JP3566665B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用交流発電機の固定子に関し、特に固定子巻線を構成する導体線の接合部における冷却性を改善する固定子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２４は従来の車両用交流発電機を示す縦断面図、図２５は従来の車両用交流発電機に実装される固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図である。図２６は従来の車両用交流発電機に実装される固定子の固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図であり、図中実線はリヤ側の配線状態を示し、点線はフロント側の配線状態を示し、黒丸は接合部を示している。図２７は従来の車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図、図２８は従来の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図、図２９は従来の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。なお、図２４では、コイルエンドの形状が模式的に表されている。
【０００３】
従来の車両用交流発電機は、図２４に示されるように、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、この回転子７の軸方向両端部に固定されたファン５と、回転子７を包囲するようにケース３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て回転子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の表面に摺動する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納するブラシホルダ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に取り付けられて、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。
【０００４】
そして、回転子７は、電流を流して磁束を発生する界磁巻線１３と、この界磁巻線１３を覆うように設けられ、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とを備えている。一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ最外径面形状を略台形形状とする爪状磁極２２、２３が外周縁部に周方向に等角ピッチで突設されてなり、これらの爪状磁極２２、２３を噛み合わせるように対向させてシャフト６に固着されている。
また、固定子８は、円筒状の固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６とから構成されている。そして、固定子８は、爪状磁極２２、２３の外周面と固定子鉄心１５の内周面との間に均一なエアギャップを形成するようにフロントブラケット１とリヤブラケット２とに挟持されている。
【０００５】
ここで、固定子巻線１６の具体的構造について図２５および図２７を参照しつつ説明する。
まず、導体セグメント３０が、絶縁被膜が被覆された短尺の断面円形の銅線材を略Ｕ字状に折り曲げて作製される。この導体セグメント３０は、図２５に示されるように、一対の直線部３０ａがターン部３０ｂにより連結された略Ｕ字状に構成されている。
また、スロット１５ａが所定ピッチに形成された長尺の磁性鋼薄板を所定枚積層し、スロット１５ａの開口を内周側に向けて円環状に折り曲げ、円環状の両端面を溶接して、固定子鉄心１５が作製される。この固定子鉄心１５には、溝方向を軸方向とするスロット１５ａが毎極毎相当たり２の割合で形成されている。即ち、スロット１５ａが固定子鉄心１５の内周側に周方向に９６個配列され、回転子７の磁極数は１６極である。
なお、説明の便宜上、各スロット１５ａには、図２６に示されるように、１番から３６番のスロット番号を付し、各スロット１５ａ内の導体セグメント３０の収納位置を内周側から１番地、２番地、３番地および４番地とする。
【０００６】
そして、導体セグメント３０が、固定子鉄心１５のフロント側から６スロット離れた各スロット対（スロット番号ｎ番と（ｎ＋６）番とのスロット対）に２本づつ挿入される。この時、各スロット対において、１本の導体セグメント３０が、ｎ番のスロット１５ａ内の１番地と、（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の２番地とに挿入され、もう１本の導体セグメント３０が、ｎ番のスロット１５ａ内の３番地と、（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の４番地とに挿入される。そして、各スロット対の１番地と２番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部側が図２６中時計回り方向に曲げられ、各スロット対の３番地と４番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部側が図２６中反時計回り方向に曲げられる。ここで、４本の直線部３０ａが径方向に１列に並んで各スロット１５ａ内に収納されている。
【０００７】
ついで、スロット番号ｎ番のスロット１５ａ内の１番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとスロット番号（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の４番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとを径方向に重ねて溶接等により接合する。同様に、スロット番号ｎ番のスロット１５ａ内の２番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとスロット番号（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の３番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとを径方向に重ねて溶接等により接合する。これにより、６スロット毎のスロット１５ａに巻回された２ターンの重ね巻き巻線が２つ形成される。
【０００８】
ここで、固定子鉄心１５のリヤ側では、各スロット対における１番地と４番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士の遠隔番地接合部３１_１−４が、図２７乃至図２９に示されるように、２番地と３番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士の近接番地接合部３１_２−３を取り囲んでいる。これにより、２つの接合部３１_１−４、３１_２−３が軸方向に２層に配列されている。
一方、固定子鉄心１５のフロント側では、各スロット対における１番地と２番地とからフロント側に延出する導体セグメント３０のターン部３０ｂと、３番地と４番地とからフロント側に延出する導体セグメント３０のターン部３０ｂとが、径方向に重なって配列されている。
【０００９】
ついで、例えば９１番のスロット１５ａの２番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃと、１番のスロット１５ａの４番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとを接合する。これにより、図２６に示されるように、２ターンの重ね巻き巻線を直列に接続してなる４ターンの１相巻線１６１が作製される。そして、９１番のスロット１５ａの１番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃが、１相巻線１６１の口出し線（Ｏ）となり、１番のスロット１５ａの３番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃが、１相巻線１６１の中性点引き出し線（Ｎ）となる。
【００１０】
ここで、図２６には、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装された１相巻線１６１のみが示されているが、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群、スロット番号５番、１１番・・・９５番、スロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群にも同様に１相巻線１６１が巻装されている。
そして、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群およびスロット番号５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６１の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６１をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。同様に、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群およびスロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６１の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６１をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。そして、このように構成された２つの３相交流巻線からなる固定子巻線１６が固定子鉄心１５に巻装されて固定子８を得る。
【００１１】
このように作製された固定子８は、車両用交流発電機に搭載され、２つの３相交流巻線がそれぞれ異なる整流器１２に接続されている。そこで、２つの３相交流巻線の出力は、それぞれの整流器１２で３相全波整流された後、合成されて出力される。
【００１２】
このように構成された固定子８においては、図２７乃至図２９に示されるように、導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士の遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３が、軸方向に２層となって周方向に所定ピッチで配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。なお、図示していないが、導体セグメント３０のターン部３０ｂが、径方向に所定距離離れて１列に並んで、周方向に２列となって所定ピッチで配列されてフロント側のコイルエンド群１６ｆを構成している。
【００１３】
このように構成された車両用交流発電機では、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリング９を通じて界磁巻線１３に電流が供給されて磁束が発生する。この磁束により、ポールコア２０の爪状磁極２２がＮ極に着磁され、ポールコア２１の爪状磁極２３がＳ極に着磁される。
一方、エンジンによってプーリ４が駆動され、シャフト６によって回転子７が回転される。この回転子７の回転により、回転磁界が固定子鉄心１５に与えられ、固定子巻線１６に起電力が発生する。そして、固定子巻線１６に発生した交流の起電力が整流器１２により直流に整流されるとともに、その出力電圧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。
【００１４】
ここで、界磁巻線１３、固定子巻線１６、整流器１２およびレギュレータ１８は、発電中、常に発熱している。
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、１ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の軸方向端面に穿設され、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の径方向側面に固定子巻線１６のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒに相対するように穿設されている。
これにより、回転子７の回転に伴ってファン５が回転駆動され、外気が吸気孔１ａ、２ａからケース３内に吸気されて軸方向に回転子７側に流れ、ついでファン５により遠心方向に曲げられ、その後コイルエンド群１６ｆ、１６ｒを横切って排気孔１ｂ、２ｂから外部に排気される冷却風流路が形成される。また、回転子７のフロント側およびリヤ側の圧力差に起因して、フロント側から回転子７内を通ってリヤ側に流れる冷却風流路が形成される。
【００１５】
その結果、固定子巻線１６で発生した熱がコイルエンド群１６ｆ、１６ｒから冷却風に放熱されて、固定子８の温度上昇が抑えられる。また、整流器１２およびレギュレータ１８で発生した熱がヒートシンク１２ａ、１７を介して冷却風に放熱されて、整流器１２およびレギュレータ１８の温度上昇が抑えられる。さらに、界磁巻線１３で発生した熱が回転子７内を流れる冷却風に放熱されて、回転子７の温度上昇が抑えられる。
【００１６】
上述の従来の固定子８においては、多数本の導体セグメント３０を固定子鉄心１５に装着し、導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士を接合して固定子巻線１６を作製しているので、接合箇所が多数となり、固定子巻線１６の組立性が著しく低下してしまうという問題があった。また、溶接により導体セグメント３０の接合部３１_１−４、３１_２−３が軟化して、固定子巻線１６の剛性が低下してしまう。これにより、固定子８としての剛性が低下してしまい、固定子８を車両用交流発電機に搭載した場合、磁気騒音が大きくなってしまうという問題がある。
このような問題を解決するために、連続導体線を用いて固定子巻線を作製して固定子巻線の接合箇所を削減し、固定子巻線の組立性を向上させ、かつ、溶接による固定子巻線の剛性の低下を抑えることができる固定子巻線構造が、本出願人により例えば特開平１１−３６１２８６号公報に提案されている。
【００１７】
ついで、連続導体線で作製した固定子巻線を用いた従来の固定子構造について説明する。
図３０は従来の車両用交流発電機の他の例を示す断面図、図３１は従来の車両用交流発電機に実装される固定子の固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図であり、図中実線はリヤ側の配線状態を示し、点線はフロント側の配線状態を示し、黒丸は接合部を示している。図３２は従来の車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図、図３３は従来の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図、図３４は従来の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。なお、図３０では、コイルエンドの形状が模式的に表されている。
【００１８】
図３０において、固定子８Ａは、連続導体線３２で作製された固定子巻線１６Ａを固定子鉄心１５に巻装されたものである。
【００１９】
ここで、固定子巻線１６Ａの１相巻線１６２の巻線構造について図３１を参照しつつ具体的に説明する。なお、連続導体線３２は、絶縁被覆された断面矩形の銅線から作製されている。
１相巻線１６２は、それぞれ１本の連続導体線３２からなる第１乃至第６の巻線３４〜３９から構成されている。そして、第１巻線３４は、１本の連続導体線３２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２番地と１番地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３５は、連続導体線３２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１番地と２番地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３６は、連続導体線３２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４番地と３番地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３７は、連続導体線３２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３番地と４番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。第５巻線３８は、連続導体線３２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６番地と５番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。第６巻線３９は、連続導体線３２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５番地と６番地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、連続導体線３２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６本並んで配列されている。
【００２０】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の１番の１番地から延出する第２巻線３５の端部３５ａと、スロット番号の９１番の６番地から延出する第６巻線３９の端部３９ｂとが接合され、スロット番号の１番の３番地から延出する第４巻線３７の端部３７ａと、スロット番号の９１番の２番地から延出する第２巻線３５の端部３５ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の５番地から延出する第６巻線３９の端部３９ａと、スロット番号の９１番の４番地から延出する第４巻線３７の端部３７ｂとが接合されて、第２、第４および第６巻線３５、３７、３９が直列に接続されてなる３ターンの波巻き巻線が形成されている。
【００２１】
また、固定子鉄心１５のフロント側において、スロット番号の１番の２番地から延出する第１巻線３４の端部３４ａと、スロット番号の９１番の３番地から延出する第３巻線３６の端部３６ｂとが接合され、スロット番号の１番の４番地から延出する第３巻線３６の端部３６ａと、スロット番号の９１番の５番地から延出する第５巻線３８の端部３８ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の６番地から延出する第５巻線３８の端部３８ａと、スロット番号の９１番の１番地から延出する第１巻線３４の端部３４ｂとが接合されて、第１、第３および第５巻線３４、３６、３８が直列に接続されてなる３ターンの波巻き巻線が形成されている。
【００２２】
さらに、スロット番号の４９番と５５番とから固定子鉄心１５のリヤ側に延出する第１巻線３４の連続導体線３２の部分が切断され、スロット番号の５５番と６１番とから固定子鉄心１５のリヤ側に延出する第２巻線３５の連続導体線３２の部分が切断される。そして、第１巻線３４の切断端３４ｃと第２巻線３５の切断端３５ｃとが接合されて、第１乃至第６巻線３４〜３９を直列接続してなる６ターンの１相巻線１６２が形成されている。
なお、第１巻線３４の切断端３４ｄと第２巻線３５の切断端３５ｄとがそれぞれ１相巻線１６２の口出し線（Ｏ）および中性点引き出し線（Ｎ）となる。
【００２３】
ここで、図３１には、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装された１相巻線１６２のみが示されているが、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群、スロット番号５番、１１番・・・９５番、スロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群にも同様に１相巻線１６２が巻装されている。
そして、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群およびスロット番号５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６２の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６２をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。同様に、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群およびスロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６２の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６２をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。そして、このように構成された２つの３相交流巻線からなる固定子巻線１６Ａが固定子鉄心１５に巻装されて固定子８Ａを得る。
そして、各３相交流巻線がそれぞれ整流器１２に接続され、各整流器１２の直流出力が並列に接続されて合成される。
【００２４】
このように構成された固定子８Ａにおいては、図３２乃至図３４に示されるように、連続導体線３２のターン部３２ａが、径方向に互いに所定距離離れて１列に並んで、周方向に３列となって所定ピッチで配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。そして、コイルエンド群１６ｒの連続導体線３２の結線部（連続導体線３２の端部同士を接合する部位）において、６スロット離れたスロット対の２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、同じスロット対の４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とが径方向に並び、同じスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の遠隔番地接合部３１_１−６が径方向に並ぶ２つの近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５を取り囲むように配置されている。そして、このように構成された３つの接合部３１_２−３、３１_４−５、３１_１−６の組が周方向に１スロットピッチで６組配列されている。
なお、フロント側のコイルエンド群１６ｆも同様に構成されている。
【００２５】
ここで、第１乃至第６巻線３４〜３９を構成するそれぞれの連続導体線３２は、１つのスロット１５ａから固定子鉄心１５の端面側に延出し、折り返されて６スロット離れたスロット１５ａに入るように波巻きに巻装されている。そして、それぞれの連続導体線３２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。
固定子鉄心１５の端面側に延出して折り返された連続導体線３２のターン部３２ａがコイルエンドを形成している。そこで、固定子鉄心１５の両端において、ほぼ同一形状に形成されたターン部３２ａが周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、３列となって周方向に整然と配列されてコイルエンド群１６ｆ、１６ｒを形成している。
【００２６】
ついで、従来の固定子８Ａの固定子巻線１６Ａに適用される巻線アッセンブリの構造について、図３５乃至図３７を参照しつつ説明する。
図３５は例えば特開平１１−３６１２８６号公報に記載された固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを示す図であり、図３５の（ａ）はその端面図、図３５の（ｂ）はその側面図である。図３６は図３５に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の要部を示す斜視図、図３７は図３５に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の配列状態を説明する図である。
【００２７】
巻線アッセンブリ３３は、絶縁被覆された断面矩形の銅線からなる連続導体線３２を平面上に１スロットピッチに１２本配列し、１２本の連続導体線３２を同時に折り畳んで形成されている。
これにより、各連続導体線３２は、図３６に示されるように、ターン部３２ａで連結された直線部３０ｂが６スロットピッチ（６Ｐ）で配列された平面上パターンに折り曲げ成形されている。また、隣り合う直線部３２ｂが、ターン部３２ａにより直線部３０ｂの配列方向と直交する方向に連続導体線３２の幅（ｗ）分ずらされている。そして、このようなパターンに形成された２本の連続導体線３２を図３７に示されるように６スロットピッチずらして直線部３２ｂを重ねて配列してなる連続導体線３２の対が、１スロットピッチづつずらして６対配列されて図３５に示される巻線アセンブリ３３を構成している。
【００２８】
このように構成された３個の巻線アッセンブリ３３が、直線部３２ｂの各対を各スロット１５ａ内に挿入するようにして径方向に重ねて固定子鉄心１５に巻装される。そして、巻線アセンブリ３３の各連続導体線３２の両端を図３１に示される結線方法に基づいて接合することにより、固定子巻線１６Ａが固定子鉄心１５に巻装してなる固定子８Ａを得る。
【００２９】
このように構成された従来の固定子８Ａにおいては、連続導体線３２で作製された巻線アッセンブリ３３を固定子鉄心１５に装着し、連続導体線３２の端部同士を接合して固定子巻線１６Ａを作製しているので、従来の固定子８に比べて、接合箇所が著しく削減され、固定子巻線１６Ａの組立性が著しく向上される。また、溶接により接合部３１_１−６、３１_２−３、３１４_４−５が軟化しても、接合部の個数が少ないので、固定子巻線１６Ａの剛性の低下が抑えられる。これにより、固定子８Ａとしての剛性の低下が抑えられ、固定子８Ａを車両用交流発電機に搭載した場合、磁気騒音の増大が抑制できることになる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用交流発電機に適用される固定子８においては、以上述べたように、略Ｕ字状に成形された導体セグメント３０が６スロット離れた各スロット対に２本づつ挿入され、導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士を接合して固定子巻線１６を作製している。また、固定子８Ａにおいては、複数本の連続導体線３２が６スロット毎のスロット１５ａに内層と外層とを交互に採るように波状に巻回され、連続導体線３２の端部同士を接合して、固定子巻線１６Ａを作製している。
ここで、導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士の接合および連続導体線３２の端部同士の接合は、ティグ溶接等により行われており、接合部３１は接合時の不純物の混入に起因して抵抗値の上昇を伴う。そこで、固定子巻線１６、１６Ａに通電時、接合部３１における発熱が最も大きくなってしまう。また、接合部３１は絶縁被膜が除去されており、ブラケット１、２と接合部３１との間の電気的絶縁性、および、接合部３１同士の電気的絶縁性を確保する必要がある。
【００３１】
従来の固定子８においては、遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３が、軸方向に２層に重なって、周方向に所定ピッチで配列されてリヤ側コイルエンド群１６ｒを構成しているので、リヤ側コイルエンド群１６ｒの軸方向高さが高くなるとともに、近接番地接合部３１_２−３が遠隔番地接合部３１_１−４に遮蔽されてファン５から送風される冷却風に曝されにくくなる。これにより、固定子８の小型化が図られなくなるとともに、固定子巻線１６の冷却性が悪化するという課題があった。
そして、この固定子８を搭載した車両用交流発電機においては、下記の問題が生じる。
まず、固定子８の大型化にともない、車両用交流発電機が大型化してしまう。また、遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３とリヤブラケット２との電気的絶縁性を確保するために、両者間の隙間を確保する必要があり、コイルエンド群１６ｒの軸方向高さが高くなることは、車両用交流発電機の更なる大型化をもたらすことになる。さらに、通風抵抗の増加をもたらし、冷却風の風量が減少してしまうとともに、風音が増加してしまう。
さらに、近接番地接合部３１_２−３が遠隔番地接合部３１_１−４に遮蔽されてファン５から送風される冷却風に曝されにくくなり、近接番地接合部３１_２−３の温度度が上昇し、導体セグメント３０の絶縁被膜の劣化をもたらし、導体セグメント３０間の絶縁不良を発生させる恐れがあるとともに、出力低下をもたらすことになる。
【００３２】
また、従来の固定子８Ａの結線部においては、スロット１５ａ内の２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、スロット１５ａ内の４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とが径方向に並び、スロット１５ａ内の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合する遠隔番地接合部３１_１−６が径方向に並んだ２つの近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の外周側を取り囲むように構成されているので、結線部の軸方向高さが高くなるとともに、近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５が遠隔番地接合部３１_１−６に遮蔽されてファン５から送風される冷却風に曝されにくくなる。これにより、固定子８Ａの小型化が図られなくなるとともに、固定子巻線１６Ａの冷却性が悪化するという課題があった。
【００３３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、所定スロット離れたスロット対から延出する導体線の接合において、スロット対の３番地以上離れた番地から延出する導体線の端部同士を接合し（遠隔番地接合部）、スロット対の２番地以下離れた導体線の端部同士を接合し（近接番地接合部）、かつ、遠隔番地接合部を近接番地接合部に対して周方向にずらし、コイルエンド群の軸方向高さを低くし、かつ、遠隔番地接合部による近接番地接合部の遮蔽をなくし、優れた冷却性を有する小型の車両用交流発電機の固定子を得ることを目的とする。
【００３４】
【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の固定子は、軸方向に延びるスロットが周方向に複数設けられた環状の固定子鉄心と、上記スロットに装着された固定子巻線とを備えた回転電機の固定子において、上記固定子巻線は、上記スロット内の内径側から外径側に１列に並ぶ１番地からｍ番地（ｍ≧４）の各収納位置に収納されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対の上記スロット内の異なる番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で直列に接続するコイルエンドとから構成された複数の巻線を有し、上記コイルエンドは、上記スロット対の上記スロット内の３番地以上離れた番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で接合する遠隔番地接合部と、上記スロット対の上記スロット内の２番地以下離れた番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で接合する近接番地接合部とを有し、上記遠隔番地接合部が上記近接番地接合部に対して周方向に離間して配設されているものである。
【００３５】
また、上記巻線のそれぞれは、Ｕ字状に成形された複数の導体セグメントを上記スロット対の上記スロット内の異なる番地に挿入し、上記スロット対の上記スロット内の異なる番地から上記スロット外に延出する異なる上記導体セグメントの開放端部同士を接合して構成され、上記導体セグメントの開放端部同士の接合部が、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部とから構成されているものである。
【００３６】
また、上記導体セグメントの開放端部同士の接合部が上記固定子鉄心の一端側に周方向に配列されているものである。
【００３７】
また、上記巻線のそれぞれは、１本の連続導体線を上記所定スロット数毎の上記スロットに異なる番地を採るように巻装して構成され、上記コイルエンドは、上記スロット対の上記スロット内の異なる上記スロット収納部を上記スロット外で連結する上記連続導体線のターン部と、上記スロット対の上記スロット内の異なる上記スロット収納部を上記スロット外で連結する上記連続導体線の端部同士の接合部とから構成され、上記連続導体線の端部同士の接合部が、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部とから構成されているものである。
【００３８】
また、上記複数の巻線は、複数本の上記連続導体線を同時に折り畳んで形成された巻線アッセンブリがスロット深さ方向に２層以上に重ねられて上記固定子鉄心に巻装されて構成され、上記巻線アッセンブリのそれぞれは、直線部がターン部により連結されて上記所定スロット数のピッチで配列され、かつ、隣り合う該直線部が該ターン部により上記スロット内の異なる番地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本の上記連続導体線を、互いに上記所定スロット数のピッチずらして上記直線部を上記スロット深さ方向に重ねて配列してなる連続導体線対が、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ているものである。
【００３９】
また、上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部がそれぞれ周方向に隣接する上記近接番地接合部の間に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして配置されているものである。
【００４０】
また、上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部が周方向に配列された上記近接番地接合部の群の周方向の一側に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして周方向に配列されているものである。
【００４１】
また、上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部が周方向に配列された上記近接番地接合部の群の周方向の両側に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして周方向に配列されているものである。
【００４２】
また、上記近接番地接合部が周方向に少なくとも１列に配列されており、上記遠隔番地接合部の径方向位置が周方向に配列されている上記近接番地接合部の少なくとも１つの列に一致しているものである。
【００４３】
また、上記遠隔番地接合部は、上記スロット収納部の延出部同士が直接接合されて形成されているものである。
【００４４】
また、上記遠隔番地接合部は、上記スロット収納部の延出部同士が金属接続端子を介して接合されて形成されているものである。
【００４５】
また、上記遠隔番地接合部間、上記近接番地接合部間、および、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部との間の少なくともいずれかに絶縁材が介装されているものである。
【００４６】
【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はこの発明の実施の形態１に係る固定子を実装した車両用交流発電機を示す縦断面図である。図２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おける固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図であり、図中実線はリヤ側の配線状態を示し、点線はフロント側の配線状態を示し、黒丸は接合部を示している。図３はこの発明の実施の形態１に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図、図４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のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図、図５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のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。なお、各図において、図２４乃至図３６に示した従来例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。また、図１では、コイルエンドの形状が模式的に表されている。
【００４７】
この実施の形態１による固定子８０では、従来の固定子８と同様に、導体セグメント３０および固定子鉄心１５が用いられる。そして、固定子鉄心１５には、溝方向を軸方向とするスロット１５ａが毎極毎相当たり２の割合で形成されている。即ち、スロット１５ａが固定子鉄心１５の内周側に周方向に９６個配列され、回転子７の磁極数は１６極である。また、説明の便宜上、各スロット１５ａには、図２に示されるように、１番から９６番のスロット番号を付し、各スロット１５ａ内の導体セグメント３０の収納位置を内周側から１番地、２番地、３番地および４番地とする。
【００４８】
まず、固定子８０における固定子巻線８１の具体的構造について説明する。
導体セグメント３０が、固定子鉄心１５のフロント側から６スロット離れた各スロット対（スロット番号ｎ番と（ｎ＋６）番とのスロット対）に２本づつ挿入される。この時、各スロット対において、１本の導体セグメント３０が、ｎ番のスロット１５ａ内の１番地と、（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の２番地とに挿入され、もう１本の導体セグメント３０が、ｎ番のスロット１５ａ内の３番地と、（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の４番地とに挿入される。そして、各スロット対の１番地と２番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部側が図２６中時計回り方向に曲げられ、各スロット対の３番地と４番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部側が図２６中反時計回り方向に曲げられる。ここで、スロット収納部としての４本の直線部３０ａが径方向に１列に並んで各スロット１５ａ内に収納されている。
【００４９】
ついで、スロット番号ｎ番のスロット１５ａ内の１番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとスロット番号（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の４番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとを径方向に重ねて溶接等により接合する。同様に、スロット番号ｎ番のスロット１５ａ内の２番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとスロット番号（ｎ＋６）番のスロット１５ａ内の３番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとを、１番地と４番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士の接合部３１に対して周方向にずらして、径方向に重ねて溶接等により接合する。これにより、６スロット毎のスロット１５ａに巻回された２ターンの重ね巻き巻線が２つ形成される。
【００５０】
ついで、９１番のスロット１５ａの２番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃと、１番のスロット１５ａの４番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃとを接合する。これにより、図２に示されるように、２ターンの重ね巻き巻線を直列に接続してなる４ターンの１相巻線１６１が作製される。そして、９１番のスロット１５ａの１番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃが、１相巻線１６１の口出し線（Ｏ）となり、１番のスロット１５ａの３番地からリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃが、１相巻線１６１の中性点引き出し線（Ｎ）となる。
【００５１】
ここで、図２には、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装された１相巻線１６１のみが示されているが、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群、スロット番号５番、１１番・・・９５番、スロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群にも同様に１相巻線１６１が巻装されている。
そして、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群およびスロット番号５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６１の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６１をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。同様に、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群およびスロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６１の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６１をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。そして、このように構成された２つの３相交流巻線からなる固定子巻線８１が固定子鉄心１５に巻装されて固定子８０を得る。
【００５２】
ここで、固定子鉄心１５のリヤ側では、図３乃至図５に示されるように、各スロット対における１番地と４番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士の遠隔番地接合部３１_１−４と、２番地と３番地とからリヤ側に延出する導体セグメント３０の開放端部３０ｃ同士の近接番地接合部３１_２−３とが、軸方向高さを同じくして、互いに離間して周方向に１列に配列されてリヤ側コイルエンド群８１ｒを構成している。なお、遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３がコイルエンドを構成している。
一方、固定子鉄心１５のフロント側では、各スロット対における１番地と２番地とからフロント側に延出する導体セグメント３０のターン部３０ｂと、３番地と４番地とからフロント側に延出する導体セグメント３０のターン部３０ｂとが、軸方向高さを同じくして、径方向に１列となって、周方向に２列に配列されてフロント側コイルエンド群８１ｆを構成している。なお、ターン部３０ｂがコイルエンドを構成している。
【００５３】
このように構成された固定子８０は、図１に示されるように、爪状磁極２２、２３の外周面と固定子鉄心１５の内周面との間に均一なエアギャップを形成するようにフロントブラケット１とリヤブラケット２とに挟持され、固定子巻線８１の口出し線（Ｏ）が整流器１２に接続されて、車両用交流発電機に実装される。
【００５４】
この実施の形態１によれば、遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３が、軸方向高さを同じくして、互いに周方向に離間して、１列となって周方向に配列されてリヤ側コイルエンド群８１ｒを構成し、ターン部３０ｂが、軸方向高さを同じくして、互いに周方向および径方向に離間して、２列となって周方向に配列されてフロント側コイルエンド群８１ｆを構成している。
そこで、リヤ側コイルエンド群８１ｒの軸方向高さが、従来の固定子８におけるリヤ側コイルエンド群１６ｒに比べて低くなり、固定子８０の小型化が図られる。これにより、接合部３１_１−４、３１_２−３とリヤブラケット２との隙間を確保でき、優れた電気絶縁性を有する小型の車両用交流発電機を実現することができる。
また、コイルエンド群１６ｆの軸方向高さが低くなるので、通風抵抗が低減され、冷却風の風量増加をもたらし、冷却性が向上されるとともに、風音の低減が図られる。
【００５５】
また、遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３が周方向に離間して１列となって周方向に配列されているので、即ち各接合部３１_１−４、３１_２−３が径方向内方から見て露出するように配列されているので、固定子巻線８１の中で最も発熱する部位である接合部３１_１−４、３１_２−３が全てファン５により内径側から送風される冷却風に曝され、接合部３１_１−４、３１_２−３で発生した熱が効率的に冷却風に放熱され、接合部３１_１−４、３１_２−３の温度上昇が抑えられる。これにより、接合部３１_１−４、３１_２−３の温度上昇に起因する導体セグメント３０の絶縁被膜の劣化が抑えられ、優れた電気絶縁性が得られるとともに、固定子８０の温度上昇に起因する出力低下が抑えられる。
【００５６】
また、遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３が周方向に均等に配置されてリヤ側コイルエンド群８１ｒを構成しているので、周方向に於ける通風バランスがよくなり、コイルエンド群８１ｒの温度が周方向に関して均一となる。同様に、ターン部３０ｂが周方向に配置されてフロント側コイルエンド群８１ｆを構成しているので、周方向に於ける通風バランスがよくなり、コイルエンド群８１ｆの温度が周方向に関して均一となる。
また、導体セグメント３０がフロント側から固定子鉄心１５のスロット１５ａに挿入されているので、導体セグメント３０の開放端部３０ｃの接合部が固定子鉄心１５のリヤ側のみとなり、接合工程が簡略化される。
また、導体セグメント３０の開放端部３０ｃが直接接合されているので、接合用の別部材が不要となり、材料費が低減できる。
【００５７】
なお、上記実施の形態１では、導体セグメント３０を固定子鉄心１５のスロット対にフロント側から挿入するものとしているが、導体セグメント３０を固定子鉄心１５のスロット対にリヤ側から挿入するようにしてもよい。遠隔番地接合部３１_１−４および近接番地接合部３１_２−３は導体セグメント３０の端部を溶接して作製されているので、接合部３１_１−４、３１_２−３の軸方向高さがターン部３０ｂに比べて高くなってしまう。この場合、ターン部３０ｂで構成されるリヤ側コイルエンド群の軸方向高さが接合部３１_１−４、３１_２−３で構成されるフロント側コイルエンド群の軸方向高さより低くなる。そこで、発熱部品である整流器１２およびレギュレータ１８が搭載されているリヤ側の冷却風の通風抵抗が小さくなり、リヤ側の冷却風の風量を大きくできる。その結果、整流器１２およびレギュレータ１８の熱が効率的に放熱され、整流器１２およびレギュレータ１８の温度上昇が抑えられる。
【００５８】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る固定子を実装した車両用交流発電機を示す縦断面図である。図７はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図であり、図中実線はリヤ側の配線状態を示し、点線はフロント側の配線状態を示し、黒丸は接合部を示している。図８はこの発明の実施の形態２に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図、図９はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図、図１０はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。なお、図６では、コイルエンドの形状が模式的に表されている。
【００５９】
この実施の形態２による固定子８０Ａは、従来の固定子８Ａと同様に、３つの巻線アッセンブリ３３を径方向に重ねて固定子鉄心１５に巻装して構成されている。そして、固定子鉄心１５には、溝方向を軸方向とするスロット１５ａが毎極毎相当たり２の割合で形成されている。即ち、スロット１５ａが固定子鉄心１５の内周側に周方向に９６個配列され、回転子７の磁極数は１６極である。また、説明の便宜上、各スロット１５ａには、図７に示されるように、１番から９６番のスロット番号を付し、各スロット１５ａ内の導体セグメント３０の収納位置を内周側から１番地、２番地、・・・６番地とする。
【００６０】
まず、固定子８０Ａにおける固定子巻線８１Ａの具体的構造について説明する。
１相巻線１６２は、それぞれ１本の連続導体線３２からなる第１乃至第６の巻線３４〜３９から構成されている。そして、第１巻線３４は、１本の連続導体線３２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２番地と１番地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３５は、連続導体線３２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１番地と２番地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３６は、連続導体線３２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４番地と３番地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３７は、連続導体線３２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３番地と４番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。第５巻線３８は、連続導体線３２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６番地と５番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。第６巻線３９は、連続導体線３２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５番地と６番地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、スロット収納部としての連続導体線３２の直線部３２ｂ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６本並んで配列されている。
【００６１】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の１番の１番地から延出する第２巻線３５の端部３５ａと、スロット番号の９１番の６番地から延出する第６巻線３９の端部３９ｂとが接合され、スロット番号の１番の３番地から延出する第４巻線３７の端部３７ａと、スロット番号の９１番の２番地から延出する第２巻線３５の端部３５ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の５番地から延出する第６巻線３９の端部３９ａと、スロット番号の９１番の４番地から延出する第４巻線３７の端部３７ｂとが接合されて、第２、第４および第６巻線３５、３７、３９が直列に接続されてなる３ターンの波巻き巻線が形成されている。ここで、第４巻線３７の端部３７ａと第２巻線３５の端部３５ｂとの近接番地接合部３１_２−３と、第６巻線３９の端部３９ａと第４巻線３７の端部３７ｂとの近接番地接合部３１_４−５とが、軸方向高さを同じくして、互いに離間して径方向に１列に並んでいる。また、第２巻線３５を構成する連続導体線３２の端部側が、１番のスロット１５ａの１番地から延出した後、曲げられて図７中反時計回り方向に固定子鉄心１５の端面と平行に所定距離延び、ついで軸方向外方に曲げられ、さらに径方向外方に曲げられる。第６巻線３９を構成する連続導体線３２の端部側が、９１番のスロット１５ａの６番地から延出した後、曲げられて図７中反時計回り方向に固定子鉄心１５の端面と平行に所定距離延び、ついで軸方向外方に曲げられ、さらに径方向内方に曲げられる。そして、第２巻線３５を構成する連続導体線３２の端部と第６巻線３９を構成する連続導体線３２の端部とが接合される。これにより、第２巻線３５の端部３５ａと第６巻線３９の端部３９ｂとの遠隔番地接合部３１_１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図７中反時計回り方向に６スロット分ずれて配置されている。
【００６２】
また、固定子鉄心１５のフロント側において、スロット番号の１番の２番地から延出する第１巻線３４の端部３４ａと、スロット番号の９１番の３番地から延出する第３巻線３６の端部３６ｂとが接合され、スロット番号の１番の４番地から延出する第３巻線３６の端部３６ａと、スロット番号の９１番の５番地から延出する第５巻線３８の端部３８ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の６番地から延出する第５巻線３８の端部３８ａと、スロット番号の９１番の１番地から延出する第１巻線３４の端部３４ｂとが接合されて、第１、第３および第５巻線３４、３６、３８が直列に接続されてなる３ターンの波巻き巻線が形成されている。ここで、第１巻線３４の端部３４ａと第３巻線３６の端部３６ｂとの近接番地接合部３１_２−３と、第３巻線３６の端部３６ａと第５巻線３８の端部３８ｂとの近接番地接合部３１_４−５とが、軸方向高さを同じくして、互いに離間して径方向に１列に並んでいる。また、第５巻線３８を構成する連続導体線３２の端部側が、１番のスロット１５ａの６番地から延出した後、曲げられて図７中時計回り方向に固定子鉄心１５の端面と平行に所定距離延び、ついで軸方向外方に曲げられ、さらに径方向内方に曲げられる。第１巻線３４を構成する連続導体線３２の端部側が、９１番のスロット１５ａの１番地から延出した後、曲げられて図７中時計回り方向に固定子鉄心１５の端面と平行に所定距離延び、ついで軸方向外方に曲げられ、さらに径方向外方に曲げられる。そして、第５巻線３８を構成する連続導体線３２の端部と第１巻線３４を構成する連続導体線３２の端部とが接合される。これにより、第５巻線３８の端部３８ａと第１巻線３４の端部３４ｂとの遠隔番地接合部３１_１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図７中時計回り方向に６スロット分ずれて配置されている。
【００６３】
さらに、スロット番号の４９番と５５番とから固定子鉄心１５のリヤ側に延出する第１巻線３４の連続導体線３２の部分が切断され、スロット番号の５５番と６１番とから固定子鉄心１５のリヤ側に延出する第２巻線３５の連続導体線３２の部分が切断される。そして、第１巻線３４の切断端３４ｃと第２巻線３５の切断端３５ｃとが接合されて、第１乃至第６巻線３４〜３９を直列接続してなる６ターンの１相巻線１６２が形成されている。
なお、第１巻線３４の切断端３４ｄと第２巻線３５の切断端３５ｄとがそれぞれ１相巻線１６２の口出し線（Ｏ）および中性点引き出し線（Ｎ）となる。
【００６４】
ここで、図７には、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装された１相巻線１６２のみが示されているが、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群、スロット番号５番、１１番・・・９５番、スロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群にも同様に１相巻線１６２が巻装されている。
そして、スロット番号１番、７番・・・９１番のスロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群およびスロット番号５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６２の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６２をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。同様に、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群およびスロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装された３つの１相巻線１６２の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６２をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。そして、このように構成された２つの３相交流巻線からなる固定子巻線８１Ａが固定子鉄心１５に巻装されて固定子８０Ａを得る。
そして、各３相交流巻線がそれぞれ整流器１２に接続され、各整流器１２の直流出力が並列に接続されて合成される。
【００６５】
このように構成された固定子８０Ａにおいては、図８乃至図１０に示されるように、連続導体線３２のターン部３２ａが、径方向に互いに所定距離離れて１列に並んで、周方向に３列となって１スロットピッチで配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。
そして、コイルエンド群１６ｒの連続導体線３２の結線部（連続導体線３２の端部同士を接合する部位）においては、６スロット離れたスロット対の２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、同じスロット対の４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とが、軸方向高さを同じくして、互いに離間して径方向に１列に並び、周方向に２列となって１スロットピッチで６対配列している。また、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の遠隔番地接合部３１_１−６が、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５に引き続いて、近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５と軸方向高さを同じくして、周方向に１列に１スロットピッチで６個配列している。つまり、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部側は、スロット１５ａから延出した後、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側および外周側を通って固定子鉄心１５の端面に平行に周方向にターン部３２ａ上まで引き回され、ターン部３２ａ上で軸方向の外方に曲げられ、さらに径方向に曲げられて互いに接合されている。また、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側を引き回される６本の連続導体線３２の部位は、互いに軸方向に連続導体線３２の太さ分ずらされ、軸方向に重なっている。同様に、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の外周側を引き回される６本の連続導体線３２の部位は、互いに軸方向に連続導体線３２の太さ分ずらされ、軸方向に重なっている。ここで、ターン部３２ａおよび各接合部３１_１−６、３１_２−３、３１_４−５がコイルエンドを構成している。
なお、フロント側のコイルエンド群８１ｆも同様に構成されている。
【００６６】
ここで、第１乃至第６巻線３４〜３９を構成するそれぞれの連続導体線３２は、１つのスロット１５ａから固定子鉄心１５の端面側に延出し、折り返されて６スロット離れたスロット１５ａに入るように波巻きに巻装されている。そして、それぞれの連続導体線３２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、固定子８０Ａは、図６に示されるように、爪状磁極２２、２３の外周面に固定子鉄心１５の内周面との間に均一なエアギャップを形成するようにフロントブラケット１とリヤブラケット２とに挟持され、固定子巻線８１Ａの口出し線（Ｏ）が整流器１２に接続されて、車両用交流発電機に実装される。
【００６７】
この実施の形態２によれば、固定子巻線８１Ａの結線部において、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の遠隔番地接合部３１_１−６が、２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とに対して、周方向の一側にずらされているので、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの結線部の軸方向高さが低くなるとともに、２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とがファン５からの冷却風に曝されるようになる。
従って、この実施の形態２による固定子８０は、従来の固定子８０に比べて、小型化が図られるとともに、接合部３１の温度上昇が抑えられ、絶縁性の向上が図られる。
また、コイルエンド群８１ｆ、８２ｒの軸方向高さが低くなるので、通風抵抗が低減され、冷却風の風量増加をもたらし、冷却性が向上されるとともに、風音の低減が図られる。
また、この実施の形態２では、固定子巻線８１Ａが連続導体線３２で作製された巻線アッセンブリ３３で構成されているので、導体セグメント３０を用いた上記実施の形態１に比べて接合部の個数が著しく削減され、接合作業性が極めて向上される。
また、遠隔番地接合部３１_１−６が近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側および外周側を通ってターン部３２ａ上まで引き回され、ターン部３２ａ上の空きスペースを利用して接合されているので、遠隔番地接合部３１_１−６の接合作業が簡易となる。
【００６８】
ここで、固定子巻線８１Ａの結線部における結線構造について説明する。
上記実施の形態２では、固定子巻線の結線部において、１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合し、２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合し、さらに４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合している。この結線構造を採用することにより、第１、第３および第５巻線３４、３６、３８が直列に接続された３ターンの巻線と、第２、第４および第６巻線３５、３７、３９が直列に接続された３ターンの巻線とが構成されることになる。そこで、固定子巻線８１Ａのジョイント部（固定子巻線における整流器へのジョイント部）では、図７に示されるように、２つの３ターンの巻線を連結する接合部が１相巻線当たり１箇所となり、接合箇所の削減が図られる。
【００６９】
一方、固定子巻線の結線部において、スロット対の隣接番地から延出する連続導体線の端部同士を接合する結線構造では、１ターンの第１乃至第６巻線３４〜３９が構成されてしまう。そこで、固定子巻線のジョイント部では、図１１に示されるように、１ターンの第１乃至第６巻線３４〜３９を連結する接合部が１相巻線当たり５箇所となってしまう。
【００７０】
このように、固定子巻線の結線部において、スロット対のｍ１番地とｍ２番地（ｍ２≧ｍ１＋３）とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合し、スロット対の他の番地から延出する連続導体線３２の端部は、近接番地から延出する連続導体線の端部同士を接合する結線構造を採用することにより、スロット内のｍ１番地からｍ２番地までに巻装されている波巻き巻線が直列に接続されるので、固定子巻線のジョイント部における接合部の個数が削減されることになる。そして、スロット対の最内周層から延出する連続導体線の端部と最外周層から延出する連続導体線の端部とを接合した場合、固定子巻線のジョイント部における接合部の個数が１箇所となるので、接合作業性を考慮すれば、スロット対の最内周層と最外周層との巻線端を接合する結線構造が最も有効である。
なお、スロット対のｍ_１番地とｍ_２番地（ｍ_２≧ｍ_１＋３）とから延出する導体線の端部同士の接合部が遠隔番地接合部であり、スロット対のｍ_１番地とｍ_２番地（ｍ_１＜ｍ_２≦ｍ_１＋２）番地とから延出する導体線の他濡ｂ同士の接合部が近接番地接合部となる。そして、導体線は導体セグメント３０、連続導体線３２である。
【００７１】
実施の形態３．
この実施の形態３では、リヤ側コイルエンド群８１ｒの結線部において、図１２に示されるように、１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合し、３番地と４番地とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合し、さらに２番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士を接合している。そして、３番地と４番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_３−４が、周方向に１スロットピッチで６個配列され、１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の各遠隔番地接合部３１_１−６が、近接番地接合部３１_３−４と軸方向高さを同じくし、周方向の一側に６スロットピッチ分ずらされて、６個配列された近接番地接合部３１_３−４に引き続いて周方向に１スロットピッチで６個配列され、さらに２番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の遠隔番地接合部３１_２−５が、近接番地接合部３１_３−４と軸方向高さを同じくし、周方向の他側に０．５スロットピッチ分ずらされて、近接番地接合部３１_３−４間に位置するように周方向に１スロットピッチで６個配列されている。
ここで、フロント側コイルエンド群８１ｆの結線部も、リヤ側と同様に構成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００７２】
この実施の形態３によれば、遠隔番地接合部３１_２−５、３１_１−６が近接番地接合部_３−４に対して周方向にずれて配列されているので、上記実施の形態２と同様に、コイルエンド群の高さを低くすることができる。
また、遠隔番地接合部３１_１−６、３１_２−５および近接番地接合部３１_３−４が互いに周方向にずれて配列されているので、各接合部３１_１−６、３１_２−５、３１_３−４が径方向から見て露出されており、車両用交流発電機に搭載された際に、固定子の冷却性がさらに向上されることになる。
さらに、遠隔番地接合部３１_１−６、３１_２−５および近接番地接合部_３−４が軸方向高さを同じくして、かつ、径方向位置を同じくして、周方向に１列に配列されているので、溶接装置に固定子鉄心１５をセットし、固定子鉄心１５を所定ピッチで周方向の一側に回転させることで各接合部を順次溶接でき、溶接作業性が向上される。
【００７３】
実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図、図１４はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図、図１５はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【００７４】
図１３乃至図１５において、コイルエンド群８１ｒの連続導体線３２の結線部（連続導体線３２の端部同士を接合する部位）では、６スロット離れたスロット対の２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、同じスロット対の４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とが、軸方向高さを同じくし、互いに離間して径方向に１列に並び、周方向に２列となって１スロットピッチで６対配列している。また、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の遠隔番地接合部３１_１−６が、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の周方向の両側に近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５と軸方向高さを同じくして、１列に１スロットピッチで３個づつ配列している。
【００７５】
つまり、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部側は、スロット１５ａから延出した後、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側および外周側を通って固定子鉄心１５の端面に平行に周方向にターン部３２ａ上まで引き回され、ターン部３２ａ上で軸方向の外方に曲げられ、さらに径方向に曲げられて互いに接合されている。また、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側を引き回される３本づつの連続導体線３２の部位は、互いに軸方向に連続導体線３２の太さ分ずらされ、軸方向に重なっている。同様に、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の外周側を引き回される３本づつの連続導体線３２の部位は、互いに軸方向に連続導体線３２の太さ分ずらされ、軸方向に重なっている。
なお、フロント側のコイルエンド群も同様に構成されている。
尚、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００７６】
従って、この実施の形態４においても、遠隔番地接合部３１_１−６が６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５に対して周方向にずれて配列されているので、上記実施の形態２と同様に、コイルエンド群の高さを低くすることができるとともに、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５が冷却風の曝されやすくなっている。また、この実施の形態４によれば、１番地と６番地との連続導体線３２の端部同士を接合する遠隔番地接合部３１_１−６が６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の周方向の両側に３個づつに分割されている。そこで、遠隔番地接合部_１−６を構成する連続導体線３２の端部側の引き回し量が少なくなるので、連続導体線３２の端部同士の位置合わせ精度が高められ、遠隔番地接合部３１_１−６の接合信頼性が向上される。
また、遠隔番地接合部_１−６を構成する連続導体線３２の引き回し部が軸方向に３層しか重なっていないので、上記実施の形態２に比べて、遠隔番地接合部３１_１−６の軸方向高さをその分低くできる。そこで、近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の軸方向高さを遠隔番地接合部３１_１−６に合わせて低くでき、小型化が図られる。
【００７７】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図、図１７はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図、図１８はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【００７８】
図１６乃至図１８において、コイルエンド群８１ｒの連続導体線３２の結線部（連続導体線３２の端部同士を接合する部位）では、６スロット離れたスロット対の２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、同じスロット対の４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とが軸方向高さを同じくし、互いに離間して径方向に１列に並び、周方向に２列となって１スロットピッチで６対配列している。また、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の遠隔番地接合部３１_１−６が６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の周方向の両側に１列に１スロットピッチで３個づつ配列している。さらに、図１８中、右側の３個の遠隔番地接合部_１−６は、近接番地接合部_４−５と軸方向高さを同じくして、かつ、径方向位置を同じくして、周方向に１列に配列されており、左側の３個の遠隔番地接合部_１−６は、近接番地接合部_２−３と軸方向高さを同じくして、かつ、径方向位置を同じくして、周方向に１列に配列されている。
【００７９】
つまり、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部側は、スロット１５ａから延出した後、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側および外周側を通って固定子鉄心１５の端面に平行に周方向にターン部３２ａ上まで引き回され、ターン部３２ａ上で軸方向の外方に曲げられ、さらに径方向に曲げられて互いに接合されている。また、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側を引き回される３本づつの連続導体線３２の部位は、互いに軸方向に連続導体線３２の太さ分ずらされ、軸方向に重なっている。同様に、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の外周側を引き回される３本づつの連続導体線３２の部位は、互いに軸方向に連続導体線３２の太さ分ずらされ、軸方向に重なっている。
なお、フロント側のコイルエンド群８１ｆも同様に構成されている。
尚、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００８０】
従って、この実施の形態５においても、遠隔番地接合部３１_１−６が６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５に対して周方向にずれて配列されているので、上記実施の形態２と同様に、コイルエンド群の高さを低くすることができるとともに、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５が冷却風の曝されやすくなっている。また、この実施の形態５によれば、１番地と６番地との連続導体線３２の端部同士を接合する遠隔番地接合部３１_１−６が６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の周方向の両側に３個づつに分割されている。そこで、遠隔番地接合部_１−６を構成する連続導体線３２の端部側の引き回し量が少なくなるので、連続導体線３２の端部同士の位置合わせ精度が高められ、遠隔番地接合部３１_１−６の接合信頼性が向上される。
また、遠隔番地接合部_１−６を構成する連続導体線３２の引き回し部が軸方向に３層しか重なっていないので、上記実施の形態２に比べて、遠隔番地接合部３１_１−６の軸方向高さをその分低くできる。そこで、近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の軸方向高さを遠隔番地接合部３１_１−６に合わせて低くでき、小型化が図られる。
【００８１】
また、この実施の形態５によれば、３個の遠隔番地接合部_１−６が、近接番地接合部_４−５と軸方向高さを同じくして、かつ、径方向位置を同じくして、周方向の一側に１列に配列されており、残りの３個の遠隔番地接合部_１−６が、近接番地接合部_２−３と軸方向高さを同じくして、かつ、径方向位置を同じくして、周方向の他側に１列に配列されている。そこで、溶接装置に固定子鉄心１５をセットし、固定子鉄心１５を所定ピッチで周方向の一側に回転させることで６個の近接番地接合部３１_４−５および３個の遠隔番地接合部_１−６を順次溶接でき、ついで溶接装置に固定子鉄心１５をセットし直し、固定子鉄心１５を所定ピッチで周方向の一側に回転させることで６個の近接番地接合部３１_２−３および３個の遠隔番地接合部_１−６を順次溶接できるので、上記実施の形態４に比べて、溶接作業性が向上される。
【００８２】
なお、上記実施の形態４においては、近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５および遠隔番地接合部_１−６の径方向位置が異なるので、近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５および遠隔番地接合部_１−６の溶接毎に溶接装置に固定子鉄心１５をセットし直す必要がある。
【００８３】
実施の形態６．
図１９はこの発明の実施の形態６に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図、図２０はこの発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図、図２１はこの発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【００８４】
図１９乃至図２１において、コイルエンド群８１ｒの連続導体線３２の結線部（連続導体線３２の端部同士を接合する部位）では、６スロット離れたスロット対の２番地と３番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_２−３と、同じスロット対の４番地と５番地とから延出する連続導体線３２の端部同士の近接番地接合部３１_４−５とが、軸方向高さを同じくし、互いに離間して径方向に１列に並び、周方向に２列となって１スロットピッチで６対配列している。また、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部同士は、Ｕ字状に折り曲げ成形された金属接続端子４０を介して接合され、各対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５に対して軸方向高さを同じくし、周方向の一側に０．５スロットピッチずらされて配列している。
【００８５】
つまり、６スロット離れたスロット対の１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部側は、スロット１５ａから延出した後、各対の近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５の内周側および外周側を通って周方向の一側に０．５スロットピッチ分ずらされ、ついで軸方向外方に延びるように折り曲げられている。そして、１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部がそれぞれ隣り合う近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５間に挿入された金属接続端子４０の両端に突き合わされ、溶接されている。ここで、１番地と６番地とから延出する連続導体線３２の端部と金属接続端子４０との接合部が遠隔番地接合部３１_１−６となる。
なお、フロント側のコイルエンド群８１ｆも同様に構成されている。
尚、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００８６】
この実施の形態６においても、金属接続端子４０（接合部３１_１−６）が６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_３−４に対して周方向にずれて配列されているので、上記実施の形態２と同様に、コイルエンド群の高さを低くすることができるとともに、６対の近接番地接合部３１_２−３、３１_３−４が冷却風の曝されやすくなっている。
また、遠隔番地接合部のための連続導体線３２の引き回し量が少なくなり、固定子巻線の形成が容易となる。
また、近接番地接合部３１_２−３、３１_３−４と遠隔番地接合部_１−６とが周方向に０．５スロットピッチで配列されているので、固定子巻線８１Ａの結線部の占める周方向スペースが小さくなり、車両用交流発電機に搭載した際に、固定子巻線８１Ａの結線部とブラケット１、２との短絡の可能性が少なくなり、その分電気的絶縁性が向上される。
【００８７】
実施の形態７．
この実施の形態７では、図２２に示されるように、径方向に１列に並ぶ近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５間に絶縁材としての絶縁紙４１を介装し、絶縁紙４１を接合部_２−３、３１_４−５にワニスにより固着するものとしている。
なお、他の構成は上記実施の形態６と同様に構成されている。
【００８８】
この実施の形態７によれば、絶縁紙４１が近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５間に介装されているので、近接番地接合部３１_２−３と近接番地接合部３１_４−５との間の電気的絶縁性が確実に確保される。
【００８９】
実施の形態８．
この実施の形態８では、図２３に示されるように、径方向に１列に並ぶ近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５と遠隔番地接合部３１_１−６との間に絶縁紙４１を介装し、絶縁紙４１を接合部３１_２−３、３１_４−５、３１_１−６にワニスにより固着するものとしている。
なお、他の構成は上記実施の形態６と同様に構成されている。
【００９０】
この実施の形態８によれば、絶縁紙４１が近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５と遠隔番地接合部_１−６との間に介装されているので、近接番地接合部３１_２−３、３１_４−５と遠隔番地接合部_１−６との間の電気的絶縁性が確実に確保される。
【００９１】
ここで、上記実施の形態８では、断面矩形の連続導体線３２を用いるものとしているが、スロット内に収納される直線部が断面矩形を有し、直線部を連結するターン部（コイルエンド）が断面円形を有する導体線を用いても良い。この場合、コイルエンドの外周面が滑らかとなるので、固定子巻線の固定子鉄心への巻装時に、あるいはエンジン等の振動が固定子に加わって、コイルエンド同士が干渉しても、コイルエンドの絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。さらに、導体線の両端部を断面円形とすれば、導体線の結線部（コイルエンド）においても干渉に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性がさらに向上されるとともに、導体線の両端部を容易に曲げられるようになり、導体線の端部の引き回しを伴う導体線結線部における結線作業性が向上される。なお、他の実施の形態においても、このような導体線構造を採ることにより、同様の効果が得られることは言うまでもないことである。
また、上記実施の形態７、８では、上記実施の形態６の固定子において、絶縁紙４１を接合部間に介装するものとしているが、他の実施の形態の固定子において、絶縁紙４１を接合部間に介装しても同様の効果を奏する。
【００９２】
なお、上記各実施の形態では、毎極毎相当たりのスロット数が２のものについて説明しているが、この発明は、毎極毎相当たりのスロット数が１のもの、あるいは３以上のものに適用しても、同様の効果が得られる。そして、毎極毎相当たりのスロット数が２の場合、毎極毎相当たりのスロット数が１の場合に比べて、スロット間に形成されるティースが径方向に関して隣り合う磁極間に重なる時間が短くなる。その結果、漏れ磁束が低減され、有効磁束の減少が抑えられる。さらに、磁束の脈動の発生が抑えられ、発電電圧の変動や出力波形の乱れが少なくなり、直流に整流した場合のリップルが低減される。
また、上記各実施の形態では、回転子の磁極数が１６のものについて説明しているが、回転子の磁極数は１６に限定されるものではなく、例えば磁極数は１２であってもよい。
また、上記実施の形態２〜８では、巻線アッセンブリ３３を３層に重ねて固定子鉄心１５に装着し、６ターンの１相巻線１６２を構成するものとしているが、４ターンの１相巻線であれば、巻線アッセンブリ３３を２層に重ねて固定子鉄心１５に装着すればよく、８ターンの１相巻線であれば、巻線アッセンブリ３３を４層に重ねて固定子鉄心１５に装着すればよい。
また、上記各実施の形態では、車両用交流発電機の固定子に適用するものとして説明しているが、この発明は、車両用交流発電機の固定子に限定されるものではなく、電動機等の回転電機の固定子にも適用することができる。
【００９３】
【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。
【００９４】
この発明によれば、軸方向に延びるスロットが周方向に複数設けられた環状の固定子鉄心と、上記スロットに装着された固定子巻線とを備えた回転電機の固定子において、上記固定子巻線は、上記スロット内の内径側から外径側に１列に並ぶ１番地からｍ番地（ｍ≧４）の各収納位置に収納されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対の上記スロット内の異なる番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で直列に接続するコイルエンドとから構成された複数の巻線を有し、上記コイルエンドは、上記スロット対の上記スロット内の３番地以上離れた番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で接合する遠隔番地接合部と、上記スロット対の上記スロット内の２番地以下離れた番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で接合する近接番地接合部とを有し、上記遠隔番地接合部が上記近接番地接合部に対して周方向に離間して配設されているので、近接番地接合部が冷却風に曝されやすくなるとともに、コイルエンドの軸方向高さが低くなり、優れた冷却性を有する小型の回転電機の固定子が得られる。
【００９５】
また、上記巻線のそれぞれは、Ｕ字状に成形された複数の導体セグメントを上記スロット対の上記スロット内の異なる番地に挿入し、上記スロット対の上記スロット内の異なる番地から上記スロット外に延出する異なる上記導体セグメントの開放端部同士を接合して構成され、上記導体セグメントの開放端部同士の接合部が、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部とから構成されているので、接合部が周方向にバランス良く配置され、通風バランスが向上される。
【００９６】
また、上記導体セグメントの開放端部同士の接合部が上記固定子鉄心の一端側に周方向に配列されているので、接合工程が簡略化される。
【００９７】
また、上記巻線のそれぞれは、１本の連続導体線を上記所定スロット数毎の上記スロットに異なる番地を採るように巻装して構成され、上記コイルエンドは、上記スロット対の上記スロット内の異なる上記スロット収納部を上記スロット外で連結する上記連続導体線のターン部と、上記スロット対の上記スロット内の異なる上記スロット収納部を上記スロット外で連結する上記連続導体線の端部同士の接合部とから構成され、上記連続導体線の端部同士の接合部が、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部とから構成されているので、接合箇所が極めて少なくなり、固定子巻線の作製が容易となる。
【００９８】
また、上記複数の巻線は、複数本の上記連続導体線を同時に折り畳んで形成された巻線アッセンブリがスロット深さ方向に２層以上に重ねられて上記固定子鉄心に巻装されて構成され、上記巻線アッセンブリのそれぞれは、直線部がターン部により連結されて上記所定スロット数のピッチで配列され、かつ、隣り合う該直線部が該ターン部により上記スロット内の異なる番地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本の上記連続導体線を、互いに上記所定スロット数のピッチずらして上記直線部を上記スロット深さ方向に重ねて配列してなる連続導体線対が、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ているので、固定子巻線の固定子鉄心への巻装が簡易となる。
【００９９】
また、上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部がそれぞれ周方向に隣接する上記近接番地接合部の間に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして配置されているので、接合部の配置スペースが縮小化され、ブラケットとの短絡事故の発生が抑制される。
【０１００】
また、上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部が周方向に配列された上記近接番地接合部の群の周方向の一側に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして周方向に配列されているので、遠隔番地接合部のための導体線の引き回し方向が周方向の一方向となり、かつ、接合部を周方向の一方向に順次接合できるようになり、導体線の曲げ工程および接合工程が容易となるとともに、ターン部上のスペースを遠隔番地接合部に利用でき、遠隔番地接合部の接合が容易となる。
【０１０１】
また、上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部が周方向に配列された上記近接番地接合部の群の周方向の両側に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして周方向に配列されているので、導体線の引き回し量が少なくなり、遠隔番地接合部の位置精度が高められるとともに、遠隔番地接合部の軸方向高さを低くすることができるとともに、ターン部上のスペースを遠隔番地接合部に利用でき、遠隔番地接合部の接合が容易となる。
【０１０２】
また、上記近接番地接合部が周方向に少なくとも１列に配列されており、上記遠隔番地接合部の径方向位置が周方向に配列されている上記近接番地接合部の少なくとも１つの列に一致しているので、接合作業性が向上される。
【０１０３】
また、上記遠隔番地接合部は、上記スロット収納部の延出部同士が直接接合されて形成されているので、別部材の接合材が不要となり、材料費が削減される。
【０１０４】
また、上記遠隔番地接合部は、上記スロット収納部の延出部同士が金属接続端子を介して接合されて形成されているので、遠隔番地接合部のための導体線の引き回し量が少なくなり、固定子巻線の形成が容易となる。
【０１０５】
また、上記遠隔番地接合部間、上記近接番地接合部間、および、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部との間の少なくともいずれかに絶縁材が介装されているので、優れた電気的絶縁性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る固定子を実装した車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図４】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のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図である。
【図５】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のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る固定子を実装した車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図１１】この発明の固定子の固定子巻線における結線部の接合構造とジョイント部の接合構造との関係を説明する図である。
【図１２】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リヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図１６】この発明の実施の形態５に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図である。
【図１８】この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図１９】この発明の実施の形態６に係る固定子を搭載した車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図である。
【図２１】この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図２２】この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図２３】この発明の実施の形態８に係る車両用交流発電機の固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図２４】従来の車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図２５】従来の車両用交流発電機に実装される固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図である。
【図２６】従来の車両用交流発電機に実装される固定子の固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図である。
【図２７】従来の車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図２８】従来の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図である。
【図２９】従来の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図３０】従来の車両用交流発電機の他の例を示す断面図である。
【図３１】従来の他の車両用交流発電機に実装される固定子の固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図である。
【図３２】従来の他の車両用交流発電機における固定子のリヤ側要部を周方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図３３】従来の他の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を径方向外側から見た側面図である。
【図３４】従来の他の車両用交流発電機に実装される固定子のリヤ側要部を軸方向外側から見た端面図である。
【図３５】従来の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを示す図である。
【図３６】図３５に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の要部を示す斜視図である。
【図３７】図３５に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の配列状態を説明する図である。
【符号の説明】
１５ 固定子鉄心、１５ａ スロット、３０ 導体セグメント、３０ａ 直線部（スロット収納部）、３０ｂ ターン部（コイルエンド）、３０ｃ 開放端部、３１_１−４、３１_１−６、３１_２−５ 遠隔番地接合部、３１_２−３、３１_３−４、３１_４−５ 近接番地接合部、３２ 連続導体線、３２ａ ターン部（コイルエンド）、３２ｂ 直線部（スロット収納部）、３３ 巻線アッセンブリ、４０ 金属接続端子、４１ 絶縁紙（絶縁材）、８０、８０Ａ 固定子、８１、８１Ａ 固定子巻線。

Claims (12)

1. 軸方向に延びるスロットが周方向に複数設けられた環状の固定子鉄心と、上記スロットに装着された固定子巻線とを備えた回転電機の固定子において、
   上記固定子巻線は、上記スロット内の内径側から外径側に１列に並ぶ１番地からｍ番地（ｍ≧４）の各収納位置に収納されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対の上記スロット内の異なる番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で直列に接続するコイルエンドとから構成された複数の巻線を有し、
   上記コイルエンドは、上記スロット対の上記スロット内の３番地以上離れた番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で接合する遠隔番地接合部と、上記スロット対の上記スロット内の２番地以下離れた番地に収納されている上記スロット収納部を上記スロット外で接合する近接番地接合部とを有し、上記遠隔番地接合部が上記近接番地接合部に対して周方向に離間して配設されている
   ことを特徴とする回転電機の固定子。
2. 上記巻線のそれぞれは、Ｕ字状に成形された複数の導体セグメントを上記スロット対の上記スロット内の異なる番地に挿入し、上記スロット対の上記スロット内の異なる番地から上記スロット外に延出する異なる上記導体セグメントの開放端部同士を接合して構成され、
   上記導体セグメントの開放端部同士の接合部が、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
3. 上記導体セグメントの開放端部同士の接合部が上記固定子鉄心の一端側に周方向に配列されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機の固定子。
4. 上記巻線のそれぞれは、１本の連続導体線を上記所定スロット数毎の上記スロットに異なる番地を採るように巻装して構成され、
   上記コイルエンドは、上記スロット対の上記スロット内の異なる上記スロット収納部を上記スロット外で連結する上記連続導体線のターン部と、上記スロット対の上記スロット内の異なる上記スロット収納部を上記スロット外で連結する上記連続導体線の端部同士の接合部とから構成され、
   上記連続導体線の端部同士の接合部が、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
5. 上記複数の巻線は、複数本の上記連続導体線を同時に折り畳んで形成された巻線アッセンブリがスロット深さ方向に２層以上に重ねられて上記固定子鉄心に巻装されて構成され、
   上記巻線アッセンブリのそれぞれは、直線部がターン部により連結されて上記所定スロット数のピッチで配列され、かつ、隣り合う該直線部が該ターン部により上記スロット内の異なる番地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本の上記連続導体線を、互いに上記所定スロット数のピッチずらして上記直線部を上記スロット深さ方向に重ねて配列してなる連続導体線対が、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ていることを特徴とする請求項４記載の回転電機の固定子。
6. 上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部がそれぞれ周方向に隣接する上記近接番地接合部の間に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回転電機の固定子。
7. 上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部が周方向に配列された上記近接番地接合部の群の周方向の一側に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして周方向に配列されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の回転電機の固定子。
8. 上記近接番地接合部が軸方向の高さを同じくして周方向に配列され、上記遠隔番地接合部が周方向に配列された上記近接番地接合部の群の周方向の両側に該近接番地接合部と軸方向高さを同じくして周方向に配列されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の回転電機の固定子。
9. 上記近接番地接合部が周方向に少なくとも１列に配列されており、上記遠隔番地接合部の径方向位置が周方向に配列されている上記近接番地接合部の少なくとも１つの列に一致していることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の回転電機の固定子。
10. 上記遠隔番地接合部は、上記スロット収納部の延出部同士が直接接合されて形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の回転電機の固定子。
11. 上記遠隔番地接合部は、上記スロット収納部の延出部同士が金属接続端子を介して接合されて形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の回転電機の固定子。
12. 上記遠隔番地接合部間、上記近接番地接合部間、および、上記遠隔番地接合部と上記近接番地接合部との間の少なくともいずれかに絶縁材が介装され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回転電機の固定子。

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