KR100376756B1

KR100376756B1 - 차량용 교류 발전기의 고정자

Info

Publication number: KR100376756B1
Application number: KR10-2000-0049227A
Authority: KR
Inventors: 아사오요시히토; 히가시노교코
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2003-03-19
Also published as: EP1107424B1; EP1107424A2; DE60029294T2; JP3155532B1; DE60029294D1; JP2001169489A; US6326715B1; EP1107424A3; KR20010067105A

Abstract

본 발명은 각상의 고정자권선을 겹쳐 감아서 형성된 제 1 및 제 2 권선으로 구성하고, 제 1 및 제 2의 권선의 브리지 결선 접속부를 2자극 피치에 분산해서 단락불량에 의한 품질의 저하를 억제한 차량용 교류발전기의 고정자를 얻는다.3슬롯마다에 삽입된 세그먼트(41),(42)의 단부(41b),(42b)끼리를 접합하고, 주회당 겹쳐감아서 2턴을 구성하는 제 1 및 제 2 권선(361),(362)를 얻는다.그리고, 턴부(41c),(42c)를 절단해서 되는 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 단부(361b),(362b)를 브리지 결선해서 1상분의 고정자권선(36)을 얻는다.

또, 턴부(41c),(42c)를 절단해서 되는 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 단부(361a),(362a)가 도선(0) 및 중성점(N)을 구성한다.

Description

차량용 교류발전기의 고정자{STATOR FOR AN AUTOMOTIVE ALTERNATOR}

본 발명은 내연기관에 의해 구동되는 교류발전기에 관한 것으로, 특히 승용차 트럭 등의 차량에 탑재되는 차량용 교류발전기의 고정자에 관한 것이다.

종래 차량용 교류발전기의 고정자에서는 연속된 도선을 환상으로 감아서 환상코일을 제작하고, 계속해서 이 환상코일을 스타형으로 변형해서 스타형코일을 제작하며, 이 스타형코일의 직선부를 고정자 철심의 슬롯에 끼워서 고정자권선을 제작하였었다.

그러나, 스타형코일을 고정자 철심의 슬롯에 끼울때, 도선에 과도한 응력이 가해지고 단선이나 절연불량이 생기기 쉽고 생산성이 현저하게 저하하였었다.

그래서, 이런 불합리한 것을 해결하기 위해 미리 U자형으로 구부린 전기도체로 되는 다수의 세그먼트를 고정자 철심의 슬롯에 삽입하고, 이 세그먼트의 슬롯로부터의 뻗어나온 단부끼리를 접합해서 고정자권선을 제작하는 방법이 예를들면 일본국 특개평 11-164506호 공보에 제안되어 있다.

도 11은 예를들며 일본국특개평 11-164506호 공보에 기재된 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자권선의 1상분의 결선상태를 표시하는 평면도, 도 12는 고정자권선을 구성하는 세그먼트의 모식적 사시도, 도 13내지 도 15는 각각 고정자권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도이다.

도 11에서, 고정자(8)는, 고정자 철심(15)와, 고정자 철심(15)에 형성된 슬롯(15a)내에 배치된 다수의 세그먼트(30)에 의해 구성되는 고정자권선(16)을 구비하고 있다.

여기서는, 고정자 철심(15)에는 회전자(도시않음)의 자극수에 대응해서, 3상의 권선을 수용하도록, 36개의 슬롯(15a)이 등간격으로 형성되어 있다.

세그먼트(30)는, 3슬롯(1자극피치)떨어진 2개의 슬롯(15a)마다에 축방향의 일단측에서 2개씩 삽입되어 있다.

그리고, 세그먼트(30)의 축방향의 타단측으로 뻗어나오는 단부끼리가 접합되어, 일정한 패턴의 고정자권선(16)을 구성하고 있다. 또 세그먼트(30)는 슬롯(15a)내에 직경방향으로 1렬로 4개가 늘어서서 수용되어 있다. 이후, 슬롯(15a)내의 직경방향으로 나열되는 4개의 세그먼트 수용위치를 각각 외주측에서 첫번째, 두번째, 세번째 및 네번째의 위치로 한다.

세그먼트(30)에는, 도 12에 표시하는바와같이, 평각단면을 갖는 저연피복된 동등의 전기도체를 대략 U자상태로 성형한 대세그먼트(31)과 소세그먼트(32)가 사용된다.

그리고, 소세그먼트(32)의 축방향의 일단측에서 하나의 슬롯(15a)내의 2번째의 위치와, 그 슬롯(15a)로부터 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 세번째의 위치에 삽입되어 있다.

또, 대세그먼트(31)가 마찬가지로 축방향의 1단측에서, 하나의 슬롯(15a)내의 첫번째 위치와, 그 슬롯(15a)로부터 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 4번째의 위치에 삽입되어 있다.

여기서, 각 슬롯(15a)내에는 대 및 소세그먼트(31),(32)의 직선부(31a),(32a)가 직경방향으로 일렬로 늘어서서 배열되어 있다.

고정자 철심(15)의 축방향의 일단측에는 같은 쌍의 슬롯(15a)에 삽입된 대세그먼트(31)의 턴부(31c)가 소세그먼트(32)의 턴부(32c)의 외주측을 둘러싸고 있다.

그리고, 턴부(31c),(32c)가 원주방향으로 정렬해서 배열되어 제 2 코일엔드부(16b)로 구성하고 있다.

한편, 고정자 철심(15)의 축방향의 타단측에서는 하나의 슬롯(15a)내의 두번째의 위치에서 축방향의 타단측으로 뻗어나온 소세그먼트(32)의 단부(32b)가 그 슬롯(15a)로부터 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 첫번째의 위치에서 축방향의 타단측으로 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)에 접합되고, 또 하나의 슬롯(15a)내의 네번째의 위치에서 축방향의 타단측으로 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)가 그 슬롯(15a)로부터 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 세번째의 위치로부터 축방향의 타단측에 뻗어나온 소세그먼트(32)의 단부(32b)에 접합되어 있다.

그리고 슬롯(15a)내의 두번째의 위치로부터 타단측에 뻗어나온 소세그먼트(32)의 단부(32b)와 슬롯(15a)내의 첫번째의 위치에서 타단측에 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)의 접합부와 슬롯(15a)내의 네번째의 위치에서 타단측으로 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)와 슬롯(15a)내의 세번째의 위치에서 타단측으로 뻗어나온 소세그먼트의 단부(32b)의 접합부가, 직경방향으로 늘어서서, 원주방향으로 정렬되고, 배열되어 제 1 코일엔드부(16a)를 구성하고 있다.

여기서, 고정자권선(16)의 1상분(X상)의 권선방법에 대해 도 13내지 도 15를 참조해서 설명한다.

또, 각 도면에서 직경방향의 최외주에 배치되는 전기도체를 2점쇄선, 직경방향의 외주로부터 두번째에 배치되는 전기도체를 실선, 직경방향의 외주로부터 세번째에 배치되는 전기도체를 파선, 직경방향의 외주로부터 4번째에 배치되는 전기도체를 1점 쇄선으로 표시하고 있다.

또, 상단이 턴부를 배열해서 되는 제 2 코일엔드부(16b), 하단이 접합부를 배열해서 되는 제 1 코일엔드부(16a)이다.

또, 각 도면의 중앙에 가로 1열로 나란히 된 수자는 슬롯번호를 나타내고 있다.

우선, 도 13에 표시된 바와같이, 대 및 소 세그먼트(31),(32)가 슬롯번호 1번에서 3슬롯마다에 삽입된다.

제 1 코일엔드부(16a)에서 하나의 슬롯(15a)내의 두번째의 위치에서 뻗어나온 소세그먼트(32)의 단부(32b)가, 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)의 첫번째의 위치로부터 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)에 접합되고, 또 하나의 슬롯(15a)의 네번째의 위치에서 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)는, 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)의 세번째 위치에서 뻗어나온 소세그먼트(32)의 단부(32b)에 접합된다.

계속해서 슬롯번호의 1번과 34번에 삽입된 대 및 소세그먼트(31),(32)의 턴부(31c),(32c)가 절단된다.

이로인해, 1슬롯당 2턴의 겹쳐감기의 제 1 권선(161)이 형성된다.

동시에 도 14에 표시된 바와같이, 1슬롯당 2턴의 겹쳐감기의 제 2 권선(162)이 형성된다.

이들의 제1및 제2권선(161),(162)는 도 15에 표시된바와같이 제1권선(161)의 단부(161b)와 제2권선(162)의 단부(162a)가 접합(부리지결선)되고, 4턴의 1상분의 고정자권선(16)이 형성된다.

그리고, 제 1 권선(161)의 단부(161a)와 제 2 권선(162)의 단부(162b)가 각각 도선(0) 및 중성점(N)으로 된다.

또, 대세그먼트(31)의 절단끝이 제 2 권선(162)의 단부(162a),(162b)에 상당하고, 소세그먼트(32)의 절단끝이 제 1 권선(161)의 단부(161a),(161b)에 상당하고 있다.

또 제1권선(161)의 단부(161b)와 제2권선(162)의 단부(162a)와의 접합부가 부리지결선 접속부(c)가 된다.

또, 다른 2상분(Y,Z)의 고정자 권선(16)이 마찬가지로 해서 제작된다.

그리고, 각상의 고정자권선(16)의 중성점(N)을 서로 접속해서, 또 도선(0)을 정류기(도시않음)에 접속해서, 3상의 고정자권선(16)이 교류결선된다.

여기서, 제 1 권선(161)의 단부(161a),(161b) 및 제 2 권선(162)의 단부(162a),(162b)를 구성하는 세그먼트는 대세그먼트(31) 및 소세그먼트(32)의 턴부(31c),(32c)를 절단해서, 얻어지는 것으로, 대세그먼트(31) 및 소세그먼트(32)와는 형상이 다르게 되어 있다.

즉, 각상의 고정자권선(16)은, 1자극 피치 떨어진 각 슬롯(15a)내에 2개씩 배치된 4개의 이형세그먼트를 갖고 있다.

이들의 이형세그먼트는 대세그먼트(31) 및 소세그먼트(32)의 턴부(31c), (32c)를 절단한 후, 브리지결선되고, 또는 3상교류결선된다.

이 종래의 차량용 교류발전기의 고정자(8)에서는, 이상과 같이 각상의 고정자권선(16)이 1자극피치 떨어진 각 슬롯(15a)내에 2개씩 배치된 4개의 이형세그먼트를 갖고 있다.

그리고, 이들의 이형세그먼트가 대세그먼트(31) 및 소세그먼트(32)의 턴부(31c),(32c)를 절단한후, 브리지결선되고, 3상교류결선되며, 또는 정류기에 결성될 때에 비틀림이나 인장등이 이형세그먼트에 가해져서, 슬롯(15a)내의 전기도체의 절연피막이나 코이엔드부를 구성하는 전기도체의 절연피막을 파손할 염려가 있고, 단락 불량을 발생하기 쉬우며, 품질이 저하해 버린다는 과제가 었었다.

또, 제 1 권선(161) 및 제 2 권선(162)이 동일형상으로 형성되어 있지 않으므로, 도선(0) 및 중성점(N)의 처리지그가 공용될 수 없으며, 생산성이 저하해 버린다는 과제도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 각상의 고정자권선을 구성하는 겹쳐감기로 형성된 제 1 및 제 2 권선의 브리지결선 접속부를 2자극 피치로 분산해서, 브리지 결선이나, 3상교류결선때에 발생하는 전기도체의 절연피막의 파손을 억제하고, 단락불량에 의한 품질의 저하를 억제할 수 있으며, 또 제 1 권선 및 제 2 권선을 똑같은 동일형상으로 형성해서, 도선단 및 중성점단의 처리지그의 공융화를 가능케하고, 생산성을 향상시킬수 있는 차량용 교류발전기의 고정자를 얻는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태1에 관한 고정자를 적용한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자에서의 고정자권선의 1상분의 결선상태를 리어측에서 본 평면도.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자에서의 고정자권선을 구성하는 세그먼트를 모식적으로 표시하는 사시도.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자에서의 고정자 권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자에서의 고정자 권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자에서의 고정자 권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자를 적용한 차량용 교류발전기에서의 회로도.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자의 요부를 리어측에서 본 사시도.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 고정자에서의 고정자권선의 1상분의 결선상태를 리어측에서 본 평면도.

도 10은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 고정자 권선의 1상분의 결선상태를 리어측에서 본 평면도.

도 11은 종래의 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자 권선의 1상분의 결선상태를 리어측에서 본 평면도.

도 12는 종래의 고정자에서의 고정자권선을 구성하는 세그먼트를 모식적으로 표시하는 사시도.

도 13은 종래의 고정자에서의 고정자 권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도.

도 14는 종래의 고정자에서의 고정자 권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도.

도 15는 종래의 고정자에서의 고정자 권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

15:고정자 철심, 15a:슬롯,

35,35A,35B:고정자, 36,36A,36B:고정자권선,

36a:제1코일엔드부, 36b:제2코일엔드부,

40:세그먼트, 41:제 1 세그먼트,

41b:단부, 41c:턴부,

42:제 2 세그먼트, 42b:단부,

42c:턴부, 43:U자세그먼트,

361:제1권선, 362:제2권선,

C:브리지결선접속부, O:도선,

N:중성점.

본 발명에 관한 차량용 교류발전기의 고정자는 여러개의 슬롯를 갖는 고정자 철심과 상기 슬롯에 장착된 다상의 고정자권선을 갖고, 상기 고정자권선은, 전기도체로 되는 다수의 세그먼트를 접합해서 구성되어 있으며, 상기 고정자 철심의 축방향의 일단측에 형성되고, 상기 세그먼트의 턴부로 구성된 제 2 코일엔드부와, 상기 고정자 철심의 축방향의 타단측에 형성되고, 겹쳐감기를 형성하도록 상기 세그먼트의 단부끼리를 접합해서 구성된 제 1 코일엔드부를 구비한 차량용 교류발전기의 고정자에서, 각상의 상기 고정자권선은, 주회당 겹쳐감기로 2턴을 구성하는 제 1 및 제 2 권선이 브리지 결선되어 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 권선의 브리지결선 접속부, 리드점 및 중성점을 구성하는 세그먼트가 상기 제 1 및 제 2 코일엔드부의 한쪽의 2자극 피치에 걸치는 부분에 설치되어 있는 것이다.또, 상기 제 1 및 제 2 권선이 동일형상으로 형성되어 있는 것이다.또, 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 높이보다 낮은 위치에 배치되어 있는 것이다.또 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 직경 방향외측에 배치되어 있는 것이다.또 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 직경 방향내측에 배치되어 있는 것이다.또 상기 브리지 결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 정상부의 축방향 외측에 배치되어 있는 것이다.또, 상기 브리지 결선 접속부의 적어도 하나가 U자상의 세그먼트로 구성되어 있는 것이다.이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 따라 설명한다.

실시의 형태 1

도 1은 본 발명의 실시의 형태1에 관한 고정자를 적용한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도, 도 2는 도 1에 표시되는 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자권선의 1상분의 결선상태를 표시하는 평면도, 도 3은 고정자권선을 구성하는 세그먼트의 모식적 사시도, 도 4내지 도 6은 각가 고정자권선의 1상분의 부분적인 결선상태를 표시하는 전개도, 도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 회로도, 도 8은 고정자의 요부를 캐리어측에서 본 사시도이다.

도 1에서 차량용 교류발전기는 랜들형의 회전자(7)가 알루미늄데의 프론트 부래킷(1) 및 리어브래킷(2)으로 구성된 케이스(3)내에 샤프트(6)을 통해서 회전이 자유롭게 장착되고, 고정자(35)가 회전자(7)의 외주측을 덮도록 케이스(3)의 내벽면에 고착되어 구성되어 있다.

샤프트(6)는 프론트브래킷(1)및 리어브래킷(2)에 회전가능하게 지지되어 있다.

이 샤프트(6)의 일단에는 폴리(4)가 고착되고, 엔진의 회전토크를 벨트(도시않음)을 통해서 샤프트(6)에 전달할 수 있게 되어 있다.

회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)이 샤프트(6)의 타단부에 고착되고, 한쌍의 브러시(10)가 이 슬립링(9)에 슬라이드 접촉하도록 케이스(3)내에 배치된 브러시홀더(11)에 수납되어 있다.

고정자(8)에서 생긴 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(18)가 브러시 홀더(11)에 끼워붙여진 히트싱크(17)에 접착되어 있다.

고정자(35)에 전기적으로 접속되고, 고정자(35)에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)가 케이스(3)내에 장착되어 있다.

회전자(7)은 전류를 흘려서 자속을 발생하는 회전자코일(13)과 이 회전자코일(13)을 덮도록 설치되고 회전자코일(13)에서 발생된 자속에 의해 자극이 형성되는 한쌍의 풀코어(20),(21)로 구성된다.

한쌍의 풀코어(20),(21)은 철제로 각각 클로형상의 클로상자극(22),(23)이 외주연에 원주방향으로 등각피치로 여러개 돌출 설치되고, 클로상 자극(22),(23)을 맞물리도록 대향해서 샤프트(6)에 고착되어 있다.

또, 팬(5)이 회전자(7)의 축방향의 양단에 고착되어 있다.

또, 흡기공(1a),(2a)이 프론트 브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 축방향의 단면에 설치되고, 배기공(1b),(2b)가 프론트 브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 외주양어깨부에 고정자권선(36)의 제 1 및 제 2 코일엔드부(36a),(36b)의 직경방향 외측에 대향해서 설치되어 있다.

고정자(35)는 도 2에 표시된 바와같이, 고정자 철심(15)과 고정자 철심(15)에 형성된 슬롯(15a)내에 배치된 다수의 세그먼트(40)에 의해 구성되는 고정자권선(36)을 구비하고 있다.

여기서는 고정자 철심(15)에는 회전자(7)의 자극수에 대응해서 3상의 권선을 수용하도록 36개의 슬롯(15a)이 등간격으로 형성되어 있다.

세그먼트(40)는 3슬롯(1자극피치) 떨어진 2개의 슬롯(15a)마다에, 리어측으로부터 2개씩 삽입되어 있다.

그리고, 세그먼트(40)의 프론트측으로 뻗어나온 단부끼리가 접합되어, 소정의 패턴의 고정자권선(36)을 구성하고 있다.

또, 세그먼트(40)는 슬롯(15a)내에 직경방향으로 1열로 4개가 나열되게 수용되어 있다.

이후 슬롯(15a)내의 직경방향으로 나열되는 4개의 세그먼트 수용위치를 각각 외주측에서 첫번째 두번째, 세번째 및 4번째의 위치로 한다.

세그먼트(40)는 도 3에 표시된 바와같이, 평각단면을 갖는 절연피복된 동등의 전기도체를 대략 ∪자상으로 성형해서 되는 제 1 세그먼트(41)와 제 2 세그먼트(42)가 사용되고 있다.

그리고, 제 1 세그먼트(41)가, 리어측에서, 하나의 슬롯(15a)내의 첫번째 위치와, 그 슬롯(15a)으로부터 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 세번째의 위치에 삽입되어 있다.

또, 제 2 세그먼트(42)가 마찬가지로, 리어측에서 하나의 슬롯(15a)내의 두번째의 위치와, 그 슬롯(15a)으로부터 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 네번째의 위치에 삽입되어 있다.

그래서, 각 슬롯(15a)내에서는 제 1 및 제 2 세그먼트(41),(42)의 직선부(41a),(42a)가 직경방향으로 1열로 늘어서서 배열되어 있다.

고정자 철심(15)의 리어측에서는 제 1 세그먼트(41)의 턴부(41c)와, 제 2 세그먼트(42)의 턴부(42c)가 서로 이간해서 교대로 늘어서서 원주방향으로 정렬해서 배열되, 제 2 코일엔드부(36b)를 구성하고 있다.

한편, 고정자 철심(15)의 프론트 측에서는, 하나의 슬롯(15a)내의 두번째의 위치에서 프론트 측으로 뻗어나온 제 2 세그먼트(42)의 단부(42b)가, 그 슬롯(15a)로부터 반시계 회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 첫번째의 위치로부터 프론트측으로 뻗어나온 제 1 세그먼트(41)의 단부(41b)에 용접이나 납땜등으로 접합되고, 또 하나의 슬롯(15a)내의 네번째의 위치로부터 프론트측으로 뻗어나온 제 2 세그먼트(42)의 단부(42b)가 그 슬롯(15a)으로부터 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)내의 세번째의 위치로부터 프론트측으로 뻗어나온 제 1 세그먼트(41)의 단부(41b)에 용접이나 납땜등으로 접합되어 있다.

그리고, 슬롯(15a)내의 두번째의 위치에서 프론트측으로 뻗어나온 제 2 세그먼트(42)의 단부(42b)와 슬롯(15a)내의 첫번째의 위치로부터 프론트측으로 뻗어나온 제 1 세그먼트(41)의 단부(41b)와의 접합부와 슬롯(15a)내의 네번째의 위치로부터 프론트측으로 뻗어나온 제 2 세그먼트(42)의 단부(42b)와 슬롯(15a)내의 세번째의 위치로부터 프론트측으로 뻗어나온 제 1 세그먼트(41)의 단부(41b)와의 접합부가, 직경방향으로 나열되고, 또 원주방향으로 정렬되고 배열되어 제 1 코일엔드부(36a)를 구성하고 있다.

여기서, 고정자권선(36)의 1상분(X상)의 권선 방법에 대해 도 4내지 도 6을참조해서 설명한다.

또, 각 도면에서, 직경방향의 최외주에 배치되는 전기도체를 2점쇄선, 직경방향의 외주로부터 두번째의 배치되는 전기도체를 실선, 직경 방향의 외주로부터 세번째에 배치되는 전기도체를 파선, 직경방향의 외주에서 네번째에 배치되는 전기도체를 1점 쇄선으로 표시하고 있다.

또, 상단이 턴부를 배열해서 되는 제 2 코일엔드부(36b), 하단이 접합부를 배열해서 되는 제 1 코일엔드부(36a)이다.

또, 각 도면의 중앙에 가로 1열에 나열되는 수자는 슬롯번호를 표시하고 있다.

우선, 도 4에 표시된 바와같이, 제 1 및 제 2 세그먼트(41),(42)가 슬롯번호의 1번에서 3슬롯마다에 삽입된다.

제 1 코일엔드부(36a)에서, 하나의 슬롯(15a)내의 두번째의 위치에서 뻗어나온 제 2 세그먼트(42)의 단부(42b)가 반시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 솔로트(15a)의 첫번째의 위치에서 뻗어나온 제 1 세그먼트(41b)에 접합하고, 또 하나의 슬롯(15a)의 네번째의 위치에서 뻗어나온 제 2 세그먼트(42)의 단부가(42b)가 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)의 세번째의 위치로부터 뻗어나온 제 1 세그먼트(41)의 단부(41b)에 접합된다.

계속해서, 슬롯번호의 1번과 34번에 삽입된 제 1 세그먼트(41)의 턴부(41c) 및 슬롯번호의 1번과 4번째 삽입된 제 1 세그먼트(41)의 턴부(41c)가 각각 절단된다.

이로써, 슬롯당 2턴의 겹쳐감기의 제 1 권선(361)이 형성된다.

동시에 도 5에 표시되는 바와같이, 슬롯당 2턴의 겹쳐감기의 제 2 권선(362)이 형성된다.

이들의 제 1 및 제 2 권선(361),(362)은 도 6에 표시된 바와같이, 제 1 권선(361)의 단부(361b)와 제 2 권선(362)의 단부(362b)가 용접이나, 납땜등에 의해 접합(브리지결선)되고, 4턴의 1상분의 고정자권선(36)이 형성된다.

그리고, 제 1 권선(361)의 단부(361a)와 제 2 권선(362)의 단부(362a)가 각각 도선(0)및 중성점(N)이 된다.

또, 2개의 제 1 세그먼트(41)의 절단 끝이 각각 제 1 및 제 2 권선(361), (362)의 단부(361a),(361b),(362a),(362b)에 상당하고 있다.

또 제1권선(361)의 단부(361b)와 제2권선(362)의 단부(362b)와의 접합부가 브리지결선접속부(c)를 구성하고 있다.

또, 다른 2상분(Y,Z)의 고정자권선(36)이 마찬가지로 해서 제작된다.

그리고, 각상의 고정자권선(36)의 중성점(N)이 서로 접속되어 3상의 고정자권선(36)이 교류결선된다.

또, 도 7에 표시된 바와같이, 고정자권선(36)의 도선(0)이 정류기(12)에 접속된다.

여기서, 제 1 권선(361)의 단부(361a),(361b) 및 제 2 권선(362)의 단부(362a),(362b)를 갖는 세그먼트는 2개의 제 1 세그먼트(41)의 턴부(41c)를 절단해서 얻어지는 것으로, 제 1 세그먼트(41) 및 제 2 세그먼트(42)와는 형상이 다르게 되어 있다.

즉, 각상의 고정자권선(36)은, 2자극 피치 떨어진 각 슬롯(15a)내에 분산해서 배치된 4개의 이형세그먼트를 갖고 있다.

이들 이형세그먼트는 제 1 세그먼트(41)의 턴부(41c)를 절단한후, 브리지결선되고, 3상교류결선되며 또는 정류기(12)에 결선된다.

또, 제 1 권선(361)의 단부(361b)와, 제 2 권선(362)의 단부(362b)와의 브리지결선접속부(C)는 도 8에 표시된 바와같이, 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 외측에, 제 2 코일엔드부(362)의 높이보다 낮게 배치되어 있다.

이와같이 구성된 차량용 교류발전기에서는 전류가 베터리(도시않음)로부터 부러시(10) 및 슬립링(9)을 통해서 회전자코일(13)에 공급되고, 자속이 발생된다.

이 자속에 의해, 한쪽의 풀코어(20)의 클로상자극(22)이 N극에 착자되고, 다른쪽의 풀코어(21)의 클로상자극(23)이 S극에 착자된다.

한편, 엔진의 회전토크가 벨트 및 풀리(4)를 통해서 샤프트(6)에 전달되고, 회전자(7)가 회전된다.

그래서 고정자권선(36)에 회전자계가 부여되고, 고정자권선(36)에 기전력이 발생한다.

이 교류의 기전력이 정류기(12)를 통해서, 직류로 정류되는 동시에, 그 크기가 레귤레이터(18)에 의해 조정되고, 배터리에 충전된다.

그리고, 리어측에서 팬(5)의 회전에 의해, 외기가 정류기(12)의 히트싱크(19) 및 레귤레이터(18)의 히트싱크(17)에 각각 대향해서 설치된 흡기공(2a)를 통해서 흡입되고, 샤프트(6)의 축에 따라 흘러서, 정류기(12)및 레귤레이터(18)를 냉각하며, 그후 팬(5)에 의해, 원심방향으로 구부려져서 고정자권선(36)의 제 1 코일엔드부(36b)를 냉각하고, 배기공(2b)로부터 외부로 배출된다.

한편, 프론트측에서는 팬(5)의 회전에 의해 외기가 흡기공(1a)으로부터 축방향으로 흡입되고, 그후 팬(5)에 의해 원심방향으로 구부려져서 고정자권선(36)의 제 1 코일엔드부(36a)를 냉각하며, 배기공(1b)으로부터 외부에 배출된다.이와같이, 이 실시의 형태 1에 의하면, 각상의 고정자권선(36)은 주회당 겹쳐감기로 2턴을 구성하는 제 1 및 제 2 권선(361),(362)이 브리지결선되어 구성되고, 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 브리지결선 접속부(C), 리드점(o) 및 중성점(N)를 구성하는 이형세그먼트가 제 2 코일엔드부(36b)의 2자극 피지에 걸치는 부분에 설치되어 있다.

그래서, 후공정에서 비틀기나 인장등의 응력이 가해지는 4개의 세그먼트는 하나의 슬롯(15a)에 2개 배치되고, 2개의 슬롯(15a)에 한개씩 배치되게 된다.

즉, 후공정에서 응력이 가해지는 4개의 세그먼트가 3개의 슬롯(15a)에 분산되게 되고, 제 1 및 제 2 세그먼트(41),(42)의 턴부(41c),(42c)를 절단한 후, 브리지결선되며, 3상 교류결선되고, 또는 정류기(12)에 결선될때에, 비틀림이나 인장등이 세그먼트에 가해져서, 슬롯(15a)내의 전기도체의 절연피막이나 코일엔드부를 구성하는 전기도체의 절연피막을 파손할 염려가 저감된다.

그 결과, 단락불량의 발생이 억제되고, 고품질의 고정자(35)가 얻어진다. 또, 제 1 권선(361) 및 제 2 권선(362)는 도 4 및 도 5에 표시되는 바와같이, 3슬롯 시프트하고 있을 뿐으로 같은 형상으로 형성되어 있으므로, 도선(0) 및 중성점(N)의 처리지그가 공용될 수 있고, 생산성을 높일수가 있다.

또, 제 1 및 제 2권선(361), (362)의 브리지결선 접속부(C)가 제 2코일엔드부(36b)의 높이보다 낮은 위치에 배치되어 있으므로, 브리지결선 접속부(C)가 제 2코일엔드부(36b)로부터 축방향 외방으로 돌출하지 않고, 팬 토출측의 통풍저항이 작아지고, 정류기(12)나 레귤레이터(18)등의 리어측 냉각내장물을 효과적으로 냉각할 수 있다.

또, 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 외측에 배치되어 있으므로, 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 내측의 형상이 원주방향으로 걸처서 평탄화된다. 이결과, 팬(5) 및 회전자(7)과 제 2 코일엔드부(36b)와의 사이에 발생하는 고차수의 불쾌한 간섭음이 저감되고 바람소음을 작게 할 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 세그먼트(41),(42)의 턴(41c),(42c)이 직경방향으로 겹쳐지는 일 없이 원주방향으로 늘어서서 배열되어 있으므로, 제 2 코일엔드부(36b)의 높이가 낮아진다. 이 결과, 팬 토출측의 통풍저항이 작아지고, 리어측 냉각내장물을 효과적으로 냉각할 수가 있다.

실시의 형태 2

상기 실시의 형태 1에서는 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 외측에 배치되어 있는것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 2에서는 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 내측에 배치되어 있는 것으로 하고 있다.

이 경우, 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 외측에 없는 만큼, 고정자권선(36)과 브래킷(1),(2)사이의 절연스페이스가 커지고, 고정자권선(36)과 브래킷(1),(2)와의 사이의 단락이 확실하게 방지가능하다.

또, 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 외측에 없는 경우, 고정자권선(36)과 브래킷(1),(2)의 간격을 좁힐 수가 있고, 교류발전기의 소형화가 도모된다.

실시의 형태 3

상기 실시의 형태 1에서는 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 외측에 배치되어 있는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 3에서는, 제 1 및 제 2 권선(361),(362)의 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 정상부의 축방향 외측에 배치되어 있는 것으로 하고 있다.

이 경우, 브리지결선 접속부(C)가 제 2코일엔드부(36b)의 직경방향 외측에 없을때, 고정자권선(36)과 브래킷(1), (2)와의 사이의 단락을 확실하게 방지할 수 있는 동시에, 교류발전기의 소형화가 도모된다.

또, 브리지결선 접선부(C)가 제 2 코일엔드부(36b)의 직경방향 내측에 없을때, 팬(5) 및 회전자(7)와 제 2 코일엔드부(36b)사이에 발생하는 고차수의 불쾌한 간섭음이 저감되고, 바람소음을 작게 할 수 있다.

실시의 형태 4

도 9는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자권선의 1상분의 결선상태를 표시하는 평면도이다.

이 실시의 형태 4에 의한 고정자(35A)의 고정자권선(36A)에서는, 도 9에 표시된 바와같이, 3슬롯 떨어져 인접하고 있는 2조의 슬롯(15a)에서, 제 2 세그먼트(42)가 리어측에서 이 2조의 슬롯(15a)의 두번째의 위치와 네번째의 위치에 삽입되고, 또 U자상 세그먼트(43)가 리어측에서 한쪽의 조의 슬롯(15a)의 세번째의 위치끼리에 다른쪽의 조의 슬롯(15a)의 첫번째의 위치끼리에 삽입되어 있다. 그리고, 세번째의 위치끼리에 삽입되어 있는 U자상 세그먼트(43)의 턴부가 절단되어, 각각 중성점(N) 및 도선(O)를 구성하고 있다. 또, 첫번째의 위치끼리에 삽입되어 있는 U자상 세그먼트(43)의 턴부가 제 1 및 제 2 권선의 브리지결선 접속부(C)를 구성하고 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.

이 실시의 형태 4에 의하면 브리지결선 접속부(C)가 U자상 세그먼트(43)의 턴부에서 구성되어 있으므로 절단되는 세그먼트가 하나로 끝나는 동시에, 브리지결선 작업도 불필요하게 된다.

이 결과, 고정자의 생산성을 향상시킬 수 있는 동시에, 세그먼트 절단시나 브리지결선시의 응력에 기인하는 단락불량의 발생을 억제할 수가 있다.

실시의 형태 5

도 10은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자권선의 1상분의 결선상태를 표시하는 평면도이다.

이 실시의 형태 5에 의한 고정자(35B)의 고정자권선(36B)는 도 10에 표시한 바와 같이 소세그먼트(32)가 리어측에서 3슬롯 떨어진 각 조의 슬롯(15a)의 두번째의 위치다. 세번째의 위치에 삽입되고, 또 대세그먼트(31)가 리어측에서 3슬롯 떨어진 각조의 슬롯(15a)의 첫번째의 위치와 네번째의 위치에 삽입되어 있다. 그리고, 하나의 슬롯(15a)내의 두번째의 위치에서 뻗어나온 소세그먼트(32)의 단부(32b)가, 시계회전 방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)의 첫번째의 위치에서 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)에 접합되고, 하나의 슬롯(15a)의 네번째 위치에서 뻗어나온 대세그먼트(31)의 단부(31b)는 시계회전방향으로 3슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)의 세번째의 위치에서 뻗어나온 소세그먼트(32)의 단부(32b)에 접합된다. 그리고, 3슬롯 떨어진 인접한 2조의 슬롯(15a)에서 각 소세그먼트(32)의 턴부가 절단된다.

또, 슬롯(15a)의 두번째의 위치에 수용되어 있는 소세그먼트(32)의 절단단 끼리가 접합되고, 브리지결선 접속부(C)를 구성한다. 또, 슬롯(15a)의 세번째 위치에 수용되어 있는 소세그먼트(32)의 절단단이 각각 도선(O) 및 중성점(N)을 구성한다.

이로써, 각 상의 고정자권선(36B)는 슬롯당 2턴의 겹쳐감기의 제 1 및 제 2 권선을 브리지결선해서 구성되어 있다.

이와같이, 이 실시의 형태 5에서도, 각 상의 고정자권선 36B에서, 브리지결선 접속부(C), 도선(O) 및 중성점(N)를 구성하는 이형세그먼트 2자극 피치에 걸처 배치되어 있고 또 제 1 및 제 2 권선은 3슬롯 시프트하고 있을 뿐, 동일형상으로 형성되어 있으므로, 상기 실시의 형태 1과 같은 효과가 얻어진다.

또, 여기서는 설명하지 않았으나 제 1 및 제 2 권선의 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부의 높이보다 낮은 위치에 배치되어 있으므로, 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부로부터 축방향의 바깥쪽으로 돌출하지 않고, 팬호출측의 통풍저항이 작아지며, 정류기(12)나 레귤레이터(18)등의 리어측 냉각내장물을 효과적으로 냉각할 수가 있다.

또, 제 1 및 제 2 권선의 브리지결선 접속부(C)가 제 2 코일엔드부의 직경방향의 외측에 배치되어 있으므로, 제 2 코일엔드부의 직경방향 내측의 형상이 원주방향으로 걸쳐서 평탄화된다.

이 결과, 팬(5) 및 회전자(7)와 제 2 코일엔드부와의 사이에 발생하는 고차수의 불쾌한 간섭음이 저감되고, 바람소음을 작게 할 수 있다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 매극매상당의 슬롯수가 하나인 3상 교류발전기에 대해 설명하고 있으나, 본 발명은 매극매상당의 슬롯수가 2이상의 3상 교류발전기나, 다른 다상교류발전기, 예를들면 6상 교류발전기에 적용될 수 있는 것은 말할 것도 없다.

또, 상기 실시의 형태에서는 세그먼트(30),(40)로서 평각단면을 갖는 전기도체를 사용하는 것으로 하고 있으나, 세그먼트로써 원형단면을 갖는 전기도체를 사용해도 같은 효과를 나타낸다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 브리지결선 접속부(C)가 제 2코일엔드부 (36b)에 배치되는 것으로 하고 있으나 브리지결선 접속부(C)를 제 1코일엔드부 (36a)에 배치해도 같은 효과를 나타낸다.

본 발명은, 이상과 같이 구성되어 있으므로, 아래에 기재된 바와 같은 효과를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 다수의 슬롯를 갖는 고정자 철심과, 상기 슬롯에 장착된 다상의 고정자권선을 갖고, 상기 고정자권선은 전기도체로 되는 다수의 세그먼트를 접합해서 구성되어 있고 상기 고정자 철심의 축방향의 일단측에 형성되며, 상기 세그먼트의 턴부로 구성된 제 2 코일엔드부와, 상기 고정자 철심의 축방향의 타단측에 형성되고 겹쳐감기를 형성하도록 상기 세그먼트의 단부끼리를 접합해서 구성된 제 1 코일엔드부를 구비한 차량용 교류발전기의 고정자에서, 각 상의 상기 고정자권선은 주회당 겹쳐감기로 2턴을 구성하는 제 1 및 제 2 권선이 브리지결선되어 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 권선의 브리지결선 접속부, 리드점 및 중심점을 구성하는 세그먼트가 상기 제 1 및 제 2 코일엔드부의 한쪽의 2자극 피치에 걸치는 부분에 설치되어 있으므로 브리지결선, 교류결선 또는 정류기로의 결선시에 전기도체의 절연피막의 파손이 억제되고 단락불량에 의한 품질저하가 억제되는 차량용 교류발전기의 고정자가 얻어진다.

또, 상기 제 1 및 제 2 권선이 동일형상으로 형성되어 있으므로 도선이나 중성점의 처리지그의 공유화가 도모되고 생산성을 향상시킬 수가 있다.

또, 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 높이보다 낮은 위치에 배치되어 있으므로, 팬호출측의 통풍저항이 작아지고, 냉각내장물을 효율좋게 냉각할 수 있게 된다.

또, 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 직경방향 외측에 배치되어 있으므로, 팬이나 회전자와 코일엔드부와의 사이에 발생하는 고차수의 불쾌한 간섭음이 저감되고, 바람소음도 작게 할 수 있다.

또, 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 직경방향 내측에 배치되어 있으므로 고정자권선과 브래킷의 간격을 넓게할 수 있고, 절연성을 향상시킬 수 있는 동시에 고정자권선과 브래킷 사이의 간격을 좁혀줌으로써 차량용 교류발전기의 소형화를 도모할 수가 있다.

또, 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 정상부의 축방향 외측에 배치되어 있으므로, 고정자권선과 브래킷과의 상이의 절연성이 확보되고, 팬이나 회전자와 코일엔드부와의 사이에 발생하는 고차수의 불쾌한 간섭음이 저감된다.

또, 상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 U자상태의 세그먼트로 구성되어 있으므로, 브리지결선 작업이 경감되고, 생산성을 향상시킬 수 있는 동시에, 브리지결선 작업에 기인하는 단락분량의 발생을 억제할 수가 있다.

Claims

다수의 슬롯을 갖는 고정자 철심과, 상기 슬롯에 장착된 다상의 고정자권선을 갖고, 상기 고정자권선은 전기도체로 된 다수의 세그먼트를 접합해서 구성되어 있고, 상기 고정자 철심의 축방향의 일단측에 형성되고, 상기 세그먼트의 턴부로 구성된 제 2 코일엔드부와, 상기 고정자 철심의 축방향의 타단측에 형성되고, 겹쳐감기를 형성하도록 상기 세그먼트의 단부끼리를 접합해서 구성된 제 1 코일엔드부를 구비한 차량용 교류발전기의 고정자에서, 각 상의 상기 고정자권선은 주회당 겹쳐감기로 2턴을 구성하는 제 1 및 제 2 권선이 브리지결선되어 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 권선의 브리지결선 접속부, 리드점 및 중성점을 구성하는 세그먼트가 상기 제 1 및 제 2 코일엔드부의 한쪽의 2자극피치로 건느는 부분에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 고정자.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2권선이 동일형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 고정자.
제 1항에 있어서,

상기 브리지결선 접속부의 적어도 하나가 상기 한쪽의 코일엔드부의 높이보다 낮은 위치에 배치되어 있는것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 고정자.