JP3448253B2

JP3448253B2 - 交流発電機

Info

Publication number: JP3448253B2
Application number: JP2000022687A
Authority: JP
Inventors: 淑人浅尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2003-09-22
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: KR100435172B1; EP1122860A2; KR20010077894A; US6396184B1; EP1122860A3; JP2001218405A

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、例えば内燃機関
により駆動される交流発電機に関し、例えば乗用車、ト
ラック等の乗り物に搭載される車両用交流発電機の固定
子構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両エンジンの静粛化が進み、エンジン
補機の低騒音化ニーズが望まれており、例えばエンジン
に取り付けられる車両用交流発電機においては、特に低
磁気騒音化のニーズが高いが、高出力化に伴い、益々磁
気騒音が拡大する傾向にある。磁気騒音は、固定子と回
転子の対向する空隙部に生じる磁気加振力により、固定
子鉄心が共振し、磁気騒音として放射されるため、発生
源である固定子の振動を抑えることが重要である。固定
子鉄心は、薄板を積層した構造であり、細長のティース
を有するので、剛性が低く、特に振動し易い形状であ
り、体格や重量を大きくせずに固定子自身の剛性向上を
するには限界があった。そこで、固定子鉄心の振動を固
定子の他の構成部材である固定子巻線によって減衰させ
ることが考えられる。即ち、固定子巻線のバネおよび減
衰要素によって固定子鉄心の振動を吸収するものだが、
下記のような製法上の問題もあり、固定子巻線のバネ要
素である硬度を管理することには困難であった。特公平
４−６１５８４号公報には、内周面にスロットが形成さ
れた固定子鉄心に軸線方向から巻線挿入装置を用いて固
定子巻線を挿入して固定子を製造する方法が示されてい
る。この例では、予め導線を星型成形して構成された固
定子巻線を円筒形状の固定子鉄心に軸線方向から強引に
挿入しており、その際に導線同士が干渉し合い、また固
定子鉄心と干渉して破損が生じてしまう虞があり、まし
てや固定子鉄心の両端面から突出した固定子巻線のコイ
ルエンドは不揃いで、所望の硬度分布を有するコイルエ
ンドを得ることができない上に、かかる挿入方式のため
に、コイルエンドに加わる機械的負荷は大きく異なるた
めに、両コイルエンド間の硬度分布にも大きな差異があ
った。

【０００３】また、本願出願人が出願した特開平９−１
０３０５２号公報には、上記公報のものと比較して固定
子鉄心に固定子巻線を装着する際の組立作業性が大幅に
向上した交流発電機の固定子の構成が示されている。図
１８はこの公報に示された交流発電機の全体斜視図であ
る。この固定子１４０は、軸方向に延びるスロット１５
０ａが周方向に等分間隔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１５０と、固定子鉄心１５０に
巻装された固定子巻線１７０とを備えている。固定子巻
線１７０は、ａ相交流巻線部１７０ａ、ｂ相交流巻線部
１７０ｂおよびｃ相交流巻線部１７０ｃからなり、銅表
面に絶縁皮膜された丸線を束ねて構成された３相交流巻
線である。なお、Ｏａ、ＯｂおよびＯｃはａ相、ｂ相及
びｃ相の口出線であり、Ｎａ、ＮｂおよびＮｃはａ相、
ｂ相及びｃ相の中性点引き出し線である。

【０００４】上記構成の固定子１４０では、図１９に示
すように、帯状の積層体１８３に、予め平坦な形状に成
形されたａ相交流巻線部１７０ａ、ｂ相交流巻線部１７
０ｂおよびｃ相交流巻線部１７０ｃを重ねるようにして
装着し、この後積層体１８３を成形装置（図示せず）に
より、円筒形状に曲げて鉄心突合わせ部１８４を溶接し
て製造している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１８に示した車両用
交流発電機の固定子１４０は、固定子鉄心１５０に固定
子巻線１７０を装着する際の組立作業性で大幅に向上す
るものの、固定子巻線１７０は、可撓性を有する丸線を
巻回して構成されており、固定子鉄心１５０の両端面か
ら突出した第１のコイルエンド１９０aおよび第２のコ
イルエンド１９０ｂでの丸線は整列されてなく不揃い
で、相互に干渉しており、特公平４ー６１５８４号公報
に記載のものと同様に、所望の硬度分布を有するコイル
エンド１９０ａ、１９０ｂを得ることができなかった。
また、第１のコイルエンド１９０ａ、第２のコイルエン
ド１９０ｂにおいて丸線は不整列で互いに干渉している
ので、積層体１８３に固定子巻線１７０を挿入した後、
円筒形に成形する際に、コイルエンド１９０ａ、１９０
ｂには機械的負荷がランダムに加わるために、コイルエ
ンド１９０ａ、１９０ｂを所望の硬度分布にすることが
できなかった。このように、所望の硬度を得ることが難
しいために、固定子鉄心１５０を挟んだ両側のコイルエ
ンド１９０ａ、１９０ｂの剛性が異なり、固定子鉄心１
５０の振動を十分に抑制できないばかりか、コイルエン
ド１９０ａ、１９０ｂの振動位相によってかえって振動
を励起させてしまうことも生じた。

【０００６】この発明は、上記の問題点を解決すること
を課題とするものであって、所望の硬度分布を有するコ
イルエンドを得ることができ、この硬度分布を利用して
固定子鉄心の振動を抑制して低騒音の交流発電機を得る
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る交流発電機は、第１のコイルエンドおよび第２のコイ
ルエンドは、導線の周方向に並んだ複数の延出部で構成
されているとともに、前記第１のコイルエンドおよび前
記第２のコイルエンドは、軸線方向に沿って異なった硬
度である硬度分布を有しており、かつその硬度分布が同
一であり、また前記導線が前記スロット内のそれぞれに
スロット深さ方向に２ｎ層ずつ配列され、さらに前記延
出部が周方向にｎ列に並んで配列されているとともに略
同一形状に形成されている。

【０００８】この発明の請求項２に係る交流発電機で
は、延出部の硬度分布は、先端部および基端部と比較し
て中間部の硬度が高い。

【０００９】この発明の請求項３に係る交流発電機で
は、延出部の硬度変化は曲げ加工硬化処理および加熱軟
化処理の少なくとも一方の処理により与えられる。

【００１０】この発明の請求項４に係る交流発電機で
は、予め曲げ加工硬化処理がされた後に、延出部の全体
が加熱軟化処理されている。

【００１１】

【００１２】

【００１３】この発明の請求項５に係る交流発電機で
は、周方向に隣り合う延出部間には空間が形成されてい
る。

【００１４】この発明の請求項６に係る交流発電機で
は、延出部には樹脂を備えている。

【００１５】

【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は図１の固定子の巻線図、図４は図１の交流発
電機の電気回路図である。なお、図２においては、各相
の口出線、中性点引き出し線は省略されている。

【００１６】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及びリヤブラケット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。

【００１７】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。

【００１８】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３相固定子巻線１６と、各スロット１５ａ内に装
着されて３相固定子巻線１６と固定子鉄心１５とを電気
的に絶縁するインシュレータ１９とを備えている。２組
の巻線アッセンブリ９０Ａ、９０Ｂを備えた３相固定子
巻線１６は、１本の導線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複数の巻
線部から構成されている。

【００１９】３相固定子巻線１６は、固定子鉄心１５の
両端面からそれぞれ突出した、第１のコイルエンドであ
るフロント側コイルエンド１６ａ、第２のコイルエンド
であるリア側コイルエンド１６ｂを有している。コイル
エンド１６ａ、１６ｂは、複数の延出部３０ａから構成
されている。同一形状の延出部３０ａは周方向に、かつ
径方向に互いに離間して２列となって整然と配列されて
いる。図１６に示すように、フロント側コイルエンド１
６ａとリア側コイルエンド１６ｂは、軸線方向の硬度分
布が同一であり、延出部３０ａの硬度分布は、先端部お
よび基端部と比較して中間部の硬度が高い。なお、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１６を２組収容するよう
に、スロット１５ａが９６箇所に等間隔に形成されてい
る。また、導線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ている。

【００２０】次に、１相分の固定子巻線部１６１の巻線
構造について図３を参照して具体的に説明する。１相分
の固定子巻線部１６１は、それぞれ１本の導線３０から
なる第１ないし第４巻線部３１〜３４から構成されてい
る。そして、第１巻線部３１は、１本の導線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。また、第２巻線部３２は、導線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。また、第３巻線部３３は、導線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１
５ａ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巻線部３４は、導線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、導線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ターン並んで配列
されている。

【００２１】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巻線部３１の
端部３１ａと、スロット番号の９１番から延出する第３
巻線部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巻線部３３の端部３３ａ
と、スロット番号の９１番から延出する第１巻線部３１
の端部３１ｂとが接合されて、２ターンの巻線部が形成
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巻線部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
部３４の端部３４ｂ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巻線部３４の端部３４ａと、ス
ロット番号の９１番から延出する第２巻線部３２の端部
３２ｂとが接合されて、２ターンの巻線部が形成されて
いる。

【００２２】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巻線部３２
の導線３０の部分が切断され、スロット番号の６７番と
７３番とから固定子鉄心１５の一端側に延出する第１巻
線部３１の導線３０の部分が切断される。そして、第１
巻線部３１の切断端３１ｃと第２巻線部３２の切断端３
２ｃとが接合されて、第１ないし第４巻線部３１〜３４
を直列接続してなる４ターンで１相分の固定子巻線部１
６１が形成されている。なお、第１巻線部３１の切断端
３１ｃと第２巻線部３２の切断端３２ｃとの接合部が渡
り結線接続部となり、第１巻線部３１の切断端３１ｄと
第２巻線部３２の切断端３２ｄとがそれぞれ口出し線
（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。同様にして、導線３
０が巻装されるスロット１５ａを１つづつずらして６相
分の固定子巻線部１６１が形成されている。そして、図
４に示されるように、固定子巻線部１６１が３相分づつ
星型結線されて２組の３相固定子巻線部１６０を形成
し、各３相固定子巻線部１６０がそれぞれ整流器１２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。

【００２３】次に、固定子８の組立方法について図５な
いし図１４を参照しつつ具体的に説明する。まず、図５
に示されるように、１２本の長尺の導線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６に矢
印で示されるように、直角方向に治具で折り畳んでゆ
き、図７に示される巻線アッセンブリ９０Ａを作製す
る。さらに、同様にして、図８に示されるように、渡り
結線および口出し線を有する巻線アッセンブリ９０Ｂを
作製する。

【００２４】なお、各導線３０は、図９に示されるよう
に、延出部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、
延出部３０ａにより、導線３０の幅（Ｗ）分ずらされて
いる。巻線アッセンブリ９０Ａ、９０Ｂは、このような
パターンに形成された２本の導線３０を図１０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
て配列された導線対が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、導線３０の端部
が巻線アッセンブリ９０Ａ、９０Ｂの両端の両側に６本
づつ延出されている。また、延出部３０ａが巻線アッセ
ンブリ９０Ａ、９０Ｂの両側部に整列されて配列されて
いる。

【００２５】導線３０は、延出部３０ａの基端部Ａおよ
び先端部Ｂで折り曲げ成形されているので、基端部Ａ、
先端部Ｂには残留ひずみ応力が生じて硬度が中間部Ｃよ
りも高い。その後、帯状の巻線アッセンブリ９０Ａ、９
０Ｂが環状に成形し易くするために、巻線アッセンブリ
９０Ａ、９０Ｂは３００℃で１０分間アニール処理が施
されるが、そのとき延出部３０ａでは、基端部Ａおよび
先端部Ｂでは残留応力が除去され、中間部Ｃよりも硬度
が低くなる、つまり軟らかくなっている。

【００２６】また、台形形状のスロット３６ａが所定の
ピッチ（電気角で３０°）で形成されたＳＰＣＣ材を所
定枚数積層し、その外周部をレーザ溶接して、図１１に
示されるように、直方体の積層体３６を作製する。

【００２７】そして、図１２の（ａ）に示されるよう
に、インシュレータ１９が積層体３６のスロット３６ａ
に装着され、２つの巻線アッセンブリ９０Ａ、９０Ｂの
各直線部を各スロット３６ａ内に重ねて押し入れる。こ
れにより、図１２の（ｂ）に示されるように、２つの巻
線アッセンブリ９０Ａ、９０Ｂが積層体３６に装着され
る。この時、導線３０の直線部３０ｂは、インシュレー
タ１９により鉄心３６と絶縁されてスロット１５ａ内に
径方向に４本並んで収納されている。また、２つの巻線
アッセンブリ９０Ａ、９０Ｂは、図１３に示されるよう
に、重なって積層体３６に装着されている。その後、積
層体３６を丸め、その端面同士を当接させて溶接して固
定子鉄心１５を得る。このとき、図１２の（ｃ）に示さ
れるように、スロット３６ａ（固定子鉄心のスロット１
５ａに相当）は略矩形断面形状となり、その開口部３６
ｂ（スロット１５ａの開口部１５ｂに相当）は直線部３
０ｂのスロット幅方向寸法より小さくなる。そして、図
３に示される結線方法に基づいて、各導線３０の端部同
士を結線して３相固定子巻線１６を形成し、図１４に示
される固定子８を得る。

【００２８】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。

【００２９】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３
相固定子巻線１６のリヤ側のコイルエンド１６ｂを冷却
し、排気孔２ｂから外部に排出される。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１
ａ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３相固定子巻線１６のフロント側のコ
イルエンド１６ａを冷却し、排気孔１ｂより外部に排出
される。

【００３０】上記構成の車両用交流発電機では、フロン
ト側のコイルエンド１６ａおよびリア側のコイルエンド
１６ｂは、周方向に並んだ複数の延出部３０ａで構成さ
れているので、コイルエンド１６ａ、１６ｂの延出部３
０ａにおいて所望の硬度を得ることが容易となる。ま
た、フロント側のコイルエンド１６ａおよびリア側のコ
イルエンド１６ｂは、軸線方向に沿って異なった硬度で
ある硬度分布をそれぞれ有しており、かつその硬度分布
が同一である。従って、３次元的に振動する固定子鉄心
１５に対しては、固定子鉄心１５の両側にある延出部３
０ａが固定子鉄心１５の振動に対する減衰作用として作
用し、振幅を抑制することができる。特に、延出部３０
ａの硬度分布は、先端部Ｂおよび基端部Ａと比較して中
間部Ｃの硬度が高いので、先端部Ｂおよび基端部Ａを振
動基点として、中間部Ｃが２次振動することになり、さ
らに効果的に固定子振動１５の振幅を抑制することがで
きる。また、この実施の形態では、２組の巻線アッセン
ブリ９０Ａ、９０Ｂで構成されており、これらの間の摩
擦によって生じる減衰効果も大きい。

【００３１】図１７は本願の発明者が実験で得られた磁
気音の特性図であり、この図から明らかのように、この
実施の形態１の交流発電機で生じた磁気音が従来例のも
のと比較して低減することが確認された。特に、固定子
鉄心１５の共振現象による特定回転数におけるピーク音
が大きく減衰されている。

【００３２】また、延出部３０ａの加工硬化処理は、導
線３０の曲げ加工時に同時に行われ、また延出部３０ａ
の加熱軟化処理も帯状の巻線アッセンブリ９０Ａ、９０
Ｂのアニール処理時に同時に行われており、延出部３０
ａの硬度調整のためにわざわざ加工硬化処理工程、加熱
軟化処理工程を設ける必要性はない。また、この実施の
形態１では、予め曲げ加工硬化処理がされた後に、延出
部の全体が加熱軟化処理されており、加熱軟化処理によ
る硬度低減が特に加工硬化処理を施した基端部Ａおよび
先端部Ｂで大きい。従って、この特性を利用することに
よって、延出部３０の所定の箇所での硬度を容易に低く
することができる。

【００３３】また、スロット１５ａ間を画成して剛性の
低いティースから延出部３０ａが固定子鉄心１５の両端
面から軸線方向にそれぞれ突出しているが、各延出部３
０ａは略同一形状に形成されているので、コイルエンド
１６ａ、１６ｂの延出部３０ａにおいて固定子鉄心１５
の振動を抑制するのに適した所望の硬度分布を得ること
が容易となる。また、コイルエンド１６ａ、１６ｂの先
端面では凹凸が少なくなり、ケース３内のスペース効率
に優れ、また漏れインダクタンスが等しく、安定した出
力が得られる。さらに、コイルエンド１６ａ、１６ｂで
は全周に渡ってほぼ等しく発熱し、３相固定子巻線１６
の高温化を抑制することができる。

【００３４】また、周方向に隣り合う延出部３０ａ間に
は空間が形成されているので、基端部Ａおよび先端部Ｂ
を振動基点として中間部Ｃは隣接した延出部３０ａと干
渉されることなく振動でき、延出部３０ａは固定子鉄心
１５の振動を確実に抑制することができる。また、コイ
ルエンド１６ａ、１６ｂではファン５からの冷却風が均
一に通風し、冷却性が向上されるとともに、通風抵抗が
周方向に均一化され、風騒音が低減される。

【００３５】実施の形態２．図１５はこの発明の実施の
形態２の車両用交流発電機の固定子８Ｂの斜視図であ
り、実施の形態１の固定子８のコイルエンド１６ａ、１
６ｂを絶縁性樹脂２５で一体にモールドした点が異な
る。絶縁性樹脂２５は、熱伝導率が０．５（Ｗ/mk）の
エポキシ樹脂（主剤）と熱伝導率が３．５（Ｗ/mk）の
アルミナとを１：４の割合で混合したものである。な
お、この図では各相の口出し線、中性点引き出し線は省
略されている。この実施の形態では、コイルエンド１６
ａ、１６ｂには振動減衰率が大きな絶縁性樹脂２５が設
けられているので、固定子鉄心１５の振動は大きく抑制
され、磁気音を低減することができる。特に、延出部３
０ａ間の絶縁性樹脂２５が磁気音の低減に大きく寄与し
ている。また、延出部３０ａ間の絶縁性樹脂は、延出部
３０ａ間での絶縁性をも大幅に向上させている。

【００３６】なお、上記各実施の形態では、導線３０が
４ターンの３相固定子巻線１６について説明したが、更
に低速で高出力が要求される場合は、例えば導線のター
ン数を６ターン、８ターンとし、コイルエンドの延出部
を周方向に３列、４列になるようにしてもよい。このよ
うな構成では、巻線アッセンブリ間の摩擦減衰が更に向
上する。また、上記各実施の形態では、１６極の磁極数
に対して、固定子のスロット数を９６スロットとした
が、１２極の磁極数に対しては、３相で７２個のスロッ
ト、２０極の磁極数に対しては１２０のスロットを採用
してもよい。また、毎極毎相１の場合は、１６極の磁極
数でスロット数４８、１２極の磁極数でスロット数３
６、２０極の磁極数でスロット数６０でもよい。このよ
うな多スロット化すると、固定子鉄心の剛性が低くなる
が、延出部の数も多くなるため、本発明には好適であ
る。また、延出部の硬度変化は曲げ加工硬化処理および
加熱軟化処理の何れか一方を採用することでも達成でき
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る交流発電機によれば、第１のコイルエンドおよ
び第２のコイルエンドは、導線の周方向に並んだ複数の
延出部で構成されているので、第１のコイルエンドおよ
び第２のコイルエンドの延出部における硬度管理が容易
となり、所望の硬度分布を得ることができる。また、第
１のコイルエンドおよび第２のコイルエンドは、軸線方
向に沿って異なった硬度である硬度分布を有しており、
かつその硬度分布が同一であるので、固定子鉄心の両側
にある高密度の延出部が固定子鉄心の振動に対する減衰
作用として作用し、振幅を抑制することができ、磁気音
を大幅に低減することができる。また、導線がスロット
内のそれぞれにスロット深さ方向に２ｎ層ずつ配列さ
れ、延出部が周方向にｎ列に並んで配列されているの
で、ｎ列に配列された高密度の延出部で固定子鉄心の振
動はより抑制され、より磁気音を低減することができ
る。また、コイルエンドの軸線方向の寸法を小さくする
ことができ、スペース効率を高めることができる。ま
た、延出部が周方向に２列以上並ぶ場合は、互いの延出
部間で生じる摩擦によって減衰力が増し、更に磁気騒音
を低減することができる。また、各延出部が、略同一形
状に形成されているので、コイルエンドの各延出部どう
しの硬度分布が均等になり延出部の硬度管理がより容易
となり、固定子鉄心の振動を抑制するに適した所望の硬
度分布をより容易に得ることができる。また、コイルエ
ンドの先端面では凹凸が少なくなり、スペース効率に優
れ、また漏れインダクタンスが等しく、安定した出力が
得られる。さらに、コイルエンドでは全周に渡ってほぼ
等しく発熱し、多相固定子巻線の高温化を抑制すること
ができる。

【００３８】また、この発明の請求項２に係る交流発電
機によれば、延出部の硬度分布は、先端部および基端部
と比較して中間部の硬度が高いので、先端部および基端
部を振動基点として、中間部が２次振動することにな
り、さらに固定子振動の振幅をより抑制することがで
き、磁気音をより大幅に低減することができる。

【００３９】また、この発明の請求項３に係る交流発電
機によれば、延出部の硬度変化は曲げ加工硬化処理およ
び加熱軟化処理の少なくとも一方の処理で与えられるの
で、延出部の所望の硬度を簡単に得ることができる。

【００４０】また、この発明の請求項４に係る交流発電
機によれば、予め曲げ加工硬化処理した後に、延出部の
全体が加熱軟化処理されているので、延出部の加工硬化
処理は、導線の曲げ加工時に同時に行うことができ、ま
た延出部の加熱軟化処理も導線全体のアニール処理時に
同時に行うことができ、延出部の硬度調整のために加工
硬化処理工程、加熱軟化処理工程をわざわざ設ける必要
性がない。

【００４１】

【００４２】

【００４３】また、この発明の請求項５に係る交流発電
機によれば、周方向に隣り合う延出部には空間が形成さ
れているので、延出部は隣接した延出部に干渉されるこ
となく振動でき、延出部は固定子鉄心の振動抑制に確実
に寄与する。また、コイルエンドでは冷却風が均一に通
風し、冷却性が向上するとともに、通風抵抗が周方向に
均一化され、風騒音が低減される。

【００４４】また、この発明の請求項６に係る交流発電
機によれば、延出部には樹脂を備えているので、振動減
衰率の大きな絶縁性樹脂で固定子鉄心の振動は大きく抑
制され、特に各延出部間の絶縁性樹脂による減衰効果に
よって磁気音が大幅に低減される。また、延出部間での
絶縁性が大幅に向上する。

【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
電機の構成を示す断面図である。

【図２】図１の車両用交流発電機の固定子を示す斜視
図である。

【図３】図１の固定子の巻線図である。

【図４】図１の車両用交流発電機の回路図である。

【図５】図１の車両用交流発電機の３相固定子巻線の
製造途中の図である。

【図６】図１の車両用交流発電機の３相固定子巻線の
製造途中の図である。

【図７】図１の車両用交流発電機の３相固定子巻線を
構成する巻線アッセンブリの平面図である。

【図８】図１の車両用交流発電機の３相固定子巻線を
構成する巻線アッセンブリの平面図である。

【図９】図１の車両用交流発電機の３相固定子巻線を
構成する導線の要部を示す斜視図である。

【図１０】図１の車両用交流発電機の３相固定子巻線
を構成する導線の配列を説明する図である。

【図１１】図１の車両用交流発電機の固定子鉄心の構
造を説明する図である。

【図１２】図１の車両用交流発電機の固定子の製造工
程を説明する工程断面図である。

【図１３】図１の車両用交流発電機の３相固定子巻線
が積層体に装着された状態を示す平面図である。

【図１４】図１の車両用交流発電機の固定子の断面図
である。

【図１５】この発明の実施の形態２の固定子の斜視図
である。

【図１６】コイルエンドの硬度分布図である。

【図１７】磁気音特性図である。

【図１８】従来の車両用交流発電機の固定子の斜視図
である。

【図１９】図１８の固定子の製造途中の斜視図であ
る。

【符号の説明】７回転子、８８Ｂ固定子、１５固定子鉄心、１５
ａスロット、１５ｂ開口部、１６３相固定子巻線、
１６ａフロント側コイルエンド（第１のコイルエン
ド）、１６ｂリヤ側コイルエンド（第２のコイルエン
ド）、２５絶縁性樹脂、３０導線、３０ａ延出
部、Ａ基端部、Ｂ先端部、Ｃ中間部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−205573（ＪＰ，Ａ) 特開平11−187599（ＪＰ，Ａ) 特開平11−234933（ＪＰ，Ａ) 特開平11−164504（ＪＰ，Ａ) 特開平11−346448（ＪＰ，Ａ) 特開平11−75351（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−41736（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 3/04 H02K 15/04 H02K 19/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転周方向に沿ってＮ極、Ｓ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、前記多相固定子巻線は、導線が前記固定子鉄心の両端面
側のスロット外で折り返されて第１のコイルエンドおよ
び第２のコイルエンドが形成されているとともに、所定
スロット数毎に前記スロット内でスロット深さ方向に内
層と外層とが交互に採るように構成された固定子巻線部
を含む交流発電機であって、前記第１のコイルエンドおよび前記第２のコイルエンド
は、前記導線の周方向に並んだ複数の延出部で構成され
ているとともに、前記第１のコイルエンドおよび前記第
２のコイルエンドは、軸線方向に沿って異なった硬度で
ある硬度分布を有しており、かつその硬度分布が同一で
あり、また前記導線が前記スロット内のそれぞれにスロット深
さ方向に２ｎ層ずつ配列され、さらに前記延出部が周方
向にｎ列に並んで配列されているとともに略同一形状に
形成されている交流発電機。
【請求項２】延出部の硬度分布は、延出部の先端部お
よび基端部と比較して中間部の硬度が高い請求項１に記
載の交流発電機。
【請求項３】延出部の硬度変化は曲げ加工硬化処理お
よび加熱軟化処理の少なくとも一方の処理により与えら
れる請求項１または請求項２に記載の交流発電機。
【請求項４】予め曲げ加工硬化処理がされた後に、延
出部の全体が加熱軟化処理されている請求項３に記載の
交流発電機。
【請求項５】周方向に隣り合う延出部間には空間が形
成されている請求項１ないし請求項４の何れかに記載の
交流発電機。
【請求項６】延出部には樹脂を備えている請求項１な
いし請求項５の何れかに記載の交流発電機。