Ａ１と曲線Ｒfと
の交点となり、リヤ側ファン４１の作動点は曲線Ａ２と
曲線Ｒrとの交点となる。つまり、フロント側ファン４
０により風量Ｑ３、風圧Ｐ３が得られ、リヤ側ファン４
１により風量Ｑ２、風圧Ｐ２が得られる。なお、Ｑ２<
Ｑ３、Ｐ２>Ｐ３。そこで、吸気孔１ａからフロントブ
ラケット１内に流入し、ファン４０により遠心方向に曲
げられ、その後排気孔１ｂから排出されるフロント側通
風経路を流れる冷却風の風量は、吸気孔２ａからリヤブ
ラケット２内に流入し、ファン４１により遠心方向に曲
げられ、その後排気孔２ｂから排出されるリヤ側通風経
路を流れる冷却風の風量より多くなる。また、フロント
側に流入した冷却風の一部が回転子７内を通ってリヤ側
に流れる。

【００３１】ここで、フロント側およびリヤ側のファン
として供にＡ１の送風性能曲線を有するファンを用いた
場合、フロント側およびリヤ側のファンの作動点は、そ
れぞれ（Ｑ３，Ｐ３）および（Ｑ１，Ｐ１）となる。な
お、Ｑ１<Ｑ２<Ｑ３、Ｐ２>Ｐ１>Ｐ３。そこで、リヤ側
ファン４１としてＡ２の送風性能曲線を有するファンを
用いると、リヤ側ファン４１の作動点は（Ｑ２，Ｐ２）
となる。つまり、リヤ側ファン４１の能力を大きくする
ことにより、リヤ側通風経路を流れる冷却風の風量をＱ
１からＱ２にあげることができる。この時、リヤ側ファ
ン４１の能力は、リヤ側通風経路を流れる冷却風の風量
がフロント側通風経路を流れる冷却風の風量を越えない
ように設定される。

【００３２】このように、この実施の形態１では、フロ
ント側通風経路を流れる冷却風の風量がリヤ側通風経路
を流れる冷却風の風量より大きく、かつ、リヤ側ファン
４１の能力がフロント側ファン４０の能力より大きくな
るように運転している。そこで、固定子コイル３６のコ
イルエンド群を効果的に冷却できるフロント側の風量が
リヤ側の風量に比べて大きいので、固定子コイル３６を
十分に冷却でき、固定子コイル３６の温度上昇を抑える
ことができる。さらに、リヤ側ファン４１能力がフロン
ト側ファン４０の能力より大きいので、リヤ側の風量が
十分に確保され、整流器１２およびレギュレータ１８を
十分に冷却でき、整流器１２およびレギュレータ１８の
温度上昇を抑えることができる。従って、全体として冷
却効率を高めることができる車両用交流発電機が得られ
る。さらに、通風抵抗の小さいフロント側の風量を通風
抵抗の大きいリヤ側の風量より大きくしているので、風
音の悪化を抑えることができる車両用交流発電機が得ら
れる。

【００３３】また、固定子コイル３６が矩形断面を有す
る多数の短尺のコイルセグメント３０を接続して構成さ
れているので、スロット１５ｂに対するコイルセグメン
ト３０の占有率（スペースファクタ）を高めることがで
き、高出力化が実現できる。また、コイルセグメント３
０が略Ｕ字状に成形されているので、コイルセグメント
３０を固定子コア１５の一側からスロット１５ｂ内に挿
入し、固定子コア１５の他側から延出する開放端部３０
ｃ同士を接合することで固定子コア１５に巻装された固
定子コイル３６が得られる。そこで、固定子コア１５に
巻装された固定子コイル３６を簡易に作製することがで
きる。また、接合側コイルエンド群３２は、絶縁被膜が
除去されて放熱性を高められた接合部３１を有し、風量
の大きなフロント側に配置されているので、固定子コイ
ル３６の熱が接合側コイルエンド群３２から効率的に放
熱され、固定子コイル３６の温度上昇を効果的に抑える
ことができる。

【００３４】以下、この発明に係る車両用交流発電機に
適用されるファン構造について具体的に説明する。 実施例１．図６はこの発明の車両用交流発電機に適用さ
れる回転子の実施例１を示す斜視図、図７および図８は
それぞれ図６に示された回転子に適用されるフロント側
ファンおよびリヤ側ファンを示す正面図である。フロン
ト側およびリヤ側ファン４０Ａ、４１Ａは、金属薄板を
板金加工したもので、円環状のファン基部４０ａ、４１
ａと、ファン基部４０ａ、４１ａの外周縁部から径方向
外方に延設された複数のブレード底板４０ｂ、４１ｂ
と、各ブレード底板４０ｂ、４１ｂの外周縁部を折り曲
げて形成されたブレード４０ｃ、４１ｃとから構成され
ている。ファン４０Ａ、４１Ａはそれぞれ外径（Ｄｆ、
Ｄｒ）、ブレード枚数（Ｎｆ、Ｎｒ）、ブレード高さ
（ＢＨｆ、ＢＨｒ）が同じであるが、ファン４１Ａのブ
レード弦長（ＢＬｒ）がファン４０Ａのブレード弦長
（ＢＬｆ）より長く形成されて、ファン４１Ａの能力を
ファン４０Ａの能力より大きくしている。つまり、Ｄｆ
=Ｄｒ、Ｎｆ=Ｎｒ、ＢＨｆ=ＢＨｒ、ＢＬｆ<ＢＬｒであ
る。

【００３５】このように構成されたファン４０Ａ、４１
Ａを装着した回転子を組み込んだ車両用交流発電機を５
０００ｒｐｍの回転速度で運転した時、フロント側の吸
入風量Ｑｆ_INが０．０５ｍ³／ｓ、フロント側の排出風
量Ｑｆ_OUTが０．０４８ｍ³／ｓ、リヤ側の吸入風量Ｑｒ
_INが０．０３３ｍ³／ｓ、リヤ側の排出風量Ｑｒ_OUTが
０．０３５ｍ³／ｓ、フロント側からリヤ側に流れる風
量Ｑ_{f → r}が０．００２ｍ³／ｓであった。

【００３６】この実施例１によれば、リヤ側ファン４１
Ａのブレード弦長（ＢＬｒ）をフロント側ファン４０Ａ
のブレード弦長（ＢＬｆ）より長く形成しているので、
リヤ側ファン４１Ａの能力がフロント側ファン４０Ａの
能力より大きくなり、さらにフロント側の吸入風量Ｑｆ
_INおよび排出風量Ｑｆ_OUTがリヤ側の吸入風量Ｑｒ_INお
よび排出風量Ｑｒ_OUTより大きくなっている。従って、
上記実施の形態１の効果を実現できる。また、フロント
側およびリヤ側ファン４０Ａ、４１Ａのブレード枚数を
１０枚としているので、ブレード枚数が８枚の従来例に
比べて風量を大きくでき、固定子コイル３６、整流器１
２およびレギュレータ１８の温度上昇をより抑えること
ができる。

【００３７】実施例２．この実施例２では、図９に示さ
れるように、リヤ側ファン４１Ｂのブレード高さ（ＢＨ
ｒ）がフロント側ファン４０Ｂのブレード高さ（ＢＨ
ｆ）より高く形成されている。なお、他の構成は上記実
施例１と同様に構成されている。

【００３８】このように構成されたファン４０Ｂ、４０
Ｂを装着した回転子を組み込んだ車両用交流発電機を５
０００ｒｐｍの回転速度で運転した時、フロント側の吸
入風量Ｑｆ_INが０．０５ｍ³／ｓ、フロント側の排出風
量Ｑｆ_OUTが０．０４５ｍ³／ｓ、リヤ側の吸入風量Ｑｒ
_INが０．０３８ｍ³／ｓ、リヤ側の排出風量Ｑｒ_OUTが
０．０４３ｍ³／ｓ、フロント側からリヤ側に流れる風
量Ｑ_{f → r}が０．００５ｍ³／ｓであった。

【００３９】この実施例２においても、フロント側の吸
入風量Ｑｆ_INおよび排出風量Ｑｆ_{OU T}がリヤ側の吸入風
量Ｑｒ_INおよび排出風量Ｑｒ_OUTより大きくなってい
る。また、この実施の例２では、リヤ側ファン４１Ｂの
ブレード高さ（ＢＨｒ）をフロント側ファン４０Ｂのブ
レード高さ（ＢＨｆ）より高く形成しているので、リヤ
側ファン４１Ｂの能力がフロント側ファン４０Ｂの能力
よりさらに大きくなり、上記実施例１に比べて、リヤ側
の吸入風量Ｑｒ_INおよび排出風量Ｑｒ_OUTが大きくなっ
ている。そこで、上記実施例１に比べて、整流器１２お
よびレギュレータ１８の温度上昇をより抑えることがで
きる。

【００４０】実施例３．この実施例３では、図１０に示
されるように、遮蔽板４２がリヤ側ファン４１Ｂとポー
ルコア２１との間に介装され、爪状磁極２３の谷部とブ
レード底板４１ｂとで構成される空隙が遮断されてい
る。なお、他の構成は上記実施例２と同様に構成されて
いる。

【００４１】このように構成された回転子を組み込んだ
車両用交流発電機を５０００ｒｐｍの回転速度で運転し
た時、フロント側の吸入風量Ｑｆ_INが０．０５ｍ³／
ｓ、フロント側の排出風量Ｑｆ_OUTが０．０５ｍ³／ｓ、
リヤ側の吸入風量Ｑｒ_INが０．０４５ｍ³／ｓ、リヤ側
の排出風量Ｑｒ_OUTが０．０４５ｍ³／ｓ、フロント側か
らリヤ側に流れる風量Ｑ_{f → r}が０ｍ³／ｓであった。

【００４２】この実施例３においても、フロント側の吸
入風量Ｑｆ_INおよび排出風量Ｑｆ_{OU T}がリヤ側の吸入風
量Ｑｒ_INおよび排出風量Ｑｒ_OUTより大きくなってい
る。また、この実施例３では、フロント側からリヤ側に
流れる冷却風の通風経路が遮蔽板４２により遮断されて
いるので、フロント側からリヤ側に流れる風量Ｑ_{f → r}が
なくなる。そこで、フロント側の吸入風量がロスするこ
となくフロント側コイルエンド群の冷却に供せられるの
で、固定子コイル３６の温度上昇を確実に抑えることが
できる。また、ブレード底板４１ｂ間に形成される空間
が遮蔽板４２により塞がれるので、リヤ側ファン４１Ｂ
の能力がさらに高められ、リヤ側の吸入風量が大きくな
り、整流器１２およびレギュレータ１８の温度上昇を確
実に抑えることができる。

【００４３】実施例４．この実施例４では、図１１およ
び図１２に示されるように、フロント側ファン４０Ｃと
リヤ側ファン４１Ｃとは、外径（Ｄｆ、Ｄｒ）、ブレー
ド高さ（ＢＨｆ、ＢＨｒ）およびブレード弦長（ＢＬ
ｆ、ＢＬｒ）を同一とし、フロント側ファン４０Ｃのブ
レード枚数（Ｎｆ）を８枚とし、リヤ側ファン４１Ｃの
ブレード枚数（Ｎｒ）を１０枚としている。つまり、Ｄ
ｆ=Ｄｒ、Ｎｆ<Ｎｒ、ＢＨｆ=ＢＨｒ、ＢＬｆ=ＢＬｒで
ある。従って、この実施例４においても、ブレード枚数
がフロント側ファン４０Ｃのブレード枚数より多いファ
ンをリヤ側ファン４１Ｃとしているので、リヤ側ファン
４１Ｃの能力がフロント側ファン４０Ｃの能力より大き
くなり、上記実施の形態１の効果を実現できる。

【００４４】実施例５．この実施例５では、図１３およ
び図１４に示されるように、フロント側ファン４０Ｄと
リヤ側ファン４１Ｄとは、外径（Ｄｆ、Ｄｒ）、ブレー
ド高さ（ＢＨｆ、ＢＨｒ）およびブレード枚数（Ｎｆ、
Ｎｒ）を同一とし、リヤ側ファン４１Ｄのブレード弦長
（ＢＬｒ）をフロント側ファン４０Ｄのブレード弦長
（ＢＬｆ）より長く形成している。つまり、Ｄｆ=Ｄ
ｒ、Ｎｆ=Ｎｒ、ＢＨｆ=ＢＨｒ、ＢＬｆ<ＢＬｒであ
る。従って、この実施例５においても、ブレード弦長が
フロント側ファン４０Ｄのブレード弦長より長いファン
をリヤ側ファン４１Ｄとしているので、リヤ側ファン４
１Ｄの能力がフロント側ファン４０Ｄの能力より大きく
なり、上記実施の形態１の効果を実現できる。

【００４５】実施例６．この実施例６では、図１５に示
されるように、リヤ側ファン４１Ｅのブレード底板４１
ｂを拡大形状に形成し、リヤ側ファン４１Ｅは拡大形状
のブレード底板４１ｂで隣り合う爪状磁極２３間の谷部
に覆うようにポールコア２１に固着されている。なお、
他の構成は上記実施例５と同様に構成されている。この
実施例６では、爪状磁極２３間の谷部が軸方向から見て
ブレード底板４１ｂにより遮蔽されているので、フロン
ト側からリヤ側に流れる風量Ｑ_{f → r}が少なくなる。そこ
で、フロント側の吸入風量が少ないロスでフロント側コ
イルエンド群の冷却に供せられるので、固定子コイル３
６の温度上昇をより抑えることができる。また、ブレー
ド底板４１ｂ間に形成される空間が爪状磁極２３の端面
により塞がれるので、リヤ側ファン４１Ｅの能力がさら
に高められ、リヤ側の吸入風量が大きくなり、整流器１
２およびレギュレータ１８の温度上昇をより抑えること
ができる。

【００４６】実施例７．この実施例７では、フロント側
ファン４０の外径がリヤ側ファン４１の外径より小径に
形成されている。なお、他の構成は上記実施例５と同様
に構成されている。従って、この実施例７においても、
外径がリヤ側ファン４１の外径より小径のファンをフロ
ント側ファン４０としているので、リヤ側ファン４１の
能力がフロント側ファン４０の能力より大きくなり、上
記実施の形態１の効果を実現できる。

【００４７】実施例８．上記各実施例では、フロント側
およびリヤ側の送風手段としてファン４０、４１を用い
るものとしているが、この実施例８では、フロント側の
送風手段としてポールコア２０を用い、リヤ側の送風手
段としてファン４１を用いるものとしている。ここで、
ポールコア２０の送風手段としての能力はファン４１に
比べて小さいので、この実施例８においても、リヤ側の
送風手段の能力がフロント側の送風手段の能力より大き
くなり、同様の効果が得られる。また、フロント側のフ
ァンが省略されるので、低コスト化が図られる。

【００４８】実施例９．上記実施例１〜７では、フロン
ト側およびリヤ側の送風手段としてファン４０、４１を
用いるものとしているが、この実施例９では、フロント
側およびリヤ側の送風手段としてポールコア２０、２１
を用いるものとしている。この実施例９では、ポールコ
ア２０の爪状磁極２２の肩部２２ａは、図１６に示され
るように、ポールコア２０のフロント側端面に対して一
定の角度を持ち、かつ、ポールコア２０のフロント側端
面とポールコア２０の軸心を中心とする同一円周上で交
叉する傾斜面に形成されている。一方、ポールコア２１
の爪状磁極２３の肩部２３ａは、図１７に示されるよう
に、ポールコア２１のフロント側端面に対して一定の角
度を持ち、かつ、ポールコア２１のフロント側端面と交
叉する稜線が回転方向の後方に向かって漸次ポールコア
２１の軸心に近づく傾斜面に形成されている。そこで、
爪状磁極２２、２３の肩部２２ａ、２３ａの形状の差異
によって、リヤ側のポールコア２１の送風手段としての
能力がフロント側のポールコア２０の送風手段としての
能力より大きくなり、ファン４０、４１を省略すること
ができ、より低コスト化が図られる。

【００４９】実施の形態２．この実施の形態２では、図
１８に示されるように、固定子コイル３６のフロント側
コイルエンド群３６ｆの軸方向高さ（ＣＬｆ）がリヤ側
コイルエンド群３６ｒの軸方向高さ（ＣＬｒ）より高
く、かつ、フロント側コイルエンド群３６ｆとファン４
０との軸方向のラップ量（Ｏｆ）がリヤ側コイルエンド
群３６ｒとファン４１との軸方向のラップ量（Ｏｒ）よ
り大きくなるように、固定子３５を配置している。つま
り、ＣＬｒ<ＣＬｆ、Ｏｒ<Ｏｆである。なお、他の構成
は上記実施の形態１と同様に構成されている。

【００５０】この実施の形態２によれば、固定子コイル
３６のフロント側コイルエンド群３６ｆの軸方向高さ
（ＣＬｆ）がリヤ側コイルエンド群３６ｒの軸方向高さ
（ＣＬｒ）より高くなるように固定子３５を配置してい
る。そこで、冷却効率の悪いリヤ側の冷却風に曝される
コイルエンド群の体積が少なく、かつ、冷却効率の良い
フロント側の冷却風に曝されるコイルエンド群の体積が
大きくなり、固定子コイル３６が効果的に冷却される。
また、フロント側コイルエンド群３６ｆとファン４０と
の軸方向のラップ量（Ｏｆ）がリヤ側コイルエンド群３
６ｒとファン４１との軸方向のラップ量（Ｏｒ）より大
きくなるように固定子３５を配置している。そこで、冷
却効率の良いフロント側の冷却風に曝されるコイルエン
ド群の体積が大きくなり、固定子コイル３６が効果的に
冷却される。

【００５１】ここで、この実施の形態２においても、上
記実施例１〜９のいずれかの構造を採用することによ
り、全体としての冷却効率がさらに高められ、また騒音
を一層低減できることは言うまでもないことである。

【００５２】なお、上記実施の形態１、２では、略Ｕ字
状に形成されたコイルセグメント３０を用いるものとし
ているが、本発明は、略Ｕ字状に形成されたコイルセグ
メント３０に限定されるものではなく、コイルセグメン
トは直線的に延びる短尺の導体片であってもよい。

【００５３】実施の形態３．上記実施の形態１、２で
は、多数本の短尺のコイルセグメント３０を全体として
所定の巻線構造を採るように接合して固定子コイルを構
成するものとしているが、この実施の形態３では、連続
線からなる１本の素線を固定子コアに巻装して形成され
た複数本の巻線を全体として所定の巻線構造を採るよう
に連結して固定子コイルを構成するものとしている。

【００５４】図１９は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斜視図であり、図中渡り
結線等の結線部は説明の便宜上省略している。図１９に
おいて、固定子８１は、略長方形の断面形状を有するテ
ィース５０ａが径方向内方に突出するように周方向に等
角ピッチで複数設けられ、軸方向に延びるスロット５０
ｂがティース５０ａ間に形成された円筒状の積層鉄心か
ら成る固定子コア５０と、固定子コア５０に巻装された
固定子コイル５１と、スロット５０ｂ内に装着されて固
定子コア５０と固定子コイル５１とを電気的に絶縁する
インシュレータ５２とを備えている。そして、固定子コ
イル５１は、固定子コア５０のフロント側およびリヤ側
に延出するコイルエンド群５１ｆ、５１ｒを有してい
る。また、固定子コイル５１は、径方向に２列に配設さ
れた２組の巻線アッセンブリ６０を備えている。各巻線
アッセンブリ６０は、１本の素線６１が、固定子コア５
０の端面側のスロット５０ｂ外で折り返されて、所定ス
ロット数毎にスロット５０ｂ内でスロット深さ方向に内
層と外層とを交互に採るように波巻きされて固定子コア
５０に巻装された２本の巻線から構成されている。ここ
では、固定子コア５０には、回転子７の磁極数（１６）
に対応して、後述する３相固定子巻線群５３を２組収容
するように、９６本のスロット５０ｂが等間隔に形成さ
れている。即ち、毎極毎相当たりのスロット数が２であ
る。また、素線６１には、例えば絶縁被覆された扁平な
断面を有する銅線材の連続線が用いられる。

【００５５】ここで、巻線アッセンブリ６０の構造につ
いて図２０乃至図２２を参照しつつ具体的に説明する。
図２０はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電
機の固定子における固定子コイルを構成する巻線アッセ
ンブリを示す図であり、図２０の（ａ）はその側面図、
図２０の（ｂ）はその正面図である。図２１はこの発明
の実施の形態３に係る車両用交流発電機の固定子におけ
る固定子コイルを構成する素線の要部を示す斜視図、図
２２はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機
の固定子における固定子コイルを構成する素線の配列を
説明する図である。巻線アッセンブリ６０を構成する各
素線６１は、図２１に示されるように、ターン部６１ａ
で連結された直線部６１ｂが６スロットピッチ（６Ｐ）
で配列された平面状パターンに形成されている。そし
て、隣り合う直線部６１ｂが、素線６１の幅（Ｗ）分ず
らされてターン部６１ａにより連結されている。このよ
うなパターンに形成された２本の素線６１は、図２２に
示されるように、６スロットピッチずらして直線部６１
ｂを重ねて配列されて素線対を構成している。そして、
素線アッセンブリ６０は、図２０に示されるように、こ
のように配列された素線対が１スロットピッチづつずら
して６対配列されて構成されている。そして、素線６１
の端部が素線アッセンブリ６０の両端の両側に６本づつ
延出されている。また、コイルエンドを構成するターン
部６１ａが素線アッセンブリ６０の両側部に整列されて
配列されている。このように構成された２組の巻線アッ
センブリ６０が固定子コア５０に径方向に２列に巻装さ
れ、各素線６１が所定の巻線構造を採るように結線され
ている。そして、固定子コア５０の端面側に延出して折
り返された素線６１のターン部６１ａがコイルエンドを
形成している。そこで、固定子コア５０の両端におい
て、ほぼ同一形状に形成されたターン部６１ａが周方向
に、かつ、径方向に互いに離間して、２列となって周方
向に整然と配列されてフロント側およびリヤ側のコイル
エンド群５１ｆ、５１ｒを形成している。

【００５６】なお、この巻線アッセンブリ６０は、例え
ば、１２本の連続線を同一平面上に１スロットピッチで
配列させ、１２本の連続線を同時に同一平面上で雷状に
折り曲げ形成し、さらに直角方向に治具にて折り畳むこ
とで作製できる。この時、１２本の連続線を雷状に折り
曲げ成形する際に、所定の連続線のみを繰り出すこと
で、渡り結線、口出し線および中性点用のリード（図示
せず）が巻線アッセンブリ６０の両側部に形成される。

【００５７】ついで、１相分の固定子巻線５４の巻線構
造について図２３を参照して具体的に説明する。なお、
図２３中、固定子コア５０のリヤ側の配線を実線で、フ
ロント側の配線を点線で示している。１相分の固定子巻
線５４は、それぞれ１本の素線６１からなる第１乃至第
４巻線６２〜６５から構成されている。そして、第１巻
線６２は、１本の素線６１を、スロット番号の１番から
９１番まで６スロット毎に、スロット５０ｂ内の内周側
から１番目の位置（１番地）と内周側から２番目の位置
（２番地）とを交互に採るように波巻きに構成されてい
る。第２巻線６３は、素線６１を、スロット番号の１番
から９１番まで６スロット毎に、スロット５０ｂ内の２
番地と１番地とを交互に採るように波巻きに構成されて
いる。第３巻線６４は、素線６１を、スロット番号の１
番から９１番まで６スロット毎に、スロット５０ｂ内の
内周側から３番目の位置（３番地）と内周側から４番目
の位置（４番地）とを交互に採るように波巻きに構成さ
れている。第４巻線６５は、素線６１を、スロット番号
の１番から９１番まで６スロット毎に、スロット５０ｂ
内の４番地と３番地とを交互に採るように波巻きに構成
されている。これにより、第１乃至第４巻線６２〜６５
は、それぞれ、１本の素線６１を６スロット毎にスロッ
ト５０ｂ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に
採るように巻装されてなる１ターンの巻線を構成してい
る。そして、各スロット５０ｂ内には、素線６１が矩形
断面の長手方向を径方向に揃えて径方向に１列に４本並
んで配列されている。

【００５８】そして、固定子コア５０のリヤ側におい
て、スロット番号の１番の２番地から延出する第２巻線
６３の端部６３ａと、スロット番号の９１番の３番地か
ら延出する第４巻線６５の端部６５ｂとが接合され、さ
らにスロット番号の１番の４番地から延出する第４巻線
６５の端部６５ａと、スロット番号の９１番の１番地か
ら延出する第２巻線６３の端部６３ｂとが接合されて、
２ターンの巻線が形成されている。また、固定子コア５
０のフロント側において、スロット番号の１番の１番地
から延出する第１巻線６２の端部６２ａと、スロット番
号の９１番の４番地から延出する第３巻線６４の端部６
４ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の３番地
から延出する第３巻線６４の端部６４ａと、スロット番
号の９１番の２番地から延出する第１巻線６２の端部６
２ｂとが接合されて、２ターンの巻線が形成されてい
る。

【００５９】さらに、スロット番号の６１番の３番地と
６７番の４番地とから固定子コア５０のリヤ側に延出す
る第３巻線６４の素線６１の部分が切断され、スロット
番号の６７番の３番地と７３番の４番地とから固定子コ
ア５０のリヤ側に延出する第４巻線６５の素線６１の部
分が切断される。そして、第３巻線６４の切断端６４ｃ
と第４巻線６５の切断端６５ｃとが接合されて、第１乃
至第４巻線６２〜６５を直列接続してなる４ターンの１
相分の固定子巻線５４が形成されている。なお、第３巻
線６４の切断端６４ｃと第４巻線６５の切断端６５ｃと
の接合部が渡り結線接続部となり、第３巻線６４の切断
端６４ｄと第４巻線６５の切断端６５ｄとがそれぞれ中
性点（Ｎ）および口出し線（Ｏ）となる。同様にして、
素線６１が巻装されるスロット５０ｂを１つづつずらし
て６相分の固定子巻線５４が形成されている。そして、
図２４に示されるように、固定子巻線５４が３相分づつ
星型結線されて２組の３相固定子巻線群５３からなる固
定子コイル５１を形成している。また、各３相固定子巻
線群５３がそれぞれ整流器１２に接続され、各整流器１
２の直流出力が並列に接続されて合成されるようになっ
ている。

【００６０】ここで、第１乃至第４巻線６２〜６５を構
成するそれぞれの素線６１は、１つのスロット５０ｂか
ら固定子コア５０の端面側に延出し、折り返されて５ス
ロット離れたスロット５０ｂに入るように波巻きに巻装
されている。そして、それぞれの素線６１は、６スロッ
ト毎に、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と
外相とを交互に採るように巻装されている。そして、第
１巻線６２と第２巻線６３とは電気角で１８０°ずれて
反転巻装されて１組の巻線アッセンブリ６０を構成して
いる。同様に、第３巻線６４と第４巻線６５とは電気角
で１８０°ずれて反転巻装されてもう１組の巻線アッセ
ンブリ６０を構成している。

【００６１】この実施の形態３では、固定子８に代えて
固定子８１を用いる点を除いて、上記実施の形態１と同
様に構成されている。そこで、この実施の形態３におい
ても、上記実施例１〜９のいずれかの構造を採用するこ
とにより、全体としての冷却効率が高められ、また騒音
を低減できる。また、フロント側コイルエンド群を構成
するターン部６１ａの軸方向高さをリヤ側コイルエンド
群を構成するターン部６１ａの軸方向高さより高くする
ようにしてもよい。この場合、冷却効率の悪いリヤ側の
冷却風に曝されるコイルエンド群の体積が少なく、か
つ、冷却効率の良いフロント側の冷却風に曝されるコイ
ルエンド群の体積が大きくなり、固定子コイル５１が効
果的に冷却される。

【００６２】また、この実施の形態３によれば、固定子
コイル５１は、２組の３相固定子巻線群５３を形成する
ように６本の固定子巻線５４を連結して構成されてい
る。そして、各固定子巻線５４は、スロット５０ｂ内に
収納される多数の直線部６１ｂとスロット５０ｂ外で隣
り合う直線部６１ｂの端部同士を連結する多数のターン
部６１ａとで構成される１本の素線６１を、該直線部６
１ｂを６スロット毎のスロット５０ｂ内にスロット深さ
方向に関して異なる層となるように収納して構成されて
いる。そこで、この実施の形態３では、多数本のＵ字状
のコイルセグメント３０を用いた上記実施の形態１に比
べ、固定子コイルにおける接合箇所が著しく削減され、
固定子の生産性を向上させることができるとともに、溶
接による導体の軟化がなく、固定子としての剛性が高く
なり、磁気騒音を低減できる。

【００６３】なお、上記実施の形態３では、１本の素線
６１を６スロット毎にスロット内で異なる層を交互に採
るように周回当たり１ターンの波巻きに巻装するものと
しているが、素線の巻装構造はこれに限定されるもので
はなく、例えば１本の素線を６スロット毎にスロット内
で異なる層を交互に採るように周回当たり２ターンの重
ね巻きに巻装するものとしてもよい。また、上記各実施
の形態では、矩形断面のコイルセグメント３０や素線６
１を用いるものとしているが、コイルセグメントや素線
は矩形断面に限定されるものではなく、円形断面であっ
てもよく、あるいは円形断面のセグメントや素線の一部
を矩形断面に形成されたものでもよい。また、上記各実
施の形態では、スロット１５ｂ（５０ｂ）が等角ピッチ
に設けられているものとしているが、スロット１５ｂ
（５０ｂ）は等角ピッチに設けられている必要はなく、
不等ピッチに設けられていてもよい。また、上記各実施
の形態では、図２に示されるように、全風量ポイントで
リヤ側ファンの能力（風圧）をフロント側ファンの能力
より大きくするものとしているが、実際には、車両用交
流発電機の使用風領域においてリヤ側ファンの能力（風
圧）をフロント側ファンの能力より大きくすればよい。
また、全回転数域でこの関係を保つ必要はなく、温度や
騒音が問題となる回転数域においてこの関係が成り立つ
ようにファンを設定すればよい。

【００６４】

【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。

【００６５】この発明によれば、フロントブラケットお
よびリヤブラケットに軸支されたシャフトに固着されて
該両ブラケット内に配設された一対のランデル型ポール
コアを有する回転子と、上記両ブラケットに支持されて
上記回転子の外周を覆うように配設された固定子と、上
記シャフトのフロント側に固着されたプーリと、上記回
転子のリヤ側に配設された整流器とを備え、上記固定子
は、溝方向を軸方向とするスロットが内周側に開口する
ように周方向に複数設けられた円筒状の固定子コアと、
所定の巻線構造を構成するように上記固定子コアに巻装
された固定子コイルとを有し、複数の吸気孔が上記両ブ
ラケットの軸方向面にそれぞれ設けられ、複数の排気孔
が上記両ブラケットの径方向面にそれぞれ設けられ、か
つ、送風手段が上記回転子の軸方向の両側にそれぞれ配
設されて、上記送風手段の作動により、冷却風が上記吸
気孔から両ブラケット内に流入して上記排気孔から流出
する通風経路と、冷却風が上記回転子内を通ってフロン
ト側とリヤ側との間を流通する通風経路とが構成されて
いる車両用交流発電機において、リヤ側の上記送風手段
の能力がフロント側の上記送風手段の能力より大きく、
かつ、フロント側の吸入風量がリヤ側の吸入風量より大
きくなっているので、冷却風による冷却効率が上がり、
固定子コイルおよび整流器の温度を低減できるととも
に、風音の悪化を押さえることができる車両用交流発電
機が得られる。

【００６６】また、フロント側の吸入風量および排出風
量がリヤ側の吸入風量および排出風量より大きくなって
いるので、冷却風による冷却効率がさらに上がり、固定
子コイルおよび整流器の温度を確実に低減できる。

【００６７】また、フロントブラケットおよびリヤブラ
ケットに軸支されたシャフトに固着されて該両ブラケッ
ト内に配設された一対のランデル型ポールコアを有する
回転子と、上記両ブラケットに支持されて上記回転子の
外周を覆うように配設された固定子と、上記シャフトの
フロント側に固着されたプーリと、上記回転子のリヤ側
に配設された整流器とを備え、上記固定子は、溝方向を
軸方向とするスロットが内周側に開口するように周方向
に複数設けられた円筒状の固定子コアと、所定の巻線構
造を構成するように上記固定子コアに巻装された固定子
コイルとを有し、複数の吸気孔が上記両ブラケットの軸
方向面にそれぞれ設けられ、複数の排気孔が上記両ブラ
ケットの径方向面にそれぞれ設けられ、かつ、送風手段
が上記回転子の軸方向の両側にそれぞれ配設されて、上
記送風手段の作動により、冷却風が上記吸気孔から両ブ
ラケット内に流入して上記排気孔から流出する通風経路
と、冷却風が上記回転子内を通ってフロント側とリヤ側
との間を流通する通風経路とが構成されている車両用交
流発電機において、リヤ側の上記送風手段の能力がフロ
ント側の上記送風手段の能力より大きく、かつ、フロン
ト側の排出風量がリヤ側の排出風量より大きくなってい
るので、冷却風による冷却効率が上がり、固定子コイル
および整流器の温度を低減できるとともに、風音の悪化
を押さえることができる車両用交流発電機が得られる。

【００６８】また、上記回転子内を通ってフロント側と
リヤ側との間を流通する通風経路が遮断されているの
で、フロント側の排気風量が増大し、固定子コイルの温
度上昇をより抑えることができる。

【００６９】また、上記送風手段が、上記ランデル型ポ
ールコアもしくはファンであるので、冷却風が軸方向か
ら両ブラケット内に流入し、その後両ブラケットから径
方向に排出される通風経路を構成することができる。

【００７０】また、フロント側の上記送風手段が上記ラ
ンデル型ポールコアであり、リヤ側の上記送風手段がフ
ァンであるので、低コスト化が図られる。

【００７１】また、上記送風手段が、略円環状のファン
基部と、該ファン基部の外周縁部から径方向外方に延設
された複数のブレード底板と、該複数のブレード底板の
それぞれの外周縁部に立設された複数のブレードとを有
するファンであるので、送風能力を大きくでき、冷却性
能を高めることができる。

【００７２】また、リヤ側の上記ファンのブレード枚数
がフロント側の上記ファンのブレード枚数より多いの
で、リヤ側ファンの能力をフロント側ファンより大きく
することができる。

【００７３】また、リヤ側の上記ファンの最大ブレード
高さがフロント側の上記ファンの最大ブレード高さより
高いので、リヤ側ファンの能力をフロント側ファンより
大きくすることができる。

【００７４】また、リヤ側のファンの上記ブレード底板
が、上記回転子の隣り合う磁極間の谷部を遮蔽する形状
に形成されているので、リヤ側ファンの能力が上がり、
かつ、フロント側からリヤ側に流れる冷却風の風量が低
減され、冷却性能を向上させることができる。

【００７５】また、リヤ側の上記ファンの上記ブレード
底板と上記回転子の磁極間の谷部とにより形成される空
隙を塞ぐ遮蔽板が配設されているので、リヤ側ファンの
能力が上がり、かつ、フロント側からリヤ側に流れる冷
却風の風量が低減され、冷却性能を向上させることがで
きる。

【００７６】また、上記固定子コイルは、短尺の導体を
略Ｕ字状に成形してなるコイルセグメントが上記固定子
コアの一端側から所定スロット数離れた対をなす各スロ
ット対に挿入され、かつ、所定スロット数離れたスロッ
トの上記固定子コアの他端側から延出されて周方向に屈
曲された上記コイルセグメントの開放端部同士がそれぞ
れ接合されて、上記所定の巻線構造をなすように構成さ
れたもので、上記コイルセグメントのＵ字状のターン側
によって形成されたターン側コイルエンドが周方向に配
列されてターン側コイルエンド群を構成し、上記コイル
セグメントの開放端部同士の接合側によって形成された
接合側コイルエンドが周方向に配列されて接合側コイル
エンド群を構成しているので、固定子コイルを簡易に構
成することができる。

【００７７】また、上記固定子コイルの上記接合側コイ
ルエンド群がフロント側に配置されているので、固定子
コイルを効果的に冷却することができる。

【００７８】また、上記固定子コイルは、複数の巻線を
連結して上記所定の巻線構造をなすように構成され、上
記複数の巻線のそれぞれは、上記スロット内に収納され
る多数の直線部とスロット外で隣り合う該直線部の端部
同士を連結する多数のターン部とで構成される１本の素
線が、該直線部を所定スロット数離れた上記スロット内
にスロット深さ方向に関して異なる層となるように収納
して上記固定子コアに巻装されて構成され、上記ターン
部によって形成されたコイルエンドが周方向に配列され
て上記固定子コイルの両コイルエンド群を構成している
ので、固定子コイルにおける接合箇所が著しく削減で
き、固定子の生産性を向上させることができるととも
に、溶接による導体の軟化がなく、固定子としての剛性
が高くなり、磁気騒音を低減できる。

【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
電機の構成示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機に適用されるファンの送風性能を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子に適用されるコイルセグメントを示す斜視
図である。

【図４】 コイルセグメントを組み込んだ固定子を示す
要部側面図である。

【図５】 コイルセグメントを組み込んだ固定子を示す
要部斜視図である。

【図６】 この発明の実施例１に係る回転子を示す斜視
図である。

【図７】 この発明の実施例１に係るフロント側ファン
を示す正面図である。

【図８】 この発明の実施例１に係るリヤ側ファンを示
す正面図である。

【図９】 この発明の実施例２に係る回転子を示す断面
図である。

【図１０】 この発明の実施例３に係る回転子を示す斜
視図である。

【図１１】 この発明の実施例４に係るフロント側ファ
ンを示す正面図である。

【図１２】 この発明の実施例４に係るリヤ側ファンを
示す正面図である。

【図１３】 この発明の実施例５に係るフロント側ファ
ンを示す正面図である。

【図１４】 この発明の実施例５に係るリヤ側ファンを
示す正面図である。

【図１５】 この発明の実施例６に係るリヤ側ファンの
装着状態を示す正面図である。

【図１６】 この発明の実施例９に係るフロント側ポー
ルコアを示す斜視図である。

【図１７】 この発明の実施例９に係るリヤ側ポールコ
アを示す斜視図である。

【図１８】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流
発電機を示す要部断面図である。

【図１９】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機に適用される固定子を示す斜視図である。

【図２０】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子における固定子コイルを構成する巻線ア
ッセンブリを示す図である。

【図２１】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子における固定子コイルを構成する素線の
要部を示す斜視図である。

【図２２】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子における固定子コイルを構成する素線の
配列を説明する図である。

【図２３】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子における固定子コイルの１相分の結線状
態を説明する平面図である。

【図２４】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子の回路図である。

【図２５】 従来の車両用交流発電機の構成を示す断面
図である。

【図２６】 従来のフロント側ファンを示す正面図であ
る。

【図２７】 従来のリヤ側ファンを示す正面図である。

【符号の説明】

１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、４ プ
ーリ、６ シャフト、７回転子、１２ 整流器、１５、
５０ 固定子コア、１５ｂ、５０ｂ スロット、２０、
２１ ポールコア（送風手段）、２２、２３ 爪状磁
極、２２ａ、２３ａ 肩部、３０ コイルセグメント、
３０ｂ ターン部、３０ｃ 開放端部、３１ 接合部、
３２ 接合側コイルエンド群、３３ ターン側コイルエ
ンド群、３５、８１ 固定子、３６、５１ 固定子コイ
ル、３６ｆ、５１ｆ フロント側コイルエンド群、３６
ｒ、５１ｒ リヤ側コイルエンド群、４０、４０Ａ、４
０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ フロント側ファン（送風手
段）、４０ａ ファン基部、４０ｂ ブレード底板、４
０ｃ ブレード、４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１
Ｄ、４１Ｅ リヤ側ファン（送風手段）、４１ａ ファ
ン基部、４１ｂ ブレード底板、４１ｃ ブレード、４
２ 遮蔽板、６１ 素線、６１ａ ターン部、６１ｂ
直線部、６２ 第１巻線、６３ 第２巻線、６４ 第３
巻線、６５ 第４巻線。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA12 BB02 BB05 BB12 CA01 CA05 CB02 CB03 CB19 CC03 CD22 CD33 CE02 EE01 5H609 BB05 BB18 PP02 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 PP11 PP14 QQ02 QQ12 QQ13 RR02 RR06 RR22 RR27 RR69 SS12 5H619 AA11 BB02 BB18 PP01 PP02 PP04 PP14 PP20 PP21 PP25

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フロントブラケットおよびリヤブラケッ
   トに軸支されたシャフトに固着されて該両ブラケット内
   に配設された一対のランデル型ポールコアを有する回転
   子と、上記両ブラケットに支持されて上記回転子の外周
   を覆うように配設された固定子と、上記シャフトのフロ
   ント側に固着されたプーリと、上記回転子のリヤ側に配
   設された整流器とを備え、 上記固定子は、溝方向を軸方向とするスロットが内周側
   に開口するように周方向に複数設けられた円筒状の固定
   子コアと、所定の巻線構造を構成するように上記固定子
   コアに巻装された固定子コイルとを有し、 複数の吸気孔が上記両ブラケットの軸方向面にそれぞれ
   設けられ、複数の排気孔が上記両ブラケットの径方向面
   にそれぞれ設けられ、かつ、送風手段が上記回転子の軸
   方向の両側にそれぞれ配設されて、上記送風手段の作動
   により、冷却風が上記吸気孔から両ブラケット内に流入
   して上記排気孔から流出する通風経路と、冷却風が上記
   回転子内を通ってフロント側とリヤ側との間を流通する
   通風経路とが構成されている車両用交流発電機におい
   て、 リヤ側の上記送風手段の能力がフロント側の上記送風手
   段の能力より大きく、かつ、フロント側の吸入風量がリ
   ヤ側の吸入風量より大きくなっていることを特徴とする
   車両用交流発電機。
2. 【請求項２】 フロント側の吸入風量および排出風量が
   リヤ側の吸入風量および排出風量より大きくなっている
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。
3. 【請求項３】 フロントブラケットおよびリヤブラケッ
   トに軸支されたシャフトに固着されて該両ブラケット内
   に配設された一対のランデル型ポールコアを有する回転
   子と、上記両ブラケットに支持されて上記回転子の外周
   を覆うように配設された固定子と、上記シャフトのフロ
   ント側に固着されたプーリと、上記回転子のリヤ側に配
   設された整流器とを備え、 上記固定子は、溝方向を軸方向とするスロットが内周側
   に開口するように周方向に複数設けられた円筒状の固定
   子コアと、所定の巻線構造を構成するように上記固定子
   コアに巻装された固定子コイルとを有し、 複数の吸気孔が上記両ブラケットの軸方向面にそれぞれ
   設けられ、複数の排気孔が上記両ブラケットの径方向面
   にそれぞれ設けられ、かつ、送風手段が上記回転子の軸
   方向の両側にそれぞれ配設されて、上記送風手段の作動
   により、冷却風が上記吸気孔から両ブラケット内に流入
   して上記排気孔から流出する通風経路と、冷却風が上記
   回転子内を通ってフロント側とリヤ側との間を流通する
   通風経路とが構成されている車両用交流発電機におい
   て、 リヤ側の上記送風手段の能力がフロント側の上記送風手
   段の能力より大きく、かつ、フロント側の排出風量がリ
   ヤ側の排出風量より大きくなっていることを特徴とする
   車両用交流発電機。
4. 【請求項４】 上記回転子内を通ってフロント側とリヤ
   側との間を流通する通風経路が遮断されていることを特
   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。
5. 【請求項５】 上記送風手段が、上記ランデル型ポール
   コアもしくはファンであ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。
6. 【請求項６】 フロント側の上記送風手段が上記ランデ
   ル型ポールコアであり、リヤ側の上記送風手段がファン
   であ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。
7. 【請求項７】 上記送風手段が、略円環状のファン基部
   と、該ファン基部の外周縁部から径方向外方に延設され
   た複数のブレード底板と、該複数のブレード底板のそれ
   ぞれの外周縁部に立設された複数のブレードとを有する
   ファンであ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。
8. 【請求項８】 リヤ側の上記ファンのブレード枚数がフ
   ロント側の上記ファンのブレード枚数より多いことを特
   徴とする請求項７記載の車両用交流発電機。
9. 【請求項９】 リヤ側の上記ファンの最大ブレード高さ
   がフロント側の上記ファンの最大ブレード高さより高い
   ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の車両用
   交流発電機。
10. 【請求項１０】 リヤ側のファンの上記ブレード底板
    が、上記回転子の隣り合う磁極間の谷部を遮蔽する形状
    に形成されていることを特徴とする請求項７乃至請求項
    ９のいずれかに記載の車両用交流発電機。
11. 【請求項１１】 リヤ側の上記ファンの上記ブレード底
    板と上記回転子の磁極間の谷部とにより形成される空隙
    を塞ぐ遮蔽板が配設されていることを特徴とする請求項
    ７乃至請求項１０のいずれかに記載の車両用交流発電
    機。
12. 【請求項１２】 上記固定子コイルは、短尺の導体を略
    Ｕ字状に成形してなるコイルセグメントが上記固定子コ
    アの一端側から所定スロット数離れた対をなす各スロッ
    ト対に挿入され、かつ、所定スロット数離れたスロット
    の上記固定子コアの他端側から延出されて周方向に屈曲
    された上記コイルセグメントの開放端部同士がそれぞれ
    接合されて、上記所定の巻線構造をなすように構成され
    たもので、 上記コイルセグメントのＵ字状のターン側によって形成
    されたターン側コイルエンドが周方向に配列されてター
    ン側コイルエンド群を構成し、上記コイルセグメントの
    開放端部同士の接合側によって形成された接合側コイル
    エンドが周方向に配列されて接合側コイルエンド群を構
    成していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれ
    かに記載の車両用交流発電機。
13. 【請求項１３】 上記固定子コイルの上記接合側コイル
    エンド群がフロント側に配置されていることを特徴とす
    る請求項１２記載の車両用交流発電機。
14. 【請求項１４】 上記固定子コイルは、複数の巻線を連
    結して上記所定の巻線構造をなすように構成され、 上記複数の巻線のそれぞれは、上記スロット内に収納さ
    れる多数の直線部とスロット外で隣り合う該直線部の端
    部同士を連結する多数のターン部とで構成される１本の
    素線が、該直線部を所定スロット数離れた上記スロット
    内にスロット深さ方向に関して異なる層となるように収
    納して上記固定子コアに巻装されて構成され、 上記ターン部によって形成されたコイルエンドが周方向
    に配列されて上記固定子コイルの両コイルエンド群を構
    成していることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の
    いずれかに記載の車両用交流発電機。