JP3959975B2 - 車両用交流発電機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の内燃機関によって駆動される車両用交流発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、例えば特開２０００―５０５５３号公報に開示されている一般的な車両用交流発電機の一例を示す断面構成図である。図において、回転子１は、回転軸１１、この回転軸１１に嵌着されている一対のランドル型の界磁鉄心１２、及びこの界磁鉄心１２に固定されている界磁巻線１３を有している。回転軸１１は、車両の内燃機関の駆動力がベルト（図示せず）を介して伝達されて回転される。
【０００３】
回転子１を囲む固定子２は、固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に固定されている固定子巻線群２２とを有している。固定子２の内周面は、ギャップを介して回転子１の外周面に対向している。また、固定子２は、フロントブラケット３１とリアブラケット３２との間に挟持されている。
【０００４】
次に固定子２について詳細に説明する。図１３は、固定子巻線群２２を構成する導体セグメントを示す斜視図であり、固定子鉄心２１に組み付ける前の状態を示している。図において、導体セグメント２３は、棒状あるいは板状の金属材料（例えば銅）をターン部２３ｃで折り曲げた略Ｕ字状に形成されており、ターン部２３よりスロットの内周側に配置される内層側導体２３ａと、ターン部２３よりスロットの外周側に配置される外層側導体２３ｂとを含んで構成される。
【０００５】
図１４は、固定子鉄心２１の部分的な断面図、図１５は固定子鉄心２１に巻線を施した状態の部分的な斜視図である。固定子巻線群２２は、固定子鉄心２１の各スロット２４に２本の導体セグメント２３を挿入し、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形することにより構成される（図１５の状態）。導体セグメント２３は、その表面に絶縁皮膜が形成されており、隣接する導体セグメント２３同士の絶縁はそれぞれの表面に形成された絶縁皮膜によって行われる。また、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は、絶縁紙２５によって行われる。
【０００６】
図１６乃至図１８は、固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。なお、ここで絶縁紙２５は省略されている。絶縁紙２５は、１スロット分の環状に成形され、スロット２４に対して軸方向に沿って挿入が行われる。絶縁紙２５のスロット２４への組み付けが完了した後、図１６に示されるように、導体セグメント２３は、矢印Ａのようにスロット２４に対して軸方向に挿入される。挿入された導体セグメント２３は、その端部２３ｄをスロット２４の他側面から突出した後、図１７に示されるように、端部２３ｄを矢印Ｂのようにそれぞれ固定子鉄心２１の周方向に曲げ（ツイスト成形）、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄと接続する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用交流発電機は、上述したように、導体セグメント２３と固定子鉄心２１との絶縁を絶縁紙２５によって行っていたので、絶縁紙２５の材料費が必要になると共に、工程数が多くなりコストが高くなるという問題点があった。
【０００８】
また、図１６に示すように、導体セグメント２３を固定子鉄心２１のスロット２４に矢印Ａの方向に挿入する際や、図１７に示すように、ツイスト成形時に導体セグメント２３を矢印Ｂの方向に曲げた際に、固定子鉄心２１の端面２７側開口縁と導体セグメント２３との接触により、絶縁紙２５と導体セグメント２３の絶縁皮膜が剥がれ、耐圧不良を起こす問題点があった。
【０００９】
また、図１７に示すように、ツイスト成形時に矢印Ｂの方向に曲げたとき、固定子鉄心２１の端部２７に過大な応力が発生し、固定子鉄心２１の内径側では、ティース２８を構成する積層鋼板が周方向に変形してずれてしまい、磁気回路を乱し、出力電圧が低下する問題点があった。
【００１０】
さらに、絶縁紙２５は、固定子鉄心２１と導体セグメント２３間に介在するだけのものであり、スロット２４の内壁面と絶縁紙２５との間には隙間が存在する。そのため、導体セグメント２３の挿入時のずれや、当該隙間への水分の浸入による絶縁不良や、発熱体である導体セグメント２３と固定子鉄心２１との熱伝導性（冷却性）悪化によって、車両用交流発電機の品質を低下させる問題点があった。
【００１１】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い車両用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】
この発明に係る車両用交流発電機は、回転子と、この回転子の外周に対向配置され、複数のスロットを有する固定子鉄心及びスロットに収納され固定子巻線を形成する複数の導体セグメントからなる固定子とを備えた車両用交流発電機であって、少なくとも固定子鉄心端面及びスロットの内壁面に絶縁性樹脂を塗布することにより固定子鉄心と導体セグメントとの間を絶縁し、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、固定子鉄心がＲ形状に形成または面取り形成され、絶縁性樹脂は固定子鉄心の軸方向から静電粉体塗装され且つスロットの軸方向中央部及び固定子鉄心端面よりスロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において絶縁性樹脂を厚く塗布したものである。
【００１３】
また、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、絶縁性樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されているものである。
【００１６】
また、導体セグメントは、略矩形の断面形状を持つものである。
【００１７】
また、固定子鉄心の端面は、凹凸形状に形成されているものである。
【００１８】
また、スロット内壁面は、凹凸形状に形成されているものである。
【００１９】
また、絶縁性樹脂は、導体セグメントのスロット挿入時の圧力で破断しない引っ張り強さを有するものである。
【００２０】
また、絶縁性樹脂は、シリコン系の絶縁性樹脂である。
【００２１】
また、絶縁性樹脂は、エポキシ系の絶縁性樹脂である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の一形態を図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の側断面図であり、図２は、固定子を示す斜視図であり、図３は、固定子鉄心部分を示す斜視図である。
【００２５】
この車両用交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット３１とリヤブラケット３２から構成されたケース３３と、このケース３３内に設けられ一端部にプーリ４が固定された回転軸１１と、この回転軸１１に固定されたランドル型の回転子１と、回転子１の両側面の固定されたファン６と、ケース３３の内壁面に固定された固定子２と、回転軸１１の他端部に固定され回転子１に電流を供給するスリップリング７と、スリップリング７に摺動する一対のブラシ８と、このブラシ８を収納したブラシホルダ８１と、固定子２に電気的に接続され固定子２で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１０とを備えている。
【００２６】
ケース３３には、ファン６の回転により冷却風をケース３３内に吸入する吸気孔３３ａ及び外部に排出する排気孔３３ｂが形成されている。また、固定子鉄心２１の中間部は外部に露出している。
【００２７】
回転子１は、電流を流して磁束を発生する回転子巻線１３と、この回転子巻線１３を覆って設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１２とを備えている。ポールコア１２は、一対の交互に噛み合った第一のポールコア１２ａ及び第二のポールコア１２ｂとから構成されている。第一のポールコア１２ａ及び第二のポールコア１２ｂは鉄製で、かつ爪状磁極１２０ａ、１２０ｂをそれぞれ有している。
【００２８】
固定子２は、回転子１による回転磁界が通る固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に複数の導体セグメント２３が接続されて組み込まれ、出力電流が流れる固定子巻線群２２とから構成される。この固定子鉄心２１は、打ち抜き加工して等分間隔で複数のティース２８を有する帯状の鋼板２００を積層して構成されている。固定子巻線群２２は、上記従来例のように、固定子鉄心２１の各スロット２４に導体セグメント２３を挿入し、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形することにより構成される。
【００２９】
上記従来例では、固定子２の各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は絶縁紙２５によって行っていたが、本発明では絶縁紙２５を廃し、固定子鉄心２１に絶縁性樹脂１００を塗布することによって、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁を行うものである。
【００３０】
ここで絶縁性樹脂１００の塗布は、エポキシ系の絶縁性樹脂を静電粉体塗装によって行うこと望ましい。エポキシ系の樹脂は、被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい。図４は、一般的に公知の静電粉体塗装装置を説明するための構成図である。図に示すように、供給機５１によって静電ガン５に供給された粉体塗料（ここでは絶縁性樹脂１００としてエポキシ樹脂）を、静電発生機５２で得られた直流高電圧で帯電させ、供給機５１から静電ガン５に供給されたエアーで、帯電されたエポキシ樹脂を被塗装物（ここでは固定子鉄心２１）に塗布する。固定子鉄心２１はアースされており、接地された固定子鉄心２１に、帯電されたエポキシ樹脂が静電引力で付着していく。固定子鉄心２１は所望の部位がマスキングされ、少なくとも固定子鉄心２１の端面２７及び内壁面２４にエポキシ樹脂を塗布する。樹脂塗布の後、固定子鉄心２１に塗着されたエポキシ樹脂は、焼付炉で加熱溶融、硬化させて連続皮膜を形成させる。
【００３１】
ここで、絶縁性樹脂１００を塗布する方向は、図５に示すように、固定子鉄心２１の軸方向から塗布することが望ましい。固定子鉄心２１の内径側から径方向に向けて塗布すると、スロット２４を構成するティース２８間の内周側開口部が狭くて、絶縁性樹脂１００がスロット２４の奥まで入りにくいが、固定子鉄心２１の軸方向から塗布すれば、このような問題は起こらない。図５に示すように、固定子鉄心２１を治具５３に嵌めて、固定子鉄心２１を回転させながら静電ガン５で塗布を行う。
【００３２】
このように絶縁性樹脂１００を塗布して得られた固定子鉄心２１のスロット２４に、固定子２の軸方向から２本の導体セグメント２３を挿入し、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形することにより構成され、図１に示すような固定子２となる。従って、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は、固定子鉄心２１に塗布された絶縁性樹脂１００によって行われる。
【００３３】
以上のように、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁に、従来用いられてきた絶縁紙２５を廃して絶縁性樹脂１００とすることにより、以下のような効果が得られる。
【００３４】
すなわち、導体セグメント２３を固定子２の軸方向から挿入する際において、絶縁物がずれてしまうということはなく、簡便に製造でき、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は確実なものとなる。更に、ツイスト成形時に、固定子鉄心２１の端面２７側開口縁と導体セグメント２３との接触による絶縁性樹脂１００及び導体セグメント２３の絶縁皮膜の損傷を防ぐことができ、絶縁性の向上が図れる。
【００３５】
また、絶縁性樹脂１００は絶縁紙２５を使用するよりもコストが安く、製作コストを安くできる。また、環状にした絶縁紙２５を、スロット２４に１つずつ挿入していく作業は非常に手間のかかる工程であるが、これを絶縁性樹脂１００に置き換えることによって、一括してスロット２４内壁面及び固定子鉄心２１の端面部２７に絶縁処理を施すことができ、製作工程を大幅に短縮できる。
【００３６】
また、コイルの発熱が絶縁性樹脂１００を介して効率よく固定子鉄心２１に伝わり、冷却性が向上できる。ファン６の冷却流は、ブラケット３１、３２に形成された吸気孔３１ａから吸入され、発電機の後部側においては、発熱部である整流器９やレギュレータ１０の近傍を通ってこれらを冷却し、また、前部後部の両方において、各ファンブレード６の間を内径側から外径側へ通過し、固定子巻線群２２の前部側コイルエンド２２ａと後部側コイルエンド２２ｂとを冷却して、排気孔３１ｂから排出される。つまり、発熱度合が高く、高温度が出力性能に影響を及ぼす固定子巻線群２２のコイルエンドが、ファンブレード６ａとブラケットの排気孔３１ｂとの間に位置して、確実に冷却されるようになっている。そしてこのとき、ファン６からの冷却風は、固定子鉄心２１の端面２７にも当たり、コイルエンド２２ａ、２３ｂとしての露出しているコイルを冷やすだけでなく、固定子鉄心２１の端面２７も冷却する。この際、絶縁紙２５を使用すると、絶縁紙自体の熱伝導率の低さと、絶縁紙２５とスロット２４内壁面とは固着されておらず空気を介して接触しているため、熱伝導が悪くなる。しかし、絶縁性樹脂１００は絶縁紙２５より熱伝導率が高い上に、絶縁性樹脂１００とスロット２４の内壁面とは空気を介さず固着されているため、コイルの発熱が効率よく固定子鉄心２１に伝わり、冷却風の当たる固定子鉄心２１の端面２７から熱を逃がすことができる。
【００３７】
また、絶縁紙２５とスロット２４内壁面とは固着されていないので、外部から水などが流入した場合、固定子鉄心２１に水分が付着して錆を発生させ、絶縁不良を起こす恐れがあるが、絶縁性樹脂１００とスロット２４の内壁面は完全に固着されているので、水分が侵入することはなく、防錆効果が著しい。
【００３８】
また、導体セグメント２３のツイスト成形時において、ティース２８を構成する積層鋼板の周方向への変形を防止できる。これは、絶縁性樹脂１００が塗布されていれば、絶縁性樹脂１００により固定子鉄心２１の剛性が高くなり、ティース２８の機械的な変形を防ぐことができるためである。また、ティ−ス２８の機械的変形を防ぐことによって、磁気回路を乱すことなく、出力電圧の低下を防ぐことができる。図６に示すように、ティース２８を、極性の異なる爪状磁極１２０ａ、１２０ｂの爪間センターに配置して径方向から見た場合、固定子鉄心２１に形成された複数のティース２８の両端部は、それぞれ、対向する位置にある回転子１の回転方向に隣接する極性の異なる２つの爪状磁極１２０ａ、１２０ｂに同時に重なるように形成されている。爪状磁極からティース２８に入った磁気は、固定子鉄心２１の外径部を通って、磁極ピッチ離間したティース２８へ至る磁気回路を構成する。従って、ティ−ス２８の機械的変形を防ぐことによって、ティース２８が周方向に曲がることによる当該磁気回路の乱れがなくなり、出力電圧が低下することを防ぐことができる。また、固定子鉄心２１の剛性が高くなることにより、電磁音の低減もできる。
【００３９】
なお、上記実施の形態１では、絶縁性樹脂１００にエポキシ系の絶縁性樹脂を用いたが、シリコン系の絶縁性樹脂を用いても良い。シリコン系の絶縁性樹脂は、エポキシ系の絶縁性樹脂より減衰係数が高く、発電機の回転振動により絶縁性樹脂１００に発生するクラックの発生を防止できる。また、振動減衰効果により電磁音の低減もできる。
【００４０】
またここで、シリコン系の絶縁性樹脂は、１ＭＰａ以上（望ましくは２〜３ＭＰａ）の引っ張り強さを有するものを使用するのが望ましい。コイルのスロット２４への挿入によってコイルと固定子鉄心２１との接触部の樹脂にかかる応力は、一般的に最大で約１ＭＰａであり、それ以上に樹脂の引っ張り強さを設定すれば、樹脂の損傷を防ぐことができる。なお、上述した、コイルと固定子鉄心２１との接触部の樹脂にかかる最大応力を抑えることができれば、引っ張り強さをもっと低く設定した樹脂でも使用可能である。
【００４１】
また、本実施の形態では、コイル断面形状が円形より矩形の導体セグメントを用いることが望ましい。導体セグメント２３のツイスト成形時において、導体セグメント２３が、スロット２４の開口縁付近に接触して、導体セグメント２３、スロット２４の固定子鉄心端面２７側開口縁付近に塗布された絶縁性樹脂１００に損傷を与えやすい。特に、断面形状が円形の導体セグメントの場合、円形故に導体セグメント２３とスロット２４の開口縁との接触が点接触となり、接触部分に過大な応力を発生させる。しかし、断面形状が矩形の導体セグメントを用いれば、導体セグメント２３とスロット２４の開口縁との接触が線接触となり、接触部分における過大な応力の発生を抑制できる。また、矩形の導体セグメント２３を用いることによって、スロット２４の内壁面との接触面積が増えて、コイルの発熱が効率よく固定子鉄心２１側へ放出でき、冷却性が向上できる。また、成形時において、導体セグメント２３を折り曲げる方向の寸法を小さくすれば、折り曲げやすく簡便に製造できる。
【００４２】
また、導体セグメント２３は、上記図３で示した略Ｕ字状のほかに、略Ｊ字状、略Ｉ字状など、種々の導体セグメントを採用しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４３】
実施の形態２．
図７乃至図９は、この発明の実施の形態２による車両用交流発電機の固定子鉄心におけるスロットの周方向の部分断面図である。図７に示すように、固定子鉄心２１の端面２７におけるスロット２４の開口縁付近において、絶縁性樹脂をＲ形状にコーティングすることが望ましい。導体セグメント２３を、矢印のように固定子鉄心２１の軸方向から挿入する場合、スロット２４の開口縁付近で最も押圧力を受け、導体セグメント２３の絶縁皮膜が損傷して絶縁性が劣化する恐れがある。また、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形する際に、導体セグメント２３が、スロット２４の開口縁付近に接触し、過大な応力が発生して絶縁皮膜が損傷する恐れもある。従って、この個所の絶縁性樹脂コーティングをＲ形状にすることにより、導体セグメント２３の挿入をスムーズにし、導体セグメント２３がスロット２４の開口縁付近で受けるダメージを軽減して絶縁皮膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる。
【００４４】
また、図８に示すように、固定子鉄心２１の端面２７におけるスロット２４の開口縁付近を初めからＲ形状に成形しておけば、その上にコーティングされる絶縁性樹脂も同様なＲ形状に成形しやすくできる。なお、Ｒ形状としなくても、例えば、くさび型の押圧治具をスロット２４の開口部側から押し込んで、テーパ形状に成形しても良い。
【００４５】
また、図９示すように、スロット２４の固定子軸方向中央部付近の絶縁性樹脂１００より、スロット２４の開口縁付近の絶縁性樹脂１００を厚く塗布させることが望ましい。上述したように、導体セグメント２３を固定子鉄心２１の軸方向から挿入する場合、スロット２４の開口縁付近に最も押圧力がかかる。また、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形する際に、導体セグメント２３が、スロット２４の開口縁付近に接触して過大な応力が発生する。つまり、スロット２４の開口縁付近にコーティングされた絶縁性樹脂１００が最も損傷を受けやすい。従って、この個所の絶縁性樹脂１００を、スロット２４内部の絶縁性樹脂１００より厚くすることにより、スロット２４の開口縁付近の絶縁性樹脂は損傷を受けにくくなり、絶縁性を向上させることができる。
【００４６】
実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３による車両用交流発電機の固定子鉄心におけるティース一つ分の周方向の部分断面図である。図１０に示すように、固定子鉄心２１の端面２７が凹凸形状に形成されている。これにより、固定子鉄心２１の端面２７と絶縁性樹脂１００との密着性が高まり、導体セグメント２３のスロット２４挿入時、及び成形時における絶縁性樹脂１００の剥がれを防止することができる。
【００４７】
また、図１０に示すように、スロット２４の内壁面に凹凸形状を形成しても同様の効果が得られる。凹凸形状の形成は、例えば、スロット形状が打ち抜かれた鋼板２００を積層して固定子鉄心２１を製作する場合、ティース２８部において、固定子鉄心２１の周方向に大きい寸法の鋼板２００と、小さい寸法の鋼板２００とを交互に積層することにより凹凸形状を形成することができる。この場合、固定子鉄心２１の端部２７を構成する両端の２枚だけ周方向に小さい鋼板２００を用いても良い。また、同一周方向の鋼板２００を交互にずらして積層することによって、凹凸形状としても良い。また、図１１に示すように、鋼板２００の角部をＲ形状とすることで、凹凸形状に形成しても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、回転子と、この回転子の外周に対向配置され、複数のスロットを有する固定子鉄心及びスロットに収納され固定子巻線を形成する複数の導体セグメントからなる固定子とを備えた車両用交流発電機であって、少なくとも固定子鉄心端面及びスロットの内壁面に絶縁性樹脂を塗布することにより固定子鉄心と導体セグメントとの間を絶縁し、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、固定子鉄心がＲ形状に形成または面取り形成され、絶縁性樹脂は固定子鉄心の軸方向から静電粉体塗装され且つスロットの軸方向中央部及び固定子鉄心端面よりスロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において絶縁性樹脂を厚く塗布したので、絶縁性が高く、簡便に製造ができ、コストの安い車両用交流発電機を得る効果がある。また、固定子鉄心がＲ形状または面取り形状に形成されているので、スロット開口縁付近の絶縁性樹脂をＲ形状に塗布しやすくできる効果が得られる。また、スロット開口縁付近の絶縁性樹脂の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる効果が得られる。
【００４９】
また、請求項２記載の発明によれば、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、絶縁性樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されているので、巻線の絶縁皮膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる効果が得られる。
【００５２】
また、請求項３記載の発明によれば、導体セグメントは、矩形の断面形状を持つので、成形時、絶縁性樹脂への損傷を防ぎ、また折り曲げやすく簡便に製造できる効果が得られる。また、冷却性を向上できる効果が得られる。
【００５３】
また、請求項４記載の発明によれば、固定子鉄心の端面は、凹凸形状に形成されているので、固定子鉄心の端面と絶縁性樹脂との密着性を高めて、絶縁性樹脂の剥がれを防止することができる効果が得られる。
【００５４】
また、請求項５記載の発明によれば、スロット内壁面は、凹凸形状に形成されているので、スロットの内壁面と絶縁性樹脂との密着性を高めて、絶縁性樹脂の剥がれを防止することができる効果が得られる。
【００５５】
また、請求項６記載の発明によれば、絶縁性樹脂は、導体セグメントのスロット挿入時の圧力で破断しない弾性率のものであるので、導体セグメント挿入時に、固定子鉄心のスロット部に作用する応力によって、樹脂が剥がれるもしくは割れることを防ぎ、絶縁性を向上できる効果が得られる。
【００５６】
また、請求項７記載の発明によれば、絶縁性樹脂は、シリコン系の絶縁性樹脂であるので、振動減衰効果により電磁音の低減ができる効果が得られる。
【００５７】
また、請求項８記載の発明によれば、絶縁性樹脂は、エポキシ系の絶縁性樹脂であるので、被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機を示す側断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によ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による車両用交流発電機の固定子鉄心部分を示す斜視図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の固定子鉄心に絶縁性樹脂を塗布する静電粉体塗装装置を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の固定子鉄心に絶縁性樹脂を塗布する方法を説明する説明図である。
【図６】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の固定子鉄心のティースと爪状磁極を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による車両用交流発電機のスロットを示す部分断面図である。
【図８】 この発明の実施の形態２による車両用交流発電機のスロットを示す別の部分断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態２による車両用交流発電機のスロットを示す別の部分断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３による車両用交流発電機のティースを示す部分断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態３による車両用交流発電機のティースを示す別の部分断面図である。
【図１２】 従来の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図１３】 従来の車両用交流発電機の導体セグメントを示す斜視図である。
【図１４】 従来の車両用交流発電機の固定子鉄心を示す部分断面図である。
【図１５】 従来の車両用交流発電機の固定子を示す部分斜視図である。
【図１６】 従来の車両用交流発電機の固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。
【図１７】 従来の車両用交流発電機の固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。
【図１８】 従来の車両用交流発電機の固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 回転子、１１ 回転軸、１２ ポールコア、１２ａ 第一のポールコア、１２ｂ 第二のポールコア、１２０ａ、１２０ｂ 爪状磁極、１３ 回転子巻線、２ 固定子、２１ 固定子鉄心、２２ 固定子巻線群、２３ 導体セグメント、２４ スロット、２５ 絶縁紙、２６ 折り返し部、２７ 固定子鉄心の端面部、２８ ティース、３１ フロントブラケット、３２ リアブラケット、３３ ケース、３３ａ 吸気孔、３３ｂ 排気孔、４ プーリ、５ 静電ガン、５１ 供給機、５２ 静電発生機、５３ 塗装治具、６ ファン、７ スリップリング、８ ブラシ、８１ ブラシホルダ、９ 整流器、１０ レギュレータ、１００絶縁性樹脂、２００ 積層鋼板
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の内燃機関によって駆動される車両用交流発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、例えば特開２０００―５０５５３号公報に開示されている一般的な車両用交流発電機の一例を示す断面構成図である。図において、回転子１は、回転軸１１、この回転軸１１に嵌着されている一対のランドル型の界磁鉄心１２、及びこの界磁鉄心１２に固定されている界磁巻線１３を有している。回転軸１１は、車両の内燃機関の駆動力がベルト（図示せず）を介して伝達されて回転される。
【０００３】
回転子１を囲む固定子２は、固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に固定されている固定子巻線群２２とを有している。固定子２の内周面は、ギャップを介して回転子１の外周面に対向している。また、固定子２は、フロントブラケット３１とリアブラケット３２との間に挟持されている。
【０００４】
次に固定子２について詳細に説明する。図１３は、固定子巻線群２２を構成する導体セグメントを示す斜視図であり、固定子鉄心２１に組み付ける前の状態を示している。図において、導体セグメント２３は、棒状あるいは板状の金属材料（例えば銅）をターン部２３ｃで折り曲げた略Ｕ字状に形成されており、ターン部２３よりスロットの内周側に配置される内層側導体２３ａと、ターン部２３よりスロットの外周側に配置される外層側導体２３ｂとを含んで構成される。
【０００５】
図１４は、固定子鉄心２１の部分的な断面図、図１５は固定子鉄心２１に巻線を施した状態の部分的な斜視図である。固定子巻線群２２は、固定子鉄心２１の各スロット２４に２本の導体セグメント２３を挿入し、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形することにより構成される（図１５の状態）。導体セグメント２３は、その表面に絶縁皮膜が形成されており、隣接する導体セグメント２３同士の絶縁はそれぞれの表面に形成された絶縁皮膜によって行われる。また、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は、絶縁紙２５によって行われる。
【０００６】
図１６乃至図１８は、固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。なお、ここで絶縁紙２５は省略されている。絶縁紙２５は、１スロット分の環状に成形され、スロット２４に対して軸方向に沿って挿入が行われる。絶縁紙２５のスロット２４への組み付けが完了した後、図１６に示されるように、導体セグメント２３は、矢印Ａのようにスロット２４に対して軸方向に挿入される。挿入された導体セグメント２３は、その端部２３ｄをスロット２４の他側面から突出した後、図１７に示されるように、端部２３ｄを矢印Ｂのようにそれぞれ固定子鉄心２１の周方向に曲げ（ツイスト成形）、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄと接続する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用交流発電機は、上述したように、導体セグメント２３と固定子鉄心２１との絶縁を絶縁紙２５によって行っていたので、絶縁紙２５の材料費が必要になると共に、工程数が多くなりコストが高くなるという問題点があった。
【０００８】
また、図１６に示すように、導体セグメント２３を固定子鉄心２１のスロット２４に矢印Ａの方向に挿入する際や、図１７に示すように、ツイスト成形時に導体セグメント２３を矢印Ｂの方向に曲げた際に、固定子鉄心２１の端面２７側開口縁と導体セグメント２３との接触により、絶縁紙２５と導体セグメント２３の絶縁皮膜が剥がれ、耐圧不良を起こす問題点があった。
【０００９】
また、図１７に示すように、ツイスト成形時に矢印Ｂの方向に曲げたとき、固定子鉄心２１の端部２７に過大な応力が発生し、固定子鉄心２１の内径側では、ティース２８を構成する積層鋼板が周方向に変形してずれてしまい、磁気回路を乱し、出力電圧が低下する問題点があった。
【００１０】
さらに、絶縁紙２５は、固定子鉄心２１と導体セグメント２３間に介在するだけのものであり、スロット２４の内壁面と絶縁紙２５との間には隙間が存在する。そのため、導体セグメント２３の挿入時のずれや、当該隙間への水分の浸入による絶縁不良や、発熱体である導体セグメント２３と固定子鉄心２１との熱伝導性（冷却性）悪化によって、車両用交流発電機の品質を低下させる問題点があった。
【００１１】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い車両用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】
この発明に係る車両用交流発電機は、回転子と、この回転子の外周に対向配置され、複数のスロットを有する固定子鉄心及びスロットに収納され固定子巻線を形成する複数の導体セグメントからなる固定子とを備えた車両用交流発電機であって、少なくとも固定子鉄心端面及びスロットの内壁面に絶縁性樹脂を塗布することにより固定子鉄心と導体セグメントとの間を絶縁し、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、固定子鉄心がＲ形状に形成または面取り形成され、絶縁性樹脂は固定子鉄心の軸方向から静電粉体塗装され且つスロットの軸方向中央部及び固定子鉄心端面よりスロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において絶縁性樹脂を厚く塗布したものである。
【００１３】
また、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、絶縁性樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されているものである。
【００１６】
また、導体セグメントは、略矩形の断面形状を持つものである。
【００１７】
また、固定子鉄心の端面は、凹凸形状に形成されているものである。
【００１８】
また、スロット内壁面は、凹凸形状に形成されているものである。
【００１９】
また、絶縁性樹脂は、導体セグメントのスロット挿入時の圧力で破断しない引っ張り強さを有するものである。
【００２０】
また、絶縁性樹脂は、シリコン系の絶縁性樹脂である。
【００２１】
また、絶縁性樹脂は、エポキシ系の絶縁性樹脂である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の一形態を図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の側断面図であり、図２は、固定子を示す斜視図であり、図３は、固定子鉄心部分を示す斜視図である。
【００２５】
この車両用交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット３１とリヤブラケット３２から構成されたケース３３と、このケース３３内に設けられ一端部にプーリ４が固定された回転軸１１と、この回転軸１１に固定されたランドル型の回転子１と、回転子１の両側面の固定されたファン６と、ケース３３の内壁面に固定された固定子２と、回転軸１１の他端部に固定され回転子１に電流を供給するスリップリング７と、スリップリング７に摺動する一対のブラシ８と、このブラシ８を収納したブラシホルダ８１と、固定子２に電気的に接続され固定子２で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１０とを備えている。
【００２６】
ケース３３には、ファン６の回転により冷却風をケース３３内に吸入する吸気孔３３ａ及び外部に排出する排気孔３３ｂが形成されている。また、固定子鉄心２１の中間部は外部に露出している。
【００２７】
回転子１は、電流を流して磁束を発生する回転子巻線１３と、この回転子巻線１３を覆って設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１２とを備えている。ポールコア１２は、一対の交互に噛み合った第一のポールコア１２ａ及び第二のポールコア１２ｂとから構成されている。第一のポールコア１２ａ及び第二のポールコア１２ｂは鉄製で、かつ爪状磁極１２０ａ、１２０ｂをそれぞれ有している。
【００２８】
固定子２は、回転子１による回転磁界が通る固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に複数の導体セグメント２３が接続されて組み込まれ、出力電流が流れる固定子巻線群２２とから構成される。この固定子鉄心２１は、打ち抜き加工して等分間隔で複数のティース２８を有する帯状の鋼板２００を積層して構成されている。固定子巻線群２２は、上記従来例のように、固定子鉄心２１の各スロット２４に導体セグメント２３を挿入し、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形することにより構成される。
【００２９】
上記従来例では、固定子２の各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は絶縁紙２５によって行っていたが、本発明では絶縁紙２５を廃し、固定子鉄心２１に絶縁性樹脂１００を塗布することによって、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁を行うものである。
【００３０】
ここで絶縁性樹脂１００の塗布は、エポキシ系の絶縁性樹脂を静電粉体塗装によって行うこと望ましい。エポキシ系の樹脂は、被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい。図４は、一般的に公知の静電粉体塗装装置を説明するための構成図である。図に示すように、供給機５１によって静電ガン５に供給された粉体塗料（ここでは絶縁性樹脂１００としてエポキシ樹脂）を、静電発生機５２で得られた直流高電圧で帯電させ、供給機５１から静電ガン５に供給されたエアーで、帯電されたエポキシ樹脂を被塗装物（ここでは固定子鉄心２１）に塗布する。固定子鉄心２１はアースされており、接地された固定子鉄心２１に、帯電されたエポキシ樹脂が静電引力で付着していく。固定子鉄心２１は所望の部位がマスキングされ、少なくとも固定子鉄心２１の端面２７及び内壁面２４にエポキシ樹脂を塗布する。樹脂塗布の後、固定子鉄心２１に塗着されたエポキシ樹脂は、焼付炉で加熱溶融、硬化させて連続皮膜を形成させる。
【００３１】
ここで、絶縁性樹脂１００を塗布する方向は、図５に示すように、固定子鉄心２１の軸方向から塗布することが望ましい。固定子鉄心２１の内径側から径方向に向けて塗布すると、スロット２４を構成するティース２８間の内周側開口部が狭くて、絶縁性樹脂１００がスロット２４の奥まで入りにくいが、固定子鉄心２１の軸方向から塗布すれば、このような問題は起こらない。図５に示すように、固定子鉄心２１を治具５３に嵌めて、固定子鉄心２１を回転させながら静電ガン５で塗布を行う。
【００３２】
このように絶縁性樹脂１００を塗布して得られた固定子鉄心２１のスロット２４に、固定子２の軸方向から２本の導体セグメント２３を挿入し、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形することにより構成され、図１に示すような固定子２となる。従って、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は、固定子鉄心２１に塗布された絶縁性樹脂１００によって行われる。
【００３３】
以上のように、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁に、従来用いられてきた絶縁紙２５を廃して絶縁性樹脂１００とすることにより、以下のような効果が得られる。
【００３４】
すなわち、導体セグメント２３を固定子２の軸方向から挿入する際において、絶縁物がずれてしまうということはなく、簡便に製造でき、各導体セグメント２３とスロット２４の内壁面との間の電気的絶縁は確実なものとなる。更に、ツイスト成形時に、固定子鉄心２１の端面２７側開口縁と導体セグメント２３との接触による絶縁性樹脂１００及び導体セグメント２３の絶縁皮膜の損傷を防ぐことができ、絶縁性の向上が図れる。
【００３５】
また、絶縁性樹脂１００は絶縁紙２５を使用するよりもコストが安く、製作コストを安くできる。また、環状にした絶縁紙２５を、スロット２４に１つずつ挿入していく作業は非常に手間のかかる工程であるが、これを絶縁性樹脂１００に置き換えることによって、一括してスロット２４内壁面及び固定子鉄心２１の端面部２７に絶縁処理を施すことができ、製作工程を大幅に短縮できる。
【００３６】
また、コイルの発熱が絶縁性樹脂１００を介して効率よく固定子鉄心２１に伝わり、冷却性が向上できる。ファン６の冷却流は、ブラケット３１、３２に形成された吸気孔３１ａから吸入され、発電機の後部側においては、発熱部である整流器９やレギュレータ１０の近傍を通ってこれらを冷却し、また、前部後部の両方において、各ファンブレード６の間を内径側から外径側へ通過し、固定子巻線群２２の前部側コイルエンド２２ａと後部側コイルエンド２２ｂとを冷却して、排気孔３１ｂから排出される。つまり、発熱度合が高く、高温度が出力性能に影響を及ぼす固定子巻線群２２のコイルエンドが、ファンブレード６ａとブラケットの排気孔３１ｂとの間に位置して、確実に冷却されるようになっている。そしてこのとき、ファン６からの冷却風は、固定子鉄心２１の端面２７にも当たり、コイルエンド２２ａ、２３ｂとしての露出しているコイルを冷やすだけでなく、固定子鉄心２１の端面２７も冷却する。この際、絶縁紙２５を使用すると、絶縁紙自体の熱伝導率の低さと、絶縁紙２５とスロット２４内壁面とは固着されておらず空気を介して接触しているため、熱伝導が悪くなる。しかし、絶縁性樹脂１００は絶縁紙２５より熱伝導率が高い上に、絶縁性樹脂１００とスロット２４の内壁面とは空気を介さず固着されているため、コイルの発熱が効率よく固定子鉄心２１に伝わり、冷却風の当たる固定子鉄心２１の端面２７から熱を逃がすことができる。
【００３７】
また、絶縁紙２５とスロット２４内壁面とは固着されていないので、外部から水などが流入した場合、固定子鉄心２１に水分が付着して錆を発生させ、絶縁不良を起こす恐れがあるが、絶縁性樹脂１００とスロット２４の内壁面は完全に固着されているので、水分が侵入することはなく、防錆効果が著しい。
【００３８】
また、導体セグメント２３のツイスト成形時において、ティース２８を構成する積層鋼板の周方向への変形を防止できる。これは、絶縁性樹脂１００が塗布されていれば、絶縁性樹脂１００により固定子鉄心２１の剛性が高くなり、ティース２８の機械的な変形を防ぐことができるためである。また、ティ−ス２８の機械的変形を防ぐことによって、磁気回路を乱すことなく、出力電圧の低下を防ぐことができる。図６に示すように、ティース２８を、極性の異なる爪状磁極１２０ａ、１２０ｂの爪間センターに配置して径方向から見た場合、固定子鉄心２１に形成された複数のティース２８の両端部は、それぞれ、対向する位置にある回転子１の回転方向に隣接する極性の異なる２つの爪状磁極１２０ａ、１２０ｂに同時に重なるように形成されている。爪状磁極からティース２８に入った磁気は、固定子鉄心２１の外径部を通って、磁極ピッチ離間したティース２８へ至る磁気回路を構成する。従って、ティ−ス２８の機械的変形を防ぐことによって、ティース２８が周方向に曲がることによる当該磁気回路の乱れがなくなり、出力電圧が低下することを防ぐことができる。また、固定子鉄心２１の剛性が高くなることにより、電磁音の低減もできる。
【００３９】
なお、上記実施の形態１では、絶縁性樹脂１００にエポキシ系の絶縁性樹脂を用いたが、シリコン系の絶縁性樹脂を用いても良い。シリコン系の絶縁性樹脂は、エポキシ系の絶縁性樹脂より減衰係数が高く、発電機の回転振動により絶縁性樹脂１００に発生するクラックの発生を防止できる。また、振動減衰効果により電磁音の低減もできる。
【００４０】
またここで、シリコン系の絶縁性樹脂は、１ＭＰａ以上（望ましくは２〜３ＭＰａ）の引っ張り強さを有するものを使用するのが望ましい。コイルのスロット２４への挿入によってコイルと固定子鉄心２１との接触部の樹脂にかかる応力は、一般的に最大で約１ＭＰａであり、それ以上に樹脂の引っ張り強さを設定すれば、樹脂の損傷を防ぐことができる。なお、上述した、コイルと固定子鉄心２１との接触部の樹脂にかかる最大応力を抑えることができれば、引っ張り強さをもっと低く設定した樹脂でも使用可能である。
【００４１】
また、本実施の形態では、コイル断面形状が円形より矩形の導体セグメントを用いることが望ましい。導体セグメント２３のツイスト成形時において、導体セグメント２３が、スロット２４の開口縁付近に接触して、導体セグメント２３、スロット２４の固定子鉄心端面２７側開口縁付近に塗布された絶縁性樹脂１００に損傷を与えやすい。特に、断面形状が円形の導体セグメントの場合、円形故に導体セグメント２３とスロット２４の開口縁との接触が点接触となり、接触部分に過大な応力を発生させる。しかし、断面形状が矩形の導体セグメントを用いれば、導体セグメント２３とスロット２４の開口縁との接触が線接触となり、接触部分における過大な応力の発生を抑制できる。また、矩形の導体セグメント２３を用いることによって、スロット２４の内壁面との接触面積が増えて、コイルの発熱が効率よく固定子鉄心２１側へ放出でき、冷却性が向上できる。また、成形時において、導体セグメント２３を折り曲げる方向の寸法を小さくすれば、折り曲げやすく簡便に製造できる。
【００４２】
また、導体セグメント２３は、上記図３で示した略Ｕ字状のほかに、略Ｊ字状、略Ｉ字状など、種々の導体セグメントを採用しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４３】
実施の形態２．
図７乃至図９は、この発明の実施の形態２による車両用交流発電機の固定子鉄心におけるスロットの周方向の部分断面図である。図７に示すように、固定子鉄心２１の端面２７におけるスロット２４の開口縁付近において、絶縁性樹脂をＲ形状にコーティングすることが望ましい。導体セグメント２３を、矢印のように固定子鉄心２１の軸方向から挿入する場合、スロット２４の開口縁付近で最も押圧力を受け、導体セグメント２３の絶縁皮膜が損傷して絶縁性が劣化する恐れがある。また、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形する際に、導体セグメント２３が、スロット２４の開口縁付近に接触し、過大な応力が発生して絶縁皮膜が損傷する恐れもある。従って、この個所の絶縁性樹脂コーティングをＲ形状にすることにより、導体セグメント２３の挿入をスムーズにし、導体セグメント２３がスロット２４の開口縁付近で受けるダメージを軽減して絶縁皮膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる。
【００４４】
また、図８に示すように、固定子鉄心２１の端面２７におけるスロット２４の開口縁付近を初めからＲ形状に成形しておけば、その上にコーティングされる絶縁性樹脂も同様なＲ形状に成形しやすくできる。なお、Ｒ形状としなくても、例えば、くさび型の押圧治具をスロット２４の開口部側から押し込んで、テーパ形状に成形しても良い。
【００４５】
また、図９示すように、スロット２４の固定子軸方向中央部付近の絶縁性樹脂１００より、スロット２４の開口縁付近の絶縁性樹脂１００を厚く塗布させることが望ましい。上述したように、導体セグメント２３を固定子鉄心２１の軸方向から挿入する場合、スロット２４の開口縁付近に最も押圧力がかかる。また、異なるスロット２４に挿入された導体セグメント２３の端部２３ｄ同士を互いに成形する際に、導体セグメント２３が、スロット２４の開口縁付近に接触して過大な応力が発生する。つまり、スロット２４の開口縁付近にコーティングされた絶縁性樹脂１００が最も損傷を受けやすい。従って、この個所の絶縁性樹脂１００を、スロット２４内部の絶縁性樹脂１００より厚くすることにより、スロット２４の開口縁付近の絶縁性樹脂は損傷を受けにくくなり、絶縁性を向上させることができる。
【００４６】
実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３による車両用交流発電機の固定子鉄心におけるティース一つ分の周方向の部分断面図である。図１０に示すように、固定子鉄心２１の端面２７が凹凸形状に形成されている。これにより、固定子鉄心２１の端面２７と絶縁性樹脂１００との密着性が高まり、導体セグメント２３のスロット２４挿入時、及び成形時における絶縁性樹脂１００の剥がれを防止することができる。
【００４７】
また、図１０に示すように、スロット２４の内壁面に凹凸形状を形成しても同様の効果が得られる。凹凸形状の形成は、例えば、スロット形状が打ち抜かれた鋼板２００を積層して固定子鉄心２１を製作する場合、ティース２８部において、固定子鉄心２１の周方向に大きい寸法の鋼板２００と、小さい寸法の鋼板２００とを交互に積層することにより凹凸形状を形成することができる。この場合、固定子鉄心２１の端部２７を構成する両端の２枚だけ周方向に小さい鋼板２００を用いても良い。また、同一周方向の鋼板２００を交互にずらして積層することによって、凹凸形状としても良い。また、図１１に示すように、鋼板２００の角部をＲ形状とすることで、凹凸形状に形成しても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、回転子と、この回転子の外周に対向配置され、複数のスロットを有する固定子鉄心及びスロットに収納され固定子巻線を形成する複数の導体セグメントからなる固定子とを備えた車両用交流発電機であって、少なくとも固定子鉄心端面及びスロットの内壁面に絶縁性樹脂を塗布することにより固定子鉄心と導体セグメントとの間を絶縁し、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、固定子鉄心がＲ形状に形成または面取り形成され、絶縁性樹脂は固定子鉄心の軸方向から静電粉体塗装され且つスロットの軸方向中央部及び固定子鉄心端面よりスロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において絶縁性樹脂を厚く塗布したので、絶縁性が高く、簡便に製造ができ、コストの安い車両用交流発電機を得る効果がある。また、固定子鉄心がＲ形状または面取り形状に形成されているので、スロット開口縁付近の絶縁性樹脂をＲ形状に塗布しやすくできる効果が得られる。また、スロット開口縁付近の絶縁性樹脂の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる効果が得られる。
【００４９】
また、請求項２記載の発明によれば、スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、絶縁性樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されているので、巻線の絶縁皮膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる効果が得られる。
【００５２】
また、請求項３記載の発明によれば、導体セグメントは、矩形の断面形状を持つので、成形時、絶縁性樹脂への損傷を防ぎ、また折り曲げやすく簡便に製造できる効果が得られる。また、冷却性を向上できる効果が得られる。
【００５３】
また、請求項４記載の発明によれば、固定子鉄心の端面は、凹凸形状に形成されているので、固定子鉄心の端面と絶縁性樹脂との密着性を高めて、絶縁性樹脂の剥がれを防止することができる効果が得られる。
【００５４】
また、請求項５記載の発明によれば、スロット内壁面は、凹凸形状に形成されているので、スロットの内壁面と絶縁性樹脂との密着性を高めて、絶縁性樹脂の剥がれを防止することができる効果が得られる。
【００５５】
また、請求項６記載の発明によれば、絶縁性樹脂は、導体セグメントのスロット挿入時の圧力で破断しない弾性率のものであるので、導体セグメント挿入時に、固定子鉄心のスロット部に作用する応力によって、樹脂が剥がれるもしくは割れることを防ぎ、絶縁性を向上できる効果が得られる。
【００５６】
また、請求項７記載の発明によれば、絶縁性樹脂は、シリコン系の絶縁性樹脂であるので、振動減衰効果により電磁音の低減ができる効果が得られる。
【００５７】
また、請求項８記載の発明によれば、絶縁性樹脂は、エポキシ系の絶縁性樹脂であるので、被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機を示す側断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によ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による車両用交流発電機の固定子鉄心部分を示す斜視図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の固定子鉄心に絶縁性樹脂を塗布する静電粉体塗装装置を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の固定子鉄心に絶縁性樹脂を塗布する方法を説明する説明図である。
【図６】 この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の固定子鉄心のティースと爪状磁極を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による車両用交流発電機のスロットを示す部分断面図である。
【図８】 この発明の実施の形態２による車両用交流発電機のスロットを示す別の部分断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態２による車両用交流発電機のスロットを示す別の部分断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３による車両用交流発電機のティースを示す部分断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態３による車両用交流発電機のティースを示す別の部分断面図である。
【図１２】 従来の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図１３】 従来の車両用交流発電機の導体セグメントを示す斜視図である。
【図１４】 従来の車両用交流発電機の固定子鉄心を示す部分断面図である。
【図１５】 従来の車両用交流発電機の固定子を示す部分斜視図である。
【図１６】 従来の車両用交流発電機の固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。
【図１７】 従来の車両用交流発電機の固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。
【図１８】 従来の車両用交流発電機の固定子巻線の製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 回転子、１１ 回転軸、１２ ポールコア、１２ａ 第一のポールコア、１２ｂ 第二のポールコア、１２０ａ、１２０ｂ 爪状磁極、１３ 回転子巻線、２ 固定子、２１ 固定子鉄心、２２ 固定子巻線群、２３ 導体セグメント、２４ スロット、２５ 絶縁紙、２６ 折り返し部、２７ 固定子鉄心の端面部、２８ ティース、３１ フロントブラケット、３２ リアブラケット、３３ ケース、３３ａ 吸気孔、３３ｂ 排気孔、４ プーリ、５ 静電ガン、５１ 供給機、５２ 静電発生機、５３ 塗装治具、６ ファン、７ スリップリング、８ ブラシ、８１ ブラシホルダ、９ 整流器、１０ レギュレータ、１００絶縁性樹脂、２００ 積層鋼板
Claims (8)
- 回転子と、この回転子の外周に対向配置され、複数のスロットを有する固定子鉄心及び上記スロットに収納され固定子巻線を形成する複数の導体セグメントからなる固定子とを備えた車両用交流発電機であって、少なくとも上記固定子鉄心端面及び上記スロットの内壁面に絶縁性樹脂を塗布することにより上記固定子鉄心と上記導体セグメントとの間を絶縁し、上記スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、上記固定子鉄心がＲ形状に形成または面取り形成され、上記絶縁性樹脂は上記固定子鉄心の軸方向から静電粉体塗装され且つ上記スロットの軸方向中央部及び上記固定子鉄心端面より上記スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において上記絶縁性樹脂を厚く塗布したことを特徴とする車両用交流発電機。
- スロットの固定子鉄心端面側開口縁付近において、絶縁性樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。
- 導体セグメントは、略矩形の断面形状を持つものであることを特徴とする請求項１または２記載の車両用交流発電機。
- 固定子鉄心の端面は、凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の車両用交流発電機。
- スロット内壁面は、凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の車両用交流発電機。
- 絶縁性樹脂は、導体セグメントのスロット挿入時の圧力で破断しない引っ張り強さのものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の車両用交流発電機。
- 絶縁性樹脂は、シリコン系の絶縁性樹脂であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の車両用交流発電機。
- 絶縁性樹脂は、エポキシ系の絶縁性樹脂であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の車両用交流発電機。
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