(57)【要約】  ２Ｎ本の導体線で千鳥結線と等価の巻線を構成する。  固定子巻線は、固定子鉄心に装着された巻線アッセンブリにより構成する。巻線アッセンブリは、２Ｎ本の連続線からなる素線を巻回して作製され、固定子鉄心の各スロット内にスロット深さ方向に関して内層と外層とに並んで対となって収納されたスロット収納部と、固定子鉄心の軸方向一端側で各スロット内の内層に収納されているスロット収納部の端部と（Ｎ−Ｍ）スロット離れたスロット内の外層に収納されているスロット収納部の端部とを連結する第１ターン部と、固定子鉄心の軸方向他端側で各スロット内の外層に収納されているスロット収納部の端部と（Ｎ＋Ｍ）スロット離れたスロット内の内層に収納されているスロット収納部の端部とを連結する第２ターン部とを有し、（Ｎ−Ｍ）本の素線の両端が固定子鉄心の軸方向一端側に延出し、（Ｎ＋Ｍ）本の素線の両端が固定子鉄心の軸方向他端側に延出している。
2012086067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントブラケットとリヤブラケットとからなる金属製のハウジングと、
上記フロントブラケットと上記リヤブラケットとに軸支されたシャフトに固着されて上記ハウジング内に回転自在に配設された回転子と、
内周側に開口するスロットが周方向に所定のピッチで複数配設され、上記フロントブラケットと上記リヤブラケットとに挟持されて上記回転子を囲繞するように配設された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、を備えた車両用回転電機において、
上記固定子巻線は、（Ｎ−Ｍ）スロットピッチと（Ｎ＋Ｍ）スロットピッチとの交互のスロットピッチの複数の波巻き巻線により構成され（但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上、Ｎ未満の整数）、
上記複数の波巻き巻線は、上記固定子鉄心に装着された少なくとも１つの巻線アッセンブリにより構成され、
上記巻線アッセンブリは、２Ｎ本の連続線からなる素線を巻回して作製され、上記固定子鉄心の各スロット内にスロット深さ方向に関して内層と外層とに並んで対となって収納されたスロット収納部と、上記固定子鉄心の軸方向一端側で各スロット内の内層と外層との一方に収納されている上記スロット収納部の端部と（Ｎ−Ｍ）スロット離れたスロット内の内層と外層との他方に収納されている上記スロット収納部の端部とを連結する第１ターン部と、上記固定子鉄心の軸方向他端側で各スロット内の内層と外層との他方に収納されている上記スロット収納部の端部と（Ｎ＋Ｍ）スロット離れたスロット内の内層と外層との一方に収納されている上記スロット収納部の端部とを連結する第２ターン部とを有し、（Ｎ−Ｍ）本の上記素線の両端が上記固定子鉄心の軸方向一端側に延出し、（Ｎ＋Ｍ）本の上記素線の両端が上記固定子鉄心の軸方向他端側に延出していることを特徴とする車両用回転電機。
【請求項２】
上記回転子に対してリヤ側に配設され、上記固定子で生じる交流電圧を直流電圧に整流する整流装置と、
上記回転子に対してリヤ側に配設され、上記固定子で生じる交流電圧の大きさを調整する電圧調整器と、をさらに備え、
上記巻線アッセンブリは、上記第２ターン部が上記リヤブラケット側に向くように上記固定子鉄心に装着されていることを特徴とする請求項１記載の車両用回転電機。
【請求項３】
上記整流装置および上記電圧調整器が、上記リヤブラケットの軸方向外側に配設されていることを特徴とする請求項２記載の車両用回転電機。
【請求項４】
上記回転子に対してリヤ側に配設され、上記固定子で生じる交流電圧を直流電圧に整流する整流装置と、
上記回転子に対してリヤ側に配設され、上記固定子で生じる交流電圧の大きさを調整する電圧調整器と、をさらに備え、
上記巻線アッセンブリは、上記第２ターン部が上記フロントブラケット側に向くように上記固定子鉄心に装着されていることを特徴とする請求項１記載の車両用回転電機。
【請求項５】
上記整流装置および上記電圧調整器が、上記リヤブラケット内に配設されていることを特徴とする請求項４記載の車両用回転電機。
【請求項６】
２Ｎ本（但し、Ｎは２以上の整数）の連続線からなる素線を巻回して作製され、
厚み方向に並んで互いに平行に配置された直線状のスロット収納部の対が、1スロットピッチで配列され、
第１ターン部が、上記スロット収納部の対の厚み方向一側のスロット収納部の長さ方向の一端部と（Ｎ−Ｍ）本離れたスロット収納部の対の厚み方向他側のスロット収納部の長さ方向の一端部とをそれぞれ連結し（但し、Ｍは１以上、Ｎ未満の整数）、
第２ターン部が、上記スロット収納部の対の厚み方向他側のスロット収納部の長さ方向の他端部と（Ｎ＋Ｍ）本離れたスロット収納部の対の厚み方向一側のスロット収納部の長さ方向の他端部とをそれぞれ連結し、
（Ｎ−Ｍ）本の上記素線の両端が、上記スロット収納部の対の配列方向の両側の上記第１ターン部側に延出し、
（Ｎ＋Ｍ）本の上記素線の両端が、上記スロット収納部の対の配列方向の両側の上記第２ターン部側に延出している車両用回転電機の巻線アッセンブリの製造方法であって、
（Ｎ−Ｍ）本の上記素線と（Ｎ＋Ｍ）本の上記素線とを同時に巻回して、第１曲げ部、第２曲げ部、該第２曲げ部から該第１曲げ部に向って斜めに延びて両者を連結する第１直線部、および該第１曲げ部から該第２曲げ部に向って斜めに延びて両者を連結する第２直線部からなるパターンを繰り返す屈曲形状に形成された素線が該パターンの繰り返し方向に等ピッチに配列され、（Ｎ−Ｍ）本の上記素線の両端が該素線の配列方向の両側の該第１曲げ部側にそれぞれ延出し、（Ｎ＋Ｍ）本の上記素線の両端が該素線の配列方向の両側の該第２曲げ部側にそれぞれ延出する巻線組立体を作製する巻回工程と、
第１ブレードによる上記第１直線部の把持領域および第２ブレードによる上記第２直線部の把持領域の長さ方向の中央部が上記巻線組立体の上記素線の配列方向の両端に位置する上記素線の交差部を結ぶ線分上に位置するように、該第１ブレードにより該第１直線部のそれぞれを把持し、かつ該第２ブレードにより該第２直線部のそれぞれを把持し、ついで、上記第１ブレードによる上記第１直線部の把持領域および上記第２ブレードによる上記第２直線部の把持領域の長さ方向の中央部を回動中心として、該第１ブレードと該第２ブレードとを互いに逆方向に回動させ、上記第１直線部の把持領域および上記第２直線部の把持領域を互いに平行に変位させる変位工程と、
を有することを特徴とする車両用回転電機の巻線アッセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両用交流発電機などの回転電機およびそれに用いられる巻線アッセンブリの製造方法に関し、特に固定子巻線の巻回構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用交流発電機では、電気角で１２０度の位相の異なる３つの相巻線をＹ結線して固定子巻線を構成していた（例えば、特許文献１参照）。
しかし、固定子巻線が電気角で１２０度の位相の異なる３つの相巻線をＹ結線して構成されているので、線間には１相誘起電圧の√３倍の電圧しか発生されず、低速の回転速度における発電要求に応えられないという課題があった。【０００３】
これを解決するために、各相巻線を電気角で１２０度の位相の異なる２つの巻線を直列に結線、いわゆる千鳥結線して構成することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２によれば、各相巻線を千鳥結線により構成することで、線間に１相誘起電圧の２倍の電圧が発生されるので、無負荷起電力が大きくなり、発電開始回転速度を低くすることができ、低速の回転速度における発電要求に応えられるようになる、としている。【０００４】
しかし、特許文献２では、異なるスロット群に巻装された２つの巻線の端部同士を結線する必要があるので、結線箇所が増大するという課題があった。
ここで、従来、１本の導体線で電気的に千鳥結線と等価の巻線を構成できる巻線構造が提案されていた（例えば、特許文献３参照）。特許文献３によれば、１本の導体線を短節巻きと長節巻きとが交互になるように配置することにより、１本の導体線で電気的に千鳥結線と等価の巻線が構成できるので、結線箇所の増大を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−２６３４５号公報
【特許文献２】特開２００１−３２７１３７号公報
【特許文献３】特開平０５−２２７６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３には、具体的な導体線の巻装方法が記載されていないが、例えば、導体線を１本ずつ、５スロット離れたスロットと７スロット離れたスロットとに交互に入るように円環状の固定子鉄心に巻装するものと推考される。
しかし、近年、エンジンルームが狭小化する中で、車両負荷の増大による更なる出力向上が求められており、導体線の断面積を大きくして巻線の低抵抗化を図る必要があった。そして、導体線は太くなるほど曲げにくくなるので、太い導体線を１本ずつ５スロット離れたスロットと７スロット離れたスロットとに交互に入るように円環状の固定子鉄心に巻装することは、量産には適さない。【０００７】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、所定本数の導体線を曲げ成形して作製された巻線アッセンブリを固定子鉄心に装着することにより、１本の導体線で電気的に千鳥結線と等価の巻線を構成できるようにして、煩雑な結線作業を簡素化できる車両用回転電機およびそれに用いられる巻線アッセンブリの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による車両用回転電機は、フロントブラケットとリヤブラケットとからなる金属製のハウジングと、上記フロントブラケットと上記リヤブラケットとに軸支されたシャフトに固着されて上記ハウジング内に回転自在に配設された回転子と、内周側に開口するスロットが周方向に所定のピッチで複数配設され、上記フロントブラケットと上記リヤブラケットとに挟持されて上記回転子を囲繞するように配設された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、を備えている。上記固定子巻線は、（Ｎ−Ｍ）スロットピッチと（Ｎ＋Ｍ）スロットピッチとの交互のスロットピッチの複数の波巻き巻線により構成され（但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上、Ｎ未満の整数）、上記複数の波巻き巻線は、上記固定子鉄心に装着された少なくとも１つの巻線アッセンブリにより構成されている。上記巻線アッセンブリは、２Ｎ本の連続線からなる素線を巻回して作製され、上記固定子鉄心の各スロット内にスロット深さ方向に関して内層と外層とに並んで対となって収納されたスロット収納部と、上記固定子鉄心の軸方向一端側で各スロット内の内層と外層との一方に収納されている上記スロット収納部の端部と（Ｎ−Ｍ）スロット離れたスロット内の内層と外層との他方に収納されている上記スロット収納部の端部とを連結する第１ターン部と、上記固定子鉄心の軸方向他端側で各スロット内の内層と外層との他方に収納されている上記スロット収納部の端部と（Ｎ＋Ｍ）スロット離れたスロット内の内層と外層との一方に収納されている上記スロット収納部の端部とを連結する第２ターン部とを有し、（Ｎ−Ｍ）本の上記素線の両端が上記固定子鉄心の軸方向一端側に延出し、（Ｎ＋Ｍ）本の上記素線の両端が上記固定子鉄心の軸方向他端側に延出している。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、予め２Ｎ本の素線を巻回して作製された巻線アッセンブリを固定子鉄心に装着しているので、素線の大断面積化が可能となり、出力向上の要求に対応することができる。
また、巻線アッセンブリが、１本の導体線で電気的に千鳥結線と等価の巻線を構成できるように構成されているので、煩雑な結線作業が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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構成を説明する断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子を示す斜視図である。
【図３】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固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側端面図である。
【図４】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の構成を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の回路構成図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される巻線アッセンブリを構成する素線を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される巻線アッセンブリを構成する素線対を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す平面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法を説明する工程図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における素線の巻回工程により作製された巻線組立体を示す平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における巻線組立体の変位工程を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における積層鉄心を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における積層鉄心の曲げ工程を説明する斜視図である。
【図１４】比較例の巻線組立体を示す平面図である。
【図１５】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１相分の結線状態を説明するリヤ側端面図である。
【図１６】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における素線の巻回工程により作製された巻線組立体を示す平面図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における巻線組立体の変位工程により作製された巻線アッセンブリを構成する素線を示す斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す平面図である。
【図１９】この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機の構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の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。【００１２】
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の構成を説明する断面図、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固定子を示す斜視図、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固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側端面図、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の構成を説明する図、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の回路構成図である。なお、図２では、口出し線などが省略されている。また、図３中、実線がフロント側配線を示し、点線がリヤ側配線を示している。【００１３】
図１において、車両用回転電機としての車両用交流発電機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に一対の軸受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、ハウジング４のリヤ側に延出するシャフト６の延出部に固定され、回転子８に電流を供給する一対のスリップリング１２と、略Ｃ字形に作製され、スリップリング１２の外周側に、シャフト６の軸心と直交する平面上にシャフト６を中心とする扇状に配置され、固定子２０で生じる交流電圧を直流電圧に整流する整流装置１３と、一対のスリップリング１２の外周側に、かつ整流装置１３の略Ｃ字形の先端間に配設されたブラシホルダ１４内に、各スリップリング１２に摺動するように収納された一対のブラシ１５と、ブラシホルダ１４に装着されて固定子２０で生じる交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１６と、整流装置１３、ブラシホルダ１４および電圧調整器１６を覆うようにリヤブラケット３に装着された樹脂製の保護カバー１７と、を備えている。【００１４】
回転子８は、ランデル型回転子であり、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁巻線９と、界磁巻線９を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１０と、を備えている。そして、ファン１１が、ポールコア１０の軸方向の両端面に溶接などにより固定されている。【００１５】
固定子２０は、図２に示されるように、内周側に開口するスロット２１ａが周方向に所定ピッチで配列された円筒状の固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１に巻装され、回転子８の回転に伴い、界磁巻線９からの磁束の変化で交流が生じる固定子巻線２２と、を備えている。そして、固定子巻線２２は、後述するように、１本の素線３０が、固定子鉄心２１の端面側のスロット２１ａ外で折り返されて、５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの交互のスロット２１ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互にとるように波巻きされて巻装された巻線を複数備えている。【００１６】
ここでは、回転子８の磁極数１６に対応して、２つの３相交流巻線を収納するように、９６本のスロット２１ａが固定子鉄心２１に等角ピッチ（電気角で３０°のピッチ）に形成されている。即ち、スロット２１ａは毎極毎相当たり２の割合で形成されている。また、図示していないが、インシュレータが各スロット２１ａに装着され、固定子巻線２２と固定子鉄心２１とを電気的に絶縁している。
このように構成された固定子２０は、固定子鉄心２１の軸方向両端面を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、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ている。【００１７】
つぎに、１相分の相巻線２４の巻線構造について図３を参照して具体的に説明する。【００１８】
固定子鉄心２１は、所定形状に成形された磁性鋼板を積層して作製され、円環状のコアバック２１ｂと、それぞれコアバック２１ｂの内周面から径方向内方に延出して、周方向に等角ピッチに配列されているティース２１ｃと、を有し、内周側に開口するスロット２１ａがコアバック２１ｂと周方向に隣り合うティース２１ｃとにより画成されている。【００１９】
相巻線２４は、それぞれ１本の素線３０からなる第１乃至第６巻線３１〜３６から構成されている。素線３０は、例えば絶縁被覆された断面円形の銅からなる連続線で構成される。【００２０】
第１巻線３１は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９２番まで７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の外周側から１番目の位置（以下、１番地という）と外周側から２番目の位置（以下、２番地という）とを交互にとるように波巻きして構成されている。第２巻線３２は、素線３０を、スロット番号の２番から９１番まで５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の２番地と１番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。第３巻線３３は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９２番まで７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の外周側から３番目の位置（以下、３番地という）と外周側から４番目の位置（以下、４番地という）とを交互にとるように波巻きして構成されている。第４巻線３４は、素線３０を、スロット番号の２番から９１番まで５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の４番地と３番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。第５巻線３５は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９２番まで７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の外周側から５番目の位置（以下、５番地という）と外周側から６番目の位置（以下、６番地という）とを交互にとるように波巻きして構成されている。第６巻線３６は、素線３０を、スロット番号の２番から９１番まで５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の６番地と５番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。【００２１】
そして、固定子鉄心２１の一端側（フロント側）において、スロット番号の１番から延出する第１巻線３１の端部３１ａと、スロット番号の９２番から延出する第５巻線３５の端部３５ｂとが接合され、スロット番号の１番から延出する第３巻線３３の端部３３ａと、スロット番号の９２番から延出する第１巻線３１の端部３１ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番から延出する第５巻線３５の端部３５ａと、スロット番号の９２番から延出する第３巻線３３の端部３３ｂとが接合されて、３ターンの巻線が形成されている。
また、固定子鉄心２１の他端側（リヤ側）において、スロット番号の２番から延出する第２巻線３２の端部３２ａと、スロット番号の９１番から延出する第６巻線３６の端部３６ｂとが接合され、スロット番号の２番から延出する第４巻線３４の端部３４ａと、スロット番号の９１番から延出する第２巻線３２の端部３２ｂとが接合され、さらにスロット番号の２番から延出する第６巻線３６の端部３６ａと、スロット番号の９１番から延出する第４巻線３４の端部３４ｂとが接合されて、３ターンの巻線が形成されている。【００２２】
さらに、スロット番号の４３番と５０番とから固定子鉄心２１の他端側に延出する第２巻線３２の素線３０の部分が切断され、スロット番号の４９番と５６番とから固定子鉄心２１の他端側に延出する第１巻線３１の素線３０の部分が切断される。そして、第１巻線３１の切断端３１ｃと第２巻線３２の切断端３２ｃとが接合されて、第１乃至第６巻線３１〜３６を直列接続してなる６ターンの相巻線２４が形成されている。また、第１巻線３１の切断端３１ｄと第２巻線３２の切断端３２ｄとがそれぞれ口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。【００２３】
ここで、第１巻線３１は、素線３０をスロット番号の１番から９２番まで７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとに交互に収納されるように巻回して構成されている。そこで、第１巻線３１は、図４の（ａ）に示されるように、電気角でθの位相差を有する巻線部３７ａ，３７ｂをジグザグに連結して構成されている。このように構成された第１巻線３１は、図４の（ｂ）に示されように、素線３０を７スロット毎のスロット２１ａに収納されるように巻回して構成される巻線２８Ａと５スロット毎のスロット２１ａに収納されるように巻回して構成される巻線２８Ｂとを直列に接続した千鳥結線の巻線と電気的に等価となる。即ち、第１巻線３１は、電気角でθ（＝３０°）の位相差を有する２つの巻線３８Ａ，３８Ｂを直列に接続した千鳥結線の巻線と電気的に等価となる。なお、第２乃至第６巻線３２〜３６も、第１巻線３１と同様に、電気角で３０°の位相差を有する２つの巻線３８Ａ，３８Ｂを直列に接続した千鳥結線の巻線と電気的に等価となる。【００２４】
同様にして、素線３０が巻装されるスロット２１ａを１つずつずらして６つの相巻線２４が形成されている。そして、図５に示されるように、それぞれ３つの相巻線２４がＹ結線されて２つの３相交流巻線２３が構成されている。Ｙ結線された相巻線２４の端部により構成される口出し線Ｏが、リヤ側コイルエンド群２２ｒから引き出され整流装置１３の端子に接続される。これにより、各３相交流巻線２３がそれぞれ整流装置１３に接続され、各整流装置１３の直流出力が並列に接続されて合成される。【００２５】
また、スロット２１ａから固定子鉄心２１の端面側に延出して折り返された素線３０のターン部３０ａがコイルエンドを形成している。そして、固定子鉄心２１の両端において、ターン部３０ａが、周方向に互いに離間して、かつ径方向に３列となって周方向に整然と配列されてフロント側およびリヤ側のコイルエンド群２２ｆ，２２ｒを形成している。７スロット離れたスロット２１ａ内に収納されているスロット収納部３０ｂ間を連結する第２ターン部としてのターン部３０ａの頂部の固定子鉄心２１の端面からの高さは、５スロット離れたスロット２１ａ内に収納されているスロット収納部３０ｂ間を連結する第１ターン部としてのターン部３０ａの頂部の固定子鉄心２１の端面からの高さより高くなっている。そして、図１に示されるように、リヤ側コイルエンド群２２ｒが、７スロット離れたスロット２１ａ内に収納されているスロット収納部３０ｂ間を連結するターン部３０ａにより構成されている。【００２６】
第１、第３および第５巻線３１，３３，３５を構成するそれぞれの素線３０は、１つのスロット２１ａから固定子鉄心２１の端面側に延出し、折り返されて７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとに交互に入るように波巻きに巻装されている。そして、それぞれの素線３０は、７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとの交互のスロット２１ａ毎に、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と外層とを交互にとるように巻装されている。【００２７】
第２、第４および第６巻線３２，３４，３６は、１つのスロット２１ａから固定子鉄心２１の端面側に延出し、折り返されて５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとに交互に入るように波巻きに巻装されている。そして、それぞれの素線３０は、５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの交互のスロット２１ａ毎に、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と外層とを交互にとるように巻装されている。【００２８】
そこで、固定子巻線２２は、第１巻線３１を１スロットピッチで６本配列して構成される第１巻線群と第２巻線３２を１スロットピッチで６本配列して構成される第２巻線群との対を、径方向に３対並べて配設したものと等価となる。この第１巻線群と第２巻線群との対は、１２本の素線３０を波状に成形しつつ作製した巻線アッセンブリ４０で提供される。【００２９】
つぎに、巻線アッセンブリ４０の構造について説明する。
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に適用される巻線アッセンブリを構成する素線を示す斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される巻線アッセンブリを構成する素線対を示す斜視図、図８はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す平面図である。【００３０】
素線３０は、図６に示されるように、ターン部３０ａにより連結されたスロット収納部３０ｂが、７スロットピッチ（７Ｐ）と５スロットピッチ（５Ｐ）との交互のピッチで配列された平面状パターンに折り曲げ成形されている。そして、隣り合うスロット収納部３０ｂは、ターン部３０ａにより、スロット収納部３０ｂの配列方向とスロット収納部３０ｂの軸方向とに直交する方向（以下、スロット収納部３０ｂの厚み方向とする）に交互に所定量（Ｗ）ずらされている。
このようなパターンに形成された素線３０は、図７に示されるように、反転した素線３０に、１スロットピッチずらして、スロット収納部３０ｂの厚み方向に重ねて配置されて素線対４１を構成している。この素線対４１が、上述の第１および第２巻線３１，３２の対に相当する。【００３１】
素線対４１が、１スロットピッチずつずらされて６対配列されて、図８に示される巻線アッセンブリ４０が構成される。ここで、スロット収納部３０ｂの対の配列方向、スロット収納部３０ｂの軸方向、およびスロット収納部３０ｂの厚み方向を、巻線アッセンブリ４０の長さ方向、幅方向および厚み方向とする。【００３２】
このように構成された巻線アッセンブリ４０では、厚み方向に重ねられたスロット収納部３０ｂの対が、１スロットピッチで９６対配列されている。そして、厚み方向の一側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向一側の端部が、５スロットピッチ（５Ｐ）離れた厚み方向の他側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向一側の端部にターン部３０ａにより連結されている。さらに、厚み方向の他側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向他側の端部が、７スロットピッチ（７Ｐ）離れた厚み方向の一側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向他側の端部にターン部３０ａにより連結されている。【００３３】
また、５本の素線３０の端部が、巻線アッセンブリ４０の長さ方向の両端の幅方向一側のそれぞれから延出し、７本の素線３０の端部が、巻線アッセンブリ４０の長さ方向の両端の幅方向他側のそれぞれから延出している。また、５スロット離れたスロット収納部３０ｂを連結するターン部３０ａが巻線アッセンブリ４０の幅方向一側に整列されて配列され、７スロット離れたスロット収納部３０ｂを連結するターン部３０ａが巻線アッセンブリ４０の幅方向他側に整列されて配列されている。そして、７スロット離れたスロット収納部３０ｂを連結するターン部３０ａにより構成されるリヤ側コイルエンド群２２ｒの高さｈａは５スロット離れたスロット収納部３０ｂを連結するターン部３０ａにより構成されるフロント側コイルエンド群２２ｆの高さｈｂより高くなっている。【００３４】
つぎに、このように構成された車両用交流発電機１の動作について説明する。
まず、電流がブラシ１５およびスリップリング１２を介して回転子８の界磁巻線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の外周部に周方向に交互に形成される。
一方、エンジン（図示せず）の回転トルクがベルト（図示せず）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。この交流の起電力が、整流装置１３で直流電流に整流され、車載負荷やバッテリに供給される。これにより、車載負荷が駆動され、バッテリが充電される。【００３５】
この実施の形態１によれば、各相巻線２４が素線３０を５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとに交互に入るように巻回して構成されている。そこで、各相巻線２４が５スロットピッチで巻回された短節巻き巻線と７スロットピッチで巻回された長節巻き巻線とを直列に結線して構成された千鳥結線の巻線と電気的に等価となるので、線間に大きな電圧を発生することができ、低速の回転速度における発電要求に応えることができる。また、各相巻線２４を構成する第１乃至第６巻線３１〜３６が、１本の素線３０により千鳥結線の巻線と電気的に等価の巻線に構成されているので、結線箇所の増大を抑えることができ、工作性を向上させることができる。【００３６】
１２本の素線３０を折り曲げ成形して作製した巻線アッセンブリ４０を固定子鉄心２１に装着して固定子巻線２２を構成しているので、素線３０を１本ずつ固定子鉄心２１に巻装する必要がない。そこで、素線３０の大断面積化が可能となり、固定子巻線２２の低抵抗化が図られ、車両用交流発電機１の出力向上の要求に応えられる。
固定子２０は、リヤ側コイルエンド群２２ｒが７スロット離れたスロット２１ａに収納されているスロット収納部３０ｂの端部を連結する第２ターン部としてのターン部３０ａにより構成されているので、コイルエンド高さが高くなる。そこで、リヤブラケット３の軸方向外方に配設されている整流装置１３に接続される固定子巻線２２の口出し線Ｏの長さが短くなり、耐振性が向上される。【００３７】
つぎに、固定子２０の製造方法について説明する。
図９はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法を説明する工程図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における素線の巻回工程により作製された巻線組立体を示す平面図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における巻線組立体の変位工程を説明する図、図１２はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における積層鉄心を示す斜視図、図１３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における積層鉄心の曲げ工程を説明する斜視図である。【００３８】
以下、図９に示される工程図に基づいて固定子の製造方法を説明する。
まず、例えば国際公開第２００５／０７４１０５号パンフレットの第２３図乃至第２５図で説明した素線の巻回工程Ｓ１００により、図１０に示される巻線組立体５０を作製する。この巻線組立体５０は、１２本の素線３０に引き出し端部５２ａ，５２ｂを形成し、１２本の素線３０を同時に複数回繰り返して巻回し、その後引き出し端部５２ｃ，５２ｄを形成して作製される。なお、引き出し端部５２ａ，５２ｃは５本の素線３０の端部であり、引き出し端部５２ｂ，５２ｄは７本の素線３０の端部である。【００３９】
巻線組立体５０の各素線３０は、図１０および図１１に示されるように、複数の第１曲げ部５３ａ、複数の第２曲げ部５３ｂ、複数の第１直線部５３ｃおよび複数の第２直線部５３ｄを有する。第１曲げ部５３ａと第２曲げ部５３ｂは、図１１中、上下に分かれて、互いに半ピッチずれて、等ピッチに配列されている。そして、第１直線部５３ｃが第２曲げ部５３ｂから第１曲げ部５３ａに向って斜めに延びてそれらを連結し、第２直線部５３ｄが第１曲げ部５３ａから第２曲げ部５３ｂに向って斜めに延びてそれらを連結している。素線３０は、第２曲げ部５３ｂから第１直線部５３ｃを経て第１曲げ部５３ａに至り、さらに第１曲げ部５３ａから第２直線部５３ｄを経て第２曲げ部５３ｂに至る単位ループを繰り返すように巻回されている。なお、図１１には、１本の素線３０のみが示されているが、実際には、図１０に示されるように、同じ形状の１２本の素線３０が並列するように巻回されている。【００４０】
ついで、巻線組立体５０の変位工程について説明する。
巻線組立体５０の変位工程Ｓ１０１では、図１１に示されるように、第１および第２規制部材５４ａ，５４ｂが第１および第２曲げ部５３ａ，５３ｂに当接するように配置され、同一形状に作製された第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂが第１および第２直線部５３ｃ，５３ｄのそれぞれを把持するように配置される。【００４１】
ここで、第１ブレード５５ａは、第１直線部５３ｃの長さ方向の中央点を結ぶ線分から第１曲げ部５３ａ側に距離ｄ１だけシフトした位置が回動中心Ｐ１となるように第１直線部５３ｃを把持する。同様に、第２ブレード５５ｂは、第２直線部５３ｄの長さ方向の中央点を結ぶ線分から第１曲げ部５３ａ側に距離ｄ１だけシフトした位置が回動中心Ｐ２となるように第２直線部５３ｄを把持する。なお、回動中心Ｐ１，Ｐ２は、図１０の紙面と直交する方向から見て、巻線組立体５０の長さ方向の一端部に位置する引き出し端部５２ａ，５２ｂの交差部と他端部に位置する引き出し端部５２ｃ，５２ｄの交差部とを結ぶ線分上に位置している。そして、回動中心Ｐ１，Ｐ２は、第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂによる第１および第２直線部５３ｃ，５３ｄの把持領域の長さ方向中央部に一致する。【００４２】
ついで、第１直線部５３ｃを把持する第１ブレード５５ａが、図１１中、回動中心Ｐ１周りに反時計回りに回動し、第２直線部５３ｄを把持する第２ブレード５５ｂが、回動中心Ｐ２周りに時計回りに回動する。この第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂの回動により、第１および第２直線部５３ｃ、５３ｄの第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂに把持された領域が、回動中心Ｐ１，Ｐ２を含む平面と直交するように変位する。この第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂの回動動作に同期して、第１および第２規制部材５４ａ，５４ｂが回動中心Ｐ１，Ｐ２を含む平面と平行な姿勢を維持しつつ間隔を狭めるように駆動される。【００４３】
これにより、各素線３０は、図６に示される平面状パターン、即ち、ターン部３０ａにより連結されたスロット収納部３０ｂが７スロットピッチ（７Ｐ）と５スロットピッチ（５Ｐ）との交互のピッチで配列された平面状パターンに折り曲げ成形される。
この巻線組立体５０の変位工程では、全ての第１および第２直線部５３ｃ、５３ｄが同時に変位され、図８に示される巻線アッセンブリ４０が作製される（Ｓ１０２）。【００４４】
積層鉄心３９の作製工程Ｓ１０３では、磁性鋼板から打ち抜かれた鉄心片を積層一体化して直方体の積層鉄心３９が作製される（Ｓ１０４）。積層鉄心３９は、図１２に示されるように、ティース３９ｃがコアバック３９ｂの一側に等ピッチに配列されて形成され、スロット３９ａがコアバック３９ｂと隣り合うティース３９ｃとにより画成されている。【００４５】
ついで、巻線アッセンブリ４０の装着工程Ｓ１０５では、巻線アッセンブリ４０が、スロット収納部３０ｂの対を各スロット３９ａ内に挿入して、スロット深さ方向に３層に重ねて積層鉄心３９に装着される。
ついで、積層鉄心３９の曲げ工程Ｓ１０６では、図１３に示されるように、積層鉄心３９が、巻線アッセンブリ４０が装着された状態で円環状に丸められる。そして、丸められた積層鉄心３９の端面同士を突き合わせ、溶接などにより一体化し、円環状の固定子鉄心２１が作製される。ついで、巻線の結線工程Ｓ１０７では、図３に示される結線方法に基づいて各素線３０の端部を結線して固定子巻線２２が形成され、固定子２０が作製される。【００４６】
この実施の形態１では、巻線組立体５０の変位工程において、回動中心Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線分が、それぞれ第１および第２直線部５３ｃ，５３ｄの長さ方向の中央点を結ぶ線分に対して、第１曲げ部５３ａ側にｄ１だけ変位するように、第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂの第１および第２直線部５３ｃ，５３ｄに対する把持位置が調整されている。そこで、第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂを回動中心Ｐ１，Ｐ２周りに逆向きに回動させることで、スロット収納部３０ｂに相当する直線部が５スロットピッチと７スロットピッチとの交互のピッチに配列するパターンに素線３０を曲げ成形できる。【００４７】
つぎに、１２本の素線３０を巻回して作製された巻線組立体５０が、５本ずつの引き出し端部５２ａ，５２ｃと、７本ずつの引き出し端部５２ｂ，５２ｄを有するように構成されていることによる効果について説明する。図１４は比較例としての巻線組立体を示す平面図である。【００４８】
まず、比較例としての巻線組立体６０は、１２本の素線３０を巻回して作製され、図１４に示されるように、６本ずつの引き出し端部６１ａ〜６１ｄを有している。この巻線組立体６０において、第１および第２直線部６２ｃ，６２ｄをその長さ方向の中央点を回動中心Ｐ１，Ｐ２とすると、同軸の回動中心Ｐ１，Ｐ２の対が等ピッチで９６対配列されている。そこで、全ての第１および第２直線部６２ｃ，６２ｄを把持するには、９６対の第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂ（図示せず）の対を備えたツイスト成形機（以下、汎用のツイスト成形機という)が必要となる。これにより、素線３０は、スロット収納部に相当する直線部が６スロットピッチで配列されるパターンに成形される。【００４９】
ついで、巻線組立体６０において、回動中心Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線分が、第１および第２直線部６２ｃ，６２ｄの長さ方向の中央点を結ぶ線分（中心線Ａ）に対して、第１曲げ部６２ａ側にｄ１だけシフトする場合について説明する。この場合、図１４に示されるように、回動中心Ｐ１と回動中心Ｐ２とが、等ピッチで配列された９５対の回動中心Ｐ１，Ｐ２の対群の両側に分かれて形成される。そこで、９６対の第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂ（図示せず）の対を備えた汎用のツイスト成形機は使用できず、新たなツイスト成形機が必要となる。【００５０】
ここで、図１４に示される巻線組立体６０において、左上端に引き出されている６本の引き出し端部６１ａの右端の１本を折り返して左下端に引き出し、右上端に引き出されている６本の引き出し端部６１ｃの右端の１本を第２曲げ部６２ｂでの折り返しをやめて右下端に引き出すと、図１０に示される巻線組立体５０と等価の構造となる。【００５１】
そして、図１４に示される巻線組立体６０において、左上端に引き出されている６本の引き出し端部６１ａの右端の１本を折り返して左下端に引き出すことで、等ピッチで配列された９５対の回動中心Ｐ１，Ｐ２の対群の左に回動中心Ｐ１，Ｐ２の対が形成される。また、右上端に引き出されている６本の引き出し端部６１ｃの右端の１本を第２曲げ部６２ｂで折り返すのをやめて右下端に引き出すことにより、等ピッチで配列された９５対の回動中心Ｐ１，Ｐ２の対群の右に形成されていた回動中心Ｐ１が消滅する。【００５２】
このことから、５本ずつの引き出し端部５２ａ，５２ｃと、７本ずつの引き出し端部５２ｂ，５２ｄを有する図１０に示される巻線組立体５０は、回動中心Ｐ１，Ｐ２の対が等ピッチで９６対配列されており、９６対の第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂ（図示せず）の対を備えた汎用のツイスト成形機が使用でき、新たなツイスト成形機を作製する必要がない。【００５３】
また、巻線組立体６０において、回動中心Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線分を、中心線Ａに対して、第１曲げ部６２ａ側にｄ１だけシフトさせた場合でも、専用のツイスト成形機を用いれば、直線部が５スロットピッチと７スロットピッチとの交互のスロットピッチの波巻き巻線が得られる。しかし、このように作製された巻線アッセンブリにおいては、スロット収納部が巻線アッセンブリの長さ方向の両端に１本ずつ形成される。そこで、このように作製された巻線アッセンブリを積層鉄心３９に装着すると、巻線アッセンブリの長さ方向の一端に形成される１本のスロット収納部は積層鉄心３９のスロット３９ａに挿入されず、積層鉄心３９を円環状に曲げた後、１本のスロット収納部のみが挿入されているスロット３９ａに挿入される。したがって、スロット３９ａに挿入されていないスロット収納部が邪魔して積層鉄心３９の曲げ工程が煩雑となるとともに、曲げ工程の後工程も煩雑となる。【００５４】
一方、図１０に示される巻線組立体５０において、回動中心Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線分を、中心線Ａに対して、第１曲げ部６２ａ側にｄ１だけシフトさせて、汎用のツイスト成形機を用いれば、直線部が５スロットピッチと７スロットピッチとの交互のスロットピッチの波巻き巻線が得られる。このように作製された巻線アッセンブリ４０においては、厚み方向に重なるスロット収納部３０ｂの対が１スロットピッチで９６対配列されている。そこで、巻線アッセンブリ４０を積層鉄心３９に装着すると、スロット収納部３０ｂの全対が積層鉄心３９のスロット３９ａに挿入される。したがって、スロット３９ａに挿入されていないスロット収納部３０ｂが邪魔して積層鉄心３９の曲げ工程が煩雑となるという不具合がない。さらに、積層鉄心３９を円環状に曲げた後、スロット３９ａに挿入されていないスロット収納部３０ｂを１本のスロット収納部３０ｂのみが挿入されているスロット３９ａに挿入するという煩雑な後工程も不要となる。【００５５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、１本の素線により５スロットピッチと７スロットピッチとの交互のスロットピッチの波巻き巻線を構成するものとして説明しているが、この実施の形態２では、１本の素線により４スロットピッチと８スロットピッチとの交互のスロットピッチの波巻き巻線を構成するものである。【００５６】
図１５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１相分の結線状態を説明するリヤ側端面図、図１６はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における素線の巻回工程により作製された巻線組立体を示す平面図、図１７はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における巻線組立体の変位工程により作製された巻線アッセンブリを構成する素線を示す斜視図、図１８はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す平面図である。なお、図１５中、実線がフロント側配線を示し、点線がリヤ側配線を示している。【００５７】
まず、１相分の相巻線７０の巻線構造について図１５を参照して具体的に説明する。【００５８】
相巻線７０は、それぞれ１本の素線３０からなる第１乃至第６巻線７１〜７６から構成されている。【００５９】
第１巻線７１は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９３番まで８スロット離れたスロット２１ａと４スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の１番地と２番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。第２巻線７２は、素線３０を、スロット番号の３番から９１番まで５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の２番地と１番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。第３巻線７３は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９３番まで７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の外周側から３番地と４番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。第４巻線７４は、素線３０を、スロット番号の３番から９１番まで５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の４番地と３番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。第５巻線７５は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９３番まで７スロット離れたスロット２１ａと５スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の外周側から５番地と６番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。第６巻線７６は、素線３０を、スロット番号の３番から９１番まで５スロット離れたスロット２１ａと７スロット離れたスロット２１ａとの順番で、スロット２１ａ内の６番地と５番地とを交互にとるように波巻きして構成されている。【００６０】
そして、固定子鉄心２１の一端側（フロント側）において、スロット番号の１番から延出する第１巻線７１の端部７１ａと、スロット番号の９３番から延出する第５巻線７５の端部７５ｂとが接合され、スロット番号の１番から延出する第３巻線７３の端部７３ａと、スロット番号の９３番から延出する第１巻線７１の端部７１ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番から延出する第５巻線７５の端部７５ａと、スロット番号の９３番から延出する第３巻線７３の端部７３ｂとが接合されて、３ターンの巻線が形成されている。
また、固定子鉄心２１の他端側（リヤ側）において、スロット番号の３番から延出する第２巻線７２の端部７２ａと、スロット番号の９１番から延出する第６巻線７６の端部７６ｂとが接合され、スロット番号の３番から延出する第４巻線７４の端部７４ａと、スロット番号の９１番から延出する第２巻線７２の端部３２ｂとが接合され、さらにスロット番号の３番から延出する第６巻線７６の端部７６ａと、スロット番号の９１番から延出する第４巻線７４の端部７４ｂとが接合されて、３ターンの巻線が形成されている。【００６１】
さらに、スロット番号の４３番と７１番とから固定子鉄心２１の他端側に延出する第２巻線７２の素線３０の部分が切断され、スロット番号の４９番と５７番とから固定子鉄心２１の他端側に延出する第１巻線７１の素線３０の部分が切断される。そして、第１巻線７１の切断端７１ｃと第２巻線７２の切断端７２ｃとが接合されて、第１乃至第６巻線７１〜７６を直列接続してなる６ターンの相巻線７０が形成されている。また、第１巻線７１の切断端７１ｄと第２巻線７２の切断端７２ｄとがそれぞれ口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。【００６２】
ここで、第１巻線７１は、素線３０をスロット番号の１番から９３番まで８スロット離れたスロット２１ａと４スロット離れたスロット２１ａとに交互に収納されるように巻回して構成されている。そこで、第１巻線７１は、素線を８スロット毎のスロット２１ａに収納されるように巻回して構成される巻線と素線を４スロット毎のスロット２１ａに収納されるように巻回して構成される巻線とを直列に接続した千鳥結線の巻線と電気的に等価となる。即ち、第１巻線７１は、電気角で６０°の位相差を有する２つの巻線を直列に接続した千鳥結線野間基線と電気的に等価となる。なお、第２乃至第６巻線７２〜７６も、第１巻線７１と同様に、電気角で６０°の位相差を有する２つの巻線を直列に接続した千鳥結線の巻線と電気的に等価となる。【００６３】
同様にして、素線３０が巻装されるスロット２１ａを１つずつずらして６つの相巻線７０が形成されている。そして、上記実施の形態１と同様に、それぞれ３つの相巻線７０がＹ結線されて２つの３相交流巻線が構成されている。Ｙ結線された相巻線７０の端部により構成される口出し線Ｏが、整流装置１３の端子に接続される。【００６４】
また、スロット２１ａから固定子鉄心２１の端面側に延出して折り返された素線３０のターン部３０ａがコイルエンドを形成している。そして、固定子鉄心２１の両端において、ターン部３０ａが、周方向に互いに離間して、かつ径方向に３列となって周方向に整然と配列されてフロント側およびリヤ側のコイルエンド群２２ｆ，２２ｒを形成している。８スロット離れたスロット２１ａ内に収納されているスロット収納部３０ｂ間を連結する第２ターン部としてのターン部３０ａの頂部の固定子鉄心２１の端面からの高さは、４スロット離れたスロット２１ａ内に収納されているスロット収納部３０ｂ間を連結する第１ターン部としてのターン部３０ａの頂部の固定子鉄心２１の端面からの高さより高くなっている。そして、リヤ側のコイルエンド群２２ｒが、８スロット離れたスロット２１ａ内に収納されているスロット収納部３０ｂ間を連結するターン部３０ａにより構成されている。【００６５】
第１、第３および第５巻線７１，７３，７５を構成するそれぞれの素線３０は、１つのスロット２１ａから固定子鉄心２１の端面側に延出し、折り返されて８スロット離れたスロット２１ａと４スロット離れたスロット２１ａとに交互に入るように波巻きに巻装されている。そして、それぞれの素線３０は、８スロット離れたスロット２１ａと４スロット離れたスロット２１ａとの交互のスロット２１ａ毎に、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と外層とを交互にとるように巻装されている。【００６６】
第２、第４および第６巻線７２，７４，７６は、１つのスロット２１ａから固定子鉄心２１の端面側に延出し、折り返されて４スロット離れたスロット２１ａと８スロット離れたスロット２１ａとに交互に入るように波巻きに巻装されている。そして、それぞれの素線３０は、４スロット離れたスロット２１ａと８スロット離れたスロット２１ａとの交互のスロット２１ａ毎に、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と外層とを交互にとるように巻装されている。【００６７】
そこで、固定子巻線は、第１巻線７１を１スロットピッチで６本配列して構成される第１巻線群と第２巻線７２を１スロットピッチで６本配列して構成される第２巻線群との対を、径方向に３対並べて配設したものと等価となる。この第１巻線群と第２巻線群との対は、図１８に示される巻線アッセンブリ４０Ａで提供される。【００６８】
つぎに、巻線アッセンブリ４０Ａの製造方法について説明する。
まず、巻線組立体５０Ａは、図１６に示されるように、１２本の素線３０に引き出し端部５２ａ，５２ｂを形成し、１２本の素線３０を同時に複数回繰り返して巻回し、その後引き出し端部５２ｃ，５２ｄを形成して作製される。なお、引き出し端部５２ａ，５２ｃは４本の素線３０の端部であり、引き出し端部５２ｂ，５２ｄは８本の素線３０の端部である。【００６９】
このように構成された巻線組立体５０Ａは、９６対の第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂの対を有する汎用のツイスト成形機（図示せず）を用いて、第１および第２直線部５３ｃ、５３ｄが中心線Ａに対して距離ｄ２だけ第１曲げ部５３ａ側にシフトした回動中心Ｐ１，Ｐ２周りに回動される。
なお、回動中心Ｐ１，Ｐ２は、図１６の紙面と直交する方向から見て、巻線組立体５０Ａの長さ方向の一端部に位置する引き出し端部５２ａ，５２ｂの交差部と他端部に位置する引き出し端部５２ｃ，５２ｄの交差部とを結ぶ線分上に位置している。そして、回動中心Ｐ１，Ｐ２は、第１および第２ブレード５５ａ，５５ｂによる第１および第２直線部５３ｃ，５３ｄの把持領域の長さ方向中央部に一致する。【００７０】
これにより、各素線３０は、図１７に示される平面状パターン、即ち、ターン部３０ａにより連結されたスロット収納部３０ｂが８スロットピッチ（８Ｐ）と４スロットピッチ（４Ｐ）との交互のピッチで配列された平面状パターンに折り曲げ成形される。この巻線組立体５０Ａの変位工程では、全ての第１および第２直線部５３ｃ、５３ｄが同時に変位され、図１８に示される巻線アッセンブリ４０Ａが作製される。【００７１】
このように構成された巻線アッセンブリ４０Ａでは、厚み方向に重ねられたスロット収納部３０ｂの対が、１スロットピッチで９６対配列されている。そして、厚み方向の一側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向一側の端部が、４スロットピッチ（４Ｐ）離れた厚み方向の他側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向一側の端部にターン部３０ａにより連結されている。さらに、厚み方向の他側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向他側の端部が、８スロットピッチ（８Ｐ）離れた厚み方向の一側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向他側の端部にターン部３０ａにより連結されている。【００７２】
また、４本の素線３０の端部５２ａ，５２ｃが、巻線アッセンブリ４０Ａの長さ方向の両端の幅方向一側のそれぞれから延出し、８本の素線３０の端部５２ｂ，５２ｄが、巻線アッセンブリ４０Ａの長さ方向の両端の幅方向他側のそれぞれから延出している。また、４スロット離れたスロット収納部３０ｂの端部を連結するターン部３０ａが巻線アッセンブリ４０Ａの幅方向一側に整列されて配列され、８スロット離れたスロット収納部３０ｂの端部を連結するターン部３０ａが巻線アッセンブリ４０Ａの幅方向他側に整列されて配列されている。【００７３】
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と同様の効果を奏する。【００７４】
ここで、上記実施の形態１，２から、１磁極ピッチに相当するスロット数をＮとしたときに、（Ｎ−Ｍ）本の素線３０と（Ｎ＋Ｍ）本の素線３０とを同時に複数回繰り返して巻回して作製された巻線組立体を用いれば、変位工程により、（Ｎ−Ｍ）スロットピッチと（Ｎ＋Ｍ）スロットピッチとの交互のスロットピッチの千鳥結線の波巻き巻線を１本の素線３０で構成することができることがわかる。但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上、Ｎ未満の整数である。また、Ｎは毎極毎相当たりのスロット数と固定子巻線を構成する交流巻線の相数との積となる。【００７５】
このようにして作製された巻線アッセンブリは、厚み方向に重ねられたスロット収納部３０ｂの対が、１スロットピッチで９６対配列されている。そして、厚み方向の一側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向一側の端部が、（Ｎ−Ｍ）スロットピッチ離れた厚み方向の他側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向一側の端部にターン部３０ａにより連結されている。さらに、厚み方向の他側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向他側の端部が、（Ｎ＋Ｍ）スロットピッチ離れた厚み方向の一側に位置するスロット収納部３０ｂのそれぞれの軸方向他側の端部にターン部３０ａにより連結されている。また、（Ｎ−Ｍ）本の素線３０の端部が、巻線アッセンブリの長さ方向の両端の幅方向一側のそれぞれから延出し、（Ｎ＋Ｍ）本の素線３０の端部が、巻線アッセンブリの長さ方向の両端の幅方向他側のそれぞれから延出している。【００７６】
なお、上記実施の形態１，２では、回転子の磁極数が１６、毎極毎相当たりのスロット数が２、固定子巻線が３相交流巻線の場合について説明しているが、回転子の磁極数、毎極毎相当たりのスロット数、固定子巻線の交流巻線の相数はこれに限定されないことは言うまでもないことである。例えば、回転子の磁極数が１２、毎極毎相当たりのスロット数が２、固定子巻線が３相交流巻線の場合、固定子鉄心のスロット数は７２であり、巻線アッセンブリは１２本の素線により作製され、７２対のスロット収納部の対を有する。そして、（６−Ｍ）本の素線の端部が巻線アッセンブリの長さ方向の両端の幅方向一側のそれぞれから延出し、（６＋Ｍ）本の素線の端部が巻線アッセンブリの長さ方向の両端の幅方向他側のそれぞれから延出している。また、回転子の磁極数が１２、毎極毎相当たりのスロット数が１、固定子巻線が３相交流巻線の場合、固定子鉄心のスロット数は３６であり、巻線アッセンブリは６本の素線により作製され、３６対のスロット収納部の対を有する。そして、（３−Ｍ）本の素線の端部が巻線アッセンブリの長さ方向の両端の幅方向一側のそれぞれから延出し、（３＋Ｍ）本の素線の端部が巻線アッセンブリの長さ方向の両端の幅方向他側のそれぞれから延出している。【００７７】
また、上記実施の形態１，２では、整流装置、ブラシホルダおよび電圧調整器がリヤブラケットの軸方向外方に配設されているものとしているが、整流装置、ブラシホルダおよび電圧調整器はリヤブラケット内に配設されてもよい。この場合においても、リヤ側コイルエンドのコイルエンド高さが高いので、整流装置に接続される固定子巻線の口出し線の長さを短くでき、耐振性を向上できる。【００７８】
実施の形態３．
図１９はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機の構成を説明する断面図である。【００７９】
図１９において、ハウジング４Ａが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３Ａとから構成され、整流装置１３、ブラシホルダ１４および電圧調整器１６がリヤ側ブラケット３Ａ内に配設されている。さらに、リヤ側コイルエンド群２２ｒが、５スロット離れたスロット２１ａに収納されているスロット収納部３０ｂの端部を連結する第１ターン部としてのターン部３０ａにより構成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。【００８０】
この実施の形態３によれば、５スロット離れたスロット２１ａに収納されているスロット収納部３０ｂの端部を連結する第１ターン部としてのターン部３０ａにより構成されるコイルエンド群がリヤ側となるように固定子２０を配設している。そこで、リヤ側コイルエンド群２２ｒのコイルエンド高さが低くなり、リヤブラケット３Ａを大きくすることなく、整流装置１３、ブラシホルダ１４および電圧調整器１６をリヤブラケット３Ａ内に設置できる。【００８１】
７スロット離れたスロット２１ａに収納されているスロット収納部３０ｂの端部を連結する第２ターン部としてのターン部３０ａにより構成されるコイルエンド群がフロント側となるように固定子２０を配設している。そこで、フロント側コイルエンド群２２ｆのコイルエンド高さが高くなるので、固定子巻線２２での発熱がフロント側コイルエンド群２２ｆを介してフロントブラケット２内を流通する冷却風に効率的に放熱され、固定子２０の過度の温度上昇が抑えられる。【００８２】
また、発熱部品である整流装置１３、ブラシホルダ１４および電圧調整器１６がリヤブラケット３Ａ内に設置されているので、フロントブラケット２内を流通する冷却風の通風抵抗が小さくなり、風量が増大するとともに、フロントブラケット２内に吸入された冷却風が発熱部品に暖められることなくフロント側コイルエンド群２２ｆの冷却に供せられる。そこで、固定子巻線２２での発熱がフロント側コイルエンド群２２ｆを介して冷却風により効率的に放熱される。【００８３】
なお、上記実施の形態３では、整流装置、ブラシホルダおよび電圧調整器がリヤブラケット内に配設されているものとしているが、整流装置、ブラシホルダおよび電圧調整器はリヤブラケットの軸方向外側に配設されてもよい。この場合においても、固定子巻線での発熱はコイルエンド高さの高いフロント側コイルエンド群から冷却風に効率的に放熱され、固定子の過度の温度上昇が抑えられる。【００８４】
また、上記各実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、本発明は、車両用交流発電電動機や車両用交流電動機などの車両用回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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