JP2013046493A

JP2013046493A - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP2013046493A
Application number: JP2011182588A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kashiwabara; 利昭柏原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2013-03-04
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: CN102957223B; JP5279880B2; CN102957223A

Abstract

【課題】この発明は、スロットが毎極毎相当たり１個の割合で形成された固定子鉄心を用いて固定子鉄心の小型化を図るとともに、千鳥巻線に起因する低速回転域での出力の低下を抑制できる車両用交流発電機を得る。
【解決手段】固定子巻線２２は、Ｘ相巻線２５、Ｙ相巻線２８およびＺ相巻線３１をＹ結線して構成されている。Ｘ相巻線２５は、互いに電気角で３０度の位相差を有するＸ１巻線部２６とＸ２巻線部２７とを直列に接続して作製される。Ｘ１巻線部２６は導体線を全節巻きに巻回して作製され、Ｘ２巻線部２７は導体線を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して作製される。さらに、Ｘ１巻線部２６とＸ２巻線部２７との巻き数比が１：２である。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動二輪車や自動四輪車に搭載される車両用交流発電機に関し、特にスロットが毎極毎相当たり１個の割合で形成された固定子鉄心、および相巻線が千鳥巻線により構成された固定子巻線を有する車両用交流発電機に関するものである。

従来の車両用交流発電機は、スロットが毎極毎相当たり２個の割合で形成された固定子鉄心、および６スロット数の間隔で配置されるスロットにより構成されるスロット群のそれぞれに巻装された６つの巻線部からなる固定子巻線を有する固定子を備えている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の車両用交流発電機では、各巻線部は、導体線を６スロット数の間隔で配置されるスロットに波巻きに巻装された全節巻き巻線であり、固定子巻線は、それぞれ電気角で３０度の位相差を有する２つの巻線部を直列に接続して構成された３つの相巻線を交流結線、例えばＹ結線して構成され、６ｆの電磁音を低減している。なお、互いに位相差を有する２つの巻線部を直列に接続して構成される巻線を千鳥巻線とする。

特開２００２−３５４７３６号公報

従来の車両用交流発電機では、直列接続される２つの巻線部が互いに電気角で３０度の位相差を有する全節巻き巻線で構成されている。そこで、直列接続される２つの巻線部の起電力位相がずれるので、各相巻線の合成起電力は、位相差のない全節巻き巻線で構成された相巻線の起電力より小さくなる。このような相巻線における起電力位相のずれ、さらには発電機の電機子反作用の大小の関係から、千鳥巻線からなる３つの相巻線をＹ結線して構成された固定子巻線を有する従来の車両用交流発電機では、位相差のない全節巻き巻線で構成された３つの相巻線をＹ結線して構成された固定子巻線を有する一般的な車両用交流発電機に比べ、低速回転域で、固定子の相電流が低下し、出力が低下するという課題があった。

また、従来の車両用交流発電機では、スロットが毎極毎相当たり２個の割合で形成されているので、固定子鉄心の外径が大型化する。この固定子鉄心の大型化にともない、回転子が大型化するので、回転子の慣性モーメントが大きくなり、機械的損失が増大し、発電機としての効率が低下するという課題もあった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、スロットが毎極毎相当たり１個の割合で形成された固定子鉄心を用いて固定子鉄心の小型化を図るとともに、千鳥巻線に起因する低速回転域での出力の低下を抑制できる車両用交流発電機を得ることを目的とする。

この発明による車両用交流発電機は、ハウジングに回転可能に支持された回転子と、スロットが毎極毎相当たり１個の割合で形成された円筒状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に巻装された３つの相巻線を交流結線して構成された固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ブラケットに支持された固定子と、を備えている。そして、上記相巻線のそれぞれは、互いに電気角でπ／６の位相差を有する第１巻線部と第２巻線部とを直列に接続して構成され、上記第１巻線部は、導体線を全節巻きに巻回して構成され、上記第２巻線部は、導体線を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成され、上記第１巻線部と上記第２巻線部との巻き数比が１：２である。

この発明によれば、相巻線のそれぞれが、互いに電気角でπ／６の位相差を有する第１巻線部と第２巻線部とを直列に接続して構成され、第１巻線部が、導体線を全節巻きに巻回して構成され、第２巻線部が、導体線を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成され、第１巻線部と第２巻線部との巻き数比が１：２である。これにより、千鳥巻線に起因する低速回転域での出力低下が抑制される。
また、スロットが毎極毎相当たり１個の割合で形成されているので、固定子鉄心の大型化が抑えられる。これにより、回転子の小型化が可能となり、回転子の慣性モーメントを小さくでき、機械的損失が抑制され、発電機としての効率が高められる。

この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の電気回路図である。この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における相巻線を構成する第１巻線部が巻装されるスロット群を説明する図である。この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における相巻線を構成する第２巻線部が巻装されるスロット群を説明する図である。この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における相巻線を構成する巻線部の巻装状態を説明する展開図である。この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の出力特性図である。この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機における固定子巻線の構成を説明する結線図である。この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＸ相巻線が巻装されるスロット群を説明する図である。この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＹ相巻線およびＺ相巻線が巻装されるスロット群を説明する図である。この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＸ相巻線の巻装状態を説明する展開図である。この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＺ相巻線の巻装状態を説明する展開図である。この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＹ相巻線の巻装状態を説明する展開図である。

以下、本発明による車両用回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の電気回路図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における相巻線を構成する第１巻線部が巻装されるスロット群を説明する図、図４はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における相巻線を構成する第２巻線部が巻装されるスロット群を説明する図、図５はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における相巻線を構成する巻線部の巻装状態を説明する展開図、図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の出力特性図である。なお、図５中、１〜３６はスロット番号である。

図１および図２において、車両用交流発電機１は、それぞれ略椀形状のアルミニウム製のフロントブラケット２とリヤブラケット３とからなるハウジング４と、このハウジング４に軸受５を介して回転可能に支持されたシャフト６と、ハウジング４のフロント側に延出するシャフト６の端部に固着されたプーリ７と、シャフト６に固定されてハウジング４内に配設された回転子８と、回転子８を囲繞するようにハウジング４に固定された固定子２０と、シャフト６のリヤ側に固定され、回転子８に電流を供給する一対のスリップリング１２と、各スリップリング１２の表面に摺動する一対のブラシ１３と、これらのブラシ１３を収容するブラシホルダ１４と、固定子２０に電気的に接続され、固定子２０で生じた交流を直流に整流する整流器１５と、ブラシホルダ１４に嵌着されたヒートシンク１７に接着されて配設され、固定子２０で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１６と、を備えている。

回転子８は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル９と、界磁コイル９を覆うように設けられ、その磁束によって１２個の磁極が形成されるポールコア１０と、ポールコア１０の軸心位置に貫装されたシャフト６と、を備えている。ファン１１がポールコア１０の軸方向両端面に溶接などにより固着されている。

固定子２０は、例えば磁性鋼板を積層して円環状に作製され、３６個のスロットが内周側に開口するように、かつ周方向に電気角でπ／３（＝３０度）のピッチで配列され、フロントブラケット２およびリヤブラケット３に軸方向両側から挟持されて、回転子８のポールコア１０の外周面との間に均一なギャップを確保してポールコア１０を囲繞するように配設された固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１に巻装された固定子巻線２２と、を備えている。

つぎに、固定子巻線２２の構造について図２乃至図５を参照しつつ説明する。
Ｘ１巻線部２６は、図３および図５の（ａ）に示されるように、電気角でπ（＝１８０度）のピッチで配列されるスロット番号１２番、１５番、１８番、２１番・・・６番、９番のスロットに、絶縁被覆された銅線からなる１本の導体線２４を順方向に波巻きに１ターン巻装した後、導体線２４をスロット番号６番、３番、３６番、３３番・・・１２番、９番のスロットに逆方向に波巻きに２ターン巻回して作製される。このＸ１巻線部２６は、スロット番号１２番、１５番、１８番、２１番・・・６番、９番のスロットで構成されるスロット群に導体線２４を全節巻きに巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｘ１巻線部２６の両端が、スロット番号９番と１２番のスロットから延出している。なお、順方向とは、スロット番号が大きくなる方向であり、逆方向とは、スロット番号が小さくなる方向である。

Ｘ２巻線部２７は、Ｘ２１巻線部２７ａとＸ２２巻線部２７ｂとを直列に接続して構成される。Ｘ２１巻線部２７ａは、図４および図５の（ｂ）に示されるように、電気角で２π／３（＝１２０度）と４π／３（＝２４０度）との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号１１番、１５番、１７番、２１番・・・５番、９番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回して作製される。このＸ２１巻線部２７ａは、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｘ２１巻線部２７ａの両端が、スロット番号９番と１１番のスロットから延出している。

Ｘ２２巻線部２７ｂは、図４および図５の（ｂ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号８番、１２番、１４番、１８番・・・２番、６番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回して作製される。このＸ２２巻線部２７ｂは、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｘ２２巻線部２７ｂの両端が、スロット番号６番と８番のスロットから延出している。

そして、スロット番号９番のスロットから延出するＸ２１巻線部２７ａの端部と、スロット番号８番のスロットから延出するＸ２２巻線部２７ｂの端部とを接続し、Ｘ２１巻線部２７ａとＸ２２巻線部２７ｂとを直列に接続したＸ２巻線部２７を構成する。そして、Ｘ２巻線部２７の両端が、スロット番号６番と１１番のスロットから延出している。ついで、スロット番号１２番のスロットから延出するＸ１巻線部２６の端部と、スロット番号６番のスロットから延出するＸ２巻線部２７の端部を接続し、Ｘ１巻線部２６とＸ２巻線部２７とを直列に接続したＸ相巻線２５を構成する。そして、Ｘ相巻線２５の両端が、スロット番号９番と１１番のスロットから延出している。

Ｙ相巻線２８は、第１巻線部としてのＹ１巻線部２９と第２巻線部としてのＹ２巻線部３０とを直列に接続して構成されている。
Ｙ１巻線部２９は、図３および図５の（ｃ）に示されるように、電気角でπのピッチで配列されるスロット番号５番、８番、１１番、１４番・・・３５番、２番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに１ターン巻装した後、スロット番号３５番、３２番、２９番、２６番・・・５番、２番のスロットに導体線２４を逆方向に波巻きに２ターン巻回して作製される。このＹ１巻線部２９は、スロット番号２番、５番、８番、１１番・・・３２番、３５番のスロットで構成されるスロット群に導体線２４を全節巻きに巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｙ１巻線部２９の両端が、スロット番号２番と５番のスロットから延出している。

Ｙ２巻線部３０は、Ｙ２１巻線部３０ａとＹ２２巻線部３０ｂとを直列に接続して構成される。Ｙ２１巻線部３０ａは、図４および図５の（ｄ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号４番、８番、１０番、１４番・・・３４番、２番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回して作製される。このＹ２１巻線部３０ａは、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｙ２１巻線部３０ａの両端が、スロット番号２番と４番のスロットから延出している。

Ｙ２２巻線部３０ｂは、図４および図５の（ｄ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号１番、５番、７番、１１番・・・３１番、３５番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回して作製される。このＹ２２巻線部３０ｂは、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｙ２２巻線部３０ｂの両端が、スロット番号１番と３５番とから延出している。

そして、スロット番号２番のスロットから延出するＹ２１巻線部３０ａの端部と、スロット番号１番のスロットから延出するＹ２２巻線部３０ｂの端部とを接続し、Ｙ２１巻線部３０ａとＹ２２巻線部３０ｂとを直列に接続したＹ２巻線部３０を構成する。そして、Ｙ２巻線部３０の両端が、スロット番号４番と３５番のスロットから延出している。ついで、スロット番号２番のスロットから延出するＹ１巻線部２９の端部とスロット番号４番のスロットから延出するＹ２巻線部３０の端部を接続し、Ｙ１巻線部２９とＹ２巻線部３０とを直列に接続したＹ相巻線２８を構成する。そして、Ｙ相巻線２８の両端が、スロット番号５番と３５番とから延出している。

Ｚ相巻線３１は、第１巻線部としてのＺ１巻線部３２と第２巻線部としてのＺ２巻線部３３とを直列に接続して構成されている。
Ｚ１巻線部３２は、図３および図５の（ｅ）に示されるように、電気角でπのピッチで配列されるスロット番号１０番、１３番、１６番、１９番・・・４番、７番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに１ターン巻装した後、スロット番号４番、１番、３４番・・・１０番、７番のスロットに導体線２４を逆方向に波巻きに２ターン巻回して作製される。このＺ１巻線部３２は、スロット番号１０番、１３番、１６番、１９番・・・４番、７番のスロットで構成されるスロット群に導体線２４を全節巻きに巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｚ１巻線部３２の両端が、スロット番号７番と１０番のスロットから延出している。

Ｚ２巻線部３３は、Ｚ２１巻線部３３ａとＺ２２巻線部３３ｂとを直列に接続して構成される。Ｚ２１巻線部３３ａは、図４および図５の（ｆ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号９番、１３番、１５番、１９番・・・３番、７番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回して作製される。このＺ２１巻線部３３ａは、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｚ２１巻線部３３ａの両端が、スロット番号７番と９番のスロットから延出している。

Ｚ２２巻線部３３ｂは、図４および図５の（ｆ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号６番、１０番、１２番、１６番・・・３６番、４番のスロットに導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回して作製される。このＺ２２巻線部３３ｂは、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。そして、Ｚ２２巻線部３３ｂの両端が、スロット番号４番と６番のスロットから延出している。

そして、スロット番号７番のスロットから延出するＺ２１巻線部３３ａの端部と、スロット番号６番のスロットから延出するＺ２２巻線部３３ｂの端部とを接続し、Ｚ２１巻線部３３ａとＺ２２巻線部３３ｂとを直列に接続したＺ２巻線部３３を構成する。そして、Ｚ２巻線部３３の両端が、スロット番号４番と９番とから延出している。ついで、スロット番号１０番のスロットから延出するＺ１巻線部３２の端部とスロット番号４番のスロットから延出するＺ２巻線部３３の端部を接続し、Ｚ１巻線部３２とＺ２巻線部３３とを直列に接続したＺ相巻線３１を構成する。そして、Ｚ相巻線３１の両端が、スロット番号７番と９番のスロットから延出している。

ついで、スロット番号９番のスロットから延出するＸ相巻線２５の端部、スロット番号５番のスロットから延出するＹ相巻線２８の端部、およびスロット番号７番のスロットから延出するＺ相巻線３１の端部を結線する。これにより、Ｘ相巻線２５、Ｙ相巻線２８、およびＺ相巻線３１をＹ結線して構成された３相交流巻線からなる固定子巻線２２が形成される。
このように構成された固定子巻線２２は、図２に示されるように、Ｘ相巻線２５、Ｙ相巻線２８、およびＺ相巻線３１の出力端を整流器１５に接続される。

つぎに、車両用交流発電機１の動作について説明する。なお、車両用交流発電機１では、回転子８の磁極が１２個であり、スロット数が３６個であり、固定子巻線２２が３相交流巻線に構成されているので、スロットは毎極毎相当たり１個の割合で形成されている。

車両用交流発電機１では、まず、電流がバッテリ（図示せず）からブラシ１３およびスリップリング１２を介して回転子８の界磁コイル９に供給され、磁束が発生される。この磁束により、Ｎ極とＳ極とがポールコア１０の外周面に周方向に交互に形成される。一方、エンジンの回転トルクがエンジンの出力軸からベルトおよびプーリ７を介してシャフト６に伝達され、回転子８が回転される。そこで、回転磁界が固定子２０の固定子巻線２２に与えられ、起電力が固定子巻線２２に発生する。この起電力で発生する交流電流が整流器１５で整流されて、バッテリを充電したり、電気負荷に供給される。また、この固定子２０で生じた交流電圧の大きさが電圧調整器１６で調整される。

ここで、Ｘ１巻線部２６、Ｙ１巻線部２９およびＺ１巻線部３２に発生する電圧波形ｅ_１〜ｅ_３は式（１）〜（３）で表される。
ｅ_１（ｔ）＝２ｓｉｎωｔ・・・式（１）
ｅ_２（ｔ）＝２ｓｉｎ（ωｔ＋π／３）・・・式（２）
ｅ_３（ｔ）＝２ｓｉｎ（ωｔ＋２π／３）・・・式（３）
ついで、Ｘ２巻線部２７、Ｙ２巻線部３０およびＺ２巻線部３３に発生する電圧波形ｅ_４〜ｅ_６は式（４）〜（６）で表される。
ｅ_４（ｔ）＝２ｓｉｎ（５π／６）ｓｉｎ（ωｔ＋π／６）・・・式（４）
ｅ_５（ｔ）＝２ｓｉｎ（５π／６）ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）・・・式（５）
ｅ_６（ｔ）＝２ｓｉｎ（５π／６）ｓｉｎ（ωｔ＋５π／６）・・・式（６）

式（１）、式（４）から、Ｘ１巻線部２６とＸ２巻線部２７との位相差θがπ／６（＝３０度）であることがわかる。同様に、式（２）、式（５）から、Ｙ１巻線部２９とＹ２巻線部３０との位相差θがπ／６であり、式（３）、式（６）から、Ｚ１巻線部３２とＺ２巻線部３３との位相差θがπ／６であることがわかる。

つぎに、このように構成された車両用交流発電機１を６０００ｒ／ｍｉｎで４０分間運転した後、回転数を０から徐々にあげて、出力電流を測定した結果を図６に示す。なお、図６中、一点鎖線は、比較例の車両用交流発電機における出力電流を示している。比較例としての車両用交流発電機は、固定子巻線２２に代えて、それぞれ導体線２４を全節巻きで９ターン巻回して作製したＸ相巻線、Ｙ相巻線およびＺ相巻線をＹ結線して構成された固定子巻線を用いた。

図６から、車両用交流発電機１は、１８００〜４０００（ｒ／ｍｉｎ）の低速回転域で、比較例の車両用交流発電機より高出力が得られることが確認された。

この実施の形態１によれば、固定子巻線２２を構成するＸ相巻線２５、Ｙ相巻線２８およびＺ相巻線３１のそれぞれが、互いに電気角で３０度の位相差を有する第１巻線部と第２巻線部とを直列に接続した千鳥巻線により構成され、第１巻線部が導体線２４を全節巻きに巻回して作製され、第２巻線部が導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返し巻回して作製され、さらに、第１巻線部と第２巻線部の巻き数比を１：２としている。そこで、この車両用交流発電機１では、図６からわかるように、位相差のない全節巻き巻線で構成された３つの相巻線をＹ結線して構成された固定子巻線を有する一般的な車両用交流発電機に比べ、低速回転域で、固定子２０の相電流が大きくなり、出力を高めることができる。

また、位相差のない全節巻き巻線で構成された３つの相巻線をＹ結線して構成された固定子巻線を有する一般的な車両用交流発電機に比べ、Ｘ相巻線２５、Ｙ相巻線２８およびＺ相巻線３１の巻き数を増やすことなく、高出力化を実現できる。そこで、固定子巻線２２の過度の温度上昇が抑制される。
また、スロットが毎極毎相当たり１個の割合で形成されているので、固定子鉄心２１の外径の大型化が抑えられる。そこで、回転子８を小型化でき、回転子８の慣性モーメントが小さくなり、機械的損失が抑えられ、発電機としての効率を高めることができる。

実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機における固定子巻線の構成を説明する結線図、図８はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＸ相巻線が巻装されるスロット群を説明する図、図９はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＹ相巻線およびＺ相巻線が巻装されるスロット群を説明する図、図１０はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＸ相巻線の巻装状態を説明する展開図、図１１はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＺ相巻線の巻装状態を説明する展開図、図１２はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機におけるＹ相巻線の巻装状態を説明する展開図である。

図７において、固定子巻線４０は、互いに電気角で２π／３（＝１２０度）の位相差を有するＸ相巻線４１、Ｙ相巻線４４およびＺ相巻線４７をＹ結線して作製された三相交流巻線である。Ｘ相巻線４１は、互いに電気角でπ／６の位相差θを有する第１巻線部としてのＸ１巻線部４２と第２巻線部としてのＸ２巻線部４３とを直列に接続して構成されている。Ｙ相巻線４４は、互いに電気角でπ／６の位相差θを有する第１巻線部としてのＹ１巻線部４５と第２巻線部としてのＹ２巻線部４６とを直列に接続して構成されている。Ｚ相巻線４７は、互いに電気角でπ／６の位相差θを有する第１巻線部としてのＺ１巻線部４８と第２巻線部としてのＺ２巻線部４９とを直列に接続して構成されている。そして、Ｘ相巻線４１が１本の導体線２４により作製され、Ｙ相巻線４４とＺ相巻線４７が１本の導体線２４により作製されている。

なお、実施の形態２は、固定子巻線２２に代えて固定子巻線４０を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。

つぎに、Ｘ相巻線４１の巻装方法について図８および図１０を参照しつつ説明する。

まず、図８および図１０の（ａ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号１１番、１５番、１７番、２１番・・・５番、９番のスロットに１本の導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回し、Ｘ２１巻線部４３ａを作製する。ついで、図８および図１０の（ｂ）に示されるように、スロット番号９番のスロットから延出する導体線２４を、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号８番、１２番、１４番、１８番・・・２番、６番のスロットに順方向に波巻きに３ターン巻回し、Ｘ２２巻線部４３ｂを作製する。これにより、Ｘ２１巻線部４３ａとＸ２２巻線部４３ｂを直列に接続したＸ２巻線部４３が構成される。このＸ２巻線部４３は、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された６ターンの波巻き巻線である。

ついで、図８および図１０の（ｃ）に示されるように、スロット番号６番のスロットから延出する導体線２４を、電気角でπのピッチで配列されるスロット番号１２番、１５番、１８番、２１番・・・６番、９番のスロットに順方向に波巻きに２ターン巻装する。そして、図１０の（ｄ）に示されるように、スロット番号９番のスロットから延出する導体線２４をスロット番号６番、３番、３６番、３３番・・・１２番、９番のスロットに逆方向に波巻きに１ターン巻回し、Ｘ１巻線部４２を作製する。このＸ１巻線部４２は、スロット番号１２番、１５番、１８番・・・６番、９番のスロットで構成されるスロット群に導体線２４を全節巻きに巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。

これにより、図１０の（ｅ）に示されるように、Ｘ１巻線部４２とＸ２巻線部４３とを直列に接続したＸ相巻線４１が１本の導体線２４により作製される。そして、Ｘ相巻線４１の両端は、スロット番号９番と１１番のスロットから延出されている。

つぎに、Ｙ相巻線４４およびＺ相巻線４７の巻装方法について図９、図１１および図１２を参照しつつ説明する。

まず、図９および図１１の（ａ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号９番、１３番、１５番、１９番・・・３番、７番のスロットに１本の導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回し、Ｚ２１巻線部４９ａを作製する。ついで、図９および図１１の（ｂ）に示されるように、スロット番号７番のスロットから延出する導体線２４を、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号６番、１０番、１２番、１６番・・・３６番、４番のスロットに順方向に波巻きに３ターン巻回し、Ｚ２２巻線部４９ｂを作製する。これにより、Ｚ２１巻線部４９ａとＺ２２巻線部４９ｂを直列に接続したＺ２巻線部４９が構成される。このＺ２巻線部４９は、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された６ターンの波巻き巻線である。

ついで、図９および図１１の（ｃ）に示されるように、スロット番号４番のスロットから延出する導体線２４を、電気角でπのピッチで配列されるスロット番号１０番、１３番、１６番、１９番・・・４番、７番のスロットに順方向に波巻きに２ターン巻装する。そして、図１１の（ｄ）に示されるように、スロット番号７番のスロットから延出する導体線２４をスロット番号４番、１番、３４番、３１番・・・１０番、７番のスロットに逆方向に波巻きに１ターン巻回し、Ｚ１巻線部４８を作製する。このＺ１巻線部４８は、スロット番号１０番、１３番、１６番、１９番・・・４番、７番のスロットで構成されるスロット群に導体線２４を全節巻きに巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。

これにより、図１１の（ｅ）に示されるように、Ｚ１巻線部４８とＺ２巻線部４９とを直列に接続したＺ相巻線４７が１本の導体線２４により作製される。そして、Ｚ相巻線４７の両端は、スロット番号９番と７番のスロットから延出されている。

ついで、図９および図１２の（ａ）に示されるように、スロット番号７番のスロットから延出する導体線２４を、電気角でπのピッチで配列されるスロット番号５番、２番、３５番、３２番・・・１１番、８番のスロットに逆方向に波巻きに２ターン巻装する。そして、図１２の（ｂ）に示されるように、スロット番号８番のスロットから延出する導体線２４をスロット番号５番、８番、１１番、１４番・・・３５番、２番のスロットに順方向に波巻きに１ターン巻回し、Ｙ１巻線部４５を作製する。このＹ１巻線部４５は、スロット番号２番、５番、８番・・・３２番、３５番のスロットで構成されるスロット群に導体線２４を全節巻きに巻回して構成された３ターンの波巻き巻線である。

ついで、図９および図１２の（ｃ）に示されるように、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号４番、８番、１０番、１４番・・・３４番、２番のスロットに、スロット番号２番のスロットから延出する導体線２４を順方向に波巻きに３ターン巻回し、Ｙ２１巻線部４６ａを作製する。ついで、図９および図１２の（ｄ）に示されるように、スロット番号２番のスロットから延出する導体線２４を、電気角で２π／３と４π／３との間隔を交互にとるように配列されるスロット番号１番、５番、７番、１１番・・・３１番、３５番のスロットに順方向に波巻きに３ターン巻回し、Ｙ２２巻線部４６ｂを作製する。これにより、Ｙ２１巻線部４６ａとＹ２２巻線部４６ｂを直列に接続したＹ２巻線部４６が構成される。このＹ２巻線部４６は、導体線２４を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成された６ターンの波巻き巻線である。

これにより、図１２の（ｅ）に示されるように、Ｙ１巻線部４５とＹ２巻線部４６とを直列に接続したＹ相巻線４４が１本の導体線２４により作製される。そして、Ｙ相巻線４４の両端は、スロット番号５番と３５番のスロットから延出されている。

このように、Ｙ相巻線４４とＺ相巻線４７とが、１本の導体線２４により作製される。そして、スロット番号７番のスロットから延出してスロット番号５番のスロットに入る導体線２４の部位がＹ相巻線４４とＺ相巻線４７とを結線する渡り部５０となる。
そして、渡り部５０の絶縁被膜を剥離し、スロット番号９番のスロットから延出するＸ相巻線４１の端部を絶縁被膜が剥離された渡り部５０に接続する。これにより、Ｘ相巻線４１、Ｙ相巻線４４およびＺ相巻線４７がＹ結線され、固定子巻線４０が作製される。

ここで、Ｘ１巻線部４２、Ｘ２巻線部４３、Ｙ１巻線部４５、Ｙ２巻線部４６、Ｚ１巻線部４８およびＺ２巻線部４９の導体線２４が巻装されるスロット群は、それぞれ、実施の形態１におけるＸ１巻線部２６、Ｘ２巻線部２７、Ｙ１巻線部２９、Ｙ２巻線部３０、Ｚ１巻線部３２およびＺ２巻線部３３の導体線が巻装されるスロット群に一致している。
したがって、このように構成された固定子巻線４０は、実施の形態１の固定子巻線２２と等価の電気回路となる。そして、Ｘ１巻線部４２とＸ２巻線部４３との位相差θがπ／６であり、Ｙ１巻線部４５とＹ２巻線部４６との位相差θがπ／６であり、Ｚ１巻線部４８とＺ２巻線部４９との位相差θがπ／６である。

したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態２によれば、Ｘ相巻線４１が１本の導体線２４により作製され、Ｙ相巻線４４とＺ相巻線４７が１本の導体線２４により作製されているので、固定子巻線４０を作製するための結線箇所が１箇所となり、固定子巻線４０の製作が容易となる。

なお、上記各実施の形態では、固定子巻線がＸ相巻線、Ｙ相巻線、およびＺ相巻線をＹ結線して構成されているものとしているが、Ｘ相巻線、Ｙ相巻線、およびＺ相巻線を結線する交流結線は、Ｙ結線に限定されず、例えばΔ結線でもよい。

４ハウジング、８回転子、２０固定子、２１固定子鉄心、２２固定子巻線、２５Ｘ相巻線、２６Ｘ１巻線部（第１巻線部）、２７Ｘ２巻線部（第２巻線部）、２７ａＸ２１巻線部、２７ｂＸ２２巻線部、２８Ｙ相巻線、２９Ｙ１巻線部（第１巻線部）、３０Ｙ２巻線部（第２巻線部）、３０ａＹ２１巻線部、３０ｂＹ２２巻線部、３１Ｚ相巻線、３２Ｚ１巻線部（第１巻線部）、３３Ｚ２巻線部（第２巻線部）、３３ａＺ２１巻線部、３３ｂＺ２２巻線部、４０固定子巻線、４１Ｘ相巻線、４２Ｘ１巻線部（第１巻線部）、４３Ｘ２巻線部（第２巻線部）、４３ａＸ２１巻線部、４３ｂＸ２２巻線部、４４Ｙ相巻線、４５Ｙ１巻線部（第１巻線部）、４６Ｙ２巻線部（第２巻線部）、４６ａＹ２１巻線部、４６ｂＹ２２巻線部、４７Ｚ相巻線、４８Ｚ１巻線部（第１巻線部）、４９Ｚ２巻線部（第２巻線部）、４９ａＺ２１巻線部、４９ｂＺ２２巻線部。

Claims

ハウジングに回転可能に支持された回転子と、
スロットが毎極毎相当たり１個の割合で形成された円筒状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に巻装された３つの相巻線を交流結線して構成された固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ブラケットに支持された固定子と、を備え、
上記相巻線のそれぞれは、互いに電気角でπ／６の位相差を有する第１巻線部と第２巻線部とを直列に接続して構成され、
上記第１巻線部は、導体線を全節巻きに巻回して構成され、
上記第２巻線部は、導体線を２π／３短節巻きと４π／３長節巻きとを交互に繰り返して巻回して構成され、
上記第１巻線部と上記第２巻線部との巻き数比が１：２であることを特徴とする車両用交流発電機。
上記３つの相巻線のうちの２つの相巻線が、１本の導体線を連続して巻回して構成され、残る１つの相巻線が、１本の導体線を連続して巻回して構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機。