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JP2003009434A - 交流発電機 - Google Patents

交流発電機

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Publication number
JP2003009434A
JP2003009434A JP2001189412A JP2001189412A JP2003009434A JP 2003009434 A JP2003009434 A JP 2003009434A JP 2001189412 A JP2001189412 A JP 2001189412A JP 2001189412 A JP2001189412 A JP 2001189412A JP 2003009434 A JP2003009434 A JP 2003009434A
Authority
JP
Japan
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steel
steel plates
axial direction
thickness
stator core
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001189412A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Naito
英治 内藤
Susumu Sasaki
進 佐々木
Makoto Hirama
誠 平間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Car Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001189412A priority Critical patent/JP2003009434A/ja
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス加工によるコア鋼板のかえりにより、
巻線時に発生する絶縁不良を防止すること。 【解決手段】 ステータコア1の軸方向両端を構成する
鋼板8(81〜84)を、軸方向中央部を構成する鋼板
9(91,92,…)の板厚よりも厚くし、かつこの鋼
板81のステータコイル4が巻かれる角部12に、鋼板
9(91,92,…)の板厚t9=0.5mmよりも厚
い0.6mm以上の範囲で面取り部11(111〜11
3)を形成した。 【効果】 車両用交流発電機のステータコアの両端面ま
たは、インロー部の板厚を厚くすることにより、中央部
の薄い板厚より大きな半径で最適な面取り部を形成で
き、ステータコイル巻線作業及び成形作業時の絶縁紙破
れによるステータコイルの絶縁不良を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用交流発電機
に採用するに好適な交流発電機の構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】回転電機のコアとコイルの構造は、例え
ば、特開平8−340659号公報に示されるように、
コアを複数枚の鋼板を積層して構成し、これにコイルを
巻装する構造であった。その構造によれば、打ち抜き鋼
板のかえりを、鋼板1枚1枚の状態でプレス加工で除去
する、または、鋼板を積層した状態でかえりをプレス加
工で除去することが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
は、鋼板のかえりを1枚1枚の状態にてプレス加工で除
去したり、鋼板を積層したコアの状態でかえりをプレス
加工で除去する製法では、かえりの形状、大きさ等の管
理が難しかった。このため、プレス加工でのかえり除去
については不十分であり、巻線作業時の絶縁不良が発生
しやすいという問題があった。
【0004】また、近年、車両用交流発電機への高出
力、高効率化要請に伴い、車両用交流発電機のステータ
コイル巻線技術については、より太い線の採用による高
密度巻線化が進んでいるが、スペースファクターの問題
もあり、従来技術同様に巻線作業時及び、成形作業時に
絶縁紙破れによる絶縁不良が発生する要因があった。
【0005】本発明の目的とするところは、鋼板を積層
したステータコアと、このステータコアのスロット部に
巻配されたステータコイルを備えた交流発電機におい
て、ステータコイルの巻線作業及び成形作業時における
絶縁紙破れによる絶縁不良を低減することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の主特徴とすると
ころは、ステータコアの軸方向両端を構成する鋼板を、
中央部を構成する鋼板の板厚よりも厚くするとともに、
ステータコイルが巻かれる角部に、軸方向中央部を構成
する鋼板の板厚よりも厚く面取り部を形成したことであ
る。
【0007】本発明の一実施態様においては、面取り部
を、板厚にほぼ等しい曲率半径を持つ円弧形状に形成す
る。
【0008】本発明の他の一実施態様においては、面取
り部を、軸方向中央部を構成する鋼板の板厚より大き
く,かつ軸方向両端を構成する鋼板の板厚以下の曲率半
径を持つ円弧形状に形成する。
【0009】本発明の更に他の一実施態様においては、
面取り部を、軸方向両端を構成する鋼板の板厚全域に亘
り、複数の曲率半径の組合せを持つ弓弧状に形成する。
【0010】本発明の望ましい一実施態様においては、
軸方向両端の鋼板の板厚を0.6mm以上、軸方向中央
部の鋼板の板厚を0.5mm以下に設定する。
【0011】本発明の他の特徴とするところは、外径が
比較的小さく板厚の厚い鋼板を軸方向両端にそれぞれ複
数枚重ね、外径が比較的大きく板厚の薄い鋼板を軸方向
中央部に複数枚重ね、これら両外径の差によりインロー
部を形成することである。
【0012】また、鋼板は、各層を周方向に4分割以上
に分割するとともに、各層の分割部を周方向に千鳥状に
積層することが望ましい。
【0013】これにより、ステータコイル巻配部の角部
へ最適な面取り形状を形成させ、ステータコイル巻線及
び成形作業時の絶縁紙破れによる絶縁不良を低減する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図面を参照して説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例による車両用交流
発電機を軸方向に平行な垂直面で断面した垂直断面図、
図2はそのステータコアの斜視図である。図において、
ステータコア1はパンチで打抜かれた複数枚の鋼板を積
層し、ステータスロット部2に、絶縁紙3を挟んでステ
ータコイル4が巻配されている。また、ステータの内側
にはエアーギャップを介しロータ5が配置され、それら
はシャフト6を介して両ブラケット71,72に支持さ
れている。
【0016】図2は、本発明の一実施例における車両用
交流発電機のステータコア1の完成状態を示しており、
ステータコア1の軸方向の両端部には、外径が若干小さ
く、板厚の厚い鋼板8を数枚だけ積層し、軸方向の中央
部には、外径が若干大きく、板厚の薄い多数の鋼板9を
積層している。上記外径の差によりインロー部10を構
成している。
【0017】図3は、本発明の一実施例における車両用
交流発電機において、分割鋼板を千鳥積層したステータ
コア1の分解斜視図を示す。本実施形態においては、1
層分の鋼板8や9は、60度分×6個に等分された鋼板
を繋いで構成している。従って、6個の単位鋼板の形状
は全く同一であり、材料鋼板から歩留まり良く、多くの
単位鋼板を量産性高く打ち抜くことができる。上記繋ぎ
部は、図示するように隣接層で重なることがないよう
に、千鳥状に配置している。このように、車両用交流発
電機のステータコアを多分割することで、磁気騒音の要
因である固有振動数を低い方向にずらすことが可能であ
り、騒音のピーク回転数(共振の振動)をエンジンアイ
ドル回転領域以下に回避できる。また、振動の減衰効果
により騒音が低減する。
【0018】図4は本発明の一実施例における車両用交
流発電機のステータコア1の平面図を示す。ステータコ
ア1の軸方向の両端部の厚い鋼板8において、図4のハ
ッチングで示すように、面取り部11を、スロット部2
のほぼ全周に形成している。
【0019】図5は、ステータスロット部2に面取り部
11を形成する説明図であり、図4の−断面図であ
る。この例では、軸方向両端部に外径がやや小さく、板
厚t8が厚い鋼板8を81〜84の4枚積層している。
その軸方向の中央部には、やや外径の大きい、板厚t9
が薄い鋼板9を、91,92,…というように多数枚積
層している。前述したように、軸方向中央部の薄い鋼板
9と、軸方向両端部の厚い鋼板8との外径の差により、
インロー部10が形成される。
【0020】さて、図5(a)では、鋼板はパンチで打
抜かれたままの状態であり、ステータコア1の軸方向両
端部の厚い鋼板8のスロット部2に角部12を有する。
このままでは、太いコイルの採用による高密度巻化によ
りステータコイル4の巻線作業及び成形作業時に要する
力が倍増してきた現在、スロット部2の角部12で、絶
縁紙3の破れによりステータコイル4の絶縁不良を発生
する可能性がある。
【0021】そこで、本発明の実施例である図5(b)
では、パンチで打ち抜かれた鋼板9及び8を全部積層し
た後、プレス成形により金型でスロット部2の角部12
へ面取り部111を形成する。望ましい実施例において
は、中央部の多数の薄い鋼板9の板厚t9=0.5mm
で、両端部の数枚の厚い鋼板8の板厚t8=0.8mm
であるとき、面取り部111は、薄い鋼板9の板厚t9
=0.5mmより大きな曲率半径R1=0.6mmの円
弧形状とした。これにより、大きな力でコイルを巻くと
きコイルの被覆を損傷して絶縁破壊を生じる危険性を大
幅に減らすことができる。
【0022】図5(c)は、端部の厚い鋼板81の厚み
t=0.8mmを最大限に活用し、面取り部112を、
曲率半径R2=0.8mmの円弧形状としたものであ
る。
【0023】図5(d)における面取り部113は、ダ
ブルカーブ、すなわち面取り部113の上下両端近傍の
曲率半径R3を小さく、それらを大きな曲率半径R4で
繋いでいる。例えば、鋼板81の板厚t8=0.8mm
の全域に亘り、曲率半径R3=0.3mm及びR4=
1.2mmの組合せを持つ弓弧状に形成している。
【0024】以上の実施例においては、鋼板を積層した
ステータコア1と、このステータコア1のスロット部に
巻配されたステータコイル4を備えた交流発電機におい
て、ステータコア1の軸方向両端を構成する鋼板8(8
1〜84)を、軸方向中央部を構成する鋼板9(91,
92,…)の板厚よりも厚くし、かつこの軸方向両端部
を構成する鋼板81のステータコイル4が巻かれる角部
12に、軸方向中央部を構成する鋼板9(91,92,
…)の板厚t9=0.5mmよりも厚い0.6mm以上
の範囲で面取り部11(111〜113)を形成してい
る。
【0025】また、図5(c)の実施例においては、こ
の面取り部11を、軸方向両端部を構成する鋼板81の
板厚t8=0.8mmにほぼ等しい曲率半径R2=0.
8mmを持つ円弧形状に形成している。
【0026】また、図5(b)及び(c)の実施例にお
いては、面取り部11を、軸方向中央部を構成する鋼板
9の板厚t9=0.5mmより大きく,かつ前記軸方向
両端部を構成する鋼板81の板厚t8=0.8以下の曲
率半径R1=0.6mm〜R2=0.8mmを持つ円弧
形状111〜112に形成している。
【0027】更に、図5(d)の実施例においては、面
取り部11を、軸方向両端部を構成する鋼板81の板厚
t8=0.8mmの全域に亘り、複数の曲率半径R3=
0.3mm及びR4=1.2mmの組合せを持つ弓弧状
に形成している。
【0028】良く知られているように、ステータコア1
として積層する鋼板は、鉄損を小さくして効率を高める
ためにはできるだけ薄くすることが望ましい。本発明の
実施例においては、この考えに沿い、軸方向の中央部の
多数の鋼板9として、板厚0.5mmの鋼板91,9
2,…を採用している。そして、軸方向両端部を構成す
る鋼板81については、板厚をt8=0.6mm以上、
望ましくはt8=0.8mmを確保することによって、
軸方向中央部の鋼板9の板厚t9=0.5mm以上の厚
みで面取り部11を形成できるようにしている。
【0029】また、併せて、軸方向両端部を構成する鋼
板81〜84の外径寸法を、中央部の鋼板91,92,
…よりもやや小さくし、その枚数を適切に選ぶことによ
って、ブラケット71,72に支持されるインロー部1
0を構成している。
【0030】以上の実施例によれば、交流発電機のステ
ータコアの軸方向両端部の鋼板の板厚を中央部の鋼板の
板厚より厚くすることにより、中央部の薄い板厚より厚
い範囲で最適な面取り部を形成することができ、太線の
採用による高密度巻線化によるステータコイルの巻線作
業及び成形作業時の絶縁紙破れによる絶縁不良を低減す
ることが出来る。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、交流発電機のステータ
コイルの巻線作業及び成形作業時の絶縁紙破れによる絶
縁不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した車両用交流発電機の軸方向垂
直断面図。
【図2】本発明を適用した車両用交流発電機のステータ
コア完成斜視図。
【図3】本発明を適用した車両用交流発電機の千鳥積層
ステータコアの分解斜視図。
【図4】本発明の一実施例における車両用交流発電機の
ステータコアの平面図。
【図5】本発明の実施例による交流発電機のステータコ
アの面取り部の説明図。
【符号の説明】
1…ステータコア、2…ステータスロット部、3…絶縁
紙、4…ステータコイル、5…ロータ、6…シャフト、
71,72…ブラケット、8(81〜63)…ステータ
コアの両端部の厚い鋼板、9(91,92〜)…ステー
タコアの中央部の薄い鋼板、10…インロー部、11
(111〜113)…面取り部、12…スロットの角
部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 19/22 H02K 19/22 (72)発明者 佐々木 進 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 平間 誠 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 Fターム(参考) 5H002 AA07 AA08 AB06 AE08 5H615 AA01 BB02 BB07 BB14 BB16 PP01 PP08 SS03 SS05 5H619 AA04 AA05 BB02 BB06 BB17 PP01 PP05 PP06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板を積層したステータコアと、このステ
    ータコアのスロット部に巻配されたステータコイルを備
    えた交流発電機において、前記ステータコアの軸方向両
    端を構成する前記鋼板を、軸方向中央部を構成する前記
    鋼板の板厚よりも厚くし、かつこの軸方向両端を構成す
    る鋼板の前記ステータコイルが巻かれる角部に、前記軸
    方向中央部を構成する鋼板の板厚よりも厚い範囲で面取
    り部を形成したことを特徴とする交流発電機。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記面取り部を、前記
    軸方向両端を構成する鋼板の板厚にほぼ等しい曲率半径
    を持つ円弧形状に形成したことを特徴とする交流発電
    機。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記面取り部を、前記
    軸方向中央部を構成する鋼板の板厚より大きく,かつ前
    記軸方向両端を構成する鋼板の板厚以下の曲率半径を持
    つ円弧形状に形成したことを特徴とする交流発電機。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記面取り部を、前記
    軸方向両端を構成する鋼板の板厚全域に亘り、複数の曲
    率半径の組合せを持つ弓弧状に形成したことを特徴とす
    る交流発電機。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれかにおいて、外径が
    比較的小さく板厚の厚い前記鋼板を、軸方向両端にそれ
    ぞれ複数枚重ね、外径が比較的大きく板厚の薄い前記鋼
    板を軸方向中央部に複数枚重ね、前記両外径の差により
    インロー部を形成したことを特徴とする交流発電機。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかにおいて、軸方向
    両端の前記鋼板の板厚を0.6mm以上、軸方向中央部
    の前記鋼板の板厚を0.5mm以下としたことを特徴と
    する交流発電機。
  7. 【請求項7】パンチにて打抜かれた鋼板を積層したステ
    ータコアと、このステータコアのスロット部に巻配され
    たステータコイルを備えた車両用交流発電機において、
    前記ステータコアの軸方向両端を構成する前記鋼板を、
    軸方向中央部を構成する前記鋼板の板厚より厚くし、か
    つこの軸方向両端を構成する鋼板の前記ステータコイル
    が巻かれる角部に、前記軸方向中央部を構成する鋼板の
    板厚よりも厚く面取り部を形成したことを特徴とする車
    両用交流発電機。
  8. 【請求項8】請求項1〜7のいずれかにおいて、前記鋼
    板の少なくとも一部は、各層が周方向に4分割以上に分
    割されて構成されるとともに、各層の分割部が周方向に
    向けて千鳥状に積層されていることを特徴とする交流発
    電機。
JP2001189412A 2001-06-22 2001-06-22 交流発電機 Withdrawn JP2003009434A (ja)

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