JP2002078261A

JP2002078261A - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP2002078261A
Application number: JP2000255592A
Authority: JP
Inventors: Toru Oiwa; 亨大岩
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: US6822362B2; US20020047445A1; JP4461590B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固定子の絶縁特性の改良によって耐環境性を
向上させることができる車両用交流発電機を提供するこ
と。【解決手段】車両用交流発電機の固定子は、固定子鉄
心２２と、複数の導体セグメントによって構成される固
定子巻線２３とを含んで構成されている。固定子巻線２
３から整流装置に向かって引き出された引出し線Ｘｃ、
Ｙｂ等と、各相巻線を構成する２つの巻線を相互に接続
する相間接合線Ｙａ等は、これらの引出し線や相間接合
線が引き出されない他の導体セグメントに比べて異型の
導体セグメントを用いて形成されており、隣接する導体
セグメントに接触しやすくなる。この部分について、耐
環境性が良好な絶縁皮膜を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車やトラック
等に搭載される車両用交流発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の車両のエンジン室内容積は、走行
抵抗の低減のためのスラントノーズ化や乗車スペースの
確保に伴って狭くなり、車両用交流発電機の周囲温度は
高くなる傾向にある。一方、安全制御機器などの各種電
気負荷の増加に伴って、車両用交流発電機の出力能力の
向上が求められており、車両用交流発電機自身の発熱量
も増加する傾向にある。また、車両用交流発電機の外部
から、タイヤによる跳ね上げやエンジンルーム内の洗浄
などによる被水があり、特に寒冷地などでの融雪塩を含
んだ水は電解溶液であるため、車両用交流発電機の腐食
や電気短絡が促進される。さらに、車両用交流発電機に
も低コスト化の要求があることはいうまでもない。以上
のことから、最近では、温度低減と耐環境性を確保しつ
つ、安価な車両用交流発電機が求められている。

【０００３】特許公報第２９２７２８８号には、このよ
うな数々の要求に応える車両用交流発電機が開示されて
いる。この特許公報には、車両用交流発電機の固定子の
巻線工程において、あらかじめヘアピン状に屈曲した
（この屈曲した部分を「ターン部」と称する）多数の電
気導体よりなるセグメントを用い、固定子のスロットへ
の挿入工程とセグメント同士の接合とによって巻線を形
成する方法が開示されている。この方法を用いることに
より、スロット内の巻線占積率を高めることにより巻線
の抵抗値を下げて、温度の低減と出力の向上を達成して
いる。また、この車両用交流発電機では、径方向断面が
ほぼＳ字形状に形成されたインシュレータを、スロット
内のセグメント間、およびセグメントとスロット間に配
置して電気絶縁を行うことにより、セグメント表面の絶
縁皮膜を廃止し、セグメントの低コスト化を実現してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した特
許公報第２９２７２８８号では、スロット内を中心とし
た絶縁手段の改良については開示されているが、整流装
置に接続される接合線や相間接合線については絶縁に関
する改良がなされていない。現実には、これらの接合線
は、他のコイルエンド以上に外部ストレスが加わり易い
にもかかわらず、これまでは絶縁に関する改良がなされ
ていなかった。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、固定子の絶縁特性の改良に
よって耐環境性を向上させることができる車両用交流発
電機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の車両用交流発電機では、固定子鉄心の
一方の端面側にターン部とこのターン部に隣接する第１
の曲げ部とが配置されるとともに、他方の端面側に第２
の曲げ部とこの第２の曲げ部の端部に接合部とが配置さ
れた複数の導体セグメントを相互に接続することによっ
て固定子巻線が形成されており、この固定子巻線の引出
し線を第１の曲げ部あるいは第２の曲げ部に沿って形成
するとともに、少なくとも引出し線の一部であってこれ
らの曲げ部に対向する部分の絶縁皮膜を、耐環境性が良
好な材質によって形成している。

【０００７】同じ形状を有する導体セグメントを規則正
しく並べて固定子巻線を形成する場合であっても、出力
を取り出す引出し線の部分のみは他の部分と形状を異な
らせる必要があるため、この部分において隣接する導体
セグメントと接触する可能性が高くなる。本発明では、
この接触する可能性が高くなる部分について、耐環境性
が良好となる絶縁皮膜を用いることにより、固定子の絶
縁特性の改良を行うことが可能になり、固定子あるいは
車両用交流発電機全体の耐環境性の向上を図ることがで
きる。

【０００８】また、上述した固定子巻線を、複数の相巻
線を結線した多相巻線とし、これら複数の相巻線のそれ
ぞれをさらに複数の巻線を直列接続することにより形成
するとともに、これら複数の巻線を接続する相間接合線
を上述した第１の曲げ部あるいは第２の曲げ部に沿って
形成し、少なくとも相間接合線の一部であってこれらの
曲げ部に対向する部分の絶縁皮膜を、耐環境性が良好な
材質によって形成することが望ましい。各相巻線を複数
の巻線を接続して形成する場合には、この複数の巻線同
士を接続する相間接合線についても、上述した引出し線
と同様に、隣接する他の導体セグメントと形状を異なら
せる必要があり、この部分においても隣接する導体セグ
メントと接触する可能性が高くなる。したがって、相間
接合線についても、耐環境性が良好となる絶縁皮膜を用
いることにより、固定子の絶縁特性の改良を行うことが
可能になり、固定子あるいは車両用交流発電機全体の耐
環境性の向上を図ることができる。

【０００９】また、上述した引出し線および相間接合線
の少なくとも一方は、第１の曲げ部あるいは第２の曲げ
部の端部近傍であって反固定子鉄心側において、円周方
向に沿って這い回されていることが望ましい。この場合
には、引出し線や相間接合線の長さがさらに長くなって
形状が複雑になることから、耐摩耗性や耐曲げ性等を含
む耐環境性を向上させる必要があるため、この部分につ
いて耐環境性の良好な絶縁皮膜を用いることにより、絶
縁性向上の効果がさらに顕著になる。

【００１０】また、上述した引出し線および相間接合線
の少なくとも一方は、第１の曲げ部とほぼ同じ形状を有
する第３の曲げ部を介して引き出されていることが望ま
しい。接合部が配置された側の第２の曲げ部は、固定子
鉄心に導体セグメントを組み付けた後に成形されるた
め、引出し線等を形成する場合であっても同じ形成方法
を用いて同じ形状に形成しやすいが、第１の曲げ部とタ
ーン部については引出し線や相間接合線を同じ形状に形
成することが難しく、隣接する導体セグメントと接触す
る可能性が高くなる。したがって、この部分について、
耐環境性の良好な絶縁皮膜を用いることにより、絶縁性
向上の効果をさらに上げることができる。

【００１１】また、上述した回転子に備わった冷却ファ
ンが発生する冷却風の通路に引出し線を配置することが
望ましい。これにより、引出し線を効率よく冷却するこ
とができるが、同時にこの冷却風があたる部分について
外部からの被水の可能性が高くなる。したがって、この
部分について耐環境性が良好な絶縁皮膜を用いることに
より、被水によって生じる絶縁性の低下を防止すること
ができる。

【００１２】また、上述した相間接合線は、前記第１の
曲げ部に沿った形状を有する第４の曲げ部を有する一つ
の連続した電気導体によって形成することが望ましい。
これにより、相間接合線が含まれる電気導体の形状を、
引出し線や相間接合線が引き出されない導体セグメント
とほぼ同じにすることができるため、隣接部分の接触の
可能性を低減することができ、さらに耐環境性の向上が
可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳
細に説明する。

【００１４】図１は、車両用交流発電機の全体構成を示
す図である。図１に示す車両用交流発電機１は、固定子
２、回転子３、フレーム４、整流装置５等を含んで構成
されている。

【００１５】固定子２は、固定子鉄心２２と、固定子鉄
心２２に形成された複数のスロット（例えば本実施形態
では９６個）内に備わった電気導体としての複数の導体
セグメントを相互に接合することにより形成された固定
子巻線２３と、固定子鉄心２２と固定子巻線２３との間
を電気絶縁するインシュレータ２４とを含んで構成され
ている。固定子鉄心２２は、薄い鋼板を重ね合わせて構
成されている。

【００１６】固定子巻線２３は、一つの多相巻線を一組
として、複数組の多相巻線が設けられている。例えば、
本実施形態の固定子巻線２３は、２組の多相巻線として
の三相巻線２３Ａ、２３Ｂからなっており、これら２組
の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが互いに電気角で３０°異な
る位置に巻装されている。一方の三相巻線２３Ａは、Ｙ
結線されたＸ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線を含んでい
る。また、他方の三相巻線２３Ｂは、Ｙ結線されたＵ相
巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線を含んでいる。

【００１７】回転子３は、シャフト６と一体になって回
転するものであり、１組の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、冷却用の斜流フ
ァン１１および遠心ファン１２等を含んで構成されてい
る。シャフト６は、プーリ２０に連結され、車両に搭載
された走行用のエンジン（図示せず）によって回転駆動
される。

【００１８】ランデル型のポールコア７は、一組のコア
を組み合わせることにより構成されている。各コアは、
シャフト６に組み付けられた円筒状のボス部７１と、ボ
ス部７１の一方の軸方向端面から径方向に延びるディス
ク部７２と、ディスク部７２の外周部から軸方向に沿っ
てボス部７１側に延びる複数の爪状磁極部７３とによっ
て構成されている。各コアは、それぞれの爪状磁極部７
３を互い違いに向かい合わせるようにして組み付けられ
る。界磁コイル８は、絶縁紙８１を介してポールコア７
の爪状磁極部７３の内径側に適当な圧縮力をもって当接
されている。絶縁紙８１は、樹脂を含浸したシートから
なり、界磁コイル８を包囲しており、加熱処理によって
界磁コイル８を固着するとともに、ポールコア７と界磁
コイル８との間の電気絶縁を担っている。

【００１９】プーリ２０側に配置されたポールコア７の
ディスク部７２の端面には、冷却用の斜流ファン１１が
溶接等により固定されている。また、反プーリ２０側
（スリップリング側）に配置されたポールコア７のディ
スク部７２の端面には、遠心ファン１２が溶接等により
固定されている。斜流ファン１１の投影面積（回転方向
に投影したブレードの面積）は、遠心ファン１２のブレ
ードの投影面積よりも小さく設定されている。

【００２０】フレーム４は、固定子２および回転子３を
収容しており、回転子３がシャフト６を中心に回転可能
な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコ
ア７の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２
が固定されている。フレーム４は、フロントフレーム４
Ａとリヤフレーム４Ｂとからなり、これらが複数本の締
結ボルト（図示せず）によって締結されて上述した固定
子２等の支持が行われる。また、フレーム４は、固定子
鉄心２２の軸方向端面から突出した固定子巻線２３に対
向した部分に冷却風の吐出窓４１が、軸方向端面に吸入
窓４２がそれぞれ設けられている。

【００２１】リアフレーム４Ｂの外側には、整流装置５
や電圧調整装置５１、ブラシ装置５２が取り付けられ、
これらを覆うようにリヤカバー５３が取り付けられる。

【００２２】整流装置５は、固定子巻線２３から延びる
引出し線が接続されており、印加される三相交流電圧を
三相全波整流して直流電圧に変換する。上述したように
固定子巻線２３には２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含
まれているため、整流装置５には２組の三相巻線２３
Ａ、２３Ｂのそれぞれに対応する２つの三相全波整流回
路５Ａ、５Ｂが含まれている。

【００２３】上述した構造を有する車両用交流発電機１
は、ベルト等を介してプーリ２０にエンジン（図示せ
ず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に
回転する。この状態で回転子３の界磁コイル８に外部か
ら励磁電圧を印加することにより、ポールコア７のそれ
ぞれの爪状磁極部７３が励磁され、固定子巻線２３に三
相交流電圧を発生させることができ、整流装置５の出力
端子からは所定の直流電力が取り出される。

【００２４】次に、固定子２の詳細について説明する。
図２は、固定子巻線２３を構成する導体セグメントの斜
視図である。また、図３は図２に示した導体セグメント
の組み付け状態を示す斜視図である。図４は、導体セグ
メントの形成過程を示す図である。

【００２５】固定子鉄心２２のスロット２５に装備され
た固定子巻線２３は複数の電気導体により構成され、各
スロット２５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２５内の４
本の電気導体は、図３に示すように固定子鉄心２２の径
方向について内側から内端層、内中層、外中層、外端層
の順で一列に配列されている。

【００２６】一のスロット２５内の内端層の電気導体２
３１ａは、固定子鉄心２２の時計回り方向に向けて磁極
ピッチ離れた他のスロット２５内の外端層の電気導体２
３１ｂと対をなしている。同様に、一のスロット２５内
の内中層の電気導体２３２ａは固定子鉄心２２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２５内
の外中層の電気導体２３２ｂと対をなしている。そし
て、これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心２２の軸
方向の一方の端面側において連続線を用いることによ
り、ターン部２３１ｃ、２３２ｃを経由することで接続
される。

【００２７】したがって、固定子鉄心２２の一方の端面
側においては、外中層の電気導体２３２ｂと内中層の電
気導体２３２ａとをターン部２３２ｃを経由して接続す
る連続線を、外端層の電気導体２３１ｂと内端層の電気
導体２３１ａとをターン部２３１ｃを経由して接続する
連続線が内包することとなる。このように、固定子鉄心
２２の一方の端面側においては、対をなす電気導体の接
続部としてのターン部２３２ｃが、同じスロット２５内
に収容された他の対をなす電気導体の接続部としてのタ
ーン部２３１ｃにより囲まれる。外中層の電気導体２３
２ｂと内中層の電気導体２３２ａ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２３１ｂと内
端層の電気導体２３１ａ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２５内の内中層の電気
導体２３２ａは、固定子鉄心２２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２５内の内端層の電
気導体２３１ａ’とも対をなしている。同様に、一のス
ロット２５内の外端層の電気導体２３１ｂ’は、固定子
鉄心２２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２５内の外中層の電気導体２３２ｂとも対を
なしている。そして、これらの電気導体は固定子鉄心２
２の軸方向の他方の端面側において接合により接続され
る。

【００２９】したがって、固定子鉄心２２の他方の端面
側においては、外端層の電気導体２３１ｂ’と外中層の
電気導体２３２ｂとを接続する外側接合部２３３ｂと、
内端層の電気導体２３１ａ’と内中層の電気導体２３２
ａとを接続する内側接合部２３３ａとが、径方向および
周方向に互いにずれた状態で配置されている。外端層の
電気導体２３１ｂ’と外中層の電気導体２３２ｂとの接
続、および内端層の電気導体２３１ａ’と内中層の電気
導体２３２ａとの接続により、異なる同心円上に配置さ
れた２つの隣接層コイルエンドが形成される。

【００３０】さらに、図２に示すように、内端層の電気
導体２３１ａと外端層の電気導体２３１ｂ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２３
１により提供される。また、内中層の電気導体２３２ａ
と外中層の電気導体２３２ｂ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２３２により提供さ
れる。基本となるＵ字状の導体セグメント２３０は、大
セグメント２３１と小セグメント２３２によって形成さ
れる。各セグメント２３１、２３２は、スロット２５内
に収容されて軸方向に沿って延びる部分を備えるととも
に、軸方向に対して所定角度傾斜して延びる曲げ部とし
ての斜行部２３１ｆ、２３１ｇ、２３２ｆ、２３２ｇを
備える。これら斜行部によって、固定子鉄心２２から軸
方向の両端面に突出するコイルエンドが形成されてお
り、回転子３の軸方向の両端面に取り付けられた斜流フ
ァン１１および遠心ファン１２を回転させたときに生じ
る冷却風の通風路は、主にこれら斜行部の間に形成され
ている。また、この冷却風の通風路には、固定子巻線２
３の引出し線（後述する）も配置されている。

【００３１】以上の構成を、全てのスロット２５の導体
セグメント２３０について繰り返す。そして、反ターン
部側のコイルエンド群において、外端層の端部２３１
ｅ’と外中層の端部２３２ｅ、並びに内中層の端部２３
２ｄと内端層の端部２３１ｄ’とがそれぞれ溶接、超音
波溶着、アーク溶接、ろう付け等の手段によって接合さ
れて外側接合部２３３ｂおよび内側接合部２３３ａが形
成され、電気的に接続されている。

【００３２】次に、導体セグメント２３０の形成過程の
詳細について説明する。上述したように導体セグメント
２３０には、大セグメント２３１と小セグメント２３２
が含まれており、以下の説明では大セグメント２３１に
着目して説明を行うものとする。

【００３３】大セグメント２３１は、図４に示すよう
に、矩形状の断面を有する銅線からなるＵ字状の導体２
３１’をＡ方向に変形させて形成したターン部２３１ｃ
および斜行部２３１ｆに連なる２つの直線部２３１ａ、
２３１ｂを、固定子鉄心２２のスロット２５にインシュ
レータ２４を介在させた状態で挿入し、反ターン部側を
Ｂ方向に折り曲げて斜行部２３１ｇを形成した後、その
先端部分である端部２３１ｄ、２３１ｅを別に挿入され
た小セグメント２３２の端部に接合することにより構成
されている。

【００３４】実際には、図３に示すように、反ターン部
側の斜行部が形成される前の大セグメント２３１と小セ
グメント２３２を、固定子鉄心２２の軸方向端面の同一
側にターン部２３１ｃ、２３２ｃが揃うように重ね、大
セグメント２３１はスロット２５の奥側に、小セグメン
ト２３２はスロット２５の開口側に位置するように挿入
する。これらの大セグメント２３１と小セグメント２３
２は、平角被覆導線を折り曲げ、プレス等でほぼＵ字型
形状に成形して製作され、ほぼ平行なスロット２５の側
面に、大セグメント２３１と小セグメント２３２のそれ
ぞれの両側面がインシュレータ２４を介して当接するよ
うに圧入される。その後、図２に示すように、ターン部
２３１ｃ、２３２ｃと斜行部２３１ｆ、２３２ｆによっ
て形成される第１のコイルエンド群２３ａとは反対側に
位置する端部２３１ｄ、２３２ｄを互いに隣接するもの
同士が反対側に位置するように周方向に折り曲げた後、
異層の大セグメント２３１の端部２３１ｄと小セグメン
ト２３２の端部２３２ｄ同士が電気導通するように超音
波溶着、アーク溶接、ろう付け等で接合され、その接合
された端部２３１ｄ、２３２ｄと斜行部２３１ｇ、２３
２ｇによって第２のコイルエンド群２３ｂが形成され
る。

【００３５】図５は、本実施形態の車両用交流発電機１
の結線図である。また、図６は一方の三相巻線２３Ａの
詳細な等価回路を示す図である。なお、他方の三相巻線
２３Ｂも同様の構成を有しており、その詳細説明は省略
する。

【００３６】上述したように、固定子巻線２３には２組
の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含まれており、それぞれが
整流装置５に含まれる整流回路５Ａ、５Ｂに別々に接続
されている。また、一方の三相巻線２３Ａは、Ｘ相巻
線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線のそれぞれの一方端同士が共通
に結線されたＹ結線を有するが、各相巻線は電気角が１
８０°異なるように巻装された２つの巻線を相間接合線
を介して逆相の状態で直列接続することにより構成され
ている。

【００３７】Ｘ相巻線に着目すると、互いに電気角が１
８０°異なる巻線Ｘ１と巻線Ｘ２とが、異型の導体セグ
メント（後述する）によって構成される相間接合線Ｘａ
を介して接続されている。そして、一方の巻線Ｘ１の一
方端側であって相間接合線Ｘａと反対側の端部Ｘからは
整流装置５に向かって引出し線Ｘｂが延びており、他方
の巻線Ｘ２の他方端側であって相間接合線Ｘａと反対側
の端部Ｘ’からは各相巻線が共通に接続される中性点に
向かって延びる引出し線Ｘｃが延びている。

【００３８】同様に、Ｙ相巻線に着目すると、互いに電
気角が１８０°異なるＹ１相巻線とＹ２相巻線とが、異
型の導体セグメントによって構成される相間接合線Ｙａ
を介して接続されている。そして、一方の巻線Ｙ１の他
方端側であって相間接合線Ｙａと反対側の端部Ｙからは
整流装置５に向かって引出し線Ｙｂが延びており、他方
の巻線Ｙ２の他方端側であって相間接合線Ｙａと反対側
の端部Ｙ’からは各相巻線が共通に接続される中性点に
向かって延びる引出し線Ｙｃが延びている。

【００３９】Ｚ相巻線に着目すると、互いに電気角が１
８０°異なるコイルＺ１とコイルＺ２とが、異型の導体
セグメントによって構成される相間接合線Ｚａを介して
接続されている。そして、一方の巻線Ｚ１の他方端側で
あって相間接合線Ｚａと反対側の端部Ｚからは整流装置
５に向かって引出し線Ｚｂが延びており、他方の巻線Ｚ
２の他方端側であって相間接合線Ｚａと反対側の端部
Ｚ’からは各相巻線が共通に接続される中性点に向かっ
て延びる引出し線Ｚｃが延びている。

【００４０】本実施形態では、上述した各相巻線に含ま
れる相間接合線および引出し線に対応して形成される絶
縁皮膜の耐環境性がそれ以外の部分（例えば図２に示す
導体セグメントの絶縁皮膜）よりも良好になるように設
定されており、部分的に絶縁特性の改良が行われてい
る。これらの詳細については後述する。

【００４１】図７は、固定子巻線２３の巻線仕様図であ
り、引出し線および相間接合線に関連する部分を抜き出
して示したものである。図７において、「６８」等の数
字はスロット番号を示している。「Ｎ１」、「Ｎ２」は
Ｙ結線された各相巻線が共通に接続される中性点を示し
ている。丸で囲まれた「Ｘ」はＸ相巻線の整流装置５側
の端部を、丸で囲まれた「Ｘ’」はＸ相巻線の中性点側
の端部をそれぞれ示している。また、Ｘ相巻線以外のＹ
相巻線、Ｚ相巻線、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線につ
いても同様である。また、各スロットにおいて、一点鎖
線は内端層の電気導体に、点線は内中層の電気導体に、
実線は外中層の電気導体に、二点差線は外端層の電気導
体にそれぞれ対応している。

【００４２】図７に示すように、本実施形態の固定子巻
線２３においては、例えばＸ相巻線を構成する一方の巻
線Ｘ１は、第４０スロットと第３４スロットが両端とな
るように、５スロットおきにほぼ１周巻装されている。
Ｘ相巻線を構成する他方の巻線Ｘ２も、第４０スロット
と第３６スロットが両端となるように、５スロットおき
にほぼ１周巻装されている。第４０スロットから延びる
巻線Ｘ１の一方端側は引出し線Ｘｂとして整流装置５に
向けて引き出されており、第３４スロットから延びる巻
線Ｘ２の一方端側は引出し線Ｘｃとして中性点Ｎ１に向
けて引き出されている。また、第３４スロットから延び
る巻線Ｘ１の他方端側と第４０スロットから延びる巻線
Ｘ２の他方端側は、相互に相間接合線Ｘａを介して接続
されている。

【００４３】図８は、固定子２の平面図であり、リヤ側
から見た２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂから引き出され
る６本の引出し線の配置の具体例が示されている。ま
た、図９は図８に示した固定子２をＡ方向から見た側面
図である。図１０は、図８に示した固定子２をＢ方向か
ら斜め下向きに見た斜視図である。

【００４４】Ｚ相巻線の一方端から延びた出力取り出し
用の引出し線ＺｂとＹ相巻線の一方端から延びた出力取
り出し用の引出し線Ｙｂは、比較的近いスロット位置か
ら引き出されて周方向に沿って引き延ばされてさらに接
近させた後、ほぼ９０°折り曲げられてほぼ平行に整流
装置５側に引き出される。また、Ｘ相巻線の一方端から
延びた出力取り出し用の引出し線ＸｂとＵ相巻線の一方
端から延びた出力取り出し用の引出し線Ｕｂは、上述し
た２つの引出し線Ｚｂ、Ｙｂから周方向にほぼ９０°隔
たった位置であって、比較的近いスロット位置から引き
出される。さらに、Ｗ相巻線の一方端から延びた出力取
り出し用の引出し線ＷｂとＶ相巻線の一方端から延びた
出力取り出し用の引出し線Ｖｂは、上述した２つの引出
し線Ｘｂ、Ｕｂから周方向にほぼ９０°隔たった位置で
あって、比較的近いスロット位置から引き出されて周方
向に沿って引き延ばされてさらに接近させた後、ほぼ９
０°折り曲げられてほぼ平行に整流装置５側に引き出さ
れる。

【００４５】また、Ｚ相巻線の他方端から引き出された
引出し線Ｚｃ、Ｙ相巻線の他方端から引き出された引出
し線Ｙｃ、Ｘ相巻線の他方端から引き出された引出し線
Ｘｃは、ともに周方向に沿って這い回された後に所定位
置で接合されて一方の中性点Ｎ１が形成される。同様
に、Ｕ相巻線の他方端から引き出された引出し線Ｕｃ、
Ｗ相巻線の他方端から引き出された引出し線Ｗｃ、Ｖ相
巻線の他方端から引き出された引出し線Ｖｃは、ともに
周方向に沿って這い回された後に所定位置で接合されて
他方の中性点Ｎ２が形成される。

【００４６】図１１は、各相巻線の２つの引出し線と相
間接合線を実現するために用いられる異型の導体セグメ
ントを示す斜視図である。なお、以下ではＸ相巻線につ
いて説明を行うが、Ｘ相巻線以外の各相巻線に含まれる
各引出し線や相間接合線についても同様であり、図１１
に示した異型の導体セグメントを用いて実現することが
できる。

【００４７】図３に示したように、引出し線Ｘｂや相間
接合線Ｘａ等が引き出されない通常の導体セグメントに
は、内端層の電気導体２３１ａと外端層の電気導体２３
１ｂとがターン部２３１ｃを介して接続された大セグメ
ント２３１と、内中層の電気導体２３２ａと外中層の電
気導体２３２ｂとがターン部２３２ｃを介して接続され
た小セグメント２３２とが含まれており、これらの端部
同士を接合することによりＸ相、Ｙ相、Ｚ相、Ｕ相、Ｖ
相、Ｗ相の各相巻線が形成されている。

【００４８】ところが、例えばＸ相巻線に着目すると、
図１１に示すように、Ｘ相巻線に含まれる相間接合線Ｘ
ａは、外端層の電気導体と内中層の電気導体とをターン
部２３６ｃを介して接続するように形成された異型の導
体セグメント２３６を用いて実現されている。この導体
セグメント２３６は、ターン部２３６ｃを挟んで配置さ
れた曲げ部としての２つの斜行部２３６ｆを有してお
り、これらの斜行部２３６ｆ、ターン部２３６ｃ、斜行
部２３６ｆによって形成された相間接合線Ｘａによっ
て、Ｘ相巻線に含まれる巻線Ｘ１と巻線Ｘ２とが第３４
スロットと第４０スロットの間で相互に接続される。

【００４９】また、Ｘ相巻線から整流装置５側に延びる
引出し線Ｘｂは、外中層の電気導体を延長したほぼ直線
形状を有する異型の導体セグメント２３４を用いて実現
されている。この導体セグメント２３４は、曲げ部とし
ての斜行部２３４ｆを有しており、その端部を引き出し
て引出し線Ｘｂとして用いることにより、第４０スロッ
トから引き出されたＸ相巻線の一方端が整流装置５に接
続される。

【００５０】同様に、Ｘ相巻線から一方の中性点Ｎ１側
に延びる引出し線Ｘｃは、内端層の電気導体を延長した
ほぼ直線形状を有する異型の導体セグメント２３５を用
いて実現されている。この導体セグメント２３５は、曲
げ部としての斜行部２３５ｆを有しており、その端部を
引き出して引出し線Ｘｃとして用いることにより、第３
４スロットから引き出されたＸ相巻線の他方端がＹ相巻
線およびＺ相巻線の各一方端に共通に接続される。

【００５１】各相巻線に含まれる相間接合線Ｘａ、Ｙ
ａ、Ｚａ、Ｕａ、Ｖａ、Ｗａを実現する導体セグメント
２３６と、各相巻線と整流装置５とを接続する引出し線
Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ、Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂを実現する導体セ
グメント２３４と、中性点Ｎ１あるいはＮ２において相
互に接続される引出し線Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ、Ｕｃ、Ｖ
ｃ、Ｗｃを実現する導体セグメント２３５は、図２およ
び図３に示した他の導体セグメント２３０（大セグメン
ト２３１、小セグメント２３２）と異なる形状を有して
おり、しかも形成方法も異なることから、斜行部やター
ン部の一部が、隣接する導体セグメントと接触する可能
性が高くなる。したがって、本実施形態では、図１１に
示した３種類の導体セグメント２３４、２３５、２３６
の表面であってこの接触のおそれがある部分の被膜の材
質は、導体セグメント２３０で使用されている被膜の材
質よりも、耐環境性が良好なものが用いられており、こ
れにより、導体セグメント２３４、２３５、２３６の一
部が、隣接する他の導体セグメント２３０に接触しても
絶縁不良が生じないように対策が施されている。

【００５２】具体的には、上述した接触が生じるおそれ
がある部分としては、図１１に示した導体セグメント２
３４の斜行部２３４ｆとこれより先端部分、導体セグメ
ント２３５の斜行部２３５ｆとこれより先端部分、導体
セグメント２３６の斜行部２３６ｆとターン部２３６ｃ
があげられる。なお、耐環境性の良好な被膜材料は、こ
れらの接触が生じる可能性がある部分のみの外周部につ
いて使用するようにしてもよいし、図８に示した導体セ
グメント２３４、２３５、２３６の全体を耐環境性の良
好な被膜材料で覆うようにしてもよい。

【００５３】また、「耐環境性の良好」とは、絶縁皮膜
の耐摩耗性、耐熱性、耐曲げ性の全部あるいは一部が良
好なことをいう。

【００５４】図１２、図１３は、耐環境性が良好な絶縁
皮膜が形成された導体セグメントの具体例を示す図であ
り、図８に示した異型の導体セグメント２３４、２３
５、２３６の斜行部等の横断面が示されている。また、
比較のために、図１４には、図３等に示した通常の導体
セグメント２３０の横断面が示されている。

【００５５】例えば、図１４に示すように、通常の導体
セグメント２３０の表面を覆う絶縁皮膜として所定の膜
厚（例えば２０μｍ）のポリエステルイミド樹脂２３７
が用いられている場合に、図１２に示すように、さらに
その上から所定の膜厚（例えば２０μｍ）のポリアミド
イミド樹脂２３８で覆うことにより、耐環境性の向上を
図ることができる。一般に、ポリエステルイミド樹脂２
３７よりもポリアミドイミド樹脂２３８の方が耐熱性お
よび可撓性（耐曲げ性）に優れており、しかも２種類の
樹脂全体の膜厚が増すことから耐摩耗性の向上を図るこ
とができる。

【００５６】また、図１３に示すように、２度塗りして
膜厚を厚くした（例えば４０μｍ）ポリエステルイミド
樹脂２３９を用いるようにしてもよい。一般に、各種の
皮膜材料には、被水時に電食等の原因となるピンホール
が存在するが、皮膜材料を重ね塗りすることにより、こ
のピンポールを低減することができ、膜厚増大による耐
摩耗性の向上とともに吸湿後の絶縁性の向上を図ること
ができる。

【００５７】このように、本実施形態の車両用交流発電
機１では、図２に示した大セグメント２３１と小セグメ
ント２３２からなる通常の導体セグメント２３０を用い
て固定子巻線２３を形成するとともに、相間接合線ある
いは引出し線に対応する部分についてのみ図８に示した
異型の導体セグメント２３４、２３５、２３６を使用す
る場合に、これら異型の導体セグメント２３４、２３
５、２３６の一部であって隣接する通常の導体セグメン
ト２３０に接触するおそれがある部分について、耐環境
性が良好な絶縁皮膜を使用することにより、この部分に
おいて発生する絶縁不良を低減することができる。ま
た、固定子巻線２３の全体について耐環境性が良好な高
価な絶縁皮膜を用いることを避けることができ、ほとん
どの部分について安価な絶縁皮膜を用いることができる
ことから、コストダウンを図ることが可能になる。

【００５８】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、
図５に示したように２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含
まれる固定子巻線２３を用いるようにしたが、１つの三
相巻線のみを含む固定子巻線を用いるようにしてもよ
い。

【００５９】また、上述した実施形態では、図１１に示
した連続線としての導体セグメント２３６の一部を用い
て相間接合線を形成したが、導体セグメント２３４、２
３５と同様にスロット内の電気導体を一旦引き出した後
に、図１０に示した中性点Ｎ１の形成方法と同じ要領
で、これら引き出した２本の相間接合線を円周方向に一
旦這い回して接合するようにしてもよい。

【００６０】また、上述した実施形態では、固定子巻線
２３に含まれる全ての相間接合線と引出し線について、
耐環境性が良好な被膜を用いるようにしたが、絶縁不良
の発生に偏りがある場合には、絶縁不良が発生しやすい
相間接合線あるいは引出し線について耐環境性の良好な
被膜を用いるようにしてもよい。

【００６１】また、上述した実施形態では、同種あるい
は２種類の絶縁皮膜を重ねることにより、耐環境性が良
好な絶縁皮膜を実現したが、引出し線や相間接合線につ
いてのみ耐摩耗性、耐熱性、耐曲げ性が良好な１種類の
絶縁皮膜に置き換えて、この部分の耐環境性の向上を測
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示
す図である。

【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。

【図３】図２に示した導体セグメントの組み付け状態を
示す斜視図である。

【図４】導体セグメントの形成過程を示す図である。

【図５】図１に示した車両用交流発電機の結線図であ
る。

【図６】一方の三相巻線の詳細な等価回路を示す図であ
る。

【図７】固定子巻線の巻線仕様図である。

【図８】固定子の平面図である。

【図９】図８に示した固定子をＡ方向から見た側面図で
ある。

【図１０】図８に示した固定子をＢ方向から斜め下向き
に見た斜視図である。

【図１１】各相巻線の引出し線と相間接合線を実現する
ために用いられる異型の導体セグメントの形状を示す斜
視図である。

【図１２】耐環境性が良好な絶縁皮膜が形成された導体
セグメントの具体例を示す図である。

【図１３】耐環境性が良好な絶縁皮膜が形成された導体
セグメントの他の具体例を示す図である。

【図１４】通常の導体セグメントの断面図である。

【符号の説明】

１車両用交流発電機２固定子３回転子４フレーム５整流装置２２固定子鉄心２３固定子巻線２３０、２３４、２３５、２３６導体セグメント２３７、２３９ポリエステルイミド樹脂２３８ポリアミドイミド樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 5/20 Ｈ０２Ｋ 5/20 9/06 9/06 Ｃ 19/22 19/22 Ｆターム(参考） 5H603 AA03 AA04 AA05 AA09 AA15 AA17 BB02 BB05 BB07 BB12 CA01 CA04 CB03 CB04 CB11 CB18 CB19 CB22 CC03 CC07 CC17 CD01 CD06 CD11 CD22 CE02 FA01 FA25 FA26 FA29 5H604 AA02 BB03 BB08 BB14 CC01 CC05 CC13 CC19 DB02 PE01 QA06 5H605 AA01 BB03 BB10 CC01 CC02 CC05 CC08 CC10 DD07 5H609 BB05 PP02 PP06 PP09 QQ02 QQ12 RR03 RR16 RR20 RR21 RR22 RR31 RR42 5H619 AA03 AA04 BB02 BB06 BB17 PP01 PP12 PP32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される回転子と、前記回転子と
対向配置される固定子鉄心とこの固定子鉄心に装備され
た固定子巻線とを有する固定子と、前記回転子および前
記固定子を支持するフレームと、前記固定子巻線に電気
的に接続される整流装置とを備える車両用交流発電機に
おいて、前記固定子巻線は、前記固定子鉄心の一方の端面側にタ
ーン部とこのターン部に隣接する第１の曲げ部とが配置
されるとともに、他方の端面側に第２の曲げ部とこの第
２の曲げ部の端部に接合部とが配置された複数の導体セ
グメントを相互に接続することによって形成されてお
り、前記固定子巻線の引出し線を前記第１の曲げ部あるいは
前記第２の曲げ部に沿って形成するとともに、少なくと
も前記引出し線の一部であって前記第１の曲げ部あるい
は前記第２の曲げ部に対向する部分の絶縁皮膜を、耐環
境性が良好な材質によって形成することを特徴とする車
両用交流発電機。
【請求項２】請求項１において、前記固定子巻線は、複数の相巻線を結線した多相巻線で
あり、前記複数の相巻線のそれぞれをさらに複数の巻線を直列
接続することにより形成し、前記複数の巻線を接続する相間接合線を前記第１の曲げ
部あるいは前記第２の曲げ部に沿って形成するととも
に、少なくとも前記相間接合線の一部であって前記第１
の曲げ部あるいは前記第２の曲げ部に対向する部分の絶
縁皮膜を、耐環境性が良好な材質によって形成すること
を特徴とする車両用交流発電機。
【請求項３】請求項２において、前記引出し線および前記相間接合線の少なくとも一方
は、前記第１の曲げ部あるいは前記第２の曲げ部の端部
近傍であって反固定子鉄心側において、円周方向に沿っ
て這い回されていることを特徴とする車両用交流発電
機。
【請求項４】請求項２または３において、前記引出し線および前記相間接合線の少なくとも一方
は、前記第１の曲げ部とほぼ同じ形状を有する第３の曲
げ部を介して引き出されていることを特徴とする車両用
交流発電機。
【請求項５】請求項２〜４のいずれかにおいて、前記回転子には冷却ファンが備わっており、前記冷却フ
ァンが発生する冷却風の通路に前記引出し線を配置する
ことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項６】請求項２〜５のいずれかにおいて、前記相間接合線は、前記第１の曲げ部に沿った形状を有
する第４の曲げ部を有する一つの連続した電気導体によ
って形成されることを特徴とする車両用交流発電機。