JP3738772B2 - 車両用交流発電機 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関により駆動される車両用交流発電機に関し、乗用車、トラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。

特開平３−２３５６４４号公報等に開示された従来の車両用交流発電機は、回転子の側面にファンを備えた内扇式構造を有しており、回転によって内部に取り込んだ冷却風をフレームの径方向に設けた窓を通じて吐出させることにより、固定子巻線を冷却している。

また、車両用交流発電機に用いられる固定子として、複数の導体セグメントを接合することにより形成された巻線を有するものが従来から知られている。例えば、米国特許第１８２２２６１号やＷＯ９２／０６５２７には、Ｕ字状の複数の導体セグメントを固定子鉄心の一方の端面側から挿入した後に、反挿入側の端部同士を接合することにより巻線が形成された固定子が開示されている。この固定子は、連続した導体巻線を巻いて巻線を構成する場合に比べて、規則的に配置された巻線が形成しやすい特長がある。
特開平３−２３５６４４号公報 米国特許第１８２２２６１号 ＷＯ９２／０６５２７

ところで、上述した米国特許第１８２２２６１号やＷＯ９２／０６５２７に開示された固定子の巻線は、複数の導体セグメントの端部同士が接合されているため、接合前の形状である各導体セグメント端部のエッジ形状が残って、接合部においてエッジが生じやすい。

したがって、この固定子を上述した特開平３−２３５６４４号公報に開示されたような内扇式の車両用交流発電機に適用した場合には、回転によって取り込まれる冷却風に混じった埃や塵等の浮遊物が固定子巻線の接合部のエッジ部分に付着して堆積しやすいという問題があった。特に、内扇式の車両用交流発電機のフレームには、固定子巻線の外周側に冷却風の吐出窓が形成されているため、この吐出窓の外側から塩水や水が入りやすく、これら塩水等が上述した固定子巻線の接合部分に付着すると、隣接する接合部間や接合部とフレームのアースとの間の絶縁不良の原因になる。

また、上述したように固定子巻線の接合部分にエッジが存在すると、このエッジ部分を含む接合部全体を絶縁皮膜処理したときに、この接合部の絶縁状態が不均一になるという問題があった。特に、エッジ部分の絶縁皮膜が薄くなるため、絶縁不良が生じやすくなる。また、エッジ部分の絶縁皮膜の厚さを充分確保しようとすると、例えば絶縁を目的とした含浸処理を何度も繰り返さなければならず、工程が複雑になってコスト高を招くため好ましくない。

このように、接合部分に残された部分的なエッジ形状は、その部分への機械的なストレスの集中、あるいは電気的化学的なストレスの集中を招くことがあった。このため、かかる接合部のエッジ部分から機械的な破損が進行したり、電気的化学的な腐食が進行したりするという問題があった。

そこで本発明は、固定子巻線を形成する電気導体の接合部における、機械的な、あるいは電気的化学的な不具合の発生を防止することを目的とする。

本発明の他の目的は、接合部に埃等が付着しにくい固定子を有する車両用交流発電機を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、固定子の接合部の均一な厚さの絶縁処理が可能な車両用交流発電機を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１の特徴は、回転子と、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装備された固定子巻線をなす電気導体を有する固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持するフレームとを有する車両用交流発電機において、前記電気導体（３３、１３３）の断面形状は、周方向よりも径方向に長い長方形を有しており、この長方形の長辺が径方向に沿って配置され、前記電気導体（３３、１３３）の端部（３３ｄ、１３３ｄ）同志は、前記端部（３３ｄ、１３３ｄ）の近傍のみを局所的に溶融して玉形状の接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成されて接合されていると共に、前記電気導体としての複数の導体セグメントを備え、複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成され、さらに 複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向に離間していることを特徴とする車両用交流発電機にある。

請求項２の特徴は、請求項１において、前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の厚さ（Ｔ）は、前記電気導体の厚さ（ｔ）よりも大きくされ、さらに前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の幅Ｗは、前記電気導体の２本分の幅（ｗ×２）よりも大きくされていることを特徴とする車両用交流発電機にある。

請求項３の特徴は、回転子と、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装備された固定子巻線をなす電気導体を有する固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持するフレームとを有する車両用交流発電機において、前記電気導体（３３、１３３）の断面形状は、周方向よりも径方向に長い長方形を有しており、この長方形の長辺が径方向に沿って配置され、前記電気導体（３３、１３３）の端部（３３ｄ、１３３ｄ）同志は、前記端部（３３ｄ、１３３ｄ）の近傍のみを局所的に溶融して玉形状の接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成されて接合されており、前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の厚さ（Ｔ）は、前記電気導体の厚さ（ｔ）よりも大きくされ、さらに前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の幅Ｗは、前記電気導体の２本分の幅（ｗ×２）よりも大きくされていると共に、前記電気導体としての複数の導体セグメントを備え、複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成され、さらに 複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向に離間していることを特徴とする車両用交流発電機にある。

請求項４の特徴は、請求項１から３のいずれかにおいて、複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向に離間して環状に配列されていることを特徴とする車両用交流発電機にある。

請求項５の特徴は、請求項１から３のいずれかにおいて、前記電気導体としての複数の導体セグメントを備え、複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成され、さらに複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向おび径方向の両方に離間して内周側と外周側に２重の環状に配列されていることを特徴とする車両用交流発電機にある。

請求項６の特徴は、請求項５において、前記固定子鉄心（３２）に形成された各スロット（１３５）内に、４本の前記導体セグメント（１３３）を前記スロット（１３５）の深さ方向に関してのみ配列して収容することを特徴とする車両用交流発電機にある。

車両用交流発電機は、固定子に含まれる電気導体を固定子上で接合する際の接合部の形状を玉形状に形成している。接合部の形状を突起（エッジ）のない玉形状とすることにより、接合部の一部分に、腐食の原因や、機械的な応力といった、不具合原因が集中することを防止でき、この接合部から機械的な破損が進行したり、電気的化学的な腐食が進行したりすることを防止することができる。

なお、固定子上に複数の接合部を有する場合には、それらのすべての接合部を玉形状とすることが望ましい。そして、接合部を玉形状とすることによって、例えば、この接合部を通して冷却風が流れた場合にも冷却風に含まれる埃や塵等の浮遊物が付着しにくく、塩水等がこの接合部近傍に達したときの絶縁不良の発生を防止することができる。

また、この接合部分に対して絶縁処理を行う場合には、容易に均一な絶縁皮膜が形成され、不均一な絶縁皮膜の形成による絶縁不良の発生を防止することができる。車両用交流発電機においては、電気導体が、端部を接合された複数の導体セグメントによって提供される。かかる構成にあっては、固定子上において複数の接合部を形成する必要があるため、それら複数の接合部における不具合を防止することは、車両用交流発電機の固定子の信頼性を向上させる上できわめて重要である。本発明によると、複数の導体セグメントを接合して形成される固定子巻線の信頼性を高めることができる。

なお、導体セグメントとしては、種々の形状の導体セグメントを採用することができる。例えば、固定子鉄心の両端面側に突出する２つの端部をもったＩ字状、あるいはＪ字状と呼び得る導体セグメントを採用し、固定子鉄心の両端面において、それぞれ複数の接合部を形成する構成を採用することができる。また、Ｕ字状の導体セグメントを採用してもよい。かかる構成によると、Ｕ字状導体セグメントのターン部を固定子鉄心の一方の端面側に配置し、他方の端面側から２つの端部を突出させることで、固定子上に形成すべき接合部の数を低減することができる。特に、複数のＵ字状導体セグメントを、それらのターン部を固定子鉄心の一方の端面側に揃えて配置し、固定子鉄心の他方の端面側においてのみ接合部を形成した構成を採用することで、接合工程の作業性を向上することができる。

車両用交流発電機は、固定子の電気導体の接合部が内周側から風を受けるよう配置されており、回転子に備わった冷却ファンによって電気導体が冷却されるような構造を有している。この冷却風に埃や塵等の浮遊物が含まれる場合であっても、玉形状に形成された接合部に埃や塵等の浮遊物が付着しにくいため、特に内扇式の車両用交流発電機において各接合部を玉形状に形成することにより、絶縁不良を防止する効果が大きい。

車両用交流発電機は、上述した導体セグメントの端部同士の接合を非接触方式の溶接によって行っている。また、車両用交流発電機は、さらにこの溶接をＴＩＧ溶接によって行っている。非接触方式の溶接によって電気導体の端部を接合することにより、溶融時に表面張力によってこの溶融部分が全体的に丸みをおびるため、接合部の玉形状を容易に形成することができる。特に、ＴＩＧ溶接を用いることにより、溶接時の熱量の制御が容易であり、電気導体の端部近傍の狭い範囲を溶融させて玉形状に形成することが可能になる。

車両用交流発電機は、電気導体が径方向に沿って二列以上配設されており、径方向に並んだ接合部同士が互いに接近するが、各接合部が玉形状に形成されているため浮遊物の付着が防止され、接近した接合部間に生じる絶縁不良を回避することができる。車両用交流発電機は、固定子の端面から複数の接合部までの高さがほぼ一定になっており、玉形状に形成された接合部に絶縁処理を施す場合の工程の簡略化が可能になる。例えば、絶縁材槽に各接合部を浸すだけで容易に絶縁処理を行うことができ、しかもこの場合であっても玉形状の各接合部の絶縁皮膜の厚さがほぼ均一に形成されるため、良好な絶縁性を確保することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施形態の車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。同図に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、フレーム４、整流器５等を含んで構成されている。

固定子２は、固定子鉄心３２と、固定子巻線を構成する複数の電気導体としての導体セグメント３３と、固定子鉄心３２と導体セグメント３３との間を電気絶縁するインシュレータ３４とを備えている。固定子鉄心３２は、薄い鋼板を重ね合わせて形成されており、その内周面には多数のスロットが形成されている。また、この固定子鉄心３２から露出している導体セグメント３３によって固定子巻線のコイルエンド３１が形成されている。固定子２の詳細構造については後述する。

回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回した界磁コイル８を、それぞれが６個の爪部を有するポールコア７によって、シャフト６を通して両側から挟み込んだ構成を有している。また、フロント側のポールコア７の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン１１が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のポールコア７の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン１２が溶接等によって取り付けられている。

フレーム４は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３がシャフト６を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコア７の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２が固定されている。また、フレーム４は、固定子２のコイルエンド３１に対向した部分に冷却風の吐出孔４２が、軸方向端面に吸入孔４１がそれぞれ設けられている。

上述した構造を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ２０にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁コイル８に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア７のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線に３相交流電圧を発生させることができ、整流器５の出力端子からは所定の直流電流が取り出される。

次に、固定子２の詳細について説明する。図２は、固定子巻線を構成する導体セグメント３３の斜視図であり、固定子鉄心３２に組み付ける前の状態が示されている。また、図３は固定子２の部分的な断面図である。図４は、固定子２の部分的な外観図である。図５は、固定子巻線を構成する導体セグメントの接合部の詳細形状を示す斜視図である。図６は、固定子２の両端面のコイルエンド３１の詳細を示す斜視図である。

図２に示すように、導体セグメン３３は、棒状あるいは板状の金属材料（例えば銅）をターン部３３ｃで折り曲げたほぼＵ字状に形成されており、ターン部３３ｃよりスロット３５の内周側に配置される内層側導体部３３ａと、ターン部３３ｃよりスロット３５の外周側に配置される外層側導体部３３ｂとを含んで構成される。また、これらの内層側導体部３３ａと外層側導体部３３ｂのそれぞれは、固定子２のスロット３５内に収容される直線部としての内部導体と、スロット３５の外部に露出する外部導体とによって構成されている。

固定子２の固定子巻線は、固定子鉄心３２の各スロット３５に２本の導体セグメント３３を挿入し、異なるスロット３５に挿入された導体セグメント３３の端部３３ｄ同士を互いに結線することにより構成されている。図３に示すように、この導体セグメント３３の内層側導体部３３ａおよび外層側導体部３３ｂのそれぞれの断面形状は、周方向よりも径方向に長い長方形を有しており、この長方形の長辺が径方向に沿って配置されている。この導体セグメント３３は、その表面に絶縁皮膜が形成されている場合の他に、絶縁皮膜が形成されていない場合が考えられる。なお、図３では、導体セグメント３３の表面に絶縁皮膜がない場合の例が示されており、インシュレータ３４は、同じスロット３５内の２本の導体セグメント３３間も絶縁するためにＳ字形状をなしている。

また、図４に示すように、固定子巻線を構成する各導体セグメント３３は、固定子鉄心３２の軸方向側面の一方にターン部３３ｃが、他方にターン部３３ｃと反対側の端部３３ｄが配置されている。また、固定子２の一方のコイルエンド３１を構成する導体セグメント３３の斜行部３３ｅは、外層と内層とで逆方向に傾斜しており、各層内では同一方向に傾斜している。

また、各導体セグメント３３の端部３３ｄ同士の結線は、例えばＴＩＧ（ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｉｎｅｒｔ−ｇａｓ）溶接による接合によって行うことが好ましい。一般に、ＴＩＧ溶接は、不活性ガス気中でタングステン電極と母材の間にアークを発生させ、このアーク熱を利用して母材と溶加材を溶融させて溶接する方法であり、入熱量と溶加材の添加量を独立に制御できる利点がある。本実施形態では、導体セグメント３３の端部３３ｄ同士の溶接をＴＩＧ溶接によって行うことにより、端部３３ｄ近傍のみを局所的に溶融して接合部３３ｆが形成されている。

この接合部３３ｆは、図５（ａ）に示すように、隣接する導体セグメント３３の端部３３ｄ同士を接触させた状態で隣接配置した後に、この隣接部にタングステン電極が内包されたノズルを接近させてＴＩＧ溶接することにより形成される。例えば、高い熱伝導率を有する銅によって導体セグメント３３を形成した場合には、溶接時の溶融が端部３３ｄの近傍に広がるため、図５（ｂ）に示すように、接合部３３ｆの全体が表面張力によって丸くなってエッジのない雫状の玉形状となる。

なお、接合部３３ｆは、導体セグメント３３の線材の断面寸法よりも大きく形成されている。図示されるように、接合部３３ｆの厚さＴは、導体セグメント３３の矩形断面導体の厚さｔよりも大きくされている。さらに、接合部３３ｆの幅Ｗは、導体セグメント３３の矩形断面導体の２本分の幅ｗ×２よりも大きくされている。このようにして、接合部において十分に大きな断面積が確保されることにより、２つの導体セグメント３３の端部を接合する接合部３３ｆにおいて、機械的な十分な強度と、電気的な確実な接続とが得られる。しかも、その形状がエッジのない玉形状とされているため、応力が集中しやすい部分や、腐食しやすい部分が局部的に生じることがない。

特に、この実施形態では、導体セグメント３３の断面形状よりも、接合部３３ｆのほうが丸い形状とされているため、機械的あるいは電気的な欠陥を含み易い接合部３３ｆへの機械的あるいは電気的なストレスの集中を防ぎ、高い信頼性が実現される。この接合部３３ｆの横断面を、図５（ｃ）に示す。接合部３３ｆは、一点鎖線で示された導体セグメント３３の断面形状より大きく形成されており、導体セグメント３３を溶融させて形成された接合部３３ｆの表面には、保護用かつ電気絶縁用の樹脂皮膜３３ｇが形成されている。この樹脂皮膜３３ｇは、接合部３３ｆの表面に、ほぼ均一な厚さをもって形成されている。

次に、固定子巻線の製造工程を以下に説明する。図２に示す外層導体部３３ｂと内層導体部３３ａとターン部３３ｃとで構成されたほぼ同一形状のＵ字状の導体セグメント３３を、固定子鉄心３２の軸方向側面の同一側にターン部３３ｃが揃うように重ね、図３に示すように外層側導体部３３ｂがスロット３５の奥側に、内層側導体部３３ａがスロット３５の開口側に位置するように、各導体セグメント３３を固定子２のスロット３５に挿入する。この導体セグメント３３は、銅平板を折り曲げ、プレス等でほぼＵ字型形状に整形することにより製作され、ほぼ平行のスロット側面に外層導体部３３ｂおよび内層導体部３３ａの両側面がインシュレータ３４を介して当接するように圧入される。

次に、図６に示すように、ターン部３３ｃによって形成されるコイルエンド３１とは反対側に位置する先端３３ｄを互いに反対の周方向に折り曲げた後、異層の他の導体セグメント３３の先端３３ｄ同士がＴＩＧ溶接によって接合され、この接合部３３ｆにおいて結線される。このようにして形成された各導体セグメント３３の接合部３３ｆは、固定子鉄心３２からの高さがほぼ同一に形成される。

次に、各接合部３３ｆが下向きになるように固定子２を配置して、例えば液体の絶縁材槽に各接合部３３ｆを浸した後に引き上げ、この絶縁材を乾燥させることにより、各接合部３３ｆに絶縁被膜が形成される。このように、固定子巻線を構成する各導体セグメント３３同士の接合をＴＩＧ溶接によって行うことによって、接合部３３ｆの形状をエッジのない雫状の玉形状にすることができる。したがって、この接合部３３ｆにおいて冷却風に混じって吸い込まれた埃や塵等の浮遊物が付着しにくい。特に、内扇式の車両用交流発電機１では、回転子３に取り付けられた冷却ファン１２によって、この接合部３３ｆの内周側からこの接合部３３ｆの外側に形成されたフレーム４の吐出孔４２に向けて冷却風が流れるため、この接合部３３ｆにエッジがあると、冷却風に含まれる浮遊物がこのエッジ部分に堆積し、回転子３の回転が停止したときに吐出孔４２から容易に進入する塩水や水等がこの堆積物にかかって絶縁不良を引き起こすおそれがあるが、本実施形態の固定子２ではこの接合部３３ｆにエッジが生じないため、このようなおそれはない。

また、ほぼＵ字状の導体セグメント３３を用いることによって、固定子鉄心３２の一方の端面側に導体セグメント３３の全ての端部３３ｄが配置されるため、ＴＩＧ溶接が固定子鉄心３２の一方の端面側において行われ、固定子鉄心３２を反転させる等の工程が不要になるため、工程の簡略化が可能になる。また、ほぼ同一形状の導体セグメント３３を用いているため、各接合部３３ｆの高さがほぼ同一になり、その後に各接合部３３ｆを絶縁処理する際に、絶縁材槽に全ての接合部３３ｆを同時に浸すことが可能になる。このため、絶縁処理の工程を簡略化することができ、部品コストを下げることができる。また、接合部３３ｆがエッジのない玉形状に形成されるため、絶縁処理の際にほぼ均一な厚さの絶縁被膜を形成することができる。したがって、接合部にエッジがある場合のように、エッジ部分において絶縁被膜が薄くなって部分的に絶縁不良が生じたり、このエッジ部分の絶縁皮膜を厚くするために絶縁処理の工程が複雑化する等の不都合を回避することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、１スロット当たりの導体数が２本の場合を説明したが、１スロット当たりの導体数を増やすようにしてもよい。例えば、図７に示すように、固定子鉄心３２に形成された各スロット１３５内に、４本の導体セグメント１３３を、スロット１３５の深さ方向に関してのみ配列して収容するようにしてもよい。図７では、絶縁皮膜を有する導体セグメント１３３を用い、複数の導体セグメント１３３とスロット１３５の内壁との間にはインシュレータ１３４が介装されている。このような構造においては、図８に示すような接合構造が採用できる。１つのスロット１３５に収容された４本の導体セグメント１３３は、周方向に向けて交互に延び出している。図８では、手前に図示された最外周が時計回り方向に延びており、最も奥に位置する最内周が反時計回り方向に延びている。そして、各導体セグメント１３３の端部１３３ｄは、所定ピッチ離れた別のスロット１３５から延びる他の導体セグメント１３３の端部１３３ｄと接合されてている。図８では、最内周の導体セグメント１３３と第２層の導体セグメント１３３とが接合され、第３層の導体セグメント１３３と最外層の導体セグメント１３３とが接合されている。したがって、複数の接合部１３３ｆは、内周側と外周側に２重の環状に配列され、各接合部１３３ｆが周方向および径方向の両方に関して互いに離間して配置される。また、それぞれの接合部１３３ｆの接合をＴＩＧ溶接によって行うことにより、各接合部１３３ｆは、図５（ｂ）に示したようなエッジのない雫状の玉形状に形成される。

したがって、それぞれの接合部１３３ｆを通して内周側から冷却風が流れた場合であっても、各接合部１３３ｆに埃や塵等の浮遊物が付着しにくく、付着した浮遊物に起因する絶縁不良の発生を防止することができる。特に、１つのスロット１３５に４本の導体セグメント１３３を収容した場合には、内周側と外周側に２列に接合部１３３ｆが配列され、しかもそれらが接近するため、これらの間の絶縁性の低下を防止することが必要であり、ＴＩＧ溶接によって各接合部１３３ｆを玉形状に形成することは特に有効であるといえる。

また、固定子２のスロット３５の数を変更することなく小さな体格の車両用交流発電機１を実現する場合にも各接合部同士が接近するため、各接合部をＴＩＧ溶接によって形成することにより、エッジのない玉形状とすることは、各接合部間の絶縁状態を良好に保つ上で有効な手段であるといえる。また、上述した実施形態では、固定子鉄心３２の一方の側面側にターン部３３ｃを有するほぼＵ字状の導体セグメント３３を用いたが、このターン部３３ｃで分離した折り返しのない導体セグメントを用い、この導体セグメントの両端部を接合するようにしてもよい。図９は、折り返しのない導体セグメントの形状を示す斜視図である。同図に示す導体セグメント２３３は、固定子鉄心３２のスロット３５内に挿入される直線部である内部導体２３３ｈと、この内部導体２３３ｈの両端において固定子鉄心３２の軸方向両側に延びる外部導体２３３ｉとによって構成されている。各外部導体２３３ｉは、軸方向に対して所定の角度傾斜しており、図１０に示すように、端部２３３ｄが異なるスロットに挿入された他の導体セグメント２３３の端部２３３ｄと接合されて結線がなされることにより、全体として固定子巻線が形成される。このような固定子巻線においては、軸方向の両端部に接合部２３３ｆが形成され、それぞれの接合部２３３ｆが回転子２の両端面に取り付けられた冷却ファン１１、１２によって内周側から冷却されることになるが、いずれの接合部２３３ｆもエッジのない玉形状を有しているため、冷却風に含まれる埃等の浮遊物が付着しにくく、この付着物に起因する絶縁不良の発生を防止することができる。

また、接合部３３ｆへ送風するための構成としては、２つの遠心方向送風型のファンを備えた上述の内扇式構造に加えて、１つのみ遠心方向送風型のファンを備えた内扇式構造としてもよい。また、接合部３３ｆに向けて軸方向から風を当てる構成が採用されてもよい。また、本発明の接合部によると、いわゆる水冷構造においても接合部への異物の堆積、キャビテーションによる侵食、電気的化学的な腐食を低減する効果がある。

また、導体セグメント３３の線材の断面形状は、円形、楕円形、多角形などを採用してもよい。いずれの場合でも、２本の導体セグメントの端部に形成される接合部が、その線材を切断しただけの切断面よりも丸い玉形状にされることが重要である。また、上述した実施形態では、各導体セグメント３３の端部３３ｄ同士の接合をＴＩＧ溶接によって行ったが、非接触方式の他の溶接方法、例えばＴＩＧ溶接以外の各種のアーク溶接方法を用いるようにしてもよい。

一実施形態の車両用交流発電機の全体構造を示す断面図である。 固定子巻線を構成する導体セグメントの斜視図である。 固定子の部分的な断面図である。 固定子の部分的な外観図である。 （ａ）は導体セグメントの接合前の端部を示す斜視図、（ｂ）は導体セグメントの接合部の斜視図である。 固定子の両端面のコイルエンドの詳細を示す斜視図である。 各スロットに４本の導体セグメントが挿入された固定子の部分的な断面図である。 各スロットに４本の導体セグメントが挿入された固定子の部分的な斜視図である。 折り返しのない導体セグメントの形状を示す斜視図である。 図９に示した導体セグメントを用いて構成した固定子の部分的な外観図である。

符号の説明

１ 車両用交流発電機
２ 固定子
３ 回転子
３２ 固定子鉄心
３３ 導体セグメント
３３ａ 内部導体
３３ｄ 端部
３３ｆ 接合部
３４ インシュレータ
３５ スロット
４ フレーム
４１ 吐出孔
４２ 吸入孔

Claims (6)

1. 回転子と、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装備された固定子巻線をなす電気導体を有する固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持するフレームとを有する車両用交流発電機において、
   前記電気導体（３３、１３３）の断面形状は、周方向よりも径方向に長い長方形を有しており、この長方形の長辺が径方向に沿って配置され、
   前記電気導体（３３、１３３）の端部（３３ｄ、１３３ｄ）同志は、前記端部（３３ｄ、１３３ｄ）の近傍のみを局所的に溶融して玉形状の接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成されて接合されていると共に、
   前記電気導体としての複数の導体セグメントを備え、複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成され、さらに 複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向に離間していることを特徴とする車両用交流発電機。
2. 請求項１において、
   前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の厚さ（Ｔ）は、前記電気導体の厚さ（ｔ）よりも大きくされ、さらに前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の幅Ｗは、前記電気導体の２本分の幅（ｗ×２）よりも大きくされていることを特徴とする車両用交流発電機。
3. 回転子と、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装備された固定子巻線をなす電気導体を有する固定子と、前記回転子と前記固定子とを支持するフレームとを有する車両用交流発電機において、
   前記電気導体（３３、１３３）の断面形状は、周方向よりも径方向に長い長方形を有しており、この長方形の長辺が径方向に沿って配置され、
   前記電気導体（３３、１３３）の端部（３３ｄ、１３３ｄ）同志は、前記端部（３３ｄ、１３３ｄ）の近傍のみを局所的に溶融して玉形状の接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成されて接合されており、
   前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の厚さ（Ｔ）は、前記電気導体の厚さ（ｔ）よりも大きくされ、さらに前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）の幅Ｗは、前記電気導体の２本分の幅（ｗ×２）よりも大きくされていると共に、
   前記電気導体としての複数の導体セグメントを備え、複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成され、さらに 複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向に離間していることを特徴とする車両用交流発電機。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、
   複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向に離間して環状に配列されていることを特徴とする車両用交流発電機。
5. 請求項１から３のいずれかにおいて、
   前記電気導体としての複数の導体セグメントを備え、複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）が形成され、さらに
   複数の前記接合部（３３ｆ、１３３ｆ）は、互いに周方向おび径方向の両方に離間して内周側と外周側に２重の環状に配列されていることを特徴とする車両用交流発電機。
6. 請求項５において、
   前記固定子鉄心（３２）に形成された各スロット（１３５）内に、４本の前記導体セグメント（１３３）を前記スロット（１３５）の深さ方向に関してのみ配列して収容することを特徴とする車両用交流発電機。
   

Images