JP2001211588A - 交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、コイルエンドの径方向および軸
線方向の寸法を縮寸して、コイルエンドが回転子、ファ
ンと接触するのを低減でき、また３相固定子巻線の冷却
性能が向上し、さらに冷却風とコイルエンドとの干渉音
を抑制できる等の交流発電機を得る。 【解決手段】 この交流発電機は、３スロット離れた一
対のスロット１５ａに固定子鉄心１５の端面から挿入さ
れた一対の導体セグメント１５０は、固定子８Ａを軸線
方向に沿って視たときにそれぞれの連結部１５２がほぼ
平行に配置されている。

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、例えば内燃機関
により駆動される交流発電機に関し、特にその固定子の
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の車両用交流発電機の断面
図、図１０は図９の車両用交流発電機の要部拡大図、図
１１は図９の固定子をリアブラケット２側から視たとき
の部分斜視図、図１２は図９の固定子をリフロントブラ
ケット１側から視たときの部分斜視図である。この交流
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が固定されたシャフ
ト６と、このシャフト６に固定されたランデル型の回転
子７と、回転子７の両側面に固定されたファン５ａ、５
ｂと、ケース３の内壁面に固定された固定子８と、シャ
フト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１
７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。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
が形成される一対のポールコア２０、２１とから構成さ
れている。一対のポールコア体２０、２１は、鉄製で、
それぞれ８つの爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に
等角ピッチで、かつかみ合うように対向してシャフト６
に固着されている。

【０００３】固定子８は、軸方向に延びるスロットが周
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
らなる固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された
３相固定子巻線１６を備えている。また、フロントブラ
ケット１およびリヤブラケット２の中央部には、吸気孔
１ａ、２ａが形成され、フロントブラケット１およびリ
ヤブラケット２の外周両肩部には、排気孔１ｂ、２ｂが
形成されている。

【０００４】次に、３相固定子巻線１６のａ相固定子巻
線部１６ａの巻線構造について図１３の巻線図を参照し
て説明する。なお、この図ではリヤブラケット２側から
固定子８を視たときの巻線構造を示しており、図中、実
線はリヤブラケット２側の導線（後述する連結部であ
る。）を示し、点線はフロントブラケット２側の導線
（後述するつなぎ部である。）を示している。

【０００５】ａ相固定子巻線部１６ａは、第１および第
２巻線部３１、３２を備えている。ａ相口出線１００に
接続された第１巻線部３１は、スロット番号が１番でス
ロット１５ａ内の内周側から３番目（以後、内周側から
１番目は１番地、内周側から２番目は２番地、３番目は
３番地、４番目は４番地と呼ぶ。）を始点として、反時
計方向に延びてフロントブラケット１側からスロット番
号４の４番地のスロット１５ａ内に入る。そして、リヤ
ブラケット２側から時計方向に延びてスロット番号１の
１番地のスロット１５ａ内に入り、フロントブラケット
１側に出る。次に、反時計方向に延びてフロントブラケ
ット１側からスロット番号４の２番地のスロット１５ａ
内に入り、リヤブラケット１側に出る。その後、反時計
方向に延びてスロット番号７の３番地のスロット１５ａ
内に入り、フロントブラケット１側に出る。

【０００６】このように、各スロット１５ａ内の４番地
からリヤブラケット２側に導出された導線は３スロット
時計方向に離れたスロット１５ａ内の１番地にフロント
ブラケット１側に向けて入る。また、各スロット１５ａ
内の２番地からリヤブラケット２側に導出された導線は
３スロット反時計方向に離れたスロット１５ａ内の３番
地にフロントブラケット１側に向けて入る。そして、最
後にはスロット番号３４の２番地からリヤブラケット２
側に出た導線が反時計方向に延びてスロット番号１の４
番地に到達し、ここが第１巻線部３１の終点となる。

【０００７】第１巻線部３１の終点は第２巻線部３２の
始点でもあり、この第２巻線部３２は、時計方向に延び
てフロントブラケット１側からスロット番号３４の３番
地のスロット１５ａ内に入る。引き続きリヤブラケット
２側から導出された導線は、リヤブラケット２側から時
計方向に延びてスロット番号３１の２番地のスロット１
５ａ内に入り、フロントブラケット１側に出る。次に、
時計方向に延びてフロントブラケット１側からスロット
番号２８の１番地のスロット１５ａ内に入り、リヤブラ
ケット１側に出る。その後、反時計方向に延びてスロッ
ト番号３１の４番地のスロット１５ａ内に入り、フロン
トブラケット１側に出る。この導線は時計方向に延びて
スロット番号２８の１番地のスロット１５ａ内に入る。

【０００８】このようにして、各スロット１５ａ内の１
番地からリアブラケット２側に導出された導線は３スロ
ット反時計方向に離れたスロット１５ａ内の４番地にフ
ロントブラケット１側に向けて入る。また、各スロット
１５ａ内の３番地からリヤブラケット２側に導出された
導線は３スロット時計方向に離れたスロット１５ａ内の
２番地にフロントブラケット１側に向けて入る。そし
て、最後にはスロット番号１の２番地からフロントブラ
ケット１側に出た導線は時計方向に延びてスロット番号
３４の１番地に到達し、ここが第２巻線部３２の終点と
なる。この終点には中性点引き出し線１０１が接続され
ている。

【０００９】このように、ａ相固定子巻線部１６ａで
は、ａ相口出し線１００に接続された第１巻線部３１
は、３スロットおきに、複数箇所で時計方向に向きを変
えながら、全体として反時計方向に１周回し、引き続き
第２巻線部３２は、３スロットおきに、複数箇所で反時
計方向に向きを変えながら、全体として時計方向に１周
回し、４ターンのａ相固定子巻線部１６ａが構成されて
いる。

【００１０】同様にして、スロット１５ａを一つづつず
らしてｂ相固定子巻線部、ｃ相固定子巻線部が形成さ
れ、星型結線された３相固定子巻線１６が構成される。

【００１１】上記構成の３相固定子巻線１６は、図１１
に示した多数の短尺の導体セグメント５０を接合して形
成される。導線の構成要素である導体セグメント５０
は、絶縁被覆された断面丸形状の銅線材を略Ｕ字状に成
形したもので、スロット１５ａ内に収まる一対の直線部
５１ａ、５１ｂと、直線部５１ａ、５１ｂ同士を連結し
た連結部５２と、直線部５１ａ、５１ｂの先端部に設け
られ両開きして隣接した導体セグメント５０同士をつな
ぐつなぎ部５３ａ、５３ｂとから構成されている。

【００１２】次に、導体セグメント５０を用いてａ相固
定子巻線部１６ａを形成する手順について説明する。ま
ず、図１１に示すように、所定のスロット番号および番
地に、導体セグメント５０の一方の直線部５１ａおよび
３スロット離れた他方の直線部５１ｂをリヤブラケット
２側から挿入し、各スロット１５ａ内では、導体セグメ
ント５０の直線部５１ａ、５１ｂが径方向に１列に４本
並んで配列される。

【００１３】その後、フロントブラケット１側では、図
１３の巻線図の点線で示すように、フロントブラケット
１側に直線部５１ａから延出されたつなぎ部５３ａと、
３スロット離れた直線部５１ｂから延出されたつなぎ部
５３ｂとを接合し、４ターンのａ相固定子巻線部１６ａ
を形成する。同様にして、４ターンのｂ相固定子巻線
部、ｃ相固定子巻線部が形成され、星型結線された３相
固定子巻線１６が構成される。

【００１４】上記構成の車両用交流発電機では、電流が
バッテリ(図示せず）からブラシ１０およびスリップリ
ング９を介して回転子コイル１３に供給され、磁束が発
生される。この磁束により、一方のポールコア２０の爪
状磁極２２がＮ極に着磁され、他方のポールコア２１の
爪状磁極２３がＳ極に着磁される。一方、エンジンの回
転トルクがベルトおよびプーリ４を介してシャフト６に
伝達され、回転子７が回転される。そこで、３相固定子
巻線１６に回転磁界が与えられ、３相固定子巻線１６に
起電力が発生する。この交流の起電力が整流器１２を通
って直流に整流されるとともに、その大きさがレギュレ
ータ１８により調整され、バッテリに充電される。

【００１５】リヤブラケット２側においては、リヤ側フ
ァン５ｂの回転により、外気が整流器１２のヒートシン
クおよびレギュレータ１８のヒートシンク１７にそれぞ
れ対向して設けられた吸気孔２ａを通じて吸い込まれ、
整流器１２およびレギュレータ１８を冷却し、その後３
相固定子巻線１６のリヤブラケット２側のコイルエンド
７０ｂを冷却し、排気孔２ｂから外部に排出される。一
方、フロントブラケット１側においては、ファン５ａの
回転により、外気が吸気孔１ａから軸方向に吸い込ま
れ、その後３相固定子巻線１６のフロントブラケット１
側のコイルエンド７０ａを冷却し、排気孔１ｂから外部
に排出される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の車両用交流
発電機では、図１３から分かるように、リヤブラケット
２側で導体セグメント５０の連結部５２は交差している
ので、図１１に示すように、スロット１５ａ内の１番地
と３スロット離れた４番地との間に跨った外側連結部５
２Ａの内側に、スロット１５ａ内の２番地と３スロット
離れた３番地との間に跨った内側連結部５２Ｂが収まる
ように配置しなければならず、そのため下記のような問
題点があった。

【００１７】イ．内側連結部５２Ｂの曲率半径が小さく
なり、内側連結部５２Ｂの絶縁皮膜が剥離し易いととも
に、内側連結部５２Ｂは外側連結部５２Ａの内側にあ
り、ファン５ｂによる冷却風で冷却されにくい。 ロ．外側連結部５２Ｂの径方向の寸法Ｌ１が大きくな
り、回転子７、ファン５ｂと接触する虞がある。 ハ．導体セグメント５０を２種類用意しなければならな
い。 ニ．コイルエンド７０ｂの軸線方向の寸法が大きくな
り、ファン５ｂからの冷却風とコイルエンド７０ｂとの
干渉音が生じ易い。

【００１８】この発明は、かかる問題点を解決すること
を課題とするものであって、コイルエンドの径方向およ
び軸線方向の寸法を縮寸して、コイルエンドが回転子、
ファンと接触するのを低減でき、また多相固定子巻線の
冷却性能が向上し、さらに冷却風とコイルエンドとの干
渉音を抑制できる等の交流発電機を得ることを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る交流発電機では、所定のスロット数離れた一対のスロ
ットに固定子鉄心の端面から挿入された一対の導体セグ
メントは、固定子を軸線方向に沿って視たときにそれぞ
れの連結部がほぼ平行に配置されている。

【００２０】この発明の請求項２に係る交流発電機で
は、一方の導体セグメントの一対の直線部はスロット内
で内周側から１番目と３番目とにそれぞれ位置してお
り、この導体セグメントと平行の他方の導体セグメント
の一対の直線部はスロット内で内周側から2番目と4番目
とに位置している。

【００２１】この発明の請求項３に係る交流発電機で
は、回転子の少なくとも一方の端面には、多相固定子巻
線のコイルエンドに直接送風するファンが設けられてい
る。

【００２２】この発明の請求項４に係る交流発電機で
は、ケースには、コイルエンドに送られた風を外部に排
出するための排気孔が形成されている。

【００２３】この発明の請求項５に係る交流発電機で
は、セグメントの最内径側の連結部はファンの回転によ
り生じた冷却風が固定子鉄心側に案内されるように傾斜
しており、また導体セグメントの最内径側のつなぎ部は
ファンの回転により生じた冷却風が反固定子鉄心側に案
内されるように傾斜している。

【００２４】この発明の請求項６に係る交流発電機で
は、セグメントの最内径側の連結部はファンの回転によ
り生じた冷却風が反固定子鉄心側に案内されるように傾
斜しており、また導体セグメントの最内径側のつなぎ部
はファンの回転により生じた冷却風が固定子鉄心側に案
内されるように傾斜している。

【００２５】この発明の請求項７に係る交流発電機で
は、セグメントの最内径側の連結部はファンの回転によ
り生じた冷却風が反固定子鉄心側に案内されるように傾
斜しており、また導体セグメントの最内径側のつなぎ部
もファンの回転により生じた冷却風が反固定子鉄心側に
案内されるように傾斜している。

【００２６】この発明の請求項８に係る交流発電機で
は、セグメントの最内径側の連結部はファンの回転によ
り生じた冷却風が固定子鉄心側に案内されるように傾斜
しており、また導体セグメントの最内径側のつなぎ部も
ファンの回転により生じた冷却風が固定子鉄心側に案内
されるように傾斜している。

【００２７】この発明の請求項９に係る交流発電機で
は、導体の断面は矩形状である。

【００２８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１の車両用交流発電機の断面図、図２は図１
の交流発電機の要部拡大図、図３は図１の固定子８Ａを
リアブラケット２側から視たときの部分斜視図である。
この交流発電機は、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
たシャフト６と、このシャフト６に固定されたランデル
型の回転子７と、回転子７の両側面に固定されたファン
５ａ、５ｂと、ケース３の内壁面に固定された固定子８
Ａと、シャフト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８Ａに電気的に接続され固定
子８Ａ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８Ａ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。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一対のポールコア２
０、２１とから構成されている。一対のポールコア体２
０、２１は、鉄製で、それぞれ８つの爪状磁極２２、２
３が外周縁に周方向に等角ピッチで、かつかみ合うよう
に対向してシャフト６に固着されている。

【００２９】固定子８Ａは、軸方向に延びるスロットが
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
からなる固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装され
た３相固定子巻線１１６を備えている。また、フロント
ブラケット１およびリヤブラケット２の中央部には、吸
気孔１ａ、２ａが形成され、フロントブラケット１およ
びリヤブラケット２の外周両肩部には、排気孔１ｂ、２
ｂが形成されている。

【００３０】次に、３相固定子巻線１１６のａ相固定子
巻線部１１６ａの巻線構造について図４の巻線図を参照
して説明する。なお、この図では図１３と同様にリヤブ
ラケット１側から固定子８Ａを視たときの巻線構造を示
しており、また図中の導線の実線、破線の意味も図１３
のものと同様である。

【００３１】ａ相固定子巻線部１１６ａは、第１および
第２巻線部１３１、１３２を備えている。ａ相口出線１
００に接続された第１巻線部１３１は、スロット番号が
１番でスロット１５ａ内の内周側から３番目（以後、内
周側から１番目は１番地、内周側から２番目は２番地、
３番目は３番地、４番目は４番地と呼ぶ。）を始点とし
て、反時計方向に延びてフロントブラケット１側からス
ロット番号４の４番地のスロット１５ａ内に入る。そし
て、リヤブラケット２側から時計方向に延びてスロット
番号１の２番地のスロット１５ａ内に入り、フロントブ
ラケット１側に出る。次に、反時計方向に延びてフロン
トブラケット１側からスロット番号４の４番地のスロッ
ト１５ａ内に入り、リヤブラケット１側に出る。その
後、反時計方向に延びてスロット番号７の３番地のスロ
ット１５ａ内に入り、フロントブラケット１側に出る。

【００３２】このように、スロット１５ａ内の４番地か
らリヤブラケット２側に導出された導線は３スロット時
計方向に離れたスロット１５ａ内の２番地にフロントブ
ラケット１側に向けて入る。また、スロット１５ａ内の
１番地からリヤブラケット２側に導出された導線は３ス
ロット反時計方向に離れたスロット１５ａ内の３番地に
フロントブラケット１側に向けて入る。そして、最後に
はスロット番号３４の１番地からリヤブラケット２側に
出た導線は反時計方向に延びてスロット番号１の４番地
に到達し、この番地がが第１巻線部１３１の終点とな
る。

【００３３】第１巻線部１３１の終点は第２巻線部１３
２の始点でもあり、この第２巻線部１３２は、時計方向
に延びてフロントブラケット１側からスロット番号３４
の３番地のスロット１５ａ内に入る。引き続きリヤブラ
ケット２側から導出された導線は、リヤブラケット２側
から時計方向に延びてスロット番号３１の１番地のスロ
ット１５ａ内に入り、フロントブラケット１側に出る。
次に、時計方向に延びてフロントブラケット１側からス
ロット番号２８の２番地のスロット１５ａ内に入り、リ
ヤブラケット１側に出る。その後、反時計方向に延びて
スロット番号３１の４番地のスロット１５ａ内に入り、
フロントブラケット１側に出る。この導線は時計方向に
延びてスロット番号２８の３番地のスロット１５ａ内に
入る。

【００３４】このようにして、スロット１５ａ内の１番
地からリヤブラケット２側に導出された導線は３スロッ
ト反時計方向に離れたスロット１５ａ内の３番地にフロ
ントブラケット１側に向けて入る。また、スロット１５
ａ内の２番地からリヤブラケット２側に導出された導線
は３スロット反時計方向に離れたスロット１５ａ内の４
番地にフロントブラケット１側に向けて入る。そして、
最後にはスロット番号１の１番地からフロントブラケッ
ト１側に出た導線は時計方向に延びてスロット番号３４
の２番地に達し、この番地が第２巻線部１３２の終点と
なる。この終点には中性点引き出し線１０１が接続され
ている。

【００３５】このように、ａ相固定子巻線部１１６ａで
は、ａ相口出し線１００に接続された第１巻線部１３１
は、３スロットおきに、複数箇所で時計方向に向きを変
えながら、全体として反時計方向に１周回し、引き続き
第２巻線部１３２は、３スロットおきに、複数箇所で反
時計方向に向きを変えながら、全体として時計方向に１
周回し、４ターンのａ相固定子巻線部１１６ａが構成さ
れている。

【００３６】同様にして、スロット１５ａを一つづつず
らしてｂ相固定子巻線部、ｃ相固定子巻線部が形成さ
れ、星型結線された３相固定子巻線１１６が構成され
る。

【００３７】次に、多数の短尺の導体セグメント１５０
を接合して、上述したａ相固定子巻線部１１６ａを製造
する製造手順について説明する。図３に示すように、所
定のスロット番号および番地に、導体セグメント１５０
の一方の直線部１５１ａおよび３スロット離れた他方の
直線部１５１ｂをリヤブラケット２側から挿入し、各ス
ロット１５ａ内では、導体セグメント１５０の直線部１
５１ａ、１５１ｂが径方向に１列に４本並んで配列され
る。

【００３８】その後、フロントブラケット１側では、フ
ロントブラケット１側に直線部１５１ａ、１５１ｂから
延出されたつなぎ部１５３ａ、１５３ｂと、３スロット
離れた直線部１５１ａ、１５１ｂから延出されたつなぎ
部１５３ａ、１５３ｂとを図４の巻線図の点線に従って
接合し、４ターンのａ相固定子巻線部１１６ａを形成す
る。同様にして、４ターンのｂ相固定子巻線部、ｃ相固
定子巻線部が形成され、星型結線された３相固定子巻線
１１６が構成される。

【００３９】上記構成の車両用交流発電機では、３スロ
ット数離れた一対のスロット１５ａに固定子鉄心１５の
リヤブラケット２側の端面から挿入された一対の導体セ
グメント１５０は、リアブラケット２側から軸線方向に
固定子８Ａを視たときにそれぞれの連結部１５２がほぼ
平行になるように配置されており、具体的には一方の導
体セグメント１５０の一方の直線部１５１ａはスロット
１５ａ内で１番地、他方の直線部１５１ｂは３番地に位
置しており、他方の導体セグメント１５０の一方の直線
部１５１ａはスロット１５ａ内で２番地、他方の直線部
１５１ｂは４番地に位置している。

【００４０】このような構成を採用したことにより、両
導体セグメント１５０は同一形状であり、片方の導体セ
グメント１５０の連結部１５２の曲率半径を極端に小さ
く変形する必要性がなく、連結部１５２での絶縁皮膜の
剥離が生じにくい。そのため、連結部１５２を絶縁性確
保のためにわざわざエポキシ樹脂で塗布する必要性がな
く、エポキシ樹脂を塗布した場合と比較して、リヤ側フ
ァン５ｂにより遠心方向に曲げられて３相固定子巻線１
１６のコイルエンド８０ｂには直接多量の風が送られ、
固定子巻線１１６の温度上昇を抑制することができる。
また、従来のものと同等の３相固定子巻線１１６の冷却
性でよいときには、コイルエンド８０ｂの冷却性が向上
した分リヤ側ファン５ｂからの風量を低減させることが
でき、コイエンド８０ｂと冷却風との干渉音を低減させ
ることができる。

【００４１】また、図２から分かるように、コイルエン
ド８０ｂの径方向の寸法Ｌ２が小さくなり、内径側の回
転子７、リヤ側ファン５ｂとの接触、および外径側のリ
ヤブラケット２との接触頻度が低減する。また、コイル
エンド８０ｂの軸線方法の寸法も小さくすることがで
き、吸気孔２ａを通じて吸い込まれ、整流器１２、レギ
ュレータ１８およびコイルエンド８０ｂを通過して排気
孔２ｂから外部に流れる風量が増大し、整流器１２、レ
ギュレータ１８、コイルエンド８０ｂの温度上昇を抑制
することができる。

【００４２】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２の車両用交流発電機の固定子８Ａの内径部をシャフ
ト６側から径方向に視たときの図であり、この実施の形
態では、導体セグメント１５０の最内径側の連結部１５
２は冷却風が固定子鉄心１５側に案内されるように傾斜
している。また、導体セグメント１５０の最内径側のつ
なぎ部１５３ａ、１５３ｂは冷却風が固定子鉄心１５か
ら離れるように傾斜している。この実施の形態では、矢
印Ａ方向に回転した回転子７により、回転子７と一体の
リア側ファン５ｂは同方向に回転し、ケース３内のリヤ
ブラケット２側のコイルエンド８０ｂでは最内径側の連
結部１５２に沿って矢印Ｂ１の方向に冷却風が流れる。
また、フロントブラケット１側のコイルエンド８０ａで
はフロント側ファン５ａの回転により、最内径側のつな
ぎ部１５３ａ、１５３ｂに沿って矢印Ｃ１の方向に冷却
風が流れる。

【００４３】この実施の形態は、ファン５ａ、５ｂの能
力の関係で、回転子７を境にしてリヤブラケット２側が
フロントブラケット１側と比較して空気圧が大きいとき
に適している例である。この場合、ファン５ｂの回転で
生じた冷却風は回転子７と固定子８Ａとの間の空隙を流
れるが、この流れに沿うように連結部１５２およびつな
ぎ部１５３ａ、１５３ｂが傾斜しているので、冷却風は
空隙を円滑に流れ、回転子７、固定子８Ａは効率よく冷
却される。また、冷却風は整流されているので、冷却風
量が増大して固定子巻線１１６の温度上昇を抑えること
ができるとともに、コイルエンド８０ａ、８０ｂとの干
渉音を低減することができる。

【００４４】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３の車両用交流発電機の固定子８Ａの内径部をシャフ
ト６側から径方向に視たときの図であり、この実施の形
態では、導体セグメント１５０の最内径側の連結部１５
２は冷却風が固定子鉄心１５側から離れるように傾斜し
ている。また、導体セグメント１５０の最内径側のつな
ぎ部１５３ａ、１５３ｂは冷却風が固定子鉄心１５に案
内するように傾斜している。この実施の形態では、矢印
Ａ方向に回転した回転子７により、回転子７と一体のリ
ア側ファン５ｂは同方向に回転し、ケース３内のリヤブ
ラケット２側のコイルエンド８０ｂでは最内径側の連結
部１５２に沿って矢印Ｂ２の方向に冷却風が流れる。ま
た、フロントブラケット１側のコイルエンド８０ａでは
フロント側ファン５ａの回転により、最内径側のつなぎ
部１５３ａ、１５３ｂに沿って矢印Ｃ２の方向に冷却風
が流れる。

【００４５】この実施の形態は、ファン５ａ、５ｂの能
力の関係で、回転子７を境にしてフロントブラケット１
側がリヤブラケット２側と比較して空気圧が大きいとき
に適している例である。この場合、ファン５ｂの回転で
生じた冷却風は回転子７と固定子８Ａとの間の空隙を流
れるが、この流れに沿うように連結部１５２およびつな
ぎ部１５３ａ、１５３ｂが傾斜しているので、冷却風は
空隙を円滑に流れ、回転子７、固定子８Ａは効率よく冷
却される。また、冷却風は整流されているので、冷却風
量が増大して固定子巻線１１６の温度上昇を抑えること
ができるとともに、コイルエンド８０ａ、８０ｂとの干
渉音を低減することができる。

【００４６】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４の車両用交流発電機の固定子８Ａの内径部をシャフ
ト６側から視たときの図であり、この実施の形態では、
導体セグメント１５０の最内径側の連結部１５２は冷却
風が固定子鉄心１５から離れるように傾斜している。ま
た、導体セグメント１５０の最内径側のつなぎ部１５３
ａ、１５３ｂも冷却風が固定子鉄心１５から離れるよう
に傾斜している。この実施の形態では、矢印Ａ方向に回
転した回転子７により、回転子７と一体のリア側ファン
５ｂは同方向に回転し、ケース３内のリヤブラケット２
側のコイルエンド８０ｂでは最内径側の連結部１５２に
沿って矢印Ｂ３の方向に冷却風が流れる。また、フロン
トブラケット１側のコイルエンド８０ａではフロント側
ファン５ａの回転により、最内径側のつなぎ部１５３
ａ、１５３ｂに沿って矢印Ｃ３の方向に冷却風が流れ
る。

【００４７】この実施の形態は、ファン５ａ、５ｂの能
力の関係で、回転子７を境にしてリヤブラケット２側と
フロントブラケット１側との空気圧が同等のときに適し
ている例である。この場合、フロント側のファン５ａに
より、冷却風の流れ抵抗の小さいフロントブラケット１
側のコイルエンド８０ａの先端部が冷却風に晒され、ま
た冷却風の流れ抵抗の小さいリア側のファン５ｂによ
り、リアブラケット２側のコイルエンド８０ｂの先端部
が冷却風に晒され、固定子巻線１１６が効率よく冷却さ
れる。また、冷却風は整流されているので、冷却風量が
増大して、固定子巻線１１６の温度上昇を抑制すること
ができるとともに、冷却風とコイルエンド８０ａ、８０
ｂとの干渉音を低減することができる。

【００４８】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５の車両用交流発電機の固定子８Ａの内径部をシャフ
ト６側から視たときの図であり、この実施の形態では、
導体セグメント１５０の最内径側の連結部１５２は冷却
風が固定子鉄心１５側に案内されるように傾斜してい
る。また、導体セグメント１５０の最内径側のつなぎ部
１５３ａ、１５３ｂも冷却風が固定子鉄心１５側に案内
されるように傾斜している。この実施の形態では、矢印
Ａ方向に回転した回転子７により、回転子７と一体のリ
ア側ファン５ｂは同方向に回転し、ケース３内のリヤブ
ラケット２側のコイルエンド８０ｂでは最内径側の連結
部１５２に沿って矢印Ｂ４の方向に冷却風が流れる。ま
た、フロントブラケット１側のコイルエンド８０ａでは
フロント側ファン５ａの回転により、最内径側のつなぎ
部１５３ａ、１５３ｂに沿って矢印Ｃ４の方向に冷却風
が流れる。

【００４９】この実施の形態は、ファン５ａ、５ｂの能
力の関係で、回転子７を境にしてリヤブラケット２側と
フロントブラケット１側との空気圧が同等のときに適し
ている例である。この場合、フロント側のファン５ａに
より、フロントブラケット１側の固定子鉄心１５の端面
が冷却風に晒され、またリア側のファン５ｂにより、リ
アブラケット２側の固定子鉄心１５の端面が冷却風に晒
されているので、固定子鉄心１５は特に効率よく冷却さ
れる。また、冷却風は整流されているので、冷却風量が
増大して、固定子巻線１１６の温度上昇を抑制すること
ができるとともに、冷却風とコイルエンド８０ａ、８０
ｂとの干渉音を低減することができる。

【００５０】なお、上記の実施の形態では、いずれも断
面形状が円形の導体セグメント１５０について説明した
が、断面矩形状の導体セグメントを用いてもよい。この
導体セグメントを用いた場合、スロット内での導体セグ
メントの直線部と固定子鉄心との接触面積が大きくな
り、固定子巻線から固定子鉄心への熱伝達量が増大し、
固定子巻線の温度上昇がより抑制され、また固定子巻線
のスペースファクタが大きくなる。また、上記の実施の
形態では、３相、１２極、スロット数３６の車両用交流
発電機について説明したが、勿論このものに限定される
ものではなく、３相、１２極、スロット数７２の交流発
電機、３相、１６極、スロット数９６の交流発電機でも
よいし、６相、９相の交流発電機でもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る交流発電機によれば、所定スロット数離れた一
対のスロットに固定子鉄心の端面から挿入された一対の
導体セグメントは、固定子を軸線方向に沿って視たとき
にそれぞれの連結部がほぼ平行に配置されているので、
両導体セグメントは同一形状で対応することができ、片
方の導体セグメントの連結部の曲率半径を極端に小さく
変形する必要性がなく、連結部での絶縁皮膜の剥離が生
じにくく、固定子巻線の絶縁性能が向上する。

【００５２】また、コイルエンドの径方向および軸線方
向の寸法を小さくすることができ、コイルエンドと、内
径側の回転子およびファンとの接触、並びに外径側のブ
ラケットとの接触が低減され、また絶縁距離を確保する
ことができる。

【００５３】また、この発明の請求項２に係る交流発電
機によれば、一方の導体セグメントの一対の直線部はス
ロット内で内周側から１番目と３番目とにそれぞれ位置
しており、この導体セグメントと平行の他方の導体セグ
メントの一対の直線部はスロット内で内周側から2番目
と4番目とに位置しているので、４ターンの固定子巻線
の絶縁性能が向上するとともに、コイルエンドと、内径
側の回転子およびファンとの接触、並びに外径側のブラ
ケットとの接触が低減され、また絶縁距離を確保するこ
とができる。

【００５４】この発明の請求項３に係る交流発電機によ
れば、回転子の少なくとも一方の端面には、多相固定子
巻線のコイルエンドに直接送風するファンが設けられて
いるので、コイルエンドは積極的に冷却されるととも
に、冷却風量が増大し、固定子巻線の温度上昇を抑制す
ることができる。

【００５５】また、この発明の請求項４に係る交流発電
機によれば、ケースには、コイルエンドに送られた風を
外部に排出するための排気孔が形成されているので、冷
却風は積極的に排気孔から排出され、冷却風量が増大
し、固定子巻線の温度上昇を抑制することができる。

【００５６】また、この発明の請求項５に係る交流発電
機によれば、セグメントの最内径側の連結部はファンの
回転により生じた冷却風が固定子鉄心側に案内されるよ
うに傾斜しており、また導体セグメントの最内径側のつ
なぎ部はファンの回転により生じた冷却風が反固定子鉄
心側に案内されるように傾斜しているので、冷却風は円
滑に固定子と回転子との空隙を通過し、回転子および固
定子は効率よく冷却される。また、冷却風は整流されて
いるので、冷却風量が増大して固定子巻線の温度上昇を
抑制できるとともに、冷却風と固定子巻線との干渉音を
低減することができる。

【００５７】また、この発明の請求項６に係る交流発電
機によれば、セグメントの最内径側の連結部はファンの
回転により生じた冷却風が反固定子鉄心側に案内される
ように傾斜しており、また導体セグメントの最内径側の
つなぎ部はファンの回転により生じた冷却風が固定子鉄
心側に案内されるように傾斜しているので、冷却風は円
滑に固定子と回転子との空隙を通過し、回転子および固
定子は効率よく冷却される。また、冷却風は整流されて
いるので、冷却風量が増大して固定子巻線の温度上昇を
抑制できるとともに、冷却風と固定子巻線との干渉音を
低減することができる。

【００５８】また、この発明の請求項７に係る交流発電
機によれば、セグメントの最内径側の連結部はファンの
回転により生じた冷却風が反固定子鉄心側に案内される
ように傾斜しており、また導体セグメントの最内径側の
つなぎ部もファンの回転により生じた冷却風が反固定子
鉄心側に案内されるように傾斜しているので、冷却風の
流れ抵抗の小さい両コイルエンドの先端部が特に多量の
冷却風に晒され、コイルエンドは効率よく冷却される。
また、冷却風は整流されているので、冷却風量が増大し
て固定子巻線の温度上昇を抑制できるとともに、冷却風
と固定子巻線との干渉音を低減することができる。

【００５９】また、この発明の請求項８に係る交流発電
機によれば、セグメントの最内径側の連結部はファンの
回転により生じた冷却風が固定子鉄心側に案内されるよ
うに傾斜しており、また導体セグメントの最内径側のつ
なぎ部もファンの回転により生じた冷却風が固定子鉄心
側に案内されるように傾斜しているので、固定子鉄心の
端面は冷却風に晒され、特に固定子鉄心は効率よく冷却
される。また、冷却風は整流されているので、冷却風量
が増大して固定子巻線の温度上昇を抑制できるととも
に、冷却風と固定子巻線との干渉音を低減することがで
きる。

【００６０】また、この発明の請求項９に係る交流発電
機によれば、導体の断面は矩形状であるので、スロット
内での導体セグメントの直線部と固定子鉄心との接触面
積が大きくなり、固定子巻線から固定子鉄心への熱伝導
量が増大し、固定子巻線の温度上昇がより抑制され、ま
た固定子巻線のスペースファクタが大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の断面図である。

【図２】 図１の固定子の要部拡大図である。

【図３】 図１の固定子をリヤブラケット側から視たと
きの部分斜視図である。

【図４】 図１の固定子の巻線図である。

【図５】 この発明の実施の形態２の車両用交流発電機
の冷却風の様子を説明するための説明図である。

【図６】 この発明の実施の形態３の車両用交流発電機
の冷却風の様子を説明するための説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態４の車両用交流発電機
の冷却風の様子を説明するための説明図である。

【図８】 この発明の実施の形態５の車両用交流発電機
の冷却風の様子を説明するための説明図である。

【図９】 従来の車両用交流発電機の断面図である。

【図１０】 図９の固定子の要部拡大図である。

【図１１】 図９の固定子をリヤブラケット側から視た
ときの斜視図である。

【図１２】 図９の固定子をフロントブラケット１側か
ら視たときの斜視図である。

【図１３】 図９の固定子の巻線図である。

【符号の説明】

１ フロントブラケット、１ｂ，２ｂ 排気孔、２ リ
ヤブラケット、５ａ，５ｂ ファン、７ 回転子、８Ａ
固定子、１５ 固定子鉄心、１５ａ スロット、１５
０ 導体セグメント、１５１ａ，１５１ｂ 直線部、１
５２ 連結部、１５３ａ，１５３ｂ つなぎ部、８０
ａ，８０ｂ コイルエンド、１１６ ３相固定子巻線、
１１６ａ ａ相固定子巻線部、１３１ 第１巻線部、１
３２ 第２巻線部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年７月２１日（２０００．７．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る交流発電機では、所定のスロット数離れた一対のスロ
ットに固定子鉄心の端面から挿入された一対以上の導体
セグメントは、連結部側で略同一形状であり、前記固定
子を軸線方向に沿って視たときにそれぞれの連結部がほ
ぼ平行に配置されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】この発明の請求項２に係る交流発電機で
は、一対の導体セグメントが所定のスロット数離れた一
対のスロットに固定子鉄心の端面から挿入されており、
一方の導体セグメントの一対の直線部はスロット内で内
周側から１番目と３番目とにそれぞれ位置しており、こ
の導体セグメントと平行の他方の導体セグメントの一対
の直線部はスロット内で内周側から２番目と４番目とに
位置している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る交流発電機によれば、所定のスロット数離れた
一対のスロットに固定子鉄心の端面から挿入された一対
以上の導体セグメントは、連結部側で略同一形状であ
り、前記固定子を軸線方向に沿って視たときにそれぞれ
の連結部がほぼ平行に配置されているので、両導体セグ
メントは同一形状で対応することができ、片方の導体セ
グメントの連結部の曲率半径を極端に小さく変形する必
要性がなく、連結部での絶縁皮膜の剥離が生じにくく、
固定子巻線の絶縁性能が向上する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】また、この発明の請求項２に係る交流発電
機によれば、一対の導体セグメントが所定のスロット数
離れた一対のスロットに固定子鉄心の端面から挿入され
ており、一方の導体セグメントの一対の直線部はスロッ
ト内で内周側から１番目と３番目とにそれぞれ位置して
おり、この導体セグメントと平行の他方の導体セグメン
トの一対の直線部はスロット内で内周側から２番目と４
番目とに位置しているので、４ターンの固定子巻線の絶
縁性能が向上するとともに、コイルエンドと、内径側の
回転子およびファンとの接触、並びに外径側のブラケッ
トとの接触が低減され、また絶縁距離を確保することが
できる。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１０月１８日（２０００．１０．
１８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る交流発電機では、所定のスロット数離れた一対のスロ
ットに固定子鉄心の端面から挿入された一対以上の導体
セグメントは、連結部側で略同一形状であり、前記固定
子を軸線方向に沿って視たときにそれぞれの径方向に隣
接した前記連結部の頂上部がほぼ平行に配置されてい
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る交流発電機によれば、所定のスロット数離れた
一対のスロットに固定子鉄心の端面から挿入された一対
以上の導体セグメントは、連結部側で略同一形状であ
り、前記固定子を軸線方向に沿って視たときにそれぞれ
の径方向に隣接した前記連結部の頂上部がほぼ平行に配
置されているので、両導体セグメントは同一形状で対応
することができ、片方の導体セグメントの連結部の曲率
半径を極端に小さく変形する必要性がなく、連結部での
絶縁皮膜の剥離が生じにくく、固定子巻線の絶縁性能が
向上する。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA12 AA15 BB02 BB07 BB12 CA01 CA02 CA05 CB02 CB03 CB04 CB11 CC05 CC17 CD06 CD22 CE01 5H609 BB05 BB13 BB18 PP02 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 QQ02 RR02 RR27

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースと、このケース内に設けられ回転
   周方向に沿ってＮ極、Ｓ極を交互に形成する回転子と、
   この回転子を囲った固定子鉄心およびこの固定子鉄心に
   装着された多相固定子巻線を有する固定子とを備え、 前記固定子鉄心は、軸線方向に延びたスロットが周方向
   に所定ピッチで複数形成され、 前記多相固定子巻線は、導線が前記固定子鉄心の端面側
   のスロット外で折り返されたコイルエンドを形成すると
   ともに、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が交互に採るように構成された
   １相分の固定子巻線部を含み、 前記導線は、異なる前記スロットに収納された２本の直
   線部と、この直線部をつなぐとともに前記固定子鉄心の
   一端部に突出したＵ字状の連結部と、各直線部の先端部
   に設けられているとともに固定子鉄心の他端部に突出し
   たつなぎ部とを有する複数の導体セグメントから構成さ
   れ、この導体セグメントの隣接した前記つなぎ部同士を
   接続して前記固定子巻線部が構成されている交流発電機
   であって、 所定のスロット数離れた一対の前記スロットに前記固定
   子鉄心の端面から挿入された一対の前記導体セグメント
   は、前記固定子を軸線方向に沿って視たときにそれぞれ
   の前記連結部がほぼ平行に配置されている交流発電機。
2. 【請求項２】 一方の導体セグメントの一対の直線部は
   スロット内で内周側から１番目と３番目とにそれぞれ位
   置しており、この導体セグメントと平行の他方の導体セ
   グメントの一対の直線部はスロット内で内周側から2番
   目と4番目とに位置している請求項１に記載の交流発電
   機。
3. 【請求項３】 回転子の少なくとも一方の端面には、多
   相固定子巻線のコイルエンドに直接送風するファンが設
   けられている請求項１または請求項２に記載の交流発電
   機。
4. 【請求項４】 ケースには、コイルエンドに送られた風
   を外部に排出するための排気孔が形成されている請求項
   １ないし請求項３の何れかに記載の交流発電機。
5. 【請求項５】 セグメントの最内径側の連結部はファン
   の回転により生じた冷却風が固定子鉄心側に案内される
   ように傾斜しており、また導体セグメントの最内径側の
   つなぎ部はファンの回転により生じた冷却風が反固定子
   鉄心側に案内されるように傾斜している請求項３または
   請求項４に記載の交流発電機。
6. 【請求項６】 セグメントの最内径側の連結部はファン
   の回転により生じた冷却風が反固定子鉄心側に案内され
   るように傾斜しており、また導体セグメントの最内径側
   のつなぎ部はファンの回転により生じた冷却風が固定子
   鉄心側に案内されるように傾斜している請求項３または
   請求項４に記載の交流発電機。
7. 【請求項７】 セグメントの最内径側の連結部はファン
   の回転により生じた冷却風が反固定子鉄心側に案内され
   るように傾斜しており、また導体セグメントの最内径側
   のつなぎ部もファンの回転により生じた冷却風が反固定
   子鉄心側に案内されるように傾斜している請求項３また
   は請求項４に記載の交流発電機。
8. 【請求項８】 セグメントの最内径側の連結部はファン
   の回転により生じた冷却風が固定子鉄心側に案内される
   ように傾斜しており、また導体セグメントの最内径側の
   つなぎ部もファンの回転により生じた冷却風が固定子鉄
   心側に案内されるように傾斜している請求項３または請
   求項４に記載の交流発電機。
9. 【請求項９】 導体の断面は矩形状である請求項１ない
   し請求項８の何れかに記載の交流発電機。