JP3310967B2 - 交流発電機の製造方法 - Google Patents

交流発電機の製造方法

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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、例えば乗用車、
トラック等の乗り物に搭載される内燃機関により駆動さ
れる交流発電機の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２９は例えば日本特許第２９２７２８
８号に記載された従来の車両用交流発電機の固定子の斜
視図、図３０は図２９の固定子に適用される導体セグメ
ントを示す斜視図、図３１および図３２はそれぞれ図２
９の固定子の要部をフロント側およびリヤ側から見た斜
視図である。この固定子３００は、固定子鉄心３０１
と、固定子鉄心３０１に巻装された固定子巻線３０２
と、スロット３０３内に装着されて固定子巻線３０２を
固定子鉄心３０１に対して絶縁する絶縁部材３０４とを
備えている。固定子鉄心３０１は、板状磁性部材である
薄い鋼板を重ねて積層された円筒状の積層鉄心であり、
軸方向に延びるスロット３０３が内周側に開口するよう
に所定ピッチで周方向に複数設けられている。固定子巻
線３０２は、多数の短尺の導体セグメント３０５を接合
して所定の巻線パターンに構成されている。
【０００３】上記構成の車両用交流発電機の固定子３０
０では、固定子巻線３０２が、略Ｕ字状に成形された短
尺の導体セグメント３０５を固定子鉄心３０１のスロッ
ト３０３にリヤ側から挿入し、フロント側に延出する導
体セグメント３０５の端部同士を接合して構成されてい
るので、コイルエンド群は、多数の接合部から構成され
ており、接合部同士が短絡しやすく、短絡事故が発生し
易かった。また、多数の短尺の導体セグメント３０５を
固定子鉄心３０１に挿入し、かつ、端部同士を溶接、半
田付け等により接合しなければならず、著しく作業性が
悪かった。また、導体セグメント３０５のスロット３０
３への押し込み量は固定子鉄心３０１の軸方向長さ以上
を必要とし、絶縁被膜や絶縁紙を傷を付け易く、製品後
の品質を低下させていた。さらに、端部同士の接合時
に、半田垂れや溶接融けによる接合部間の短絡が頻発
し、量産性が著しく悪かった。
【０００４】導体セグメント３０５を用いた従来の構成
に対して、特開平８−２９８７５６号公報には、半円状
の分割鉄心部のスロットに、予め平角導体をほぼ六角形
状に複数回巻回して形成された複数個のコイルピースを
挿入して構成された固定子構造が示されている。この固
定子は、半円状の分割鉄心部のスロットに径外側方向に
コイルピースが順次挿入されている。つまり、六角形状
のコイルピースの対向する一つの辺部がスロットの内側
の層である内周層に位置し、対向する辺部は所定の数の
スロットを飛び越えて外側の層である外周層に位置する
ように挿入されている。
【０００５】この固定子では、スロットから延出したコ
イルエンドの整列度が高いものの、分割鉄心部同士を結
合する際に、既に一方の分割鉄心部のスロットにコイル
ピースの一方の辺部が挿入されているが、他方の分割鉄
心部のスロットへのコイルピースの挿入作業は、分割鉄
心部の連結作業を併せて行う必要性があるので、仮決め
治具等を用いて煩雑な作業を行わなければならず、著し
く生産性が悪かった。また、分割鉄心部とコイルピース
との間の絶縁部材についての開示はないが、上記作業形
態では、絶縁部材の挿入作業も繁雑にならざるを得な
い。また、複数個の分割鉄心部を接合して固定子鉄心を
成形するのも面倒であり、また各分割鉄心部の径方向の
寸法等を等しく成形するのも困難であった。
【０００６】また、特開平９−１０３０５２号公報に
は、スロット内の導体占積率向上のために、ストレート
形状の素鉄心に、ストレート形状に成形された巻線群
を、スロット深さ方向に挿入し、後行程で素鉄心を円筒
形状に曲げたものが開示されている。図３３は、この工
法で製造された固定子４００の全体斜視図であり、巻線
群の挿入は格段向上するものの、巻線群はスロット４０
１間で周方向にストレートの渡り部を有するため、各ス
ロット４０１から延出されるコイルエンド４０２の整列
度が著しく悪く、コイルエンド４０２での径方向の寸法
拡大と導体間の短絡が生じていた。また、鉄心と巻線と
の間の絶縁部材に関しての記載はないが、コイルエンド
の干渉が大きいため、スロット内部においても巻線の変
形が大きいため、鉄心と巻線との絶縁性が良いとはいえ
ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】日本特許第２９２７２
８８号に記載された従来の車両用交流発電機では、多数
の短尺の導体セグメント３０５を固定子鉄心３０１に挿
入し、かつ、端部同士を溶接、半田付け等により接合し
なければならず、著しく作業性および絶縁性が悪く、ま
た導体セグメント３０５のスロットへの挿入時に絶縁皮
膜や、絶縁紙を損傷し易く、また端部同士の接合時に、
半田垂れや溶接融けによる接合部間の短絡が頻発し、量
産性が著しく悪い等の問題点があった。
【０００８】また、特開平８−２９８７５６号公報の交
流発電機では、仮決め治具等を用いて煩雑な作業が伴
い、また、複数個の分割鉄心部を接合して固定子鉄心を
成形するのも面倒であり、固定子の組立作業性および絶
縁部材の鉄心に対する装着性が悪いという問題点があっ
た。
【０００９】また、特開平９−１０３０５２号公報に記
載された車両用交流発電機では、各スロット４０１から
延出されるコイルエンド４０２の整列度が著しく悪く、
コイルエンド４０２での径方向の寸法拡大と導体間の短
絡が生じ易く、またスロット内での鉄心と巻線との間で
も絶縁性が乏しく、短絡が生じ易い等の問題点もあっ
た。
【００１０】この発明は、かかる問題点を解決すること
を課題とするものであって、組立作業性が大幅に向上
し、また固定子鉄心と巻線との間の絶縁性を向上させる
ことができる交流発電機の製造方法を得ることを目的と
する。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る交流発電機の製造方法では、スロットを有する素鉄心
と平板状の素線群との間に帯状の素絶縁部材を載置し、
スロット内に素線群の直線部を挿入することで上記固定
子鉄心の各上記スロットと前記巻線との間に絶縁部材を
介在させるものである。
【００１４】この発明の請求項２に係る交流発電機の製
造方法では、素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介在
させた後、素絶縁部材を分断して絶縁部材を形成するも
のである。
【００１５】この発明の請求項３に係る交流発電機の製
造方法では、素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介在
させている途中で、スロット間の素絶縁部材を分断して
絶部材を形成するものである。
【００１６】この発明の請求項４に係る交流発電機の製
造方法では、素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介在
させた後、固定子鉄心の内径寸法加工時に、同時にスロ
ット間の素絶縁部材を分断して絶縁部材を形成するもの
である。
【００１７】この発明の請求項５に係る交流発電機の製
造方法では、素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介在
させた後、素絶縁部材を樹脂で固着後にスロット間の素
絶縁部材を分断して絶縁部材を形成するものである。
【００１８】この発明の請求項６に係る交流発電機の製
造方法では、スロットを区画するティースの先端部を押
圧、塑性変形させるときにスロット間の素絶縁部材を分
断して絶縁部材を形成するものである。
【００１９】この発明の請求項７に係る交流発電機の製
造方法では、絶縁部材は絶縁紙である。
【００２０】この発明の請求項８に係る交流発電機の製
造方法では、絶縁部材は樹脂である。
【００２１】
【発明の実施の形態】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構成を示す断面
図、図２はこの車両用交流発電機の固定子を示す斜視
図、図３はこの車両用交流発電機における固定子巻線の
１相分の結線状態を説明する正断面図、図４はこの車両
用交流発電機の回路図、図５は図１の固定子鉄心の正断
面図である。なお、図２では口出し線および渡り線は省
略されている。
【００２２】この交流発電機は、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と、このケース３内に設けられ一端部にプー
リ４が固定されたシャフト６と、このシャフト６に固定
されたランデル型の回転子７と、回転子７の両側面に固
定されたファン５と、ケース３の内壁面に固定された固
定子８と、シャフト６の他端部に固定され回転子７に電
流を供給するスリップリング９と、スリップリング９に
摺動する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納し
たブラシホルダ１１と、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と、ブ
ラシホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１７と、この
ヒートシンク１７に接着され固定子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とを備えている。
【００２３】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を覆って設
けられその磁束によって磁極が形成される一対のポール
コア２０、２１とから構成されている。一対のポールコ
ア体２０、２１は、鉄製で、それぞれ８つの爪状磁極２
２、２３が外周縁に周方向に等角ピッチで、かつかみ合
うように対向してシャフト６に固着されている。
【００２４】固定子８は、軸方向に延びるスロット１５
ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の積層
鉄心からなる固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装
された多相固定子巻線１６と、各スロット１５ａ内に装
着されて多相固定子巻線１６と固定子鉄心１５とを電気
的に絶縁する絶縁部材１９とを備えている。固定子鉄心
１５は、内周鉄心部７３と、この内周鉄心部７３に嵌着
された筒状の外周鉄心部７６とから構成されている。内
周鉄心部７３のコアバックの寸法は２．６ｍｍで、外周
鉄心部７６のコアバックの寸法は１ｍｍである。そし
て、多相固定子巻線群１６は、１本の素線３０が、固定
子鉄心１５の端面側のスロット１５ａ外で折り返され
て、所定スロット数毎にスロット１５ａ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
巻装された巻線を複数備えている。ここでは、固定子鉄
心１５には、回転子７の磁極数（１６）に対応して、３
相固定子巻線１６０を２組収容するように、９６のスロ
ット１５ａが等間隔に形成されている。また、素線３０
には、例えば絶縁被覆された長方形の断面を有する長尺
の銅線材が用いられる。また、フロントブラケット１お
よびリヤブラケット２の軸方向の端面には、吸気孔１
ａ、２ａ形成され、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の外周両肩部に固定子巻
線１６のフロント側およびリヤ側のコイルエンド群１６
ａ、１６ｂの径方向外側に対向して設けられている。
【００２５】１相分の固定子巻線群１６１は、それぞれ
１本の素線３０からなる第１乃至第４の巻線３１〜３４
から構成されている。そして、第１巻線３１は、１本の
素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロ
ットおきに、スロット１５ａ内の外周側から１番目の位
置と外周側から２番目の位置とを交互に採るように波巻
きして構成されている。第２巻線３２は、素線３０を、
スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、
スロット１５ａ内の外周側から２番目の位置と外周側か
ら１番目の位置とを交互に採るように波巻きして構成さ
れている。第３巻線３３は、素線３０を、スロット番号
の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５
ａ内の外周側から３番目の位置と外周側から４番目の位
置とを交互に採るように波巻きして構成されている。第
４巻線３４は、素線３０を、スロット番号の１番から９
１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の外周側
から４番目の位置と外周側から３番目の位置とを交互に
採るように波巻きして構成されている。そして、各スロ
ット１５ａ内には、素線３０が長方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。
【００２６】そして、固定子鉄心１５の一端側におい
て、スロット番号の１番から延出する第１巻線３１の端
部３１ａと、スロット番号の９１番から延出する第３巻
線３３の端部３３ｂとが接合され、さらにスロット番号
の１番から延出する第３巻線３３の端部３３ａと、スロ
ット番号の９１番から延出する第１巻線３１の端部３１
ｂとが接合されて、２ターンの巻線が形成されている。
また、固定子鉄心１５の他端側において、スロット番号
の１番から延出する第２巻線３２の端部３２ａと、スロ
ット番号の９１番から延出する第４巻線３４の端部３４
ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番から延出す
る第４巻線３４の端部３４ａと、スロット番号の９１番
から延出する第２巻線３２の端部３２ｂとが接合され
て、２ターンの巻線が形成されている。
【００２７】さらに、スロット番号の６１番と６７番と
から固定子鉄心１５の一端側に延出する第２巻線３２の
素線３０の部分が分断され、スロット番号の６７番と７
３番とから固定子鉄心１５の一端側に延出する第１巻線
３１の素線３０の部分が分断される。そして、第１巻線
３１の分断端３１ｃと第２巻線３２の分断端３２ｃとが
接合されて、第１乃至第４巻線３１〜３４を直列接続し
てなる４ターンの１相分の固定子巻線群１６１が形成さ
れている。なお、第１巻線３１の分断端３１ｃと第２巻
線３２の分断端３２ｃとの接合部が渡り結線接続部とな
り、第１巻線３１の分断端３１ｄと第２巻線３２の分断
端３２ｄとがそれぞれ口出し線（Ｏ）および中性点
（Ｎ）となる。
【００２８】同様にして、素線３０が巻装されるスロッ
ト１５ａを１つづつずらして６相分の固定子巻線１６１
が形成されている。そして、固定子巻線群１６１が３相
分づつ星型結線されて２組の３相固定子巻線群１６０を
形成し、各３相固定子巻線群１６０がそれぞれ整流器１
２に接続されている。各整流器１２の直流出力は並列に
接続されて合成される。
【００２９】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、多相固定子巻線１６に回転磁界が与えられ、多相固
定子巻線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。
【００３０】そして、リヤ側においては、ファン５の回
転により、外気が整流器１２のヒートシンクおよびレギ
ュレータ１８のヒートシンク１７にそれぞれ対向して設
けられた吸気孔２ａを通じて吸い込まれ、シャフト６の
軸に沿って流れて整流器１２およびレギュレータ１８を
冷却し、その後ファン５により遠心方向に曲げられて多
相固定子巻線１６のリヤ側のコイルエンド群１６ｂを冷
却し、排気孔２ｂより外部に排出される。一方、フロン
ト側においては、ファン５の回転により、外気が吸気孔
１ａから軸方向に吸い込まれ、その後ファン５により遠
心方向に曲げられて多相固定子巻線１６のフロント側の
コイルエンド群１６ａを冷却し、排気孔１ｂより外部に
排出される。
【００３１】次に、上記構成の固定子８の製造方法につ
いて説明する。図６および図７は固定子巻線を構成する
巻線群の製造工程を説明する図である。図８は図２の固
定子巻線１６を構成する内層側の素線群を示す図であ
り、図８（ａ）はその側面図、図８（ｂ）はその平面図
である。図９は図２の固定子巻線１６を構成する外層側
の素線群を示す図であり、図９（ａ）はその側面図、図
９（ｂ）はその平面図である。図１０は図２の固定子巻
線を構成する素線の要部を示す斜視図、図１１は図２の
固定子巻線１６を構成する素線３０の配列を説明する図
である。
【００３２】先ず、図６に示されるように、１２本の長
尺の素線３０を同時に同一平面上で雷状に折り曲げ形成
する。ついで、図７に矢印で示されるように、直角方向
に治具にて折り畳んでゆき、図８に示される素線群３５
Ａを作製する。さらに、同様にして、図９に示されるよ
うに、渡り結線および口出し線を有する素線群３５Ｂを
作製する。なお、各素線３０は、図１０に示されるよう
に、ターン部３０ａで連結された直線部３０ｂが６スロ
ットピッチ（６Ｐ）で配列された平面状パターンに折り
曲げ形成されている。そして、隣り合う直線部３０ｂ
が、ターン部３０ａにより、素線３０の幅（Ｗ）分ずら
されている。素線群３５Ａ、３５Ｂは、このようなパタ
ーンに形成された２本の素線３０を図１１に示されるよ
うに６スロットピッチずらして直線部３０ｂを重ねて配
列されたコイル対が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３０の端部が
素線群３５Ａ、３５Ｂの両端の両側に６本づつ延出され
ている。また、ターン部３０ａが素線群３５Ａ、３５Ｂ
の両側部に整列されて配列されている。また、素線群３
５Ａ、３５Ｂは成形の際の曲げ硬化によって、その硬度
は高くなるため、後工程での成形をし易くするために、
３００°Ｃ×１０分間の熱処理がなされる。
【００３３】また、図１２ないし図１４に示すように、
合形形状のスロット３６ａが所定のピッチ（電気角で３
０°）で形成された板状磁性部材であるＳＰＣＣ材を所
定枚数積層し、その外周部をレーザ溶接して、直方体の
素鉄心３６を作製する。なお、素鉄心３６の曲げ変形の
際には、ＳＰＣＣ材の歪み変形に起因して素鉄心３６の
両面３６Ａ、３６Ｂには波状の変形が生じ易いが、この
実施の形態では、複数箇所で軸線方向に延びた溶接部７
５で複数のＳＰＣＣ材は固く一体化され、素鉄心３６の
剛性が高くなっており、波状変形は抑制される。なお、
この溶接部７５は、等分間隔でなく、また軸線方向で分
断されていてもよい。
【００３４】そして、図１５（ａ）に示されるように、
素鉄心３６のスロット３６ａに絶縁部材１９が入った状
態から、２つの素線群３５Ａ、３５Ｂの各直線部３０ｂ
を各スロット３６ａ内に押し入れる（図１５（ｂ）、図
１８）。
【００３５】次に、図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示
すように、素線群３５Ａ、３５Ｂが挿入されたストレー
ト状の素鉄心３６を円筒状に丸め、その端面同士を当
接、溶接して突合わせ部７７を形成して、図１６（ｃ）
に示されるように、円筒状の内周鉄心部７３を得る。図
１５（ｂ）および図１７から分かるように、スロット１
５ａの開口部１５ｂの幅ｔ２はスロット３６ａの開口部
の幅ｔ１よりも小さい。なお、直線状の素鉄心３６を曲
げ変形する前に、図１６（ｂ）に示すように、予め素鉄
心３６の両端部のみを曲げ加工しているので、素鉄心３
６の端面同士を当接した際に、突合わせ部７７の近傍も
含めた良好な真円度の固定子鉄心１５が得られる。
【００３６】また、図１５（ａ）から分かるように、素
鉄心３６のスロット３６ａは開口部に向かって拡大した
台形形状であり、その開口部の幅は、２つの素線群３５
Ａ、３５Ｂの各直線部３０ｂの直線部３０ｂの幅よりも
大きいので、各スロット３６ａ内に、ティース先端に干
渉されることなく、円滑に押し入れられる。また、固定
子鉄心１５のスロット１５ａ内の周方向の幅寸法は、直
線部３０ｂの寸法とほぼ同一であるので、素鉄心３６の
曲げ変形の際には、ティース５１と直線部３０ｂとが互
いに押圧して変形するようなことは防止される。
【００３７】また、ポリアミドを材質とした１４０μｍ
厚の絶縁紙で構成された絶縁部材１９は、スロット３６
ａ内に巻線挿入前に予め収まっており、ティース５１の
先端部まで及んでいるので、直線部３０ｂとティース５
１の先端部との接触による素線３０の損傷が防止され、
また直線部３０ｂのスロット３６ａ内への案内としても
機能しており、特に絶縁紙があることで、巻線が絶縁紙
上を滑るように挿入されるので、固定子８の組立性を向
上させている。また、素鉄心３６の曲げ変形の際に、直
線部３０ｂがティース５１からの変形を受けることがあ
っても、絶縁部材１９が介在しているので、滑り等によ
り変形力は緩衝される。また、絶縁部材１９のスロット
１５ａの開口部１５ｂ側では、その両端部が、ティース
５１の先端部のアール形状に沿うようにして変形するこ
とで、直線部３０ｂを両側から覆っており、内周鉄心部
７３の内径面から内側方向に突出することがない。
【００３８】その後、図１９、図２０に示すように、内
周鉄心部７３を形成し、その後円筒状の外周鉄心部７６
を圧入して固定子鉄心１５の剛性を高めている。この場
合、外周鉄心部７６の圧入前の内周鉄心部７３の外径寸
法（このときには、突合わせ部７７には空隙がある。）
は、外周鉄心部７６の内径寸法よりも若干大きくなって
おり、外周鉄心部７６の圧入時に、内周鉄心部７３の形
状は外周鉄心部７６で規制され、内周鉄心部７３の真円
度を高めることができる。その後、図３に示される結線
方法に基づいて、各素線３０の端部同士を結線して固定
子巻線群１６１を形成して、固定子８の製造は完了す
る。
【００３９】上記の車両用交流発電機では、多相固定子
巻線１６を構成する第１乃至第４巻線３１〜３４はそれ
ぞれ１本の素線３０（連続線）により作製されているの
で、従来の固定子３００のように、多数の短尺の導体セ
グメント３０５を固定子鉄心３０１に挿入し、かつ、端
部３０５ｂ同士を溶接、半田付け等により接合する必要
がなく、固定子８の生産性を著しく向上させることがで
きる。また、２つの素線群３５Ａ、３５Ｂの直線部３０
ｂを素鉄心３６のスロット３６ａ内に収納した状態でス
トレート状の素鉄心３６を円筒状に丸め、その端面同士
を当接させて溶接しており、多数の導体セグメント３０
５を１本ずつスロットに挿入する従来技術に比べて、固
定子８の組立作業性が大幅に向上する。特に、巻線群が
６スロット毎にスロット深さ方向に内層と外層とが交互
に採るように巻装されているので、コイルエンドのター
ン部が干渉なく整然と配列されており、帯状の素鉄心を
円筒状に丸めても素線の干渉や短絡は生じないととも
に、スロット内の素線の変形も少なく、鉄心との間に介
在する絶縁紙による滑りや緩衝効果によって、絶縁性と
組立作業性が向上できる。また、発電機の性能的には以
下のような効果も得られる。コイルエンドが素線３０の
ターン部３０ａで構成されるので、コイルエンド群１６
ａ、１６ｂにおける接合箇所は第１乃至第４巻線３１〜
３４の端部同士の接合部および渡り結線接合部のみとな
り、接合カ所が著しく削減される。これにより、接合に
よる絶縁被膜の消失に伴う短絡事故の発生が抑えられる
ので、優れた絶縁性が得られる。また、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。
【００４０】また、コイルエンド群１６ａ、１６ｂは、
ターン部３０ａを周方向に互いに干渉することなく整然
と配列して構成されている。これにより、導体セグメン
ト３０５の端部同士を接合している従来のコイルエンド
群に比べて、コイルエンド群の固定子鉄心１５の端面か
らの延出高さを低くできる。これにより、コイルエンド
群１６ａ、１６ｂにおける通風抵抗が小さくなり、回転
子７の回転に起因する風音を低減させることができる。
また、コイルエンドの素線の漏れリアクタンスが減少
し、出力・効率が向上する。
【００４１】また、４本の素線３０がスロット１５ａ内
に径方向に１列に配列され、ターン部３０ａが周方向に
２列に並んで配列されている。これにより、コイルエン
ド群１６ａ、１６ｂを構成するターン部３０ａがそれぞ
れ径方向に２列に分散されるので、コイルエンド群１６
ａ、１６ｂの固定子鉄心１５の端面からの延出高さを低
くできる。その結果、コイルエンド群１６ａ、１６ｂに
おける通風抵抗が小さくなり、回転子７の回転に起因す
る風音を低減させることができる。
【００４２】また、素線３０のターン部３０ａで連結さ
れた直線部３０ｂが長方形断面に形成されているので、
直線部３０ｂをスロット１５ａ内に収容したときに、直
線部３０ｂの断面形状がスロット形状に沿った形状とな
っている。これにより、固定子鉄心１５の多相固定子巻
線１６への挿入性が向上するとともに、スロット１５ａ
内における素線３０の占積率を高めることが容易になる
とともに、素線３０から固定子鉄心１５への伝熱を向上
させることができる。
【００４３】実施の形態２．図２１はこの発明の実施の
形態２を示すもので、素鉄心に挿入前に予め２つのコイ
ル群３５Ａ、３５Ｂの直線部３０ｂ全体を絶縁紙からな
る絶縁部材１９が巻かれている点が実施の形態１と異な
る。これによると、スロットに絶縁部材を装着する必要
がない。
【００４４】実施の形態３．図２２、図２３はこの発明
の実施の形態３を示すもので、素鉄心に挿入前に予め２
つの素線群３５Ａ、３５Ｂの直線部３０ｂ全体をナイロ
ン樹脂からなる絶縁部材１９で覆った点が実施の形態
１、２と異なる。これによると、スロットに絶縁部材を
装着する必要がなく、また素線群が樹脂成形固着によ
り、互いに保持されるので、巻線の取り扱いが容易とな
る。また、樹脂で成形するので、スロット形状に沿った
形状にすることが容易で、ひいてはスロット内の導体の
占積率が向上できる。特に、絶縁部材として絶縁紙を用
いると端部の重ね合わせ等が必要であるが、本実施例の
場合は不要である。
【００４５】実施の形態４．図２４（ａ）〜図２４
（ｅ）はこの実施の形態４を示すもので、帯状の素絶縁
部材７２を素鉄心３６のスロット３６ａに載置し、その
後２つの素線群３５Ａ、３５Ｂの各直線部３０ｂを素絶
縁部材７２を介して各スロット３６ａ内に挿入するもの
である。素絶縁部材７２とともに、素線群３５Ａ、３５
Ｂが素鉄心３６に滑るように挿入されるので、両者の接
触による素線３０の損傷を防ぐことができ、固定子８の
組立性が向上する。なお、直線部３０ｂの挿入後には、
固定子鉄心１５の内径面から内側に突出した部分は一括
削除されて、絶縁部材１９が形成される。
【００４６】実施の形態５．図２５（ａ）〜図２５
（ｅ）はこの実施の形態５を示すもので、この実施の形
態では、２つの素線群３５Ａ、３５Ｂの各直線部３０ｂ
が素絶縁部材７２を介して各スロット３６ａ内に挿入さ
れスロット３６ａの底面に達する前に、素絶縁部材７２
の固定子鉄心１５の内径面から内側に突出した部分が削
除される。これにより、最後まで挿入された後に、内径
面から内側に突出した素絶縁部材７２の部分はなく、工
作性がよい上に、絶縁部材の材料歩留まりが向上。な
お、素絶縁部材７２に所定長さのミシン目を設けるよう
にしてもよい。このミシン目を設けることで、直線部３
０ｂをスロット３６ａ内にある程度挿入した後、各ティ
ース５１の両側の挿入力によって分断され、絶縁部材１
９が得られる。
【００４７】実施の形態６．図２７（ａ）、図２７
（ｂ）はこの実施の形態６を示すもので、この実施の形
態では、固定子鉄心１５の内周寸法加工と同時に、絶縁
紙からなる素絶縁部材７２の分断をするもので、ストレ
ート形状の素鉄心３６の段階で、加工が不要となる。ま
た、素絶縁部材７２をワニス等の樹脂１００により固定
子鉄心１５の内周面に固着することで、分断の作業性お
よび正確さが向上する。なお、素絶縁部材に複数の孔を
形成することで、固定子鉄心１５の内周面に素絶縁部材
の固定が更に確実になる。
【００４８】図２８（ａ）、図２８（ｂ）はこの実施の
形態７を示すもので、この実施の形態では、素鉄心３６
と素線群３５Ａ、３５Ｂとを一体化した後、素鉄心３６
のスロット３６ａを区画するティース５１の先端部を押
圧、塑性変形させて、スロット３６開口部３６ａの幅寸
法を小さく際に、素絶縁部材７２を分断して絶縁部材１
９を形成するものである。これによると、絶縁部材の分
断工程を省略することができる。
【００４９】なお、上記実施の形態において、図２６に
示すように、素絶縁部材７２を長手方向に凹凸状にする
ことで、スロット３６ａの開口部３６ｂに対する直線部
３０ｂの位置合わせを容易にすることができる。
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【発明の効果】この発明の請求項１に係る交流発電機の
製造方法によれば、回転周方向に沿ってＮＳ極を交互に
形成する回転子と、この回転子を囲った固定子鉄心およ
びこの固定子鉄心に装着された多相固定子巻線を有する
固定子とを備え、前記固定子鉄心は、軸線方向に延びた
スロットが周方向に所定ピッチで複数形成されていると
ともに、ストレート状の素鉄心の両端部を突合わせるこ
とで円環状になるとともに軸線方向に延びた突合わせ部
を有しており、また上記多相固定子巻線は、連続線から
なる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外
で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内で
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
装された巻線を複数有し、上記複数の巻線は、複数本の
上記素線を同時に折り畳んで形成された少なくとも１組
の素線群で構成され、上記素線群は、直線部がターン部
により連結されて所定スロットピッチで配列され、か
つ、隣り合う該直線部が該ターン部によりスロット深さ
方向に内層と外層とを交互に採るようにずらされたパタ
ーンに形成された２本の上記素線を、互いに上記所定ス
ロットピッチずらして上記直線部を重ねて配列してなる
コイル対が、１スロットピッチづつずらされて上記所定
スロット数と同数対配列されて構成された交流発電機の
製造方法であって、スロットを有する上記素鉄心と平板
状の上記素線群との間に帯状の素絶縁部材を載置し、上
記スロット内に上記素線群の上記直線部を挿入すること
で上記固定子鉄心の各上記スロットと前記巻線との間に
絶縁部材を介在させるものであるので、コイルエンドの
ターン部が干渉なく整然と配列されており、素鉄心の曲
げ加工の際に、素線の干渉や短絡による素線が損傷する
のを防止できる。また、スロット内の素線の変形も小さ
く、固定子鉄心と巻線との間に介在する素絶縁部材によ
る滑りと緩衝効果によって絶縁性と組立性とが向上す
る。また、素絶縁部材によってスロット内に素線が挿入
する際のダメージを抑えることができるとともに、円滑
に挿入され、挿入作業性が向上する。 また、素絶縁部材
によって素線がスロット内に円滑に挿入され、挿入作業
性が向上するとともに、わざわざ、絶縁部材を各スロッ
ト内に予め装着する工程を設ける必要性がない。
【００５３】また、この発明の請求項２に係る交流発電
機の製造方法によれば、素絶縁部材を素鉄心と素線群と
の間に介在させた後、素絶縁部材を分断して絶縁部材を
形成するので、個々のスロットに対応して絶縁部材を設
ける必要性がなく、固定子の組立作業性が向上する。
【００５４】また、この発明の請求項３に係る交流発電
機の製造方法によれば、素絶縁部材を素鉄心と素線群と
の間に介在させている途中で、スロット間の素絶縁部材
を分断して絶縁部材を形成するので、絶縁部材の歩留ま
りが向上する。また、固定子鉄心の内径面から内側に突
出する絶縁部材はなく、これを除去する工程は必要な
い。
【００５５】また、この発明の請求項４に係る交流発電
機の製造方法によれば、素絶縁部材を素鉄心と素線群と
の間に介在させた後、固定子鉄心の内径寸法加工時に、
同時にスロット間の素絶縁部材を分断して絶縁部材を形
成するので、素絶縁部材を分断するための分断工程をわ
ざわざ設ける必要性がない。
【００５６】また、この発明の請求項５に係る交流発電
機の製造方法によれば、素絶縁部材を素鉄心と素線群と
の間に介在させた後、素絶縁部材を樹脂で固着後にスロ
ット間の素絶縁部材を分断して絶縁部材を形成するの
で、素絶縁部材の分断が容易となる。
【００５７】また、この発明の請求項６に係る交流発電
機の製造方法によれば、スロットを区画するティースの
先端部を押圧、塑性変形させるときにスロット間の素絶
縁部材を分断して絶縁部材を形成するので、わざわざ素
絶縁部材を分断する工程を設ける必要性がない。
【００５８】また、この発明の請求項７に係る交流発電
機の製造方法によれば、絶縁部材は絶縁紙であるので、
変形し易く、また破断し難いため、絶縁部材として適し
ている。
【００５９】また、この発明の請求項８に係る交流発電
機の製造方法によれば、絶縁部材は樹脂であるので、素
線群を樹脂により成形、固着でき、互いに保持できるの
で、取り扱いが容易となる。また、絶縁部材はスロット
形状に沿った形状とすることができ、スロット内の導体
占積率が向上する。
【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
電機の断面図である。
【図２】 図１の固定子の斜視図である。
【図３】 図１の固定子巻線の１相分の結線状態を説明
する正面図である。
【図４】 図１の車両用交流発電機の回路図である。
【図５】 図１の固定子鉄心の断面図である。
【図６】 図１の車両用交流発電機に適用される固定子
巻線を構成する巻線群の製造工程を説明する図である。
【図７】 図１の車両用交流発電機に適用される固定子
巻線を構成する巻線群の製造工程を説明する図である。
【図８】 図１の車両用交流発電機に適用される固定子
巻線を構成する内層側のコイル群を示す図である。
【図９】 図１の車両用交流発電機に適用される固定子
巻線を構成する外層側のコイル群を示す図である。
【図１０】 図１の車両用交流発電機に適用される固定
子巻線を構成する素線の要部を示す斜視図である。
【図１１】 図１の車両用交流発電機に適用される固定
子巻線を構成する素線の配列を説明する図である。
【図１２】 素鉄心の分解斜視図である。
【図１３】 図１の固定子鉄心の曲げ変形前の素鉄心の
斜視図である。
【図１４】 素鉄心に溶接部が形成された様子を示す図
である。
【図１５】 （ａ）、（ｂ）は素鉄心に巻線が挿入され
る手順を説明した図である。
【図１６】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図１の固定子鉄
心の曲げ加工を説明するための図である。
【図１７】 図１６（ｃ）の要部拡大図である。
【図１８】 図１の固定子巻線を構成する素線群の素鉄
心への装着状態を示す平面図である。
【図１９】 内周鉄心部に外周鉄心部が圧入される様子
を示す図である。
【図２０】 内周鉄心部に外周鉄心部が圧入された後の
固定子の断面図である。
【図２１】 実施の形態２において、素鉄心に巻線が挿
入される様子を示した断面図である。
【図２２】 実施の形態３において、素鉄心に巻線が挿
入される様子を示した断面図である。
【図２３】 （ａ）は実施の形態３の巻線の平面図、
（ｂ）はその側面図である。
【図２４】 この発明の実施の形態４において、（ａ）
〜（ｅ）は素鉄心に巻線が挿入される手順を示した図で
ある。
【図２５】 この発明の実施の形態５において、（ａ）
〜（ｅ）は素鉄心に巻線が挿入される手順を示した図で
ある。
【図２６】 素鉄心に巻線が挿入されるときの変形例で
ある。
【図２７】 この発明の実施の形態６において、
（ａ）、（ｂ）は固定子鉄心の内周面にある素絶縁部材
を分断する手順を示した図である。
【図２８】 この発明の実施の形態７において、
（ａ）、（ｂ）は素鉄心に巻線が挿入された後に、ティ
ースの先端部が塑性変形される様子を示した図である。
【図２９】 従来の車両用交流発電機の固定子の斜視図
である。
【図３０】 図２９の固定子に適用される導体セグメン
トの斜視図である。
【図３１】 図２９の固定子の要部をフロント側から見
た斜視図である。
【図３２】 図２９の固定子の要部をリヤ側から見た斜
視図である。
【図３３】 従来の車両用交流発電機の他の例を示した
固定子の斜視図である。
【符号の説明】
１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、７ 回
転子、８ 固定子、１５，８４ 固定子鉄心、１５ａ，
３６ａ スロット、１５ｂ 開口部、１６，１６Ａ 多
相固定子巻線、１６ａ フロント側のコイルエンド群、
１６ｂ リヤ側のコイルエンド群、１９ 絶縁部材、３
０ 素線、３１，４１ 第１巻線、３２，４２ 第２巻
線、３３，４３ 第３巻線、３４，４４ 第４巻線、３
６ 素鉄心、５１ ティース、７３ 内周鉄心部、７６
外周鉄心部、７５ 溶接部、７７ 突合わせ部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−187599（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−9201（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−285882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−25404（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−98722（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−98782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−60240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−81645（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−157250（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−140318（ＪＰ，Ａ) 特開2000−125512（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 15/085 H02K 3/34 H02K 15/10

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転周方向に沿ってＮＳ極を交互に形成
    する回転子と、この回転子を囲った固定子鉄心およびこ
    の固定子鉄心に装着された多相固定子巻線を有する固定
    子とを備え、前記固定子鉄心は、軸線方向に延びたスロ
    ットが周方向に所定ピッチで複数形成されているととも
    に、ストレート状の素鉄心の両端部を突合わせることで
    円環状になるとともに軸線方向に延びた突合わせ部を有
    しており、また上記多相固定子巻線は、連続線からなる
    素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折
    り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロ
    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
    れた巻線を複数有し、上記複数の巻線は、複数本の上記
    素線を同時に折り畳んで形成された少なくとも１組の素
    線群で構成され、上記素線群は、直線部がターン部によ
    り連結されて所定スロットピッチで配列され、かつ、隣
    り合う該直線部が該ターン部によりスロット深さ方向に
    内層と外層とを交互に採るようにずらされたパターンに
    形成された２本の上記素線を、互いに上記所定スロット
    ピッチずらして上記直線部を重ねて配列してなるコイル
    対が、１スロットピッチづつずらされて上記所定スロッ
    ト数と同数対配列されて構成された交流発電機の製造方
    法であって、上記スロットを有する上記素鉄心と平板状の上記素線群
    との間に帯状の素絶縁部材を載置し、上記スロット内に
    上記素線群の上記直線部を挿入することで上記固定子鉄
    心の各上記スロットと前記巻線との間に絶縁部材を介在
    させる交流発電機の製造方法。
  2. 【請求項２】 素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介
    在させた後、素絶縁部材を分断して絶縁部材を形成する
    請求項１に記載の交流発電機の製造方法。
  3. 【請求項３】 素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介
    在させている途中で、スロット間の素絶縁部材を分断し
    て絶縁部材を形成する請求項１に記載の交流発電機の製
    造方法。
  4. 【請求項４】 素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介
    在させた後、固定子鉄心の内径寸法加工時に、同時に前
    記スロット間の素絶縁部材を分断して絶縁部材を形成す
    る請求項１に記載の交流発電機の製造方法。
  5. 【請求項５】 素絶縁部材を素鉄心と素線群との間に介
    在させた後、前記素絶縁部材を樹脂で固着後に前記スロ
    ット間の素絶縁部材を分断して絶縁部材を形成する請求
    項１に記載の交流発電機の製造方法。
  6. 【請求項６】 スロットを区画するティースの先端部を
    押圧、塑性変形させるときにスロット間の素絶縁部材を
    分断して絶縁部材を形成する請求項１に記載の交流発電
    機の製造方法。
  7. 【請求項７】 絶縁部材は絶縁紙である請求項１ないし
    請求項６の何れかに記載の交流発電機の製造方法。
  8. 【請求項８】 絶縁部材は樹脂である請求項１ないし請
    求項６の何れかに記載の交流発電機の製造方法。
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