JP2000295826A - 車両用交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子巻線の冷却性向上。 【解決手段】 一のスロット内の内層側あるいは外層側
において回転周方向に沿って重ねて配置されている２本
の導体セグメント２３，１２３の直線部からターン部２
８、１２８に向かって延びる斜行部２６、１２６は、回
転周方向に沿って同じ向きに傾斜して配置されている。
しかも、一方の導体セグメント１２３の斜行部１２６と
直線部の連結位置は、周方向に隣接する他方の導体セグ
メント２３の斜行部２６と直線部の連結位置よりも、固
定子鉄心２２の端面から離れた位置に設定されている。
このため、一方の斜行部２６と他方の斜行部１２６との
間には、大きな隙間Ｓ１が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車やトラック
等に搭載される車両用交流発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用交流発電機に用いられる固定子と
して、複数の導体セグメントを接合することにより形成
された巻線を有するものが従来から知られている。例え
ば、ＷＯ９２／０６５２７には、Ｕ字状の複数の導体セ
グメントを固定子鉄心の一方の端面側から挿入した後
に、反挿入側の端部同士を接合することにより巻線が形
成された固定子が開示されている。この固定子は、連続
した導体巻線を巻いて巻線を構成する場合に比べて、規
則的に配置された巻線が形成しやすいという特長があ
る。また、同じようにＵ字状の導体セグメントを用いて
巻線が形成されているものとして、ＷＯ９８／５４８２
３に開示された車両用交流発電機が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＷ
Ｏ９２／０６５２７に開示された車両用交流発電機にお
いては、固定子の各スロットには、内層に２本、外層に
２本の合計４本の導体が収容されており、固定子端面か
らはこれら内層側の２本の導体が所定の回転周方向に斜
行し、外層側の２本の導体が内層側の導体とは反対側に
斜行している。したがって、内層及び外層のそれぞれに
おいて、２本を単位として導体が折り曲げられているた
め、これら同方向に折り曲げられた２本の導体の間にわ
ずかな隙間しか形成されず、この隙間部分を通って冷却
風が流れにくいとともに、このわずかな隙間部分に電解
液等が滞留しやすいという問題があった。

【０００４】特に近年、車両走行抵抗の低減や視界向上
のためのスラントノーズ化によってエンジンおよび電装
品全体が路面に近づき、走行時のタイヤからの跳ね上げ
水による被水条件が厳しくなってきた。また、寒冷地域
においては、冬季の道路凍結防止を目的として塩類が多
量に散布されるため、走行時に塩または塩を含む水を巻
き込むこととなり、エンジンルーム内は、更に厳しい腐
食環境条件となっている。加えて、エンジンルーム内の
スチーム洗浄において使われるカーシャンプーなども電
解液である。以上のように、車両用発電機は上記の厳し
い環境にさらされているので、被水や塩などの電解液に
よる腐食により、発電停止に陥りやすくなってきた。

【０００５】発電停止へのプロセスは、以下の通りであ
る。すなわち、水や塩などの電解物質が固定子のコイル
エンドに繰り返し到達することにより、コイル皮膜が加
水分解などの腐食劣化を起こし、コイル相互間の電気短
絡を生じ、局部的な発熱による銅線の溶損が起こって最
終的にコイル断線に至る。特に、冷却ファンをフレーム
内に持つ内扇式の車両用交流発電機においては、冷却風
と一緒に取り込まれた水や塩などの電解液がコイルエン
ド内周へたたきつけられるように到達すること、および
冷却風の排出通風路がコイルエンド近くのフレームに設
けられるので、エンジン停止、つまり車両用交流発電機
が回転停止している状態でエンジンルーム内を洗浄する
時に、この排出通風路を通ってカーシャンプーなどの電
解液が容易にコイルエンド外周に到達するので、上記の
不具合が起こりやすい。

【０００６】一方、車両に搭載される安全制御機器等の
電気負荷の増加に伴い、車両用発電機にはますます出力
の向上が求められている。また、コストの低減要求は言
うまでもない。

【０００７】これに対し、特開平３−２３５６４４号公
報に記載された車両用交流発電機のように、防滴カバー
を冷却風取り込み側に取り付け、外部からの水などの進
入路を遮断しようとする従来技術がある。この公報に開
示されている防滴カバーを用いることにより、冷却ファ
ンの回転によって内部に取り込まれる冷却風に電解液が
混じることはある程度防止できるが、コイルエンドはフ
レームの径方向に設けられた通風窓の近くに位置してい
るので、回転停止時には発電機の径方向外部から水や塩
水などが容易にコイルエンドに到達し、この部分に滞留
するおそれがある。これを防止するために、フレームの
径方向に設けた通風窓の外側にも防滴カバーを取り付け
ることが考えられるが、この場合、通風抵抗が増えて冷
却風量が減るとともに、冷却後の熱風の逃がしが阻害さ
れ、発電機全体の温度が大幅に上昇するという問題が新
たに生ずるため、高出力化、耐久性向上の要求を考慮す
ると、有効な対策とはいえない。また、防滴カバーの追
加により、部品および組み付けのための製造コストが増
加するため好ましくない。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、固定子巻線の冷却性を向上
させることができるとともに、固定子巻線における電解
液等の滞留を防止することができる車両用交流発電機を
提供することにある。

【０００９】さらにスロット内の固定子巻線の占積率を
高めて高出力化を実現するとともに、製造コストを低減
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明によれば、車両用交流発電機の固定子は、複数のスロ
ットを有する固定子鉄心と、前記スロットに収納される
複数の導体セグメントとを有し、さらに前記導体セグメ
ントは、それぞれが回転子のＮＳ磁極ピッチに対応して
離間した前記スロット内に収納される直線部と、前記直
線部を前記スロットの外部にて連結する斜行部とを有
し、前記スロット内において、互いに隣接する複数の前
記直線部のそれぞれにつながる前記斜行部を同じ周方向
に傾斜させるとともに、回転軸方向に沿ってこれらの斜
行部が互いに離間して配置している。

【００１１】これにより、塩などを含んだ電解質の水滴
が斜行部によって構成されるコイルエンドに到達して
も、互いに離間している導体セグメント間の隙間を通過
する冷却風と共に外部へ排出されるので、電解質の水滴
が滞留することを防止することができ、皮膜の腐食や最
終的な断線不具合を抑止できる。また、この隙間部分を
冷却風が通過することによる冷却性の向上が可能にな
る。

【００１２】請求項２に記載された発明によれば、同じ
周方向に傾斜した前記複数の斜行部は、前記固定子鉄心
の端面から回転軸方向に沿って異なる高さにおいて、対
応する前記直線部とつながっている。直線部をスロット
内に収容しているため、高い占積率を保持することがで
き、しかも、この直線部と斜行部とがつながる位置を、
隣接する導体セグメントにおいて異ならせているため、
コイルエンドの導体セグメントの隙間を確実に設けるこ
とができる。

【００１３】請求項３に記載された発明によれば、上述
した導体セグメントを、前記スロット内に位置する複数
の前記直線部のそれぞれが前記スロットの形状に沿った
ほぼ矩形の断面形状を有するように形成している。これ
により、スロットに沿って導体セグメントを挿入、収容
することができ、高い占積率を容易に実現することがで
きる。

【００１４】請求項４に記載された発明によれば、上述
した導体セグメントを２本の直線部を有するほぼＵ字状
導体とし、前記固定子鉄心の一方の端面側に前記Ｕ字状
導体のターン部を、他方の端面側に前記Ｕ字状導体の端
部をそれぞれ配置するとともに、前記ＮＳ磁極ピッチに
対応して離間した２つの前記スロットに収容された２本
の前記導体セグメントの前記端部を接合している。これ
により、導体セグメントの挿入を固定子鉄心の一方の端
部側のみから行い、他方を接合処理するだけで固定子巻
線を形成することができ、巻線形成工程をより効率的に
実施して、製造コストの低減を図ることができる。

【００１５】請求項５に記載された発明によれば、上述
した導体セグメントを前記スロットの両側から突出する
２つの端部を有するように、ターン部を有しない形状に
形成し、前記固定子鉄心の両方の端面側において、前記
ＮＳ磁極ピッチに対応して離間した２つの前記スロット
に収容された２本の前記導体セグメントの前記端部を接
合している。これにより、導体セグメントの形状を単純
化できるので、導体セグメント自身の製造工程を簡略化
して、製造コストの低減を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳
細に説明する。

【００１７】図１は、本実施形態の車両用交流発電機の
全体構成を示す図である。図１に示す車両用交流発電機
１は、固定子２、回転子３、フレーム４、整流器５等を
含んで構成されている。

【００１８】固定子２は、固定子鉄心２２と、固定子巻
線２１を構成する２種類の導体セグメント２３、１２３
と、固定子鉄心２２と各導体セグメント２３、１２３と
の間を電気絶縁するインシュレータ２４とを備えてい
る。固定子２の詳細な構造については後述する。

【００１９】回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状
かつ同心状に巻き回した界磁巻線３１を、それぞれが６
個の爪部を有するポールコア３２によって、回転軸３３
を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、
フロント側のポールコア３２の端面には、フロント側か
ら吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すた
めの冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられてい
る。同様に、リヤ側のポールコア３２の端面には、リヤ
側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すための冷却
ファン３６が溶接等によって取り付けられている。ま
た、回転軸３３のリヤ側端部近傍には、界磁巻線３１の
両端に電気的に接続された２つのスリップリング３７、
３８が形成されており、これらのスリップリング３７、
３８を介してブラシ装置７から界磁巻線３１に対して給
電が行われる。

【００２０】フレーム４は、固定子２および回転子３を
収容しており、回転子３が回転軸３３を中心に回転可能
な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコ
ア３２の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子
２が固定されている。また、フレーム４は、固定子鉄心
２２の軸方向端面から突出した固定子巻線２１のコイル
エンドに対向した部分に冷却風の吐出窓４１を有し、軸
方向端面に吸入窓４２を有している。

【００２１】上述した構造を有する車両用交流発電機１
は、ベルト等を介してプーリ２０にエンジン（図示せ
ず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に
回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３１に外部か
ら励磁電圧を印加することにより、ポールコア３２のそ
れぞれの爪部が励磁されて回転子３の回転周方向に沿っ
て交互にＮＳ磁極が形成されるため、固定子巻線２１に
三相交流電圧を発生させることができ、整流器５の出力
端子からは所定の直流電流が取り出される。

【００２２】次に、固定子２の詳細について説明する。
図２は、固定子２の部分的な断面図である。図２に示す
ように、固定子鉄心２２は複数のスロット２５を有して
おり、各スロット２５には多相の固定子巻線２１が収容
されている。本実施形態では、回転子３の磁極数に対応
して、三相の固定子巻線２１を収容するように、３６個
のスロット２５が回転周方向に等間隔に配置されてい
る。また、複数のスロット２５のそれぞれには、４本の
電気導体が収容される。一のスロット２５内の４本の電
気導体は、固定子鉄心２２の径方向（奥行き方向）と周
方向のそれぞれに二列ずつ配置されている。

【００２３】図３は、固定子巻線２１を構成する一方の
導体セグメント２３の詳細形状を示す斜視図である。ま
た、図４は固定子巻線２１を構成する他方の導体セグメ
ント１２３の詳細形状を示す斜視図である。

【００２４】図３に示す一方の導体セグメント２３は、
ターン部２８において導体が折り返されたほぼ矩形断面
を有するＵ字状に形成されており、スロット２５内に収
容される直線部２３ａ、２３ｂと、スロット２５の外部
に配置されて回転周方向に沿って傾斜した斜行部２６と
を有している。また、この導体セグメント２３におい
て、ターン部２８と反対側の端部は、回転子３のＮＳ磁
極ピッチに対応して離間した他のスロット２５に収納さ
れている導体セグメント２３の端部同士を溶接等によっ
て接合するために用いる接合部２７となる。このよう
に、導体セグメント２３には、２つの直線部２３ａ、２
３ｂが含まれており、一方の直線部２３ａがスロット２
５の内層側に配置されて、図２に示したスロット２５内
の内層側の反時計回り方向側に配置された一方の電気導
体となる。また、他方の直線部２３ｂがスロット２５の
外層側に配置されて、図２に示したスロット２５内の外
層側の反時計回り方向側に配置された一方の電気導体と
なる。

【００２５】なお、図２において、一のスロット２５内
に収納される２つの直線部２３ａ、２３ｂは、回転子３
のＮＳ磁極ピッチに対応して離間した各スロット２５に
収納された２つの異なる導体セグメント２３に対応した
ものであるため、一方の直線部には２３ｂ′の符号を付
して表している。また、図３において、「Ｘ」は各直線
部２３ａ、２３ｂの回転軸方向の長さである。「Ｙ１」
は内層側の直線部２３ａから接合部２７に至るまでの斜
行部２６の回転軸方向に沿った長さであり、「Ｙ２」は
外層側の直線部２３ｂから接合部２７に至るまでの斜行
部２６の回転軸方向に沿った長さである。「Ｚ１」は内
層側の直線部２３ａからターン部２８に至るまでの斜行
部２６の回転軸方向に沿った長さであり、「Ｚ２」は外
層側の直線部２３ｂからターン部２８に至るまでの斜行
部２６の回転軸方向に沿った長さである。

【００２６】同様に、図４に示す一方の導体セグメント
１２３は、ターン部１２８において導体が折り返された
ほぼ矩形断面を有するＵ字状に形成されており、スロッ
ト２５内に収容される直線部１２３ａ、１２３ｂと、ス
ロット２５の外部に配置されて回転周方向に沿って傾斜
した斜行部１２６とを有している。また、この導体セグ
メント１２３において、ターン部１２８と反対側の端部
は、異なるスロット２５に収納されている導体セグメン
ト１２３の端部同士を溶接等によって接合するために用
いる接合部１２７となる。このように、導体セグメント
１２３には、２つの直線部１２３ａ、１２３ｂが含まれ
ており、一方の直線部１２３ａがスロット２５の内層側
に配置されて、図２に示したスロット２５内の内層側の
時計回り方向側に配置された他方の電気導体となる。ま
た、他方の直線部１２３ｂがスロット２５の外層側に配
置されて、図２に示したスロット２５内の外層側の時計
回り方向側に配置された他方の電気導体となる。

【００２７】なお、図２において、一のスロット２５内
に収納される２つの直線部１２３ａ、１２３ｂは、異な
る導体セグメント１２３に対応したものであるため、一
方の直線部には１２３ｂ′の符号を付して表している。
また、図４において、「Ｘ」は直線部１２３ａ、１２３
ｂの回転軸方向の長さである。「Ｙ１」は外層側の直線
部１２３ｂから接合部１２７に至るまでの斜行部１２６
の回転軸方向に沿った長さであり、「Ｙ２」は内層側の
直線部１２３ａから接合部１２７に至るまでの斜行部１
２６の回転軸方向に沿った長さである。「Ｚ１」は外層
側の直線部１２３ｂからターン部１２８に至るまでの斜
行部１２６の回転軸方向に沿った長さであり、「Ｚ２」
は内層側の直線部１２３ａからターン部１２８に至るま
での斜行部１２６の回転軸方向に沿った長さである。

【００２８】このように、この実施形態では、ひとつの
スロット内において周方向に並べて配置される２本の導
体セグメント２３、１２３は、一のスロット２５の一方
の軸方向開口端から延び出す部分において異なる形状を
持っている。任意の一のスロット２５の軸方向開口端に
おける導体セグメントの形状に着目して説明する。一方
の導体セグメントは、固定子鉄心２２の端面から延び出
した直後に曲げられて斜行部に接続されている。他方の
導体セグメントは、固定子鉄心２２の端面から所定長さ
Ｐだけ直線状に延在した後に曲げられて斜行部に接続さ
れている。しかも、他方の導体セグメントは、２本の導
体セグメントの斜行部２６、１２６が傾斜して延びる周
方向に関して、一方の導体セグメントよりも、傾斜方向
の後方に位置している。このため、２本の導体セグメン
トで形成される２本の斜行部２６、１２６の間には、突
出量Ｐと、斜行部２６、１２６の傾斜角とによって決ま
る隙間Ｓ１、Ｓ２が形成される。

【００２９】この実施形態では、一のスロット２５内に
おいて周方向に並べて配置される２本の導体セグメント
２３、１２３は、固定子鉄心２２の一方の端面と、他方
の端面とにおいて、それぞれ周方向に関して逆方向に傾
斜している。このため、一のスロット２５内において周
方向に並べて配置される２本の導体セグメント２３、１
２３のうちの一方の導体セグメント２３は、一のスロッ
ト２５の一方の軸方向端面開口ではスロット２５から出
た直後に斜行部２６に接続されるが、一のスロット２５
の他方の軸方向端面開口ではスロット２５から所定長さ
Ｐだけ直線状に延び出した後に斜行部２６に接続され
る。また、残る他方の導体セグメント１２３は、一のス
ロット２５の一方の軸方向端面開口ではスロット２５か
ら所定長さＰだけ直線状に延び出した後に斜行部１２６
に接続されるが、一のスロット２５の他方の軸方向端面
開口ではスロット２５から出た直後に斜行部１２６に接
続される。このため、一方の導体セグメント２３は一の
スロット２５の一方の軸方向開口端において軸方向の位
置決めがなされ、他方の導体セグメント１２３は一のス
ロット２５の他方の軸方向開口端において軸方向の位置
決めがなされて、両方の導体セグメント２３、１２３
が、ともに一のスロット２５において軸方向に位置決め
される。

【００３０】さらにこの実施形態では、１本の導体セグ
メントがＵ字状に形成されているため、１本の導体セグ
メントは、２つのスロット２５の４箇所の軸方向開口端
のそれぞれから延び出す。このため、これら４箇所にお
いて、上述のごとき突出量Ｐを持つよう、導体セグメン
トが形成されている。その結果、この実施形態では、す
べてのスロット２５の軸方向開口端において、上述のご
とき突出量Ｐをもって２本の導体セグメントが延び出し
ている。

【００３１】しかも、１本のＵ字状導体セグメントが有
する４箇所のスロット２５からの延び出し部は、対角上
に位置する延び出し部が同形状を持つように形成され
る。このため、１本のＵ字状導体セグメントが、固定子
鉄心２２に対して軸方向にずれることなく、位置決めさ
れる。

【００３２】図５は、導体セグメントが固定子鉄心２２
に装備された状態を示す斜視図である。また、図６は固
定子２の外観図である。上述したように、導体セグメン
ト２３の一方の直線部２３ａと導体セグメント１２３の
一方の直線部１２３ａは、同じスロット２５内の内層側
において回転周方向に沿って重ねて配置されており、こ
れらの各直線部２３ａ、１２３ａからターン部２８、１
２８に向かって延びる斜行部２６、１２６は、回転周方
向に沿って同じ向きに形成されている。しかも、内径側
からみた場合に周方向に沿って左側に配置された一方の
導体セグメント２３の斜行部２６と直線部２３ａの連結
位置は、右側に配置された他方の導体セグメント１２３
の斜行部１２６と直線部１２３ａの連結位置よりも、固
定子鉄心２２の端面から離れた位置に設定されている。
図３および図４において、ハッチングを付した領域が固
定子鉄心２２の回転軸方向位置を示しており、導体セグ
メント１２３のターン部１２８側の斜行部１２６と直線
部１２３ａの連結位置が固定子鉄心２２の軸方向の端面
位置に一致しているのに対し、導体セグメント２３のタ
ーン部２８側の斜行部２６と直線部２３ａの連結位置は
固定子鉄心２２の軸方向の端面位置から所定の距離隔た
った位置となっている。したがって、固定子鉄心２２の
各スロット２５内の内層側からターン部２８、１２８に
向かって延びて固定子鉄心２２の端面に近い側に配置さ
れる一方の斜行部１２６と他方の斜行部２６との間に
は、図６に示したように、大きな隙間Ｓ１が形成され
る。

【００３３】同様に、各直線部２３ａ、１２３ａから接
合部２７、１２７に向かって延びる斜行部２６、１２６
は、回転周方向に沿って同じ向きに形成されている。し
かも、内径側からみて周方向に沿って右側に配置された
一方の導体セグメント１２３の斜行部１２６と直線部１
２３ａの連結位置は、左側に配置された他方の導体セグ
メント２３の斜行部２６と直線部２３ａの連結位置より
も、固定子鉄心２２の端面から離れた位置に設定されて
いる。したがって、固定子鉄心２２の各スロット２５内
の内層側から接合部２７、１２７に向かって延びて固定
子鉄心２２の端面に近い側に配置される一方の斜行部２
６と他方の斜行部１２６との間には、図６に示したよう
に、大きな隙間Ｓ２が形成される。

【００３４】なお、上述した説明では、各スロット２５
の内層側に収納された直線部２３ａ、１２３ａとこれら
に連結される各斜行部２６、１２６に着目したが、各ス
ロット２５内の外層側に収納された直線部２３ｂ、１２
３ｂとこれらに連結される各斜行部２６、１２６につい
ても同様である。すなわち、固定子鉄心２２の各スロッ
ト２５内の外層側からターン部２８、１２８に向かって
延びて固定子鉄心２２の端面に近い側に配置される一方
の斜行部２６と他方の斜行部１２６との間には、大きな
隙間Ｓ１が形成される。また、固定子鉄心２２の各スロ
ット２５内の外層側から接合部２７、１２７に向かって
延びて固定子鉄心２２の端面に近い側に配置される一方
の斜行部１２６と他方の斜行部２６との間には、大きな
隙間Ｓ２が形成される。

【００３５】上述した導体セグメント２３、１２３を用
いて固定子巻線２１を形成する手順は以下のようにな
る。まず、図３および図４のそれぞれに点線で示したよ
うな接合部２７、１２７側の斜行部２６、１２６が形成
されていない状態の２種類の導体セグメント２３′、１
２３′を用意する。そして、これらの導体セグメント２
３′、１２３′のターン部２８、１２８と各直線部２３
ａ、２３ｂ、１２３ａ、１２３ｂを持ちながら、これら
を周方向に重ねた状態で、回転軸方向から磁極ピッチだ
け離れた固定子鉄心２２の２つのスロット２５に挿入す
る。このとき、導体セグメント２３のターン部２８側の
斜行部２６と、導体セグメント１２３のターン部１２８
側の斜行部１２６の間には、図６に示す隙間Ｓ１が形成
される。

【００３６】この挿入作業の後、固定子鉄心２２の一方
の端面から突出した導体セグメント２３、１２３の外層
側の端部を所定の周方向に折り曲げて、図６に示す隙間
Ｓ２が形成されるように外層側の斜行部１２６、２６を
形成する。また、同時にあるいはこの工程と前後して、
固定子鉄心２２の一方の端面から突出した導体セグメン
ト２３、１２３の内層側の端部を外層側とは反対の周方
向に折り曲げて、図６に示す隙間Ｓ２が形成されるよう
に内層側の斜行部２６、１２６を形成する。なお、この
斜行部２６、１２６の形成は、各導体セグメント２３、
１２３の間に、隙間Ｓ２に対応する整形用の治具を挿入
して行われる。

【００３７】この結果、図６に示すように、固定子巻線
２１のコイルエンドを形成する内層の斜行部２６、１２
６と外層の斜行部２６、１２６がそれぞれ周方向に沿っ
た逆向きに傾斜するように配置される。その後、図７に
示す巻線仕様図にしたがって、ターン部２８、１２８側
のコイルエンドに反転渡り線３３１を配置した後、内層
側の接合部２７、１２７あるいは外層側の接合部２７、
１２７を、溶接や半田付けなどによって電気的に接合
し、スロット２５当たり４本の電気導体を有する固定子
巻線２１が形成される。

【００３８】このように、本実施形態の車両用交流発電
機１では、図６に示すように、固定子巻線２１の各コイ
ルエンドにおいて、同一のスロットから延びる２つの導
体セグメントの間には、回転軸方向に沿って所定の隙間
を確保することができる。したがって、コイルエンドに
塩水やカーシャンプーなどの電解液が到達しても、この
隙間を通して内部の冷却ファン３５、３６によって遠心
方向に冷却風とともに排出されるため、滞留を防止する
ことができ、滞留したときに生じるコイルエンドの腐食
による断線不良等を防止することができる。また、上述
した隙間によって、コイルエンドを構成する各導体セグ
メントが互いに離間して配置されるため、コイルエンド
の冷却性を向上させることができる。

【００３９】さらに、図２に示すように、各導体セグメ
ント２３、１２３の断面を矩形形状に形成することによ
り、スロット２５内の占積率を高めることができるた
め、固定子巻線２１の抵抗値を低減し、発電能力を向上
させることができる。しかも、連続巻線を用いずに導体
セグメント２３、１２３を用いることにより、上述した
高占積率化に加えて、コイルエンド間の隙間を形成する
工程を簡略化でき、固定子２の製造コストを低減するこ
とができる。

【００４０】ところで、上述した実施形態では、スロッ
ト２５内に収容された電気導体は、深さ方向に二列（内
層、外層）および回転周方向に二列であり、合計で４本
が一のスロット２５に収容されている場合を説明した
が、要求出力等に応じてスロット２５の深さ方向や回転
周方向のそれぞれの電気導体数を変更するようにしても
よい。

【００４１】また、上述した実施形態では、Ｕ字状の導
体セグメント２３、１２３を用いたが、図８に示すよう
に、ターン部を有しないほぼＪ字状の導体セグメント２
２３を用い、これを固定子鉄心の軸方向から直線部２２
３ｈをそろえて挿入し、挿入した先端部側を所定の周方
向に傾斜させるようにしてもよい。この場合には、同一
スロットに収容され、斜行部が同じ周方向に傾斜した複
数の導体セグメントにおいて、直線部２２３ｈと斜行部
との連結部分の回転軸方向の位置を互いにずらすことに
より、図６に示したような隙間Ｓ１、Ｓ２を確保するこ
とができる。また、導体セグメント２２３の形状がＵ字
状よりも単純化されるので、導体セグメント自体の製造
工程が簡略化され、固定子の製造コストを低減すること
ができる。

【００４２】また、上述した実施形態では、図２に示す
ような固定子鉄心２２の各スロット２５に、回転軸方向
に沿って反ターン部側に斜行部を有しない導体セグメン
ト２３′、１２３′を挿入し、その後挿入の先端側を整
形して図３および図４に示す導体セグメント２３、１２
３を完成させたが、図９および図１０に示すように、固
定子鉄心１２２の各歯先先端部１２４に径方向に沿った
突起部１３０あるいは１３２を形成することにより、ス
ロット１２５の内周側開口部の周方向の幅を、スロット
１２５内部の周方向の幅と同じに設定してもよい。この
ような固定子鉄心１２２を用いた場合には、内径側から
Ｕ字状あるいはＪ字状の各導体セグメント２３、１２３
を挿入した後に、各歯先先端部１２４の突起部１３０、
１３２を周方向に曲げればよいため、スロット１２５に
収納する前に、図３および図４に示したようなターン部
と反ターン部の両方に斜行部を有する導体セグメント２
３、１２３を製造することができ、固定子鉄心の各スロ
ットに挿入した後に整形して隙間Ｓ１、Ｓ２を形成する
場合に比べて製造工程の簡略化が可能になる。また、ス
ロット１２５に導体セグメント２３、１２３を挿入した
後に、径方向から加圧して各導体セグメント２３、１２
３のスロット１２５内の直線部をスロット形状に合わせ
て変形することも可能になるため、さらにスロット１２
５内の占積率を高めて出力向上を図ることができる。

【００４３】なお、上記突出量Ｐを持つセグメント形状
は、固定子鉄心２２に形成された複数のスロットの軸方
向開口のうちの一部においてのみ形成されてもよい。

【００４４】例えば、固定子鉄心２２の一方の端面にお
けるスロット２５の開口にのみ形成されてもよい。かか
る構成は、固定子鉄心２２の一方の端面に形成されるコ
イルエンドにおいて特に高い放熱性を実現したい場合に
有効である。また、周方向に並んだスロットの開口のう
ち、ひとつおきの開口にのみ同形状を採用してもよい。
かかる構成は、加工工程における加工容易化などの利点
を得つつ、コイルエンドに所用の密度を持って通風路を
形成し、全体としての放熱性を改善したい場合に有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示
す図である。

【図２】固定子の部分的な断面図である。

【図３】固定子巻線を構成する一方の導体セグメントの
詳細形状を示す斜視図である。

【図４】固定子巻線を構成する他方の導体セグメントの
詳細形状を示す斜視図である。

【図５】導体セグメントが固定子鉄心に装備された状態
を示す斜視図である。

【図６】固定子の外観図である。

【図７】固定子の巻線仕様図である。

【図８】導体セグメントの他の例を示す斜視図である。

【図９】固定子の変形例を示す部分的な断面図である。

【図１０】固定子の他の変形例を示す部分的な断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 車両用交流発電機 ２ 固定子 ３ 回転子 ４ フレーム ２１ 固定子巻線 ２２ 固定子鉄心 ２３、１２３ 導体セグメント ２４ インシュレータ ２５ スロット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA09 AA11 BB02 BB07 BB09 BB12 CA01 CA05 CB03 CC05 CC07 CD02 CD06 CD22 CE05 EE11 5H609 BB05 BB13 BB18 PP02 PP06 PP09 QQ02 QQ12 QQ13 RR03 RR16 RR27 RR33 RR38 RR42 RR43 RR44 RR69 RR73 RR75 SS04 5H619 AA01 AA05 AA11 AA13 BB02 BB06 BB17 PP01 PP14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転周方向に沿って交互にＮＳ磁極が形
   成され軸方向両端部の少なくとも一方にファンを持つ回
   転子と、前記回転子と対向配置された固定子と、前記回
   転子と前記固定子とを支持するフレームとを有する車両
   用交流発電機において、 前記固定子は、複数のスロットを有する固定子鉄心と、
   前記スロットに収納される複数の導体セグメントとを有
   し、 前記導体セグメントは、それぞれが前記回転子の前記Ｎ
   Ｓ磁極ピッチに対応して離間した前記スロット内に収納
   される直線部と、前記直線部を前記スロットの外部にて
   連結する斜行部とを有し、 前記スロット内において、互いに隣接する複数の前記直
   線部のそれぞれにつながる前記斜行部を同じ周方向に傾
   斜させるとともに、回転軸方向に沿ってこれらの斜行部
   を互いに離間して配置することを特徴とする車両用交流
   発電機。
2. 【請求項２】 請求項１において、 同じ周方向に傾斜した前記複数の斜行部は、前記固定子
   鉄心の端面から回転軸方向に沿って異なる高さにおい
   て、対応する前記直線部とつながっていることを特徴と
   する車両用交流発電機。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記導体セグメントは、前記スロット内に位置する複数
   の前記直線部のそれぞれが前記スロットの形状に沿った
   ほぼ矩形の断面形状を有することを特徴とする車両用交
   流発電機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記導体セグメントは、２本の直線部を有するほぼＵ字
   状導体であり、前記固定子鉄心の一方の端面側に前記Ｕ
   字状導体のターン部が配置され、他方の端面側に前記Ｕ
   字状導体の端部が配置されており、 前記ＮＳ磁極ピッチに対応して離間した２つの前記スロ
   ットに収容された２本の前記導体セグメントの前記端部
   を接合することを特徴とする車両用交流発電機。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記導体セグメントは、前記スロットの両側から突出す
   る２つの端部を有しており、 前記固定子鉄心の両方の端面側において、前記ＮＳ磁極
   ピッチに対応して離間した２つの前記スロットに収容さ
   れた２本の前記導体セグメントの前記端部を接合するこ
   とを特徴とする車両用交流発電機。