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JP2001268837A - 車両用交流発電機の固定子とその製造方法 - Google Patents

車両用交流発電機の固定子とその製造方法

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JP2001268837A
JP2001268837A JP2000074576A JP2000074576A JP2001268837A JP 2001268837 A JP2001268837 A JP 2001268837A JP 2000074576 A JP2000074576 A JP 2000074576A JP 2000074576 A JP2000074576 A JP 2000074576A JP 2001268837 A JP2001268837 A JP 2001268837A
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JP
Japan
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stator
coil end
varnish
connection
slot
Prior art date
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JP2000074576A
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Yoshito Asao
淑人 浅尾
Katsumi Adachi
克己 足立
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁皮膜のない接合側の絶縁性を向上するこ
とができ、含浸されるワニスを必要以上に多くすること
のない車両用交流発電機の固定子を得る。 【解決手段】 電気導体は、長尺の素線３０が、固定子
鉄心１５の端面側のスロット１５ａ外で折り返されて、
所定スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方
向に内層と外層とを交互に採るように巻装された巻線を
複数有し、固定子鉄心１５の両端面部において、スロッ
ト１５ａ外で折り返された素線３０のターン部が周方向
に並んでコイルエンド２６０ａ，２６０ｂを構成してお
り、固定子鉄心１５の一側において、複数の巻線がコイ
ルエンド上にて結線されている接続側コイルエンド２６
０ａを有する固定子において、接続側コイルエンド２６
０ａと反接続側コイルエンド２６０ｂのいずれか一方に
含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量は、他
方より多い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は車両用交流発電機
に関するもので、特に固定子の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１５は従来の車両用交流発電機を示す
断面図である。この発電機は、アルミニウム製のフロン
トブラケット１及びリヤブラケット２から構成されたケ
ース３と、このケース３内に設けられ一端部にプーリ４
が固定された回転軸６と、この回転軸６に固定されたラ
ンドル型の回転子７と、回転子７の両側面に固定された
冷却ファン５と、ケース３内の内壁面に固定された固定
子８と、回転軸６の他端部に固定され回転子７に電流を
供給するスリップリング９と、スリップリング９に摺動
する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納したブ
ラシホルダ１１と、固定子８に電気的に接続され固定子
８で生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシ
ホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１７と、このヒー
トシンク１７に接着され固定子８で生じた交流電圧の大
きさを調整するレギュレータ１８とを備えている。
【０００３】回転子７は、電流を流して磁束を発生する
回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆って設
けられその磁束によって磁極が形成されるポールコア１
４とを備えている。ポールコア１４は一対の交互に噛み
合った第１のポールコア体２１及び第２のポールコア体
２２とから構成されている。第１のポールコア体２１及
び第２のポールコア体２２は鉄製で、かつ爪形状の爪状
磁極２３，２４をそれぞれ有している。
【０００４】固定子８は、固定子鉄心１５と、この固定
子鉄心１５に導線が巻回され回転子７の回転に伴い、回
転子コイル１３からの磁束変化で交流が生じる固定子コ
イル１６とを備えている。
【０００５】上述のような構成の車両用交流発電機で
は、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリ
ング９を通じて回転子コイル１３に電流が供給されて磁
束が発生し、第１のポールコア体２１の爪状磁極２３に
はＮ極が着磁され、第２のポールコア体２２の爪状磁極
２４にはＳ極が着磁される。一方、エンジンによってプ
ーリ４は駆動され、回転軸６によって回転子７が回転す
るため、固定子コイル１６には回転磁界が与えられ、固
定子コイル１６には起電力が生じる。この交流の起電力
は、整流器１２を通って直流に整流されるとともに、レ
ギュレータ１８によりその大きさが調整されて、バッテ
リに充電される。
【０００６】上述のファン５による冷却流は、ブラケッ
ト１，２の吸気孔１ａ，２ａから吸入され、リヤでは発
熱部である整流器１２やレギュレータ１８を通って冷却
し、各ファンの羽根部５１を内径側から外径側へ通って
フロント・リヤの固定子コイルエンド１６ａ，１６ｂを
冷却して、ブラケット１，２の排気孔１ｂ，２ｂから排
出される。つまり、発熱度合いが高く、高温度が出力性
能に影響を及ぼす固定子コイル１６のコイルエンド１６
ａ，１６ｂが、羽根部５１とブラケット１，２の排気孔
１ｂ，２ｂとの間に位置して、確実に冷却されるように
なっている。
【０００７】固定子８においては、図１６に示されるよ
うに略Ｕ字状のセグメント３１のリヤ側を亀甲状に（曲
げが３箇所となる）成形し、固定子鉄心１５に挿入して
いるので、コイルエンド１６ａ，１６ｂは固定子鉄心１
５から突出する根元から先端まで直線的に、回転軸６に
対して傾きを有しているＵ字状曲げの先端部分で折り返
すような形になっており、隣り合うセグメント３１同士
が先端部などで重なり合うことなく整然と配列される。
このような構成で、ほぼ全周に亘って同形状となり、整
列性が高いものとなっている。
【０００８】このような構成の固定子は、図１６に示さ
れるように、固定子鉄心１５のスロット１５ａに略Ｕ字
状のセグメント３１をＵ字の各両辺を図の下方から挿入
し、固定子鉄心１５の図の上方に突出したＵ字状のセグ
メント３１の端部を折り曲げ、その後他のＵ字状のセグ
メント３１の端部と接合して、固定子巻線を構成する。
そして、従来の車両用交流発電機は、Ｕ字状のセグメン
ト３１の接続側でなるコイルエンド１６ａに含浸される
ワニスの単位面積当たりの平均塗布量と、Ｕ字状のセグ
メント３１の湾曲しているターン側（反接続側）のコイ
ルエンド１６ｂに含浸されるワニスの単位面積当たりの
平均塗布量は、均一なものとされていた。
【０００９】また、車両用交流発電機の固定子の他の例
においては、両コイルエンド１６ａ，１６ｂに含浸され
るワニスは、全くないものもあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような構成の車両
用交流発電機の固定子においては、ワニスを全く施さな
いものに関しては、絶縁皮膜のない接合側において、各
コイル片間にて絶縁性が損なわれ、短絡による出力低
下、及び電磁音悪化を生じる原因となっていた。さら
に、コイルエンド１６ａ，１６ｂにワニスを施さないも
のにおいては、周方向に並んだ巻線によってコイルエン
ド内周面が凸凹形状となり、回転子７の爪状磁極やファ
ン５の回転による干渉音が発生する問題があった。
【００１１】一方、両コイルエンド１６ａ，１６ｂに、
ワニスを均一に含浸するものに関しては、絶縁性があま
り損なわれることのないターン側においてもワニスが同
じように含浸されるので、ワニスの含浸量が多くなりコ
ストの向上する原因となっていた。さらに、ワニスの含
浸量が多くなることは、固定子８の冷却性を損なう原因
にもなっていた。
【００１２】また、屈曲・接合されているコイルエンド
においては、屈曲変形時の残留応力による負荷がかかる
が、ワニス量が少ないと機械的固着力が少なく剛性が低
いので振動する原因となり、この振動は、騒音を引き起
こしたり、絶縁皮膜の剥離を生じさせるものであった。
【００１３】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、絶縁皮膜のない接合側の絶縁性
を向上することができ、含浸されるワニスを必要以上に
多くすることがなく、固定子の冷却性を向上させ、ま
た、風騒音を低減し、さらに固定子の機械的剛性を向上
させることができる車両用交流発電機の固定子を得るこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の車両用交流発
電機の固定子においては、回転軸に嵌着される爪状磁
極、及びファンを有する回転子と、回転子の外周に配さ
れ三相交流結線されたコイルが巻装されファンによって
送風冷却される固定子とを有する車両用交流発電機にお
いて、固定子は、複数のスロットが形成された固定子鉄
心と、固定子鉄心に装備された固定子巻線とを備え、固
定子巻線は、複数の電気導体を接合して構成されてお
り、電気導体は、長尺の素線が、固定子鉄心の端面側の
スロット外で折り返されて、所定スロット数毎にスロッ
ト内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るよ
うに巻装された巻線を複数有し、固定子鉄心の両端面部
において、スロット外で折り返された素線のターン部が
周方向に並んでコイルエンドを構成しており、固定子鉄
心の一側において、複数の巻線がコイルエンド上にて結
線されている接続側コイルエンドを有する固定子におい
て、接続側コイルエンドに含浸されるワニス及び反接続
側コイルエンドに含浸されるワニスのいずれか一方のワ
ニスの単位面積当たりの平均塗布量は、他方より多い。
【００１５】請求項２の車両用交流発電機の固定子にお
いては、回転軸に嵌着される爪状磁極、及びファンを有
する回転子と、回転子の外周に配され三相交流結線され
たコイルが巻装されファンによって送風冷却される固定
子とを有する車両用交流発電機において、固定子は、複
数のスロットが形成された固定子鉄心と、固定子鉄心に
装備された固定子巻線とを備え、固定子巻線は、複数の
電気導体を接合して構成されており、電気導体は、導体
セグメントが、異なるスロットに位置する他の導体セグ
メントと、互いに開放端を接続されるべく周方向に屈曲
成形、接合されてなり、 固定子鉄心の一側において、
複数の導体セグメントが接合されている接続側コイルエ
ンド有する固定子において、接続側コイルエンドに含浸
されるワニス及び反接続側コイルエンドに含浸されるワ
ニスのいずれか一方のワニスの単位面積当たりの平均塗
布量は、他方より多い。
【００１６】請求項３の車両用交流発電機の固定子にお
いては、接続側のコイルエンドに含浸されるワニスの単
位面積当たりの平均塗布量が、反接続側のコイルエンド
に含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量より
多い。
【００１７】請求項４の車両用交流発電機の固定子にお
いては、反接続側のコイルエンドに含浸されるワニスの
単位面積当たりの平均塗布量が、接続側のコイルエンド
に含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量より
多い。
【００１８】請求項５の車両用交流発電機の固定子にお
いては、スロット内において、接続側コイルエンドに含
浸されるワニス量は、反接続側コイルエンドに含浸され
るワニス量より多い。
【００１９】請求項６の車両用交流発電機の固定子にお
いては、スロット内において、反接続側コイルエンドに
含浸されるワニス量は、接続側コイルエンドに含浸され
るワニス量より多い。
【００２０】請求項７の車両用交流発電機の固定子にお
いては、反接続側コイルエンドに含浸されるワニスは全
くない。
【００２１】請求項８の車両用交流発電機の固定子にお
いては、接続側コイルエンドに含浸されるワニスは、固
定子周方向に傾斜している電気導体間にほぼ隙間なく充
填されている。
【００２２】請求項９の車両用交流発電機の固定子にお
いては、接続側コイルエンドの固定子周方向に傾斜して
いる各コイル間の隙間は、反接続側コイルエンドの固定
子周方向に傾斜している各コイル間の隙間より小さい。
【００２３】請求項１０の車両用交流発電機の固定子に
おいては、接続側コイルエンドの固定子周方向に傾斜し
ているコイルの軸方向高さは、反接続側コイルエンドの
固定子周方向に傾斜しているコイルの軸方向高さより小
さい。
【００２４】請求項１１の車両用交流発電機の固定子に
おいては、スロット内において、径方向最内層の電気導
体とスロット開口部との間に径方向に隙間を有し、隙間
には、ワニスが含浸されている。
【００２５】請求項１２の車両用交流発電機の固定子に
おいては、回転子の軸方向端部の少なくとも一方には、
固定子のコイルエンドを内径側より通風、冷却するファ
ンが設けられている。
【００２６】請求項１３の車両用交流発電機の固定子に
おいては、整流器は、接続側コイルエンドの側に配置さ
れている。
【００２７】請求項１４の車両用交流発電機の固定子に
おいては、整流器は、反接続側コイルエンドの側に配置
されている。
【００２８】請求項１５の車両用交流発電機の固定子の
製造方法においては、請求項１乃至１４のいずれかに記
載の車両用交流発電機の固定子の製造方法において、固
定子鉄心の外径方向よりワニスを滴下して、コイルエン
ドのいずれか一方にのみワニスを含浸する工程を有す
る。
【００２９】請求項１６の車両用交流発電機の固定子の
製造方法においては、請求項１乃至１４のいずれかに記
載の車両用交流発電機の固定子の製造方法において、固
定子鉄心の軸方向よりワニスを滴下して、コイルエンド
のいずれか一方のみにワニスを含浸する工程を有する。
【００３０】請求項１７の車両用交流発電機の固定子の
製造方法においては、請求項１乃至１４のいずれかに記
載の車両用交流発電機の固定子の製造方法において、固
定子鉄心の外径方向または軸方向より、コイルエンドの
いずれか一方のみにワニスを滴下する工程と、滴下した
側のコイルエンドを他方のコイルエンドより高い位置に
保ちながらワニスをゲル化、乾燥させる工程とを有す
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実
施の形態１における三相で、１６極９６スロットを有す
る車両用交流発電機を示す断面図である。図１におい
て、本実施の形態の発電機は、アルミニウム製のフロン
トブラケット１及びリヤブラケット２から構成されたケ
ース３と、このケース３内に設けられ一端部にプーリ４
が固定された回転軸６と、この回転軸６に固定されたラ
ンドル型の回転子７と、回転子７の両側面に固定された
冷却ファン５と、ケース３内の内壁面に固定された固定
子８と、回転軸６の他端部に固定され回転子７に電流を
供給するスリップリング９と、スリップリング９に摺動
する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納したブ
ラシホルダ１１と、固定子８に電気的に接続され固定子
８で生じた交流を直流に整流する整流器１２と、ブラシ
ホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１７と、このヒー
トシンク１７に接着され固定子８で生じた交流電圧の大
きさを調整するレギュレータ１８とを備えている。
【００３２】回転子７は、電流を流して磁束を発生する
回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆って設
けられその磁束によって磁極が形成されるポールコア１
４とを備えている。ポールコア１４は一対の交互に噛み
合った第１のポールコア体２１及び第２のポールコア体
２２とから構成されている。第１のポールコア体２１及
び第２のポールコア体２２は鉄製で、かつ爪形状の爪状
磁極２３，２４をそれぞれ有している。
【００３３】固定子８は、固定子鉄心１５と、この固定
子鉄心１５に導線が巻回され回転子７の回転に伴い、回
転子コイル１３からの磁束変化で交流が生じる固定子コ
イル１６０とを備えている。
【００３４】上述のような構成の車両用交流発電機で
は、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリ
ング９を通じて回転子コイル１３に電流が供給されて磁
束が発生し、第１のポールコア体２１の爪状磁極２３に
はＮ極が着磁され、第２のポールコア体２２の爪状磁極
２４にはＳ極が着磁される。一方、エンジンによってプ
ーリ４は駆動され、回転軸６によって回転子７が回転す
るため、固定子コイル１６０には回転磁界が与えられ、
固定子コイル１６０には起電力が生じる。この交流の起
電力は、整流器１２を通って直流に整流されるととも
に、レギュレータ１８によりその大きさが調整されて、
バッテリに充電される。
【００３５】上述のファン５による冷却流は、ブラケッ
ト１，２の吸気孔１ａ，２ａから吸入され、リヤでは発
熱部である整流器１２やレギュレータ１８を通って冷却
し、各ファンの羽根部５１を内径側から外径側へ通って
フロント・リヤの固定子コイルエンド１６０ａ，１６０
ｂを冷却して、ブラケット１，２の排気孔１ｂ，２ｂか
ら排出される。つまり、発熱度合いが高く、高温度が出
力性能に影響を及ぼす固定子コイル１６０のコイルエン
ド１６０ａ，１６０ｂが、羽根部５１とブラケット１，
２の排気孔１ｂ，２ｂとの間に位置して、確実に冷却さ
れるようになっている。
【００３６】固定子８においては、従来例と同じように
略Ｕ字状のセグメント３１のリヤ側を亀甲状に（曲げが
３箇所となる）成形し、固定子鉄心１５に挿入している
ので、コイルエンド１６０ａ，１６０ｂは固定子鉄心１
５から突出する根元から先端まで直線的に、回転軸６に
対して傾きを有しているＵ字状曲げの先端部分で折り返
すような形になっており、隣り合うコイル同士が先端部
などで重なり合うことなく整然と配列される。このよう
な構成で、ほぼ全周にわたって同形状となり、整列性が
高いものとなっている。
【００３７】図２は車両用交流発電機の固定子構造を説
明する図である。図２において、固定子８は、従来例と
同じように、固定子鉄心１５のスロット１５ａに略Ｕ字
状のセグメント３１がＵ字の各両辺を図２の下方から挿
入され、固定子鉄心１５の図２の上方に突出したＵ字状
のセグメント３１の端部が、他のＵ字状のセグメント３
１の端部と接合されて固定子巻線が構成されている。
【００３８】図３乃至図５はＵ字状のセグメント３１の
屈曲成形される様子を示す図である。略Ｕ字状のセグメ
ント３１は、まず、固定子鉄心１５のスロット１５ａ
に、図３の下方からの一方の側端面から矢印Ｃの方向に
挿入される。その後、直線部が、径方向に所定の角度を
もって周方向に所定の角度に曲げられる（図４，図
５）。
【００３９】図６は同じく略Ｕ字状のセグメント３１が
固定子鉄心１５に挿入され巻線が構成される様子を示し
た図である。固定子鉄心１５のスロット１５ａに略Ｕ字
状のセグメント３１をＵ字の各両辺を図の下方から挿入
し、固定子鉄心１５の図の上方に突出したＵ字状のセグ
メント３１の端部を折り曲げ、その後他のＵ字状のセグ
メント３１の端部と接合部２６にて接合して、固定子巻
線を構成する。
【００４０】図２において、１６０ａは、Ｕ字状のセグ
メント３１の端部同士が接合された接続側のコイルエン
ド、一方、１６０ｂはＵ字状のセグメント３１の湾曲部
が配列されたターン側のコイルエンドである。この各コ
イルエンド１６０ａ，１６０ｂは、回転子７の回転軸６
と平行な面に投影した場合に、冷却ファン５の各羽根部
５１と軸方向に各々重複するように構成されている。
【００４１】両コイルエンド１６０ａ，１６０ｂには、
溶接の為に絶縁皮膜のなくなっている接合側の絶縁性を
向上する目的や固定子巻線の機械的固着力を高める目的
でワニスが塗布されている。ワニスは、巻線の表面全体
を覆うように塗布され、特に隣り合うセグメント３１が
接触した部分には多く留まり、隣り合うセグメント３１
を互いに固定することにより、巻線全体の機械的強度を
向上させている。また、ワニスの塗布は、絶縁皮膜のな
い接合側の短絡による出力低下、及び電磁音悪化を防ぐ
ことができ、さらに、屈曲・接合されているセグメント
３１には、屈曲変形時の残留応力による負荷がかかる
が、ワニスの塗布によってこの残留応力による機械的固
着力の低下を防ぐことができる。
【００４２】そして、本実施の形態の接続側のコイルエ
ンド１６０ａに含浸されるワニスの単位面積当たりの平
均塗布量は、ターン側（反接続）のコイルエンド１６０
ｂに含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量よ
り多いものとされている。このようにすることにより、
最低限必要な部位のワニス量を減らさずにし、トータル
としてワニスの付着量を減らし、ワニスの付着による冷
却性ダウンを最小限に抑えるとともに、ワニス材料費を
削減することができる。
【００４３】また、スロット１５ａ内において、固定子
鉄心１５端とセグメント３１間の隙間は屈曲・接合され
る接続側のコイルエンド１６０ａ側の方が大きい。その
ため、スロット１５ａ内において、接続側のコイルエン
ド１６０ａに含浸されるワニス量は、ターン側のコイル
エンド１６０ｂに含浸されるワニス量より多いものとさ
れている。これにより、接続側のコイルエンド１６０ａ
の機械的固着力を高めている。
【００４４】また、接続側の各コイルエンド１６０ａに
おいて、周方向に隣接したＵ字状のセグメント３１間の
隙間である絶縁距離（屈曲成形部のセグメント間の隙
間）δは、セグメント３１の周方向厚さＤの８０％にな
るように構成されている、
【００４５】そして、接続側のコイルエンド１６０ａの
固定子周方向に傾斜している各セグメント３１間の隙間
δは、ターン側のコイルエンドの固定子周方向に傾斜し
ている各セグメント３１間の隙間より小さいものとされ
ている。接続側のコイルエンド１６０ａは、ワニス量が
多くされ絶縁性が向上しているので、固定子８の軸方向
に傾斜している各セグメント３１間の隙間は、ターン側
のコイルエンド１６０ｂの固定子の軸方向に傾斜してい
る各セグメント３１間の隙間より小さくすることができ
る。その結果、セグメント３１間にワニスが充填、保持
されやすく、更に絶縁性が向上する。また、セグメント
３１間が狭いので、コイルエンド内層面がフラットとな
り、回転子７の爪状磁極やファンの回転による干渉音を
低減することができる。
【００４６】また、接続側のコイルエンド１６０ａの固
定子周方向に傾斜しているセグメント３１の軸方向高さ
Ｍａは、ターン側のコイルエンド１６０ｂの固定子周方
向に傾斜しているセグメント３１の軸方向高さＭｂより
小さいものとされている。接続側のコイルエンド１６０
ａの固定子周方向に傾斜しているセグメント３１の傾斜
している各セグメント３１間の隙間は、ターン側のコイ
ルエンド１６０ｂの固定子の軸方向に傾斜している各セ
グメント間の隙間より小さくすることができる。そのた
め、屈曲角度を大きく、結果的に軸方向高さＭａを小さ
くすることができ、発電機の大きさを小さくすることが
できる。また、セグメント３１間が狭いので、コイルエ
ンド内周面がフラットとなり、回転子７の爪状磁極やフ
ァンの回転による干渉音を低減することができる。
【００４７】さらに、本実施の形態においては、接続側
のコイルエンド１６０ａにおいて、溶接接合部間には溶
接接合部の周方向厚さと略同等以上の周方向厚さを有す
る径方向通風空間Ｎが形成されている。通風空間Ｎは、
冷却ファン５の効果により、図６の矢印Ｅに示すように
通風経路となっており、そのため、通風抵抗が減り、冷
却風量が増え、且つ干渉音を低減することができる。
【００４８】図７は固定子鉄心１５のスロットの断面図
である。図７において、セグメント３１は、固定子鉄心
１５のティース３２間のスロット１５ａに各々装着さ
れ、平角銅線からなり、断面が矩形状で略Ｕ字状をなし
ている。矩形状は、径方向に縦長で４層を成して配列さ
れている。
【００４９】３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、スロ
ット１５ａ内に装着された各セグメント３１の直線部、
３４は、固定子鉄心１５のスロット１５ａに形成された
最外周内面、３５は、ティース３２の内周先端部で、周
方向に幅広に形成されており、互いの内周先端部間の隙
間３６は極めて小さく設定されている。３７は、上記テ
ィース３２の側面、３８はティース３２の先端部３５の
スロット側内周面である。２８は固定子鉄心１５と各セ
グメント３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄとの間に介在
するシート状の絶縁紙（電気絶縁部材）である。
【００５０】固定子８は、図の下から複数の略Ｕ字状セ
グメント３１を固定子鉄心１５のスロット１５ａに挿入
してコイルエンドで端同士を接合結線することにより、
１スロットあたり４ターンのコイルとなっている。これ
は、図６において、スロットＡに入っている最内層セグ
メント３１ｄとそのスロット１５ａから６スロット離れ
たスロットＦの内層側から２層目のセグメント３１ｃを
接合する内径側接合部と、スロットＡの内層側から３層
目のセグメント３１ｂとスロットＦの最外層のセグメン
ト３１ａとを接合結線する外径側接合部より構成されて
いる。このセグメント３１はコイルの発熱を出来るだけ
抑えるために抵抗が小さくなるようにコイル断面積を大
きくする必要があるが、セグメント３１挿入時にコア１
５との接触により皮膜が剥離してしまうおそれがあるた
めコア１５との間に絶縁紙２８や絶縁樹脂を設けて、ス
ロットスペースに対し約８０％以下の含有率にする必要
がある。
【００５１】本実施の形態においてＵ字状セグメント３
１を固定子鉄心１５に挿入した固定子スロット１５ａの
断面が図７のように固定子８の周方向に絶縁紙２８とコ
アのティース３２を、セグメント３１と絶縁紙２８を密
着させ、径方向には絶縁紙２８のスペース以上の隙間Ｇ
を設けている。つまり、スロット１５ａ内において、径
方向最内層のセグメント３１ｄとスロット開口部のスロ
ット側内周面２８との間に径方向に隙間Ｇを設けてい
る。そして、隙間Ｇには、ワニスが含浸されている。そ
のため、ワニス浸透性が向上する。
【００５２】図８乃至図１０は固定子８のワニスの含浸
方法を示す斜視図である。図８において、固定子８は、
支持台６０によって、軸芯を水平にして且つ軸芯回りに
回転するよう支持されている。固定子８は、この状態で
回転されながら外径方向上方に離れて設置されたワニス
供給機７０によって、両コイルエンド１６０ａ，１６０
ｂにワニスを滴下される。この際、ワニス供給機７０
は、接続側のコイルエンド１６０ａに含浸されるワニス
の単位面積当たりの平均塗布量が、ターン側のコイルエ
ンド１６０ｂに含浸されるワニスの単位面積当たりの平
均塗布量より多くなるように、ワニスを滴下する。
【００５３】そしてさらに、ワニス供給機７０は、スロ
ット１５ａ内においても接続側に浸透されるワニスの単
位面積当たりの平均量が、ターン側より多いように、ワ
ニスを滴下する。
【００５４】このような固定子８のワニス含浸方法にお
いては、固定子鉄心１５の外径方向よりワニスを滴下し
て、ワニスをコイルエンド１６０ａ，１６０ｂに含浸さ
せる。そのため、固定子鉄心１５の外径方向からのワニ
ス滴下でも十分に浸透させることができる。また、両コ
イルエンド１６０ａ，１６０ｂに必要なワニス量を個別
にコントロールすることができ、屈曲・接合側のコイル
エンド１６０ａへのワニス量を多くすることができる。
【００５５】図９において、固定子８は、支持台６１に
よって、軸芯を鉛直にして且つ軸芯回りに回転するよう
支持されている。固定子８は、この状態で回転されなが
ら外径方向上方に離れて設置されたワニス供給機７０に
よって、両コイルエンド１６０ａ，１６０ｂにワニスを
滴下される。この際、ワニス供給機７０は、接続側のコ
イルエンド１６０ａに含浸されるワニスの単位面積当た
りの平均塗布量が、ターン側のコイルエンド１６０ｂに
含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量より多
くなるように、ワニスを滴下する。
【００５６】図１０において、固定子８は、支持台６２
によって、軸芯を鉛直に対して４５度傾け且つ軸芯回り
に回転するよう支持されている。本支持台６２は、軸芯
回りと鉛直方向と２軸同時に回転する。固定子８は、２
軸で回転されながら外径方向上方に離れて設置されたワ
ニス供給機７０によって、両コイルエンド１６０ａ，１
６０ｂにワニスを滴下される。この際、ワニス供給機７
０は、接続側のコイルエンド１６０ａに含浸されるワニ
スの単位面積当たりの平均塗布量が、ターン側のコイル
エンド１６０ｂに含浸されるワニスの単位面積当たりの
平均塗布量より多くなるように、ワニスを滴下する。
【００５７】このような固定子８のワニス含浸方法にお
いては、接続側のコイルエンド１６０ａをターン側のコ
イルエンド１６０ｂより高い位置とした状態でゲル化、
乾燥させるので、接続側からターン側への浸透性を向上
させることができる。
【００５８】このような構成の車両用交流発電機におい
ては、含浸されるワニスを必要以上に多くすることな
く、絶縁皮膜のない接合側の絶縁性を向上することがで
きる。また、絶縁皮膜のない接合側のコイル間の短絡よ
る出力低下、及び電磁音悪化を防ぐことができる。さら
に、接合側のコイルエンドは屈曲変形時の残留応力によ
る負荷がかかるが、ワニス量を増やして機械的固着力を
高めることができる。
【００５９】尚、本実施の形態においては、接続側のコ
イルエンド１６０ａに含浸されるワニスの単位面積当た
りの平均塗布量は、ターン側のコイルエンド１６０ｂに
含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量より多
いものとされている。しかし、逆にターン側のコイルエ
ンド１６０ｂに含浸されるワニスの単位面積当たりの平
均塗布量は、接続側のコイルエンド１６０ａに含浸され
るワニスの単位面積当たりの平均塗布量より多いものと
しても良い。このような構成とすることにより、固定子
８全体の剛性を高めることができる。すなわち、Ｕ字状
セグメント３１の湾曲部が整列する反接続側は接続箇所
がないので接続側よりコイルエンドの剛性が高いが、こ
の反接続側のコイル間のワニスを含浸し平均塗布量を多
くすることでさらにコイルエンドの剛性を高めることが
でき、ひいては固定子８全体の剛性を高めることができ
る。
【００６０】また、このような構成の車両用交流発電機
においては、ケース３は、固定子８の両コイルエンド１
６０ａ，１６０ｂを外周側より囲むように配され、その
少なくとも一側は、コイルエンド１６０ａ，１６０ｂの
径方向外側に複数の窓部（吸気孔１ａ，２ａ、排気孔１
ｂ，２ｂ）を有する。すなわち、複数の窓部を有したケ
ース３は、固定子８のコイルエンド１６０ａ，１６０ｂ
を外周側より囲むように配されているため、コイルエン
ド１６０ａ，１６０ｂの冷却性が向上する。さらに、接
合部側のケース窓からの外部からの被水や異物の混入に
対して本発明は好適である。
【００６１】さらに、ファン５は、回転子７の軸方向両
端部に設けられている。すなわち、ファン５は、回転子
７の軸方向両端部に設けられているので、さらに冷却性
が向上する。
【００６２】さらにまた、ファン５は、接続側のコイル
エンド１６０ｂ側の回転子７の軸方向端部に設けられて
いる。すなわち、ファン５は、接続側のコイルエンド１
６０ｂ側の回転子７軸方向端部に設けられているので、
接続側のコイルエンド１６０ｂのワニス付着による冷却
性のダウンを補うことができる。
【００６３】さらに、ファン５は、ターン側のコイルエ
ンド１６０ａ側の回転子７の軸方向端部に設けられてい
る。すなわち、ワニスの少ないターン側のコイルエンド
１６０ａ側の回転子７軸方向端部にファン５を設けてい
るので、さらに冷却性が向上する。
【００６４】さらにまた、接続側のコイルエンド１６０
ｂにおいて、溶接接合部間には溶接接合部の周方向厚さ
と略同等以上の周方向厚さを有する径方向通風空間が形
成されている。そのため、ファン５対向部は径方向通風
空間が形成されているので通風抵抗が減り、冷却風量が
増え、且つ干渉音を低減することができる。
【００６５】また、接続側のコイルエンド１６０ｂと対
向するファン５は、回転子７の回転軸６と平行な面に投
影した場合に、ターン側のコイルエンド１６０ａと重な
る。そのため、接続側のコイルエンド１６０ｂと対向す
るファン５は、少なくとも軸方向において溶接接合部と
重なるため、溶接接合部の熱伝達率が向上し、更に冷却
性が向上する。さらにまた、本実施の形態では、冷却性
が高い反接続側に整流器を配置しているため、整流器が
熱的影響をコイルエンドから受けにくい構成となってい
る。尚、接続側に整流器を配置する場合も、接続側のワ
ニス量が多いので、両者の短絡等の不具合を発生するこ
となく、ワニスを削減できる。
【００６６】また、接続側のコイルエンド１６０ｂ側に
通風冷却される風量は、ターン側のコイルエンド１６０
ａ側に通風冷却される風量よりも多い。すなわち、ワニ
ス量が多く熱伝達性の低い接続側のコイルエンド１６０
ｂ側に通風冷却される風量が、ターン側のコイルエンド
１６０ａ側に通風冷却される風量よりも多いので、バラ
ンス良く冷却される。
【００６７】さらに、接続側のコイルエンド１６０ｂ側
に通風冷却される冷却風の速度は、ターン側のコイルエ
ンド１６０ａ側に通風冷却される冷却風の速度よりも大
きい。すなわち、接続側のコイルエンド１６０ｂ側に通
風冷却される冷却風の速度は、ターン側のコイルエンド
１６０ａ側に通風冷却される冷却風の速度よりも大きい
ため、ワニス量が多く熱伝達性の低い接続側のコイルエ
ンド１６０ｂ側の冷却性が向上し、バランス良く冷却さ
れる。
【００６８】尚、接続側のコイルエンド１６０ａに含浸
されるワニスは、屈曲成形され固定子周方向に傾斜して
いる各セグメント３１間にほぼ隙間なく充填されても良
い。このように充填して固着することにより、接続側の
コイルエンド１６０ａにおいて、振動等で接合部が短絡
することによって発生する出力低下、及び電磁音悪化を
防止することができる。また、セグメント３１間にほぼ
隙間なくワニスを充填しているので、コイルエンド内周
面がフラットとなり、回転子７の爪状磁極やファンの回
転による干渉音を低減することができる。
【００６９】尚、本実施の形態においては、接続側のコ
イルエンド１６０ａに含浸されるワニスの単位面積当た
りの平均塗布量が、ターン側より多くなるように、ワニ
スが滴下されたが、ターン側のコイルエンド１６０ｂに
含浸されるワニスは全くないても良い。この構成とする
ことにより、ワニスの量をさらに削減することができ
る。
【００７０】また、上述では、三相交流発電機で１６
極、９６スロットのものを例示したが、これに限定され
るものでなく、１２極で３６スロット、１２極で７２ス
ロット、１６極で４８スロットのものにも適用可能であ
る。さらにまた、２０極１２０スロットなどの多スロッ
トの場合に好適である。
【００７１】実施の形態２．図１１はこの発明の実施の
形態２における車両用交流発電機の固定子を示す斜視
図、図１２はこの車両用交流発電機の固定子の要部を示
す正面図、図１３はこの車両用交流発電機における固定
子巻線の１相分の結線状態を説明する正面図、図１４は
この車両用交流発電機における固定子巻線の３相分の結
線状態を説明する正面図である。
【００７２】本実施の形態においては、固定子８は、図
１１および図１２に示されるように、軸方向に延びるス
ロット１５ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円
筒状の積層鉄心から成る固定子鉄心１５と、固定子鉄心
１５に巻装された固定子巻線１６と、各スロット１５ａ
内に装着されて固定子巻線１６と固定子鉄心１５とを電
気的に絶縁するインシュレータ１９とを備えている。そ
して、固定子巻線１６は、径方向に２列に配設された２
組の巻線アッセンブリ９０を備えている。巻線アッセン
ブリ９０は、１本の素線３０が、固定子鉄心１５の端面
側のスロット１５ａ外で折り返されて、所定スロット数
毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層
とを交互に採るように波巻きされて巻装された複数の巻
線から構成されている。そして、３相交流結線用ターミ
ナル１００を用いて複数の巻線を３相交流結線し、後述
する２組の３相交流巻線２６０を構成している。そし
て、スロット１５ａ外で折り返された素線３０のターン
部が周方向に並んでコイルエンドを構成しており、固定
子鉄心１５の一側において、複数の巻線がコイルエンド
上にて結線されている接続側コイルエンド２６０ａとこ
の接続側コイルエンド２６０ａと反対に位置する反接続
側コイルエンド２６０ｂが形成されている。
【００７３】なお、図１１および図１２中、Ｏａ、Ｏ
ｂ、Ｏｃ、Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃは、１組の３相交流巻線の
各相の口出し線および中性点を表し、Ｎａｂｃは、１組
の３相交流巻線の中性点引き出し線を表し、Ｏａ’、Ｏ
ｂ’、Ｏｃ’、Ｎａ’、Ｎｂ’、Ｎｃ’は、もう１組の
３相交流巻線の各相の口出し線および中性点を表し、Ｎ
ａ’ｂ’ｃ’は、もう１組の３相交流巻線の中性点引き
出し線を表している。また、Ｃ1-1は後述する１番地同
士の同一番地渡り結線部を表し、Ｃ2-3は２番地と３番
地との隣接番地渡り結線部を表している。ここでは、固
定子鉄心１５には、回転子７の磁極数（１６）に対応し
て、２組の３相交流巻線を収容するように、９６本のス
ロット１５ａが等間隔に形成されている。即ち、毎極毎
相のスロット数が２である。また、素線３０には、例え
ば絶縁被覆された長方形の断面を有する長尺の銅線材が
用いられる。
【００７４】つぎに、１相分の固定子巻線２６０の巻線
構造について図１３を参照して具体的に説明する。１相
分の固定子巻線２６０は、それぞれ１本の素線３０から
なる第１乃至第４巻線１３１〜１３４から構成されてい
る。そして、第１巻線１３１は、１本の素線３０を、ス
ロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、ス
ロット１５ａ内の内周側から１番目の位置と内周側から
２番目の位置とを交互に採るように波巻きして構成され
ている。第２巻線１３２は、素線３０を、スロット番号
の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５
ａ内の内周側から２番目の位置と内周側から１番目の位
置とを交互に採るように波巻きして構成されている。第
３巻線１３３は、素線３０を、スロット番号の１番から
９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の内周
側から３番目の位置と内周側から４番目の位置とを交互
に採るように波巻きして構成されている。第４巻線１３
４は、素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで
６スロットおきに、スロット１５ａ内の内周側から４番
目の位置と内周側から３番目の位置とを交互に採るよう
に波巻きして構成されている。これにより、第１乃至第
４巻線１３１〜１３４は、それぞれ、１本の素線３０を
６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に
内層と外層とを交互に採るように巻装されてなる１ター
ンの巻線を構成している。そして、各スロット１５ａ内
には、素線３０が長方形断面の長手方向を径方向に揃え
て径方向に１列に４本並んで配列されている。以降、ス
ロット１５ａ内における素線３０の位置を内周側から１
番地、２番地、３番地および４番地と呼ぶ。なお、図示
していないが、素線３０が巻装されるスロット１５ａを
１つずつずらして６相分の固定子巻線２６０が形成され
ている。
【００７５】そして、固定子鉄心１５の一端側におい
て、スロット番号の６７番の２番地から延出する第１巻
線１３１の巻線端１３１ｂと、スロット番号の６１番の
３番地から延出する第３巻線１３３の巻線端１３３ａと
が渡り結線（隣接番地渡り結線Ｃ2-3）され、ついで、
スロット番号の６１番の２番地から延出する第２巻線１
３２の巻線端１３２ｂと、スロット番号の５５番の３番
地から延出する第４巻線１３４の巻線端１３４ａとが渡
り結線（隣接番地渡り結線Ｃ2-3）され、さらに、スロ
ット番号の６１番の１番地から延出する第１巻線１３１
の巻線端１３１ａと、スロット番号の５５番の１番地か
ら延出する第２巻線１３２の巻線端１３２ａとが渡り結
線（同一番地渡り結線Ｃ1-1）される。これにより、第
１乃至第４巻線１３１〜１３４が直列に接続されて、４
ターンの１相分の固定子巻線２６０、即ちａ相の巻線が
形成される。この時、スロット番号の６７番の４番地か
ら延出する第３巻線１３３の巻線端１３３ｂと、スロッ
ト番号の６１番の４番地から延出する第４巻線１３４の
巻線端１３４ａとが、ａ相の巻線の口出し線（Ｏａ）お
よび中性点（Ｎａ）となる。
【００７６】同様に、図１４に示されるように、スロッ
ト番号が５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装
された素線群において、スロット番号の５９番の２番地
から延出する第１巻線１３１の巻線端１３１ｂと、スロ
ット番号の５３番の３番地から延出する第３巻線１３３
の巻線端１３３ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線Ｃ
2-3）され、ついで、スロット番号の５３番の２番地か
ら延出する第２巻線１３２の巻線端１３２ｂと、スロッ
ト番号の４７番の３番地から延出する第４巻線１３４の
巻線端１３４ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線
Ｃ2-3）され、さらに、スロット番号の５３番の１番地
から延出する第１巻線１３１の巻線端１３１ａと、スロ
ット番号の４７番の１番地から延出する第２巻線１３２
の巻線端１３２ａとが渡り結線（同一番地渡り結線Ｃ
1-1）される。これにより、第１乃至第４巻線１３１〜
１３４が直列に接続されて、４ターンのｂ相の巻線が形
成される。また、スロット番号の５９番の４番地から延
出する第３巻線１３３の巻線端１３３ｂと、スロット番
号の５３番の４番地から延出する第４巻線１３４の巻線
端１３４ａとが、ｂ相の巻線の口出し線（Ｏｂ）および
中性点（Ｎｂ）となる。
【００７７】さらに、図１４に示されるように、スロッ
ト番号が３番、９番・・・９３番のスロット群に巻装さ
れた素線群において、スロット番号の５１番の２番地か
ら延出する第２巻線１３２の巻線端１３２ｂと、スロッ
ト番号の４５番の３番地から延出する第４巻線１３４の
巻線端１３４ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線
Ｃ2- 3）され、ついで、スロット番号の４５番の２番地
から延出する第１巻線１３１の巻線端１３１ｂと、スロ
ット番号の３９番の３番地から延出する第３巻線１３３
の巻線端１３３ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線Ｃ
2-3）され、さらに、スロット番号の４５番の１番地か
ら延出する第２巻線１３２の巻線端１３２ａと、スロッ
ト番号の３９番の１番地から延出する第１巻線１３１の
巻線端１３１ａとが渡り結線（同一番地渡り結線
Ｃ1-1）される。これにより、第１乃至第４巻線１３１
〜１３４が直列に接続されて、４ターンのｃ相の巻線が
形成される。また、スロット番号の５１番の４番地から
延出する第４巻線１３４の巻線端１３４ｂと、スロット
番号の４５番の４番地から延出する第３巻線１３３の巻
線端１３３ａとが、ｃ相の巻線の口出し線（Ｏｃ）およ
び中性点（Ｎｃ）となる。
【００７８】このように形成されたａ相の巻線、ｂ相の
巻線およびｃ相の巻線では、各相の同一番地渡り結線Ｃ
1-1は、結線番地が同じ１番地であり、かつ、８スロッ
トピッチに設けられている。また、３つの口出し線Ｏ
ａ、Ｏｂ、Ｏｃが８スロットピッチに設けられ、さら
に、３つの中線点Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃも８スロットピッチ
に設けられている。
【００７９】また、スロット番号が２番、８番・・・９
２番のスロット群に巻装された素線群において、各素線
３０を同様に結線してａ’相の巻線が形成され、スロッ
ト番号が６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装
された素線群において、各素線３０を同様に結線して
ｂ’相の巻線が形成され、スロット番号が４番、１０番
・・・９４番のスロット群に巻装された素線群におい
て、各素線３０を同様に結線してｃ’相の巻線が形成さ
れている。
【００８０】また、本実施の形態の接続側のコイルエン
ド２６０ａに含浸されるワニスの単位面積当たりの平均
塗布量は、反接続側のコイルエンド２６０ｂに含浸され
るワニスの単位面積当たりの平均塗布量より多いものと
されている。このようにすることにより、最低限必要な
部位のワニス量を減らさずにし、トータルとしてワニス
の付着量を減らし、ワニスの付着による冷却性ダウンを
最小限に抑えるとともに、ワニス材料費を削減すること
ができる。
【００８１】このように構成された固定子８を交流発電
機に搭載することにより得られる効果について以下に述
べる。まず、コイルエンドが素線３０のターン部３０ａ
で構成されるので、コイルエンド２６０ａ、２６０ｂに
おける接合カ所が著しく削減される。これにより、溶接
による素線３０の軟化がなく、固定子としての剛性が高
くなり、磁気騒音を低減できる。また、コイルエンド２
６０ａ、２６０ｂは、ターン部３０ａを周方向に配列し
て構成されている。これにより、導体セグメントの端部
同士を接合している従来のコイルエンド群に比べて、コ
イルエンド群の固定子鉄心１５の端面からの延出高さを
低くできる。これにより、コイルエンド２６０ａ、２６
０ｂにおける通風抵抗が小さくなり、回転子７の回転に
起因する風音を低減させることができる。また、コイル
エンドのコイルの漏れリアクタンスが減少し、出力・効
率が向上する。
【００８２】また、４本の素線３０がスロット１５ａ内
に径方向に１列に配列され、ターン部３０ａが周方向に
２列に並んで配列されている。これにより、コイルエン
ド２６０ａ、２６０ｂを構成するターン部３０ａがそれ
ぞれ径方向に２列に分散されるので、コイルエンド２６
０ａ、２６０ｂの固定子鉄心１５の端面からの延出高さ
を低くできる。その結果、コイルエンド２６０ａ、２６
０ｂにおける通風抵抗が小さくなり、回転子７の回転に
起因する風音を低減させることができる。
【００８３】尚、本実施の形態においては、接続側のコ
イルエンド２６０ａに含浸されるワニスの単位面積当た
りの平均塗布量は、反接続側のコイルエンド２６０ｂに
含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量より多
いものとされている。しかし、逆に反接続側のコイルエ
ンド２６０ｂに含浸されるワニスの単位面積当たりの平
均塗布量は、接続側のコイルエンド２６０ａに含浸され
るワニスの単位面積当たりの平均塗布量より多いものと
しても良い。このような構成とすることにより、固定子
８全体の剛性を高めることができる。すなわち、素線３
０のターン部が整列する反接続側は結線箇所がないので
接続側よりコイルエンドの剛性が高いが、この反接続側
のコイル間にワニスを含浸し平均塗布量を多くすること
でさらにコイルエンドの剛性を高めることができ、ひい
ては固定子８全体の剛性を高めることができる。
【００８４】
【発明の効果】請求項１の車両用交流発電機の固定子に
おいては、回転軸に嵌着される爪状磁極、及びファンを
有する回転子と、回転子の外周に配され三相交流結線さ
れたコイルが巻装されファンによって送風冷却される固
定子とを有する車両用交流発電機において、固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、固定子鉄心
に装備された固定子巻線とを備え、固定子巻線は、複数
の電気導体を接合して構成されており、電気導体は、長
尺の素線が、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返
されて、所定スロット数毎にスロット内でスロット深さ
方向に内層と外層とを交互に採るように巻装された巻線
を複数有し、固定子鉄心の両端面部において、スロット
外で折り返された素線のターン部が周方向に並んでコイ
ルエンドを構成しており、固定子鉄心の一側において、
複数の巻線がコイルエンド上にて結線されている接続側
コイルエンドを有する固定子において、接続側コイルエ
ンドに含浸されるワニス及び反接続側コイルエンドに含
浸されるワニスのいずれか一方のワニスの単位面積当た
りの平均塗布量は、他方より多い。そのため、最低限必
要な部位のワニス量を減らさずに、トータルとしてワニ
スの付着量を減らすことができ、ワニス材料費を削減す
ることができるとともに、ワニスの付着による冷却性ダ
ウンを最小限に抑えることができる。
【００８５】請求項２の車両用交流発電機の固定子にお
いては、回転軸に嵌着される爪状磁極、及びファンを有
する回転子と、回転子の外周に配され三相交流結線され
たコイルが巻装されファンによって送風冷却される固定
子とを有する車両用交流発電機において、固定子は、複
数のスロットが形成された固定子鉄心と、固定子鉄心に
装備された固定子巻線とを備え、固定子巻線は、複数の
電気導体を接合して構成されており、電気導体は、導体
セグメントが、異なるスロットに位置する他の導体セグ
メントと、互いに開放端を接続されるべく周方向に屈曲
成形、接合されてなり、 固定子鉄心の一側において、
複数の導体セグメントが接合されている接続側コイルエ
ンド有する固定子において、接続側コイルエンドに含浸
されるワニス及び反接続側コイルエンドに含浸されるワ
ニスのいずれか一方のワニスの単位面積当たりの平均塗
布量は、他方より多い。そのため、最低限必要な部位の
ワニス量を減らさずに、トータルとしてワニスの付着量
を減らすことができ、ワニス材料費を削減することがで
きるとともに、ワニスの付着による冷却性ダウンを最小
限に抑えることができる。
【００８６】請求項３の車両用交流発電機の固定子にお
いては、接続側のコイルエンドに含浸されるワニスの単
位面積当たりの平均塗布量が、反接続側のコイルエンド
に含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量より
多い。そのため、絶縁皮膜のない接続側の絶縁性を向上
する。また、絶縁皮膜のない接続側の短絡による出力低
下、及び電磁音悪化を防ぐことができる。また、屈曲・
接合されているコイルエンドは屈曲変形時の残留応力に
よる負荷がかかるが、ワニス量を増やして機械的固着力
を高めることができる。
【００８７】請求項４の車両用交流発電機の固定子にお
いては、反接続側のコイルエンドに含浸されるワニスの
単位面積当たりの平均塗布量が、接続側のコイルエンド
に含浸されるワニスの単位面積当たりの平均塗布量より
多い。そのため、スロット外で折り返された素線のター
ン部あるいは導体セグメントの湾曲部が整列する反接続
側は接続箇所がないので接続側よりコイルエンドの剛性
が高いが、この反接続側のコイル間にワニスを含浸し平
均塗布量を多くすることでさらにコイルエンドの剛性を
高めることができ、ひいては固定子全体の剛性を高める
ことができる。
【００８８】請求項５の車両用交流発電機の固定子にお
いては、スロット内において、接続側コイルエンドに含
浸されるワニス量は、反接続側コイルエンドに含浸され
るワニス量より多い。そのため、スロット内において、
固定子端と電気導体間の隙間は屈曲・接合される接続側
コイルエンド側の方が大きいため、相対的にワニス量を
増やして接続側の機械的固着力を高めることができる。
【００８９】請求項６の車両用交流発電機の固定子にお
いては、スロット内において、反接続側コイルエンドに
含浸されるワニス量は、接続側コイルエンドに含浸され
るワニス量より多い。そのため、スロット外で折り返さ
れた素線のターン部あるいはＵ字状セグメントの湾曲部
が整列する反接続側は接続箇所がないので接続側よりコ
イルエンドの剛性が高いが、この反接続側のスロット内
のワニスの含浸量を多くすることでさらにコイルエンド
の剛性を高めることができ、ひいては固定子全体の剛性
を高めることができる。
【００９０】請求項７の車両用交流発電機の固定子にお
いては、反接続側コイルエンドに含浸されるワニスは全
くない。そのため、反接続側コイルエンドの冷却性を向
上することができ、また全体のワニス量を削減すること
ができる。
【００９１】請求項８の車両用交流発電機の固定子にお
いては、接続側コイルエンドに含浸されるワニスは、固
定子周方向に傾斜している電気導体間にほぼ隙間なく充
填されている。そのため、接続側コイルエンドにおい
て、浸透されるワニスを固定子周方向に傾斜している各
コイル間にほぼ隙間なく充填し、固着することにより、
振動等で接合部が短絡することによって発生する出力低
下、及び電磁音悪化を防止することができる。コイル間
にほぼ隙間なくワニスを充填しているので、コイルエン
ド内周面がフラットとなり、回転子の爪状磁極やファン
の回転による干渉音を低減することができる。
【００９２】請求項９の車両用交流発電機の固定子にお
いては、接続側コイルエンドの固定子周方向に傾斜して
いる各コイル間の隙間は、反接続側コイルエンドの固定
子周方向に傾斜している各コイル間の隙間より小さい。
そのため、接続側コイルエンドは、ワニス量が多く絶縁
性が向上しているので、固定子の軸方向に傾斜している
各コイル間の隙間は、反接続側コイルエンドの固定子の
軸方向に傾斜している各コイル間の隙間より小さくする
ことができる。その結果、コイル間にワニスが充填、保
持されやすく、更に絶縁性が向上する。また、コイル間
が狭いので、コイルエンド内層面がフラットとなり、回
転子の爪状磁極やファンの回転による干渉音を低減する
ことができる。
【００９３】請求項１０の車両用交流発電機の固定子に
おいては、接続側コイルエンドの固定子周方向に傾斜し
ているコイルの軸方向高さは、反接続側コイルエンドの
固定子周方向に傾斜しているコイルの軸方向高さより小
さい。そのため、接続側コイルエンドは、ワニス量が多
く絶縁性が向上しているので、固定子の軸方向に傾斜し
ている各コイル間の隙間は、反接続側コイルエンドの固
定子の軸方向に傾斜している各コイル間の隙間より小さ
くすることができるので、屈曲角度を大きく、結果的に
軸方向高さを小さくでき、発電機の体格を小さくでき
る。また、各コイル間が狭いので、コイルエンド内局面
がフラットとなり、回転子の爪状磁極やファンの回転に
よる干渉音を低減することができる。
【００９４】請求項１１の車両用交流発電機の固定子に
おいては、スロット内において、径方向最内層の電気導
体とスロット開口部との間に径方向に隙間を有し、隙間
には、ワニスが含浸されている。そのため、スロット内
において、内径側に位置する電気導体とスロット開口部
間に径方向隙間があるので、この間のワニス浸透性が向
上する。
【００９５】請求項１２の車両用交流発電機の固定子に
おいては、回転子の軸方向端部の少なくとも一方には、
固定子のコイルエンドを内径側より通風、冷却するファ
ンが設けられている。そのため、回転子の軸方向端部に
は、固定子のコイルエンドを内径側より通風、冷却する
ファンを少なくとも一方に備えているため、コイルエン
ドの冷却性が向上する。
【００９６】請求項１３の車両用交流発電機の固定子に
おいては、整流器は、接続側コイルエンドの側に配置さ
れている。そのため、整流器が接続側コイルエンド側に
配置されていても、本発明は接続側コイルエンドの絶縁
性が高いため、両者の短絡による出力低下といった不具
合がない。
【００９７】請求項１４の車両用交流発電機の固定子に
おいては、整流器は、反接続側コイルエンドの側に配置
されている。そのため、整流器が、冷却性が高く温度が
低い反接続側コイルエンド側に配置されているので、整
流器が熱的影響を受け難い。
【００９８】請求項１５の車両用交流発電機の固定子の
製造方法においては、請求項１乃至１４のいずれかに記
載の車両用交流発電機の固定子の製造方法において、固
定子鉄心の外径方向よりワニスを滴下して、コイルエン
ドのいずれか一方にのみワニスを含浸する工程を有す
る。そのため、本構成の固定子の場合、固定子鉄心の外
径方向からのワニス滴下でも十分に浸透させることがで
きる。また、両コイルエンドに必要なワニス量を個別に
コントロールすることができ、一方のコイルエンドへの
ワニス量を多くすることができる。
【００９９】請求項１６の車両用交流発電機の固定子の
製造方法においては、請求項１乃至１４のいずれかに記
載の車両用交流発電機の固定子の製造方法において、固
定子鉄心の軸方向よりワニスを滴下して、コイルエンド
のいずれか一方のみにワニスを含浸する工程を有する。
そのため、固定子鉄心の軸方向より、コイルエンドのい
ずれか一方にのみ滴下されるので、設備を簡易とするこ
とができる。
【０１００】請求項１７の車両用交流発電機の固定子の
製造方法においては、請求項１乃至１４のいずれかに記
載の車両用交流発電機の固定子の製造方法において、固
定子鉄心の外径方向または軸方向より、コイルエンドの
いずれか一方のみにワニスを滴下する工程と、滴下した
側のコイルエンドを他方のコイルエンドより高い位置に
保ちながらワニスをゲル化、乾燥させる工程とを有す
る。そのため、滴下した側のコイルエンドを他方のコイ
ルエンドより高い位置とした状態でゲル化、乾燥させる
ので、滴下した側から他方への浸透性を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における車両用交流
発電機を示す断面図である。
【図２】 車両用交流発電機の固定子構造を説明する図
である。
【図３】 Ｕ字状のセグメントの屈曲成形される様子を
示す図である。
【図４】 Ｕ字状のセグメントの屈曲成形される様子を
示す図である。
【図５】 Ｕ字状のセグメントの屈曲成形される様子を
示す図である。
【図６】 Ｕ字状のセグメントが固定子鉄心に挿入され
巻線が構成される様子を示した図である。
【図７】 固定子鉄心のスロットの断面図である。
【図８】 固定子のワニスの含浸方法を示す斜視図であ
る。
【図９】 固定子のワニスの含浸方法の他の例を示す斜
視図である。
【図１０】 固定子のワニスの含浸方法の他の例を示す
斜視図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２における車両用交
流発電機の固定子を示す斜視図である。
【図１２】 この車両用交流発電機の固定子の要部を示
す正面図である。
【図１３】 この車両用交流発電機における固定子巻線
の１相分の結線状態を説明する正面図である。
【図１４】 この車両用交流発電機における固定子巻線
の３相分の結線状態を説明する正面図である。
【図１５】 従来の車両用交流発電機を示す断面図であ
る。
【図１６】 Ｕ字状のセグメントが固定子鉄心に挿入さ
れ巻線が構成される様子を示した図である。
【符号の説明】
１ａ，２ａ 吸気孔（窓部）、１ｂ，２ｂ 排気孔（窓
部）、３ ケース、５ファン（冷却ファン）、６ 回転
軸、７ 回転子、８ 固定子、１２ 整流器、１５ 固
定子鉄心、１５ａ スロット、２８ 絶縁紙（電気絶縁
部材）、３１Ｕ字状セグメント、１６０ａ 接線側コイ
ルエンド、１６０ｂ 反接続側コイルエンド（ターン側
コイルエンド）、２６０ａ 接線側コイルエンド、２６
０ｂ反接続側コイルエンド、Ｄ セグメントの周方向厚
さ、Ｍａ 接続側のコイルエンドの軸方向高さ、Ｍｂ
反接続側のコイルエンドの軸方向高さ、Ｎ 通風空間、
Ｇ 径方向隙間、δ 屈曲成形部のセグメント間の隙
間。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA00 AA03 AA04 AA09 AA12 AA15 BB02 BB09 BB12 CA01 CA05 CB02 CB03 CB11 CB22 CB23 CB26 CC05 CD02 CD06 CD12 CD22 CE02 CE05 CE13 EE01 EE09 FA02 FA04 FA08 FA16 5H604 AA03 AA05 AA08 BB03 BB10 BB14 CC01 CC05 CC15 DA13 DB26 PB02 PB03 PC03 5H609 BB05 BB18 PP02 PP09 QQ02 QQ14 RR02 RR16 RR20 RR27 5H615 AA01 BB02 BB07 BB14 PP13 PP14 QQ03 QQ06 RR07 SS42 TT26 TT31 5H619 AA03 AA04 BB02 BB15 BB17 PP04 PP11

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転軸に嵌着される爪状磁極、及びファ
    ンを有する回転子と、前記回転子の外周に配され三相交
    流結線されたコイルが巻装され前記ファンによって送風
    冷却される固定子とを有する車両用交流発電機におい
    て、 前記固定子は、複数のスロットが形成された固定子鉄心
    と、該固定子鉄心に装備された固定子巻線とを備え、前
    記固定子巻線は、複数の電気導体を接合して構成されて
    おり、 前記電気導体は、長尺の素線が、前記固定子鉄心の端面
    側の前記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎
    に前記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを
    交互に採るように巻装された巻線を複数有し、前記固定
    子鉄心の両端面部において、前記スロット外で折り返さ
    れた前記素線のターン部が周方向に並んでコイルエンド
    を構成しており、 前記固定子鉄心の一側において、前記複数の巻線が前記
    コイルエンド上にて結線されている接続側コイルエンド
    を有する固定子において、 前記接続側コイルエンドに含浸されるワニス及び前記反
    接続側コイルエンドに含浸されるワニスのいずれか一方
    のワニスの単位面積当たりの平均塗布量は、他方より多
    いことを特徴とする車両用交流発電機の固定子。
  2. 【請求項２】 回転軸に嵌着される爪状磁極、及びファ
    ンを有する回転子と、前記回転子の外周に配され三相交
    流結線されたコイルが巻装され前記ファンによって送風
    冷却される固定子とを有する車両用交流発電機におい
    て、 前記固定子は、複数のスロットが形成された固定子鉄心
    と、該固定子鉄心に装備された固定子巻線とを備え、前
    記固定子巻線は、複数の電気導体を接合して構成されて
    おり、 前記電気導体は、導体セグメントが、異なるスロットに
    位置する他の導体セグメントと、互いに開放端を接続さ
    れるべく周方向に屈曲成形、接合されてなり、 前記固定子鉄心の一側において、前記複数の導体セグメ
    ントが接合されている接続側コイルエンド有する固定子
    において、 前記接続側コイルエンドに含浸されるワニス及び前記反
    接続側コイルエンドに含浸されるワニスのいずれか一方
    のワニスの単位面積当たりの平均塗布量は、他方より多
    いことを特徴とする車両用交流発電機の固定子。
  3. 【請求項３】 前記接続側のコイルエンドに含浸される
    ワニスの単位面積当たりの平均塗布量が、前記反接続側
    のコイルエンドに含浸されるワニスの単位面積当たりの
    平均塗布量より多いことを特徴とする請求項１または２
    に記載の車両用交流発電機の固定子。
  4. 【請求項４】 前記反接続側のコイルエンドに含浸され
    るワニスの単位面積当たりの平均塗布量が、前記接続側
    のコイルエンドに含浸されるワニスの単位面積当たりの
    平均塗布量より多いことを特徴とする請求項１または２
    に記載の車両用交流発電機の固定子。
  5. 【請求項５】 前記スロット内において、前記接続側コ
    イルエンドに含浸されるワニス量は、前記反接続側コイ
    ルエンドに含浸されるワニス量より多いことを特徴とす
    る請求項３記載の車両用交流発電機の固定子。
  6. 【請求項６】 前記スロット内において、前記反接続側
    コイルエンドに含浸されるワニス量は、前記接続側コイ
    ルエンドに含浸されるワニス量より多いことを特徴とす
    る請求項４記載の車両用交流発電機の固定子。
  7. 【請求項７】 前記反接続側コイルエンドに含浸される
    ワニスは全くないことを特徴とする請求項３または５に
    記載の車両用交流発電機の固定子。
  8. 【請求項８】 前記接続側コイルエンドに含浸されるワ
    ニスは、固定子周方向に傾斜している前記電気導体間に
    ほぼ隙間なく充填されていることを特徴とする請求項１
    乃至７のいずれか記載の車両用交流発電機の固定子。
  9. 【請求項９】 前記接続側コイルエンドの固定子周方向
    に傾斜している前記各コイル間の隙間は、反接続側コイ
    ルエンドの固定子周方向に傾斜している各コイル間の隙
    間より小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
    か記載の車両用交流発電機の固定子。
  10. 【請求項１０】 前記接続側コイルエンドの固定子周方
    向に傾斜している前記コイルの軸方向高さは、反接続側
    コイルエンドの固定子周方向に傾斜している前記コイル
    の軸方向高さより小さいことを特徴とする請求項１乃至
    ９のいずれか記載の車両用交流発電機の固定子。
  11. 【請求項１１】 前記スロット内において、径方向最内
    層の前記電気導体とスロット開口部との間に径方向に隙
    間を有し、該隙間には、前記ワニスが含浸されているこ
    とを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の車両
    用交流発電機の固定子。
  12. 【請求項１２】 前記回転子の軸方向端部の少なくとも
    一方には、前記固定子のコイルエンドを内径側より通
    風、冷却するファンが設けられていることを特徴とする
    請求項１乃至１１のいずれか記載の車両用交流発電機の
    固定子。
  13. 【請求項１３】 前記整流器は、前記接続側コイルエン
    ドの側に配置されていることを特徴とする請求項３記載
    の車両用交流発電機の固定子。
  14. 【請求項１４】 前記整流器は、前記反接続側コイルエ
    ンドの側に配置されていることを特徴とする請求項１乃
    至１２のいずれか記載の車両用交流発電機の固定子。
  15. 【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれかに記載の
    車両用交流発電機の固定子の製造方法において、前記固
    定子鉄心の外径方向よりワニスを滴下して、前記コイル
    エンドのいずれか一方にのみワニスを含浸する工程を有
    することを特徴とする車両用交流発電機の固定子の製造
    方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１乃至１４のいずれかに記載の
    車両用交流発電機の固定子の製造方法において、前記固
    定子鉄心の軸方向よりワニスを滴下して、前記コイルエ
    ンドのいずれか一方のみにワニスを含浸する工程を有す
    ることを特徴とする車両用交流発電機の固定子の製造方
    法。
  17. 【請求項１７】 請求項１乃至１４のいずれかに記載の
    車両用交流発電機の固定子の製造方法において、前記固
    定子鉄心の外径方向または軸方向より、前記コイルエン
    ドのいずれか一方のみにワニスを滴下する工程と、 滴下した側のコイルエンドを他方のコイルエンドより高
    い位置に保ちながら前記ワニスをゲル化、乾燥させる工
    程とを有することを特徴とする車両用交流発電機の固定
    子の製造方法。
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