KR20020030697A

KR20020030697A - 차량용 교류발전기

Info

Publication number: KR20020030697A
Application number: KR1020010035327A
Authority: KR
Inventors: 아사오요시히토; 아다치가쓰미
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2002-04-25
Also published as: EP1199787B1; US20020043881A1; JP2002125337A; EP1199787A1; KR100417139B1; US6657331B2; DE60139752D1; JP3946950B2

Abstract

본 발명은, 소선의 열전도면을 크게 하고, 뛰어난 냉각효과를 실현하여 고정자의 온도상승을 억제할 수 있는 차량용 교류발전기를 얻는다.

고정자권선(12)의 코일엔드군(12f),(12r)을 롤링성형하고, 코일엔드에 원주방향으로 매끄러운 열전도면을 형성하고 있다. 냉각수(15)를 유통하는 유통로(25) ,(26)가 프론트 및 리어브래킷(1),(2)에 설치되어 있다. 또, 열전도충전재(23)가 코일엔드군(12f),(12r)과 프론트 및 리어브래킷(1),(2)과의 사이에 충전되어 있다.

Description

차량용 교류발전기{AUTOMOTIVE ALTERNATOR}

본 발명은, 액상냉매에 의해 발열부를 냉각하는 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

차량용 교류발전기에서는, 회전자권선, 고정자권선, 정류기, 전압조정기 등의 발열부품이 탑재되어 있고, 특히 최대의 발열부품인 고정자권선에서 발생하는 열을 효율적으로 방열하여, 고정자권선의 온도상승을 억제하는 것이 고성능을 실현하는데 중요하게 되어 있다.

종래, 차량용 교류발전기에서는, 물 등의 액상냉매의 유통로를 브래킷내에 구축하고, 합성수지 등으로 되는 절연충전재를 고정자권선의 코일엔드군과 브래킷과의 사이에 충전하며, 고정자권선에서 발생하는 열을 절연충전재를 통하여 브래킷에 전달시키고, 브래킷내의 유통로를 흐르는 액상냉매에 흡열시켜서, 고정자권선의 온도상승을 억제하는 것이, 예컨대 일본국 특공평 5-16261호 공보에 제안되어 있다.

또, 물 등의 액상냉매의 유통로를 구성하는 튜브를 브래킷내에 매설하고, 그 튜브의 일부를 브래킷으로부터 뻗어 나오게 하여 고정자권선의 코일엔드군에 밀접시키며, 고정자권선에서 발생하는 열을 튜브내를 흐르는 액상냉매에 흡열시켜서, 고정자권선의 온도상승을 억제하는 것이, 예컨대 일본국 특허 제 2842500호에 제안되어 있다.

여기서, 종래의 고정자의 구조에 대하여 도 23을 참조하면서 설명한다.

고정자(100)는, 도 23에 표시되는 바와 같이, 축방향으로 뻗는 슬롯(101a)이 원주방향에 소정피치로 형성된 적층철심으로 되는 원통상의 고정자철심(101)과, 이 고정자철심(101)에 감겨진 고정자권선(102)으로 구성되어 있다.

이 고정자권선(102)은, 3상의 권선으로 된다.

각 상의 권선은, 절연피복된 하나의 원형단면의 동세선(銅細線)을 3슬롯피치로 웨이브권선으로 소정회수감아서 전체가 원통상의 권선어셈블리로 제작되어 있다. 그리고, 이 3개의 권선어셈블리가, 원주방향에 1슬롯피치 오프셋되어, 직경방향에 3층으로 겹쳐진다.

계속해서, 3개의 권선어셈블리는 직경이 좁혀져서 고정자철심(101)내에 삽입되고, 그후 슬롯개구측으로부터 각 슬롯(101a)내로 밀어 넣어져서, 고정자(100)가 제작된다.

이와 같이 제작된 종래의 고정자(100)에서는, 고정자권선(102)을 구성하는 권선어셈블리는 직경을 좁혀서 고정자철심(101)내로 삽입되고, 다시 슬롯개구측으로부터 각 슬롯(101a)내로 밀어 넣어져 있으므로, 하나의 슬롯(101a)으로부터 인출되어 3슬롯 떨어진 또하나의 슬롯(101a)에 인입된 동세선의 다발로 되는 코일엔드는 변형되고, 또 슬롯(101a)으로부터의 인출부(스롯으로의 인입부)에서 직경방향으로 겹쳐있다.

그 결과, 고정자권선(102)의 코일엔드군의 외주면은, 원주방향에 큰 요철(凹凸)을 가지게 된다. 또, 동세선의 위치가 코일엔드내에서 특정되지 않으므로, 코일엔드의 표면에는 큰 요철이 생기고 있다. 또, 코일엔드가 동세선의 다발로 되어 있으므로, 동세선끼리가 코일엔드내에서 서로 밀접되지 않고, 코일엔드내에서의 열전도성이 악화되어 있다.

이와 같이 구성된 고정자(100)가 탑재된 차량용 교류발전기에서, 일본국 특공평 5-16261호 공보에 제안되어 있는 냉각구조를 채택한 경우, 코일엔드군의 외주면과 절연충전재가 부분적으로 접촉되어 있다.

그리고, 코일엔드군의 외주면이 원주방향에 요철을 갖고, 또, 코일엔드의 표면이 요철을 가지고 있으므로, 고정자권선(102)에서 발생한 열은, 주로, 코일엔드의 동세선으로부터 직접, 혹은 동세선과 절연충전재와의 사이의 극간(Gap)내의 공기를 통하는 2계통의 열전도경로를 채택하여 절연충전재에 전달되고, 또 브래킷에 전달되어 액상냉매에 흡열되며, 고정자(100)가 냉각된다.

또, 이 고정자(100)가 탑재된 차량용 교류발전기에서, 일본국 특허 제 2842500호에 제안되어 있는 냉각구조를 채택한 경우, 코일엔드군의 외주면과 튜브가 부분적으로 접촉하고 있다. 그리고, 코일엔드군의 외주면이 원주방향에 요철을 갖고, 또, 코일엔드의 표면이 요철을 가지고 있으므로, 고정자권선(102)에서 발생한 열은, 주로, 코일엔드의 동세선으로부터 직접, 혹은 동세선과 튜브와의 사이의 극간(Gap)내의 공기를 통하는 2계통의 열전도경로를 채택하여 튜브에 전달되어 액상냉매에 흡열되고 고정자(100)가 냉각된다.

종래의 차량용 교류발전기에서는, 고정자권선(102)의 코일엔드군의 외주면이 원주방향에 큰 요철을 갖고, 또, 코일엔드의 표면이 큰 요철을 가지고 있으므로, 일본국 특공평 5-16261호 공보나 일본 특허 제 2842500호에 제안되어 있는 냉각구조를 채택한 경우, 코일엔드군의 외주면을 구성하는 동세선과 절연충전재나 튜브와의 열적 접촉이 불충분하게 되고, 충분한 냉각효과가 얻어지지 않는다는 과제가 있었다.

또, 동세선끼리가 코일엔드내에서 서로 밀접되어 있지 않으므로, 코일엔드내에서의 열전도성이 악화되고, 충분한 냉각효과가 얻어지지 않는다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 하게 된 것으로, 고정자철심의 직경방향 바깥쪽에 면하고, 또한, 고정자철심의 단면근방에서 정상부에 이르는 코일엔드의 외표면의 고정자철심의 직경방향에서의 소정영역이 원주방향에 매끄러운 열전도면을 구성하며, 코일엔드와 열전도충전재나 투브와의 열적 접촉성을 높이고, 뛰어난 냉각효과를 실현하여 고정자의 온도상승을 억제할 수 있는 교류발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기를 표시하는 종단면도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기를 리어측에서 본 일부파단 평면도.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 제조방법을 설명하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 롤링성형전의 상태를 표시하는 사시도.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 롤링성형을 설명하는 도면.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도.

도 8은 본 발명의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자권선의 권선구조를 설명하는 요부사시도.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자권선의 권선구조를 설명하는 요부사시도.

도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도.

도 11은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자권선의 권선구조를 설명하는 요부사시도.

도 12는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자권선의 권선구조를 설명하는 요부사시도.

도 13은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자권선의 제조방법을 설명하는 공정도.

도 14는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자권선의 제조방법을 설명하는 공정도.

도 15는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자에서의 고정자권선을 구성하는 권선어셈블리의 평면도.

도 16은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 제조방법을 설명하는 공정도.

도 17은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기를 표시하는 종단면도.

도 18은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기를 리어측에서본 일부파단 평면도.

도 19는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도.

도 20은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 상면도.

도 21은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 요부를 외주측에서 본 도면.

도 22는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 요부를 외주측에서 본 도면.

도 23은 종래의 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프론트브래킷,2 : 리어브래킷,

8 : 회전자,

10,10A,10B,10C,10D,10E : 고정자,11,11A : 고정자철심,

11a : 슬롯,

12,12A,12B,12C,12D,12E : 고정자권선,12a : 코일엔드,

12f : 프론트측의 코일엔드군,12r : 리어측의 코일엔드군,

15 : 냉각수(액상냉매),23 : 열전도충전재,

25,26 : 유통로,28 : 열전도면,

29 : 동세선(소선),40 : 도체세그먼트(소선),

40a : 턴부(코일엔드),42 : 측면(열전도면),

45 : 연속도체선(소선),45a : 턴부(코일엔드),

46 : 측면(열전도면),56 : 튜브(유통로),

57 : 수지.

본 발명에 관한 교류발전기는, 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 소정피치로 형성된 고정자철심 및 이 고정자철심에 갑겨진 고정자권선을 갖는 고정자와, 이 고정자의 내주측에 회전가능하게 설치된 회전자와, 상기 고정자와 상기 회전자를지지하는 브래킷을 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 고정자권선의 코일엔드군은, 상기 고정자철심의 단면측의 상기 슬롯밖에서 접어 젖혀져서 되는 코일엔드가 원주방향에 배열되어 구성되고, 상기 고정자철심의 직경방향 바깥쪽에 면하며, 또한, 상기 고정자철심의 단면근방에서 정상부에 이르는 상기 코일엔드의 외표면의 상기 고정자철심의 직경방향에서의 소정영역이 원주방향에 매끄러운 열전도면을 구성하고 상기 열전도면으로부터 열전도된 상기 고정자에서 발생하는 열을 흡열하는 액상냉매의 유통로가 설치되어 있는 것이다.

또, 상기 유통로는 상기 브래킷내에 형성되고, 열전도성 수지가 상기 코일엔드군과 상기 브래킷과의 사이에 상기 열전도면과 거의 접촉상태로 충전되어 있는 것이다.

또, 상기 유통로는 열전도성 부재로 되는 튜브로 구성되고, 이 튜브의 일부가 상기 코일엔드군의 상기 열전도면과 거의 접촉상태로 설치되어 있는 것이다.

또, 상기 고정자권선은, 소선을 소정슬롯수마다에 상기 스롯내에서 스롯깊이방향으로 내층과 외층을 교대로 차지하도록 감아서 구성된 권선을 복수 가지고, 상기 고정자철심의 단면측의 상기 슬롯밖에서 접어 젖혀진 상기 소선의 턴부가 상기 코일엔드를 형성하고, 원주방향에 대략 균일하게 정렬되어 코일엔드군을 구성하고 있는 것이다.

또, 상기 턴부는, 직경방향에 복수열로 정렬되어 원주방향에 배열되고, 직경방향에 인접하는 상기 턴부는 서로 거의 접촉되어 있는 것이다.

또, 상기 소선은 구형단면형상으로 형성되고, 상기 열전도면이 상기 소선의평탄한 한 측면으로 구성되어 있는 것이다.

또, 상기 턴부는, 상기 슬롯으로부터의 벋어 나온 부분과 접어 젖혀지는 부분과의 중간부가 서로 근접하여 원주방향에 배열되어 있는 것이다.

또, 수지가 상기 소선의 표면과 동일면위치로 되도록 상기 턴부사이에 충전되고, 상기 열전도면이 상기 소선의 표면과 상기 수지의 표면으로 되는 평활면으로 구성되어 있는 것이다.

또, 상기 소선이 연속선이다.

(발명의 실시의 형태)

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기를 표시하는 종단면도, 도 2는 도 1에 표시되는 차량용 교류발전기를 리어측에서 본 일부파단 평면도이다.

도 1 및 도 2에서, 샤프트(6)가 알루미늄제의 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에 베어링(3)을 통하여 회전가능하게 지지되어 있다.

이 샤프트(6)의 프론트측 단부에는 풀리(4)가 고착되고, 엔진의 회전토크를 벨트(도시하지 않음)를 통하여 샤프트(6)에 전달할 수 있도록 되어 있다.

회전자(7)는, 샤프트(6)에 고착된 자극철심(8)과, 리어브래킷(2)에 고착된 고정측 자극철심(8a)과 고정측 자극철심(8a)에 보존된 여자권선(9)으로 구성되어있다. 그리고 브래킷(1),(2)내의 공기교반용의 팬(5)이 자극철심(8)의 프론트측 단면에 고착되어 있다. 고정자(10)는, 고정자철심(11)과 고정자철심(11)에 감겨진 고정자권선(12)으로 구성되고, 회전자(7)의 외주측을 덮도록 프로트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에 고착되어 있다.

알루미늄제의 브래킷커버(13)가 리어브래킷(2)에 부착되고 실(seal)(14)에 의해 리어브래킷(2)에 움푹 들어가게 설치된 유통로(25)를 액밀(fluid tight)보존하고 있다.

그리고, 유입관(16) 및 유출관(17)이 유통로(25)에 연결되도록 리어브래킷 (2)에 설치되어 있다. 이 유통로(25)는, 일단이 유입관(16)에 연결되어 리어브래킷(2)의 브래킷커버(13)측에 배치된 유통로(25a)와, 일단이 연통공(25b)을 통하여 유통로(25a)의 타단에 연통되고, 타단이 유출관(17)에 연결되어, 코일엔드군(12r)의 정상부에 대향하도록 리어브래킷(2)의 회전자(7)측에 원환상으로 배치된 유통로 (25c)로 구성되어 있다.

또, 유통로(26)가 고정자권선(12)의 프론트측 코일엔드군(12f)을 원주방향에 둘러싸도록 원환상으로 프론트브래킷(1)에 설치되어 있고, 이 유통로(26)의 양단이 연통관(도시하지 않음)에 의해 유통로(25c)의 양단에 연결되어 있다.

정류기(18)가 히트싱크(19)를 통하여 브래킷커버(13)에 고착되고, 전압조정기(20)가 히트싱크(21)를 통하여 브래킷커버(13)에 고착되어 있다.

그리고, 보호커버(22)가 정류기(18) 및 전압조정기(20)를 덮도록 리어브래킷 (2)에 부착되어 있다. 또, 열전도성 수지, 예컨대, 실리콘수지로 되는 열전도충전재(23)가 고정자권선(12)의 프론트측 및 리어측 코일엔드군(12f),(12r)과 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)과의 사이에 충전되어 있다.

고정자(10)는, 도 3에 표시되는 바와 같이, 축방향으로 뻗는 슬롯(11a)이 원주방향에 소정피치로 형성된 적층철심으로 되는 원통상의 고정자철심(11)과, 이 고정자철심(11)에 감겨진 고정자권선(12)으로 구성되어 있다.

고정자권선(12)의 코일엔드군(12f),(12r)은, 하나의 슬롯(11a)으로부터 뻗어나오고, 고정자철심(11)의 단면측에서 접어 젖혀져서 소정슬롯수 떨어진 다른 슬롯(11a)에 들어가는 코일엔드(12a)가 원주방향에 배열되어 구성되어 있다.

그리고, 코일엔드(12a)의 외주면이 원주방향에 매끄러운 열전도면(28)을 형성하고 있다.

여기서, 고정자(10)의 제작순서에 대하여 도 4내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 또한, 소선으로서 절연피복된 원형단면의 동세선(29)을 사용하고 있다.

우선, 하나의 동세선(29)을 3슬롯피치로 웨이브권선으로 소정회수감아서 전체를 원통형으로 하는 권선어셈블리(30A)가 제작된다.

마찬가지로 하여, 권선어셈블리(30B),(30C)가 제작된다. 그리고, 3개의 권선어셈블리(30A),(30B),(30C)가 원주방향에 1슬롯피치 오프셋되어, 직경방향에 3층으로 겹쳐진다. 이어서, 도 4에 표시되는 바와 같이, 3개의 권선어셈블리(30A), (30B),(30C)는 직경을 좁혀서 고정자철심(11)내에 삽입되고, 그후 슬롯개구측으로부터 각 슬롯(11a)내로 밀어 넣어서 고정자(10a)가 제작된다.

또한, 도시하고 있지 않으나, 인슐레이터가 슬롯(11a)내에 장착되고 고정자철심(11)과 고정자권선(12)과의 사이의 전기적 절연을 확보하고 있다.

이와 같이 제작된 고정자(10a)의 고정자권선(12)은, 도 5에 표시되는 바와 같이, 하나의 슬롯(11a)으로부터 인출되어 3슬롯 떨어진 또하나의 슬롯(11a)에 인입된 동세선(29)의 다발로 되는 코일엔드(12a)는 변형되고, 또 슬롯(11a)으로부터의 인출부(슬롯으로의 인입부)에서 직경방향으로 겹쳐 있다.

그 결과, 고정자권선(12)의 코일엔드군의 외주면은, 도 23에 표시되는 종래의 고정자(100)와 같이, 원주방향에 큰 요철(凹凸)을 가지게 되어 버리고 있다. 또, 동세선(29)의 위치가 코일엔드(12a)내로 특정되지 않으므로, 코일엔드(12a)의 표면에는 큰 요철이 생기고 있다.

또, 동세선(29)끼리가 코일엔드(12a)내에서 서로 밀접되어 있지 않으므로, 코일엔드(12a)내에서의 열전도성이 악화되어 있다.

계속해서, 도 6에 표시되는 바와 같이, 롤러(31)를 직경방향외측으로부터 코일엔드군(12f),(12r)에 누르면서 롤러(31)를 회전시켜서, 코일엔드군(12f),(12r)을 롤링성형한다. 이에 따라, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면의 롤러(31)와의 맞닿는 영역에서, 원주방향의 요철이 롤러(31)에 의해 평탄하게 되고, 도 3에 표시되는 고정자(10)가 얻어진다.

이 고정자(10)에서는, 코일엔드(12a)를 구성하는 동세선(29)의 다발의 외표면이 원주방향에 균일하게 정형되고, 또, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면이 원주방향에 균일하게 정형되어 있다.

그리고, 원주방향에 균일하게 정형된 코일엔드(12a)의 외표면이 매끄러운 열전도면(28)을 구성하고 있다.

또, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면은 코일엔드(12a)간의 요철이 없어지고, 원주방향에 매끄러운 면(열전도면)으로 형성되어 있다.

그런데, 프론트측 및 리어측 코일엔드군(12f),(12r)과 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)과의 사이에 충전되어 있는 열전도충전재(23)는, 코일엔드(12a)의 열전도면(28)에 밀접하여 충분한 열적 접촉이 확보되어 있다.

또, 코일엔드군(12f),(12r)을 롤링성형함으로써, 코일엔드(12a)내의 동세선 (29)끼리가 서로 밀접하도록 되고, 코일엔드(12a)내의 열전도성이 높아진다.

다음에, 이와 같이 구성된 차량용 교류발전기에서의 냉각작용에 대하여 설명한다.

차량의 기관의 회전토크가 벨트 및 풀리(4)를 통하여 샤프트(6)에 전달되고, 팬(5)이 회전구동되며, 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)내의 공기가 교반된다. 또, 액상냉매로서의 냉각수(15)가 유입관(16)으로부터 유통로(25)내로 유입되고, 도 2에 화살표로 표시되는 바와 같이, 유통로(25a)내를 유통한 후, 연통공(25b)으로부터 유통로(25c)내로 유입되며, 유통로(25c)내를 유통한 후, 유출관(17)에서 유출된다.

그리고, 유통로(25c)내로 유입한 냉각수(15)의 일부가, 연통관을 통하여 유통로(26)내로 유입되고, 유통로(26)내를 유통한 후, 연통관을 통하여 유통로(25c)로 유입되며, 유통로(25c)내를 유통한 냉각수(15)에 합류하여, 유출관(17)에서 유출된다.

이때, 정류기(18) 및 전압조정기(20)에서 발생한 열은, 각 히트싱크(19), (21)를 통하여 브래킷커버(13)에 전달되고, 유통로(25a)내를 유통하는 냉각수(15)에 흡열된다. 또, 리어측의 베어링(3)에서 발생한 열은, 리어브래킷(2)에 전달되고, 유통로(25a)내를 유통하는 냉각수(15)에 흡열된다.

또, 프론트측의 베어링(3)에서 발생한 열은, 프론트브래킷(1)에 전달되고, 유통로(26)내를 유통하는 냉각수(15)에 흡열된다.

또, 고정자권선(12)에서 발생한 열은, 프론트측 및 리어측 코일엔드군(12f), (12r)을 구성하는 코일엔드(12a)의 열전도면(28)으로부터 열전도충전재(23)에 전달되고, 다시 열전도충전재(23)로부터 브래킷(1),(2)에 전달되어, 유통로(25c),(26)내를 유통하는 냉각수(15)에 흡열된다.

이와 같이, 이 실시의 형태 1에 의하면, 냉각수(15)의 유통로(25),(26)가 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에 설치되고, 코일엔드군(12f),(12r)을 롤링성형함으로써 코일엔드(12a)의 외표면을 원주방향으로 균일하게 정형하여 열전도면(28)을 형성하며, 열전도충전재(23)가 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면과 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)과의 사이에 충전되어 있다. 그런데, 열전도충전재(23)가 열전도면(28)과 밀접상태를 확보하여 코일엔드군(12f),(12r)과 브래킷(1),(2)과의 사이에 충전되어 있다.

또, 코일엔드(12f),(12r)를 롤링성형함으로써, 코일엔드(12a)내의 동세선(29 )이 서로 밀접되어 있다. 이에 따라, 코일엔드군(12f),(12r)과 열전도충전재(23)와의 사이의 열적 접촉이 충분히 확보되고, 고정자권선(12)에서 발생한 열은 코일엔드(12a)내를 직경방향 바깥쪽으로 열전도되어 열전도면(28)에 인도되며, 열전도면(28)으로부터 열전도충전재(23)에 효율적으로 열전도되므로, 고정자권선(12)의 온도상승이 억제되고, 고정자(10)의 냉각효율이 향상된다. 그리고 차량용 교류발전기에서 가장 발열량이 큰 고정자(10)의 온도상승이 억제되므로, 차량용 교류발전기가 과도하게 가열되지 않고 고성능, 예컨대 고출력을 실현할 수 있다.

실시의 형태 2.

상기 실시의 형태 1에서는, 소선으로서 동세선(29)을 사용하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 2에서는, 소선으로서 절연피복된 구형단면의 동재를 대략 U자상으로 구부려서 성형한 도체세그먼트(40)를 사용하는 것으로 하고 있다. 또, 상기 실시의 형태 1에서는 매극매상당의 슬롯수가 하나인 고정자를 사용하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 2에서는 매극매상당의 슬롯수가 2인 고정자를 사용하는 것으로 하고 있다.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도, 도 8 및 도 9는 각각 도 7에 표시되는 고정자의 고정자권선의 권선구조를 설명하는 요부사시도이다.

여기서, 설명의 편의상, 슬롯(11a)내에서의 도체세그먼트(40)의 삽입위치를 슬롯깊이방향에 관련하여 1번지, 2번지, 3번지 및 4번지로 한다. 도 7에서, 대략 U자상으로 성형된 도체세그먼트(40)는, 고정자철심(11A)의 리어측으로부터 6슬롯 떨어진 슬롯(11a)의 각 쌍에 2개씩 삽입되어 있다. 즉, 하나의 도체세그먼트(40)는, 하나의 슬롯(11a)내의 2번지와, 이 슬롯(11a)으로부터 시계회전방향으로 6슬롯 떨어진 또하나의 슬롯(11a)내의 1번지에 삽입되고, 또하나의 도체세그먼트(40)는, 하나의 슬롯(11a)내의 4번지와, 이 슬롯(11a)으로부터 시계회전방향으로 6슬롯 떨어진 또하나의 슬롯(11a)내의 3번지에 삽입되어 있다.

이에 따라, 각 슬롯(11a)내에는 4개의 도체세그먼트(40)의 직선부(40b)가 구형단면의 길이방향을 슬롯깊이방향(직경방향)에 일치시켜서 슬롯깊이방향에 1열로 정렬하여 수납되어 있다.

그리고, 6슬롯마다의 슬롯(11a)으로 구성되는 하나의 슬롯군에 삽입되어 있는 도체세그먼트(40)의 군에서, 하나의 슬롯(11a)의 1번지로부터 프론트측으로 뻗어 나오는 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)를, 이 슬롯(11a)에서 시계회전방향으로 6슬롯 떨어진 또하나의 슬롯(11a)의 2번지로부터 프론트측으로 뻗어 나오는 다른 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)에 접합하고, 각각 1턴을 갖는 2개의 내주측 권선이 구성되어 있다. 또, 하나의 슬롯(11a)의 3번지로부터 프론트측으로 뻗어 나오는 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)를, 이 슬롯(11a)에서 시계회전방향으로 6슬롯 떨어진 또하나의 슬롯(11a)의 4번지로부터 프론트측으로 뻗어 나오는 다른 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)에 접합하고, 각각 1턴을 갖는 2개의 외주측 권선이 구성되어 있다.

그리고, 이와 같이 구성된 내주측 권선 및 외주측 권선이 직렬로 접속되어 4턴을 갖는 1상분의 권선이 구성되어 있다.

또, 6슬롯마다의 슬롯(11a)으로 구성되는 다른 5개의 슬롯군에 삽입되어 있는 도체세그먼트(40)의 군에서, 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)끼리가 마찬가지로 접합된다. 그리고 각 슬롯군에 삽입되어 있는 도체세그먼트(40)로 구성되어 있는 내주측 권선 및 외주측 권선을 직렬로 접속하여 각각 4턴의 5상분의 권선이 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 6상분의 권선을 3상분씩 교류결선하여 2조의 3상 교류권선이 구성되어 있다. 이 2조의 3상 교류권선이 고정자권선(12A)으로 된다.

여기서, 각 내주측 권선은, 도 8에 표시되는 바와 같이, 인접하는 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)끼리를 접합하여 웨이브상으로 구성되어 있다.

즉, 내주측 권선은, 6스롯피치로 배열된 직선부(40b)가 턴부(40a) 및 접합부 (41)에 의해 배열방향의 양측에 교대로 도체세그먼트(40)의 폭(W)만큼 오프셋되어 배열된 패턴으로 구성되어 있다.

그리고, 동일 슬롯군에 감겨져 있는 2개의 내주측 권선은, 도 9에 표시되는 바와 같이, 양 내주측 권선을 서로 6슬롯피치 오프셋하여 직선부(40b)를 겹쳐서 배열된 권선쌍으로 되어 있다.

또, 6상분의 내주측 권선은, 이 권선쌍을 1슬롯피치씩 오프셋 배열하여 구성되어 있다. 또 각 도체세그먼트(40)의 구형단면의 단변으로 구성되는 측면은 배열방향에 대하여 대략 평행으로 되어 있다. 또한, 외주측 권선도, 내주측 권선과 같이 구성되어 있다.

이와 같이 제작된 고정자(10A)에서는, 고정자권선(12A)은, 도체세그먼트(40)가 6슬롯 떨어진 슬롯(11a)의 각 쌍에 리어측으로부터 2개씩 삽입되고, 6슬롯 떨어진 슬롯(11a)의 프론트측으로 뻗어 나오는 개방단부(40c)끼리를 접합하여 구성된 12개의 1턴의 권선으로 구성되어 있다.

그리고, 각 권선은, 6슬롯수마다에 슬롯깊이방향에 내층과 외층을 교대로 차지하도록 감겨져 있다.

또, 고정자철심(11A)의 리어측 단면측의 슬롯외에서 접어 젖혀져 있는 코일엔드, 즉, 도체세그먼트(40)의 턴부(40a)가 직경방향에 2열로 되어 원주방향에 균일하게 배열되어, 리어측 코일엔드군(12r)을 구성하고 있다. 또, 고정자철심(11A)의 프론트측 단면측의 슬롯외에서 접어 젖혀져 있는 코일엔드, 즉 도체세그먼트 (40)의 개방단부(40c)끼리를 접합한 접합부(41)가 직경방향에 2열로 되어 원주방향에 균일하게 배열되어 프론트측의 코일엔드군(12f)을 구성하고 있다.

그런데, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면은 슬롯(11a)으로부터 뻗어 나와서 정상부에 이르는 도체세그먼트(40)의 구형단면의 단변으로 구성되는 평활한 측면 (42)이 원주방향에 균일하게 배열되어 구성되어 있다.

또한, 도체세그먼트(40)의 측면(42)이 열전도면을 구성하고 있다.

이와 같이 구성된 고정자(10A)가, 고정자(10)에 대신하여 차량용 교류발전기에 탑재된다. 그런데, 열전도충전재(23)는, 코일엔드의 열전도면을 구성하는 도체세그먼트(40)의 측면(42)과 밀접상태를 확보하여 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면과 브래킷(1),(2)과의 사이에 충전되므로, 상기 실시의 형태 1과 같이, 고정자권선 (12A)의 온도상승이 억제되고 고정자(10A)의 냉각효율이 향상된다.

또, 이 실시의 형태 2에 의하면, 도체세그먼트(40)의 구형단면의 단변으로구성되는 평활한 측면(42)이 열전도면을 구성하고 있으므로, 코일엔드군(12f), (12r)의 롤링성형이 불필요하게 되고, 그만큼 저코스트화 및 고생산성이 도모된다.

또, 코일엔드군(12f),(12r)이 도체세그먼트(40)의 턴부(40a) 및 접합부(41)를 원주방향에 균일하게 배열하여 구성되어 있으므로, 도체세그먼트(40)의 측면 (42)이 원주방향에 균일하게 배열되어 구성되어 있다.

그런데, 열전도면이 원주방향에 균일하게 배열되어 있으므로, 코일엔드군 (12f),(12r)의 외주면에서의 열전도면의 면적이 크게 되고, 열전도충전재(23)와 코일엔드군(12f,12r)의 외주면과의 열적 접촉면이 증가되며, 고정자권선(12A)의 열이 효율좋게 열전도충전재(23)에 전달되고, 고정자(10A)의 냉각효율이 높여진다.

실시의 형태 3.

도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도, 도 11 및 도 12는 각각 도 10에 표시되는 고정자의 고정자권선의 권선구조를 설명하는 요부사시도이다.

이 실시의 형태 3에서는, 소선으로서 절연피복된 단면구형의 동재로 되는 연속도체선(45)을 사용하고 있다.

도 10에서, 6슬롯마다의 슬롯(11a)으로 구성되는 하나의 슬롯군에 있어서, 첫번째의 연속도체선(45)이 6슬롯마다의 슬롯(11a)에 1번지와 2번지를 교대로 차지하도록 웨이브상으로 감겨지고, 2번째의 연속도체선(45)이 6슬롯마다의 슬롯(11a)에 2번지와 1번지를 교대로 차지하도록 웨이브상으로 감겨져서, 각각 1턴을 갖는 2개의 내주측 권선을 형성하고 있다. 또, 3번째의 연속도체선(45)이 6슬롯마다의 슬롯(11a)에 3번지와 4번지를 교대로 차지하도록 웨이브상으로 감겨지고, 4번째의 연속도체선(45)이 6슬롯마다의 슬롯(11a)에 4번지와 3번지를 교대로 차지하도록 웨이브상으로 감겨져서, 각각 1턴을 갖는 2개의 외주측 권선을 형성하고 있다.

이들의 내주측 권선 및 외주측 권선을 직렬로 접속하여 4턴의 1상분의 권선을 형성하고 있다.

또, 6슬롯마다의 슬롯(11a)으로 구성되는 다른 5개의 슬롯군에서, 연속도체선(45)을 마찬가지로 감고, 내주측 권선 및 외주측 권선을 직렬로 접속하여 각각 4턴의 5상분의 권선을 형성하고 있다.

이와 같이 구성된 6상분의 권선을 3상분씩 교류결선하여 2조의 3상 교류권선이 구성되어 있다. 이 2조의 3상 교류권선이 고정자권선(12B)으로 된다.

또한, 각 슬롯(11a)내에는 4개의 연속도체선(45)이 구형단면의 길이방향을 슬롯깊이방향(직경방향)에 일치시켜서 슬롯깊이방향에 일렬로 정렬되어 수납되어 있다. 또, 각 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 구성되는 측면(46)은 배열방향에 대하여 대략 평행으로 되어 있다.

여기서 각 내주측 권선은, 도 11에 표시되는 바와 같이, 6슬롯피치로 배열된 직선부(45b)가 턴부(45a)에 의해 배열방향의 양측에 교대로 연속도체선(45)의 폭(W)만큼 오프셋되어 배열된 웨이브상 패턴이 구성되어 있다. 그리고, 동일 슬롯군에 감겨져 있는 2개의 내주측 권선은 도 12에 표시되는 바와 같이, 양 내주측 권선을 서로 6슬롯피치 오프셋하여 직선부(45b)를 겹쳐서 배열한 권선쌍으로 되어 있다. 또, 6상분의 내주측 권선은, 이 권선쌍을 1슬롯피치씩 오프셋배열하여 구성되어 있다. 또한 외주측 권선도, 내주측 권선과 같이 구성되어 있다.

이와 같이 제작된 고정자(10B)에서는, 고정자권선(12B)은, 하나의 연속도체선(45)을 6슬롯수마다에 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교대로 차지하도록 감겨져서 되는 12개의 1턴의 권선으로 구성되어 있다.

또, 고정자철심(11A)의 양단면측의 슬롯외에서 접어 젖혀져 있는 코일엔드, 즉 연속도체선(45)의 턴부(45a)가 직경방향으로 2열로 되어 원주방향에 균일하게 배열되어 프론트측 및 리어측의 코일엔드군(12f),(12r)을 구성하고 있다.

그런데, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면은, 슬롯(11a)에서 뻗어 나와서 정상부에 이르는 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 구성되는 측면(46)이 원주방향에 균일하게 배열되어 구성되어 있다. 그리고, 슬롯(11a)에서 뻗어 나와서 정상부에 이르는 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 구성되는 평활한 측면(46)이 고정자철심(11A)의 직경방향 바깥쪽으로 면하고, 열전도면을 구성하고 있다.

이와 같이, 이 실시의 형태 3에서는, 하나의 연속도체선(45)으로 1턴의 권선을 구성하고 있는 점을 제외하고, 상기 실시의 형태 2와 같이 구성되어 있다. 따라서, 이 실시의 형태 3에서도, 상기 실시의 형태 2와 같은 효과가 얻어진다.

또, 이 실시의 형태 3에서는, 하나의 연속도체선(45)으로 1턴의 권선을 구성하고 있으므로, 상기 실시의 형태 2에서 필요로 하였던 번잡한 도체세그먼트(40)의 접합작업이 생략된다.

또, 상기 실시의 형태 2에서는, 프로트측의 코일엔드군(12f)이 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)끼리를 접합하여 되는 코일엔드로 구성되어 있다. 그런데, 코일엔드의 정상부에는 접합부(41)가 존재하고 있으므로, 코일엔드정상부근방에서는 도체세그먼트(40)의 측면(42)은 도체세그먼트(40)의 축방향에 관련하여 매끄러운 곡면으로 되지 않는다. 한편, 실시의 형태 3에서는, 프론트측의 코일엔드군 (12f)도, 리어측의 코일엔드군(12)과 같이 연속도체선(45)의 턴부(45a)로 되는 코일엔드로 구성되어 있다.

그런데, 코일엔드의 정상부에서도, 연속도체선(45)의 측면(46)은 연속도체선 (45)의 축방향에 관련하여 매끄러운 곡면으로 구성되어 있다.

이에 따라, 열전도면의 면적이 확대되고, 열전도충전재(23)와 코일엔드군 (12f)의 외주면과의 열적 접촉면을 증대시킬 수 있다.

계속해서, 이 실시의 형태 3에 의한 고정자의 조립방법에 대하여 설명한다.

우선, 12개의 연속도체선(45)이 평면상에 1슬롯피치로 정렬된다.

계속해서, 도 13에 표시되는 바와 같이 12개의 연속도체선(45)을 함께 소정피치(2점쇄선의 위치)에서 접어 젖히고, 12개의 연속도체선(45)이 나선상으로 감겨진 띠형상의 권선유닛(47)을 형성한다.

그리고, 권선유닛(47)의 폭방향에 관련하여 거리 L 떨어진 위치에서, 한쌍의 핀군(48)을 권선유닛(47)의 표면측으로부터 각 연속도체선(45)사이에 삽입한다.

마찬가지로, 권선유닛(47)의 폭방향에 대하여 거리 L 떨어진 위치에서, 한쌍의 핀군(48)을 권선유닛(47)의 이면측으로부터 각 연속도체선(45)사이에 삽입한다. 또, 권선유닛(47)의 폭방향단부에서, 위치규제핀군(49)을 각 연속도체선(45)간에삽입한다. 이와 같이 하여, 핀군(48),(49)이 도 14에 표시되는 바와 같이 세트된다. 여기서, 거리 L은 슬롯(11a)의 홈방향길이에 대략 일치하고 있다.

그런데, 권선유닛(47)의 표면측으로부터 각 연속도체선(45)사이에 삽입된 한쌍의 핀군(48)이, 도 14중 실선화살표로 표시되는 바와 같이, 권선유닛(47)의 길이방향에서 서로 역방향으로 이동된다. 마찬가지로, 권선유닛(47)의 이면측으로부터 각 연속도체선(45)사이에 삽입된 한쌍의 핀군(48)이, 도 14중 점선화살표로 표시되는 바와 같이, 권선유닛(47)의 길이방향에서 서로 역방향으로 이동된다. 이때, 위치규제핀군(49)이 각 연속도체선(45)사이에 삽입되어 있으므로, 연속도체선(45)이 따로따로 흩어지게 되는 것이 저지된다.

이에 따라, 한쌍의 핀(48)사이에 위치하는 각 연속도체선(45)의 부위가 권선유닛(47)의 길이방향에 대하여 직교하도록 변형되고 슬롯(11a)내에 수납되는 직선부(45b)로 된다. 그리고, 또, 한쌍의 핀(48)의 바깥쪽에 위치하는 각 연속도체선 (45)의 부위가 6슬롯 떨어진 직선부(45b)간을 연결하는 턴부(45a)로 된다.

이로써, 도 15에 표시되는 권선어셈블리(50)가 제작된다. 이 권선어셈블리 (50)는, 도 12에 표시되는 권선쌍을 1슬롯피치 오프셋하여 6쌍 배열된 것과 같은 구조로 되어 있다.

즉, 권선어셈블리(50)는, 직선부(45b)가 턴부(45a)의해 연결되어 6슬롯피치로 배열되고, 또한, 인접하는 직선부(45b)가 턴부(45a)에 의해 배열방향의 양측에 연속도체선(45)의 폭만큼 교대로 오프셋된 패턴으로 형성된 2개의 연속도체선(45)을, 서로 6슬롯피치 오프셋하여 직선부(45b)를 겹쳐서 배열하여 되는 연속도체선(45)의 쌍이, 1슬롯피치씩 오프셋되어 6쌍 배열되어 구성되어 있다.

또, 사다리꼴형상의 슬롯(51a)이 소정의 피치로 형성된 자성재료인 SPCC재를 소정매수 적층하고, 그 외주부를 레이저용접하여 직방체의 철심(51)을 제작한다. 그리고, 도 16의 (a)에 표시되는 바와 같이, 철심(51)의 각 슬롯(51a)에 인슐레이터(도시하지 않음)를 장착하고, 계속해서 직선부(45b)를 슬롯에 삽입하여 2조의 권선어셈블리(50)를 겹쳐서 철심(51)에 장착한다. 그후, 도 16의 (b)에 표시되는 바와 같이, 2조의 권선어셈블리(50)가 장착된 철심(51)을 둥글게 한다. 그리고, 도 16의 (c)에 표시되는 바와 같이 둥글게 된 철심(51)의 양단부를 맞닿게 접속시키고 이 맞닿는 부분을 레이저용접하여, 2조의 권선어셈블리(50)가 장착된 원통상의 고정자철심(11B)을 얻는다. 또, 각 연속도체선(45)을 결선하여, 도 10에 표시되는 고정자(10B)가 얻어진다.

이와 같이, 6슬롯마다에 슬롯(11a)내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교대로 차지하도록 웨이브상으로 형성된 12개의 연속도체선(45)을 일체로 구성하는 권선어셈블리(50)를 제작하고 있으므로, 고정자권선(12B)의 권선작업이 간략화되고, 연속도체선(45)의 접합개소가 현저하게 삭감되며, 고정자의 생산성이 향상된다.

여기서, 상기 실시의 형태 3에서는, 고정자철심(11B)에 장착된 때에 1턴의 권선군을 구성하도록 제작된 권선어셈블리(50)를 사용하는 것으로 하고 있으나, 권선어셈블리(50)를 길이방향에 2분할, 3분할 등으로 분할한 권선어셈블리유닛을 사용하여도 된다. 이 경우, 권선어셈블리유닛을 철심(51)에 일렬로 정렬하여 장착하고, 철심(51)을 둥글게 하며, 철심의 양단부를 맞닿게 하여 접합한 후, 각 권선어셈블리유닛의 각 연속도체선(45)을 접합하여 1턴의 권선군을 구성하게 된다.

또, 상기 실시의 형태 3에서는, 매극매상당의 슬롯수가 2의 경우이므로, 12개의 연속도체선(45)을 사용하여 권선어셈블리(50)를 제작하고 있으나, 매극매상당의 슬롯수가 1 혹은 3이상의 경우에도, 적용할 수 있고, 권선어셈블리(50)를 구성하는 연속도체선(50)의 개수는 매극매상당의 슬롯수에 맞춰서 적의 선택하면 된다. 예컨대, 매극매상당의 슬롯수가 1인 경우, 권선어셈블리는, 직선부가 턴부에 의해 열결되어 3슬롯피치로 배열되고, 또한, 인접하는 직선부가 턴부에 의해 배열방향의 양측에 연속도체선의 폭만큼 교대로 오프셋된 패턴으로 형성된 2개의 연속도체선을 서로 3슬롯피치 오프셋하여 직선부를 겹쳐서 배열하여 되는 연속도체선의 쌍이, 1슬롯피치씩 오프셋되어 3쌍 배열되어 구성되어 있다.

또, 상기 실시의 형태 3에서는, 권선어셈블리(50)의 연속도체선(45)은, 직선부(45b)가 턴부(45a)에 의해 연속도체선(45)의 폭만큼 교대로 오프셋된 패턴으로 형성되어 있는 것으로 하고 있으나, 권선어셈블리의 연속도체선은 직선부가 턴부에 의해 연속도체선의 폭의 2배만큼 교대로 오프셋된 패턴으로 형성되어도 좋다.

이 경우, 쌍으로 되는 연속도체선의 직선부간에 연속도체선 2개만큼의 공극(Gap)이 형성되어 있고, 이와 같이 제작된 권선어셈블리에 상술한 권선어셈블리(50)를 삽입하며, 고정자철심에 장착함으로써, 실시의 형태 3과 같은 고정자권선이 얻어진다.

또, 상기 실시의 형태 2에서는, 도체세그먼트(40)를 고정자철심(11A)의 슬롯에 삽입한 후, 개방단부(40c)끼리를 접합하는 것으로 하고 있으나, 고정자철심(11A )에 장착하기 전에, 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)끼리를 접합하여 도 15에 표시되는 권선어셈블리와 같은 어셈블리를 제작하도록 하여도 된다. 이 경우, 고정자철심(11A)에 삽입된 상태에서, 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)를 접합하거나, 도체세그먼트(40)의 개방단부(40c)측을 구부리거나 하는 일이 없고 작업성이 현저하게 향상된다.

실시의 형태 4.

도 17은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기를 표시하는 종단면도, 도 18은 도 17에 표시되는 차량용 교류발전기를 리어측에서 본 일부파단 평면도, 도 19 및 도 20은 각각 도 17에 표시된 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도 및 리어측 단면도이다.

도 17 및 도 18에서, 리어브래킷(2)에는, 튜브수납홈(55)이 오목하게 설치되고, 이 튜브수납홈(55)은, 브래킷커버(13)를 리어브래킷(2)에 부착함으로써 닫혀진다. 이 튜브수납홈(55)은, 일단이 유입관(16)에 연결되어 리어브래킷(2)의 브래킷커버(13)측에 배치된 튜브수납홈(55a)과, 일단이 연통공(55b)을 통하여 튜브수납홈 (55a)의 타단에 연통되고, 타단이 유출관(17)에 연결되어, 코일엔드군(12r)의 정상부에 대향하며, 또한, 리어브래킷(2)의 회전자(7)측에 노출하도록 원환상으로 배치된 튜브수납홈(55c)으로 구성되어 있다.

그리고, 액상냉매의 유통로를 구성하는 열전도의 양호한 튜브(56)가, 유입관(16)으로부터 튜브수납홈(55c)내에 수납되고, 연통공(55b)을 통하여 튜브수납홈 (55c)에 수납되며, 유출관(17)에 도달하도록 배치되어 있다.

또, 튜브(56)의 일부가 분기되어 코일엔드군(12f)과, 프론트브래킷(1)사이에 환상으로 배치되어 있다. 그리고, 튜브(56)에 냉각수를 유통시킴으로써, 튜브(56)가 부풀어 올라서 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면 및 정상부에 밀접하게 된다. 또한, 튜브(56)는, 고열전도성, 난연성, 또, 내열성의 실리콘러버 등으로 제작되어 있다.

또, 고정자(10C)는 도 19에 표시되는 바와 같이, 권선어셈블리(50)를 고정자철심(11A)에 3층으로 감아서 구성되어 있다.

그런데, 고정자권선(12C)은, 6턴의 1상분의 권선을 교류결선한 2조의 3상 교류권선으로 구성되어 있다.

또, 고정자권선(12C)은, 도 20에 표시되는 바와 같이, 직경방향에 3열로 정렬되어 원주방향에 배열되어 있는 턴부(45a)가 직경방향의 양측으로부터 압축되어 서로 밀접하도록 구성되어 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 3과 같이 구성되어 있다.

이 실시의 형태 4에서도, 슬롯(11a)으로부터 뻗어 나와서 정상부에 이르는 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 구성되는 측면(46)이 고정자철심의 직경방향의 바깥쪽에 면하여, 열전도면을 구성하고, 또, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면이 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 구성되는 측면(46)을 원주방향에 균일하게 배열하여 구성되어 있으므로, 상기 실시의 형태 3과 같은 효과를 이룬다.

이 실시의 형태 4에 의하면, 직경방향에 3열로 정렬하여 원주방향에 배열되어 있는 턴부(45a)가 직경방향의 양측으로부터 압축되어 서로 밀접하도록 구성되어 있으므로, 내주측 및 중간의 권선에서 발생한 열이 턴부(45a)간의 접촉부를 통하여 외주측의 권선의 턴부(45a)에 전달되고, 또, 열전도면으로부터 튜브(56)에 전달되어 냉각수(15)에 흡열된다. 이에 따라, 턴수가 증가되어도, 고정자권선(12C)의 온도상승이 억제된다.

또, 냉각수(15)의 유통로인 튜브(56)가 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면 및 정상부에 직접 밀접하고 있으므로, 고정자권선(12C)을 직접 냉각하게 되고, 열전도충전재(23)를 개재하는 간접 냉각인 상기 실시의 형태 1 ~ 3에 비하여 냉각성이 높아진다.

또, 고정자권선(12C)의 각상의 권선이 6턴으로 구성되어 있으므로, 고출력이 실현된다.

실시의 형태 5.

이 실시의 형태 5에서는, 도 21에 표시되는 바와 같이, 원주방향에 배열되어 있는 턴부(45a)간이 밀접하도록 슬롯으로부터의 뻗어 나오는 부분에서 정상부에 이르는 연속도체선(45)의 부위가 경사되어 있다.

또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 4와 같이 구성되어 있다.

이 실시의 형태 5에 의한 고정자(10D)에서는, 고정자권선(12D)의 코일엔드군 (12f),(12r)의 외주면은, 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 형성되는 평활한측면(46)이 원주방향에 정렬되어 구성되어 있다. 그런데, 연속도체선(45)의 측면 (46)간의 원주방향 갭이 없어지고, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면이 연속도체선 (45)의 구형단면의 단변으로 형성되는 측면(46)만으로 구성되는 평활면에 형성된다. 그리고 튜브(56)는 부풀어 오른 때에 측면(46)만으로 구성되는 평활면에 밀접한다. 이에 따라, 튜브(56)에 열적으로 접촉하는 열전도면의 면적이 현저하게 증가하고 냉각효율이 향상된다.

실시의 형태 6.

이 실시의 형태 6에서는, 도 22에 표시되는 바와 같이, 수지(57)가 코일엔드군(12f),(12r)의 외주측에 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 형성되는 측면 (46)과 동일면위치가 되도록 형성되어 있다.

즉, 열전도면을 구성하는 연속도체선(45)의 측면(46)이 수지(57)로부터 노출되어 있다.

이에 따라, 코일엔드군(12f),(12r)의 외주면이 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 형성되는 측면(46)과 수지(57)로 구성되는 평활면에 형성된다. 여기서, 수지(57)는 예컨대 고열전도율을 갖는 알루미나를 첨가한 에폭시수지가 사용된다.

이 실시의 형태 6에 의한 고정자(10E)에서는, 고정자권선(12E)의 코일엔드군 (12f),(12r)의 외주면이 연속도체선(45)의 구형단면의 단변으로 형성되는 측면(46)과 수지(57)로 구성되는 평활면에 형성되어 있다. 그런데, 연속도체선(45)의 측면(46)간의 원주방향 극간(Cap)이 없어지고 튜브(56)는 부풀어 오른 때에 측면(46) 및 수지(57)에 밀접한다. 그리고, 열은 측면(46)으로부터 튜브(56)에 직접 전도되는 동시에, 연속도체선(45)으로부터 수지(57)를 통하여 튜브(56)에 전도된다. 이에 따라 튜브(56)와 코일엔드군(12f),(12r)과의 열적 접촉면적이 현저하게 증가하고 냉각효율이 향상된다.

또한, 상기 각 실시의 형태에서는, 프론트측 및 리어측의 코일엔드군(12f), (12r)이 냉각수로 냉각되는 것으로 하고 있으나, 프론트브래킷(1)에 흡기공 및 배기공을 설치하고, 팬(5)에 의해 냉각풍의 흐름을 형성하여 프론트측의 코일엔드군 (12f)을 냉각하도록 하여도 된다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 액상냉매로서 냉각수를 사용하는 것으로 하고 있으나, 액상냉매로서는 기름을 사용할 수도 있다.

또, 상기 실시의 형태 2 ~ 6에서는, 도체단면이 구형형상의 소선을 사용하는 것으로 하고 있으나, 코일엔드의 정렬성이 대단히 높으므로, 도체단면이 원형형상의 소선을 사용하여도 충분한 열전도성이 얻어진다.

본 발명은, 이상과 같이 구성되어 있으므로, 이하에 기재되어 있는 바와 같은 효과를 이룬다.

본 발명에 의하면, 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 소정피치로 형성된 고정자철심 및 이 고정자철심에 감겨진 고정자권선을 갖는 고정자와, 이 고정자의내주측에 회전가능하게 설치된 회전자와, 상기 고정자와 상기 회전자를 지지하는 브래킷을 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 고정자권선의 코일엔드군은, 상기 고정자철심의 단면측의 상기 슬롯외에서 접어 젖혀져서 되는 코일엔드가 원주방향에 배열되어 구성되고, 상기 고정자철심의 직경방향 바깥쪽에 면하며, 또한, 상기 고정자철심의 단면근방으로부터 정상부에 이르는 상기 코일엔드의 외표면의 상기 고정자철심의 직경방향에서의 소정영역이 원주방향에 매끄러운 열전도면을 구성하고, 상기 열전도면으로부터 열전도된 상기 고정자에서 발생하는 열을 흡열하는 액상냉매의 유통로가 설치되어 있으므로, 코일엔드군의 열전도면적이 크게 되며, 고정자에서 발생하는 열이 액상냉매에 효율적으로 열전도되고 뛰어난 냉각효과가 얻어지며, 고정자의 온도상승을 억제할 수 있는 차량용 교류발전기가 얻어진다.

또, 상기 유통로는 상기 브래킷내에 형성되고, 열전도성 수지가 상기 코일엔드군과 상기 브래킷과의 사이에 상기 열전도면과 거의 접촉상태로 충전되어 있으므로, 고정자에서 발생하는 열이 코일엔드의 열전도면으로부터 열전도성 수지 및 브래킷을 통하여 액상냉매에 효율적으로 열전도된다.

또, 상기 유통로는 열전도성 부재로 되는 튜브로 구성되고, 이 튜브의 일부가 상기 코일엔드군의 상기 열전도면과 거의 접촉상태로 설치되어 있으므로, 고정자에서 발생하는 열이 코일엔드의 열전도면으로부터 튜브를 통하여 액상냉매에 효율적으로 열전도된다.

또, 상기 고정자권선은, 소선을 소정슬롯수마다에 상기 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교대로 차지하도록 감아서 구성된 권선을 복수 갖고, 상기고정자철심의 단면측의 상기 슬롯외에서 접어 젖혀진 상기 소선의 턴부가 상기 코일엔드를 형성하며, 원주방향에 대략 균일하게 정렬하여 상기 코일엔드군을 구성하고 있으므로, 코일엔드의 열전도면이 코일엔드군의 외주면의 전주(全周)에 걸쳐서 원주방향에 균등하게 배열되고, 코일엔드군으로부터 액상냉매로의 열전도성이 높아지며, 냉각효율이 향상된다.

또, 상기 턴부는 직경방향에 복수열로 정렬하여 원주방향에 배열되고, 직경방향에 인접하는 상기 턴부가 서로 거의 접촉하고 있으므로, 직경방향 내측의 권선에서 발생하는 열이 턴부간의 접촉부를 통하여 직경방향 외측으로 턴부에 열전도되고, 냉각효율이 높아진다.

또, 상기 소선을 구형단면형상으로 형성되고, 상기 열전도면이 상기 소선의 평탄한 한 측면으로 구성되어 있으므로, 열전도면의 면적이 커지고, 코일엔드군으로부터 액상냉매로의 열전도성이 더욱 높아진다.

또, 상기 턴부는, 상기 슬롯으로부터의 뻗어 나오는 부분과 접어 젖혀지는 부분과의 중간부가 서로 근접하여 원주방향에 배열되어 있으므로, 코일엔드의 열전도면이 코일엔드군의 외주면의 전주(全周)에 걸쳐서 균등하게 또한 연속하여 배열되고, 코일엔드군으로부터 액상냉매로의 열전도성이 더욱 놓아진다.

또, 수지가 상기 소선의 표면과 동일면 위치로 되도록 상기 턴부간에 충전되고, 상기 열전도면이 상기 소선의 표면과 상기 수지의 표면으로 되는 평활면에 구성되어 있으므로, 코일엔드군으로부터 액상냉매로의 열전도성이 더욱 높아진다.

또, 상기 소선의 연속선이므로, 턴부가 연속선으로 구성되고, 턴부에서의 매끄러운 열전도면의 대면적화가 도모되며, 코일엔드군으로부터 액상냉매로의 열전도성이 더욱 높아진다.

Claims

축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 소정피치로 형성된 고정자철심 및 이 고정자철심에 감겨진 고정자권선을 갖는 고정자와, 이 고정자의 내주측에 회전가능하게 설치된 회전자와, 상기 고정자와 상기 회전자를 지지하는 브래킷을 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 고정자권선의 코일엔드군은, 상기 고정자철심의 단면측의 상기 슬롯밖에서 접어 젖혀져서 되는 코일엔드가 원주방향에 배열되어 구성되고, 상기 고정자철심의 직경방향 바깥쪽에 면하며, 또한, 상기 고정자철심의 단면근방에서 정상부에 이르는 상기 코일엔드의 외표면의 상기 고정자철심의 직경방향에서의 소정영역이 원주방향에 매끄러운 열전도면을 구성하고 상기 열전도면으로부터 열전도된 상기 고정자에서 발생하는 열을 흡열하는 액상냉매의 유통로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
청구항 1에 있어서, 상기 유통로는 상기 브래킷내에 형성되고, 열전도성 수지가 상기 코일엔드군과 상기 브래킷과의 사이에 상기 열전도면과 거의 접촉상태로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
청구항 1에 있어서, 상기 유통로는 열전도성 부재로 되는 튜브로 구성되고,이 튜브의 일부가 상기 코일엔드군의 상기 열전도면과 거의 접촉상태로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.