JP3041867B2 - 車両用交流発電機及びその製造方法 - Google Patents
車両用交流発電機及びその製造方法Info
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- JP3041867B2 JP3041867B2 JP2019811A JP1981190A JP3041867B2 JP 3041867 B2 JP3041867 B2 JP 3041867B2 JP 2019811 A JP2019811 A JP 2019811A JP 1981190 A JP1981190 A JP 1981190A JP 3041867 B2 JP3041867 B2 JP 3041867B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は回転電機の構造および製造方法に関するもの
で、特に車両用交流発電機に用いて好適なものである。
で、特に車両用交流発電機に用いて好適なものである。
(従来の技術) 従来より、車両用交流発電機は、車両の電気装置、電
機制御装置の利用増大および取付スペースの節約等にと
もない高出力化および小型化が要求されている。
機制御装置の利用増大および取付スペースの節約等にと
もない高出力化および小型化が要求されている。
交流発電機の高出力化の一手段として冷却効率の向上
を図る従来のものでは、例えば特開昭63−59744号公報
に示されるように、巻装されるステータコイル群間に隙
間を設けて、この隙間に冷却ファンを対向させて該隙間
を通風路にすることにより冷却効率を改善したものが知
られている。
を図る従来のものでは、例えば特開昭63−59744号公報
に示されるように、巻装されるステータコイル群間に隙
間を設けて、この隙間に冷却ファンを対向させて該隙間
を通風路にすることにより冷却効率を改善したものが知
られている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、車両用交流発電機の従来のステータコイル巻
装構造によれば、重ね巻方式、波巻方式のいずれの巻装
方式の場合も、3相コイルの各相のコイルがステータコ
アの3個のティースを取り巻くように3個のティース毎
にまとめて巻装する構成であるため、3相コイルの各相
のコイルがオーバーラップして重なる部分が増え、その
分コイル長さが延長されて発熱量が増大し、熱効率が低
下するという問題がある。
装構造によれば、重ね巻方式、波巻方式のいずれの巻装
方式の場合も、3相コイルの各相のコイルがステータコ
アの3個のティースを取り巻くように3個のティース毎
にまとめて巻装する構成であるため、3相コイルの各相
のコイルがオーバーラップして重なる部分が増え、その
分コイル長さが延長されて発熱量が増大し、熱効率が低
下するという問題がある。
例えば第8図および第9図に示すように、従来のもの
では、円筒状フレーム1の内周壁に固定されるステータ
2が断面T字状の32個のティース3を環状に配し、個々
のティース3は軸方向に延びるとともに径内方向に突き
出され、X相、Y相、Z相の各コイルx、y、zはそれ
ぞれ3個のティース3を1単位として巻回され、該コイ
ルx、y、zがティース3にX相、Y相、Z相の巻順序
により巻回されているため、重ね巻方式、波巻方式のい
ずれの巻装方式の場合もティース3の軸方向前端と軸方
向後端の両方でコイルx、y、zが互いに覆い合うラッ
プ代を有するので、コイル長さが延長されるとともにコ
イル露出面積が減少し外気との接触面積が縮小されて冷
却効果が不充分であった。
では、円筒状フレーム1の内周壁に固定されるステータ
2が断面T字状の32個のティース3を環状に配し、個々
のティース3は軸方向に延びるとともに径内方向に突き
出され、X相、Y相、Z相の各コイルx、y、zはそれ
ぞれ3個のティース3を1単位として巻回され、該コイ
ルx、y、zがティース3にX相、Y相、Z相の巻順序
により巻回されているため、重ね巻方式、波巻方式のい
ずれの巻装方式の場合もティース3の軸方向前端と軸方
向後端の両方でコイルx、y、zが互いに覆い合うラッ
プ代を有するので、コイル長さが延長されるとともにコ
イル露出面積が減少し外気との接触面積が縮小されて冷
却効果が不充分であった。
かかるコイル長さの延長は、抵抗値増加による発熱増
加が温度上昇を招き、温度上昇による出力低下や効率低
下といった熱的な不都合を生じるだけでなく、銅量増加
により重量増加、コストアップを生じるといった問題点
があった。また、コイル露出面積の減少は、コイルの放
熱面積の低下を招き、温度上昇による出力低下や効率低
下といった熱的な不都合を生じるという問題点があっ
た。
加が温度上昇を招き、温度上昇による出力低下や効率低
下といった熱的な不都合を生じるだけでなく、銅量増加
により重量増加、コストアップを生じるといった問題点
があった。また、コイル露出面積の減少は、コイルの放
熱面積の低下を招き、温度上昇による出力低下や効率低
下といった熱的な不都合を生じるという問題点があっ
た。
本発明はかかる従来技術の問題点を解決し、熱的に有
利な構造を有する車両用交流発電機を提供することを目
的とする。
利な構造を有する車両用交流発電機を提供することを目
的とする。
本発明は、ステータコアの構造とステータコイルの巻
装構造とを改良することにより、熱的に有利で、高出力
化、効率向上、さらには軽量化とコストダウンとを図る
ことができる車両用交流発電機を提供することを目的と
する。
装構造とを改良することにより、熱的に有利で、高出力
化、効率向上、さらには軽量化とコストダウンとを図る
ことができる車両用交流発電機を提供することを目的と
する。
本発明は、熱的に有利な構造を有する車両用交流発電
機の製造方法を提供することを他の目的とする。
機の製造方法を提供することを他の目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、複数の磁極を
有するロータと、複数のティースを形成してなるステー
タコアと、このステータコアに巻装された3相のステー
タコイルとを備え、前記ステータコイルの線材が前記テ
ィースの間の溝部に収容されて巻装されている車両用交
流発電機において、 前記ステータコアには前記ロータの2磁極ピッチにつ
き周方向に3個のティースが配され、各ティースに前記
ステータコイルの各相が一対となって対応するように、
各ティースには3相ステータコイルのうちの1相のステ
ータコイルのみが巻回されており、各ティースの間の溝
部には、両側のティースのコイルが前記溝部の溝奥部と
溝浅部とに層状に巻装されていることを特徴とする車両
用交流発電機という技術的手段を採用する。
有するロータと、複数のティースを形成してなるステー
タコアと、このステータコアに巻装された3相のステー
タコイルとを備え、前記ステータコイルの線材が前記テ
ィースの間の溝部に収容されて巻装されている車両用交
流発電機において、 前記ステータコアには前記ロータの2磁極ピッチにつ
き周方向に3個のティースが配され、各ティースに前記
ステータコイルの各相が一対となって対応するように、
各ティースには3相ステータコイルのうちの1相のステ
ータコイルのみが巻回されており、各ティースの間の溝
部には、両側のティースのコイルが前記溝部の溝奥部と
溝浅部とに層状に巻装されていることを特徴とする車両
用交流発電機という技術的手段を採用する。
なお、前記各相のステータコイルは、対応するティー
スの周囲に1回以上巻き回される重ね巻きにより巻装さ
れているいう技術的手段を追加的に採用することができ
る。
スの周囲に1回以上巻き回される重ね巻きにより巻装さ
れているいう技術的手段を追加的に採用することができ
る。
また、前記各相のステータコイルは、対応するティー
スに波巻きにより巻装されているという技術的手段を追
加的に採用してもよい。
スに波巻きにより巻装されているという技術的手段を追
加的に採用してもよい。
本発明は上記目的を達成するために、複数の磁極を有
するロータと、複数のティースを形成してなるステータ
コアと、このステータコアに巻装されたステータコとを
備え、前記ステータコイルの線材が前記ティースの間の
溝部に収容されて巻装されている車両用交流発電機にお
いて、 毎極毎相のティース間溝部の数が0.5とされるととも
に、前記ステータコイルは前記ティースに重ね巻きされ
ており、各ティースの間の溝部には、両側のティースの
コイルが前記溝部の溝奥部と溝浅部とに層状に巻装され
ていることを特徴とする車両用交流発電機という技術的
手段を採用する。
するロータと、複数のティースを形成してなるステータ
コアと、このステータコアに巻装されたステータコとを
備え、前記ステータコイルの線材が前記ティースの間の
溝部に収容されて巻装されている車両用交流発電機にお
いて、 毎極毎相のティース間溝部の数が0.5とされるととも
に、前記ステータコイルは前記ティースに重ね巻きされ
ており、各ティースの間の溝部には、両側のティースの
コイルが前記溝部の溝奥部と溝浅部とに層状に巻装され
ていることを特徴とする車両用交流発電機という技術的
手段を採用する。
本発明は上記目的を達成するために、複数の磁極を有
するロータと、複数のティースを形成してなるステータ
コアと、このステータコアに巻装された3相のステータ
コイルとを備え、前記ステータコイルの線材が前記ティ
ースの間の溝部に収容されて巻装されている車両用交流
発電機の製造方法において、 前記ステータコアには前記ロータの2磁極ピッチにつ
き周方向に3個のティースを形成し、 各ティースに前記ステータコイルの各相が一対となっ
て対応するように、一相のステータコイルを2つおきの
前記ティースに順次に装着する工程により、前記ティー
スの間の溝部の溝奥部から溝浅部の順で両側のティース
のコイルを層状に配置しながら、3相のステータコイル
を各相毎に順次に装着することを特徴とする車両用交流
発電機の製造方法という技術的手段を採用する。
するロータと、複数のティースを形成してなるステータ
コアと、このステータコアに巻装された3相のステータ
コイルとを備え、前記ステータコイルの線材が前記ティ
ースの間の溝部に収容されて巻装されている車両用交流
発電機の製造方法において、 前記ステータコアには前記ロータの2磁極ピッチにつ
き周方向に3個のティースを形成し、 各ティースに前記ステータコイルの各相が一対となっ
て対応するように、一相のステータコイルを2つおきの
前記ティースに順次に装着する工程により、前記ティー
スの間の溝部の溝奥部から溝浅部の順で両側のティース
のコイルを層状に配置しながら、3相のステータコイル
を各相毎に順次に装着することを特徴とする車両用交流
発電機の製造方法という技術的手段を採用する。
本発明は上記目的を達成するために、複数の磁極を有
するロータと、複数のティースを形成してなるステータ
コアと、このステータコアに巻装され3相交流を発生す
る3相のステータコイルとを備え、前記ステータコイル
の線材が前記ティースの間の溝部に収容されて巻装され
ている車両用交流発電機において、 前記ステータコイルの各相は、前記ステータコアの前
記ティースに対して各相が互いに前記ティースを共用す
ることなく巻回されて複数の固定側磁極を形成してお
り、これら固定側磁極は前記ロータの2磁極ピッチの範
囲内に3つが配置されており、前記溝部には、前記ステ
ータコイルの異なる2相が、溝奥部と溝浅部とに層をな
して収容されていることを特徴とする車両用交流発電機
という技術的手段を採用する。
するロータと、複数のティースを形成してなるステータ
コアと、このステータコアに巻装され3相交流を発生す
る3相のステータコイルとを備え、前記ステータコイル
の線材が前記ティースの間の溝部に収容されて巻装され
ている車両用交流発電機において、 前記ステータコイルの各相は、前記ステータコアの前
記ティースに対して各相が互いに前記ティースを共用す
ることなく巻回されて複数の固定側磁極を形成してお
り、これら固定側磁極は前記ロータの2磁極ピッチの範
囲内に3つが配置されており、前記溝部には、前記ステ
ータコイルの異なる2相が、溝奥部と溝浅部とに層をな
して収容されていることを特徴とする車両用交流発電機
という技術的手段を採用する。
(作用) 請求項1記載の発明によると、2磁極ピッチにつき3
個のティースを配し、各ティースに3相ステータコイル
の各相が対応するように巻回されるため、熱的に有利な
構造が得られる。例えば、ティース間の溝部の外側にお
いて各相のコイルのオーバーラップの減少を図ることが
でき、コイルの露出面積が増えて冷却効果が増大し、高
出力化、効率向上が図られる。例えば図1と図9とに表
されるようにオーバーラップの減少が図られる。
個のティースを配し、各ティースに3相ステータコイル
の各相が対応するように巻回されるため、熱的に有利な
構造が得られる。例えば、ティース間の溝部の外側にお
いて各相のコイルのオーバーラップの減少を図ることが
でき、コイルの露出面積が増えて冷却効果が増大し、高
出力化、効率向上が図られる。例えば図1と図9とに表
されるようにオーバーラップの減少が図られる。
また、電気角2π(rad)の中にステータのティース
が3個形成される構成では、従来のものに比べてティー
スの個数が6個から3個に半減される。
が3個形成される構成では、従来のものに比べてティー
スの個数が6個から3個に半減される。
請求項2記載の発明によると、ステータコイルが重ね
巻きにより巻装されるため、さらに熱的に有利な構造と
することができる。特に、重ね巻きによると、オーバー
ラップ減少に加えて、コイルが小さく巻かれるため銅量
低減を図ることができ、抵抗値低減、発熱量抑制を図る
ことができる。そして温度低減による出力増加および効
率向上、さらに銅量低減による軽量化とコストダウンが
可能となる。
巻きにより巻装されるため、さらに熱的に有利な構造と
することができる。特に、重ね巻きによると、オーバー
ラップ減少に加えて、コイルが小さく巻かれるため銅量
低減を図ることができ、抵抗値低減、発熱量抑制を図る
ことができる。そして温度低減による出力増加および効
率向上、さらに銅量低減による軽量化とコストダウンが
可能となる。
請求項3記載の発明のように、ステータコイルが波巻
きにより巻装されても熱的に有利な構造が得られる。
きにより巻装されても熱的に有利な構造が得られる。
請求項4記載の発明によると、毎極毎相のティース間
溝部の数が0.5とされ、ステータコイルがティースに重
ね巻きされているため、熱的に有利な車両用交流発電機
が提供される。かかるステータコアおよびステータコイ
ルの構造によると、ステータコイルの全長を短縮して銅
量低減を図ることができ、抵抗値低減、発熱量抑制を図
ることができる。そして温度低減による出力増加および
効率向上、さらに銅量低減による軽量化とコストダウン
が可能となる。
溝部の数が0.5とされ、ステータコイルがティースに重
ね巻きされているため、熱的に有利な車両用交流発電機
が提供される。かかるステータコアおよびステータコイ
ルの構造によると、ステータコイルの全長を短縮して銅
量低減を図ることができ、抵抗値低減、発熱量抑制を図
ることができる。そして温度低減による出力増加および
効率向上、さらに銅量低減による軽量化とコストダウン
が可能となる。
請求項5記載の発明によると、ステータコアにはロー
タの2磁極ピッチにつき周方向に3個のティースが形成
される。そして、ステータコイルのステータコアへの装
着に際し、各ティースにステータコイルの各相が一対と
なって対応するように、一相のステータコイルを2つお
きのティースに順次に装着する工程により、3相のステ
ータコイルを各相毎に順次に装着する。すなわり、3相
のステータコイルの場合、例えばまずX相のステータコ
イルを2つおきのティースに順次に装着する。その後、
Y相のステータコイルを別の2つおきのティースに順次
に装着する。そしてZ相のステータコイルを残る2つお
きのティースに順次に装着する。このように3相のステ
ータコイルは、所定の装着工程により各相毎にい順次に
装着され、その装着工程は、2つおきのティースに順次
に装着して行われる。かかる車両用交流発電機の製造方
法によると、2磁極ピッチに対して3つのティースを備
え、各ティースに対応してひとつの相のステータコイル
が装着された熱的に有利な車両用交流発電機を提供する
ことができる。
タの2磁極ピッチにつき周方向に3個のティースが形成
される。そして、ステータコイルのステータコアへの装
着に際し、各ティースにステータコイルの各相が一対と
なって対応するように、一相のステータコイルを2つお
きのティースに順次に装着する工程により、3相のステ
ータコイルを各相毎に順次に装着する。すなわり、3相
のステータコイルの場合、例えばまずX相のステータコ
イルを2つおきのティースに順次に装着する。その後、
Y相のステータコイルを別の2つおきのティースに順次
に装着する。そしてZ相のステータコイルを残る2つお
きのティースに順次に装着する。このように3相のステ
ータコイルは、所定の装着工程により各相毎にい順次に
装着され、その装着工程は、2つおきのティースに順次
に装着して行われる。かかる車両用交流発電機の製造方
法によると、2磁極ピッチに対して3つのティースを備
え、各ティースに対応してひとつの相のステータコイル
が装着された熱的に有利な車両用交流発電機を提供する
ことができる。
請求項6記載の発明によると、ロータには複数の回転
側の磁極が形成され、ステータ側にはステータコアとス
テータコイルとにより複数の固定側磁極が形成される、
しかも、固定側磁極は、ステータコアのティースに対し
てステータコイルの各相をティースが共用されることな
く巻回して形成される。そして、ロータの2磁極ピッチ
の範囲内に3つの固定側磁極が配置される。このため、
ロータが回転すると、ステータコイルからは3相交流が
発生される。かかるステータコアおよびステータコイル
の構造によると、例えばティース間の溝部の外側におい
て各相のコイルのオーバーラップの減少を図ることがで
き、コイルの露出面積が増えて冷却効果が増大し、高出
力化、効率向上が図られる。
側の磁極が形成され、ステータ側にはステータコアとス
テータコイルとにより複数の固定側磁極が形成される、
しかも、固定側磁極は、ステータコアのティースに対し
てステータコイルの各相をティースが共用されることな
く巻回して形成される。そして、ロータの2磁極ピッチ
の範囲内に3つの固定側磁極が配置される。このため、
ロータが回転すると、ステータコイルからは3相交流が
発生される。かかるステータコアおよびステータコイル
の構造によると、例えばティース間の溝部の外側におい
て各相のコイルのオーバーラップの減少を図ることがで
き、コイルの露出面積が増えて冷却効果が増大し、高出
力化、効率向上が図られる。
なお、重ね巻きをさらに採用することで、車両用交流
発電機におけるステータコイルの全長を短縮して銅量低
減を図ることができ、抵抗値低減、発熱量抑制を図るこ
とができる。そして温度低減による出力増加および効率
向上、さらに銅量低減による軽量化とコストダウンが可
能となる。
発電機におけるステータコイルの全長を短縮して銅量低
減を図ることができ、抵抗値低減、発熱量抑制を図るこ
とができる。そして温度低減による出力増加および効率
向上、さらに銅量低減による軽量化とコストダウンが可
能となる。
(実施例) 本発明の車両用交流発電機の第1の実施例を第1図〜
第4図に基づいて説明する。
第4図に基づいて説明する。
まず発電機の構造について第3図に基づいて説明し、
次いでステータコイルの巻装構造について詳述すること
にする。
次いでステータコイルの巻装構造について詳述すること
にする。
第3図において、ボルト10等により相互に固定される
フロントフレーム12とリヤフレーム13の内周には、周知
の如くステータコア15とこれに巻かれたステータコイル
16から構成されるステータ14が固定されている。
フロントフレーム12とリヤフレーム13の内周には、周知
の如くステータコア15とこれに巻かれたステータコイル
16から構成されるステータ14が固定されている。
ステータコイル16に電磁誘導により起電力を発生する
ためのロータコイル17は、金属製ボビンに巻回されて一
対の爪付ポールコア18、19に挾持されて固定されてい
る。ポールコア18、19を機械的に固定するシャフト20
は、ベアリング21、22により回転自在に支持される。こ
れらのベアリング21、22が取付けられる円筒状のベアリ
ングボックス23、24は、それぞれフロントフレーム12、
リヤフレーム13の側面中央部に取付けられている。
ためのロータコイル17は、金属製ボビンに巻回されて一
対の爪付ポールコア18、19に挾持されて固定されてい
る。ポールコア18、19を機械的に固定するシャフト20
は、ベアリング21、22により回転自在に支持される。こ
れらのベアリング21、22が取付けられる円筒状のベアリ
ングボックス23、24は、それぞれフロントフレーム12、
リヤフレーム13の側面中央部に取付けられている。
シャフト20の前端には図示しないエンジンからの回転
駆動力が伝達されるプーリ25がナット26およびワッシャ
27により締付固定されている。シャフト20の後端には、
前記ロータコイル17に導体30を介して電気的に接続され
るスリップリング31、32がリヤフレーム13の外部にて取
付けられている。
駆動力が伝達されるプーリ25がナット26およびワッシャ
27により締付固定されている。シャフト20の後端には、
前記ロータコイル17に導体30を介して電気的に接続され
るスリップリング31、32がリヤフレーム13の外部にて取
付けられている。
そして、前記ポールコア18、19の両側面には、ステー
タ内径よりも小径の冷却ファン34、35がシャフト軸線と
同心円上にかつそれぞれのファンブレードがポールコア
18、19の軸方向前方、軸方向後方にそれぞれ向けて固定
されている。冷却ファン34、35は、ロータコイル17およ
びステータコイル16を冷却するための冷却風通路を形成
するようにロータ回転方向に傾斜させた斜流式形状にな
っている。ベアリング22の近傍であって冷却ファン35と
対向する位置には、冷却風を発電機内部に吸入するため
の吸入窓37が形成されている。またフロントフレーム12
には冷却後の温風を吐出する吐出窓38が形成されてい
る。
タ内径よりも小径の冷却ファン34、35がシャフト軸線と
同心円上にかつそれぞれのファンブレードがポールコア
18、19の軸方向前方、軸方向後方にそれぞれ向けて固定
されている。冷却ファン34、35は、ロータコイル17およ
びステータコイル16を冷却するための冷却風通路を形成
するようにロータ回転方向に傾斜させた斜流式形状にな
っている。ベアリング22の近傍であって冷却ファン35と
対向する位置には、冷却風を発電機内部に吸入するため
の吸入窓37が形成されている。またフロントフレーム12
には冷却後の温風を吐出する吐出窓38が形成されてい
る。
次に、ステータコイル16の巻装状態について第1図、
第2図および第4図に基づいて説明する。
第2図および第4図に基づいて説明する。
ステータコア15は、円環状になっており、その内周側
に断面T字状のティース41が所定間隔をなして複数突出
している。そしてこれら隣接するティース41間に形成さ
れるティース間溝部にステータコイル16が巻装されてい
る。ステータコイル16の3相のx、y、zは互いに異な
るティース間溝部に巻装され、各ティース間溝部にて、
第1図(b)に示すように、xとy、yとz、zとxの
コイルが分割分布して2層状に巻装される。ティース41
の個数は、該ティース41の径内側に対向するポールコア
18、19の内部のロータコイルによって形成される磁極の
2磁極ピッチにつき3個のティース41a、41b、41cが形
成され、総数が3倍数のティース41が円環状に形成され
ている。
に断面T字状のティース41が所定間隔をなして複数突出
している。そしてこれら隣接するティース41間に形成さ
れるティース間溝部にステータコイル16が巻装されてい
る。ステータコイル16の3相のx、y、zは互いに異な
るティース間溝部に巻装され、各ティース間溝部にて、
第1図(b)に示すように、xとy、yとz、zとxの
コイルが分割分布して2層状に巻装される。ティース41
の個数は、該ティース41の径内側に対向するポールコア
18、19の内部のロータコイルによって形成される磁極の
2磁極ピッチにつき3個のティース41a、41b、41cが形
成され、総数が3倍数のティース41が円環状に形成され
ている。
本実施例のステータコイル巻装方式は、重ね巻方式の
もので、3相コイルの巻装順序は、次の通りである。ま
ず第2図に示すように、X相コイルxをティース41aの
周囲に巻装した後、隣のティース41b、41cの間隔を置い
て次のティース41aの周囲に巻装し、次いで順次2個の
ティース41b、41cの間隔を置いて以下同様に巻装を繰り
返す。X相コイルxの巻装後、ティース41bの周囲にY
相コイルyを巻装し、次いで2つのティース41c、41aを
間隔に置いて隣合うティース41bにY相コイルyを巻装
し、順次同様に円環状にY相コイルyを巻装する。Y相
コイルyの巻装後は、Z相コイルzをティース41cに巻
装し、次いで2個のティース41a、41bを間隔に置いて次
の隣合うティース41cにZ相コイルzを巻装し、以下同
様に巻装を繰り返す。
もので、3相コイルの巻装順序は、次の通りである。ま
ず第2図に示すように、X相コイルxをティース41aの
周囲に巻装した後、隣のティース41b、41cの間隔を置い
て次のティース41aの周囲に巻装し、次いで順次2個の
ティース41b、41cの間隔を置いて以下同様に巻装を繰り
返す。X相コイルxの巻装後、ティース41bの周囲にY
相コイルyを巻装し、次いで2つのティース41c、41aを
間隔に置いて隣合うティース41bにY相コイルyを巻装
し、順次同様に円環状にY相コイルyを巻装する。Y相
コイルyの巻装後は、Z相コイルzをティース41cに巻
装し、次いで2個のティース41a、41bを間隔に置いて次
の隣合うティース41cにZ相コイルzを巻装し、以下同
様に巻装を繰り返す。
このようにして巻装されたステータコイル16は、第1
図(a)、(b)に示すように、ティース41aと41b間の
ティース間溝部には溝奥部にX相コイルx、溝浅部にY
相コイルyが巻装され、ティース41bと41cの間のティー
ス間溝部には溝奥部にY相コイルy、溝浅部にZ相コイ
ルzが巻装され、ティース41cと41aの間のテイース間溝
部には溝奥部にX相コイルx、溝浅部にZ相コイルzが
それぞれ2層状に巻装されている。X相、Y相、Z相の
各コイルx、y、zは、個々のティース41a、41b、41c
の周囲に重ね巻により巻装されている。
図(a)、(b)に示すように、ティース41aと41b間の
ティース間溝部には溝奥部にX相コイルx、溝浅部にY
相コイルyが巻装され、ティース41bと41cの間のティー
ス間溝部には溝奥部にY相コイルy、溝浅部にZ相コイ
ルzが巻装され、ティース41cと41aの間のテイース間溝
部には溝奥部にX相コイルx、溝浅部にZ相コイルzが
それぞれ2層状に巻装されている。X相、Y相、Z相の
各コイルx、y、zは、個々のティース41a、41b、41c
の周囲に重ね巻により巻装されている。
このステータコイルの巻装構造によると、第4図に示
すように、ステータコイル16の巻コイル前端部16a、後
端部16bのそれぞれの間に不等の大きさの隙間A、Bが
形成される。この隙間A、Bが形成されることにより、
該隙間が冷却風の通り抜け路となり、隙間によって形成
される冷却風接触のためのコイル露出面積が大きい分だ
け冷却効果が大となる。
すように、ステータコイル16の巻コイル前端部16a、後
端部16bのそれぞれの間に不等の大きさの隙間A、Bが
形成される。この隙間A、Bが形成されることにより、
該隙間が冷却風の通り抜け路となり、隙間によって形成
される冷却風接触のためのコイル露出面積が大きい分だ
け冷却効果が大となる。
前述の構成によれば、ロータコイルの2磁極ピッチ間
にステータコア15の内周には等間隔に3個のティース41
a、41b、41cを設け、これらのティース41a、41b、41cを
円環状に配し、隣り合うティース間溝部に順次X相、Y
相、Z相の巻線を施す構成であるため、X相、Y相、Z
相のコイルに3相起電力を相起する。このステータコイ
ル巻装構造の場合、巻線ピッチは2/3磁極ピッチとなる
ので、1磁極ピッチであった従来のステータコイル巻装
構造に比べ、1相当たりのコイル全長の抵抗値2/3に低
減されるため、同一負荷電流を流した場合に発生する損
失は(電流I)2(抵抗R)の関係から約67%に減少
し、発熱量が減って温度上昇割合が低減される。
にステータコア15の内周には等間隔に3個のティース41
a、41b、41cを設け、これらのティース41a、41b、41cを
円環状に配し、隣り合うティース間溝部に順次X相、Y
相、Z相の巻線を施す構成であるため、X相、Y相、Z
相のコイルに3相起電力を相起する。このステータコイ
ル巻装構造の場合、巻線ピッチは2/3磁極ピッチとなる
ので、1磁極ピッチであった従来のステータコイル巻装
構造に比べ、1相当たりのコイル全長の抵抗値2/3に低
減されるため、同一負荷電流を流した場合に発生する損
失は(電流I)2(抵抗R)の関係から約67%に減少
し、発熱量が減って温度上昇割合が低減される。
また、この重ね巻方式の場合の従来例と本実施例とを
第5図に基づいて対比すると、本実施例のものでは、周
方向に区画的にコイルを巻回可能であるが、従来例の巻
回方式であると、X相、Y相、Z相の各相相互のラップ
部L1を生じる。したがって、本実施例のものでは基本的
には多数巻コイルのラップ部は生じないので、コイル全
長当たりの冷却風接触面積比率が増大し、さらに、ステ
ータコイルx、y、zの径内側に設けた冷却ファン34、
35によりこのコイル両端部に冷却風を当てることにより
冷却効果が向上する。
第5図に基づいて対比すると、本実施例のものでは、周
方向に区画的にコイルを巻回可能であるが、従来例の巻
回方式であると、X相、Y相、Z相の各相相互のラップ
部L1を生じる。したがって、本実施例のものでは基本的
には多数巻コイルのラップ部は生じないので、コイル全
長当たりの冷却風接触面積比率が増大し、さらに、ステ
ータコイルx、y、zの径内側に設けた冷却ファン34、
35によりこのコイル両端部に冷却風を当てることにより
冷却効果が向上する。
さらには、本実施例では、第1図に示すように、ポー
ルコア18、19とステータコア15のティース41a、41b、41
cとの間の空隙長についてコア爪中央部19aよりもコア爪
両縁端部19bを凹状に形成しているため、第1図に示す
空隙長Cよりも空隙長Dを大にしているので、前記冷却
ファン34、35による冷却風の渦流が発生し、ポールコア
18、19およびステータコア15表面の冷却性が向上すると
ともに、風通しが良くなり、冷却風通路拡大にともない
コイル前端部およびコイル後端部での冷却風逃し効果が
生じ、コイル前端部および後端部の冷却性も一層向上さ
れる。前述の隙間A、隙間Bと空隙長C、空隙長Dとを
併有する冷却風通路が形成されるから、風通しが良くな
り風抜け性が格段に向上するので、放熱面積が大きくな
り冷却効果は大きい。また隙間A、隙間Bの大きさは不
等の大きさであるから、冷却ファン風圧によるピッチノ
イズ(単色周波数成分風切り音)をも生じにくい。
ルコア18、19とステータコア15のティース41a、41b、41
cとの間の空隙長についてコア爪中央部19aよりもコア爪
両縁端部19bを凹状に形成しているため、第1図に示す
空隙長Cよりも空隙長Dを大にしているので、前記冷却
ファン34、35による冷却風の渦流が発生し、ポールコア
18、19およびステータコア15表面の冷却性が向上すると
ともに、風通しが良くなり、冷却風通路拡大にともない
コイル前端部およびコイル後端部での冷却風逃し効果が
生じ、コイル前端部および後端部の冷却性も一層向上さ
れる。前述の隙間A、隙間Bと空隙長C、空隙長Dとを
併有する冷却風通路が形成されるから、風通しが良くな
り風抜け性が格段に向上するので、放熱面積が大きくな
り冷却効果は大きい。また隙間A、隙間Bの大きさは不
等の大きさであるから、冷却ファン風圧によるピッチノ
イズ(単色周波数成分風切り音)をも生じにくい。
前記重ね巻方式に代えて波巻方式のステータコイル巻
装構造のものに本発明を適用することはもちろんであ
る。
装構造のものに本発明を適用することはもちろんであ
る。
波巻方式の巻装コイルについては、例えば第6図に示
すように、従来例ではコイル端部の前端および後端の両
方にラップ部L2が形成される。しかし、本発明の実施例
のものでは、コイル後端部側は各相のコイルx、y、z
が各ティース毎に区画して巻かれるのでラップ部が生成
されない。このため、この波巻方式の本発明の実施例に
おいてもコイル前端部で巻回コイルの重合部が生じない
ので、コイル平均単位当たりの冷却風接触露出面積が増
大される。
すように、従来例ではコイル端部の前端および後端の両
方にラップ部L2が形成される。しかし、本発明の実施例
のものでは、コイル後端部側は各相のコイルx、y、z
が各ティース毎に区画して巻かれるのでラップ部が生成
されない。このため、この波巻方式の本発明の実施例に
おいてもコイル前端部で巻回コイルの重合部が生じない
ので、コイル平均単位当たりの冷却風接触露出面積が増
大される。
以上説明した如く、本発明の実施例による発電機によ
れば、ステータコイルの露出面積の増大により冷却が効
果的に行なわれるとともに、従来よりも全長の短いコイ
ルにより同一巻数が可能となり、さらにはティース間溝
部にコイルが2層巻となりコイル巻漏洩箇所が半減する
ため漏洩リアリタンスが半減し、低速から中速ないし高
速に至る鋭い立ち上がりの出力特性が得られる。さらに
はステータ内径の鉄部対向面積率が高められ、空隙パー
ミアンスが幾分低下して磁束が増し、低速出力が増大さ
れる。またティースの個数が従来のものより半減される
ので、磁気音主成分36次が大幅に減るかあるいは耳障り
でない低周波となる。さらに磁極表面の磁束脈動周波数
が半減し、渦電流損失が1/4に減少される等の効果があ
る。
れば、ステータコイルの露出面積の増大により冷却が効
果的に行なわれるとともに、従来よりも全長の短いコイ
ルにより同一巻数が可能となり、さらにはティース間溝
部にコイルが2層巻となりコイル巻漏洩箇所が半減する
ため漏洩リアリタンスが半減し、低速から中速ないし高
速に至る鋭い立ち上がりの出力特性が得られる。さらに
はステータ内径の鉄部対向面積率が高められ、空隙パー
ミアンスが幾分低下して磁束が増し、低速出力が増大さ
れる。またティースの個数が従来のものより半減される
ので、磁気音主成分36次が大幅に減るかあるいは耳障り
でない低周波となる。さらに磁極表面の磁束脈動周波数
が半減し、渦電流損失が1/4に減少される等の効果があ
る。
前記第3図に示す実施例では、冷却ファン34、35の位
置をステータコイル16の径内側に設けたが、これに代え
て、第7図に示す実施例のように、ステータコイル16の
前方側に冷却ファン50を設けるようにした内扇ファン型
のものでもよい。すなわち、前方の冷却ファン50は、ポ
ールコア18の前端側面に固定され、冷却ファン取付位置
がステータコイル16の前方径内部であってファンブレー
ド先端50aがステータコイル16の前方正面さらには径外
側に延びている。この冷却ファン50により冷却風は主に
矢印E方向に流れることにより、前述したステータコイ
ル16の冷却風接触面積の大きなステータコイルの巻装構
造と相俟って冷却作用が一層増大される効果がある。な
お、第7図において、第3図に示すものと実質的に同一
の構成部分については同一符号を付し、説明を省略す
る。
置をステータコイル16の径内側に設けたが、これに代え
て、第7図に示す実施例のように、ステータコイル16の
前方側に冷却ファン50を設けるようにした内扇ファン型
のものでもよい。すなわち、前方の冷却ファン50は、ポ
ールコア18の前端側面に固定され、冷却ファン取付位置
がステータコイル16の前方径内部であってファンブレー
ド先端50aがステータコイル16の前方正面さらには径外
側に延びている。この冷却ファン50により冷却風は主に
矢印E方向に流れることにより、前述したステータコイ
ル16の冷却風接触面積の大きなステータコイルの巻装構
造と相俟って冷却作用が一層増大される効果がある。な
お、第7図において、第3図に示すものと実質的に同一
の構成部分については同一符号を付し、説明を省略す
る。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によると、熱的に有利な車
両用交流発電機を提供することができる。特に、2磁極
ピッチにつき周方向に3個のティースを設けかつ、個々
のティースに各相のステータコイルが対応して巻回され
ることで、冷却効果が増大し、出力向上、効率向上を図
ることができる。
両用交流発電機を提供することができる。特に、2磁極
ピッチにつき周方向に3個のティースを設けかつ、個々
のティースに各相のステータコイルが対応して巻回され
ることで、冷却効果が増大し、出力向上、効率向上を図
ることができる。
また、2磁極ピッチにつき周方向に3個のティースを
設けて、3相のステータコイルを配した構成は、毎極毎
相のティース間溝部(スロット数)を0.5としており、
これにさらに重ね巻きを採用することで、ステータコイ
ルの銅量低減を図ることができ、高出力化、効率向上に
加えて軽量化あるいはコストダウンを図ることができ
る。
設けて、3相のステータコイルを配した構成は、毎極毎
相のティース間溝部(スロット数)を0.5としており、
これにさらに重ね巻きを採用することで、ステータコイ
ルの銅量低減を図ることができ、高出力化、効率向上に
加えて軽量化あるいはコストダウンを図ることができ
る。
なおステータコアのティース数を従来のものに比べて
半減させて磁気音による騒音を低減するという効果も得
ることができる。
半減させて磁気音による騒音を低減するという効果も得
ることができる。
また、本発明によると、ステータコアのティースに対
してステータコイルの各相がティースを共用することな
く巻回されて形成される固定側磁極を、ロータの2磁極
ピッチの範囲内に3つ配置しているため、冷却効果増
大、銅量低減を図ることができ、高出力化、効率向上、
軽量化あるいはコストダウンを図ることができる。な
お、かかる構成において重ね巻きを採用することで、さ
らにステータコイルの銅量低減を図ることができ、高出
力化、効率向上に加えて軽量化あるいはコストダウンを
図ることができる。
してステータコイルの各相がティースを共用することな
く巻回されて形成される固定側磁極を、ロータの2磁極
ピッチの範囲内に3つ配置しているため、冷却効果増
大、銅量低減を図ることができ、高出力化、効率向上、
軽量化あるいはコストダウンを図ることができる。な
お、かかる構成において重ね巻きを採用することで、さ
らにステータコイルの銅量低減を図ることができ、高出
力化、効率向上に加えて軽量化あるいはコストダウンを
図ることができる。
第1図(a)は本発明の実施例によるステータコイルの
巻装状態の一部を表わす概略構成図、第1図(b)はそ
のステータコアのティース間溝部に巻装されるステータ
コイル断面を表わす概略断面構成図、第2図はステータ
コイルの巻装状態を表わすコイル巻線展開図、第3図は
交流発電機を表わす断面図、第4図は第1図に示すステ
ータの部分展開外観図、第5図は重ね巻方式による従来
例と本発明の実施例によるものとを対比して説明するた
めの説明図、第6図は波巻方式による従来例と本発明の
実施例のものとを対比して説明するための説明図、第7
図は本発明の他の実施例による交流発電機を表わす部分
切欠断面図、第8図は従来例によるステータをあらわす
正面図、第9図は第8図に示すIX部分の拡大図である。 14……ステータ、 15……ステータコア、 16……ステータコイル、 17……ロータコイル、 18、19……ポールコア、 20……シャフト(ロータ)、 41(41a、41b、41c)……ティース、 x……X相ステータコイル、 y……Y相ステータコイル、 z……Z相ステータコイル。
巻装状態の一部を表わす概略構成図、第1図(b)はそ
のステータコアのティース間溝部に巻装されるステータ
コイル断面を表わす概略断面構成図、第2図はステータ
コイルの巻装状態を表わすコイル巻線展開図、第3図は
交流発電機を表わす断面図、第4図は第1図に示すステ
ータの部分展開外観図、第5図は重ね巻方式による従来
例と本発明の実施例によるものとを対比して説明するた
めの説明図、第6図は波巻方式による従来例と本発明の
実施例のものとを対比して説明するための説明図、第7
図は本発明の他の実施例による交流発電機を表わす部分
切欠断面図、第8図は従来例によるステータをあらわす
正面図、第9図は第8図に示すIX部分の拡大図である。 14……ステータ、 15……ステータコア、 16……ステータコイル、 17……ロータコイル、 18、19……ポールコア、 20……シャフト(ロータ)、 41(41a、41b、41c)……ティース、 x……X相ステータコイル、 y……Y相ステータコイル、 z……Z相ステータコイル。
Claims (6)
- 【請求項1】複数の磁極を有するロータと、複数のティ
ースを形成してなるステータコアと、このステータコア
に巻装された3相のステータコイルとを備え、前記ステ
ータコイルの線材が前記ティースの間の溝部に収容され
て巻装されている車両用交流発電機において、 前記ステータコアには前記ロータの2磁極ピッチにつき
周方向に3個のティースが配され、各ティースに前記ス
テータコイルの各相が一対となって対応するように、各
ティースには3相ステータコイルのうちの1相のステー
タコイルのみが巻回されており、 各ティースの間の溝部には、両側のティースのコイルが
前記溝部の溝奥部と溝浅部とに層状に巻装されているこ
とを特徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項2】前記各相のステータコイルは、対応するテ
ィースの周囲に1回以上巻き回される重ね巻きにより巻
装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。 - 【請求項3】前記各相のステータコイルは、対応するテ
ィースに波巻きにより巻装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。 - 【請求項4】複数の磁極を有するロータと、複数のティ
ースを形成してなるステータコアと、このステータコア
に巻装されたステータコアとを備え、前記ステータコイ
ルの線材が前記ティースの間の溝部に収容されて巻装さ
れている車両用交流発電機において、 毎極毎相のティース間溝部の数が0.5とされるととも
に、前記ステータコイルは前記ティースに重ね巻きされ
ており、 各ティースの間の溝部には、両側のティースのコイルが
前記溝部の溝奥部と溝浅部とに層状に巻装されているこ
とを特徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項5】複数の磁極を有するロータと、複数のティ
ースを形成してなるステータコアと、このステータコア
に巻装された3相のステータコイルとを備え、前記ステ
ータコイルの線材が前記ティースの間の溝部に収容され
て巻装されている車両用交流発電機の製造方法におい
て、 前記ステータコアには前記ロータの2磁極ピッチにつき
周方向に3個のティースを形成し、 各ティースに前記ステータコイルの各相が一対となって
対応するように、一相のステータコイルを2つおきの前
記ティースに順次に装着する工程により、前記ティース
の間の溝部の溝奥部から溝浅部の順で両側のティースの
コイルを層状に配置しながら、3相のステータコイルを
各相毎に順次に装着することを特徴とする車両用交流発
電機の製造方法。 - 【請求項6】複数の磁極を有するロータと、複数のティ
ースを形成してなるステータコアと、このステータコア
に巻装され3相交流を発生する3相のステータコイルと
を備え、前記ステータコイルの線材が前記ティースの間
の溝部に収容されて巻装されている車両用交流発電機に
おいて、 前記ステータコイルの各相は、前記ステータコアの前記
ティースに対して各相が互いに前記ティースを共用する
ことなく巻回されて複数の固定側磁極を形成しており、
これら固定側磁極は前記ロータの2磁極ピッチの範囲内
に3つが配置されており、 前記溝部には、前記ステータコイルの異なる2相が、溝
奥部と溝浅部とに層をなして収容されていることを特徴
とする車両用交流発電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019811A JP3041867B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 車両用交流発電機及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019811A JP3041867B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 車両用交流発電機及びその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10460399A Division JPH11332151A (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 車両用交流発電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03226251A JPH03226251A (ja) | 1991-10-07 |
JP3041867B2 true JP3041867B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=12009714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019811A Expired - Fee Related JP3041867B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 車両用交流発電機及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3041867B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US5691590A (en) * | 1992-10-23 | 1997-11-25 | Nippondenso Co., Ltd. | Alternator with magnetic noise reduction mechanism |
JP3186703B2 (ja) * | 1998-07-29 | 2001-07-11 | 株式会社デンソー | 車両用交流発電機 |
JP3476416B2 (ja) * | 1999-12-24 | 2003-12-10 | 三菱電機株式会社 | 交流発電機 |
JP3078288B1 (ja) * | 2000-01-25 | 2000-08-21 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
WO2017038707A1 (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ステータの製造方法および回転電機の製造方法 |
WO2017038706A1 (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ステータコイル、ステータの製造方法および回転電機 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2019811A patent/JP3041867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03226251A (ja) | 1991-10-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |