KR100435172B1 - 교류발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소망하는 경도분포를 갖는 코일엔드를 얻을 수가 있고, 이 경도분포를 이용해서 고정자의 진동을 억제해서 저소음의 교류발전기를 얻는다.

본 발명은, 프론트측 코일엔드(16a) 및 리어측 코일엔드(16b)는, 도선(30)의 원주방향으로 나열된 다수의 뻗어 나오는 부분(30a)으로 구성되어있는 동시에, 프론트측 코일엔드 (16a) 및 리어측 코일엔드(16b)는, 축선방향을 따라 다른 경도인 경도분포를 갖고있고, 또 그 경도분포가 동일하다.

Description

교류발전기{ALTERNATOR}

본 발명은, 예를들면 내연기관에 의해 구동되는 교류발전기에 관한 것으로, 예를들면 승용차, 트럭등의 차량에 탑재되는 차량용 교류 발전기의 고정자구조에 관한 것이다.

차량엔진의 정숙화가 진행되고 엔진보조기기의 저소음화 요구가 요망되어 있으며, 예를들면 엔진에 부착되는 차량용 교류 발전기에서는 특히 저자기 소음화의 요구가 높으나, 고출력화에 따라, 점점 자기소음이 확대하는 경향에 있다.

자기소음은, 고정자와 회전자가 대향하는 공극부에 생기는 자기 가진력에 의해, 고정자철심이 공진하고, 자기소음으로서 방사되므로 발생원인 고정자의 진동을 억제하는 것이 중요하다.

고정자철심은, 박판을 적층한 구조이고, 가늘고 긴 티스를 갖고 있으므로, 강성이 낮고 특히 진동하기 쉬운 형상이며, 체격이나 중량을 크게하지 않고 고정자 자신의 강성향상을 하는데는 한계가 있었다.

그래서, 고정자철심의 진동을 고정자의 다른 구성 부재인 고정자권선에 의해 감쇄시키는 것이 생각된다.

즉 고정자권선의 스프링 및 감쇄요소에 의해 고정자철심의 진동을 흡수하는 것이나, 하기와 같은 제조방법상의 문제도 있고, 고정자권선의 스프링요소인 경도를 관리하는 것은 곤란했었다.

일본국 특공평 4-61584호 공보에는 내주면에 슬롯이 형성된 고정자철심에 축선방향에서 권선 삽입장치를 사용해서 고정자권선을 삽입해서 고정자를 제조하는 방법이 개시되어있다.

이 예에서는 미리 도선을 스타형으로 성형해서 구성한 고정자권선을 원통형상의 고정자철심에 축선방향으로부터 강제로 삽입하고 있으며, 이때에 도선끼리가 간섭하고, 또 고정자철심과 간섭해서 파손이 생겨버리는 염려가 있으며, 나아가서는 고정자철심의 양단에서 돌출한 고정자권선의 코일엔드는 나란히 되어있지 않고, 소망하는 경도분포를 갖는 코일엔드를 얻을 수가 없는데다가 이런 삽입방식 때문에 코일엔드에 가해지는 기계적 부하는 크게 다르기 때문에 양 코일엔드간의 경도분포에도 큰 차이가 있다.

또 본원 출원인이 출원한 일본국 특개평 9-103052호 공보에는, 상기 공보의 것과 비교해서 고정자철심에 고정자 권선을 장착할때의 조립작업성이 대폭적으로 향상된 교류발전기의 고정자의 구성이 표시되어있다.

도 18은 이 공보에 표시된 교류발전기의 전체 사시도이다.

이 고정자(140)는 축방향으로 뻗은 슬롯(150a)이 원주방향으로 등분간격으로 다수 형성된 원통상의 적층철심으로 되는 고정자철심(150)과 고정자철심(150)에 감겨진 고정자권선(170)을 구비하고 있다.

고정자권선(170)은, a상 교류권선부(170a), b상 교류권선부(170b) 및 C상 교류권선부(170c)로 되고, 동표면에 절연 피막된 둥근선을 겹쳐서 구성된 3상 교류권선이다.

또, O_a, O_b및 O_C는 a상, b상 및 c상의 인출선이고, Na, Nb 및 Nc는 a상 b상 및 c상의 중성점 인출선이다.

상기 구성의 고정자(140)에서는 도 19에 표시한 바와 같이 띠모양의 적층체(183)에 미리 평탄한 형상으로 성형된 a상 교류권선부(170a), b상 교류권선부(170b) 및 c상 교류권선부(170c)를 겹치되도록해서 장착하고, 이후 적층체(183)를 성형장치(도시않음)에 의해 원통형상으로 구부려서 철심돌출맞춤부(184)를 용접해서 제조하고 있다.

도 18에 표시한 차량용 교류 발전기의 고정자(140)는, 고정자철심(150)에 고정자권선(170)를 장착할때의 조립작업성이 대폭적으로 향상되는 것이나, 고정자권선(170)은 가요성을 갖는 둥근선을 감아서 구성되어있고, 고정자철심(150)의 양단면에서 돌출한 제1의 코일엔드(190a) 및 제2의 코일엔드(190b)에서의 둥근선은 정렬되어있지않고 나란히 되어있지 않아 서로 간섭해 있으며, 일본국 특공평4-61584호 공보에 기재된 바와 같이 소망하는 경도분포를 갖는 코일엔드(190a),(190b)를 얻을수가 없었다.

또, 제1의 코일엔드(190a),제2의 코일엔드(190b)에서 둥근선은 부정렬로 서로 간섭하고 있으므로, 적층체(183)에 고정자권선(170)을 삽입한후, 원통형으로 성형할때 코일엔드(190a),(190b)에는 기계적 부하가 랜덤하게 가해지므로, 코일엔드(190a),(190b)를 소망하는 경도분포로 할수가 없었다.

이와같이 소망하는 경도를 얻기가 어려우므로 고정자철심(150)을 끼고있는 양측의 코일엔드(190a),(190b)의 강성이 다르고, 고정자철심(15)의 진동을 충분히 억제할수 없을뿐 아니라, 코일엔드(190a),(190b)의 진동위상에 의해 도리어 진동을 여기시켜 버리는 일도 생겼다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하는 것을 과제로 하는 것으로, 소망하는 경도분포를 갖는 코일엔드를 얻을 수가 있고, 이 경도분포를 이용해서 고정자철심의 진동을 억제해서 저소음의 교류발전기를 얻는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류 발전기의 구성을 표시하는 단면도

도 2는 도 1의 차량용 교류 발전기의 고정자를 표시하는 사시도

도 3은 도 1의 고정자의 권선도

도 4는 도 1의 차량용 교류 발전기의 회로도

도 5는 도 1의 차량용 교류 발전기의 3상 고정자권선의 제조도중의 도면

도 6은 도 1의 차량용 교류 발전기의 3상 고정자권선의 제조도중의 도면

도 7은 도 1의 차량용 교류 발전기의 3상 고정자권선을 구성하는 권선어셈블리의 평면도

도 8은 도 1의 차량용 교류 발전기의 3상 고정자권선을 구성하는 권선어셈블리의 평면도

도 9는 도 1의 차량용 교류 발전기의 3상 고정자권선을 구성하는 도선의 요부를 표시하는 사시도

도 10은 도 1의 차량용 교류 발전기의 3상 고정자권선을 구성하는 도선의 배열을 설명하는 도면

도 11은 도 1의 차량용 교류 발전기의 고정자 철심의 구조를 설명하는 도면

도 12는 도 1의 차량용 교류 발전기의 고정자의 제조공정을 설명하는 공정 단면도

도 13은 도 1의 차량용 교류 발전기의 3상 고정자권선이 적층체에 장착된 상태를 표시하는 평면도

도 14는 도 1의 차량용 교류 발전기의 고정자의 단면도

도 15는 본 발명의 실시의 형태 2의 고정자의 사시도

도 16은 코일엔드의 경도분포도

도 17은 자기음 특성도

도 18은 종래의 차량용 교류 발전기의 고정자의 사시도

도 19는 도 18의 고정자의 제조도중의 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

7: 회전자 88B: 고정자

15: 고정자철심 15a: 슬롯

15b: 개구부 16: 3상 고정자권선

16a: 프론트측 코일엔드(제1의 코일엔드)

16b: 리어측 코일엔드(제2의 코일엔드),

25: 절연성수지 30: 도선

30a: 뻗어나오는 부분 A: 기단부

B: 선단부 C: 중간부

본 발명의 청구항 1에 관한 교류발전기는 제1의 코일엔드 및 제2의 코일엔드는 도선의 원주방향으로 나열된 다수의 뻗어나오는 부분으로 구성되어 있는 동시에 상기 제1의 코일엔드 및 상기 제2의 코일엔드는 축선방향을 따라 다른 경도인 경도분포를 갖고 있으며, 또 그 경도분포가 동일하다.본 발명의 청구항 2에 관한 교류발전기에서는 뻗어나오는 부분의 경도분포는 선단부 및 기단부와 비교해서 중간부의 경도가 높다.본 발명의 청구항 3에 관한 교류발전기에서는 뻗어나오는 부분의 경도변화는 구부림 가공경화처리 및 가열연화처리의 적어도 한쪽의 처리에 의해 부여된다.실시의 형태 1

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류 발전기의 구성을 표시하는 단면도, 도 2는 이 차량용 교류 발전기의 고정자를 표시하는 사시도, 도 3은 도 1의 고정자의 권선도, 도 4는 도 1의 교류발전기의 전기회로도이다.

또, 도 2에서는 각상의 인출선, 중성점 인출선은 생략되어있다.

이 교류발전기는 알루미늄제의 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)로 구성된 케이스(3)와 이 케이스(3)내에 설치되고, 일단부에 풀리(4)가 고정된 샤프트(6)와 이 샤프트(6)에 고정된 런델형의 회전자(7)와, 회전자(7)의 양측면에 고정된 팬(5)과 케이스(3)의 내벽면에 고정된 고정자(8)와, 샤프트(6)의 타단부에 고정되고, 회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)과, 슬립링(9)에 슬라이드하는 한쌍의 부러시(10)와 이 부러시(10)를 수납한 부러시홀더(11)와, 고정자(8)에 전기적으로 접속되고, 고정자(8)에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)와, 부러시홀더(11)에 끼워붙여진 히트싱크(17)와 이 히트싱크(17)에 접착되고, 고정자(8)에서 생긴 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(18)를 구비하고 있다.

회전자(7)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 회전자코일(13)과, 이 회전자코일(13)을 덮어서 설치되고, 그 자속에 의해 자극이 형성되는 한쌍의 폴코어(20),(21)로 구성되어있다.

한쌍의 풀코어체(28),(21)은 철제로 각각 8개의 클로상자극(22),(23)이 외주 가장자리에 원주방향으로 등각피치로, 또 맞물리도록 대향해서 샤프트(6)에 고착되어있다.

고정자(8)는 축방향으로 뻗은 슬롯(15a)이 원주방향으로 소정피치로 복수형성된 원통상의 적층철심으로 되는 고정자철심(15)과, 고정자철심(15)에 감겨진 3상 고정자권선(16)과, 각 슬롯(15a)내에 장착되어 3상고정자권선(16)과 고정자철심(15)을 전기적으로 절연하는 인슐레이터(19)를 구비하고 있다.

2조의 권선어셈블리(90A),(90B)를 구비한 3상 고정자권선(16)은 한개의 도선(30)이 고정자철심(15)의 단면측의 슬롯(15a)외에서 되돌려져서 소정슬롯수마다에 슬롯(15a)내에서 슬롯 깊이방향으로 내층과 외층을 교대로 취하도록 웨이브 권선되어 감겨진 다수의 권선부로 구성되어있다.

3상 고정자권선(16)은, 고정자철심(15)의 양단면에서 각각 돌출한 제1의 코일엔드인 프론트측 코일엔드(16a), 제2의 코일엔드인 리어측 코일엔드(16b)를 갖고있다.

코일엔드(16a),(16b)는 복수의 뻗어나오는 부분(30a)으로 구성되어 있다. 동일 형상의 뻗어나오는 부분(30a)은 원주방향으로 또 직경방향으로 서로 이간해서 2렬로 되어, 정연하게 배열되어있다.

도 16에 표시한 바와 같이 프론트측 코일엔드(16a)와 리어측 코일엔드(16b)는 축선방향의 경도분포가 동일하고, 뻗어나오는 부분(30a)의 경도분포는 선단부 및 기단부와 비교해서 중간부의 경도가 높다.

또, 여기서는 고정자철심(15)에는, 회전자(7)의 자극수(16)에 대응해서, 3상고정자권선(16)을 2조 수용하도록 슬롯(15a)이 96개소에 등간격으로 형성되어있다.

또, 도선(30)에는 예를들면 절연피복된 장방형의 단면을 갖는 장척의 동선재가 사용되고있다.

다음에, 1상분의 고정자권선부(161)의 권선구조에 대해, 도 3을 참조해서 구체적으로 설명한다.

1상분의 고정자권선부(161)는 각각 하나의 도선(30)으로 되는 제1 내지 제4 권선부(31 ~ 34)로 구성되어 있다.

그리고, 제1권선부(31)는 하나의 도선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 외주측에서 첫번째의 위치와 외주측에서 2번째의 위치를 교대로 취하도록 웨이브와인딩해서 구성되어 있다.

또, 제2권선부(32)는 도선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 외주측에서 두번째의 위치와 외주측에서 첫번째의 위치를 교대로 취하도록 웨이브와인딩해서 구성되어 있다.

또, 제3권선부(33)는 도선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 외주측에서 3번째의 위치와, 외주측에서 4번째의 위치를 교대로 취하도록 웨이브와인딩해서 구성되어 있다.

제4권선부(34)는 도선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 외주측에서 4번째의 위치와 외주측에서 3번째의 위치를 교대로 채택하도록 웨이브와인딩해서 구성되어 있다.

그리고, 각 슬롯(15a)내에는 도선(30)이 장방형단면의 길이방향을 직경방향으로 나란히해서 직경방향에 1렬에 4턴 늘어서서 배열되어있다.

그리고, 고정자철심(15)의 일단측에서 슬롯번호의 1번에서 뻗어나오는 제1권선부(31)의 단부(31a)와 슬롯번호의 91번에서 뻗어나오는 제3권선부(33)의 단부(33b)가 접합되고, 또 슬롯번호의 1번에서 뻗어나오는 제3권선부(33)의 단부(33a)와, 슬롯번호의 91번에서 뻗어나오는 제1권선부(31)의 단부(31b)가 접합되어, 2턴의 권선부가 형성되어있다.

또, 고정자철심(15)의 타단측에서 슬롯번호의 1번에서 뻗어나오는 제2권선부(32)의 단부(32a)와, 슬롯번호의 91번에서 뻗어나오는 제4권선부(34)의 단부(34b)가 접합되고, 또 슬롯번호의 1번에서 뻗어나오는 제4권선부(34)의 단부(34a)와, 슬롯번호의 91번에서 뻗어나오는 제2권선부(32)의 단부(32b)가 접합되어 2턴의 권선부가 형성되어있다.

또, 슬롯번호의 61번과 67번에서 고정자철심(15)의 일단측으로 뻗어나오는 제2권선부(32)의 도선(30)부분이 절단되고, 슬롯번호의 67번과 73번에서 고정자철심(15)의 일단측으로 뻗어나오는 제1권선부(31)의 도선(30)부분이 절단된다.

그리고, 제1권선부(31)의 절단단(31c)와 제2권선부(32)의 절단단(32c)이 접합되어, 제1내지 제4권선부(31∼34)를 직렬 접속해서 되는 4턴으로 1상분의 고정자권선부(161)가 형성되어있다.

또, 제1권선부(31)의 절단단(31c)과, 제2권선부(32)의 절단단(32c)과의 접합부나 브리지결선 접속부가 되고, 제1권선부(31)의 절단단(31d)과 제2권선부(32)의 절단단(32b)이 각각 인출선(0) 및 중성점(N)이 된다.

마찬가지로해서, 도선(30)이 감겨지는 슬롯(15a)를 하나씩 오프셋하여 6상분의 고정자권선부(161)가 형성되어있다.

그리고, 도4에 표시한바와 같이, 고정자권선부(161)이 3상분씩 스타형결선되어 2조의 3상 고정자권선부(160)를 형성하고, 각 3상 고정자권선부(160)가 각각 정류기(12)에 접속되어있다.

각 정류기(12)의 직류출력은 병렬로 접속되어 합성된다.

다음에, 고정자(8)의 조립방법에 대해 도 5 내지 도 14를 참조하면서 구체적으로 설명한다.

우선, 도 5에 표시되는 바와 같이 12개의 길이가 긴 도선(30)을 동시에 동일평면상에서 번개치는 모양으로 구부려서 형성한다.

계속해서, 도 6에 화살표로 표시된 바와같이, 직각 방향으로 지그로 접어가고, 도 7에 표시되는 권선어셈블리(90A)를 제작한다.

또, 마찬가지로 해서, 도 8에 표시된 바와 같이 브리지결선 및 인출선을 갖는 권선어셈블리(90B)를 제작한다.

또, 각 도선(30)은 도 9에 표시된 바와 같이 뻗어나오는 부분(30a)에서 연결된 직선부(30b)가 6슬롯 피치(6p)로 배열된 평면상 패턴으로 구부려서 형성되어 있다.

그리고, 인접하는 직선부(30b)가 뻗어나오는 부분(30a)에 의해, 도선(30)의 폭(W)만큼 오프셋되어 있다.

권선어셈블리(90A),(90B)는 이런 패턴으로 형성된 2개의 도선(30)을 도 10에 표시된 바와 같이 6슬롯피치 밀려서 직선부(30b)를 겹쳐서 배열된 도선쌍이 1슬로트피치씩 밀어서 6쌍 배열되어 구성되어있다.

그리고, 도선(30)의 단부가 권선어셈블리(90A),(90B)의 양단의 양측에 6개씩 뻗어나와 있다.

또, 뻗어나오는 부분(30a)이 권선어셈블리(90A),(90B)의 양측부에 정렬되어 배열되어있다.

도선(30)은, 뻗어나오는 부분(30a)의 기단부A 및 선단부 B에서 구부려 성형되어 있으므로, 기단부 A, 선단부 B에는 잔류변형 응력이 생겨 경도가 중간부 C보다도 높다.

그후, 띠모양의 권선어셈블리(90A),(90B)가 환상으로 성형하기 쉽게 하기 위해 권선어셈블리(90A),(90B)는 300℃에서 10분간 아닐처리가 되나 이때 뻗어나오는 부분(30a)에서는 기단부 A 및 선단부 B에서는 잔류응력이 제거되고, 중간부 C보다도 경도가 낮아지고 유연해져있다.

또, 사다리꼴형상의 슬롯(36a)가 소정의 피치(전기각으로 30°)로 형성된 SPCC재를 소정매수 적층하고, 그 외주부를 레이저용접해서 도 11에 표시한 바와 같이 직방체의 적층체(36)를 제작한다.

그리고, 도 12의(a)에 표시한 바와 같이 인슐레이터(19)가 적층체(36)의 슬롯(36a)에 장착되고, 2개의 권선어셈블리(90A),(90B)의 각 직선부를 각 슬롯(36a)내에 겹쳐서 밀어넣는다.

이로써, 도 12의 (b)에 표시된 바와 같이, 2개의 권선어셈블리(90A),(90B)가 적층체(36)에 장착된다.

이때, 도선(30)은 직선부(30b)는 인슐레이터(19)에 의해 철심(36)과 절연되어 슬롯(15a)내에 직경방향으로 4개 나란히 수납되어 있다.

또, 2개의 권선어셈블리(90A),(90B)는 도 13에 표시된 바와 같이 겹쳐서 적층체(36)에 장착되어있다.

그후, 적층체(36)를 둥글게하고, 그 단면끼리를 맞닿게하여 용접해서 고정자철심 (15)을 얻는다.

이때, 도 12의 (C)에 표시된 바와 같이 슬롯(36a)(고정자철심의 슬롯(15a)에 상당)는 대략 구형단면 형상이 되고, 그 개구부(36b)(슬롯(15a)의 개구부(15b)에 상당)는 직선부(30b)의 슬롯폭 방향치수보다 작아진다.

그리고, 도 3에 표시되는 결선방법에 따라 각 도선(30)의 단부끼리를 결선해서 3상 고정자권선(16)을 형성하고 도 14에 표시되는 고정자(8)를 얻는다.

이와같이 구성된 차량용 교류 발전기에서는, 전류가 배터리(도시않음)로 부터 브러시(10) 및 슬립링(9)을 통해서 회전자코일(13)에 공급되고, 자속이 발생된다.

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

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

그래서, 다상고정자권선(16)에 회전자계가 부여되고 다상고정자권선(16)에 기전력이 발생한다.

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

그리고, 리어측에서는 팬(5)의 회전에 의해 외기가 정류기(12)의 히트싱크 및 레귤레이터(18)의 히트싱크(7)에 각각 대향해서 설치된 흡기공(2a)을 통해서 흡입되고, 샤프트(6)의 축에 따라 흘러서 정류기(12) 및 레귤레이터(18)를 냉각하고, 그후 팬(5)에 의해 원심방향으로 구부려져서 3상 고정자권선(16)의 리어측의 코일엔드 (16b)를 냉각하며, 배기공(2b)으로 부터 외부로 배출된다.

한편, 프론트측에서는 팬(5)의 회전에 의해 외기가 흡기공(1a)로부터 축방향으로 흡입되고, 그후 팬(5)에 의해 원심방향으로 구부려져서 3상 고정자권선(16)의 프론트측의 코일엔드(16a)를 냉각하고 배기공(1b)으로부터 외부로 배출된다.

상기 구성의 차량용 교류 발전기에서는 프론트측의 코일엔드(16a) 및 리어측의 코일엔드(16b)는 원주방향으로 나열된 다수의 뻗어나오는 부분(30a)으로 구성되어 있으므로, 코일엔드(16a),(16b)의 뻗어나오는 부분(30a)에서 소망의 경도를 얻기가 쉬워진다.

또, 프론트측의 코일엔드(16a) 및 리어측의 코일엔드(16b)는 축선방향으로 따라 다른 경도인 경도분포를 각각 갖고 있으며, 또 그 경도분포가 동일하다.

따라서, 3차원적으로 진동하는 고정자철심(15)에 대해서는 고정자철심(15)의 양측에 있는 뻗어나오는 부분(30a)이 고정자철심(15)의 진동에 대한 감쇄작용으로서 작용하고, 진폭을 억제할 수가 있다.

특히, 뻗어나오는 부분(30a)의 경도분포는 선단부(B) 및 기단부(A)와 비교해서 중간부(C)의 경도가 높으므로 선단부(B) 및 기단부(A)를 진동기점으로 해서 중간부(C)가 2차진동하게 되며, 더욱 효과적으로 고정자철심(15)의 진동의 진폭을 억제할 수가 있다.

또, 이 실시의 형탸에서는, 2조의 권선어셈블리(90A),(90B)로 구성되어있고, 이들사이의 마찰에 의해 생기는 감쇄효과도 크다.

도 17은 본원의 발명자가 실험에서 얻은 자기음의 특성도이고, 이 도면에서명백하듯이 이 실시의 형태 1의 교류발전기에서 생긴 자기음이 종래예의 것과 비교해서 저감하는 것이 확인되었다.

특히, 고정자철심(15)의 공진현상에 의한 특정회전수에서의 피크음이 크게 감쇄되어있다.

또, 뻗어나오는 부분(30a)의 가공경화처리는, 도선(30)의 구부림가공시에 동시에 실시되고, 또 뻗어나오는 부분(30a)의 가열연화처리도 띠모양의 권선어셈블리(90A),(90B)의 아닐처리시에 동시에 실시되어있으며, 뻗어나오는 부분(30a)의 경도조정을 위해 일부러 가공경화 처리공정, 가열연화 처리공정을 설치할 필요성은 없다.

또, 이 실시의 형태 1에서는 미리 구부림 가공경화처리가 된후에, 뻗어나오는 부분의 전체가 가열연화처리 되어있고, 가열연화처리에 의한 경도저감이 특히 가공경화처리를 한 기단부 A 및 선단부 B에서 크다.

따라서, 특성을 이용함으로써 뻗어나오는 부분(30a)의 소정의 개소에서의 경도를 쉽게 낮게 할수가 있다.

또, 슬롯(15a)간에 프레임을 형성해서 강성이 낮은 티스로부터 뻗어나오는 부분(30a)이 고정자철심(15)의 양단면에서 축선방향으로 각각 돌출하고 있으나, 각 뻗어나오는 부분(30a)은 대략 동일형상으로 형성되어 있으므로 코일엔드(16a), (16b)의 뻗어나오는 부분(30a)에서 고정자철심(15)의 진동을 억제하는데 적합한 소망의 경도분포를 얻는 것이 쉬워진다.

또, 코일엔드(16a),(16b)의 선단면에서는 요철이 적어지고, 케이스(3)내의 스페이스 효율이 뛰어나며, 또 누설인덕턴스가 같고, 안정된 출력이 얻어진다.

또, 코일엔드(16a),(16b)에서는 전주에 걸쳐서 거의 같게, 발열하고, 3상 고정자권선(16)의 고온화를 억제할 수가 있다.

또, 원주방향으로 인접한 뻗어나오는 부분(30a)간에는 공간이 형성되어 있으므로, 기단부(A) 및 선단부(B)를 전동기점으로 해서 중간부(C)는 인접한 뻗어나오는 부분(30a)과 간섭되는 일 없이 진동이 가능하고, 뻗어나오는 부분(30a)은 고정자철심(15)의 진동을 확실하게 억제할 수가 있다.

또, 코일엔드(16a),(16b)에서는 팬(5)으로부터의 냉각풍이 균일하게 통풍되고, 냉각성이 향상되는 동시에 통풍저항이 원주방향으로 균일화되며, 바람소음이 저감된다.

실시의 형태 2

도 15는 본 발명의 실시의 형태 2의 차량용 교류 발전기의 고정자(8B)의 사시도이고, 실시의 형태 1의 고정자(8)의 코일엔드(16a),(16b)를 절연성수지로 일체로 몰드한 점이 다르다.

절연성수지(25)는, 열전도율이 0.5(W/mK)의 에폭시수지(주제)와 열전도율이 3.5(w/mK)의 알루미나를 1:4의 비율로 혼합한 것이다.

또, 이 도면에서는 각상의 인출선, 중성점인출선은 생략되어있다.

이 실시의 형태에서는, 코일엔드(16a),(16b)에는 진동감쇄율이 큰 절연성수지 (25)가 설치되어 있으므로, 고정자철심(15)의 진동은 크게 억제되고 자기음을 저감할 수가 있다.

특히, 뻗어나오는 부분(30a)간의 절연성수지(25)가 자기음의 저감에 크게 기여하고 있다.

또, 뻗어나오는 부분(30a)간의 절연성수지는, 뻗어나오는 부분(30a)간에서의 절연성도 대폭적으로 향상시키고 있다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 도선(30)이 4턴의 3상 고정자권선(16)에 대해 설명하였으나, 또 저속으로 고출력이 요구되는 경우는 예를들면 도선의 턴수를 6턴, 8턴으로 하고, 코일엔드의 뻗어나오는 부분을 원주방향으로 3렬, 4렬이 되도록 해도 된다.

이같은 구성에서는 권선어셈블리간의 마찰감쇄가 더욱 향상된다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 16극의 자극수에 대해, 고정자의 슬롯수를 96슬롯으로 하였으나, 12극의 자극수에 대해서는 3상에서 72개의 슬롯, 20극의 자극수에 대해서는 120의 슬롯을 채용해도 된다.

또, 매극매상 1의 경우는 16극의 자극수에서 슬롯수 48, 12극의 자극수에서 슬롯수 36, 20극의 자극수에서 슬롯수 60이라도 된다.

이와 같은 다슬롯화를 하면 고정자철심의 강성이 낮아지나, 뻗어나오는 부분의 수도 많아지므로 본 발명에는 적합하다.

또, 뻗어나오는 부분의 경도변화는 구부림가공 경화처리 및 가열연화처리의 어느 한쪽을 채용하는 것으로도 달성된다.

이상 설명한 바와 이 발명의 청구항 1에 관한 교류발전기에 의하면 제1의 코일엔드 및 제2의 코일엔드는, 도선의 원주방향으로 나열된 다수의 뻗어나오는 부분으로 구성되어 있으므로, 제1의 코일엔드 및 제2의 코일엔드의 뻗어나오는 부분에서의 경도관리가 쉬워지고, 소망하는 경도분포를 얻을 수가 있다.

또, 제1의 코일엔드 및 제2의 코일엔드는 축선방향에 따라 다른 경도인 경도분포를 갖고있으며, 또 그 경도분포가 동일하므로 고정자철심의 양측에 있는 고정밀도의 뻗어나오는 부분이 고정자철심의 진동에 대한 감쇄작용으로서 작용하고, 진폭을 억제할 수가 있으며, 자기음을 대폭적으로 저감할 수가 있다.

또, 본 발명의 청구항 2에 관한 교류발전기에 의하면 뻗어나오는 부분의 경도분포는 선단부 및 기단부와 비교해서 중간부의 경도가 높으므로 선단부 및 기단부를 진동기점으로해서 중간부가 2차진동하게 되고 보다 더 고정자진동의 진폭을 억제할 수가 있으며, 자기음을 보다 대폭적으로 저감할 수가 있다.

또, 본 발명의 청구항 3에 관한 교류발전기에 의하면 뻗어나오는 부분의 경도변화는 구부림 가공경화처리 및 가열연화처리의 적어도 한쪽의 처리로 부여되므로, 뻗어나오는 부분의 소망하는 경도를 간단히 얻을 수가 있다.

Claims (3)

1. 회전원주방향을 따라 N극, S극을 교대로 형성하는 회전자와, 이 회전자를 둘러싼 고정자철심 및 이 고정자철심에 장착된 다상고정자 권선을 갖는 고정자를 구비하고, 상기 고정자철심은, 축선방향으로 뻗은 슬롯이 원주방향에 소정피치로 다수형성되며, 상기 다상 고정자권선은, 도선이 상기 고정자철심의 양단면측의 슬롯외에서 되돌려져서 제1의 코일엔드 및 제2의 코일엔드가 형성되어 있는 동시에 소정의 슬롯수마다에 상기 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층이 교대로 채택되도록 구성된 고정자 권선부를 포함하는 교류발전기로서, 상기 제1의 코일엔드 및 상기 제2의 코일엔드는, 상기 도선의 원주방향으로 나열된 다수의 뻗어나오는 부분으로 구성되어 있는 동시에, 상기 제1의 코일엔드 및 상기 제2의 코일엔드는 축선방향을 따라 다른 경도인 경도분포를 갖고있으며, 또 그 경도분포가 같은 교류발전기.
2. 제1항에 있어서,

   뻗어나오는 부분의 경도분포는 뻗어나오는 부분의 선단부 및 기단부와 비교해서 중간부의 경도가 높은 교류발전기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   뻗어나오는 부분의 경도변화는 구부림가공 경화처리 및 가열연화처리의 적어도 한쪽의 처리에 의해 부여되는 교류발전기.