JPWO2016194829A1 - 回転電機 - Google Patents

Abstract

回転可能に支持されるロータ６０と、このロータ６０との間に所定距離の隙間を介して配置された、コア２０を有するステータ１０と、コア２０に装着されるボビン３０と、を備えた回転電機１において、コア２０は径方向ＲＡ外側へ延びる複数のティース２２を備え、ティース２２はボビン３０の絶縁部３２と供に巻付部８０を構成し、巻付部８０にアルミニウム線８１を巻き付けて巻線部５０を構成し、巻付部８０の幅を、アルミニウム線８１の巻き付け始めＳから巻き付け終わりＥへ、巻線進行方向に向かって徐々に広がるように構成した。

Description

本発明は、二輪車等の車両に搭載する磁石式発電機等の回転電機に関する。

一般に、二輪車等の車両は、その車両に搭載したエンジンの回転を利用して発電する発電機を備えている。この発電機の発電電力でバッテリを充電し、この充電電力により車両の電気系統の電力が賄われるようになっている。

この発電機としては、回転電機としてのいわゆる磁石式発電機が多用されている。この磁石式発電機は、エンジンのクランクカバーの内部に配置される磁石付のロータ（回転子）と、そのロータの径方向の内側に配置されるステータ（固定子）とを備える。ステータは、複数のティースを有するコアを備え、その複数のティースに装着された部分の、ボビンの絶縁部に導線（銅線）が巻装されて単相又は３相の巻線部（発電コイル）が形成されている。

ロータはエンジンのクランク軸の一端に結合されており、エンジンの回転と共にロータ、すなわち磁石が回転し、この回転による回転磁界によって巻線部に単相又は３相の交流電流が誘起される。この誘起電流は、巻線部の引出端から出力用リード線に流れて、車両の電気回路に供給される。

発電機等の回転電機においては、その小型化、軽量化を図るため、ステータのティースに導線（銅線）ができるだけ高密度に配置されるよう、導線（銅線）をより正確に整列させて巻き付けて導線（銅線）の巻線占積率を高めることによりステータの外径を小さくしている。

このような巻線占積率を高める方法として、例えば特許文献１に記載されているように、例えば巻線機を用いて導線（銅線）に比較的高いテンションをかけてステータのティースに巻き付けてティースの形状に沿わせることにより、ステータのコイルの外径を小径化している。

ところで、導線（銅線）の集中巻の場合、ステータのティースに複数の巻線層を形成することになるが、一層目の巻線が整列に巻かれていないと二層目の巻線が一層目に倣わず、その結果コイルの仕上がりが大きく乱れてしまう。一層目の巻線を整列に巻くには、上述したように、導線（銅線）にテンションをかけてボビンの絶縁部との間の摩擦を大きくして固定する必要がある。すなわち、巻線機によって発生する導線（銅線）の引っ張り力によって、すでに巻かれている巻線部分が巻線進行方向（例えば一層目であれば径方向外方に向かって）に動かないよう、導線（銅線）のティース締め付け力を大きくしている。

一方、導線（銅線）から成る発電コイルは部品コストが高いのみならず、非常に重いので、発電機自体が重くなってしまう。そこで、近年、この導線（銅線）の代わりにアルミニウム線を用いるようになってきた。

特開２００６−９４６３２号公報

図１１に、従来の巻線部の拡大断面図を示す。

アルミニウム線Ａは導線（銅線）より引っ張り強度が低く、テンションをかけてティースＴに巻き付けようとするとそのテンションにより伸びや破断を生じる虞がある。そのため、アルミニウム線Ａは導線（銅線）より低いテンションで巻く必要があるが、その結果、アルミニウム線Ａとボビンの絶縁部Ｂとの間の摩擦が導線（銅線）に比べて十分に得られず、図１１に示すように、巻線機によって発生するアルミニウム線Ａの引っ張り力Ｆよりアルミニウム線Ａのティース締め付け力Ｄが小さくなり、一層目の巻線に乱れ（緩み、ずれ）Ｚが生じやすくなる。また、一層目の巻線に乱れが生じることにより二層目以降にも巻線に乱れが生じ、コイルの仕上がりが大きく乱れてしまう。

また、アルミニウム線は導線（銅線）に比べて電気抵抗率が大きいため、導線（銅線）と同一の出力効率を得るためには導線（銅線）より線径の太いアルミニウム線を用いる必要があるが、太いアルミニウム線を用いてさらにその巻線に乱れがあると、ステータの外径が導線（銅線）を用いた時と同一のサイズ内に収まらない虞がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミニウム線を用いるステータの巻線において、低いテンションで一層目の巻線を整列に巻くことができる回転電機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、回転可能に支持されるロータと、このロータとの間に所定距離の隙間を介して配置された、コアを有するステータと、上記コアに装着されるボビンと、を備え、上記コアは径方向ＲＡ外側へ延びる複数のティースを備え、上記ティースは上記ボビンの絶縁部と供に巻付部を構成し、上記巻付部にアルミニウム線を巻き付けて巻線部を構成し、上記巻付部の幅を、上記アルミニウム線の巻き付け始めから巻き付け終わりへ、巻線進行方向に向かって徐々に広がるように構成したことを特徴とする。

これにより、導線（銅線）より低いテンションでアルミニウム線を巻いても一層目の巻線に乱れが生じることはなく整列に巻くことができ、ステータの外径を、導線（銅線）を用いた時と同一のサイズ内に収めることが可能となる。

本発明の磁石式発電機の第一実施形態に係る、図２に示す矢印Ｉの軸方向からみた側面図。 図１の矢印ＩＩ−ＩＩ線に沿った概略断面図。 本実施形態に係る磁石式発電機のステータを構成する積層板を示す側面図。 本実施形態に係る分割構造のボビンの一方を成すボビン分割体を示す斜視図。 本実施形態に係る巻線部の拡大断面図。 本実施形態に係る巻線部間の渡り線を示す側面図。 本発明の第二実施形態に係る巻線部の拡大断面図。 本発明の第三実施形態に係る巻線部の拡大断面図。 本発明の第四実施形態に係る巻線部の拡大断面図。 本発明の第四実施形態の変形例に係る巻線部の拡大断面図。 従来の巻線部の拡大断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る磁石式発電機及びその結線機構（構造）の好適な実施形態を説明する。

（第一実施形態）
図１〜図３に、この第一実施形態に係る、回転電機としての単相の磁石式発電機の構造の概要を示す。

磁石式発電機１（以下、ときに、単に「発電機」と呼ぶ）は、例えば図示しない二輪車のエンジン近傍に取り付けられ、エンジンの回転力により回転されることで発電する。発電機１が発電した電力は、図示しない車両側電気回路に供給される。

この発電機１は、ステータ（固定子）１０およびロータ（回転子）６０を備えている。ステータ１０は、コア２０、ボビン３０および巻線部５０を備えている。コア２０は、例えば鉄あるいは電磁鋼板等の薄い金属板を積層することにより形成されている。コア２０は略円環状のコア本体２１を有する（図２、３参照）。

尚、以下の説明において、説明の便宜上、このコア本体２１の仮想的な中心軸Ｏ（図３参照）の長さ方向を軸方向ＡＸと呼ぶ。さらに、その中心軸Ｏを中心に当該中心軸Ｏに直交する断面に沿って放射状に広がる方向を径方向ＲＡと呼び、コア本体２１の周囲を巡る方向を円周方向ＣＲと呼ぶ。このコア２０を発電機１に実装した状態で、軸方向ＡＸ、径方向ＲＡ、及び円周方向ＣＲは発電機１の軸方向、径方向、及び円周方向とそれぞれ一致する。以下、コア２０は発電機１に実装されているものとして説明する。

コア２０は、上述した環状のコア本体２１のほか、そのコア本体２１から径方向ＲＡの外側へ延びる複数のティース２２を備えている（図３参照）。本実施形態では、ティース２２は、コア本体２１の周方向に等間隔で１２個設けられている。

ボビン３０は、例えば絶縁性樹脂により環状に形成された絶縁体であって、かつその軸方向ＡＸにおいて前後に半分割した分割構造になっている。このうち、図４には、その分割構造のうちの一方のボビン分割体３０Ａを示している。ボビン３０は、２つのボビン分割体３０Ａ，３０Ｂ（図２参照）を互いに組わせた状態では、環状のボビン本体３１及びこのボビン本体３１の径方向ＲＡの外側に複数設けられる絶縁部３２を一体に備えている。本実施形態では、絶縁部３２は、ボビン本体３１の円周方向ＣＲに等間隔で１２個設けられている。

以下、２つのボビン分割体３０Ａ，３０Ｂを組み付けて１つのボビン３０を構成した状態で説明する。

ボビン３０のボビン本体３１がコア本体２１に対面し、且つ複数の絶縁部３２それぞれが複数のティース２２それぞれに対面して、コア２０を挟み込むようにコア２０の軸方向ＡＸの一方の面２３の側（クランクカバー側）および他方の面２４の側（クランク軸側）に設けられている。

図４に示すように、ボビン本体３１の絶縁部３２の近傍には、ボビン本体３１の軸に平行な面方向に延びる板状のストッパ３３が形成されている。また、絶縁部３２のボビン本体３１とは反対側の端部には、ボビン本体３１の軸に平行な面方向に延びる板状のストッパ４４が形成されている。

ティース２２と、このティース２２をコア２０の軸方向ＡＸ両側から挟み込んだ２つのボビン３０の絶縁部３２とによって巻付部８０が形成され、この巻付部８０に例えばアルミニウム線８１を、たとえば集中巻で巻き付けることにより巻線部（発電コイル）５０が形成されている。ここで、集中巻とは、一つのティースへの巻線によって構成される一つのコイル（単コイル）が複数形成されている構成を示すものであって、複数のティースを跨ぐようにして単コイルを形成する構成は分布巻きなどと呼ばれている。本実施形態では、１本の絶縁被覆されたアルミニウム線８１を複数の巻付部８０の絶縁部３２それぞれに所定回数ずつ巻き付けて、複数の巻線部５０を形成している。また、所定回数の巻線が巻付部８０に収まらない場合、巻線は同一の巻付部８０上にて複数の層を形成するように構成されている。
なお、絶縁部３２により、巻線部５０とコア２０のティース２２との絶縁性が確保されている。

また、本実施形態では、アルミニウム線８１を、例えば図示しない巻線機を用いて所定のテンションをかけて引っ張りながら巻付部８０に巻くことにより巻線部５０を形成している。これにより、巻線部５０を巻付部８０の、絶縁部３２の傾斜面８２に密に巻き付けることができる。ここで、ボビン３０のストッパ４４およびストッパ３３により、巻線部５０の、径方向ＲＡの位置決めがなされている。なお、アルミニウム線８１は、通常銅線からなる導線を巻く際のテンションよりより低いテンションで巻かれる。

図５に示すように、巻付部８０を構成するティース２２は、その円周方向ＣＲ幅がコア本体２１側からコア本体２１とは反対側（ストッパ４４側）に向かって徐々に広がっている。また、このティース２２を挟み込む絶縁部３２も同様に、その円周方向ＣＲ幅がボビン本体３１側からボビン本体３１とは反対側（ストッパ４４側）に向かって徐々に広がっている。

すなわち、巻付部８０は、ティース２２と同様の形状を有し、ボビン本体３１側幅Ｗ１よりストッパ４４側幅Ｗ２の方が大きくなるように設定されている。巻付部８０を構成する、ボビン３０の絶縁部３２の周方向厚さは内径側から外径側に向かって一定となっている。絶縁部３２の周方向厚さは必要な絶縁耐力から決定されるものであって、絶縁部３２の傾斜角度はティース２２の傾斜角度と同じである。そして、アルミニウム線８１の一層目は巻付部８０に、ボビン本体３１側の巻き付け始めＳから始まって径方向ＲＡ外方のストッパ４４側の巻き付け終わりＥに向かって（図５に矢印で巻線進行方向を示す）巻き付けられる。これらの構成により、巻付部８０に巻き付かれたアルミニウム線８１からなる巻線部（発電コイル）５０は、その内径側から外径側に向かって幅が広くなると共に、ボビン３０の傾斜に平行となっている。すなわち、ティース２２に巻装される巻線部（発電コイル）５０の周方向幅は、内径側では小さく、外径側では大きくなっている。

一方、図２に示すように、コア２０のコア本体２１が例えばボルト等によりエンジンカバー２の内側に固定されている。図示しないエンジンのクランク軸３の端部にはボス４が取り付けられている。そのため、ボス４は、エンジン運転時、クランク軸３とともに回転する。

また、ロータ６０は、ステータ１０の径方向ＲＡの外側に所定の隙間を介して設けられている。このロータ６０は、円周方向ＣＲに円環状を成す筒部６１と、この筒部６１の軸方向ＡＸの一方の開口を閉じる壁部６４と有する。筒部６１及び壁部６４は相互に一体に形成されている。壁部６４にはボス４が固定されている。

筒部６１の内壁には、その円周方向ＣＲに沿って複数のマグネット（永久磁石）６２が等角度間隔で設けられている。本実施形態では、その複数のマグネット６２は、それらの磁極（Ｎ極、Ｓ極）の向きが径方向ＲＡにおいて交互に反対になるように、合計１２個が設けられている。そして、図１に示すように、筒部６１の外周面の一部には、突部６３が形成されている。

ロータ６０の筒部６１がコア２０の径方向ＲＡの外側に位置するように、その壁部６４がボス４に固定されている。これにより、コア２０のティース２２の先端部は、マグネット６２に対向して位置する。ロータ６０は、エンジン運転時、クランク軸３およびボス４と供に回転する。ロータ６０が回転すると、マグネット６２に対向するティース２２を覆う絶縁部３２（巻付部８０）に形成された巻線部５０に誘導起電力が生じる。その結果、巻線部５０に電流が生じる。巻線部５０に生じた電流は、巻線部５０と車両側電気回路とを接続する出力ケーブル（ワイヤーハーネス）５（図２参照）を経由して、二輪車のバッテリやヘッドランプ等の電気負荷に供給される。このように、本実施形態の発電機１はアウタロータ型の発電機である。

ロータ６０の径方向ＲＡの外側には、所定隙間を介して回転センサ７０が設けられている。回転センサ７０は、ロータ６０が回転するとき、突部６３の回転位置に応じた信号を出力する。当該信号は、ワイヤーハーネス７１を経由して、図示しない電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）に伝達される。これにより、ＥＣＵは、ロータ６０の回転位置、すなわち、クランク軸３の回転位置を検出することができる。

このように、本実施形態の回転電機によれば、下記のように様々な作用効果が得られる。

まず、ステータ（固定子）１０の複数の巻線部５０を形成する線材にアルミニウム線８１を用いているため、発電機自体をより軽量にできると供に、銅線からなる導線を用いる場合に比べて部品コストも大幅に低減できる。

また、図５に示すように、アルミニウム線８１を巻き付ける巻付部８０の円周方向ＣＲ幅を、アルミニウム線８１の一層目における巻き付け始めＳから一層目における巻き付け終わりＥへ巻線進行方向、例えば一層目等の奇数層であればボビン本体３１から径方向外方に向かって徐々に広がるように構成している。

そのため、巻付部８０の、アルミニウム線８１を巻き付ける面が巻線進行方向に対して傾斜して傾斜面８２を形成することになり、巻線機によって発生するアルミニウム線８１の巻付部８０への締め付け力が傾斜面８２に平行な方向Ｄ１と傾斜面８２に直交する方向Ｄ２とに分割される。よって、傾斜面８２に平行な方向Ｄ１の締め付け力が巻線機によって発生するアルミニウム線８１の引っ張り力Ｆに対抗できる。

巻線部５０の一層目における所定巻き数のどの位置においても、常に巻線進行方向に巻線機の引っ張り力Ｆは働いているが、巻付部８０（ティース２２、絶縁部３２）の円周方向ＣＲ幅は直前に巻いた部分より広くなっているため、巻線部５０の巻線進行方向への動きが抑制され、その結果、導線（銅線）より低いテンションでアルミニウム線８１を巻いても一層目の巻線に乱れが生じることはなく巻線部５０を整列に巻くことができる。そして、一層目の巻線を整列に巻けることにより、二層目以降も直前の層に倣うことから全ての層が整列巻線となり、ステータ１０の外径を、導線（銅線）を用いた時と同一のサイズ内に収めることが可能となる。すなわち、巻線部５０の巻き始めは、巻付部８０の周方向幅が最も狭い部分、すなわち内径側とすることが好ましい。そして、巻線部５０の巻線進行方向は巻付部８０の周方向幅が広くなる方向に向かうことが好ましい。

さらに、アルミニウム線８１を低いテンションで巻くことができるため、テンションによる伸びや破断を防止することができる。特に、アルミニウムの引張強度は銅のそれに比べて数分の一程度であるから、破断防止の観点からしても、アルミニウム線８１の巻線時の引張テンションは銅線よりも数分の一に下げる必要がある。

巻付部８０に巻装された巻線部５０はアルミニウム線８１同士が巻装後に接着剤等によって固着されると共に、ボビン３０とも接着される。

複数の巻線部５０（コイル）が一本のアルミニウム線８１でつながる際、図６に示すように、巻線部５０と巻線部５０との間を渡る部分に渡り線８３が存在する。すなわち、ある一つの巻線部５０の巻き終わり部分Ｚと隣接する巻線部５０の巻き付け始め部分Ｘとの間に存在するアルミニウム線８１が渡り線８３である。

渡り線８３のうち、一本のアルミニウム線８１の巻線部５０への最初の巻き付け始め及び最後の巻き付け終わりは所謂引き出し線となり、引き出し線は直接的または間接的に外部回路に繋がる例えばワイヤーハーネス（例えば出力ケーブル５）に接続される。あるいは、仮に巻線部５０が三相等の多相コイルの場合、詳細には図示しないが、渡り線８３はスター結線において中性点に接続される。

ところで、本願に係る磁石式発電機１は、上述したように、二輪車等のエンジンまたはその近傍に取り付けられるため、振動が伝わりやすい。仮に渡り線８３が固定されていないとこの振動によって渡り線８３が切れてしまったり、渡り線８３の絶縁被膜が擦れて電気的短絡を起こしたりする虞がある。

そこで、巻線時の引張テンションがあまりかかっていない渡り線８３は上記理由から例えばボビン３０のボビン本体３１等に強固に、安定した状態で接着固定されることが望ましい。

そして、渡り線８３の安定した状態での接着固定の条件は、渡り線８３の両端、つまり一方は巻き始め部分Ｘ、他方は巻き終わり部分Ｚと巻線部５０との安定した固着である。すなわち、巻線部５０の一層目の整列巻線が安定していないと接着剤が一様に浸透せず、固着が不安定になる。一層目の固着が不安定になると、渡り線８３に繋がる巻き付け始め部分Ｘの固着が不安定となって渡り線８３の固定も不安定になると共に、一層目の固着が不安定であると、その上に巻装される巻線部５０の最外層の固着も不安定になる。最外層の巻き終わり部分Ｚも渡り線８３に繋がることから、最外層の固着が不安定であるとやはり渡り線８３の固定も不安定になる。以上のことから、巻線部５０の一層目の整列巻線を安定させることが重要であることは言うまでもない。

本願においては、上述したように、一層目の巻線に乱れが生じることはなく巻線部５０を整列に巻くことができる。そして、一層目の巻線を整列に巻けることにより、二層目以降も直前の層に倣うことから全ての層が整列巻線となり、渡り線８３の空中配線や振動による動きを抑えることができる。その結果、渡り線８３を、例えばボビン３０のボビン本体３１等に強固に、安定した状態で接着固定することができる。

さらに、アルミニウム線８１は比較的伸びやすい性質を有する。巻線部５０の固着が不安定であると、アルミニウム線８１が伸びる虞があり、好ましくない。具体的には、アルミニウム線８１が伸びると、線径が縮径し、電気抵抗が増えて性能の低下や巻線部５０の温度上昇を招く虞がある。

本願においては、上述したように、巻線部５０を安定的に固着できるため、アルミニウム線８１の伸びを防止でき、性能の低下や巻線部５０の温度上昇を抑えることができる。

ところで、ボビン３０は、上述したように、その軸方向ＡＸにおいて前後に半分割した分割構造になっている（ボビン分割体３０Ａ，３０Ｂ）。ボビン３０は、自身の軸方向に発生するバラツキ及びコア２０の軸方向に発生するバラツキを考慮したうえで、ティース２２を含むコア２０を軸方向ＡＸ両側から挟み込んだ状態でいかなる場合でも分割エッジ部分が重なり合わないよう、その軸方向ＡＸ寸法はコア２０を挟み込んだ状態で分割部分の合わせ面に必ず隙間が形成されるように設定されている。また、ボビン３０は、樹脂成型により形成されているため、型からの抜け勾配を有すると供に、成型後の変形（ソリ）もあることから、若干外に向かって開いた形状を有する。

上述したボビン３０の構造において例えば導線を高いテンションをかけて巻線部に巻き付けた場合、分割部分の隙間において導線がティース２２に直接触れる虞がある。そして、導線の絶縁被覆が破れた場合、短絡を生じる可能性がある。また、巻かれた導線の高いテンションによってボビン３０の分割エッジ部分や角部に割れが生じる可能性がある。

さらに、上述した隙間はボビン３０の絶縁部３２だけではなく、絶縁部３２のボビン本体３１とは反対側の端部に形成されている板状のストッパ４４にも隙間が形成されており、例えば巻線部５０の巻き付け終わりＥがストッパ４４側である場合、例えば導線を高いテンションをかけて巻き付けた場合、巻き付け終わりＥにおける導線は直前に巻かれた導線とストッパ４４との間で食い込んだ状態になる可能性があり、やはり短絡を生じる可能性や導線が伸びてしまうといった可能性があった。

しかしながら、本実施形態の回転電機によれば、アルミニウム線８１を低いテンションで巻くことができるため、ボビン３０の分割部分の隙間においてアルミニウム線８１がティース２２に直接触れる可能性はなく、また、ボビン３０の分割エッジ部分や角部に割れが生じる可能性が低くなる。さらに、アルミニウム線８１が伸びてしまう可能性も低い。

また、本実施形態の回転電機によれば、巻線時のテンションが低いため、アルミニウム線８１への使用環境における冷熱ストレスに対する耐性が向上する。アルミニウム線８１は従来の銅線に比べその線膨張係数が大きい。つまり、鉄が主成分であるティース部分に対し線膨張係数の差が大きい。よって、低温時においてアルミニウム線８１からなる巻線部５０は収縮が大きく、ティース部分に食い込む虞がある。しかしながら、低い巻線時のテンションによりこの時のストレスが大きくなり過ぎることはない。さらに、本実施形態の回転電機はエンジンに搭載されて大きな振動を付与されることになるが、上記理由から合算のストレスが比較的小さくて済み、アルミニウム線８１等へのダメージを抑えることができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について、図７を用いて説明する。なお、第一実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省くと共に、以下、第一実施形態と異なる点のみ説明する。

上記第一実施形態においては、巻付部８０はティース２２および絶縁部３２の両方の円周方向ＣＲ幅が径方向ＲＡ外方のストッパ４４側に向かって徐々に広がっている例を示したが、第二実施形態においては、図７に示すように、巻付部８０を構成するティース２２は、その円周方向ＣＲ幅は従来通り径方向ＲＡに亘って一定である。

一方、このティース２２を挟み込む絶縁部３２のみが、その円周方向ＣＲ幅がボビン本体３１側からボビン本体３１とは反対側（ストッパ４４側）に向かって徐々に広がっている。よって、巻付部８０はボビン３０の絶縁部３２と同様の形状を有し、その最終形状は第一実施形態同様、ボビン本体３１側幅Ｗ１よりストッパ４４側幅Ｗ２の方が大きくなるように構成される。

この第二実施形態の場合、従来のコア２０をそのまま用いることができる。他は、第一実施形態同様の作用および効果を奏する。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態について、図８を用いて説明する。なお、第一実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省くと共に、以下、第一実施形態と異なる点のみ説明する。

上記第一および第二実施形態においては、巻付部８０はその円周方向ＣＲ幅が径方向ＲＡ外方のストッパ４４側に向かって徐々に広がっている例を示したが、第三実施形態においては、図８に示すように、巻付部８０はその軸方向ＡＸ幅が径方向ＲＡ外方のストッパ４４側に向かって徐々に広がっている。

この場合、ティース２２の軸方向ＡＸ幅（厚さ）は一定であるため、このティース２２を挟み込む絶縁部３２のみが、第二実施形態のように、その軸方向ＡＸ幅がボビン本体３１側からボビン本体３１とは反対側（ストッパ４４側）に向かって徐々に広がっている。

この第三実施形態では、例えば隣接するティース２２の間隔が少ない場合に好適である。他は、第一実施形態同様の作用および効果を奏する。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態について、図９及び図１０を用いて説明する。なお、第一実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省くと共に、以下、第一実施形態と異なる点のみ説明する。

第四実施形態においては絶縁部３２の、アルミニウム線８１を巻き付ける面８２にアルミニウム線８１がらせん状に沿うよう、溝８４を形成している。

図９に示すように、溝８４は、面８２の巻線方向すべてにあってもよく、また、図１０に示すように、巻き始め側のティース根元部のみにあってもよい。根元部は、その周方向幅（ボビン本体３１側幅Ｗ１）が外径側幅（ストッパ４４側幅Ｗ２）と比較して狭く、根元部の軸方向断面は、詳細には図示しないが、軸方向に縦長となる。図示しない巻線機のフライヤー部（巻き付け部）は、一定の円周軌道で回転するため、根元部の断面が縦長では巻付部８０に沿い難くなり、巻線工程が困難になる。

しかしながら、本実施形態のように、根元部に溝８４を形成すると、上記課題の解決手段となり得る。

また、絶縁部３２の面８２に形成する溝８４の深さは、巻線時の固定力（Ｄ１）から決定されるが、おおよそ線径の１／４〜１／８程度が好ましい。溝８４が深い場合、その溝８４両側の突部の高さが相対的に高くなり、コア２０との絶縁に必要な絶縁部３２の厚みと合算すると非常に厚くなる。この厚さが厚くなると、コア２０や巻線部５０の放熱を妨げる結果となり、好ましくない。

しかしながら、本実施形態においては、従来のストレート形状の絶縁部の面に溝を形成する場合と比較して溝８４の深さを浅くすることができる。その結果、放熱性に優れると共に、型費の抑制や型寿命の向上に寄与し、製造コストを低く抑えることができる。

一方、ティース２２の根元部における巻線作業のし易さは、ボビン３０の角部にＲや面取りを設けることで改善可能である。さらに、ボビン３０角部のＲや面取りがティース２２の根元部に近いほどその寸法が大きくなるようにすれば巻線作業のし易さはさらに向上する。なお、その寸法変化が徐変であればさらに好ましい。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、アルミニウム線８１を巻き付ける巻付部８０の円周方向ＣＲ幅又は軸方向ＡＸ幅を、アルミニウム線８１の巻き付け始めから巻き付け終わりへ巻線進行方向に向かって徐々に広がるように構成した例を示しているが、図示しないが、両方向の幅を巻線進行方向に向かって広がるように構成してもよい。

また、上述した実施形態ではステータ（固定子）１０のコア２０（コア本体２１）を例えばボルト等によりエンジンカバー２の内側に固定し、エンジンカバー２で覆うようにしてエンジンケース（図示せず）内に発電機１を密閉した例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えばステータ１０をエンジンケース側の例えばクランク軸３の根元側に固定し、エンジンケース内に発電機１を密閉しない場合も想定される。

さらに、外部の電気回路にインバータ等のスイッチング回路を設け、発電機１を始動発電機として用いることも可能である。

さらにまた、アルミニウム線８１ではなく、従来のように銅線を用いる場合にも本願発明を適用することが可能である。例えば導線巻き付け時のテンションを上げず、銅線の表面に形成された絶縁被膜に加わる引っ張り力を抑制したい場合や、銅線の耐傷性機能が充分でない場合、さらには銅線に絶縁被膜に薄いものを用いた場合などに有用である。そして、アルミニウムと銅との両方を用いたクラッド材からなる導線を用いる場合においても有用である。

さらに、上述した実施形態では、アルミニウム線８１とティース２２との絶縁性を確保するために絶縁性樹脂をボビン形状とした例を示したが、一体成型のものや粉体樹脂のものを用いることもできる。

さらにまた、ティース２２の表面にこのティース２２とは別体の絶縁性樹脂を設けなくてもよい。

また、上述した実施形態では、巻線部５０にアルミニウム線８１を用いた例を示したが、細線と呼ばれる引っ張り強度の低い銅線にも本実施形態を適用できる。

そして、上述した実施形態では、ロータをステータの外側に設けたアウタロータ型の発電機について述べたが、ロータをステータの内側に設けてもよい。この場合、回転電機を、インナロータ型の発電機またはモータとして利用することができる。さらにまた、ロータを固定し、ステータをロータに対し相対回転させるよう回転電機を構成してもよい。このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。

１ 磁石式発電機（回転電機）
１０ ステータ（固定子）
２０ コア
２２ ティース
３２ 絶縁部
３０ ボビン
５０ 巻線部
６０ ロータ（回転子）
８０ 巻付部
８１ アルミニウム線

Claims (8)

1. 回転可能に支持されるロータ（６０）と、
   このロータ（６０）との間に所定距離の隙間を介して配置された、コア（２０）を有するステータ（１０）と、
   上記コア（２０）に装着されるボビン（３０）と、を備えた回転電機（１）において、
   上記コア（２０）は径方向（ＲＡ）外側へ延びる複数のティース（２２）を備え、
   上記ティース（２２）は上記ボビン（３０）の絶縁部（３２）と供に巻付部（８０）を構成すると共に、
   上記巻付部（８０）にアルミニウム線（８１）を巻き付けて巻線部（５０）を構成し、
   上記巻付部（８０）の幅を、上記アルミニウム線（８１）の巻き付け始め（Ｓ）から巻き付け終わり（Ｅ）へ、巻線進行方向に向かって徐々に広がるように構成したことを特徴とする回転電機。
2. 上記巻付部（８０）の幅は上記コア（２０）の円周方向（ＣＲ）幅であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 上記巻付部（８０）の幅は上記コア（２０）の軸方向（ＡＸ）幅であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
4. 上記巻付部（８０）の形状は上記ティース（２２）の形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機。
5. 上記巻付部（８０）の形状は上記ボビン（３０）の絶縁部（３２）の形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機。
6. 上記巻付部（８０）の幅を、上記アルミニウム線（８１）の巻き付け始め（Ｓ）から巻き付け終わり（Ｅ）へ、一層目の巻線進行方向に向かって徐々に広がるように構成したことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の回転電機。
7. 上記巻線部（５０）を集中巻により構成したことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の回転電機。
8. 上記ボビン（３０）は上記コア（２０）の軸方向（ＡＸ）に分割した分割構造を備え、上記コア（２０）を挟み込んだ状態で上記ボビン（３０）の分割部分の合わせ面に隙間を形成したことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の回転電機。

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