JP5744208B2

JP5744208B2 - 巻線、巻線方法、及び車両用回転電機

Info

Publication number: JP5744208B2
Application number: JP2013530980A
Authority: JP
Inventors: 隆広木村; 和徳田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: US20140091657A1; EP2752972A4; WO2013031004A1; EP2752972B1; US9564782B2; JPWO2013031004A1; EP2752972A1; CN103597715B; CN103597715A

Description

この発明は、環状に構成される巻線、その巻線の巻線方法、及びその巻線を備えた車両用回転電機に関するものである。

例えば、車両に搭載される車両用回転電機としての車両用交流発電機は、固定子に搭載された固定子巻線としての電機子巻線（以下、電機子巻線と称する）と、回転子に搭載された回転子巻線としての界磁巻線（以下、界磁巻線と称する）を備える。界磁巻線は、一対のブラシ及び一対のスリップリングを介して直流電流が供給されて界磁磁束を発生し、固定子の内部空間で回転することにより電機子巻線に交流電圧を誘起させる。界磁巻線は、例えば、複数の爪を備えた一対の回転子磁極（クローポール：claw pole）が対向する空間内に配置され、界磁巻線の外周面は、一対の回転子磁極の複数の爪により包囲される。

この種の車両用交流発電機に於いて、前述の一対の回転子磁極が対向する空間を有効に利用して一対の回転子磁極の爪の裏側にまで界磁巻線の巻線導体を巻き上げ、界磁巻線のターン数を増加させて交流発電機の高出力化を図るようにした従来の車両用交流発電機が存在する（例えば、特許文献１参照）。この従来の車両用交流発電機の界磁巻線は、界磁巻線の外周部の中央部分が山状に盛り上げられているが、このような巻線方式は、通常、山巻き方式と称される。

特許文献１に示された従来の車両用交流発電機は、一対の回転子磁極が対向する空間を有効に利用して界磁巻線を山巻き構成としているので、前述したように界磁巻線のターン数を増加させることができ、車両用交流発電機の高出力化が可能となる。

米国特許第７，２０２，６３９Ｂ２号公報

前述の山巻き方式の界磁巻線の場合、界磁巻線を構成する巻線導体の終端部は、山巻き部の頂上部に位置している。従って、巻線終了後は、山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部を、頂上部から山下りさせて界磁巻線の軸方向端部に導き、その巻線導体自身を界磁巻線の外部端子接続導体とし、若しくは予め設けられている界磁巻線の外部導体接続端子に接続する必要がある。しかしながら、山巻き部の積み重ね数が増えると山巻き部の頂上部の高さが高くなり、山巻きの頂上部に位置する巻線導体の終端部を急激に山下りさせる必要が生じる。

しかしながら、山巻き部の頂上部から巻線導体を急激に山下りさせると、山下りする巻線導体は、他の巻線導体の表面に十分に接着されず、山巻き部の頂上部から界磁巻線の外部端子接続端子までの巻線導体が界磁巻線の外周面に沿わない場合が生じ、巻線後、巻線導体の一部の遊離や巻崩れが発生し易くなる。界磁巻線の巻線導体の一部の遊離や巻き崩れが生じて界磁巻線から剥がれた巻線導体は、界磁巻線を回転子へ組付けるときに回転子磁極に接触する可能性があり、車両用交流発電機の運転時に界磁巻線が短絡状態となって電機子巻線に電圧が誘起されなくなり、車両用交流発電機の無発電故障を引き起こすことがある。

このように、従来の車両用交流発電機に於ける界磁巻線は、発電機の出力向上のために界磁巻線の山巻き部の高さを大きくすると、界磁巻線の外周部に巻線導体が沿わない部分が増えるため、山巻き部の積み重ね数を余り増やせないという課題があった。

この発明は、従来の車両用交流発電機の界磁巻線に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、巻線後の巻線導体の遊離が発生しないようにした巻線、巻線方法、及びその巻線を界磁巻線として搭載した車両用回転電機を提供することを目的とするものである。

この発明による巻線は、
複数の巻線層を前記巻線層の軸方向に対して垂直方向に積み上げて、前記軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線であって、
前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部と、
前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部と、
前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部と、
を備えたことを特徴とする。

又、この発明による巻線方法は、
複数の巻線層を前記巻線層の軸方向に対して垂直方向に積み上げて、前記軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線を形成する巻線方法であって、
前記複数の巻線層を前記軸方向に対して垂直方向に積み上げる工程と、
前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部を形成する工程と、
前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部を形成する工程と、
前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部を形成する工程と、
を備えた、
ことを特徴とする。

更に、この発明による車両用回転電機は、
車両に搭載された内燃機関により駆動される車両用交流発電機であって、
軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線を界磁巻線として回転子に搭載し、
前記界磁巻線は、
前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記巻線の軸方向外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する複数の巻線層のうちの所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部と、
前記第１の山下り導体部から前記巻線の軸方向内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部と、
前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部とを備えている、
ことを特徴とする。

この発明による巻線によれば、山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部と、前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部と、前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部とを備えているので、山巻き部の高さを大きくしても巻線後の巻線導体の遊離が発生することがなく、巻線の山巻き部の高さを大きくして巻き数を増加させることができる。

又、この発明による巻線方法によれば、複数の巻線層を前記軸方向に対して垂直方向に積み上げる工程と、前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部を形成する工程と、前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部を形成する工程と、前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部を形成する工程とを備えようにしているので、山巻き部の高さを大きくしても巻線後の巻線導体の遊離が発生することのない巻線を得ることができる。

更に、この発明による車両用回転電機によれば、複数の巻線層を前記巻線層の軸方向に対して垂直方向に積み上げて、前記軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線を回転子に搭載される界磁巻線として搭載し、前記界磁巻線は前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部と、前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部と、前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部とを備えているので、回転子磁極が対向する空間を有効に利用して界磁巻線の巻き数を増加させて車両用回転電機の高出力化を図り、しかも巻線後の巻線導体の遊離が発生することがなく車両用回転電機の組立時の信頼性の向上を図ることができ、短絡等の故障が発生することのない車両用回転電機を得ることができる。

車両用交流発電機の一例を示す断面図である。この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の界磁巻線の一部の断面図である。この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の界磁巻線の説明図である。この発明の基礎となる車両用交流発電機の界磁巻線の一部の断面図である。この発明の基礎となる車両用交流発電機の界磁巻線の説明図である。

図１は、車両用回転電機としての車両用交流発電機の一例を示す断面図である。図１に於いて、車両用交流発電機１００は、固定子１と、固定子１の内部空間内に挿入されて回転する回転子２と、固定子１及び回転子２を支持する回転子軸３と、軸受４、５を介して回転子軸３を回転自在に支持するブラケット６、７とを備える。

固定子１は、内周面に複数の固定子スロット８を備えた環状の固定子鉄心９と、固定子スロット８内に収納された固定子巻線としての電機子巻線１０とを有する。回転子２は、回転子２の軸方向に延びる複数の爪１１を備えた鉄製の第１の回転子磁極１２と、回転子２の軸方向に延びる複数の爪１３を備えた鉄製の第２の回転子磁極１４と、界磁巻線１５とを有する。第１の回転子磁極１２と第２の回転子磁極１４は、回転子磁極を構成する。

第１の回転子磁極１２と第２の回転子磁極１４は、互いに当接して回転子軸３の周面に固定されている。第１の回転子磁極１２の複数の爪１１は、周方向に空間部を挟んで配列され、同様に第２の回転子磁極１４の複数の爪１３は、周方向に空間部を挟んで配列されている。第１の回転子磁極１２の複数の爪１１と第２の回転子磁極１４の複数の爪１３は、夫々の対向する相手側の回転子磁極の空間部に挿入され、周方向に所定の空隙を介して交互に配置されている。第１の回転子磁極１２の爪１１の外周面と第２の回転子磁極１４の爪１３の外周面は、回転子２の外周面を構成する。

界磁巻線１５は、第１の回転子磁極１２と第２の回転子磁極１４の対向する間に形成された空間部、即ち第１の回転子磁極１２の爪１１と第２の回転子磁極１４の爪１３により包囲された内側空間部に装着されている。界磁巻線１５は、後述するように、ボビンの外周面に巻線導体を多層に巻回して構成されている。界磁巻線１５の外部導体接続端子に接続されている一対の界磁巻線外部導体１６は、回転子軸３に固定された一対のスリップリング１７にそれぞれ接続されている。

一対のブラシ１８は、ブラケット７に固定されたブラシホルダ１９に摺動自在に支持され、圧縮バネ２０によるバネ圧により前述の一対のスリップリング１７に押圧されて摺動接触する。一対のブラシ１８は、リード導体２１を介して車両用バッテリ等の直流電源（図示せず）に接続される。又、ブラケット７には、複数の半導体素子からなり電機子巻線１０と車両用バッテリ等の直流電源との間の電力変換を行なう電力変換回路２２、及び界磁巻線１５の界磁電流を制御する界磁制御回路２３等が搭載されている。

回転子軸３の一端に固定されたプーリ２４は、Ｖベルト等の動力伝達部材（図示せず）を介して内燃機関（図示せず）の出力軸に連結される。

以上のように構成された車両用交流発電機１００は、内燃機関によりＶベルト等の動力伝達部材とプーリ２４を介して、回転子軸３及び回転子２が駆動されて回転する。このとき界磁巻線１５は、バッテリ等の直流電圧源からリード導体１９、ブラシ１８、スリップリング１７、及び界磁巻線外部導体１６を介して通電され、界磁磁束を発生する。この界磁磁束は、第１の回転子磁極１２の複数の爪１１と第２の回転子磁極１４の複数の爪１３とが対向する空隙を介して、第１の回転子磁極１２と第２の回転子磁極１４の内部を流れるが、回転子２の回転に伴い前述の空隙を通過する界磁磁束が電機子巻線１０を横切る。

第１の回転子磁極１２の複数の爪１１と第２の回転子磁極１４の複数の爪１３とが対向する夫々の空隙を通過する界磁磁束は、空隙毎に交互に異なる方向に流れるので、この界磁磁束を横切る電機子巻線１０には交流電圧が誘起される。電機子巻線１０に誘起された交流電圧及びこの交流電圧に基づいて流れる交流電流は、電力変換回路２２により直流電圧及び直流電流に変換され、車載バッテリ等に供給される。

次に、界磁巻線１５の構成、及び巻線方法について説明する。図４は、この発明の基礎となる車両用交流発電機の界磁巻線の一部の断面図、図５は、この発明の基礎となる車両用交流発電機の界磁巻線の説明図である。図４、図５に於いて、界磁巻線１５は、軸方向両端部に夫々鍔部２５、２６を有する絶縁物製のボビン２７の円筒部の外周面に、巻線導体２８を順次巻回して多層に構成される。

図示の界磁巻線１５は、一例として１８層に巻回されており、ボビン２７の外周面に接する最下層から第１４層２８１４までは鍔部２５、２６に沿って各層が同一軸方向幅で巻回されているが、第１５層２８１５、第１６層２８１６、第１７層２８１７、及び最上層の第１８層２８１８までは、順次、巻回数が減少するように巻回されている。従って、界磁巻線１５は、第１５層２８１５から最上層の第１８層２８１８までの層により、軸方向断面が山状となる山巻き部２８ｍが構成されている。

界磁巻線１５の外周部に山巻き部２８ｍを構成する理由は、第１の回転子磁極１２の爪１１の裏側と第２の回転子磁極１４の爪１３の裏側の空間を有効に利用して界磁巻線の巻き数を増大させるためである。即ち、前述の第１の回転子磁極１２の爪１１内壁部と第２の回転子磁極１４の爪１３の内壁部は、夫々の爪の先端部に向かって回転子の外周面側に傾斜し、夫々の爪１１、１３の先端部の肉厚が薄くなるように形成されており、その結果、爪１１の内壁部と爪１３の内壁部により形成される空間部は断面が山状に形成されるので、その空間部を埋めるように山巻き部２８ｍを形成して界磁巻線１５の巻き数を増大させるものである。

この発明の基礎となる界磁巻線１５の場合、山巻き部２８ｍの頂上部である第１８層２８１８に存在する巻線導体の終端部２８１８ａは、図５に示すように、界磁巻線１５の軸方向外側に所定角度で屈曲させて形成した１つの山下り導体部２８１８ｂにより第１８層２８１８から山裾部である第１４層２８１４へ一挙に山下りしている。

第１４層２８１４へ山下りした山下り導体部２８１８ｂは、接続導体部２８１４ａとして第１４層２８１４に於いて１回以上巻回された後、外部導体接続端子を介して界磁巻線外部導体１６に接続される。

前述のように、山下り導体部２８１８ｂは、図５に示されるように山巻き部２８ｍの頂上部である第１８層２８１８から、第１７層２８１７、第１６層２８１６、及び第１５層２８１５を斜めに一挙に通過して、山裾部である第１４層２８１４まで山降りすることになる。つまり、巻線導体の終端部２８１８ａの位置が界磁巻線１００の軸方向中央部に位置しているため、図５に示すように山下り導体部２８１８ｂにより急激に山下りして巻線を終わらせるような処理が必要となる。

しかし、山下り導体部２８１８ｂにより山巻き部２８ｍを斜めに急激に山下りして巻き終わりを行うと、山下り導体部２８１８ｂは、図４に矢印で示すような動きで第１７層２８１７、第１６層２８１６、及び第１５層２８１５の３つの層を飛び越えて山下りするため、第１７層２８１７、第１６層２８１６、及び第１５層２８１５の夫々の外周面に十分に接着されず、巻線終了後、巻線導体の一部の遊離や巻崩れが発生し易くなるという課題が存在する。

以下述べるこの発明の実施の形態１による車両用交流発電機の界磁巻線は、この発明の基礎となる車両用交流発電機の界磁巻線に於ける前述の課題を解決することができる。

実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の界磁巻線の一部の断面図、図３は、この発明の実施の形態１による車両用交流発電機の界磁巻線の説明図であり、前述の図４、図５と同一部分には同一符号を付している。

図２、図３に於いて、界磁巻線１５に於ける巻線導体の終端部２８１８ａは、第１の山下り導体部２８１８ｃと、第１の接続導体部２８１６ａと、第２の山下り導体部２８１６ｃと、第２の接続導体部２８１４ａとを介して、界磁巻線外部導体に接続される。界磁巻線１５を構成する巻線導体と、その終端部２８１８ａと、第１の山下り導体部２８１８ｃと、第１の接続導体部２８１６ａと、第２の山下り導体部２８１６ｃと、第２の接続導体部２８１４ａとは、同一の巻線導体により構成されている。

第１の山下り導体部２８１８ｃは、山巻き部２８ｍの頂上部に位置する巻線導体の終端部２８１８ａの第１の屈曲位置ｘ１に於いて巻線１５の軸方向外側に所定角度θで屈曲し、山巻き部２８ｍの頂上部から山巻き部２８ｍを構成する複数の巻線層のうちの所定の巻線層である第１６層２８１６まで、山巻き部２８ｍの側面に沿って山下りする。

第１の接続導体部２８１６ａは、第１の山下り導体部２８１８ｃの第２の屈曲位置ｘ２に於いて巻線１５の軸方向内側に所定角度θで屈曲し、巻線１５を構成している巻線導体の延びる方向に山巻き部の側面に沿ってほぼ１回分だけ巻回される。

第２の山下り導体部２８１６ｃは、第１の接続導体部２８１６ａの第３の屈曲位置ｘ３に於いて巻線１５の軸方向外側に所定角度θで屈曲し、前述の第１６層１８１６から別の所定の巻線層である第１４層１８１４まで、山巻き部２８ｍの側面に沿って山下りする。

第２の接続導体部２８１４ａは、第２の山下り導体部２８１６ｃの第４の屈曲位置ｘ４に於いて巻線１５の軸方向内側に所定角度θで屈曲し、巻線１５を構成している巻線導体の延びる方向に１回以上巻回され、界磁巻線１５の外部導体接続端子を介して界磁巻線外部導体１６に接続される。

第１の山下り導体部２８１８ｃと第２の山下り導体部２８１６ｃは、図３に示すように相互に間隔を介して並置されている。

前述のように山巻き部２８ｍの頂上部の巻線導体の終端部２８１８ａから、第１の山下り導体部２８１８ｃと第２の山下り部２８１６ｃにより山下りすることにより、巻線導体の終端部２８１８ａを容易に外部導他接続端子に接続することが可能となる。

又、第１の接続導体部２８１６ａを山巻き部２８ｍの側面に半周以上巻回することにより、巻線１５への第１の山下り導体部２８１８ｃと第２の山下り導体部２８１６ｃの接着効果をより強く保つことができ巻線崩れや遊離が起きにくくなる。更に、第２の接続導体部２８１４ａを半周以上巻回することにより、巻線１５への第１の山下り導体部２８１８ｃと第２の山下り導体部２８１６ｃの接着効果を更に強く保つことができ巻線崩れや遊離が起きにくくなる。

前述の実施の形態１では、山巻き部２８ｍを構成する複数の巻線層は、実施の形態１では最上層に位置する第１８層１８１８の巻き数が最も少なく、第１７層１８１７、第１６層１８１６、第１５層１８１５と下層となるに従って順次その巻き数が増加するように構成されている。つまり、上層に位置する巻線層ほど、巻き数が下層に位置する巻線層の巻き数より少なくなるように構成されている。

前述の第１の屈曲位置Ｘ１、第２の屈曲位置Ｘ２、第３の屈曲位置Ｘ３、及び第４の屈曲位置Ｘ４に於いて屈曲させる所定の角度θは、何れも同一角度であり、例えば１５度乃至３０度の範囲に設定される。又、第１の山下り導体部２８１８ｃと第２の山下り導体部２８１６ｃの長さは、同一寸法Ｌに形成されている。ここで、夫々前述の所定の屈曲角度θは、１５度乃至３０度の範囲内に設定され、且つ、夫々の屈曲する角度は、同一角度に設定されている。尚、これ等の屈曲角度θは、１５度乃至３０度の範囲内であれば必ずしも同一角度とする必要はない。

尚、第１の接続導体部２８１６ａは、実施の形態１ではほぼ１回だけ山巻き部２８ｍの側面に巻回した場合を示しているが、これに限らず、半周以上であれば何回巻回するようにしてもよい。又、第２の接続導体部２８１６ａは実施の形態１では１回以上巻回するようにしているが、これに限らず、半周以上であれば何回巻回するようにしてもよい。

又、実施の形態１では、山巻き部２８ｍは、第１５層２８１５乃至第１８層２８１８の４層を積み重ねて構成しているが、これに限られるものではなく、少なくとも３個の巻線層を積み重ねて構成するようにすればよい。

尚、その他の構成は、前述の図４及び図５に示すこの発明の基礎となる車両用交流発電機の界磁巻線及びその巻線方法と同様である。

以上述べたこの発明の実施の形態１による車両用交流発電機は、この発明による巻線、巻線の巻線方法、及び車両用交流発電機を具体化したものである。即ち、以上述べたこの発明の実施の形態１による車両用交流発電機は、以下の発明を包含している。

（１）複数の巻線層を前記巻線層の軸方向に対して垂直方向に積み上げて、前記軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線であって、
前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部と、
前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部と、
前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部と、
を備えた、
ことを特徴とする巻線。

（２）前記巻線に於いて、前記夫々の屈曲する角度は、望ましくは、１５度乃至３０度の範囲内に設定される。

（３）前記巻線に於いて、前記夫々の屈曲する角度は、望ましくは、同一角度に設定される。

（４）前記巻線に於いて、前記第１の接続導体部は、望ましくは、前記山巻き部の側面に半周以上巻回されている。

（５）前記巻線に於いて、前記第２の山下り導体部は、望ましくは、前記巻線を構成する巻線導体に沿って配置された第２の接続導体部を介して巻線の外部導体接続端子に接続されている。

（６）前記巻線に於いて、前記第２の接続導体部は、望ましくは前記巻線の外周部に半周以上巻回されている。

（７）前記巻線に於いて、前記巻線を構成する巻線導体と、前記第１の山下り導体部と、前記第１の接続導体部と、前記第２の山下り導体部と、前記第２の接続導体部と、前記外部導体接続端子とは、望ましくは、前記巻線導体から連続して延びる同一の導体により構成されている。

（８）前記巻線に於いて、前記山巻き部は、望ましくは、少なくとも３個の巻線層を積み重ねて構成されている。

（９）前記巻線に於いて、前記山巻き部を構成する複数の巻線層は、望ましくは、上層に位置する巻線層の巻き数が下層に位置する巻線層の巻き数より少なく形成されている。

（１０）前記巻線に於いて、前記第１の山下り導体部と前記第２の山下り導体部は、望ましくは、相互に間隔を介して並置されている。

（１１）複数の巻線層を前記巻線層の軸方向に対して垂直方向に積み上げて、前記軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線を形成する巻線方法であって、
前記複数の巻線層を前記軸方向に対して垂直方向に積み上げる工程と、
前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部を形成する工程と、
前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部を形成する工程と、
前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部を形成する工程と、
を備えた、
ことを特徴とする巻線の巻線方法。

（１２）前記巻線方法に於いて、望ましくは、前記山下り導体部相互を接続する接続導体部は、前記山巻き部の側面に沿って半周以上巻回させる。

（１３）前記巻線方法に於いて、望ましくは、前記少なくとも２つの山下り導体部を、前記巻線を構成する巻線導体の延びる方向に対して夫々１５度乃至３０度の範囲内で前記巻線の軸方向外側に屈曲させる。

（１４）車両に搭載された内燃機関により駆動される車両用回転電機であって、前記（１）乃至（１１）のうちの何れか一つに記載の巻線を界磁巻線として回転子に搭載していることを特徴とする車両用回転電機。

（１５）前記車両用回転電機に於いて、望ましくは、前記回転子は、前記回転子の軸方向に延びる複数の爪を備えた第１の回転子磁極と、前記第１の回転子磁極に対向して配置され、前記第１の回転子磁極の前記複数の爪に所定の空隙を介して夫々対向する複数の爪を備えた第２の回転子磁極とを備え、前記界磁巻線は、前記第１の回転子磁極の複数の爪と前記第２の回転子磁極の複数の爪により包囲された空間部に装着されている。

（１６）前記車両用回転電機に於いて、望ましくは、前記第１の回転子磁極の複数の爪の内壁部と前記第２の回転子磁極の複数の爪の内壁部は、夫々前記爪の先端部に向かって回転子の外周面側に傾斜するように構成されており、前記界磁巻線の山巻き部は、前記爪の前記傾斜した内壁部により形成された空間部に対応して配置されている。

この発明は、例えば自動車産業分野、とりわけ自動車に搭載される回転電機の分野に利用することができる。

１００車両用交流発電機、１固定子、２回転子、
３回転子軸、４、５ブラケット、８固定子スロット、
９固定子鉄心、１０固定子巻線（電機子巻線）、
１１、１３爪、１２第１の回転子磁極、
１４第２の回転子磁極、１５界磁巻線、
１６界磁巻線外部導体、１７スリップリング、
１８ブラシ、１９ブラシホルダ、２０圧縮バネ、
２１リード導体、２２電力変換回路、２３界磁制御回路、
２４プーリ、２４動力伝達部材、２８ｍ山巻き部、
２８１４第１４層、２８１５第１５層、２８１６第１６層、
２８１７第１７層、２８１８第１８層、
２８１８ａ巻線導体の終端部、２８１８ｂ山下り導体部、
２８１８ｃ第１の山下り導体部、２８１６ａ第１の接続導体部、
２８１６ｃ第２の山下り導体部、２８１４ａ第２の接続導体部、
ｘ１第１の屈曲位置、ｘ２第２の屈曲位置、
ｘ３第３の屈曲位置、ｘ４第４の屈曲位置。

Claims

複数の巻線層を前記巻線層の軸方向に対して垂直方向に積み上げて、前記軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線であって、
前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部と、
前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部と、
前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部と、
を備えた、
ことを特徴とする巻線。
前記夫々の屈曲する角度は、１５度乃至３０度の範囲内に設定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の巻線。
前記夫々の屈曲する角度は、同一角度に設定されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の巻線。
前記第１の接続導体部は、前記山巻き部の側面に半周以上巻回されている、
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の巻線。
前記第２の山下り導体部は、前記巻線を構成する巻線導体に沿って配置された第２の接続導体部を介して巻線の外部導体接続端子に接続されている、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載の巻線。
前記第２の接続導体部は、前記巻線の外周部に半周以上巻回されている、ことを特徴とする請求項５に記載の巻線。
前記巻線を構成する巻線導体と、前記第１の山下り導体部と、前記第１の接続導体部と、前記第２の山下り導体部と、前記第２の接続導体部と、前記外部導体接続端子とは、前記巻線導体から連続して延びる同一の導体により構成されている、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の巻線。
前記山巻き部は、少なくとも３個の巻線層を積み重ねて構成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載の巻線。
前記山巻き部を構成する複数の巻線層は、上層に位置する巻線層の巻き数が下層に位置する巻線層の巻き数より少なく形成されている、
ことを特徴とする請求項１から８のうちの何れか一項に記載の巻線。
前記第１の山下り導体部と前記第２の山下り導体部は、相互に間隔を介して並置されている、
ことを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の巻線。
複数の巻線層を前記巻線層の軸方向に対して垂直方向に積み上げて、前記軸方向の断面形状が山状となる山巻き部を外周部に備えた環状の巻線を形成する巻線方法であって、
前記複数の巻線層を前記軸方向に対して垂直方向に積み上げる工程と、
前記山巻き部の頂上部に位置する巻線導体の終端部から前記軸方向の外側に屈曲し、前記頂上部から前記山巻き部を構成する前記複数の巻線層のうちの所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第１の山下り導体部を形成する工程と、
前記第１の山下り導体部から前記巻線の前記軸方向の内側に屈曲し、前記巻線を構成している巻線導体の延びる方向に前記山巻き部の側面に沿って配置される第１の接続導体部を形成する工程と、
前記第１の接続導体部から前記巻線の前記軸方向の外側に屈曲し、前記所定の巻線層から別の所定の巻線層に至るまでの途中の巻線層の側面を横切って前記別の所定の巻線層まで、前記山巻き部の側面に沿って山下りする第２の山下り導体部を形成する工程と、
を備えた、
ことを特徴とする巻線の巻線方法。
前記山下り導体部相互を接続する接続導体部を、前記山巻き部の側面に沿って半周以上巻回させる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の巻線の巻線方法。
前記第1の山下り導体部と前記第２の山下り導体部を、前記巻線を構成する巻線導体の延びる方向に対して夫々１５度乃至３０度の範囲内で前記巻線の軸方向外側に屈曲させる、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の巻線の巻線方法。
車両に搭載された内燃機関により駆動される車両用回転電機であって、
請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の巻線を界磁巻線として回転子に搭載している、
ことを特徴とする車両用回転電機。
前記回転子は、
前記回転子の軸方向に延びる複数の爪を備えた第１の回転子磁極と、前記第１の回転子磁極に対向して配置され、前記第１の回転子磁極の前記複数の爪に所定の空隙を介して夫々対向する複数の爪を備えた第２の回転子磁極と、
を備え、
前記界磁巻線は、前記第１の回転子磁極の複数の爪と前記第２の回転子磁極の複数の爪により包囲された空間部に装着されている、
ことを特徴とする請求項１４に記載の車両用回転電機。
前記第１の回転子磁極の複数の爪の内壁部と前記第２の回転子磁極の複数の爪の内壁部は、夫々前記爪の先端部に向かって回転子の外周面側に傾斜するように構成されており、
前記界磁巻線の山巻き部は、前記爪の前記傾斜した内壁部により形成された空間部に対応して配置されている、
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の車両用回転電機。