JP3644919B2 - 交流発電機 - Google Patents
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Description
【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、特に、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】
図１９は従来の車両用交流発電機を示す断面図、図２０は従来の車両用交流発電機の固定子を示す斜視図である。
図１９および図２０において、車両用交流発電機は、ランドル型の回転子７が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内にシャフト６を介して回転自在に装着され、固定子５０が回転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に固着されて構成されている。
シャフト６は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２に回転可能に支持されている。このシャフト６の一端にはプーリ４が固着され、エンジンの回転トルクをベルト(図示せず)を介してシャフト６に伝達できるようになっている。回転子７に電流を供給するスリップリング９がシャフト６の他端部に固着され、一対のブラシ１０がこのスリップリング９に摺接するようにケース３内に配設されたブラシホルダ１１に収納されている。固定子５０で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１８がブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシク１７に接着されている。固定子５０に電気的に接続され、固定子５０で生じた交流を直流に整流する整流器１２がケース３内に装着されている。
【０００３】
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を覆うように設けられ、回転子コイル１３で発生された磁束によって磁極が形成される一対のポールコア２０、２１とから構成される。一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ６つの爪形状の爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に等角ピッチで突設され、爪状磁極２２、２３をかみ合わせるように対向してシャフト６に固着されている。さらに、ファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されている。
【０００４】
固定子５０は、軸方向に延びるスロット５１ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の固定子鉄心５１と、固定子鉄心５１に巻装された固定子巻線５２と、固定子巻線５２のフロント側およびリヤ側のコイルエンド５２ａ、５２ｂをモールドしたエポキシ樹脂等からなる絶縁性樹脂２５と、各スロット５１ａ内に装着されて固定子巻線５２と固定子鉄心５１とを電気的に絶縁するインシュレータ（図示せず）とを備えている。ここでは、固定子鉄心５１には、回転子７の磁極数（１２）に対応して、３相交流巻線を１組収容するように、３６箇所のスロット５１ａが等間隔に形成されている。
【０００５】
また、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の軸方向の端面に設けられ、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５２のフロント側およびリヤ側のコイルエンド５２ａ、５２ｂの径方向外側に対向して設けられている。
【０００６】
つぎに、従来の固定子５０の製造方法について図２１乃至図２４を参照しつつ説明する。
まず、磁性材料であるＳＰＣＣ材からなる帯状薄板から凹凸を有する帯状体を作製する。そして、この帯状体を所定枚積層し、その外周部をレーザ溶接して、図２１に示される直方体の積層鉄心５５を作製する。この積層鉄心５５の一側には、３６個のスロット５５ａが形成されている。
また、絶縁被覆された円形断面の銅線材からなる１本の素線５６を３スロットピッチで波巻きに所定回数巻回して全体が平坦な形状の固定子巻線群５７Ａを作製する。この固定子巻線群５７Ａを構成する素線５６の巻き始め端および巻き終わり端がそれぞれ口出し線５６ａおよび中性点リード線５６ｂとなる。さらに、それぞれ１本の素線５６を同様に巻回して固定子巻線群５７Ｂ、５７Ｃを作製する。
その後、３本の固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを、図２２に示されるように、１スロットピッチずつずらして重ね合わせ、それぞれ３スロット毎のスロット５５ａに挿入して積層鉄心５５に装着する。これにより、図２３に示されるように、３本の固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが積層鉄心５５に装着される。
ついで、積層鉄心５５を成形装置（図示せず）により円筒状に曲げる。そして、積層鉄心５５の両端面同士を突き合わしてレーザ溶接し、円筒状の固定子鉄心５１を得る。これにより、図２４に示されるように、３本の固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが固定子鉄心５１に巻装された固定子を得る。
さらに、固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃのコイルエンドを絶縁性樹脂２５でモールドし、図２０に示される固定子５０が得られる。
【０００７】
このように構成された固定子５０では、固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを構成する各素線５６の中性点リード線５６ｂを結線して、３相交流巻線である固定子巻線５２が得られる。これらの固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃはそれぞれ１２０度の位相差を有し、３相交流巻線のａ相、ｂ相、ｃ相の巻線に相当する。そして、固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを構成する各素線５６の口出し線５６ａが整流器１２に接続される。
【０００８】
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、固定子巻線５２に回転磁界が与えられ、固定子巻線５２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。
【０００９】
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固定子巻線５２のリヤ側のコイルエンド５２ｂ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固定子巻線５２のフロント側のコイルエンド５２ａを冷却し、排気孔１ｂより外部に排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の固定子５０では、固定子巻線５２を構成する固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃがそれぞれ１本の素線５６を３スロットピッチで波巻きに所定回数巻回して作製され、径方向に外層、中間層および内層を構成するように互いに１スロットずれて３スロット毎のスロット５１ａに巻装されていた。
そこで、コイルエンドを構成する素線５６のターン部が周方向に重なって整列していないので、絶縁性樹脂２５でコイルエンドを全周にわたって均一にモールドすることが困難となり、絶縁性樹脂２５が周方向にも、軸方向にも偏った形状となっていた。これにより、絶縁性樹脂２５を含んだコイルエンド部の放熱性が不均一となり、固定子巻線５２の冷却性が悪化し、固定子巻線５２の温度上昇を抑えることができなくなるという課題があった。
また、コイルエンドを構成する素線５６のターン部が周方向に重なって整列していないので、素線５６を高密度に巻装できず、高出力が得られないという課題もあった。
また、内層および外層を構成する固定子巻線群５７Ａ、５７Ｃの周方向に隣接する素線５６のターン部同士が互いに径方向にずれており、絶縁性樹脂２５の内周面および外周面が、図２０に示されるように、周方向に凹凸を有する面形状となっていた。これにより、通風抵抗が増大し、かつ、回転子７と絶縁性樹脂２５の内周面との間で干渉音が発生して、風騒音が増大してしまうという課題もあった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するために、長尺の素線が、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返されて、所定スロット数毎に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て形成された複数の巻線により固定子巻線を構成し、かつ、コイルエンドを覆うように設けられた絶縁性樹脂の回転子対向面およびブラケット対向面の少なくとも一面を滑らかな面に形成して、固定子巻線の温度上昇を抑えるとともに、高出力、低騒音を実現できる車両用に適用できる交流発電機を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る交流発電機は、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子と、該回転子と対向配置された固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子、上記回転子と上記固定子とを支持するブラケットと、上記回転子の回転に連動して上記ブラケット内に冷却風を通風させて上記固定子巻線を冷却する冷却手段とを備えた交流発電機において、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の両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組の巻線アセンブリで構成され、上記巻線アセンブリは、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素線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロット数と同数対配列され、素線端部がそれぞれ上記巻線アセンブリの両端の両側に延出され、かつ、重ねられた上記直線部の対が１スロットピッチで上記スロットの全数と同数対配列されて構成され、上記固定子鉄心の両端面側の上記スロット外で折り返された上記素線のターン部が周方向に並んでコイルエンドを構成し、絶縁性樹脂が、上記コイルエンドの全体を覆うように設けられ、上記絶縁性樹脂の回転子対向面およびブラケット対向面の少なくとも一方が滑らかな面に形成されているものである。
【００１３】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面が滑らかな面に形成され、上記絶縁性樹脂のブラケット対向面が上記ブラケットの内壁面に密接されているものである。
【００１４】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面において、周方向に並んだ上記ターン部の上記回転子に対向する面の少なくとも一部が上記絶縁性樹脂と同一面位置となるように露出しているものである。
【００１５】
また、上記素線が上記スロットのそれぞれにスロット深さ方向に２ｎ本ずつ配列され、上記素線のターン部が周方向にｎ列に並んで配列されているものである。
【００１６】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドを構成する上記ターン部が、周方向に略同一形状に形成されているものである。
【００１７】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドにおいて、周方向に隣り合う上記ターン部間の空間が略同一に形成されているものである。
【００１８】
また、上記スロットの開口部の開口寸法が、上記素線のスロット幅方向寸法より小さいものである。
【００１９】 上記素線の上記スロット内における断面形状が上記スロット形状に沿った略矩形形状であるものである。
【００２０】
また、上記素線の断面形状が略扁平形状であり、上記直線部が断面長手方向を径方向に一致させて１列に並んで上記スロット内に収納されているものである。
【００２１】
また、上記固定子巻線の少なくとも一方の上記コイルエンドが、上記冷却手段の上記ブラケット内に形成される冷却風の流通方向の下流側に該冷却手段に隣接して配置されているものである。
【００２２】
【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平面図、図４はこの車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の巻装状態を説明する斜視図、図５はこの車両用交流発電機の回路図、図６および図７はこ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アセンブリの製造工程を説明する図である。図８はこ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巻線アセンブリを示す図であり、図８の（ａ）はその側面図、図８の（ｂ）はその平面図である。図９はこ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巻線アセンブリを示す図であり、図９の（ａ）はその側面図、図９の（ｂ）はその平面図である。図１０はこ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、図１１はこ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はこの車両用交流発電機の固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図、図１３はこの車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する工程断面図、図１４はこ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アセンブリの積層鉄心への装着状態を示す平面図である。なお、図４では口出し線、中性点リード線および渡り結線が省略されている。
【００２３】
図１および図２において、回転子７を構成する一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ８つの爪形状の爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に等角ピッチで突設され、爪状磁極２２、２３をかみ合わせるように対向してシャフト６に固着されている。また、冷却手段としてのファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されている。
固定子８は、軸方向に延びるスロット１５ａが周方向に所定ピッチで複数形成された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、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１６ａ、１６ｂの全体をモールドしたエポキシ樹脂等からなる絶縁性樹脂２５と、各スロット１５ａ内に装着されて固定子巻線１６と固定子鉄心１５とを電気的に絶縁する後述されるインシュレータ１９とを備えている。そして、固定子巻線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、後述する３相交流巻線１６０を２組収容するように、９６本のスロット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。
なお、他の構成は図１９に示された従来の車両用交流発電機と同様に構成されている。
【００２４】
つぎに、１相分の固定子巻線群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内の内周側から１番目の位置と内周側から２番目の位置とを交互に採るように１ターン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内の内周側から２番目の位置と内周側から１番目の位置とを交互に採るように１ターン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１５ａ内の内周側から３番目の位置と内周側から４番目の位置とを交互に採るように１ターン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９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の内周側から４番目の位置と内周側から３番目の位置とを交互に採るように１ターン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。
以降、素線３０が収納されるスロット１５ａ内の内周側１番目乃至４番目の位置をそれぞれ１番地乃至４番地と呼ぶ。
【００２５】
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番の２番地から延出する第２巻線３２の端部３２ａと、スロット番号の９１番の３番地から延出する第４巻線３４の端部３４ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の４番地から延出する第４巻線３４の端部３４ａと、スロット番号の９１番の１番地から延出する第２巻線３２の端部３２ｂとが接合されて、第２および第４巻線３２、２４からなる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番の１番地から延出する第１巻線３１の端部３１ａと、スロット番号の９１番の４番地から延出する第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番の３番地から延出する第３巻線３３の端部３３ａと、スロット番号の９１番の２番地から延出する第１巻線３１の端部３１ｂとが接合されて、第１および第３巻線３１、３３からなる２ターンの巻線が形成されている。
【００２６】
さらに、スロット番号の６１番の３番地と６７番の４番地とから固定子鉄心１５の一端側に延出する第３巻線３３の素線３０の部分が切断され、スロット番号の６７番の３番地と７３番の４番地とから固定子鉄心１５の一端側に延出する第４巻線３４の素線３０の部分が切断される。そして、第３巻線３３の切断端３３ｃと第４巻線３４の切断端３４ｃ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３巻線３３の切断端３３ｃと第４巻線３４の切断端３４ｃとの接合部が渡り結線接続部となり、第３巻線３３の切断端３３ｄと第４巻線３４の切断端３４ｄとがそれぞれ口出し線（Ｏ）および中性点リード線（Ｎ）となる。
【００２７】
この固定子８では、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。これらの６相分の固定子巻線１６１が固定子巻線１６を構成している。
ここで、第１乃至第４巻線３１〜３４を構成するそれぞれの素線３０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、それぞれの素線３０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、固定子鉄心１５の端面側に延出して折り返された素線３０のターン部３０ａ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、図４に示されるように、ほぼ同一形状に形成されたターン部３０ａが周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、２列となって周方向に整然と配列されてコイルエンド１６ａ、１６ｂを形成している。
【００２８】
ついで、絶縁性樹脂２５により固定子巻線１６のコイルエンド１６ａ、１６ｂ全体を完全に覆うようにモールドして、図２に示される固定子８が得られる。この時、絶縁性樹脂２５は、ターン部３０ａが所定の間隙をもって配列している周方向における不連続な状態に起因する凹凸を表面に生じさせないようにモールドされている。つまり、絶縁性樹脂２５の内周面である回転子対向面２５ａおよび外周面であるブラケット対向面２５ｂがそれぞれ滑らかな面に形成されている。このように構成された固定子８は、車両用交流発電機に搭載され、図５に示されるように、固定子巻線群１６１が３相分づつ星型結線されて２組の３相交流巻線１６０を形成し、各３相交流巻線１６０がそれぞれ整流器１２に接続されている。そして、各整流器１２の直流出力が並列に接続されて合成される。
【００２９】
ついで、固定子８の製造方法について図６乃至図１４を参照しつつ具体的に説明する。
まず、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に示される内層側の巻線アセンブリ３５Ａ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、中性点リード線および口出し線を有する外層側の巻線アセンブリ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。巻線アセンブリ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素線対が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、素線３０の端部が巻線アセンブリ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が巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂの両側部に整列されて配列されている。
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１２に示されるように、直方体の積層鉄心３６を作製する。
【００３０】
そして、図１３の（ａ）に示されるように、インシュレータ１９が積層鉄心３６のスロット３６ａに装着され、２つの巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂ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１３の（ｂ）に示されるように、２つの巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂが積層鉄心３６に装着される。この時、素線３０の直線部３０ｂは、インシュレータ１９により積層鉄心３６と絶縁されてスロット３６ａ内に径方向に４本並んで収納されている。また、２つの巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂは、図１４に示されるように、重なって積層鉄心３６に装着されている。
ついで、積層鉄心３６を丸め、その端面同士を当接させてレーザ溶接し、図１３の（ｃ）に示されるように、円筒状の固定子鉄心１５を得る。積層鉄心３６を丸めることにより、スロット３６ａ（固定子鉄心１５のスロット１５ａに相当）は略矩形断面形状となり、その開口部３６ｂ（スロット１５ａの開口部１５ｂに相当）は直線部３０ｂ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、各素線３０の端部同士を結線して固定子巻線群１６１を形成する。さらに、絶縁性樹脂２５により固定子巻線１６のコイルエンド１６ａ、１６ｂ全体を覆うようにモールドする。
【００３１】
このように、この実施の形態１によれば、絶縁性樹脂２５でコイルエンド１６ａ、１６ｂ全体を覆うようにモールドしているので、コイルエンド部の絶縁性が確保されるとともに、振動により隣接するターン部３０ａ同士が接触して絶縁被膜を損傷し、短絡事故を発生させることもなく、信頼性を向上させることができる。また、固定子８の剛性が高められ、磁気騒音を低減させることができる。
また、絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａが滑らかな面に形成されているので、絶縁性樹脂２５と回転子７との間を流通する冷却風の通風抵抗が小さくなるとともに、絶縁性樹脂２５と回転子７との間の干渉音が少なくなり、風騒音を低減することができる。
さらに、絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂが滑らかな面に形成されているので、絶縁性樹脂２５とブラケット１、２との間を流通する冷却風の通風抵抗が小さくなり、風騒音を低減することができる。
【００３２】
また、固定子巻線１６は２組の３相交流巻線１６０を備え、各３相交流巻線１６０は３相の固定子巻線群１６１を交流結線して構成されている。そして、固定子巻線群１６１は第１乃至第４巻線３１〜３４を直列接続して構成されている。そして、第１巻線３１は１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内の１番地と２番地とを交互に採るように波巻きされて構成されている。つまり、第１巻線３１は１本の素線３０を６スロット毎にスロット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１ターン波巻きされて構成されている。同様に、第２、第３および第４巻線３２、３３、３４もまた、１本の素線３０を６スロット毎にスロット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１ターン波巻きされて構成されている。
そこで、第１および第２巻線３１、３２を構成する素線３０のターン部３０ａをほぼ同一形状に形成でき、ターン部３０ａを周方向に重なって整列して配列できる。同様に、第３および第４巻線３３、３４を構成する素線３０のターン部３０ａをほぼ同一形状に形成でき、ターン部３０ａを第１および第２巻線３１、３２の外周側で周方向に重なって整列して配列できる。つまり、ターン部３０ａが周方向に略同一形状となり、ターン部３０ａ間の空隙が周方向に略同一となる。
この巻線構造を採ることで、絶縁性樹脂２５でコイルエンド１６ａ、１６ｂを全周に渡って均一にモールドすることが容易となり、絶縁性樹脂２５の周方向および軸方向の分布をほぼ均一に形成することができる。これにより、絶縁性樹脂２５を含んだコイルエンド部の放熱性が均一となり、固定子巻線１６の冷却性の悪化が抑制され、固定子巻線１６の温度上昇を抑えることができる。
また、この巻線構造を採ることで、絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａおよびブラケット対向面２５ｂを滑らかな面に容易に形成することができる。
また、この巻線構造を採ることで、素線３０を高密度にできるようになり、出力の向上が図られるとともに、絶縁性樹脂２５の量を従来の固定子５０に比べて削減でき、低価格化が図られる。
【００３３】
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１６ａ、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１６ａ、１６ｂをモールドしている絶縁性樹脂２５の高さを低くでき、絶縁性樹脂２５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とともに、コイルエンドのコイル端漏れリアクタンスが減少し、出力、効率が向上される。
また、コイルエンド１６ａ、１６ｂがファン５の下流側にファン５に隣接して配されているので、ファン５によって通風路に流される冷却風が効率よくコイルエンド１６ａ、１６ｂをモールドしている絶縁性樹脂２５の冷却に供せられ、固定子巻線１６の冷却性を向上させることができる。
【００３４】
また、回転子７の磁極数が１６で、９６個のスロット１５ａが固定子鉄心１５に等角ピッチで形成されている。そして、巻線３０が６スロット毎のスロット１５ａに波巻きされているので、巻線３０が波巻きされるスロットのピッチが回転子７のＮＳ極に対応したピッチとなり、固定子巻線１６が全節巻線となる。これにより、最大トルクが得られるようになり、高出力化を実現できる。
また、スロット１５ａの開口部１５ｂの開口寸法が素線３０のスロット幅方向寸法より小さく構成されているので、スロット１５ａから径方向内側への素線３０の飛び出しが阻止されるとともに、開口部１５ｂでの回転子７との干渉音も低減される。
【００３５】
また、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、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となるとともに、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。ここで、この実施の形態１では、直線部３０ｂが長方形断面に形成されているものとしているが、直線部３０ｂの断面形状は、略矩形断面のスロット形状に沿った略矩形断面形状であればよい。この略矩形形状とは、長方形に限らず、正方形、４辺の平面と丸い角とで構成された形状、長方形の短辺を円弧とした長円形等であってもよい。
【００３６】
また、素線３０が長方形の断面形状に形成されているので、コイルエンドを構成するターン部３０ｂからの放熱面積が大きくなり、固定子巻線１６の発熱が効率的に放熱される。
【００３７】
また、図５に示されるように、第１乃至第４巻線３１〜３４を直列に接続して構成された固定子巻線群１６１が３本づつ星型結線されて２組の３相交流巻線１６０を構成し、２組の３相交流巻線１６０がそれぞれ整流器１２に接続され、さらに２つの整流器１２の出力が並列に接続されている。これにより、４ターンの３相交流巻線１６０の直流出力を合成して取り出すことができ、低回転域での発電不足を解消することができる。
【００３８】
また、この巻線構造を採ることで、固定子巻線のターン数を増やす場合、連続線からなる巻線アセンブリ３５（３５Ａ、３５Ｂ）をその直線部３０ｂ同士を相対して揃えるようにして重ねて固定子鉄心１５に巻装することで容易に対応することができる。
また、この実施の形態１による固定子８は、連続線からなる巻線アセンブリ３５を直方体の積層鉄心３６のスロット３６ａに開口部３６ｂから挿入し、その後積層鉄心３６を環状に丸めて作製することができる。そこで、積層鉄心３６の開口部３６ｂの開口寸法を素線３０のスロット幅方法寸法より大きくすることができるので、巻線アセンブリ３５の挿入作業性を高めることができる。また、積層鉄心３６を環状に成形することで開口部３６ｂの開口寸法を素線３０のスロット幅方法寸法より小さくできるので、占積率が高められ、出力を向上させることができる。さらに、スロット数が多くなっても、固定子の生産性を低下させることはない。
【００３９】
また、両コイルエンド１６ａ、１６ｂ（コイルエンド１６ａ、１６ｂをモールドした絶縁性樹脂２５）の形状が略等しく、かつ、ファン５が回転子７の両端部に設けられているので、両コイルエンド１６ａ、１６ｂがバランス良く冷却され、固定子巻線温度が均一に、かつ、大きく低減される。
ここで、ファン５は必ずしも回転子７の両端に設ける必要はなく、大きな発熱体である固定子巻線や整流器の配設位置を考慮して設ければよい。例えば、最大の発熱体である固定子巻線のコイルエンドは冷却速度の大きいファンの吐出側に配置し、整流器の配置されている側の回転子の端部にファンを配設することがよい。また、車両エンジンに取り付けられる場合、通常プーリがクランクシャフトにベルトを介して連結されるので、ファンの冷却排出風がベルトに影響しないように、ファンを反プーリ側に配設することがよい。なお、回転子の爪状磁極の型部も送風作用があり、冷却手段として用いることができる。
【００４０】
また、絶縁性樹脂２５を含んだ固定子８の軸方向長さがポールコア２０、２１の軸方向長さより小さくなっているので、小型化が実現できる。また、ファン５が回転子７の両端部に設けられている場合、ファン吐出側に絶縁性樹脂２５がないので、通風抵抗が著しく小さくなり、風騒音が低減されるとともに、整流器１２等の冷却内蔵物の温度上昇を抑えることができる。
【００４１】
また、固定子巻線１６が収容されるスロット数が毎極毎相当たり２であり、毎極毎相当たりのスロットに対応した２つの３相交流巻線１６０を有している。これにより、起磁力波形を正弦波形に近くすることができ、高調波成分を低減でき、安定した出力を得ることができる。また、スロット１５ａ数が多くなるので、固定子鉄心１５のティースが細くなり、対向する爪状磁極２２、２３間のティース内の磁気漏れが低減され、出力の脈動を抑制できる。また、スロット１５ａが多くなるほど、スロット１５ａに対応してターン部３０ａも多くなるので、コイルエンドの放熱性が向上される。
また、スロット１５ａおよび開口部１５ｂが電気角で３０°の等間隔で配列されているので、磁気騒音の加振力の原因である磁気脈動を低減できる。
【００４２】
実施の形態２．
この実施の形態２では、図１５に示されるように、固定子８は絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂがフロントおよびリヤブラケット１、２の内壁面に密接するように配設されているものである。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４３】
この実施の形態２によれば、絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂがブラケット１、２の内壁面に密接するように配設されているので、コイルエンド１６ａ、１６ｂで発生した熱が絶縁性樹脂２５を介して効率よく低温のブラケット１、２に伝達され、固定子巻線１６の冷却性を向上できるとともに、絶縁性樹脂２５とブラケット１、２の内壁面との間に隙間がない分交流発電機の小型化が図られる。
【００４４】
実施の形態３．
この実施の形態３では、図１６に示されるように、内層側を構成する素線３０のターン部３０ａの外周面（回転子７と対向する面）の一部が絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａと同一面位置となるように露出されているものである。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４５】
この実施の形態３によれば、冷却風が素線３０のターン部３０ａの露出面に当たるので、コイルエンド１６ａ、１６ｂで発生した熱がターン部３０ａの露出面から効率よく放熱され、固定子巻線１６の冷却性を向上できる。
ここで、素線３０が長方形の断面に形成されていれば、絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａに露出する一面を規定し易いが、円形断面の素線であっても、素線の側面の一部を露出させれば、同様の効果が得られる。
【００４６】
なお、上記実施の形態３では、内層側を構成する素線３０のターン部３０ａの回転子７と対向する面が絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａと同一面位置となるように露出されているものとしているが、外層側を構成する素線３０のターン部３０ａの外周面（ブラケット１、２と対向する面）が絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂと同一面位置となるように露出されていてもよい。
【００４７】
実施の形態４．
この実施の形態４では、図１７に示されるように、固定子鉄心１５０のスロット１５０ａが等角ピッチで形成され、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心が電気角で（α°）と（６０-α）°とを交互に繰り返す不等間隔に形成されているものとする。ここで、α≠３０である。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４８】
この実施の形態４によれば、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心の間隔が電気角で（α°）と（６０-α）°とを交互に繰り返す不等間隔に形成されているので、２組の３相交流巻線１６０は互いに電気角で（６０-α）°の位相差をもって巻装されている。ここで、αを変えた固定子を交流発電機に搭載し、磁気騒音の要因となる固定子起磁力高調波の各次数成分の変化を測定した結果を図１８に示す。なお、ティース部１５０ｃの先端に設けられた鍔部１５０ｄの周方向長さを調整してαを変えている。
図１８から、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心の間隔が、１６度と４４度とを繰り返す不等間隔と、２９度と３１度とを繰り返す不等間隔との範囲であれば、固定子の５次、７次、１１次および１３次の起磁力高調波の上限値が１３％以下に抑えられることが分かる。
さらに、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心の間隔が、２２度と３８度とを繰り返す不等間隔と、２４度と３６度とを繰り返す不等間隔との範囲であれば、固定子の５次、７次、１１次および１３次の起磁力高調波の上限値が８％以下に抑えられ、即ち５次、７次、１１次および１３次の起磁力高調波をバランスよく低減できることが分かる。
【００４９】
なお、上記各実施の形態では、絶縁性樹脂２５としてエポキシ樹脂を用いるものとしているが、この絶縁性樹脂として、樹脂の主剤より熱伝導性の高い部材を混入したものを用いてもよい。例えば、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を絶縁性樹脂として用いてもよい。この場合、固定子巻線１６で発生した熱が絶縁性樹脂中を速やかに伝導して絶縁性樹脂の表面に至り、絶縁性樹脂の表面から放熱されるので、固定子巻線１６の冷却性を向上させることができる。
また、上記各実施の形態では、ファン５がケース３内に配設されているものとしているが、ファンは車両用交流発電機の外に回転子の回転と伴って回転するように設けてもよい。
また、上記各実施の形態では、各相の固定子巻線１６１が４ターンのものについて説明しているが、固定子巻線１６１のターン数は４ターンに限定されるものではない。更に低速出力が要求される場合には、固定子巻線１６１を６ターン、８ターンとすればよい。この場合でも、巻線アセンブリを径方向に重ねて固定子コアに挿入するだけで対応できる。むろん、奇数のターン数でもよい。
また、上記各実施の形態では、全節巻き発電機に適用するものとして説明しているが、短節巻（全節巻きでない）発電機に本構造を適用しても良い。
また、この発明は、回転子コイルをブラケットに固定し、エアギャップより回転界磁を供給するタイプの車両用交流発電機にも適用できる。
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３相で１２０個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３６、２０極の磁極数でスロット数６０でも良い。
また、上記各実施の形態では、コイルエンドを含んだ固定子の軸方向長さが回転子の軸方向長さより小さく構成されているものとしているが、この発明は、コイルエンドを含んだ固定子の軸方向長さが回転子の軸方向長さより大きく構成されている発電機に適用してもよい。この場合、ファン吐出側にコイルエンドが存在するので、固定子の温度上昇を抑えることができる。
【００５０】
また、上記各実施の形態では、爪状磁極を持つランデル型の回転子を用いるものとしているが、突極型の磁極を持つセーレント型の回転子を用いても、同様の効果が得られる。
また、上記各実施の形態では、整流器が反プーリ側に配置され、ファンも回転子に対して同じ側に配置されているが、整流器の温度に特に問題がない場合は、ファンをプーリ側に配置しても良い。固定子のコイルエンドの高さが低いために、ファンの通風路における吐出側の通風抵抗は著しく減少しているので、全体風量は増える。従って、整流器やプーリとファンとの位置関係は、エンジンの取り付け位置や、風騒音、磁気騒音、各部の温度状態を鑑みて、最適な位置を選択すればよい。
また、上記各実施の形態では、巻線アセンブリの積層鉄心への挿入時に、予め積層鉄心側にインシュレータを挿入しているが、巻線アセンブリのスロット収容部にインシュレータを予め巻き付けて、積層鉄心に挿入するようにしてもよい。また、長尺のインシュレータを直方体の積層鉄心上に載置し、その上から巻線アセンブリを挿入するようにして、インシュレータも同時にスロット内に収容するようにしてもよい。この場合、後工程で、突出したインシュレータを一括除去すればよい。さらに、予め、巻線アセンブリのスロット収容部を絶縁樹脂でモールドしておいても良い。この場合、量産性が格段に向上する。
【００５１】
【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。
【００５２】
この発明によれば、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子と、該回転子と対向配置された固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子、上記回転子と上記固定子とを支持するブラケットと、上記回転子の回転に連動して上記ブラケット内に冷却風を通風させて上記固定子巻線を冷却する冷却手段とを備えた交流発電機において、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の両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組の巻線アセンブリで構成され、上記巻線アセンブリは、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素線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロット数と同数対配列され、素線端部がそれぞれ上記巻線アセンブリの両端の両側に延出され、かつ、重ねられた上記直線部の対が１スロットピッチで上記スロットの全数と同数対配列されて構成され、上記固定子鉄心の両端面側の上記スロット外で折り返された上記素線のターン部が周方向に並んでコイルエンドを構成し、絶縁性樹脂が、上記コイルエンドの全体を覆うように設けられ、上記絶縁性樹脂の回転子対向面およびブラケット対向面の少なくとも一方が滑らかな面に形成されている。これにより、素線が高密度に巻装できるようになり、出力が向上され、絶縁性樹脂の放熱性が周方向で均一となり、固定子巻線の冷却性が向上され、さらに絶縁性樹脂の回転子対向面やブラケット対向面を流通する冷却風の通風抵抗が小さくなり、風騒音が低減される交流発電機が得られる。
【００５３】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面が滑らかな面に形成され、上記絶縁性樹脂のブラケット対向面が上記ブラケットの内壁面に密接されている。これにより、絶縁性樹脂と回転子との間で発生する干渉音が小さくなるので、風騒音が低減されるとともに、固定子巻線の熱が絶縁性樹脂を介して低温のブラケットに伝達されるので、固定子巻線の温度上昇が抑えられる。
【００５４】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面において、周方向に並んだ上記ターン部の上記回転子に対向する面の少なくとも一部が上記絶縁性樹脂と同一面位置となるように露出しているので、ターン部の露出面が冷却風に曝され、固定子巻線の冷却性を高めることができる。
【００５５】
また、上記素線が上記スロットのそれぞれにスロット深さ方向に２ｎ本ずつ配列され、上記素線のターン部が周方向にｎ列に並んで配列されている。これにより、コイルエンド高さが低くなるので、コイル端漏れリアクタンスが低減されるとともに、絶縁性樹脂の高さが低くなり、通風抵抗が小さくなる。
【００５６】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドを構成する上記ターン部が、周方向に略同一形状に形成されているので、絶縁性樹脂をコイルエンドに均一に設けることができ、絶縁性樹脂の回転子対向面やブラケット対向面を容易に滑らかな面に形成できる。
【００５７】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドにおいて、周方向に隣り合う上記ターン部間の空間が略同一に形成されているので、絶縁性樹脂をコイルエンドに均一に設けることができ、絶縁性樹脂の回転子対向面やブラケット対向面を容易に滑らかな面に形成できる。さらに、樹脂成形時にかかる圧力が均一となり、ターン部が該圧力で動いて互いに干渉することがない。
【００５８】
また、上記スロットの開口部の開口寸法が、上記素線のスロット幅方向寸法より小さいので、素線のスロットからの飛び出しが防止されるとともに、スロット内に流入した絶縁性樹脂が開口部から漏れ出しにくくなる。
【００５９】
また、上記素線の上記スロット内における断面形状が上記スロット形状に沿った略矩形形状であるので、スロット内の素線の占積率が高められ、出力、効率が向上される。また、素線と固定子鉄心との接触面積が大きくなり、熱伝導性が高められ、固定子巻線の温度がさらに低下される。さらに、絶縁性樹脂がスロット内に流入しにくくなり、樹脂量を低減することができる。
【００６０】
また、上記素線の断面形状が略扁平形状であり、上記直線部が断面長手方向を径方向に一致させて１列に並んで上記スロット内に収納されているので、スロット内の素線の占積率が高められるとともに、固定子巻線の放熱性が向上し、出力、効率が向上される。さらに、滑らかな樹脂面が構成しやすくなる。
【００６１】
また、上記固定子巻線の少なくとも一方の上記コイルエンドが、上記冷却手段の上記ブラケット内に形成される冷却風の流通方向の下流側に該冷却手段に隣接して配置されているので、冷却風が効率よくコイルエンドあるいは絶縁性樹脂の冷却に供せられ、固定子巻線の冷却性を向上させることができる。
【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】 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を示す斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る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平面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子巻線の結線状態を説明する斜視図である。
【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回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る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アセンブリの製造工程を説明する図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る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アセンブリの製造工程を説明する図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る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巻線アセンブリを示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態１に係る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巻線アセンブリを示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１に係る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】 この発明の実施の形態１に係る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】 この車両用交流発電機に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図である。
【図１３】 この車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する工程断面図である。
【図１４】 こ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アセンブリの積層鉄心への装着状態を示す平面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機を示す要部断面図である。
【図１６】 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を示す斜視図である。
【図１７】 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鉄心を示す斜視図である。
【図１８】 この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の出力特性を示す図である。
【図１９】 従来の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図２０】 従来の車両用交流発電機の固定子を示す斜視図である。
【図２１】 従来の車両用交流発電機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図である。
【図２２】 従来の車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する斜視図である。
【図２３】 従来の車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する斜視図である。
【図２４】 従来の車両用交流発電機に適用される固定子の絶縁性樹脂モールド前の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、５ ファン（冷却手段）、７回転子、８ 固定子、１５、１５０ 固定子鉄心、１５ａ、１５０ａ スロット、１５ｂ、１５０ｂ 開口部、１６ 固定子巻線、１６ａ フロント側のコイルエンド、１６ｂ リヤ側のコイルエンド、２５ 絶縁性樹脂、２５ａ 回転子対向面、２５ｂ ブラケット対向面、３０ 素線、３０ａ ターン部、３１ 第１巻線、３２ 第２巻線、３３ 第３巻線、３４ 第４巻線、３５Ａ、３５Ｂ 巻線アセンブリ。
【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、特に、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】
図１９は従来の車両用交流発電機を示す断面図、図２０は従来の車両用交流発電機の固定子を示す斜視図である。
図１９および図２０において、車両用交流発電機は、ランドル型の回転子７が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内にシャフト６を介して回転自在に装着され、固定子５０が回転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に固着されて構成されている。
シャフト６は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２に回転可能に支持されている。このシャフト６の一端にはプーリ４が固着され、エンジンの回転トルクをベルト(図示せず)を介してシャフト６に伝達できるようになっている。回転子７に電流を供給するスリップリング９がシャフト６の他端部に固着され、一対のブラシ１０がこのスリップリング９に摺接するようにケース３内に配設されたブラシホルダ１１に収納されている。固定子５０で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１８がブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシク１７に接着されている。固定子５０に電気的に接続され、固定子５０で生じた交流を直流に整流する整流器１２がケース３内に装着されている。
【０００３】
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を覆うように設けられ、回転子コイル１３で発生された磁束によって磁極が形成される一対のポールコア２０、２１とから構成される。一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ６つの爪形状の爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に等角ピッチで突設され、爪状磁極２２、２３をかみ合わせるように対向してシャフト６に固着されている。さらに、ファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されている。
【０００４】
固定子５０は、軸方向に延びるスロット５１ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の固定子鉄心５１と、固定子鉄心５１に巻装された固定子巻線５２と、固定子巻線５２のフロント側およびリヤ側のコイルエンド５２ａ、５２ｂをモールドしたエポキシ樹脂等からなる絶縁性樹脂２５と、各スロット５１ａ内に装着されて固定子巻線５２と固定子鉄心５１とを電気的に絶縁するインシュレータ（図示せず）とを備えている。ここでは、固定子鉄心５１には、回転子７の磁極数（１２）に対応して、３相交流巻線を１組収容するように、３６箇所のスロット５１ａが等間隔に形成されている。
【０００５】
また、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の軸方向の端面に設けられ、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５２のフロント側およびリヤ側のコイルエンド５２ａ、５２ｂの径方向外側に対向して設けられている。
【０００６】
つぎに、従来の固定子５０の製造方法について図２１乃至図２４を参照しつつ説明する。
まず、磁性材料であるＳＰＣＣ材からなる帯状薄板から凹凸を有する帯状体を作製する。そして、この帯状体を所定枚積層し、その外周部をレーザ溶接して、図２１に示される直方体の積層鉄心５５を作製する。この積層鉄心５５の一側には、３６個のスロット５５ａが形成されている。
また、絶縁被覆された円形断面の銅線材からなる１本の素線５６を３スロットピッチで波巻きに所定回数巻回して全体が平坦な形状の固定子巻線群５７Ａを作製する。この固定子巻線群５７Ａを構成する素線５６の巻き始め端および巻き終わり端がそれぞれ口出し線５６ａおよび中性点リード線５６ｂとなる。さらに、それぞれ１本の素線５６を同様に巻回して固定子巻線群５７Ｂ、５７Ｃを作製する。
その後、３本の固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを、図２２に示されるように、１スロットピッチずつずらして重ね合わせ、それぞれ３スロット毎のスロット５５ａに挿入して積層鉄心５５に装着する。これにより、図２３に示されるように、３本の固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが積層鉄心５５に装着される。
ついで、積層鉄心５５を成形装置（図示せず）により円筒状に曲げる。そして、積層鉄心５５の両端面同士を突き合わしてレーザ溶接し、円筒状の固定子鉄心５１を得る。これにより、図２４に示されるように、３本の固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが固定子鉄心５１に巻装された固定子を得る。
さらに、固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃのコイルエンドを絶縁性樹脂２５でモールドし、図２０に示される固定子５０が得られる。
【０００７】
このように構成された固定子５０では、固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを構成する各素線５６の中性点リード線５６ｂを結線して、３相交流巻線である固定子巻線５２が得られる。これらの固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃはそれぞれ１２０度の位相差を有し、３相交流巻線のａ相、ｂ相、ｃ相の巻線に相当する。そして、固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを構成する各素線５６の口出し線５６ａが整流器１２に接続される。
【０００８】
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、固定子巻線５２に回転磁界が与えられ、固定子巻線５２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。
【０００９】
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固定子巻線５２のリヤ側のコイルエンド５２ｂ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固定子巻線５２のフロント側のコイルエンド５２ａを冷却し、排気孔１ｂより外部に排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の固定子５０では、固定子巻線５２を構成する固定子巻線群５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃがそれぞれ１本の素線５６を３スロットピッチで波巻きに所定回数巻回して作製され、径方向に外層、中間層および内層を構成するように互いに１スロットずれて３スロット毎のスロット５１ａに巻装されていた。
そこで、コイルエンドを構成する素線５６のターン部が周方向に重なって整列していないので、絶縁性樹脂２５でコイルエンドを全周にわたって均一にモールドすることが困難となり、絶縁性樹脂２５が周方向にも、軸方向にも偏った形状となっていた。これにより、絶縁性樹脂２５を含んだコイルエンド部の放熱性が不均一となり、固定子巻線５２の冷却性が悪化し、固定子巻線５２の温度上昇を抑えることができなくなるという課題があった。
また、コイルエンドを構成する素線５６のターン部が周方向に重なって整列していないので、素線５６を高密度に巻装できず、高出力が得られないという課題もあった。
また、内層および外層を構成する固定子巻線群５７Ａ、５７Ｃの周方向に隣接する素線５６のターン部同士が互いに径方向にずれており、絶縁性樹脂２５の内周面および外周面が、図２０に示されるように、周方向に凹凸を有する面形状となっていた。これにより、通風抵抗が増大し、かつ、回転子７と絶縁性樹脂２５の内周面との間で干渉音が発生して、風騒音が増大してしまうという課題もあった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するために、長尺の素線が、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返されて、所定スロット数毎に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て形成された複数の巻線により固定子巻線を構成し、かつ、コイルエンドを覆うように設けられた絶縁性樹脂の回転子対向面およびブラケット対向面の少なくとも一面を滑らかな面に形成して、固定子巻線の温度上昇を抑えるとともに、高出力、低騒音を実現できる車両用に適用できる交流発電機を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る交流発電機は、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子と、該回転子と対向配置された固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子、上記回転子と上記固定子とを支持するブラケットと、上記回転子の回転に連動して上記ブラケット内に冷却風を通風させて上記固定子巻線を冷却する冷却手段とを備えた交流発電機において、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の両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組の巻線アセンブリで構成され、上記巻線アセンブリは、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素線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロット数と同数対配列され、素線端部がそれぞれ上記巻線アセンブリの両端の両側に延出され、かつ、重ねられた上記直線部の対が１スロットピッチで上記スロットの全数と同数対配列されて構成され、上記固定子鉄心の両端面側の上記スロット外で折り返された上記素線のターン部が周方向に並んでコイルエンドを構成し、絶縁性樹脂が、上記コイルエンドの全体を覆うように設けられ、上記絶縁性樹脂の回転子対向面およびブラケット対向面の少なくとも一方が滑らかな面に形成されているものである。
【００１３】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面が滑らかな面に形成され、上記絶縁性樹脂のブラケット対向面が上記ブラケットの内壁面に密接されているものである。
【００１４】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面において、周方向に並んだ上記ターン部の上記回転子に対向する面の少なくとも一部が上記絶縁性樹脂と同一面位置となるように露出しているものである。
【００１５】
また、上記素線が上記スロットのそれぞれにスロット深さ方向に２ｎ本ずつ配列され、上記素線のターン部が周方向にｎ列に並んで配列されているものである。
【００１６】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドを構成する上記ターン部が、周方向に略同一形状に形成されているものである。
【００１７】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドにおいて、周方向に隣り合う上記ターン部間の空間が略同一に形成されているものである。
【００１８】
また、上記スロットの開口部の開口寸法が、上記素線のスロット幅方向寸法より小さいものである。
【００１９】 上記素線の上記スロット内における断面形状が上記スロット形状に沿った略矩形形状であるものである。
【００２０】
また、上記素線の断面形状が略扁平形状であり、上記直線部が断面長手方向を径方向に一致させて１列に並んで上記スロット内に収納されているものである。
【００２１】
また、上記固定子巻線の少なくとも一方の上記コイルエンドが、上記冷却手段の上記ブラケット内に形成される冷却風の流通方向の下流側に該冷却手段に隣接して配置されているものである。
【００２２】
【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平面図、図４はこの車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の巻装状態を説明する斜視図、図５はこの車両用交流発電機の回路図、図６および図７はこ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アセンブリの製造工程を説明する図である。図８はこ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巻線アセンブリを示す図であり、図８の（ａ）はその側面図、図８の（ｂ）はその平面図である。図９はこ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巻線アセンブリを示す図であり、図９の（ａ）はその側面図、図９の（ｂ）はその平面図である。図１０はこ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、図１１はこ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はこの車両用交流発電機の固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図、図１３はこの車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する工程断面図、図１４はこ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アセンブリの積層鉄心への装着状態を示す平面図である。なお、図４では口出し線、中性点リード線および渡り結線が省略されている。
【００２３】
図１および図２において、回転子７を構成する一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ８つの爪形状の爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に等角ピッチで突設され、爪状磁極２２、２３をかみ合わせるように対向してシャフト６に固着されている。また、冷却手段としてのファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されている。
固定子８は、軸方向に延びるスロット１５ａが周方向に所定ピッチで複数形成された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、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１６ａ、１６ｂの全体をモールドしたエポキシ樹脂等からなる絶縁性樹脂２５と、各スロット１５ａ内に装着されて固定子巻線１６と固定子鉄心１５とを電気的に絶縁する後述されるインシュレータ１９とを備えている。そして、固定子巻線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、後述する３相交流巻線１６０を２組収容するように、９６本のスロット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。
なお、他の構成は図１９に示された従来の車両用交流発電機と同様に構成されている。
【００２４】
つぎに、１相分の固定子巻線群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内の内周側から１番目の位置と内周側から２番目の位置とを交互に採るように１ターン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内の内周側から２番目の位置と内周側から１番目の位置とを交互に採るように１ターン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１５ａ内の内周側から３番目の位置と内周側から４番目の位置とを交互に採るように１ターン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９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の内周側から４番目の位置と内周側から３番目の位置とを交互に採るように１ターン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。
以降、素線３０が収納されるスロット１５ａ内の内周側１番目乃至４番目の位置をそれぞれ１番地乃至４番地と呼ぶ。
【００２５】
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番の２番地から延出する第２巻線３２の端部３２ａと、スロット番号の９１番の３番地から延出する第４巻線３４の端部３４ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の４番地から延出する第４巻線３４の端部３４ａと、スロット番号の９１番の１番地から延出する第２巻線３２の端部３２ｂとが接合されて、第２および第４巻線３２、２４からなる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番の１番地から延出する第１巻線３１の端部３１ａと、スロット番号の９１番の４番地から延出する第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番の３番地から延出する第３巻線３３の端部３３ａと、スロット番号の９１番の２番地から延出する第１巻線３１の端部３１ｂとが接合されて、第１および第３巻線３１、３３からなる２ターンの巻線が形成されている。
【００２６】
さらに、スロット番号の６１番の３番地と６７番の４番地とから固定子鉄心１５の一端側に延出する第３巻線３３の素線３０の部分が切断され、スロット番号の６７番の３番地と７３番の４番地とから固定子鉄心１５の一端側に延出する第４巻線３４の素線３０の部分が切断される。そして、第３巻線３３の切断端３３ｃと第４巻線３４の切断端３４ｃ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３巻線３３の切断端３３ｃと第４巻線３４の切断端３４ｃとの接合部が渡り結線接続部となり、第３巻線３３の切断端３３ｄと第４巻線３４の切断端３４ｄとがそれぞれ口出し線（Ｏ）および中性点リード線（Ｎ）となる。
【００２７】
この固定子８では、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。これらの６相分の固定子巻線１６１が固定子巻線１６を構成している。
ここで、第１乃至第４巻線３１〜３４を構成するそれぞれの素線３０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、それぞれの素線３０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、固定子鉄心１５の端面側に延出して折り返された素線３０のターン部３０ａ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、図４に示されるように、ほぼ同一形状に形成されたターン部３０ａが周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、２列となって周方向に整然と配列されてコイルエンド１６ａ、１６ｂを形成している。
【００２８】
ついで、絶縁性樹脂２５により固定子巻線１６のコイルエンド１６ａ、１６ｂ全体を完全に覆うようにモールドして、図２に示される固定子８が得られる。この時、絶縁性樹脂２５は、ターン部３０ａが所定の間隙をもって配列している周方向における不連続な状態に起因する凹凸を表面に生じさせないようにモールドされている。つまり、絶縁性樹脂２５の内周面である回転子対向面２５ａおよび外周面であるブラケット対向面２５ｂがそれぞれ滑らかな面に形成されている。このように構成された固定子８は、車両用交流発電機に搭載され、図５に示されるように、固定子巻線群１６１が３相分づつ星型結線されて２組の３相交流巻線１６０を形成し、各３相交流巻線１６０がそれぞれ整流器１２に接続されている。そして、各整流器１２の直流出力が並列に接続されて合成される。
【００２９】
ついで、固定子８の製造方法について図６乃至図１４を参照しつつ具体的に説明する。
まず、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に示される内層側の巻線アセンブリ３５Ａ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、中性点リード線および口出し線を有する外層側の巻線アセンブリ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。巻線アセンブリ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素線対が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、素線３０の端部が巻線アセンブリ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が巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂの両側部に整列されて配列されている。
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１２に示されるように、直方体の積層鉄心３６を作製する。
【００３０】
そして、図１３の（ａ）に示されるように、インシュレータ１９が積層鉄心３６のスロット３６ａに装着され、２つの巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂ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１３の（ｂ）に示されるように、２つの巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂが積層鉄心３６に装着される。この時、素線３０の直線部３０ｂは、インシュレータ１９により積層鉄心３６と絶縁されてスロット３６ａ内に径方向に４本並んで収納されている。また、２つの巻線アセンブリ３５Ａ、３５Ｂは、図１４に示されるように、重なって積層鉄心３６に装着されている。
ついで、積層鉄心３６を丸め、その端面同士を当接させてレーザ溶接し、図１３の（ｃ）に示されるように、円筒状の固定子鉄心１５を得る。積層鉄心３６を丸めることにより、スロット３６ａ（固定子鉄心１５のスロット１５ａに相当）は略矩形断面形状となり、その開口部３６ｂ（スロット１５ａの開口部１５ｂに相当）は直線部３０ｂ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、各素線３０の端部同士を結線して固定子巻線群１６１を形成する。さらに、絶縁性樹脂２５により固定子巻線１６のコイルエンド１６ａ、１６ｂ全体を覆うようにモールドする。
【００３１】
このように、この実施の形態１によれば、絶縁性樹脂２５でコイルエンド１６ａ、１６ｂ全体を覆うようにモールドしているので、コイルエンド部の絶縁性が確保されるとともに、振動により隣接するターン部３０ａ同士が接触して絶縁被膜を損傷し、短絡事故を発生させることもなく、信頼性を向上させることができる。また、固定子８の剛性が高められ、磁気騒音を低減させることができる。
また、絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａが滑らかな面に形成されているので、絶縁性樹脂２５と回転子７との間を流通する冷却風の通風抵抗が小さくなるとともに、絶縁性樹脂２５と回転子７との間の干渉音が少なくなり、風騒音を低減することができる。
さらに、絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂが滑らかな面に形成されているので、絶縁性樹脂２５とブラケット１、２との間を流通する冷却風の通風抵抗が小さくなり、風騒音を低減することができる。
【００３２】
また、固定子巻線１６は２組の３相交流巻線１６０を備え、各３相交流巻線１６０は３相の固定子巻線群１６１を交流結線して構成されている。そして、固定子巻線群１６１は第１乃至第４巻線３１〜３４を直列接続して構成されている。そして、第１巻線３１は１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内の１番地と２番地とを交互に採るように波巻きされて構成されている。つまり、第１巻線３１は１本の素線３０を６スロット毎にスロット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１ターン波巻きされて構成されている。同様に、第２、第３および第４巻線３２、３３、３４もまた、１本の素線３０を６スロット毎にスロット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１ターン波巻きされて構成されている。
そこで、第１および第２巻線３１、３２を構成する素線３０のターン部３０ａをほぼ同一形状に形成でき、ターン部３０ａを周方向に重なって整列して配列できる。同様に、第３および第４巻線３３、３４を構成する素線３０のターン部３０ａをほぼ同一形状に形成でき、ターン部３０ａを第１および第２巻線３１、３２の外周側で周方向に重なって整列して配列できる。つまり、ターン部３０ａが周方向に略同一形状となり、ターン部３０ａ間の空隙が周方向に略同一となる。
この巻線構造を採ることで、絶縁性樹脂２５でコイルエンド１６ａ、１６ｂを全周に渡って均一にモールドすることが容易となり、絶縁性樹脂２５の周方向および軸方向の分布をほぼ均一に形成することができる。これにより、絶縁性樹脂２５を含んだコイルエンド部の放熱性が均一となり、固定子巻線１６の冷却性の悪化が抑制され、固定子巻線１６の温度上昇を抑えることができる。
また、この巻線構造を採ることで、絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａおよびブラケット対向面２５ｂを滑らかな面に容易に形成することができる。
また、この巻線構造を採ることで、素線３０を高密度にできるようになり、出力の向上が図られるとともに、絶縁性樹脂２５の量を従来の固定子５０に比べて削減でき、低価格化が図られる。
【００３３】
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１６ａ、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１６ａ、１６ｂをモールドしている絶縁性樹脂２５の高さを低くでき、絶縁性樹脂２５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とともに、コイルエンドのコイル端漏れリアクタンスが減少し、出力、効率が向上される。
また、コイルエンド１６ａ、１６ｂがファン５の下流側にファン５に隣接して配されているので、ファン５によって通風路に流される冷却風が効率よくコイルエンド１６ａ、１６ｂをモールドしている絶縁性樹脂２５の冷却に供せられ、固定子巻線１６の冷却性を向上させることができる。
【００３４】
また、回転子７の磁極数が１６で、９６個のスロット１５ａが固定子鉄心１５に等角ピッチで形成されている。そして、巻線３０が６スロット毎のスロット１５ａに波巻きされているので、巻線３０が波巻きされるスロットのピッチが回転子７のＮＳ極に対応したピッチとなり、固定子巻線１６が全節巻線となる。これにより、最大トルクが得られるようになり、高出力化を実現できる。
また、スロット１５ａの開口部１５ｂの開口寸法が素線３０のスロット幅方向寸法より小さく構成されているので、スロット１５ａから径方向内側への素線３０の飛び出しが阻止されるとともに、開口部１５ｂでの回転子７との干渉音も低減される。
【００３５】
また、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、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となるとともに、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。ここで、この実施の形態１では、直線部３０ｂが長方形断面に形成されているものとしているが、直線部３０ｂの断面形状は、略矩形断面のスロット形状に沿った略矩形断面形状であればよい。この略矩形形状とは、長方形に限らず、正方形、４辺の平面と丸い角とで構成された形状、長方形の短辺を円弧とした長円形等であってもよい。
【００３６】
また、素線３０が長方形の断面形状に形成されているので、コイルエンドを構成するターン部３０ｂからの放熱面積が大きくなり、固定子巻線１６の発熱が効率的に放熱される。
【００３７】
また、図５に示されるように、第１乃至第４巻線３１〜３４を直列に接続して構成された固定子巻線群１６１が３本づつ星型結線されて２組の３相交流巻線１６０を構成し、２組の３相交流巻線１６０がそれぞれ整流器１２に接続され、さらに２つの整流器１２の出力が並列に接続されている。これにより、４ターンの３相交流巻線１６０の直流出力を合成して取り出すことができ、低回転域での発電不足を解消することができる。
【００３８】
また、この巻線構造を採ることで、固定子巻線のターン数を増やす場合、連続線からなる巻線アセンブリ３５（３５Ａ、３５Ｂ）をその直線部３０ｂ同士を相対して揃えるようにして重ねて固定子鉄心１５に巻装することで容易に対応することができる。
また、この実施の形態１による固定子８は、連続線からなる巻線アセンブリ３５を直方体の積層鉄心３６のスロット３６ａに開口部３６ｂから挿入し、その後積層鉄心３６を環状に丸めて作製することができる。そこで、積層鉄心３６の開口部３６ｂの開口寸法を素線３０のスロット幅方法寸法より大きくすることができるので、巻線アセンブリ３５の挿入作業性を高めることができる。また、積層鉄心３６を環状に成形することで開口部３６ｂの開口寸法を素線３０のスロット幅方法寸法より小さくできるので、占積率が高められ、出力を向上させることができる。さらに、スロット数が多くなっても、固定子の生産性を低下させることはない。
【００３９】
また、両コイルエンド１６ａ、１６ｂ（コイルエンド１６ａ、１６ｂをモールドした絶縁性樹脂２５）の形状が略等しく、かつ、ファン５が回転子７の両端部に設けられているので、両コイルエンド１６ａ、１６ｂがバランス良く冷却され、固定子巻線温度が均一に、かつ、大きく低減される。
ここで、ファン５は必ずしも回転子７の両端に設ける必要はなく、大きな発熱体である固定子巻線や整流器の配設位置を考慮して設ければよい。例えば、最大の発熱体である固定子巻線のコイルエンドは冷却速度の大きいファンの吐出側に配置し、整流器の配置されている側の回転子の端部にファンを配設することがよい。また、車両エンジンに取り付けられる場合、通常プーリがクランクシャフトにベルトを介して連結されるので、ファンの冷却排出風がベルトに影響しないように、ファンを反プーリ側に配設することがよい。なお、回転子の爪状磁極の型部も送風作用があり、冷却手段として用いることができる。
【００４０】
また、絶縁性樹脂２５を含んだ固定子８の軸方向長さがポールコア２０、２１の軸方向長さより小さくなっているので、小型化が実現できる。また、ファン５が回転子７の両端部に設けられている場合、ファン吐出側に絶縁性樹脂２５がないので、通風抵抗が著しく小さくなり、風騒音が低減されるとともに、整流器１２等の冷却内蔵物の温度上昇を抑えることができる。
【００４１】
また、固定子巻線１６が収容されるスロット数が毎極毎相当たり２であり、毎極毎相当たりのスロットに対応した２つの３相交流巻線１６０を有している。これにより、起磁力波形を正弦波形に近くすることができ、高調波成分を低減でき、安定した出力を得ることができる。また、スロット１５ａ数が多くなるので、固定子鉄心１５のティースが細くなり、対向する爪状磁極２２、２３間のティース内の磁気漏れが低減され、出力の脈動を抑制できる。また、スロット１５ａが多くなるほど、スロット１５ａに対応してターン部３０ａも多くなるので、コイルエンドの放熱性が向上される。
また、スロット１５ａおよび開口部１５ｂが電気角で３０°の等間隔で配列されているので、磁気騒音の加振力の原因である磁気脈動を低減できる。
【００４２】
実施の形態２．
この実施の形態２では、図１５に示されるように、固定子８は絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂがフロントおよびリヤブラケット１、２の内壁面に密接するように配設されているものである。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４３】
この実施の形態２によれば、絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂがブラケット１、２の内壁面に密接するように配設されているので、コイルエンド１６ａ、１６ｂで発生した熱が絶縁性樹脂２５を介して効率よく低温のブラケット１、２に伝達され、固定子巻線１６の冷却性を向上できるとともに、絶縁性樹脂２５とブラケット１、２の内壁面との間に隙間がない分交流発電機の小型化が図られる。
【００４４】
実施の形態３．
この実施の形態３では、図１６に示されるように、内層側を構成する素線３０のターン部３０ａの外周面（回転子７と対向する面）の一部が絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａと同一面位置となるように露出されているものである。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４５】
この実施の形態３によれば、冷却風が素線３０のターン部３０ａの露出面に当たるので、コイルエンド１６ａ、１６ｂで発生した熱がターン部３０ａの露出面から効率よく放熱され、固定子巻線１６の冷却性を向上できる。
ここで、素線３０が長方形の断面に形成されていれば、絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａに露出する一面を規定し易いが、円形断面の素線であっても、素線の側面の一部を露出させれば、同様の効果が得られる。
【００４６】
なお、上記実施の形態３では、内層側を構成する素線３０のターン部３０ａの回転子７と対向する面が絶縁性樹脂２５の回転子対向面２５ａと同一面位置となるように露出されているものとしているが、外層側を構成する素線３０のターン部３０ａの外周面（ブラケット１、２と対向する面）が絶縁性樹脂２５のブラケット対向面２５ｂと同一面位置となるように露出されていてもよい。
【００４７】
実施の形態４．
この実施の形態４では、図１７に示されるように、固定子鉄心１５０のスロット１５０ａが等角ピッチで形成され、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心が電気角で（α°）と（６０-α）°とを交互に繰り返す不等間隔に形成されているものとする。ここで、α≠３０である。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４８】
この実施の形態４によれば、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心の間隔が電気角で（α°）と（６０-α）°とを交互に繰り返す不等間隔に形成されているので、２組の３相交流巻線１６０は互いに電気角で（６０-α）°の位相差をもって巻装されている。ここで、αを変えた固定子を交流発電機に搭載し、磁気騒音の要因となる固定子起磁力高調波の各次数成分の変化を測定した結果を図１８に示す。なお、ティース部１５０ｃの先端に設けられた鍔部１５０ｄの周方向長さを調整してαを変えている。
図１８から、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心の間隔が、１６度と４４度とを繰り返す不等間隔と、２９度と３１度とを繰り返す不等間隔との範囲であれば、固定子の５次、７次、１１次および１３次の起磁力高調波の上限値が１３％以下に抑えられることが分かる。
さらに、スロット開口部１５０ｂの周方向空隙中心の間隔が、２２度と３８度とを繰り返す不等間隔と、２４度と３６度とを繰り返す不等間隔との範囲であれば、固定子の５次、７次、１１次および１３次の起磁力高調波の上限値が８％以下に抑えられ、即ち５次、７次、１１次および１３次の起磁力高調波をバランスよく低減できることが分かる。
【００４９】
なお、上記各実施の形態では、絶縁性樹脂２５としてエポキシ樹脂を用いるものとしているが、この絶縁性樹脂として、樹脂の主剤より熱伝導性の高い部材を混入したものを用いてもよい。例えば、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を絶縁性樹脂として用いてもよい。この場合、固定子巻線１６で発生した熱が絶縁性樹脂中を速やかに伝導して絶縁性樹脂の表面に至り、絶縁性樹脂の表面から放熱されるので、固定子巻線１６の冷却性を向上させることができる。
また、上記各実施の形態では、ファン５がケース３内に配設されているものとしているが、ファンは車両用交流発電機の外に回転子の回転と伴って回転するように設けてもよい。
また、上記各実施の形態では、各相の固定子巻線１６１が４ターンのものについて説明しているが、固定子巻線１６１のターン数は４ターンに限定されるものではない。更に低速出力が要求される場合には、固定子巻線１６１を６ターン、８ターンとすればよい。この場合でも、巻線アセンブリを径方向に重ねて固定子コアに挿入するだけで対応できる。むろん、奇数のターン数でもよい。
また、上記各実施の形態では、全節巻き発電機に適用するものとして説明しているが、短節巻（全節巻きでない）発電機に本構造を適用しても良い。
また、この発明は、回転子コイルをブラケットに固定し、エアギャップより回転界磁を供給するタイプの車両用交流発電機にも適用できる。
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３相で１２０個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３６、２０極の磁極数でスロット数６０でも良い。
また、上記各実施の形態では、コイルエンドを含んだ固定子の軸方向長さが回転子の軸方向長さより小さく構成されているものとしているが、この発明は、コイルエンドを含んだ固定子の軸方向長さが回転子の軸方向長さより大きく構成されている発電機に適用してもよい。この場合、ファン吐出側にコイルエンドが存在するので、固定子の温度上昇を抑えることができる。
【００５０】
また、上記各実施の形態では、爪状磁極を持つランデル型の回転子を用いるものとしているが、突極型の磁極を持つセーレント型の回転子を用いても、同様の効果が得られる。
また、上記各実施の形態では、整流器が反プーリ側に配置され、ファンも回転子に対して同じ側に配置されているが、整流器の温度に特に問題がない場合は、ファンをプーリ側に配置しても良い。固定子のコイルエンドの高さが低いために、ファンの通風路における吐出側の通風抵抗は著しく減少しているので、全体風量は増える。従って、整流器やプーリとファンとの位置関係は、エンジンの取り付け位置や、風騒音、磁気騒音、各部の温度状態を鑑みて、最適な位置を選択すればよい。
また、上記各実施の形態では、巻線アセンブリの積層鉄心への挿入時に、予め積層鉄心側にインシュレータを挿入しているが、巻線アセンブリのスロット収容部にインシュレータを予め巻き付けて、積層鉄心に挿入するようにしてもよい。また、長尺のインシュレータを直方体の積層鉄心上に載置し、その上から巻線アセンブリを挿入するようにして、インシュレータも同時にスロット内に収容するようにしてもよい。この場合、後工程で、突出したインシュレータを一括除去すればよい。さらに、予め、巻線アセンブリのスロット収容部を絶縁樹脂でモールドしておいても良い。この場合、量産性が格段に向上する。
【００５１】
【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。
【００５２】
この発明によれば、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子と、該回転子と対向配置された固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子、上記回転子と上記固定子とを支持するブラケットと、上記回転子の回転に連動して上記ブラケット内に冷却風を通風させて上記固定子巻線を冷却する冷却手段とを備えた交流発電機において、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の両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組の巻線アセンブリで構成され、上記巻線アセンブリは、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素線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロット数と同数対配列され、素線端部がそれぞれ上記巻線アセンブリの両端の両側に延出され、かつ、重ねられた上記直線部の対が１スロットピッチで上記スロットの全数と同数対配列されて構成され、上記固定子鉄心の両端面側の上記スロット外で折り返された上記素線のターン部が周方向に並んでコイルエンドを構成し、絶縁性樹脂が、上記コイルエンドの全体を覆うように設けられ、上記絶縁性樹脂の回転子対向面およびブラケット対向面の少なくとも一方が滑らかな面に形成されている。これにより、素線が高密度に巻装できるようになり、出力が向上され、絶縁性樹脂の放熱性が周方向で均一となり、固定子巻線の冷却性が向上され、さらに絶縁性樹脂の回転子対向面やブラケット対向面を流通する冷却風の通風抵抗が小さくなり、風騒音が低減される交流発電機が得られる。
【００５３】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面が滑らかな面に形成され、上記絶縁性樹脂のブラケット対向面が上記ブラケットの内壁面に密接されている。これにより、絶縁性樹脂と回転子との間で発生する干渉音が小さくなるので、風騒音が低減されるとともに、固定子巻線の熱が絶縁性樹脂を介して低温のブラケットに伝達されるので、固定子巻線の温度上昇が抑えられる。
【００５４】
また、上記絶縁性樹脂の回転子対向面において、周方向に並んだ上記ターン部の上記回転子に対向する面の少なくとも一部が上記絶縁性樹脂と同一面位置となるように露出しているので、ターン部の露出面が冷却風に曝され、固定子巻線の冷却性を高めることができる。
【００５５】
また、上記素線が上記スロットのそれぞれにスロット深さ方向に２ｎ本ずつ配列され、上記素線のターン部が周方向にｎ列に並んで配列されている。これにより、コイルエンド高さが低くなるので、コイル端漏れリアクタンスが低減されるとともに、絶縁性樹脂の高さが低くなり、通風抵抗が小さくなる。
【００５６】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドを構成する上記ターン部が、周方向に略同一形状に形成されているので、絶縁性樹脂をコイルエンドに均一に設けることができ、絶縁性樹脂の回転子対向面やブラケット対向面を容易に滑らかな面に形成できる。
【００５７】
また、上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドにおいて、周方向に隣り合う上記ターン部間の空間が略同一に形成されているので、絶縁性樹脂をコイルエンドに均一に設けることができ、絶縁性樹脂の回転子対向面やブラケット対向面を容易に滑らかな面に形成できる。さらに、樹脂成形時にかかる圧力が均一となり、ターン部が該圧力で動いて互いに干渉することがない。
【００５８】
また、上記スロットの開口部の開口寸法が、上記素線のスロット幅方向寸法より小さいので、素線のスロットからの飛び出しが防止されるとともに、スロット内に流入した絶縁性樹脂が開口部から漏れ出しにくくなる。
【００５９】
また、上記素線の上記スロット内における断面形状が上記スロット形状に沿った略矩形形状であるので、スロット内の素線の占積率が高められ、出力、効率が向上される。また、素線と固定子鉄心との接触面積が大きくなり、熱伝導性が高められ、固定子巻線の温度がさらに低下される。さらに、絶縁性樹脂がスロット内に流入しにくくなり、樹脂量を低減することができる。
【００６０】
また、上記素線の断面形状が略扁平形状であり、上記直線部が断面長手方向を径方向に一致させて１列に並んで上記スロット内に収納されているので、スロット内の素線の占積率が高められるとともに、固定子巻線の放熱性が向上し、出力、効率が向上される。さらに、滑らかな樹脂面が構成しやすくなる。
【００６１】
また、上記固定子巻線の少なくとも一方の上記コイルエンドが、上記冷却手段の上記ブラケット内に形成される冷却風の流通方向の下流側に該冷却手段に隣接して配置されているので、冷却風が効率よくコイルエンドあるいは絶縁性樹脂の冷却に供せられ、固定子巻線の冷却性を向上させることができる。
【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】 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を示す斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る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平面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子巻線の結線状態を説明する斜視図である。
【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回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る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アセンブリの製造工程を説明する図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る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アセンブリの製造工程を説明する図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る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巻線アセンブリを示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態１に係る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巻線アセンブリを示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１に係る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】 この発明の実施の形態１に係る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】 この車両用交流発電機に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図である。
【図１３】 この車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する工程断面図である。
【図１４】 こ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アセンブリの積層鉄心への装着状態を示す平面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機を示す要部断面図である。
【図１６】 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を示す斜視図である。
【図１７】 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鉄心を示す斜視図である。
【図１８】 この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の出力特性を示す図である。
【図１９】 従来の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図２０】 従来の車両用交流発電機の固定子を示す斜視図である。
【図２１】 従来の車両用交流発電機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図である。
【図２２】 従来の車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する斜視図である。
【図２３】 従来の車両用交流発電機に適用される固定子の製造工程を説明する斜視図である。
【図２４】 従来の車両用交流発電機に適用される固定子の絶縁性樹脂モールド前の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、５ ファン（冷却手段）、７回転子、８ 固定子、１５、１５０ 固定子鉄心、１５ａ、１５０ａ スロット、１５ｂ、１５０ｂ 開口部、１６ 固定子巻線、１６ａ フロント側のコイルエンド、１６ｂ リヤ側のコイルエンド、２５ 絶縁性樹脂、２５ａ 回転子対向面、２５ｂ ブラケット対向面、３０ 素線、３０ａ ターン部、３１ 第１巻線、３２ 第２巻線、３３ 第３巻線、３４ 第４巻線、３５Ａ、３５Ｂ 巻線アセンブリ。
Claims (10)
- 回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子と、該回転子と対向配置された固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子、上記回転子と上記固定子とを支持するブラケットと、上記回転子の回転に連動して上記ブラケット内に冷却風を通風させて上記固定子巻線を冷却する冷却手段とを備えた交流発電機において、
上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、
上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の両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組の巻線アセンブリで構成され、
上記巻線アセンブリは、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素線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロット数と同数対配列され、素線端部がそれぞれ上記巻線アセンブリの両端の両側に延出され、かつ、重ねられた上記直線部の対が１スロットピッチで上記スロットの全数と同数対配列されて構成され、
上記固定子鉄心の両端面側の上記スロット外で折り返された上記素線のターン部が周方向に並んでコイルエンドを構成し、
絶縁性樹脂が、上記コイルエンドの全体を覆うように設けられ、
上記絶縁性樹脂の回転子対向面およびブラケット対向面の少なくとも一方が滑らかな面に形成されていることを特徴とする交流発電機。 - 上記絶縁性樹脂の回転子対向面が滑らかな面に形成され、上記絶縁性樹脂のブラケット対向面が上記ブラケットの内壁面に密接されていることを特徴とする請求項１記載の交流発電機。
- 上記絶縁性樹脂の回転子対向面において、周方向に並んだ上記ターン部の上記回転子に対向する面の少なくとも一部が上記絶縁性樹脂と同一面位置となるように露出していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の交流発電機。
- 上記素線が上記スロットのそれぞれにスロット深さ方向に２ｎ本ずつ配列され、上記素線のターン部が周方向にｎ列に並んで配列されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の交流発電機。
- 上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドを構成する上記ターン部が、周方向に略同一形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の交流発電機。
- 上記固定子鉄心の少なくとも一方の端部のコイルエンドにおいて、周方向に隣り合う上記ターン部間の空間が略同一に形成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交流発電機。
- 上記スロットの開口部の開口寸法が、上記素線のスロット幅方向寸法より小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の交流発電機。
- 上記素線の上記スロット内における断面形状が上記スロット形状に沿った略矩形形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の交流発電機。
- 上記素線の断面形状が略扁平形状であり、上記直線部が断面長手方向を径方向に一致させて１列に並んで上記スロット内に収納されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の交流発電機。
- 上記固定子巻線の少なくとも一方の上記コイルエンドが、上記冷却手段の上記ブラケット内に形成される冷却風の流通方向の下流側に該冷却手段に隣接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９のいずれかに記載の交流発電機。
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