JPS6314571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発電機特に自動車用交流発電機のステ
ータに関し、より詳細にはこの種ステータにおけ
るステータコイルの巻線構造に関する。

この種の発電機のステータでは、多数のスロツ
トを有するコアに、前記スロツトを通してステー
タコイルを巻装するが、その場合、従来では各ス
ロツト内にコイルを束にして収納し、スロツトの
ほぼ全域にステータコイルを位置させるのが一般
的であつた。

しかるに、例えば車両用交流発電機にあつては
冷却フアンの作動によつて発電機内部に冷却風が
流通させられるが、上述の如く各スロツト内にコ
イルを束にして配置した従来の巻線構造では、冷
却風がコイル間を流れることがほとんどなく、通
風抵抗増大のための風量低下とあいまつて、ステ
ータコイルの有効なる冷却ができず、従つて発電
機の出力も低下してしまうという欠点があつた。
また、スロツト内壁に接するコイルはステータコ
アにより比較的よく冷却されるが、スロツト中央
付近のコイルは上述の理由でほとんど冷却されな
いため、コイルの一部（スロツト中央付近）が異
常に温度上昇するのが常で、結局のところ平均温
度以上の高い耐熱ランクの線種にてコイルを構成
しなければならず、コストアツプを招いていた。

そこで本発明は、ステータコイルの充分な冷却
が可能な巻線構造を提供し、上記従来の欠点を解
消することを目的としたものである。

本発明によればこの目的は、ステータコアの各
スロツトにおいて、ここを通るコイルをスロツト
内壁に沿つた部位に配列してスロツト中央部に実
質的に空洞を確保し、かつコイルエンド部分を、
上記空洞への冷却風の導入・導出を容易にすべ
く、スロツトの両側へ概略ラツパ状に広がらせる
ことにより、達成される。すなわち、本発明では
ラツパ状のコイルエンド部分から冷却風がスロツ
ト中央部の空洞へ充分に導かれ、他方側のラツパ
状の部分から吐出される。これにより通風抵抗が
低減されて風量が増大し、かつスロツト内壁に接
するコイルだけでなくコイル中央からもコイルの
冷却が可能となり、従つてコイル間の温度が低温
に均一化される。

なお、上記の如くスロツト中央部に空洞を確保
することは、特にスロツトの面積を増大させなく
ても、従来においてスロツトのほぼ全域に分布し
ていたコイルをスロツト壁面に沿つて配列するだ
けで、可能である。また、従来においてスロツト
に打込まれていたくさびを廃止することにより、
より確実に空洞の形成が可能となる。

第１図は本発明ステータを有する発電機の一例
として車両用交流発電機を示すもので、本発明に
なるステータＳは概略環状のステータコア１０お
よびその内周部に巻装されたステータコイル２０
からなり、フロント側およびリア側の両エンドフ
レーム１，１′の間にはさまれ、固定されている。
一方、両エンドフレーム１，１′にそれぞれベア
リング２，２′を介して回転自在に支持されたシ
ヤフト３には、一対の爪形コア４，４′およびロ
ータコイル５からなるロータＲが結合されてお
り、これがステータＳのすぐ内側に配置されてい
る。フロント側エンドフレーム１から突出したシ
ヤフト３の先端にはプーリ６が結合され、これが
図示しないエンジンと連絡されるようになつてお
り、シヤフト３従つてロータＳはエンジンにより
回転され、周知の作用でステータコイル２０に交
流電圧を発生させる。

上記シヤフト３の先端部にはプーリ６と共に冷
却フアン７も結合されており、発電機内部にはこ
の冷却フアン７の回転により冷却風が流通され
る。通常、冷却風はリア側エンドフレーム１′の
窓８′から取入れられ、発電機内部を横切つて、
フロント側エンドフレーム１の窓８から吐出され
る。この冷却風によりステータＳおよびロータ
Ｒ、さらには周知の整流装置９が冷却される。

第２図〜第４図は上記ステータＳの一部を詳細
に示すもので、ステータコア１０は内周に多数の
テイース１１を有しており、隣合うテイース間に
それぞれスロツト１２を形成している。そしてス
テータコイル２０はステータコア１０に、スロツ
ト絶縁層１３が形成された各スロツト１２を通し
て巻装されている。ステータコイル２０は通常３
相で、各相のコイルは所定のスロツト１２を通つ
て巻かれている。また１つのスロツト内には１つ
の相のコイルをなす導線２１が例えば10本（10
回）前後、収納されている。

上記ステータコア１０へのコイル２０の巻線に
際して、各スロツト１２の内部では、コイルをな
す導線２１はスロツト１２の壁面に沿つた部位
に、ほぼ馬てい形をなして配置されており、従つ
て各スロツトの中央部には、コイルが存在しない
空洞１４が形成されている。その上、各スロツト
１２から出たコイルエンド部分２２は、当該スロ
ツト１２の両側へ広げられてラツパ状をなしてい
る。このラツパ状部１５は空洞１４への入口又は
出口として機能する。そして他の相のコイル２０
は、この入口又は出口をなすラツパ状部１５を塞
ぐことのないようスロツト１２の外周側の部分を
通して他のスロツトへと導かれている。

かかる空洞１４およびラツパ状部１５の形成を
可能にする巻線構造の一例として、ここでは、各
１つのスロツト１２内の導線２１をほぼ半数ずつ
に２分し、その一方を左側３つ目のスロツトへ、
また他方を逆に右側３つ目のスロツトへ導く巻線
構造が採用されている。しかし、１つのスロツト
内の全導線を同一方向側のスロツトに導く巻線構
造の場合においても、そのほぼ半分をスロツトか
ら出た部分だけ、残りの部分とラツパ状をなすよ
う変形させることにより、ラツパ状部の形成は可
能である。

なお、空洞１４の確保を確実に行うには、巻線
の際に、各スロツト１２の中央部に棒体を挿入し
ておき、巻線後棒体を取出せば、この棒体のあつ
た部分が空洞として残されるので、好都合であ
る。コイルは最終的には含浸剤により固められる
ので、空洞１４およびこれに通じるラツパ状部１
５は、常に確保された状態に維持される。

上記構成によれば、冷却フアン７の作動によつ
て発電機の内部に取入れられる冷却風が、ステー
タの一端側のコイルエンド部の各ラツパ状部１５
から各スロツト１２の空洞１４へ流入し、反対側
のラツパ状部１５からフロント側エンドフレーム
１の内側へ導かれる。また冷却風の一部はステー
タＳとロータＲとの間およびロータＲの外周部も
通過する。

発電機内部における冷却風の流れにとつて、ス
テータＳおよびその内側のロータＲの部分は、大
きな通風抵抗となる。しかし上述の如く各スロツ
ト１２の空洞１４を通つて冷却風が流れることに
より、通風抵抗は大幅に低減される。ラツパ状部
１５は空洞１４への冷却風の流入および冷却風の
流出を滑らかなものとし、冷却風の通風抵抗をさ
らに低減させる。この結果、上記構成では冷却風
量が大幅に増大される。

このように風量が増大された冷却風は、整流装
置９、ステータＳおよびロータＲを冷却する。こ
れに加えて空洞１４を通過する冷却風はステータ
コイル１０を直接冷却する。しかしてステータコ
イル２０は、冷却風にて冷却されたステータコア
１０への放熱に加えて、冷却風にて直接冷却さ
れ、しかもコイル全域がほぼ均一に冷却される。

なお、本発明では、各スロツト内においてステ
ータコイルをスロツト壁面に沿つてほぼ環状に配
置することにより、スロツト中央部に空洞を形成
しても良い。

以上説明した通りで本発明によれば、ステータ
コイルの巻線構造を改良するだけの簡単な構成
で、冷却風量を大幅に増させ、かつステータコイ
ルの冷却効率を向上させることができる。従つ
て、耐熱ランクの低い安価な線材の使用が可能
で、これによつても発電機の出力を向上させるこ
とができるというすぐれた効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるステータを有する発電機
の断面正面図、第２図は本発明ステータの一実施
例を示す一部の断面側面図、第３図は同ステータ
の側面図、第４図は第３図の−に沿つた模式
的な断面図である。 １０……ステータコア、１２……スロツト、１
４……空洞、２０……ステータコイル、２２……
コイルエンド部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数のスロツトを有する概略環状のステータ
   コアに、前記スロツトを通してステータコイルを
   巻装してなる発電機のステータにおいて、上記ス
   テータコイルを、これが挿通する各スロツトにお
   いて、スロツト中央部が空洞をなすよう、スロツ
   ト壁面に沿つた部位に位置させ、かつ上記各スロ
   ツトから出た上記ステータコイルのコイルエンド
   部分を、各スロツトの両側へ広がらせたことを特
   徴とする発電機のステータ。