KR20020040536A - 차량용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일엔드군의 직경방향의 부풀어오름을 없애고, 풍소음을 저감할 수 있으며, 고정자의 온도상승을 억제할 수 있는 차량용 교류발전기를 얻는다.

매극매상당의 2의 비율로 설치된 슬롯에 6개의 1상 권선이 감겨져 있다. 각 1상 권선(30)은, 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 슬롯수납부(31a)와 인접하는 슬롯수납부(31a)의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 크로스오버부(31b)로 되는 파상(wave shaped)패턴에 도체선(32)을 소정회수 감아서 형성된 2개의 파형권선(wave winding)(31A),(31B)를 갖고, 파형권선(31A),(31B)이 원주방향으로 6슬롯 오프셋되어 축방향에 크로스오버부(31b)를 상대하도록 하여 슬롯(15a)에 감겨져 있다.

Description

차량용 교류발전기{AUTOMOTIVE ALTERNATOR}

본 발명은 차량용 교류발전기에 관한것으로, 특히 차량용 교류발전기의 고정자권선구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 교류발전기는 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 등각피치로 형성된 원통상의 고정자철심에 고정자권선을 감아서 되는 고정자와, 이 고정자의 내주측에 배치된 계자권선을 갖는 회전자를 구비하고 있다.

그리고, 고정자철심에는, 슬롯이 고정자권선의 상수 및 회전자의 자극수에 따라서, 매극매상당 1의 비율로 설치되어 있다.

이와같이, 슬롯이 매극, 매상당 1의 비율로 설치되어 있는 경우, 슬롯간에 형성되는 티즈(teeth)가 직경방향에 대하여 인접하는 자극의 양자에 겹치는 시간이 길게 되고, 누설자속이 많게되어 버린다. 이 누설자속은, 유효자속을 감소시키는 동시에, 자속의 맥동을 발생시키고, 발생전압의 변동이나 출력파형을 교란하게 되며 직류로 정류한 경우에 리플의 원인이 된다.

그래서, 슬롯은 매극 매상당 2의 비율로 설치하여, 티즈(teeth)가 직경방향에 대하여 인접하는 자극의 양자에 겹치는 시간을 짧게하고, 누설자속을 감소하고자 하는 시도가 예컨대 일본국 특개평 4-26345호 공보등에 제안되어 있다.

도 20은 예컨대 일본국 특개평 4-26345호 공보에 기재된 고정자의 요부를 평면적으로 전개한 모식도이다.

도 20에서, 고정자철심은 60, 자성강판을 원통상으로 성형한 것으로, 축방향으로 뻗는 슬롯(61)이 매극, 매상당 2의 비율로 원주방향에 등각피치로 설치되어 있다. 여기에서는 회전자(도시하지 않음)의 12개의 자극에 대하여, 2개의 3상 교류권선으로되는 고정자권선(63)이 얻어지도록 72개의 슬롯(61)이 고정자철심(60)에 설치되어 있다.

그리고, 이 72개의 슬롯(61)은, 전기각으로 30도의 피치로 배열된 슬롯(61a),(61a′),(61b),(61b′),(61c),(61c′)이 6슬롯피치로 배열되어 구성되어 있다.

1상권선(63a)이, 도체선을 슬롯(61a)의 군에 파상으로 감겨져서 구성되고, 1상권선(63b)이 도체선을 슬롯(61b)의 군에 파상으로 감겨져서 구성되며, 또, 1상 권선(63c)이, 도체선을 슬롯(61c)의 군에 파상으로 감겨져서 구성되어 있다.

그리고, 이와같이 감겨진 1상 권선(63a),(63b),(63c)을 Y결선하여 3상교류권선이 구성되어 있다. 여기서, 1상권선(63a),(63b),(63c)이 삽입되는 슬롯은 각각 전기각으로 60도의 위상차를 가지고 있다.

또, 1상 권선(63a′)이 도체선을 슬롯(61a′)의 군에 파상으로 감아서 구성되고, 1상권선(63b′)이 도체선을 슬롯(61b′)의 군에 파상으로 감아서 구성되며, 또 1상권선(63c′)이 도체선을 슬롯(61c′)의 군에 파상으로 감아서 구성되어 있다.

그리고, 이와같이 감겨진 1상 권선(63a′),(63b′),(63c′)을 Y결선하여 3상교류권선이 구성되어 있다. 여기에서, 1상 권선(63a′),(63b′),(63c′)은 각각전기각으로 60도의 위상차를 가지고 있다. 또, 1상 권선(63a′),(63b′),(63c′)은 1상 권선(63a),(63b),(63c)에 대하여 전기각으로 30도의 위상차를 가지고 있다.

이들의 1상 권선(63a),(63b),(63c),(63a′),(63b′),(63c′)이 고정자철심 (60)에 감겨져서, 도 21에 표시되는 바와 같이, 고정자(65)를 제작하고 있다. 이와같이 구성된 고정자(65)에서는, 슬롯(61)이 매극, 매상당 2의 비율로 설치되어 있으므로, 직경방향에 대하여 인접하는 자극의 양자의 겹쳐지는 티즈(62)의 부분이 대단히 적게된다. 이로인해, 누설자속이 감소되고, 유효자속의 감소를 억제할 수 있다. 마찬가지로, 자속의 맥동의 발생이 억제되고, 발생전압의 변동이나 출력파형의 흐트러짐이 적게되며, 직류로 정류한 경우의 리플이 저감되는 것으로 된다.

종래의 차량용 교류발전기의 고정자(65)에서는, 이상과 같이, 고정자권선 (63)을 구성하는 1상권선(63a),(63a′),(63b),(63b′),(63c),(63c′)이 각각 도체선을 하나의 슬롯(61)로 부터 뻗어나와서, 6슬롯 떨어진 슬롯(61)에 들어가도록, 6슬롯마다의 슬롯(61)에 파상으로 감겨져서 구성되어 있다.

그런데, 1상권선(63a),(63a′),(63b),(63b′),(63c),(63c′)을 구성하는 소정개수의 도체선의 다발은 도 22에 표시되는 바와 같이, 슬롯(61)로부터 뻗어나온 후, 원주방향으로 구부려지는 근방 A에서 직경방향으로 겹치고, 직경방향으로 부풀어 올라버리게 된다.

이에따라, 고정자권선(63)의 코일엔드군은, 원주방향에 대하여 큰 요철(凹凸)이 형성되어 버리고, 회전자나, 팬과의 압력변동에 기인하는 큰 퐁소음이 발생하여 버린다는 문제가 있다.

또, 슬롯(61)으로부터 뻐어나온 후 원주방향으로 구부려지는 근방 A에서 직경방향에 겹쳐져 있는 도체선의 다발이 냉각풍에 노출되기 어렵게 되고, 고정자 (65)에서의 발열이 코일엔드군으로부터 효율좋게 방열되지 않으며, 고정자(65)의 온도상승을 억제할 수 없게되고, 출력향상이 도모되지 않는다는 문제도 있다.

이와같이, 슬롯이 매극, 매상당 2의 비율로 설치된 고정자철심(60)에 2개의 3상교류권선을 감은 고정자(65)를 탑재한 종래의 차량용 교류발전기에서는, 풍소음이나 출력의 면에서, 고성능화가 도모되지 않는다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 고정자권선을 구성하는 가 1상권선의 슬롯으로부터 뻗어나오는 도체선이 원주방향의 요철을 적게하여 풍소음을 저감하는 동시에, 코일엔드군을 구성하는 도체선의 다발의 직경방향의 중첩을 억제하여, 코일엔드군의 방열성을 높히고, 고정자의 온도상승을 억제할 수 있는 차량용 교류발전기를 얻는것을 목적으로 한다.

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

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선을 표시하는 사시도.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상권선을 표시하는 분해사시도.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상권선의 형성공정을 설명하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상권선의 형성공정을 설명하는 도면.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 전원회로를 표시하는 회로도.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의요부를 평면적으로 전개한 모식도,.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선을 표시하는 사시도.

도 10은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선의 형성공정을 설명하는 도면.

도 11은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선을 표시하는 사시도.

도 12는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선의 형성공정을 설명하는 도면.

도 13은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선의 형성공정을 설명하는 도면.

도 14는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자를 표시하는 사시도.

도 15는 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선구조를 설명하는 요부확대도.

도 16은 도 1의 XVI-XVI에 따른 단면도.

도 17은 본 발명의 실시의 형태 8에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선의 형성공정을 설명하는 도면.

도 18은 본 발명의 실시의 형태 8에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선의 형성공정을 설명하는 도면.

도 19는 본 발명의 실시의 형태 8에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상 권선을 표시하는 사시도.

도 20은 종래의 차량용 교류발전기에서의 고정자의 요부를 평면적으로 전개한 모식도.

도 21은 종래의 차량용 교류발전기에서의 고정자를 표시하는 사시도.

도 22는 종래의 차량용 교류발전기에서의 고정자의 요부를 평면적으로 전개한 모식도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1. 프론트 브래킷,2. 리어브래킷,5. 팬,

7. 회전자,8. 고정자,12. 정류기,

15. 고정자철심,15a. 슬롯,16. 고정자권선,

16f,16r. 코일엔드군,30,30A,30B,47. 1상권선,31A,31B. 파형권선,

31a. 슬롯수납부, 31b. 크로스오버부,32. 도체선,

35. 배분파형권선(divided wave winding),

36. 제 1권선부,36a. 제 1슬롯수납부,36b. 제 1크로스오버부,

37. 제 2권선부,37a. 제 2슬롯수납부,37b. 제 2크로스오버부,

160. 3상 교류권선.

본 발명에 관한 차량용 교류발전기는, 브래킷에 회전가능하게 지지된 회전자와 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 복수형성된 원통상의 고정자철심 및 이 고정자철심에 감겨진 고정자권선을 갖고, 상기 회전자의 외주를 둘러싸도록 상기 브래킷이 지지된 고정자를 구비한 차량용 교류발전기에서, 상기 슬롯은 매극, 매상당2의 비율로 상기 고정자철심에 형성되고, 상기 고정자권선은 상기 슬롯에 감겨진 3개의 1상권선을 교류결선하여 구성된 2개의 3상 교류권선을 가지며, 상기 각 1상 권선은 도체선이, 상기 슬롯의 양단으로부터 뻗어나오고, 원주방향의 양쪽으로 배분되어 원주방향의 양쪽의 슬롯으로 들어가도록 상기 슬롯에 감겨져서 구성되어 있는 것이다.

또, 상기 1상 권선은, 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 슬롯수납부와 인접하는 이 슬롯수납부의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 크로스오버부로 되는 파형패턴에 상기 도체선을 소정회수 감아서 형성된 파형권선을 복수 가지고, 이 복수의 파형권선이 원주방향으로 6슬롯 오프셋되어 축방향으로 상기 크로스오버부를 상대하도록 하여 상기 슬롯에 감겨져 있는 것이다.

또, 상기 1상 권선은 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 제 1 슬롯수납부와 인접하는 이 제 1슬롯수납부의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 제 1 크로스오버부로 되는 제 1파상패턴에 상기 도체선을 소정회수 감아서 형성된 제 1권선부와, 이 권선부의 권선종단으로부터 상기 도체선을 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 제 2 슬롯수납부와 인접하는 이 제 2슬롯 수납부의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 제 2 클로스오버부로 되는 제 2파상패턴에 소정회수 감아서 형성된 제 2권선부가, 상기 제 1슬롯수납부와 상기 제 2 슬롯수납부를 상대하고, 또한 상기 제 1크로스오버부와 상기 제 2크로스오버부를 축방향으로 상대하도록 겹쳐진 배분파형권선을 가지고 있는 것이다.

또, 상기 1상 권선의 중성점 인출선이 하나의 슬롯으로부터 인출되고, 또한출력선이 다른 하나의 슬롯으로부터 인출되어 있는 것이다.

또, 상기 3상 교류권선은, 상기 3개의 1상권선은 Y결선하여 구성되고, 상기 3개의 1상 권선의 중성점 인출선이 인출되는 슬롯이, 상기 3개의 1상 권선의 출력선이 인출되는 슬롯의 원주방향에 인접하는 한쌍의 슬롯 사이에 위치되어 있는 것이다.

또, 상기 1상 권선은, 상기 도체선이, 상기 슬롯에 중첩권선으로 감겨져서 구성되어 있는 것이다.

또, 상기 1상 권선은, 복수개의 상기 도체선을 동시에 감아서 구성된 권선을 가지고 있는 것이다.

또, 상기 1상 권선은 상기 도체선을 감아서 구성된 권선을 병렬로 접속하여 구성되어 있는 것이다.

또, 상기 1상 권선은, 상기 슬롯의 양단에서 인출되어 원주방향의 양쪽으로 배분되는 상기 도체선의 배분개수가 같은 것이다.

상기 1상 권선은, 적어도 하나의 상기 도체선을 상기 고정자철심에 감아서 되는 복수의 권선을 갖고, 이 복수의 권선의 각각에서의 상기 슬롯의 양단으로부터 인출되어 원주방향의 양쪽으로 배분되는 상기 도체선의 배분개수는 다르며, 또한, 이 복수의 권선에서의 상기 슬롯의 양단으로 부터 인출되어 원주방향의 양쪽으로 배분되는 상기 도체선의 배분 총개수는 같은 것이다.

또, 상기 고정자권선의 코일엔드군은 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 잇는 상기 도체선의 슬롯수납부간을 상기 고정자철심의 단면 바깥쪽에서는 연결하는 다수의 크로스오버부로 구성되고, 상기 다수의 크로스오버부의 적어도 일부의 크로스오버부가 축방향으로 오프셋되어 있는 것이다.

또, 상기 고정자권선의 코일엔드군은, 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 있는 상기 도체선의 슬롯 수납부간을 상기 고정자철심의 단면 바깥쪽에서 연결하는 다수의 크로스 오버부로 구성되고, 상기 코일엔드군의 내주측을 구성하는 상기 크로스오버부가 상기 도체선에 겹쳐지는 일 없이 축방향으로 정렬되어 구성되어 있는 것이다.

또, 상기 회전자의 축방향 양단면에 팬이 부착되고, 상기 고정자권선의 코일엔드군은 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 있는 상기 도체선의 슬롯수납부간을 상기 고정자철심의 단면 바깥쪽에서 연결하는 다수의 크로스오버부로 구성되고, 상기 팬이 부착되는 상기 회전자의 축방향 단면이 상기 크로스 오버부의 저부에 대하여 축방향의 외측에 위치되어 있는 것이다.

또, 상기회전자의 축방향 양단면에 팬이 부착되고, 상기 고정자권선의 코일엔드군은 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 있는 상기 도체선의 슬롯수납부간을 상기 고정자철심의 단면바깥쪽에서 연결하는 다수의 크로스오버부로 구성되고, 상기 팬과 상기 크로스오버부가 축방향에 대하여 겹쳐져 있는 동시에 상기 크로스오버부의 저부와 상기 고정자철심의 단면과의 사이에 통풍공극이 형성되어 있는 것이다.

또, 상기 팬의 축방향 높이의 중앙부와 상기 코일엔드군의 정상부가 축방향에 대하여 대략 같은 위치이다.

(발명의 실시의 형태)

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 대하여 설명한다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기를 표시하는 단면도, 도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도. 도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상권선을 표시하는 사시도, 도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 고류발전기에서의 고정자의 고정자권선을 구성하는 1상권선을 표시하는 분해사시도. 도 5 및 도 6은 1상 권선의 형성공정을 설명하는 도면. 도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 전기회로를 표시하는 회로도이다.

또한, 도 2에 있어서, 중성점 인출선 및 출력선은 생략되어 있다.

도 1에서, 차량용 교류발전기는, 알루미늄제의 프론트브래킷(1)및 리어브래킷(2)으로 구성된 케이스(3)와, 이 케이스(3)내에 설치되고, 일단부에 풀리(4)가 고정된 샤프트(6)와, 이 샤프트(6)에 고정된 랜들형의 회전자(7)와, 이 회전자(7)의 축방향 양단부에 고정된 팬(5)과, 회전자(7)를 포위하도록 케이스(3)에 고정된 고정자(8)와, 샤프트(6)의 타단부에 고정되어 회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링 (9)과, 슬립링(9)의 표면에 슬라이드하는 한쌍의 브러시(10)와, 이 브러시(10)를 수납하는 브러시홀더(11)와, 고정자(8)에 전기적으로 접속되고, 고정자(8)에서 발생한 교류를 직류로 정류하는 정류장치(12)와, 브러시홀더(11)에 끼워붙여지셔 고정자(8)에서 발생한 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(18)를 구비하고 있다.

회전자(7)는, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 계자권선(13)과, 이 계자권선 (13)을 덮도록 설치되고, 그 자속에 의해 자극이 형성되는 한쌍의 폴코어(20),(21)를 구비하고 있다. 그리고, 한쌍의 폴코어(20),(21)는 철제이고, 각각 최외경면 형성을 거의 사다리꼴형상으로 하는 클로(claw)상 자극(22),(23)이 외주연부(椽部)에 원주방향에 등각피치도 돌출, 설치되어 있으며, 이들의 클로상자극(22),(23)을 맞물리도록 대향시켜서 샤프트(6)에 고착되어 있다.

고정자(8)는, 자성판을 적층하여되는 원통상의 고정자철심(15)과, 고정자철심(15)에 감겨진 고정자권선(16)으로 구성되어 있다.

회전자(7)는, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 계자권선(13)과, 이 계자권선 (13)을 덮도록 설치되고, 이 자속에 의해 자극이 형성되는 한쌍의 폴코어(20),(21)를 구비하고 있다. 그리고, 한쌍의 폴코어(20),(21)는 철제이고, 각각 최외경면형상을 대략 사다리꼴형상으로 하는 클로상작그(22),(23)이 외주가장자리부에 원주방향에 등각피치로 돌출 설치되어 있으며, 이들의 클로상자극(22),923)을 맞물리도록 대향시켜서 샤프트(6)에 고착되어 있다.

고정자(8)는, 자성강판을 적층하여되는 원통상의 고정자철심(15)과, 고정자철심(15)에 감겨진 고정자권선(16)으로 구성되어 있다.

그리고, 고정자(8)은 클로상자극(22),(23)의 외주면과 고정자철심(15)의 감겨진 고정자권선(16)를 구비하고 있다.

그리고, 고정자(8)는 클로상자극(22),(23)의 외주면과 고정자철심(15)의 내주면과의 사이에 균일한 에어갭을 형성하도록 프론트브래킷(1)과, 리어브래킷(2)로 잡혀져 있다.

계속해서, 고정자(S)의 구조에 대하여 도 2내지 도 6을 참조하면서 설명한다.

고정자철심(15)에는, 축방향으로 뻗는 슬롯(15a)이 매극, 매상당 2의 비율로 원주방향에 등각피치로 설치되어 있다. 즉, 회전자(7)의 12개의 클로상자극(22), (23)에 대하여 2개의 3상 교류권선을 되는 고정자권선(16)이 얻어지도록, 슬롯번호 1번에서 72번까지의 72개의 슬롯(15a)이 고정자철심(15)에 설치되어있다. 여기서, 도체선(32)에는, 절연피복된 원형단면을 갖는 동선재가 사용되고 있다.

1상권선(30)은, 2개의 파형권선(31A),(31B)으로 구성되어 있다. 이들의 파형권선(31A),(31B)은, 도 4에 표시되는 바와 같이, 6슬롯피치(6P)로 배열된 12의 슬롯수납부(31a)와, 인접하는 슬롯수납부(31a)의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 크로스오버부(31b)로 되는 파상패턴으로 도체선(32)을 소정회수 감아서 구성되어 있다.

그리고, 2개의 파형권선(31A),(31B)이 원주방향에 6슬롯중첩되어 1상권선

(30)을 구성하고 있다.

이 1상권선(30)에서는, 도 3에 표시되는 바와 같이, 2개의 파형권선(31A),

(31B)의 슬롯수납부(31a)가 서로 직경방향에 겹쳐지고, 크로스오버부(31b)가 축방향에 상대하도록 배치되어 있다. 그리고, 1상권선(30)은, 2개의 슬롯수납부(31a)가 슬롯마다의 각 슬롯(15a)내에, 즉, 슬롯번호 1번, 7번, 13번............67번의제 1슬롯군의 각 슬롯(15a)내에 수납되도록 고정자철심(15)에 감겨져 있다.

여기서, 2개의 파형권선(31A),(31B)의 권선시단(始端)(32a)이 하나의 슬롯 (15a)으로부터 뻗어나오고, 권선종단(終端)(32b)이 6슬롯 떨어진 하나의 슬롯(15a)로부터 뻗어오고 있다.

그리고, 권선시단(32a)끼리를 결합하고, 권선종단(32b)끼리를 결합함으로써, 2개의 파형권선(31A),(31B)을 병렬로 접속한 1상권선(30)이 제작된다. 이때, 결합된 권선시단(32a)이 1상권선(30)의 중성점 인출선을 구성하고, 결합된 권선종단

(32b)이 1상권선(30)의 출력선을 구성하고 있다.

이 1상권선(30)을 고정자철심(15)에 감는데는, 우선, 도 5에 표시되는 바와 같이, 하나의 도체선(32)을 소정회수 감아서 되는 환상의 권선유닛(33)을 제작하고, 이 권선유닛(33)을 인접하는 슬롯수납부(34a)의 단부를 크로스오버부(34b)에 의해, 내주측 및 외주측에서 교대로 연결하는 스타형으로 성형하여 2종류의 스타형 권선유닛(34A),(34B)을 제작한다. 계속해서, 도 6에 표시되는 바와 같이, 슬롯수납부(34a)가 겹쳐지고, 또한 크로스오버부(34b)가 직경방향에 상대하도록 스타형 권선유닛(34A),(34B)를 오프셋하여 적층시킨다.

그리고, 이와같이하여 적층된 스타형 권선유닛(34A),(34B)의 내주측은, 고정자철심(15)의 일단측으로부터 고정자철심(15)내에 밀어넣는다. 계속해서 스타형 권선유닛(34A),(34B)의 내주측의 크로스오버부(34b)를 고정자철심(15)의 타단측으로 뻗어나오게 하고, 슬롯수납부(34a)를 각 슬롯(15a)에 밀어넣어서, 1상권선(30)이 고정자철심에 감겨진다.

마찬가지로, 1상권선(30)에 슬롯번호 2번, 8번, 14번.......68번의 제 2슬롯군, 슬롯번호 3번, 9번, 15번.........69번의 제 3슬롯군, 슬롯번호 4번, 10번, 16번.......70번의 제 4슬롯군, 슬롯번호 5, 11번, 17번........71번의 제 5슬롯군 및 슬롯번호 6번, 12번, 18번........72번의 제 6슬롯군에 각각 감겨져 있다.

이에따라, 도 2에 표시되는 바와 같이, 6개의 1상권선(30)을 고정자철심(15)에 감아서 되는 고정자(8)가 얻어진다. 그리고, 6개의 1상권선(30)의 크로스오버부 (31b)가 고정자철심(15)의 양단 바깥쪽이 배치되어 고정자권선(16)의 프론트측 및 리어측의 코일엔드군(16f),(16r)을 구성하고 있다.

또, 코일엔드군(16f),(16r)을 구성하는 각 크로스오버부(31b)는 그 저부가 고정자철심(15)의 단면으로부터 소정거리 이반(離反)하여 고정자철심(15)의 단면에 거의 평행으로 배치되고, 크로스오어부(31b)의 저부와 고정자철심(15)의 단면과의 사이에 통풍공극을 형성하고 있다.

또, 도 2에 표시되는 바와 같이, 코일엔드군(16f),(16r)은 내주측 및 외주측에 위치하는 크로스오버부(31b)의 축방향높이가 낮고, 크로스오버부(31b)의 축방향높이가 중앙부로 가는데 따라 높게되도록 구성되어 있다.

이와같이 구성된 고정자(8)는 도 1에 표시되는 바와 같이, 회전자(7)의 축방향 양단면(팬 부착면)이 코일엔드군(16f),(16r)의 크로스오버부(31b)의 저부보다 축방향외측에 위치되어 있다. 또 팬(5)이 코일엔드군(16f),(16r)의 크로스오버부 (31b)와 축방향에 대하여 중첩되고, 또한, 크로스오버부(31b)와 고정자철심(15)의 단면과의 사이에 통풍공극이 형성되어 있다. 또, 팬(5)의 축방향높이의 중앙부 M가 축방향에 대하여 코일엔드군(16f),(16r)의 정상부와 거의 일치하고 있다.

계속해서, 제 1, 제 3 및 제 5슬롯군에 감겨진 3개의 1상권선(30)의 중성점을 결선(Y결선)하여 3상교류권선(160)이 구성되고, 제 2, 제 4 및 제 5슬롯군에 감겨진 3개의 1상권선(30)의 중성점을 결선(Y결선)하여, 3상교류결선(160)이 구성되어있다.

그리고, 각 3상 교류권선(160)을 구성하는 1상 권선(30)의 권선종단(32b)(출력선)이 정류기(12)에 접속되어, 도 7에 표시되는 전기회로를 구성하고 있다.

또한, 제 1, 제 3 및 제 5슬롯군에 감겨진 1상 권선(30)은 각각 전기각으로 60도의 위상차가 주어지고, 제 2, 제 4 및 제 6슬롯군에 감겨진 1상권선(30)은 각각 전기각으로 60도의 위상차가 주어져 있다.

또, 제 2, 제 4 및 제 6 슬롯군에 감겨진 1상권선(30)은, 제 1, 제 3및 제 5슬롯군에 감겨진 1상권선(30)에 대하여 전기각으로 30도의 위상차가 주어져 있다.

이와같이, 구성된 차량용 교류발전기에서는, 배터리(도시하지 않음)로부터 브러시(10), 슬립링(9)을 통하여 계자권선(13)에 전류가 공급되어 자속이 발생된다. 이 자속에 의해 폴코어(20)의 클로상자극(22)이 N극에 착자되고, 폴코어(21)의 클로상자극(23)이 S극에 착자된다.

한편, 엔진에 의해 풀리(4)가 구동되고, 샤프트(6)에 의해 회전자(7)가 회전된다. 이 회전자(7)의 회전에 의해, 회전자계가 고정자철심(15)에 주어지고, 고정자권선(16)의 3상교류권선(160)에 기전력이 발생된다.

각 3상 교류권선(160)에서 발생된 교류의 기전력이 각각 정류기(12)에 의해직류로 정류되는 동시에, 그 출력전압의 크기가, 레귤레이터(18)에 의해 조정된다. 그리고, 각 정류기(12)의 출력이 합성되어 배터리에 충전된다.

여기서, 프론트브래킷(1)및 리어브래킷(2)에는, 흡기공(1a),(2a)이 축방향 단면에 뚫여지고, 배기공(1b),(2b)이 직경방향 측면에 고정자권선(16)의 코일엔드군(16f),(16r)에 상대하도록 뚫어져 있다. 이에 따라, 회전자(7)의 회전에 따라 팬(5)이 회전구동되고, 외기가 흡기공(1a),(2a)으로 부터 케이스(3)내로 흡기되어 축방향으로 회전자(7)측에 흐르며, 계속해서 팬(5)에 의해 원신방향으로 구부려지고, 그 후, 코일엔드군(16f),(16r)을 가로질러서 배기공(1b),(2b)으로부터 외부로 배기되는 냉각풍 유로가 형성된다. 그 결과, 고정자(8)에서 발생한 열이 코일엔드군(16f),(16r)으로부터 냉각풍으로 방열되고, 고정자(8)의 온도상승이 억제된다.

이 실시의 형태 1에 의하면, 각 1상 권선(30)이 도체선(32)을 각 슬롯(15a)의 양단으로부터 뻗어나오고, 원주방향의 양쪽으로 배분되어 원주방향의 양쪽으로 6슬롯 떨어진 슬롯(15a)에 각각 들어가도록 감아서 구성되어 있다. 그래서, 각 슬롯(15a)로부터 뻗어나오는 소정개수의 도체선(32)은, 도 8에 표시되는 바와 같이, 원주방향의 양쪽으로 배분되어 있으므로, 각 슬롯(15a)의 양단으로부터 뻗어나온 후, 원주방향으로 구부려지는 근방에서의 각 1상권선(30)을 구성하는 도체선의 다발의 직경방향의 중첩이 원주방향으로 분산되고, 직경방향의 부풀어오름이 저감된다.

이에따라, 코일엔드군(16f),(16r)의 원주방향에서의 요철(凹凸)이 적게되므로, 코일엔드군(16f),(16r)과 회전자(7)및 팬(5)과의 압력변동에 기인하는 풍소음을 저감할 수 있다. 또, 각 1상권선(30)을 구성하는 도체선의 다발의 직경방향의 중첩이 저감되므로, 도체선(32)이 팬(5)에 의해 형성되는 냉각풍에 노출되기 쉽게되고, 고정자(8)에서의 발열이 효과적으로 코일엔드군(16f),(16r)로부터 방열되며, 고정자(8)의 온도상승이 억제된다.

또, 1상 권선(30)이 2개의 파형권선(31A),(31B)을 병렬로 접속하여 구성되어 있으므로, 동등한 출력전압을 얻는 1상 권선을 하나의 파형권선으로 제작한 경우에 비하여, 도체선의 굵기가 약 0.7배로 된다.

즉, 출력전압은 1상권선의 턴수에 비례하므로, 동등의 출력전압을 얻는데는, 2개의 파형권선(31A),(31B)을 병렬로 접속하여 되는 1상권선(30)의 턴수는, 하나의 파형권선으로 되는 1상권선의 턴수와 같게 되는 것으로 된다. 따라서, 각 파형권선의 턴수가 같게된다.

또, 발열량을 억제하기 위하여 도체선의 저항을 작게할 필요가 있으므로, 도체선의 전단면적을 슬롯단면적에 가깝도록 설계되어 있다.

그래서, 이 1상 권선(30)의 도체선의 굵기는, 같은 발열량으로 같은 출력전압을 얻는 1상권선을 하나의 파형권선으로 제작한 경우에 비하여, 약 0.7배가 된다. 이에따라, 1상 권선(30)을 고정자철심(15)에 감을때에, 도체선(32)이 슬롯개구의 가장자리부분에 닿아서 절연층의 손상을 발생하는 것이 어렵게 되고 절연성이 향상된다.

또, 1상권선(30)을 구성하는 2개의 파형권선(31A),(31B)의 권선시단(32a)(중성점 인출선)이 동일슬롯으로 부터 뻗어나오고, 권선종단(32b)(출력선)이 동일슬롯으로부터 뻗어나오고 있으므로, 권선시단(32a) 및 권선종단(32b)을 끌어 돌리지 않고 결선할 수 있으며 결선작업이 쉽게된다.

또, 1상권선(30)을 구성하는 2개의 파형권선(31A),(31B)에서의 도체선(32)의 감는회수가 같으므로, 슬롯(15a)의 양단으로부터 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 도체선의 개수가 같게되고, 코일엔드군(16f),(16r)이 밸런스좋게 형성된다.

또, 코일엔드군(16f),(16r)을 구성하는 크로스오버부(31b)가 축방향으로 오프셋되어 있으므로, 크로스오어부(31b)의 직경방향의 중첩이 적게되고, 코일엔드군 (16f),(16r)의 직경방향치수를 작게할 수 있다.

이에따라, 브래킷(1),(2)와 코일엔드군(16f),(16r)과의 거리가 크게되고, 절연성이 확보된다.

특히, 외주측의 크로스오버부(31b)의 축방향 높이가 낮게되어 있으므로, 브래킷(1),(2)와 코일엔드군(16f),(16r)과의 사이의 절연거리가 확보된다.

또, 회전자(7)의 축방향 양단면(팬부착면)이 코일엔드군(16f),(16r)의 크로스오버부(31b)의 저부보다 축방향외측에 위치하고 있으므로, 풍소음의 큰 발생원인 코일엔드근원부와 팬(5)이 겹치지 않고, 풍소음에서의 슬롯수의 차수성분(次數成分)이 억제되며, 퐁소음이 저감된다.

또, 팬(5)이 코일엔드군(16f),(16r)의 크로스오버부(31b)와 축방향에 대하여 중첩되고, 또한 크로스오버부(31b)와 고정자철심(15)의 단면과의 사이에 통풍공극이 형성되어 있으므로, 냉각풍이 크로스오버부(31b)와 고정자철심(15)의 단면과의 사이의 통풍공극을 흐르고 코일엔드군(16f),(16r)이 효율적으로 냉각되며, 고정자(8)의 온도상승이 억제된다.

또, 팬(5)의 축방향높이의 중앙부 M가 축방향에 대하여 코일엔드군(16f), (16r)의 정상부와 거의 일치되어 있으므로, 풍속이 가장 큰 팬 중앙부와 코일엔드군(16f),(16r)상에서 최대통풍면적을 갖는 정상부가 겹치고, 코일엔드군(16f),(16r )이 효율적으로 냉각되며, 고정자(8)의 온도상승이 한층 억제된다.

실시의 형태 2.

상기 실시의 형태 1에서는, 각각 하나의 도체선(32)을 소정회수 감아서 형성된 스타형 권선유닛(34A),(34B)로 되는 2개의 파형권선(31A),(31B)을 병렬로 접속하여 1상권선(30)을 구성하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 2에서는, 각각 하나의 도체선(32)을 소정회수감아서 형성된 스타형 권선유닛(34A)로 되는 2개의 파형권선(31A)을 병렬로 접속하여, 1상권선(30A)을 구성하는 것으로 하고 있다.

즉, 이 실시의 형태 2에서는, 2개의 파형권선(31A)을 도 9에 표시되는 바와 같이, 2개의 파형권선(31A)의 슬롯수납부(31a)가 서로 직경방향에 중첩되고, 크로스오버부(31b)가 축방향에 상대하도록 배치되어 있다.

또, 하나의 파형권선(31A)의 권선시단(32a)과 또 하나의 파형권선(31A)의 권선종단(32b)이 6슬롯피치로 정렬하는 3개의 슬롯(15a)의 중앙에 위치하는 슬롯(15a )으로부터 뻗어나와 있다.

또, 하나의 파형권선(31A)의 권선시단(32b)과 또 하나의 파형권선(31A)의 권선종단(32a)이 6슬롯피치로 정렬하는 3개의 슬롯(15a)의 중앙에 위치하는 슬롯(15a)으로부터 뻗어나와 있다.

그리고, 중앙에 위치하는 슬롯(15a)으로부터 뻗어나오는 권선시단(32a)과 권선종단(32b)을 결합하고, 양측에 위치하는 슬롯(15a)의 각각으로부터 뻗어나오는 권선시단(32a)와 권선종단(32b)을 결합함으로써, 2개의 파형권선(31A)을 병렬로 접속한 1상권선(30A)가 제작되어 있다. 이때, 중앙에 위치하는 슬롯(15a)으로부터 뻗어나오는 권선시단(32a)과 권선종단(32b)과의 결합부와, 양측에 위치하는 슬롯 (15a)의 각각으로부터 뻗어나오는 권신시간(32a)과 권선종단(32b)과의 결합부가 각각 1상권선(30A)의 중성점 인출선 및 출력선을 구성하고 있다.

또한, 다른 구성은, 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.

1상 권선(30A)은, 도 10에 표시되는 바와 같이, 슬롯수납부(34a)가 중첩되고, 또한 크로스오버부(34b)가 직경방향으로 상대하도록 2개의 스타형 권선유닛 (34A)을 오프셋하고 적층하여 고정자철심(15)에 감아서 제작되어 있다.

그리고, 6슬롯피치로 정렬되는 3개의 슬롯(15a)의 중앙에 위치하는 슬롯(15a )으로부터 뻗어나와 있는 하나의 스타형 권선유닛(34A)의 권선종단(32b)과 또 하나의 스타형 권선유닛(34A)의 권선시단(32a)이 결선되고, 6슬롯피치로 정렬하는 3개의 슬롯(15a)의 양측에 위치하는 슬롯(15a)으로 부터 각각 뻗어나와 있는 2개의 스타형 권선유닛(34A)의 권선시단(32a)과 권선종단(32b)이 결선되어, 2개의 스타형 권선유닛(34A)이 병렬로 접속된 1상권선(30A)를 구성하고 있다.

이 실시의 형태 2에서는, 상기 실시의 형태 1과 같은 효과를 얻어진다.

또, 2종류의 스타형 권선유닛을 제작할 필요가 없으므로, 제조공정이 간략화되는 동시에, 권선유닛의 종류를 증가하는 일 없이 배분권선을 구성할 수 있도록 된다.

또한, 상기 실시의 형태 2에서는, 스타형 권선유닛(34A)을 사용하는 것으로 하고 있으나, 스타형 권선유닛(34A)대신에 스타형 권선유닛(34B)를 사용하여도 된다.

실시의 형태 3.

상기 실시의 형태 2에서는, 2개의 파형권선(31A)(스타형 권선유닛(34A))을 병렬로 접속하여 1상권선을 구성하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 3에서는 2개의 파형권선(31A)(스타형 권선유닛(34A))을 직렬로 접속하여, 1상권선을 구성하는 것으로 하고 있다.

이 실시의 형태 3에서는, 2개의 파형권선(31A)은, 상기 실시의 형태 2와 같이 배치되어 있다. 즉, 도 9에 표시되는 바와 같이, 2개의 파형권선(31A)의 슬롯수납부(31a)가 서로 직경방향으로 겹쳐지고, 크로스오버부(31b)가 축방향으로 상대하도록 배치되어 있다.

그리고, 6슬롯피치로 정렬되는 3개의 슬롯(15a)의 중앙에 위치하는 슬롯 (15a)으로 부터 뻗어나와 있는 2개의 파형권선(31A)의 권선시단(32A)및 권선종단 (32b)을 결합함으로써, 2개의 파형권선(31A)을 직렬로 접속한 1상권선이 제작되어 있다. 이때, 6슬롯피치로 정렬되는 3개의 슬롯(15a)의 양측에 위치하는 슬롯(15a)으로부터 각각 뻗어나와 있는 각 파형권선(31A)의 권선시단(32a)및 권선종단(32b)이 각각 1상권선의 중성점 인출선 및 출력선을 구성하고 있다.

또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 2와 같이 구성되어 있다.

이 실시의 형태 3에 의하면, 1상권선을 2개의 스타형 권선유닛(34A)로 구성하고 있으므로, 동일턴수의 1상권선을 하나의 스타형 권선유닛으로 구성하는 경우에 비하여, 권선유닛의 도체선의 감는 회수가 반으로 되고, 권선유닛의 제작이 용이하게 되는 동시에 슬롯로의 장착성이 향상된다.

실시의 형태 4.

상기 실시의 형태 3에서는, 각각 하나의 도체선(32)을 소정회수 감아서 되는 2개의 파형권선(31A)을 직렬로 접속하여 1상권선을 구성하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 4에서는, 하나의 도체선(32)을 소정회수 감아서 되는 하나의 배분파형권선(35)에 의해 상기 1상권선과 같은 턴수의 1상권선(30B)을 구성하는 것으로 하고 있다.

즉, 이 실시의 형태 4에서는 도 11에 표시되는 바와 같이, 1상권선(30B)은, 원주방향으로 6슬롯피치로 배열된 제 1슬롯수납부(36a)와 인접하는 제 1슬롯수납부 (36a)의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 제 1크로스오버부(36b)로 되는 제 1파상패턴에 도체선(32)을 소정회수 감아서 형성된 제 1권선부(36)와, 이 제 1권선부(36)의 권선종단으로부터 계속해서 도체선(32)을 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 제 2슬롯수납부(37a)와 인접하는 제 2슬롯수납부(37a)의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 제 2크로스오버부(37b)로 되는 제 2파상패턴으로 소정회수 감아서 형성된 제 2권선부(37)가, 제 1슬롯수납부(36a)와, 제 2슬롯수납부 (37a)를 직경방향으로 상대하고, 또한, 제 1크로스오버부(36b)와 제 2크로스오버부 (37b)를 축방향으로 상대하도록 중첩된 배분파형권선(35)에 의해 제작되어 있다. 이때, 배분파형권선(35)의 권선시단(32a)이 1상권선(30B)의 중선점인출선을 구성하고, 권선종단(32b)이 1상권선(36B)의 출력선을 구성하고 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 3과 같이 구성되어 있다.

계속해서, 1상권선(30B)의 제작방법에 대하여 도 12를 참조하여 설명한다.

우선, 도 12의 (a)에 표시되는 바와 같이, 하나의 도체선(32)을 소정회수 감아서 되는 하나의 환상의 권선유닛(38a)을 제작하고, 이어서, 소정회수 감아서 되는 또 하나의 환상의 권선유닛(38b)를 제작한다.

계속해서, 도 12의 (b)에 표시되는 바와 같이, 2개의 권선유닛(38a),(38b)을 인접하는 슬롯수납부(39a)의 단부를 크로스오버부(39b)에 의해 내주측 및 외주측에서 교대로 연결하는 스타형으로 성형하여 하나의 도체선(32)으로 되는 2개의 스타형 권선유닛(39A),(39B)을 제작한다.

계속해서, 스타형 권선유닛(39A),(39B)을 연결하고 있는 도체선(32)의 부위에서 접어꺾고, 도 12의 (c)에 표시되는 바와 같이, 슬롯수납부(39a)가 겹쳐지며, 또한 크로스오버부(39b)가 직경방향에 상대하도록 스타형 권선유닛(39A),(39B)을 적층시킨다. 이와 같이하여 적층된 스타형 권선유닛(39A),(39B)의 내주측을, 고정자철심(15)의 일단측으로부터 고정자철심(15)내에 밀어넣고, 스타형 권선유닛(39A) ,(39B)의 내주측의 크로스오버부(39b)를 고정자철심(15)의 타단측에 뻗어나오게 하며, 슬롯수납부(39a)를 각 슬롯(15a)에 밀어넣어서, 1상권선(30B)이 고정자철심 (15)에 감겨진다.

이 실시의 형태 4에서도, 상기 실시의 형태 3과 같은 효과가 얻어지는 동시에, 하나의 도체선(32)을 감아서 되는 하나의 배분파형권선(35)에 의해 상기 실시의 형태 3에 의한 1상권선과 같은 턴수의 1상권선(30B)을 구성하고 잇으므로, 1상권선(30B)으로부터의 중성점 인출선 및 출력선의 총수가 2개로 되고, 상기 실시의 형태 3에 비하여 결선작업성이 향상된다.

여기서, 2개의 배분파형권선(35)에 의해 1상권선을 구성하는 경우에 대하여 설명한다.

각 배분파형권선(35)의 제1권선부(36)및 제 2권선부(37)의 턴수(도체선의 권선회수)가 같으면, 2개의 배분파형권선(35)의 권선상태에 관계없이 각 슬롯(15a)으로부터 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 도체선(32)의 배분총개수는 슬롯 (15a)의 양단에서 같게되고, 코일엔드군(16f),(16r)이 밸런스좋게 형성된다.

한편, 각 배분파형권선(35)의 제 1권선부(36) 및 제 2권선부(37)의 턴수가 다른 경우, 2개의 배분파형권선(35)의 권선상태에 따라서는, 각 슬롯(15a)으로부터 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 도체선(32)의 배분총개수가 슬롯(15a)의 양단에서 다르고, 코일엔드군(16f),(16r)이 언밸런스로 형성되어 버린다. 그래서, 각 슬롯(15a)으로부터 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 도체선(32)의 배분총개수가 슬롯(15a)의 양단에서 같게되도록 2개의 배분파형권선(35)을 권선하는 것이 바람직하다. 예컨대, 제 1권선부(36)및 제 2권선부(37)가 각각 3턴과 4턴으로형성되어 있는 경우, 3턴의 크로스오버부(36b)와 4턴의 크로스오버부(37b)가 직경방향으로 상대하도록 2개의 배분파형권선(35)을 권선하면 된다.

이에따라, 1상권선에서, 각 슬롯(15a)으로부터 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 도체선(32)의 배분 총개수는, 슬롯(15a)의 양단모두 7개씩으로 되고, 코일엔드군(16f),(16r)이 밸런스좋게 형성되는 것으로 된다. 즉, 1상권선이 기수턴으로 구성되어 있어도, 코일엔드군(16f),(16r)를 밸런스좋게 형성할 수 있다.

또한, 여기에서는, 배분파형권선(35)을 예로들어 설명하고 있으나, 다른 실시의 형태에 의한 권선을 조합하여 고정자철심에 권선하는 경우에서도, 각 슬롯(15a)으로부터 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 도체선(32)의 배분총개수가 슬롯(15a)의 양단에서 같게 되도록 권선하는 것이 바람직하다.

실시의 형태 5.

상기 실시의 형태 4에서는, 하나의 도체선(32)을 소정회수 감아서 되는 하나의 배분 파형권선(35)에 의해 1상 권선(30B)을 구성하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 5에서는, 2개의 도체선(32)을 일괄하여 소정회수 감아서 되는 하나의 배분파형권선(41)에 의해 1상권선을 구성하는 것으로 하고 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 4와 같이 구성되어 있다.

여기서, 이 실시의 형태 5에 의한 1상권선의 제작방법에 대하여 도 13을 참조하여 설명한다.

우선, 도 13의(a)에 표시되는 바와 같이, 2개의 도체선(32)을 소정회수 감아서되는 하나의 환상의 권선유닛(40a)을 제작하고, 이어서 소정회수 감아서 되는 또 하나의 환상의 권선유닛(40b)를 제작한다. 계속해서, 도 13의 (b)에 표시되는 바와 같이, 2개의 권선유닛(40a),(40b)을 인접하는 슬롯수납부(41a)의 단부가 크로스오버부(41b)에 의해 내주측 및 외주측에서 교대로 연결되는 스타형으로 성형하여 2개의 도체선(32)으로 되는 2개의 스타형 권선유닛(41A),(41B)을 제작한다.

계속해서, 스타형 권선유닛(41A),(41B)을 연결하고 있는 도체선(32)의 부위에서 되접어 꺾고, 도 13의 (c)에 표시되는 바와 같이, 슬롯수납부(41a)가 겹치고, 또한, 크로스오버부(41b)가 직경방향으로 상대하도록 스타형 권선유닛(41A),(41B)을 적층시킨다. 이와같이하여 적층된 스타형 권선유닛(41A),(41B)의 내주측을, 고정자철심(15)의 일단측으로부터 고정자철심(15)내로 밀어넣고, 스타형 권선유닛 (41A),(41B)의 내주측의 크로스오버부(41b)를 고정자철심(15)의 타단측으로 뻗어나오게 하며 슬롯수납부(41a)를 각 슬롯(15a)에 밀어넣어서, 2개의 도체선(32)으로 제작된 하나의 배분파형권선(41)으로 되는 1상권선이 고정자철심(15)에 감겨진다.

이 실시의 형태 5에서는, 2개의 도체선(32)을 일괄하여 감아서 배분파형권선 (41)을 제작하고 있으므로, 2개의 도체선(32)을 직렬로 접속하도록 배분파형권선 (41)의 권선시단(32)을 직렬로 접속하도록 배분파형권선(41)의 권선시단(32a)및 권선종단(32b)을 결선함으로써 상기 실시의 형태 4에 의한 하나의 배분파형권선(35)으로 구성하는 1상권선과 등가의 1상권선을 구성할 수 있다.

이 경우, 배분파형권선(41)의 형성공정에서의 도체선(32)의 권선공수는 배분파형권선(35)의 형성공정에서의 도체선(32)의 권선공수의 반으로 되고, 소정턴수를갖는 배분파형권선(41)의 형성시간이 단축된다.

또, 2개의 도체선(32)을 병렬로 접속하도록 배분파형권선(41)의 권선시단 (32a)및 권선종단(32b)을 결선함으로써, 상기 실시의 형태 4에 의한 2개의 배분파형권선(35)을 병렬로 접속하여 구성하는 1상권선과 등가인 1상권선을 구성할 수 있다. 이 경우, 배분파형권선(41)의 형성공정에서의 도체선(32)의 권선공수는, 하나의 배분파형권선(35)의 형성공정에서의 도체선(32)의 권선공수와 같게되나, 배분파형권선이 하나로 되고, 결과적으로 배분파형권선의 형성시간이 단축된다.

또, 이 실시의 형태 5에서는, 2개의 도체선(32)을 일괄하여 권선하고 있으므로, 도체선(32)의 권선시단(32a)및 권선종단(32b)이 각각 동일한 슬롯에서 인출되는 것으로 되고, 결선처리가 용이하게 된다.

실시의 형태 6.

이 실시의 형태 6에서는, 도 14에 표시되는 바와 같이, 고정자권선(16)이 2조의 3상 교류권선(160)으로 구성되고, 1조의 3상 교류권선(160)을 구성하는 a상, b상 및 c상의 1상 권선(30)의 중성점 인출선이 인출되는 슬롯(15a)이 b상 및 c상의 출력선이 인출되는 슬롯(15a)간에 위치하며, 또 1조의 3상교류권선(160)을 구성하는 a′상, b′상, c′상의 1상 권선(30)의 중성점 인출선이 인출되는 슬롯(15a)이 a′상 및 b′상및 c′상의 출력선이 인출되는 슬롯(15a)간에 위치하도록 구성되어 있다.

예컨대, a상의 1상권선의 출력선이 인출되는 슬롯(15a)을 슬롯번호 1번으로하여 도 14중 시계회전방향으로 슬롯번호를 붙이면, a상의 1상권선의 중성점 인출선은 슬롯번호 7번의 슬롯(15a)으로부터 인출되고, b상의 1상권선의 출력선 및 중성점 인출선은 각각 슬롯번호 5번 및 11번의 슬롯(15a)에서 인출되며, c상의 1상권선의 출력선 및 중성점 인출선은 각각 슬롯번호 21번 및 15번의 슬롯(15a)에서 인출되어 있다. 한편, a′상의 1상권선의 출력선 및 중성점 인출선은 각각 슬롯번호 26번 및 32번의 슬롯(15a)으로부터 인출되고, b′상의 1상권선의 출력선 및 중성점 인출선은 각각 슬롯번호 42번 및 36번의 슬롯(15a)에서 인출되며, c′상의 1상권선의 출력선 및 중성점 인출선은 각각 슬롯번호 46번 및 40번의 슬롯(15a)으로부터 인출되어 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.

따라서, 이 실시의 형태 6에 의하면, 중성점 인출선이 집중되어 있으므로, 결선처리가 용이하게 된다.

여기서, 상기 실시의 형태 6에서는, a상, b상, c상의 1상권선(30)의 중성점 인출선이 인출되는 슬롯(15a)이 b상 및 c상의 출력선이 인출되는 슬롯(15a)사이에 위치하고, 또한 a′상, b′상 및 c′상의 1상권선 중성점 인출선이 인출되는 슬롯(15a)이 a′상 및 b′상의 출력선이 인출되는 슬롯(15a)사이에 위치하도록 구성되어 있으나, a′상, b′상 및 c′상의 1상권선(30)의 중성점 인출선이 인출되는 슬롯(15a)이 a상, b상의 출력선이 인출되는 슬롯(15a)사이에 위치하고 또한, a′상, b′상 및 c′상의 1상권선(30)의 중성점 인출선이 인출되는 슬롯(15a)이 b′상 및 c′상의 출력선이 인출되는 슬롯(15a)사이에 위치하도록 구성하여도 된다.

실시의 형태 7.

이 실시의 형태 7에서는, 코일엔드군(16f),(16r)의 최내주층에 위치하는 크로스오버부(31b)를 구성하는 도체선(32)이 도 15 및 도 16에 표시되는 바와 같이, 직경방향에 겹쳐지는 일 없이 축방향에 정렬하여 배열되어 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.

따라서, 이 실시의 형태 7에 의하면, 코일엔드군(16f),(16r)의 최내주층에 위치하는 크로스오버부(31b)를 구성하는 도체선(32)이 직경방향으로 겹쳐지는 일 없이, 축방향에 정렬하여 배열되어 있으므로, 코일엔드군(16f),(16r)의 직경방향의 부풀어 오름이 적어지고, 코일엔드군(16f),(16r)의 원주방향에서의 요철이 저감되며, 풍소음을 저하시킬 수 있다.

또, 최내주측의 크로스오버부(31b)을 구성하는 도체선(32)의 냉각풍에 노출되는 면적이 증가하고, 고정자(8)의 온도상승이 효과적으로 억제된다.

또한, 코일엔드군(16f),(16r)의 적어도 한쪽의 최내주층에 위치하는 크로스오버부(31b)를 구성하는 도체선(32)이 직경방향으로 겹쳐지는 일 없이 축방향으로 정렬하여 배열되어 있으면 좋다.

실시의 형태 8.

상기 각 실시의 형태에서는, 파형권선으로 1상권선을 구성하는 것으로 설명되어 있으나, 이 실시의 형태 8에서는 중첩권선으로 1상권선을 구성하는 것으로 하고 있다.

이 실시의 형태 8에서는, 도 17에 표시되는 바와 같이, 2개의 도체선(32)을 일괄하여 나선상으로 감고, 나선상의 권선유닛(45)을 제작한다. 계속해서, 권선유닛(45)을 소정회수마다에, 권선유닛(45)의 양측에서 도 17의 좌우방향에 교대로 눌러서 열고(pressing open), 도 18에 표시되는 중첩권선유닛(46)을 제작한다. 또, 이 중첩권선유닛(46)을 고정자철심(15)의 내주측으로부터 6슬롯마다의 슬롯(15a)에 감고, 도 19에 표시되는 중첩권선의 1상권선(47)을 얻는다.

이 1상권선(47)은, 도체선(32)이 6슬롯 떨어진 슬롯(15a)의 각 쌍에 소정회수 감겨지고, 또한 각 슬롯(15a)으로부터 인출된 도체선(32)이 원주방향의 양측에 같은개수 배분된 배분중첩권선이 구성되어 있다.

또한 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.

이 실시의 형태 8에 의하면, 중첩권선에 의한 1상권선에서도, 각 슬롯(15a)에서 인출된 도체선(32)이 원주방향의 양측에 같은 개수 배분되어 있으므로, 각 슬롯(15a)의 양단으로부터 뻗어나온 후, 원주방향으로 구부려지는 근방에서의 각 1상 권선을 구성하는 도체선의 다발의 직경방향의 중첩이 원주방향으로 분산되고 직경방향의 부풀어 오름이 저감된다.

따라서, 이 실시의 형태 8에서도, 상기 실시의 형태 1과 같은 효과가 얻어진다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, 회전자(7)의 12개의 클로상자극(22),(23)에 대하여, 고정자철심(15)에, 72개의 슬롯(15a)을 설치하는것으로 하고 있으나, 슬롯 (15a)은 매극,매상당 2의 비율로 설치되어 있으면 되고, 예컨대 클로상자극수가 16이면 슬롯(15a)은 96으로 된다.

또, 상기 실시의 형태에서는, 슬롯(15a)이 전기각으로 60도의 피치로 설치되어 있는 것으로 하고 있으나, 본 발명은, 슬롯(15a)이 α(≠30)도와, (60-α)도와의 전기각을 교대로 채택하도록 배열되어 있는 경우에도 적용된다. 이 경우, α도를 적의 설정함으로써, 불쾌한 고조파음을 저감시킬 수 있다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 권선유닛이 슬롯수납부를 직경방향에 겹쳐서 슬롯에 삽입되어 있는 것으로 하고 있으나, 권선유닛은 슬롯수납부를 원주방향에 겹쳐서 슬롯에 삽입되어 있어도 된다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는, 한쌍의 풀코어가 샤프트에 고착되고, 계자권선이 폴코어에 보존된 회전자를 적용하는 것으로하여 설명하고 있으나, 본 발명은, 클로상자극(22),(23)에 상당하는 자극이 간격을 가지고 원주방향에 복수설치된 자극측 철심은 샤프트에 고착하고, 고정측 철심을 자극철심에 대하여 소정의 에어갭을 갖도록 브래킷에 고착하며, 계자권선을 고정측 철심에 보존시켜서 구성된 회전자를 적용하여도 같은 효과가 얻어진다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 전기회로가, 2개의 3상 교류권선의 출력을 독자의 정류기로 정류한 후 합성하도록 구성되어 있는 것으로 하고 있으나, 전기회로는, 이에 한정되는 것은 아니고, 2개의 3상 교류권선을 병렬로 접속하고, 그 출력을 하나의 정류기로 정류하도록 구성되어도 좋고, 2개의 3상 교류권선을 직렬로 접속하고 그 출력을 하나의 정류기로 정류하도록 구성되어도 좋다.

이와같이 구성된 전기회로에서는, 출력은 조금 저하되나, 정류기가 하나로되고, 저가격화가 도모된다.

본 발명은, 이상과 같이 구성되어 있으므로, 아래에 기재되는 바와 같은 효과를 이룬다.

본 발명에 의하면, 브래킷에 회전가능하게 지지된 회전자와, 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 복수형성된 원통상의 고정자철심 및 이 고정자철심에 감겨진 고정자권선을 갖고, 상기 회전자의 외부를 둘러싸도록 상기 브래킷에 지지된 고정자를 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 슬롯은 매극, 매상당 2의 비유로 상기 고정자철심에 형성되고, 상기 고정자권선은, 상기 슬롯에 감겨진 3개의 1상권선을 교류결선하여 구성된 2개의 3상 교류권선을 가지며, 상기 각 1상권선은 도체선이 상기 슬롯의 양단에서 뻗어나오고, 원주방향의 양측에 배분되어 원주방향의 양측의 슬롯에 들어가도록, 상기 슬롯에 감겨져서 구성되어 있으므로, 각 슬롯의 양단에서 인출된 후 원주방향으로 구부려지는 근방에서의 1상권선을 구성하는 도체선의 다발의 직경방향의 중첩이 원주방향으로 분산되고, 해당부위에서의 직경방향의 부풀어오름이 저감된다.

이에 따라, 코일엔드군의 원주방향에서의 요철이 적게되고, 풍소음이 저감되는 동시에, 코일엔드군의 방열면적이 크게되며, 고정자의 온도상승이 억제되고, 풍소음 및 출력의 면에서의 고성능화가 도모되는 차량용 교류발전기가 얻어진다.

또, 상기 1상권선은, 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 슬롯수납부와, 인접하는 이 슬롯수납부의 단부끼를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 크로스오버부로 되는 파상패턴에 상기 도체선을 소정회수 감아서 형성된 파형권선을 복수 갖고, 이 복수의 파형권선이 원주방향으로 6슬롯 오프셋되어 축방향에 상기 크로스오버부를 상대하도록 하여 상기 슬롯에 감겨져 있으므로, 권선유닛을 적층함으로써 배분권선을 용이하게 구성할 수 있다.

또, 상기 1상권선은, 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 제 1슬롯수납부와, 인접하는 이 제1 슬롯수납부의 단부끼를 축방향에 대하여 그대로 연결하는 제 1 크로스오버부로 되는 제 1파상패턴에 상기 도체선을 소정회수 감아서 형성된 제 1권선부와, 이 제 1권선부의 권선종단으로부터 상기 도체선을 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 제 2슬롯수납부와, 인접하는 이 제 2 슬롯수납부의 단부끼를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 제 2크로스오버부로 되는 제 2파상패턴에 소정회수 감아서 형성된 제 2권선부가, 상기 제 1슬롯수납부와 상기 제 2슬롯수납부를 상대하고 또한, 상기 제 1크로스오버부와, 상기 제 1슬롯수납부와 상기 제 2슬롯수납부를 상대하고 또한, 상기 제 1크로스오버부와, 상기 제 2크로스오버부를 축방향에 상대하도록 겹쳐진 배분파형권선을 가지고 있으므로, 중성점 인출선 및 출력선의 수가 삭감되고, 결선처리가 용이하게 된다.

또, 상기 1상권선의 중성점 인출선이 하나의 슬롯에서 인출되고, 또한, 출력선이 다른 하나의 슬롯에서 인출되어 있으므로, 결선처리가 용이하게 된다.

또, 상기 3상 교류권선은, 상기 3개의 1상권선을 Y결선하여 구성되고, 상기 3개의 1상권선의 중성점 인출선이 인출되는 슬롯이, 상기 3개의 1상권선의 출력선이 인출되는 슬롯의 원주방향에 인접하는 한쌍의 슬롯사이에 위치되어 있으므로, 결선처리가 용이하게 된다.

또, 상기 1상권선은, 상기 도체선이, 상기 슬롯에 중첩권선으로 감겨져서 구성되어 있으므로, 슬롯이 매극매상당 2의 비율로 설치된 고정자철심에 중첩권선으로 되는 고정자권선을 감아서 되는 고정자에서도 풍소음이 저감되고, 고정자의 온도상승이 억제된다.

또, 상기 1상권선은, 복수개의 상기 도체선을 동시에 감아서 구성된 권선을 가지고 있으므로, 중성점 인출선이나 출력선을 동일슬롯에서 인출시키고, 결선처리가 용이하게 되는 동시에, 권선을 형성할때의 도체선의 권선공수가 감소되며, 권선의 형성공정시간이 단축된다.

또, 상기 1상권선은, 상기 도체선을 감아서 구성된 권선을 병렬로 접속하여 구성되어 있으므로, 도체선의 선 직경이 작게되고, 1상권선의 권선시의 도체선과 슬롯개구 가장자리 부분과의 마찰에 기인하는 도체선의 절연피막의 손상이 억제되며, 절연성이 향상된다.

또, 상기 1상권선은, 상기 슬롯의 양단에서 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 상기 도체선의 배분개수가 같으므로, 코일엔드군이 밸런스좋게 형성된다.

또, 상기 1상권선은, 적어도 하나의 상기 도체선을 상기 고장자철심에 감아서 되는 복수의 권선을 갖고, 이 복수의 권선의 각각에서의 상기 슬롯의 양단에서 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는 상기 도체선의 배분개수는 다르며 또한 이 복수의 권선에서의 상기 슬롯의 양단에서 인출되어 원주방향의 양측으로 배분되는상기 도체선의 배분총개수는 같으므로, 기수턴이라도 코일엔드군이 밸런스좋게 형성된다.

또, 상기 고정자권선의 코일엔드군은 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 있는 상기 도체선의 슬롯수납부간을 상기 고정자철심의 단면바깥쪽에서 연결하는 다수의 크로스오버부로 구성되고, 상기 다수의 크로스오버부의 적어도 일부의 크로스오버부가 축방향으로 벗어나 있으므로, 코일엔드군의 직경방향치수를 작게할 수 있고, 브래킷과 코일엔드군과의 사이의 절연거리가 확보된다.

또. 상기 고정자권선의 코일엔드군은 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 있는 상기 도체선의 슬롯수납부간을 상기 고정자철심의 단면바깥쪽에서 연결하는 다수의 크로스오버부로 구성되고, 상기 코일엔드군의 내주측을 구성하는 상기 크로스오버부가 상기 도체선을 직경방향에 중첩되는 일 없이 축방향으로 정렬하여 구성되어 있으므로, 코일엔드군의 직경방향의 부풀어 오름이 저감되고, 코일엔드군의 원주방향에서의 요철에 기인하는 풍소음이 저감되는 동시에, 내주측의 크로스오버부를 구성하는 도체선의 내각풍에 노출되는 면적이 증대하여, 고정자의 온도상승이 억제된다.

또, 상기 회전자의 축방향양단면에 팬이 부착되고, 상기 고정자권선의 코일엔드군은 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 있는 상기 도체선의 슬롯수납부간을 상기 고정자철심의 단면 바깥쪽에서 연결하는 다수의 크로스오버부로 구성되고, 상기 팬이 부착되는 상기 회전자의 축방향단면이 상기 크로스오버부의 저부에 대하여 축방향의 외측에 위치하고 있으므로, 풍소음의 발생원인 코일엔드근원부와팬이 축방향에 겹쳐지지 않고, 풍소음이 저감된다.

또, 상기 회전자의 축방향단면에 팬이 부착되고, 상기 고정자권선의 코일엔드군은 6슬롯 떨어진 상기 슬롯의 쌍에 수납되어 있는 상기 도체선의 슬롯수납부간을 상기 고정자철심의 단면바깥쪽에서 연결하는 다수의 크로스오버부로 구성되고, 상기 팬과 상기 크로스오버부가 축방향에 대하여 겹쳐져 있는 동시에, 상기 크로스오버부의 저부와 상기 고정자철심의 단면과의 사이에 통풍공극이 형성되어 있으므로, 냉각풍이 통풍공극을 흐르고 코일엔드군이 효율적으로 냉각되며, 고정자의 온도상승이 억제된다.

또, 상기 팬의 축방향높이의 중앙부와, 상기 코일엔드군의 정상부가 축방향에 대하여 거의 같게 위치하고 있으므로, 팬에서 배출되는 냉각풍중에서 풍속이 가장 큰 냉각풍이 최대통풍면적을 갖는 코일엔드군의 정상부에 공급되고, 코일엔드군이 효율적으로 냉각되며, 고정자의 온도상승이 억제된다.

Claims (3)

1. 브래킷에 회전가능하게 지지된 회전자와, 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 복수형성된 원통상의 고정자철심 및 이 고정자철심에 감겨진 고정자권선을 갖고, 상기 회전자의 외주를 둘러싸도록 상기 브래킷에 지지된 고정자를 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 슬롯은 매극매상당 2의 비율로 상기 고정자철심에 형성되고, 상기 고정자권선은, 상기 슬롯에 감겨진 3개의 1상권선을 교류결선하여 구성된 2개의 3상교류권선을 가지며, 상기 각 1상권선은, 도체선이, 상기 슬롯의 양단에서 뻗어나오고, 원주방향의 양측으로 배분되어 원주방향의 양측의 슬롯에 들어가도록, 상기 슬롯에 감겨져서 구성되어 있는 것을 특징으로하는 차량용 교류발전기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기, 1상권선은, 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 슬롯수납부와, 인접하는 이 슬롯수납부의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 크로스오버부로 되는 파상패턴을 상기 도체선에 소정회수 감아서 형성된 파형권선을 복수 가지고, 이 복수의 파형권선이 원주방향으로 6슬롯 벗어나서 축방향에 상기 크로스오버부를 상대하도록 하여 상기 슬롯에 감겨져 있는 것을 특징으로하는 차량용 교류발전기.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 1상권선은, 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 제 1슬롯수납부와, 인접하는 이 제 1슬롯수납부의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 제 1크로스오버부로 되는 제 1파상패턴에 상기 도체선을 소정회수 감아서 형성된 제 1권선부와, 이 제 1권선부의 권선종단으로부터 상기 도체선을, 원주방향에 6슬롯피치로 배열된 제 2슬롯수납부와, 인접하는 이 제 2슬롯수납부의 단부끼리를 축방향에 대하여 교대로 연결하는 제 2크로스오버부로 되는 제 2파상패턴에 소정회수 감아서 형성된 제 2권선부가, 상기 제 1슬롯수납부와 상기 제 2슬롯수납부를 상대하고, 또한, 상기 제 1크로스오버부와 상기 제 2크로스오버부를 축방향으로 상대하도록 겹쳐진 배분파형권선을 가지고 있는 것을 특징으로하는 차량용 교류발전기.