(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットが毎極毎相当たり２の割合で設けられた環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線とを有する固定子を備えた車両用交流発電機において、
上記固定子巻線は、巻装される上記スロットを１スロットづつずらして６スロット毎の上記スロットに巻装された６つの相巻線を備え、
６つの上記相巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線同士をそれぞれ相間渡り部により接続され、
上記相間渡り部が、上記固定子巻線のコイルエンドから軸方向に離間して、かつ、互いに径方向に重ならないように周方向にずれて配列されており、
上記相間渡り部が、上記相巻線から軸方向に引き出された導体線と、上記コイルエンドから軸方向に離間した位置で該導体線を接続する接続部材とから構成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
上記接続部材が、径方向に関してダイオードと重ならないように整流器に一体に形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。
【請求項３】
スロットが毎極毎相当たり２の割合で設けられた環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線とを有する固定子を備えた車両用交流発電機において、
上記固定子巻線は、巻装される上記スロットを１スロットづつずらして６スロット毎の上記スロットに巻装された６つの相巻線を備え、
６つの上記相巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線同士をそれぞれ相間渡り部により接続され、
上記相間渡り部が、上記固定子巻線のコイルエンドから軸方向に離間して、かつ、互いに径方向に重ならないように周方向にずれて配列されており、
上記相間渡り部が、周方向に略均等に分散されて配置されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
上記固定子巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続してなる３つの接続巻線がＹ結線されて１つの三相交流巻線に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３にいずれか１項に記載の車両用交流発電機。
【請求項５】
上記固定子巻線は、電気角で１２０度の位相差をもつ３つづつの上記相巻線同士をそれぞれＹ結線してなる第１および第２の三相交流巻線に構成され、上記第１および第２の三相交流巻線が、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続して並列に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用交流発電機。
【請求項６】
上記固定子巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続してなる３つの接続巻線がΔ結線されて１つの三相交流巻線に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用交流発電機。
【請求項７】
上記三相交流巻線を構成する中性点が上記相巻線から引き出された導体線の端部同士を溶接してなる接合部で構成され、該接合部が上記コイルエンド上の冷却風通風路に位置していることを特徴とする請求項４または請求項５記載の車両用交流発電機。
【請求項８】
上記接合部は、ＴＩＧ溶接により形成されていることを特徴とする請求項７記載の車両用交流発電機。
【請求項９】
上記固定子のコイルエンドが、上記相巻線のコイルエンド部を周方向に一様に配列してなる整列状態に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の車両用交流発電機。
【請求項１０】
上記相巻線が、多数本の短尺の導体セグメントを連結して構成されていることを特徴とする請求項９記載の車両用交流発電機。
【請求項１１】
上記相巻線が、それぞれ１本の連続導体線を６スロット毎の上記スロット内に内層と外層とを交互に採るように巻装された複数の波巻き巻線で構成されていることを特徴とする請求項９記載の車両用交流発電機。
【請求項１２】
上記相巻線が、断面円形を有する導体線で構成されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の車両用交流発電機。
【請求項１３】
上記相巻線が、巻線端で径方向に隣接する導体線同士を接続し、並列接続されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定子巻線が毎極毎相当たり２個のスロットを有する固定子鉄心に巻装された固定子を備えた車両用交流発電機に関し、特に電気角で３０度の位相差を有する相の巻線同士を接続して構成される固定子巻線が巻装された固定子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２４は従来の車両用交流発電機を示す縦断面図、図２５は従来の車両用交流発電機に適用される固定子を示す斜視図、図２６は従来の車両用交流発電機における電気回路を示す回路図である。
図２４および図２５において、従来の車両用交流発電機は、アルミニウム製のフロントブラケット１およびリヤブラケット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、この回転子７の軸方向両端部に固定されたファン５と、回転子７を包囲するようにケース３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て回転子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の表面に摺動する一対のブラシ１０と、このブラシ１０を収納するブラシホルダ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１２Ａ、１２Ｂと、ブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１７に取り付けられて、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】
そして、回転子７は、電流を流して磁束を発生する界磁巻線１３と、この界磁巻線１３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一対のポールコア２０、２１とを備えている。一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ最外径面形状を略台形形状とする６個の爪状磁極２２、２３が外周縁部に周方向に等角ピッチで突設されてなり、これらの爪状磁極２２、２３を噛み合わせるように対向させてシャフト６に固着されている。つまり、この回転子７の磁極数は１２である。
【０００４】
また、固定子８は、磁性鋼板の積層体からなる円筒状の固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６とから構成されている。
そして、固定子８は、爪状磁極２２、２３の外周面と固定子鉄心１５の内周面との間に均一なエアギャップを形成するようにフロントブラケット１とリヤブラケット２とに挟持されている。また、固定子鉄心１５には、内周側に開口するスロット１５ａが周方向に等角ピッチで７２個形成されている。即ち、スロット１５ａは毎極毎相当たり２個の割合で形成され、隣り合うスロット１５ａは電気角で３０度の位相差を有している。
固定子巻線１６は、それぞれ連続線を６スロット毎の各スロット１５ａに波状に巻装されたａ相巻線３０ａ、ｂ相巻線３０ｂ、ｃ相巻線３０ｃ、ｄ相巻線３０ｄ、ｅ相巻線３０ｅおよびｆ相巻線３０ｆから構成されている。そして、ａ相巻線３０ａ、ｂ相巻線３０ｂおよびｃ相巻線３０ｃがＹ結線されて第１の三相交流巻線１６０Ａを構成し、ｄ相巻線３０ｄ、ｅ相巻線３０ｅおよびｆ相巻線３０ｆがＹ結線されて第２の三相交流巻線１６０Ｂを構成している。第１および第２の三相交流巻線１６０Ａ、１６０Ｂがそれぞれ整流器１２Ａ、１２Ｂに接続されて、図２６に示される電気回路を構成している。
【０００５】
ここで、固定子巻線１６の具体的構造について図２７および図２８を参照しつつ説明する。
まず、図２７の（ａ）に示されるように、絶縁被覆された円形断面の連続銅線からなる２本の導体線３２を所定回巻回して環状の巻線ユニット３３ａを作製し、引き続いて所定回巻回して環状の巻線ユニット３３ｂを作製する。ついで、図２７の（ｂ）に示されるように、２つの巻線ユニット３３ａ、３３ｂを、隣り合うスロット収納部３４ａをコイルエンド部３４ｂにより内周側および外周側で交互に連結する星形に成形し、２本の導体線からなる２つの星形巻線ユニット３４Ａ、３４Ｂを作製する。ついで、２つの星形巻線ユニット３４Ａ、３４Ｂを連結している導体線３２の部位で折り返し、図２７の（ｃ）に示されるように、スロット収納部３４ａが重なり、かつ、コイルエンド部３４ｂが径方向に相対するように星形巻線ユニット３４Ａ、３４Ｂを重ね合わせ、星形巻線ユニット３５を作製する。
【０００６】
このように作製された星形巻線ユニット３５が、各スロット収納部３４ａを１番、７番・・・６７番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を１番と７番のスロット１５ａから延出するように、固定子鉄心１５に装着されてａ相巻線３０ａとなる。また、星形巻線ユニット３５が、各スロット収納部３４ａを２番、８番・・・６８番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を３８番と４４番のスロット１５ａから延出するように、固定子鉄心１５に装着されてｄ相巻線３０ｄとなる。また、星形巻線ユニット３５が、各スロット収納部３４ａを３番、９番・・・６９番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を１５番と２１番のスロット１５ａから延出するように、固定子鉄心１５に装着されてｃ相巻線３０ｃとなる。また、星形巻線ユニット３５が、各スロット収納部３４ａを４番、１０番・・・７０番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を２８番と３４番のスロット１５ａから延出するように、固定子鉄心１５に装着されてｆ相巻線３０ｆとなる。また、星形巻線ユニット３５が、各スロット収納部３４ａを５番、１１番・・・７１番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を５番と１１番のスロット１５ａから延出するように、固定子鉄心１５に装着されてｂ相巻線３０ｂとなる。さらに、星形巻線ユニット３５が、各スロット収納部３４ａを６番、１２番・・・７２番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を２４番と３０番のスロット１５ａから延出するように、固定子鉄心１５に装着されてｅ相巻線３０ｅとなる。
【０００７】
そして、図２８に示されるように、ａ相巻線３０ａの７番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｂ相巻線３０ｂの１１番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｃ相巻線３０ｃの１５番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、コイルエンド部３４ｂの上部（固定子鉄心１５の軸方向外側）を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化される。この時、各導体線３２の巻線端の絶縁被膜が除去され、ハンダにより電気的に接続されて中性点Ｎを構成している。これにより、ａ相巻線３０ａ、ｂ相巻線３０ｂおよびｃ相巻線３０ｃをＹ結線してなる三相交流巻線１６０Ａが得られる。
また、ｄ相巻線３０ｄの３８番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｅ相巻線３０ｅの３０番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｆ相巻線３０ｆの３４番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、コイルエンド部３４ｂの上部を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化される。この時、各導体線３２の巻線端の絶縁被膜が除去され、ハンダにより電気的に接続されて中性点Ｎを構成している。これにより、ｄ相巻線３０ｄ、ｅ相巻線３０ｅおよびｆ相巻線３０ｆをＹ結線してなる三相交流巻線１６０Ｂが得られる。
ここで、ａ相巻線３０ａ、ｂ相巻線３０ｂおよびｃ相巻線３０ｃの残っている巻線端がそれぞれ口出し線Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃを構成し、ｄ相巻線３０ｄ、ｅ相巻線３０ｅおよびｆ相巻線３０ｆの残っている巻線端がそれぞれ口出し線Ｏｄ、Ｏｅ、Ｏｆを構成している。そして、口出し線Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃが整流器１２Ａに接続され、口出し線Ｏｄ、Ｏｅ、Ｏｆが整流器１２Ｂに接続されて図２６に示される回路を構成している。
【０００８】
なお、ａ相巻線３０ａは２本の導体線３２を一括して巻装しているので、同ターン数の巻線を並列に接続して構成されている。また、ａ相巻線３０ａは、１つのスロット１５ａから延出した導体線３２の束が周方向の両側に半分づつ振り分けられて巻装されている。他の巻線３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆも同様に構成されている。
そして、ａ相、ｂ相およびｃ相巻線３０ａ、３０ｂ、３０ｃはそれぞれ電気角で１２０度の位相差が与えられ、ｄ相、ｅ相およびｆ相巻線３０ｄ、３０ｅ、３０ｆはそれぞれ電気角で１２０度の位相差が与えられている。さらに、ｄ相、ｅ相およびｆ相巻線３０ｄ、３０ｅ、３０ｆは、ａ相、ｂ相およびｃ相巻線３０ａ、３０ｂ、３０ｃに対してそれぞれ電気角で３０度の位相差が与えられている。
【０００９】
このように構成された従来の固定子８においては、固定子巻線１６が第１および第２の三相交流巻線１６０Ａ、１６０Ｂから構成され、第１および第２の三相交流巻線１６０Ａ、１６０Ｂの出力を２つの整流器１２Ａ、１２Ｂで整流している。そこで、整流器１２Ａ、１２Ｂを構成するダイオード１２ａが１２個必要となり、コスト増をもたらすことになる。また、２つの整流器１２Ａ、１２Ｂがファン５により形成される冷却風通風路に位置しているので、通風抵抗が増大し、冷却風の流量が減少してしまい、固定子巻線１６の冷却性を悪化させることになる。さらに、発熱部品であるダイオード１２ａが冷却風通風路の上流側に位置しているので、ダイオード１２ａの個数が増えると、暖められた冷却風が冷却風通風路の下流側に位置する固定子巻線１６の冷却に供せられ、固定子巻線１６の冷却性を悪化させることになる。
【００１０】
このような不具合を解消するために、図２９に示されるように、ａ相、ｂ相、ｃ相、ｄ相、ｅ相およびｆ相巻線３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを、電気角で３０度の位相差をもつ巻線同士を直列に接続してａ’相巻線３０ａ’、ｂ’相巻線３０ｂ’およびｃ’相巻線３０ｃ’を作製し、ａ’相巻線３０ａ’、ｂ’相巻線３０ｂ’およびｃ’相巻線３０ｃ’をＹ結線して１つの三相交流巻線１６０Ｃを構成し、固定子巻線１６Ａの出力を１つの整流器１２Ｃで整流することが提案されている。
【００１１】
ここで、この固定子巻線１６Ａが巻装された固定子８Ａについて図３０および図３１を参照しつつ説明する。
この固定子８Ａにおいては、固定子巻線１６Ａを構成するａ相、ｂ相、ｃ相、ｄ相、ｅ相およびｆ相巻線３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆは、上述の固定子８と同様に、星形巻線ユニット３５の各スロット収納部３４ａを６スロット毎のスロット１５ａに収納させて構成されている。
そして、ａ相巻線３０ａの７番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｄ相巻線３０ｄの３８番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、コイルエンド部３４ｂの上部（固定子鉄心１５の軸方向外側）を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化される。この時、各導体線３２の巻線端の絶縁被膜が除去され、ハンダにより電気的に接続されている。これにより、電気角で３０度の位相差をもつａ相巻線３０ａとｄ相巻線３０ｄとが直列に接続されたａ’相巻線３０ａ’を構成する。
【００１２】
また、ｂ相巻線３０ｂの１１番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｅ相巻線３０ｅの３０番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、コイルエンド部３４ｂの上部（固定子鉄心１５の軸方向外側）を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化され、ハンダにより電気的に接続される。これにより、電気角で３０度の位相差をもつｂ相巻線３０ｂとｅ相巻線３０ｅとが直列に接続されたｂ’相巻線３０ｂ’を構成する。
また、ｃ相巻線３０ｃの１５番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｆ相巻線３０ｆの３４番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、コイルエンド部３４ｂの上部（固定子鉄心１５の軸方向外側）を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化され、ハンダにより電気的に接続される。これにより、電気角で３０度の位相差をもつｃ相巻線３０ｃとｆ相巻線３０ｆとが直列に接続されたｃ’相巻線３０ｃ’を構成する。
【００１３】
ついで、ｄ相巻線３０ｄの４４番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｅ相巻線３０ｅの２４番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｆ相巻線３０ｆの２８番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、コイルエンド部３４ｂの上部を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化され、ハンダにより電気的に接続される。これにより、ａ’相巻線３０ａ’、ｂ’相巻線３０ｂ’およびｃ’相巻線３０ｃ’をＹ結線してなる三相交流巻線１６０Ｃ（固定子巻線１６Ａ）が得られる。
【００１４】
このように構成された固定子８Ａにおいては、図３１に示されるように、ａ相巻線３０ａとｄ相巻線３０ｄとの巻線端で構成される相間渡り部３６a-dと、ｂ相巻線３０ｂとｅ相巻線３０ｅとの巻線端で構成される相間渡り部３６b-eと、ｃ相巻線３０ｃとｆ相巻線３０ｆとの巻線端で構成される相間渡り部３６c-fとが固定子鉄心１５の径方向に重なって配列されている。さらに、ｄ相巻線３０ｄ、ｅ相巻線３０ｅおよびｆ相巻線３０ｆの巻線端で構成される中性点結線部３７が相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fと径方向で重なっている。また、ａ相巻線３０ａ、ｂ相巻線３０ｂおよびｃ相巻線３０ｃの残っている巻線端がそれぞれａ’相巻線３０ａ’、ｂ’相巻線３０ｂ’およびｃ’巻線３０ｃ’の口出し線Ｏａ’、Ｏｂ’、Ｏｃ’を構成し、中性点結線部３７の接合部が中性点Ｎを構成している。そして、口出し線Ｏａ’、Ｏｂ’、Ｏｃ’が整流器１２Ｃに接続されて図２９に示される回路を構成している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用交流発電機に適用される固定子８においては、以上述べたように、固定子巻線１６が第１および第２の三相交流巻線１６０Ａ、１６０Ｂから構成され、第１および第２の三相交流巻線１６０Ａ、１６０Ｂの出力が２つの整流器１２Ａ、１２Ｂで整流されていた。そこで、整流器１２Ａ、１２Ｂを構成するダイオード１２ａの個数が増えてしまい、コスト増をもたらすという不具合があった。また、ファン５により形成される冷却風通風路における通風抵抗が増大し、冷却風の流量が減少してしまうとともに、ダイオード１２ａの熱により暖められた冷却風が固定子巻線１６の冷却に供せられるので、固定子巻線１６の冷却性が悪化してしまうという不具合があった。
【００１６】
また、従来の車両用交流発電機に適用される固定子８Ａにおいては、固定子巻線１６Ａを１つの三相交流巻線１６０Ｃで構成することで、上述の固定子８における不具合を解消している。しかし、相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fが固定子鉄心１５の径方向に重なって配列されているので次の不具合が新たに生じてしまう。
相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fのなかの径方向外側の渡り部が冷却風に曝されにくくなり、固定子巻線１６Ａが効率的に冷却されず、固定子８Ａの温度上昇を抑えることができなくなる。その結果、固定子８Ａの出力低下を招くことになる。さらに、中性点結線部３７が相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fと径方向に重なっているので、この不具合が助長されることになる。
ここで、相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fの軸方向高さを変えて相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fを冷却風に曝されるようにすることも考えられる。この場合、相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fの軸方向高さが高くなるので、通風抵抗が大きくなり、風騒音が大きくなってしまう。
また、相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fの締め金３１（接合部）が近接しており、振動などに起因して締め金３１の短絡が発生しやすいので、電気絶縁性が悪化してしまう。さらに、中性点結線部３７の接合部が相間渡り部３６a-d、３６b-e、３６c-fの接合部に近接しているので、この不具合が助長されることになる。
【００１７】
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、毎極毎相当たり２の割合でスロットが形成された固定子鉄心に巻装された６相の巻線を、電気角で３０度の位相差をもつ巻線同士を相間接続して固定子巻線の出力を１つの整流器で整流できるようにし、かつ、電気角で３０度の位相差をもつ巻線同士を接続する相間渡り部を互いに周方向にずらして配置し、冷却性および電気絶縁性を向上させ、風騒音を低減できる車両用交流発電機を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用交流発電機は、スロットが毎極毎相当たり２の割合で設けられた環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線とを有する固定子を備えた車両用交流発電機において、上記固定子巻線は、巻装される上記スロットを１スロットづつずらして６スロット毎の上記スロットに巻装された６つの相巻線を備え、６つの上記相巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線同士をそれぞれ相間渡り部により接続され、上記相間渡り部が、上記固定子巻線のコイルエンドから軸方向に離間して、かつ、互いに径方向に重ならないように周方向にずれて配列されており、上記相間渡り部が、上記相巻線から軸方向に引き出された導体線と、上記コイルエンドから軸方向に離間した位置で該導体線を接続する接続部材とから構成されているものである。
【００１９】
また、上記固定子巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続してなる３つの接続巻線がＹ結線されて１つの三相交流巻線に構成されているものである。
【００２０】
また、上記固定子巻線は、電気角で１２０度の位相差をもつ３つづつの上記相巻線同士をそれぞれＹ結線してなる第１および第２の三相交流巻線に構成され、上記第１および第２の三相交流巻線が、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続して並列に構成されているものである。
【００２１】
また、上記固定子巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続してなる３つの接続巻線がΔ結線されて１つの三相交流巻線に構成されているものである。
【００２４】
また、上記接続部材が、径方向に関してダイオードと重ならないように整流器に一体に形成されているものである。
【００２７】
また、上記三相交流巻線を構成する中性点が上記相巻線から引き出された導体線の端部同士を溶接してなる接合部で構成され、該接合部が上記コイルエンド上の冷却風通風路に位置しているものである。
【００２８】
また、上記接合部は、ＴＩＧ溶接により形成されているものである。
【００２９】
また、スロットが毎極毎相当たり２の割合で設けられた環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線とを有する固定子を備えた車両用交流発電機において、上記固定子巻線は、巻装される上記スロットを１スロットづつずらして６スロット毎の上記スロットに巻装された６つの相巻線を備え、６つの上記相巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線同士をそれぞれ相間渡り部により接続され、上記相間渡り部が、上記固定子巻線のコイルエンドから軸方向に離間して、かつ、互いに径方向に重ならないように周方向にずれて配列されており、上記相間渡り部が、周方向に略均等に分散されて配置されているものである。
【００３０】
また、上記固定子のコイルエンドが、上記相巻線のコイルエンド部を周方向に一様に配列してなる整列状態に構成されているものである。
【００３１】
また、上記相巻線が、多数本の短尺の導体セグメントを連結して構成されているものである。
【００３２】
また、上記相巻線が、それぞれ１本の連続導体線を６スロット毎の上記スロット内に内層と外層とを交互に採るように巻装された複数の波巻き巻線で構成されているものである。
【００３３】
また、上記相巻線が、断面円形を有する導体線で構成されているものである。
【００３４】
また、上記相巻線が、巻線端で径方向に隣接する導体線同士を接続し、並列接続されているものである。
【００３５】
【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の固定子における固定子巻線の結線方法を説明する模式図、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電気回路を示す回路図である。なお、図３において、１、５・・・４０はスロット番号を表している。また、各図において、従来装置と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
図１において、この車両用交流発電機は、固定子８に代えて図２に示される固定子４０を用い、かつ、固定子４０の出力を整流する１つの整流器１２を備えている点を除いて、図２４に示される従来の車両用交流発電機と同様に構成されている。
【００３７】
この固定子４０は、図２に示されるように、固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線４１とから構成されている。
この固定子巻線４１は、ａ相巻線４２ａ、ｂ相巻線４２ｂ、ｃ相巻線４２ｃ、ｄ相巻線４２ｄ、ｅ相巻線４２ｅおよびｆ相巻線４２ｆから構成されている。
【００３８】
そして、ａ相巻線４２ａは、各スロット収納部３４ａをスロット番号１番、７番・・・６７番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端をスロット番号１番と７番のスロット１５ａから延出するように、星形巻線ユニット３５を固定子鉄心１５に装着して構成されている。
【００３９】
また、ｄ相巻線４２ｄは、各スロット収納部３４ａを２番、８番・・・６８番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を２番と８番のスロット１５ａから延出するように、星形巻線ユニット３５を固定子鉄心１５に装着して構成されている。
【００４０】
また、ｃ相巻線４２ｃは、各スロット収納部３４ａを３番、９番・・・６９番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を２１番と２７番のスロット１５ａから延出するように、星形巻線ユニット３５を固定子鉄心１５に装着して構成されている。
【００４１】
また、ｆ相巻線４２ｆは、各スロット収納部３４ａを４番、１０番・・・７０番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を２２番と２８番のスロット１５ａから延出するように、星形巻線ユニット３５を固定子鉄心１５に装着して構成されている。
【００４２】
また、ｂ相巻線４２ｂは、各スロット収納部３４ａを５番、１１番・・・７１番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を１１番と１７番のスロット１５ａから延出するように、星形巻線ユニット３５を固定子鉄心１５に装着して構成されている。
【００４３】
さらに、ｅ相巻線４２ｅは、各スロット収納部３４ａを６番、１２番・・・７２番のスロット１５ａに収納するように、かつ、その巻線端を１２番と１８番のスロット１５ａから延出するように、星形巻線ユニット３５を固定子鉄心１５に装着して構成されている。
【００４４】
そして、図３に示されるように、ａ相巻線４２ａの７番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｄ相巻線４２ｄの２番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、コイルエンド部３４ｂの上部（固定子鉄心１５の軸方向外側）を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化される。この時、各導体線３２の巻線端の絶縁被膜が除去され、ハンダにより電気的に接続されて相間渡り部８０a-dを構成している。これにより、ａ相巻線４２ａとｄ相巻線４２ｄとが直列に接続されたａ’相巻線４２ａ’（接続巻線）が形成される。
【００４５】
また、ｂ相巻線４２ｂの１７番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｅ相巻線４２ｅの１２番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、同様に、コイルエンド部３４ｂの上部（固定子鉄心１５の軸方向外側）を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化され、ハンダにより電気的に接続されて相間渡り部８０b-eを構成している。これにより、ｂ相巻線４２ｂとｅ相巻線４２ｅとが直列に接続されたｂ’相巻線４２ｂ’（接続巻線）が形成される。
【００４６】
また、ｃ相巻線４２ｃの２７番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｆ相巻線４２ｆの２２番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、同様に、コイルエンド部３４ｂの上部（固定子鉄心１５の軸方向外側）を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化され、ハンダにより電気的に接続されて相間渡り部８０c-fを構成している。これにより、ｃ相巻線４２ｃとｆ相巻線４２ｆとが直列に接続されたｃ’相巻線４２ｃ’（接続巻線）が形成される。
【００４７】
さらに、ｄ相巻線４２ｄの８番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｅ相巻線４２ｅの１８番のスロット１５ａから延出する巻線端と、ｆ相巻線４２ｆの２８番のスロット１５ａから延出する巻線端とが、同様に、コイルエンド部３４ｂの上部を引き回されて１つにまとめられ、締め金３１で一体化され、ハンダにより電気的に接続されて中性点結線部８１を構成している。これにより、ａ’相巻線４２ａ’、ｂ’相巻線４２ｂ’およびｃ’相巻線４２ｃ’をＹ結線してなる三相交流巻線１６１が形成される。
【００４８】
ここで、ａ相巻線４２ａ、ｂ相巻線４２ｂおよびｃ相巻線４２ｃの残っている巻線端がそれぞれａ’相巻線４２ａ’、ｂ’相巻線４２ｂ’およびｃ’相巻線４２ｃ’の口出し線Ｏａ’、Ｏｂ’、Ｏｃ’を構成している。また、中性点結線部８１の接合部が中性点Ｎを構成している。
また、各巻線４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆのコイルエンド部３４ｂが固定子巻線４１のフロント側およびリヤ側のコイルエンド４１ｆ、４１ｒを構成している。
【００４９】
なお、ａ相巻線４２ａは２本の導体線３２を一括して巻装しているので、同ターン数の巻線を並列に接続して構成されている。また、ａ相巻線４２ａは、１つのスロット１５ａから延出した導体線３２の束が周方向の両側に半分づつ振り分けられて巻装されている。他の巻線４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆも同様に構成されている。
そして、ａ相、ｂ相およびｃ相巻線４２ａ、４２ｂ、４２ｃはそれぞれ電気角で１２０度の位相差が与えられ、ｄ相、ｅ相およびｆ相巻線４２ｄ、４２ｅ、４２ｆはそれぞれ電気角で１２０度の位相差が与えられている。さらに、ｄ相、ｅ相およびｆ相巻線４２ｄ、４２ｅ、４２ｆは、ａ相、ｂ相およびｃ相巻線４２ａ、４２ｂ、４２ｃに対してそれぞれ電気角で３０度の位相差が与えられている。
【００５０】
このように構成された固定子４０は、口出し線Ｏａ’、Ｏｂ’、Ｏｃ’が整流器１２に接続されて図４に示される回路を構成している。
【００５１】
この実施の形態１によれば、図２に示されるように、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fが互いに周方向に離間して配列されている。そこで、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fが冷却風に曝され、固定子巻線４１が効率的に冷却される。これにより、固定子４０の温度上昇が抑えられ、固定子４０の高出力化が実現される。
また、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの径方向の重なりがないので、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの軸方向高さを低くすることができる。これにより、通風抵抗が小さくなり、風騒音を抑えることができる。
また、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの締め金３１（接合部）が周方向に離間しているので、振動などに起因する締め金３１同士の短絡がなく、電気絶縁性を向上させることができる。また、中性点結線部８１の接合部を相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの接合部から周方向に離間して配置できるので、この点においても、電気絶縁性の悪化が抑えられる。
【００５２】
また、固定子巻線４０が円形断面の導体線３２を用いているので、冷却風がコイルエンド部３４ｂの上部（軸方向外方）をスムーズに流れ、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの冷却性が向上される。さらに、導体線３２同士の接触に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、電気絶縁性が向上される。
また、中性点結線部８１がコイルエンド部３４ｂの上部に位置しているので、冷却風が中性点結線部８１に直接当たり、固定子巻線４１の温度上昇が抑えられる。
【００５３】
また、この固定子４０の固定子巻線４１が１つの三相交流巻線１６１で構成されているので、固定子巻線４１の出力を１つの整流器１２で整流することができる。そこで、整流器１２を構成するダイオード１２ａの個数が少なくなり、低コスト化を図ることができる。また、ファン５により形成される冷却風通風路における通風抵抗が低減し、冷却風の流量が増加される。同様に、冷却風がダイオード１２ａの熱により過度に暖められることなく、固定子巻線４１の冷却に供せられる。これにより、固定子巻線４１の冷却性が向上され、固定子４０の温度上昇が抑えられ、高出力が実現される。
【００５４】
なお、上記実施の形態１では、各相の巻線は２本の導体線３２を一括して巻装するものとしているが、１本の導体線３２を所定回巻回して各相の巻線を構成する固定子であっても、同様の効果を奏する。また、各相の巻線は、１つのスロット１５ａから延出した導体線３２の束が周方向の両側に半分づつ振り分けられて巻装されているものとしているが、各相の巻線を、１つのスロット１５ａから延出した導体線３２の束を周方向の一側に６スロット離れたスロット１５ａに入るように巻装して各相の巻線を構成する固定子であっても、同様の効果を奏する。また、上記実施の形態１において、図５に示されるように、４つのダイオードブリッジを備えた整流器１２Ｄを用い、固定子巻線４１の中性点Ｎを１つのダイオードブリッジに結線するようにしても良い。この場合、車両用交流発電機の高回転域において、三相交流巻線１６１の中性点電圧から効率的に出力を取り出すことができ、高出力化が図られる。
【００５５】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子を示す斜視図、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の固定子巻線を構成する１相分の巻線の巻装状態を説明するリヤ側端面図、図８および図９はそれぞれこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子巻線における１相分の巻線の構造を説明する要部斜視図、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の固定子における固定子巻線の結線状態を説明するリヤ側端面図である。
なお、図７において、実線はリヤ側の配線を示し、点線はフロント側の配線を示し、黒丸は接合部を示している。
【００５６】
図６において、固定子５０は、磁性鋼板の積層体を円筒状に成形された固定子鉄心５１と、固定子鉄心５１に巻装された固定子巻線５２とから構成されている。
固定子鉄心５１には、スロット５１ａが内周側に開口するように周方向に等角ピッチに９６個形成されている。この固定子５０は１６極の磁極を有する回転子を装備する車両用交流発電機に搭載されるもので、スロット５１ａが毎極毎相当たり２個の割合で形成されている。
固定子巻線５２は、後述するように、互いに電気角で３０度の位相差をもつａ相巻線とｄ相巻線とが相間渡り部８０a-dで直列に接続されたａ’相巻線（接続巻線）と、互いに電気角で３０度の位相差をもつｂ相巻線とｅ相巻線とが相間渡り部８０b-eで直列に接続されたｂ’相巻線（接続巻線）と、互いに電気角で３０度の位相差をもつｃ相巻線とｆ相巻線とが相間渡り部８０c-fで直列に接続されたｃ’相巻線（接続巻線）とをＹ結線（交流結線）して形成された三相交流巻線に構成されている。
【００５７】
ついで、固定子巻線５２を構成する１相分の巻線構造について図７乃至図９を参照しつつ説明する。
大導体セグメント４５は、絶縁被覆された短尺の矩形断面の銅線を略Ｕ字状に折り曲げ成形されたもので、一対のスロット収納部４５ａが略Ｖ字状のターン部４５ｂにより連結されて構成されている。
また、小導体セグメント４６は、絶縁被覆された短尺の矩形断面の銅線を略Ｕ字状に折り曲げ成形されたもので、一対のスロット収納部４６ａが略Ｖ字状のターン部４６ｂにより連結されて構成されている。
なお、説明の便宜上、各スロット５１ａには、図７に示されるように、１番から９６番のスロット番号を付し、各スロット５１ａ内の導体セグメント４５、４６のスロット収納部４５ａ、４６ａの収納位置を内周側から１番地、２番地、３番地および４番地とする。
【００５８】
そして、小導体セグメント４６が、固定子鉄心５１のリヤ側から６スロット離れた各スロット対（スロット番号ｎ番と（ｎ+６）番とのスロット対）に挿入される。この時、各スロット対において、小導体セグメント４６が、ｎ番のスロット５１ａ内の２番地と、（ｎ+６）番のスロット５１ａ内の３番地とに挿入される。ついで、大導体セグメント４５が、固定子鉄心５１のリヤ側から６スロット離れた各スロット対（スロット番号ｎ番と（ｎ+６）番とのスロット対）に挿入される。この時、各スロット対において、大導体セグメント４５が、ｎ番のスロット５１ａ内の１番地と、（ｎ+６）番のスロット５１ａ内の４番地とに挿入される。
そして、各スロット対の２番地と４番地とからフロント側に延出する大導体セグメント４５および導体セグメント４６の開放端部側が図７中時計回り方向に曲げられ、各スロット対の１番地と３番地とからフロント側に延出する大導体セグメント４５および小導体セグメント４６の開放端部側が図７中反時計回り方向に曲げられる。ここで、４本のスロット収納部４５ａ、４６ａが径方向に１列に並んで各スロット５１ａ内に収納されている。
【００５９】
ついで、ｎ番のスロット５１ａ内の２番地からフロント側に延出する小導体セグメント４６の開放端部４６ｃと（ｎ+６）番のスロット５１ａ内の１番地からフロント側に延出する大導体セグメント４５の開放端部４５ｃとを径方向に重ねてＴＩＧ溶接により接合する。同様に、ｎ番のスロット５１ａ内の４番地からフロント側に延出する大導体セグメント４５の開放端部４５ｃと（ｎ+６）番のスロット５１ａ内の３番地からフロント側に延出する小導体セグメント４６の開放端部４６ｃとを径方向に重ねてＴＩＧ溶接により接合する。これにより、図７に示されるように、６スロット毎のスロット５１ａに巻回された２ターンの重ね巻き巻線が２つ形成される。この２つの重ね巻き巻線が１相分の巻線に相当する。
【００６０】
ここで、固定子鉄心５１のリヤ側においては、図８に示されるように、ターン部４５ｂがターン部４６ｂを取り囲むように２層に構成されたコイルエンド部が６スロットピッチ（６Ｐ）で周方向に配列されている。一方、固定子鉄心１５のフロント側においては、図８に示されるように、開放端部４５ｃ、４６ｃの接合部４３（コイルエンド部）が離間して径方向に１列に並んで、２列となって６スロットピッチで周方向に配列されている。
また、矩形断面の異形導体セグメント４７、４８が、図９に示されるように、１番および７番のスロット５１ａにのみ挿入されている。この異形導体セグメント４７は、後述する相間渡り結線用および中性点結線用に用いられ、異形導体セグメント４８は口出し線用として用いられる。
【００６１】
なお、図７では、１相分の巻線のみが固定子鉄心５１に巻装されているが、実際には、このように巻装された１相分の巻線が、挿入するスロット５１ａを１スロットづつずらして、６相分巻装されている。つまり、ａ相巻線が１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装され、ｄ相巻線が２番、８番・・・９２番のスロット群に巻装され、ｃ相巻線が３番、９番・・・９３番のスロット群に巻装され、ｆ相巻線が４番、１０番・・・９４番のスロット群に巻装され、ｂ相巻線が５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装され、ｅ相巻線が６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装されている。
そして、ａ相巻線、ｂ相巻線およびｃ相巻線が互いに電気角で１２０度の位相差を有し、ｄ相巻線、ｅ相巻線およびｆ相巻線が互いに電気角で１２０度の位相差を有している。また、ｄ相巻線、ｅ相巻線およびｆ相巻線が、ａ相巻線、ｂ相巻線およびｃ相巻線に対してそれぞれ電気角で３０度の位相差を有している。
【００６２】
そして、１番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部と、７番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部とがａ相巻線の巻線端を構成している。また、８番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部と、１４番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｄ相巻線の巻線端を構成している。また、１１番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部と、１７番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部とがｂ相巻線の巻線端を構成している。また、１８番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部と、２４番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｅ相巻線の巻線端を構成している。また、２１番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部と、２７番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部とがｃ相巻線の巻線端を構成している。さらに、２８番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部と、３４番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｆ相巻線の巻線端を構成している。
【００６３】
ついで、図１０に示されるように、１番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、８番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７とが、コイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部を引き回されて、異形導体セグメント４７の端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、相間渡り部８０a-dを構成している。これにより、ａ相巻線とｄ相巻線とを直列に接続したａ’相巻線（接続巻線）が形成される。また、異形導体セグメント４７の端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００６４】
また、１１番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、１８番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７とが、コイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部を引き回されて、異形導体セグメント４７の端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、相間渡り部８０b-eを構成している。これにより、ｂ相巻線とｅ相巻線とを直列に接続したｂ’相巻線（接続巻線）が形成される。また、異形導体セグメント４７の端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００６５】
また、２１番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、２８番のスロット５１ａの１番地および２番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７とが、コイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部を引き回されて、異形導体セグメント４７の端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、相間渡り部８０c-fを構成している。これにより、ｃ相巻線とｆ相巻線とを直列に接続したｃ’相巻線（接続巻線）が形成される。また、異形導体セグメント４７の端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００６６】
さらに、１４番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、２４番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、３４番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７とが、コイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部を引き回されて、異形導体セグメント４７の端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、中性点結線部８１を構成している。これにより、ａ’相巻線、ｂ’相巻線およびｃ’相巻線をＹ結線してなる三相交流巻線からなる固定子巻線５２が得られる。また、異形導体セグメント４７の端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００６７】
そして、７番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８がａ’相巻線の口出し線Ｏａ’となる。また、１７番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８がｂ’相巻線の口出し線Ｏｂ’となる。さらに、２７番のスロット５１ａの３番地および４番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８がｃ’相巻線の口出し線Ｏｃ’となる。
このように作製された固定子５０は、車両用交流発電機に搭載され、口出し線Ｏａ’、Ｏｂ’、Ｏｃ’が整流器１２に接続されて、図４と等価の電気回路を構成する。
【００６８】
この実施の形態２においては、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fが互いに周方向に離間して配列されている。また、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの接合部が周方向に離間している。また、中性点結線部８１の接合部を相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの接合部から周方向に離間して配置できる。また、中性点結線部８１がコイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部に位置している。また、固定子巻線５２の出力を１つの整流器１２で整流することができる。従って、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。
【００６９】
また、この実施の形態２によれば、大導体セグメント４５および小導体セグメント４６を用いている。そこで、固定子鉄心５１のリヤ側においては、ターン部４５ｂ、４６ｂからなるコイルエンド部が２層となって、互いに離間して１スロットピッチで周方向に整列して配列されてコイルエンド５２ｒを構成し、フロント側においては、開放端部４５ｃ、４６ｃの接合部４３からなるコイルエンド部が互いに離間して、径方向に１列に並んで、１スロットピッチで周方向に２列となって整列して配列されてコイルエンド５２ｆを構成している。即ち、固定子巻線５２がコイルエンド部を周方向に一様に配列してなる整列状態（整列巻線）に構成されている。これにより、固定子巻線５２が冷却風により効率的に冷却されるようになり、固定子５０の温度上昇を抑えることができる。
また、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fのおよび中性点結線部８１の発熱部となる接合部がコイルエンド部の上部に位置しているので、接合部で発生する熱が冷却風により放熱され、固定子５０の温度上昇が抑えられる。
【００７０】
また、導体セグメント４５、４６の端部同士がＴＩＧ溶接により接合されているので、発熱要因となる不純物の混入が抑えられる。これにより、接合部４３での発熱量が低減され、固定子５０の温度上昇が抑えられる。
また、相間渡り部および中性点結線部の接合部において、異形導体セグメント４７、４８の矩形断面の長辺で構成される側面を密着させてＴＩＧ溶接しているので、接触面積が大きくなるとともに、溶接後の接合部形状が球状となり、大きな接合強度が得られる。
【００７１】
また、この固定子巻線５２は、重ね巻き巻線を用いて整列巻線を構成しているので、スロット５１ａの１番地と２番地とからリヤ側に延出する導体線が径方向に隣接し、スロット５１ａの３番地と４番地とからリヤ側に延出する導体線が径方向に隣接する。そこで、相間渡り部および中性点結線部において、径方向に隣接する導体線同士を接続することで、固定子巻線のターン数を半分にすることができる。
また、スロット５１ａの１番地および４番地（あるいは２番地および３番地）に挿入する導体セグメントの有無に拘わらず、この実施の形態２による固定子巻線５２と同じターン数の固定子巻線を形成できる。そこで、スロット５１ａの１番地および４番地（あるいは２番地および３番地）に挿入する導体セグメントを省略すれば、固定子の性能の低下を抑えて、材料費を削減できることになる。
【００７２】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、異形導体セグメント４７を接合して相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fを構成するものとしているが、この実施の形態３では、図１１に示されるように、固定子巻線５２Ａにおいて、それぞれ絶縁被覆された１本の連続導体線を２つの異形導体セグメント４７を接合一体化した形状と同等の形状に成形して構成された異形導体セグメント４４を用いて相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fを構成するものとしている。
従って、この実施の形態３による固定子５０Ａでは、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fに接合部がないので、固定子の作製が容易となる。さらに、発熱部である接合部がない分、固定子の温度上昇が抑えられるとともに、電気絶縁性も向上される。
【００７３】
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子を示す斜視図、図１３はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子巻線を構成する１相分の巻線の巻装状態を説明するリヤ側端面図、図１４はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の結線状態を説明するリヤ側端面図、図１５はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機における電気回路を示す回路図である。なお、図１３において、実線はリヤ側の配線を示し、点線はフロント側の配線を示し、黒丸は接合部を示している。
【００７４】
この実施の形態４による固定子巻線５３を構成する１相分の巻線構造について図１３を参照しつつ説明する。
まず、大導体セグメント４５および小導体セグメント４６が、上記実施の形態２と同様に、固定子鉄心５１のリヤ側から６スロット離れた各スロット対（スロット番号ｎ番と（ｎ+６）番とのスロット対）に挿入される。そして、各スロット対の２番地と４番地とからフロント側に延出する大導体セグメント４５および小導体セグメント４６の開放端部側が図１３中時計回り方向に曲げられ、各スロット対の１番地と３番地とからフロント側に延出する大導体セグメント４５および小導体セグメント４６の開放端部側が図１３中反時計回り方向に曲げられる。ここで、４本のスロット収納部４５ａ、４６ａが径方向に１列に並んで各スロット５１ａ内に収納されている。
【００７５】
なお、１番のスロット５１ａと７番のスロット５１ａとのスロット対においては、大導体セグメント４５が１番のスロット５１ａの３番地と７番のスロット５１ａの４番地とに挿入され、異形導体セグメント４７、４８が１番のスロット５１ａの１番地と、７番のスロット５１ａの３番地とにそれぞれ挿入されている。そして、異形導体セグメント４７が相間渡り用に用いられ、異形導体セグメント４８が口出し線用に用いられる。そして、異形導体セグメント４７、４８の挿入番地は図１４に示されるように、各相の巻線において同じである。
【００７６】
ついで、ｎ番のスロット５１ａ内の２番地からフロント側に延出する小導体セグメント４６の開放端部４６ｃと（ｎ+６）番のスロット５１ａ内の１番地からフロント側に延出する大導体セグメント４５の開放端部４５ｃとを径方向に重ねてＴＩＧ溶接により接合する。同様に、ｎ番のスロット５１ａ内の４番地からフロント側に延出する大導体セグメント４５の開放端部４５ｃと（ｎ+６）番のスロット５１ａ内の３番地からフロント側に延出する小導体セグメント４６の開放端部４６ｃとを径方向に重ねてＴＩＧ溶接により接合する。これにより、図１３に示されるように、６スロット毎のスロット５１ａに巻回された４ターンの重ね巻き巻線が形成される。この重ね巻き巻線が１相分の巻線に相当する。
【００７７】
なお、図１３では、１相分の巻線のみが固定子鉄心５１に巻装されているが、実際には、このように巻装された１相分の巻線が、挿入するスロット５１ａを１スロットづつずらして、６相分巻装されている。つまり、ａ相巻線５３ａが１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装され、ｄ相巻線５３ｄが２番、８番・・・９２番のスロット群に巻装され、ｃ相巻線５３ｃが３番、９番・・・９３番のスロット群に巻装され、ｆ相巻線５３ｆが４番、１０番・・・９４番のスロット群に巻装され、ｂ相巻線５３ｂが５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装され、ｅ相巻線５３ｅが６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装されている。
そして、ａ相巻線５３ａ、ｂ相巻線５３ｂおよびｃ相巻線５３ｃが互いに電気角で１２０度の位相差を有し、ｄ相巻線５３ｄ、ｅ相巻線５３ｅおよびｆ相巻線５３ｆが互いに電気角で１２０度の位相差を有している。また、ｄ相巻線５３ｄ、ｅ相巻線５３ｅおよびｆ相巻線５３ｆが、ａ相巻線５３ａ、ｂ相巻線５３ｂおよびｃ相巻線５３ｃに対してそれぞれ電気角で３０度の位相差を有している。
【００７８】
そして、１番のスロット５１ａの１番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部と、７番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがａ相巻線５３ａの巻線端を構成している。また、８番のスロット５１ａの１番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部と、１４番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｄ相巻線５３ｄの巻線端を構成している。また、２３番のスロット５１ａの１番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部と、２９番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｂ相巻線５３ｂの巻線端を構成している。また、３０番のスロット５１ａの１番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部と、３６番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｅ相巻線５３ｅの巻線端を構成している。また、５１番のスロット５１ａの１番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部と、５７番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｃ相巻線５３ｃの巻線端を構成している。さらに、７０番のスロット５１ａの１番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４８の端部と、７６番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７の端部とがｆ相巻線５３ｆの巻線端を構成している。
【００７９】
ついで、図１４に示されるように、７番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、１４番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７とが、コイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部を引き回されて、異形導体セグメント４７の端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、相間渡り部８０a-dを構成している。これにより、ａ相巻線５３ａとｄ相巻線５３ｄとを直列に接続したａ’相巻線５３ａ’（接続巻線）が形成される。また、異形導体セグメント４７の端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００８０】
また、２９番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、３６番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７とが、コイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部を引き回されて、異形導体セグメント４７の端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、相間渡り部８０b-eを構成している。これにより、ｂ相巻線５３ｂとｅ相巻線５３ｅとを直列に接続したｂ’相巻線５３ｂ’（接続巻線）が形成される。また、異形導体セグメント４７の端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００８１】
また、５７番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７と、７６番のスロット５１ａの３番地からリヤ側に延出する異形導体セグメント４７とが、コイルエンド部（ターン部４５ｂ、４６ｂ）の上部を引き回されて、異形導体セグメント４７の端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、相間渡り部８０c-fを構成している。これにより、ｃ相巻線５３ｃとｆ相巻線５３ｆとを直列に接続したｃ’相巻線５３ｃ’（接続巻線）が形成される。また、異形導体セグメント４７の端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００８２】
これにより、ａ’相巻線５３ａ’、ｂ’相巻線５３ｂ’およびｃ’相巻線５３ｃ’をΔ結線（交流結線）してなる三相交流巻線１６２からなる固定子巻線５３が得られる。
【００８３】
そして、１番のスロット５１ａの１番地および８番のスロット５１ａの１番地からそれぞれリヤ側に延出する異形セグメント４８がａ’相巻線５３ａ’の口出し線Ｏａ、Ｏｄとなる。また、２３番のスロット５１ａの１番地および３０番のスロット５１ａの１番地からそれぞれリヤ側に延出する異形セグメント４８がｂ’相巻線５３ｂ’の口出し線Ｏｂ、Ｏｅとなる。さらに、５１番のスロット５１ａの１番地および７０番のスロット５１ａの１番地からそれぞれリヤ側に延出する異形セグメント４８がｃ’相巻線５３ｃ’の口出し線Ｏｃ、Ｏｆとなる。
【００８４】
このように作製された固定子５０Ｂは、図１２に示されるように、固定子巻線５３の相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fが径方向に重なることなく周方向に略均等に分散して配置されている。そして、この固定子５０Ｂは、車両用交流発電機に搭載され、口出し線Ｏａ、Ｏｄ、Ｏｂ、Ｏｅ、Ｏｃ、Ｏｆが整流器１２に接続されて、図１５に示す電気回路を構成する。
【００８５】
この実施の形態４においては、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fが互いに周方向に離間して配列されている。また、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fの接合部が周方向に離間している。また、固定子巻線５３の出力を１つの整流器１２で整流することができる。従って、この実施の形態４においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００８６】
また、この実施の形態４によれば、ａ’相巻線５３ａ’、ｂ’相巻線５３ｂ’およびｃ’相巻線５３ｃ’がΔ結線されているので、中性点結線部が不要となり、固定子の作製が容易となるとともに、コイルエンドが簡素化され、電気絶縁性が向上される。
また、相間渡り部８０a-d、８０b-e、８０c-fが周方向に略均等に分散して配置されているので、コイルエンド部の上部における通風バランスが改善され、固定子の温度上昇が抑えられる。
【００８７】
なお、固定子鉄心５１のリヤ側においては、ターン部４５ｂ、４６ｂからなるコイルエンド部が２層となって、互いに離間して１スロットピッチで周方向に整列して配列されてコイルエンド５３ｒを構成し、フロント側においては、開放端部４５ｃ、４６ｃの接合部４３からなるコイルエンド部が互いに離間して、径方向に１列に並んで、１スロットピッチで周方向に２列となって整列して配列されてコイルエンド５３ｆを構成している。即ち、固定子巻線５３が、上記実施の形態２と同様に、コイルエンド部を周方向に一様に配列してなる整列状態（整列巻線）に構成されているので、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００８８】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子を示す斜視図、図１７はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子巻線を構成する１相分の巻線の巻装状態を説明するリヤ側端面図、図１８はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の結線状態を説明するリヤ側端面図、図１９はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の相間渡り部が構成された整流器を示す斜視図であり、図１９の（ａ）はそのフロント側から見た斜視図、図１９の（ｂ）はそのリヤ側から見た斜視図である。図２０はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機における電気回路を示す回路図である。なお、図１７において、実線はリヤ側の配線を示し、点線はフロント側の配線を示し、黒丸は接合部を示している。
【００８９】
この実施の形態５による固定子巻線５４を構成する１相分の巻線構造について図１７を参照しつつ説明する。
ａ相巻線５４ａは、それぞれ絶縁被覆された矩形断面の連続銅線からなる１本の導体線５５からなる第１乃至第６巻線６１〜６６から構成されている。そして、第１巻線６１は、１本の導体線５５をスロット番号１番から９１番まで６スロット毎のスロット５１ａに、１番地と２番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第２巻線６２は、１本の導体線５５をスロット番号１番から９１番まで６スロット毎のスロット５１ａに、２番地と１番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第３巻線６３は、１本の導体線５５をスロット番号１番から９１番まで６スロット毎のスロット５１ａに、３番地と４番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第４巻線６４は、１本の導体線５５をスロット番号１番から９１番まで６スロット毎のスロット５１ａに、４番地と３番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第５巻線６５は、１本の導体線５５をスロット番号１番から９１番まで６スロット毎のスロット５１ａに、５番地と６番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第６巻線６６は、１本の導体線５５をスロット番号１番から９１番まで６スロット毎のスロット５１ａに、６番地と５番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。そして、各スロット５１ａ内には、導体線５５が矩形断面の長手方向を径方向に揃えて径方向に１列に６本並んで配列されている。
なお、第１乃至第６巻線６１〜６６はそれぞれ導体線５５の両端を接合して１ターンの波巻き巻線となっている。また、第２巻線６２、第４巻線６４および第６巻線６６は、第１巻線６１、第３巻線６３および第５巻線６５に対してそれぞれ電気角で１８０度ずらして反転巻装されている。
【００９０】
そして、固定子鉄心５１のリヤ側において、９１番と１番とのスロット５１ａから延出する第１、第３および第５巻線６１、６３、６５の導体線５５の部位を切断し、１番と７番とのスロット５１ａから延出する第２、第４および第６巻線６２、６４、６６の導体線５５の部位を切断する。ついで、９１番のスロット５１ａの４番地から延出する第３巻線６３の切断端と、１番のスロット５１ａの１番地から延出する第１巻線６１の切断端とを接合する。また、９１番のスロット５１ａの６番地から延出する第５巻線６５の切断端と、１番のスロット５１ａの３番地から延出する第３巻線６３の切断端とを接合する。また、１番のスロット５１ａの４番地から延出する第４巻線６４の切断端と、７番のスロット５１ａの１番地から延出する第２巻線６２の切断端とを接合する。また、１番のスロット５１ａの６番地から延出する第６巻線６６の切断端と、７番のスロット５１ａの３番地から延出する第４巻線６４の切断端とを接合する。さらに、９１番のスロット５１ａの２番地から延出する第１巻線６１の切断端と、１番のスロット５１ａの２番地から延出する第２巻線６２の切断端とを接合する。これにより、第１乃至第６巻線６１〜６６が直列に接続された６ターンの波巻き巻線（ａ相巻線５４ａ）が形成される。このａ相巻線５４ａは、１番のスロット５１ａの５番地から延出する第５巻線６５の切断端を中性点引出線（Ｎａ）とし、７番のスロット５１ａの５番地から延出する第６巻線６６の切断端を口出し線（Ｏａ）とする。
【００９１】
同様にして、導体線５５が巻装されるスロット５１ａを１スロットづつずらしてｄ相巻線５４ｄ、ｃ相巻線５４ｃ、ｆ相巻線５４ｆ、ｂ相巻線５４ｂおよびｅ相巻線５４ｅが形成される。
なお、ａ相巻線５４ａが１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装され、ｄ相巻線５４ｄが２番、８番・・・９２番のスロット群に巻装され、ｃ相巻線５４ｃが３番、９番・・・９３番のスロット群に巻装され、ｆ相巻線５４ｆが４番、１０番・・・９４番のスロット群に巻装され、ｂ相巻線５４ｂが５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装され、ｅ相巻線５４ｅが６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装されている。また、ｄ相巻線５４ｄ、ｅ相巻線５４ｅおよびｆ相巻線５４ｆは、ａ相巻線５４ａ、ｂ相巻線５４ｂおよびｃ相巻線５４ｃに対してそれぞれ電気角で３０度の位相差を有している。
【００９２】
ついで、図１８に示されるように、１番のスロット５１ａの５番地から延出するａ相巻線５４ａの中性点引出線（Ｎａ）と、１７番のスロット５１ａの５番地から延出するｂ相巻線５４ｂの中性点引出線（Ｎｂ）と、３３番のスロット５１ａの５番地から延出するｃ相巻線５４ｃの中性点引出線（Ｎｃ）とが、コイルエンド部の上部を引き回され、端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、中性点結線部８１を構成している。これにより、ａ相巻線５４ａ、ｂ相巻線５４ｂおよびｃ相巻線５４ｃがＹ結線されて三相交流巻線１６３Ａを構成している。なお、各端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００９３】
同様に、１４番のスロット５１ａの５番地から延出するｄ相巻線５４ｄの中性点引出線（Ｎｄ）と、３０番のスロット５１ａの５番地から延出するｅ相巻線５４ｅの中性点引出線（Ｎｅ）と、４６番のスロット５１ａの５番地から延出するｆ相巻線５４ｆの中性点引出線（Ｎｆ）とが、コイルエンド部の上部を引き回され、端部同士を突き合わされ、ＴＩＧ溶接により接合され、中性点結線部８１を構成している。これにより、ｄ相巻線５４ｄ、ｅ相巻線５４ｅおよびｆ相巻線５４ｆがＹ結線されて三相交流巻線１６３Ｂを構成している。なお、各端部は、矩形断面の長辺で構成される側面を互いに突き合わせて溶接されている。
【００９４】
この固定子５０Ｃは、図１６に示されるように、２つの三相交流巻線１６３Ａ、１６３Ｂからなる固定子巻線５４が固定子鉄心５１に巻装されて構成されている。そして、ａ相巻線５４ａの口出し線Ｏａとｄ相巻線５４ｄの口出し線Ｏｄとが近接して軸方向に延出している。また、ｂ相巻線５４ｂの口出し線Ｏｂとｅ相巻線５４ｅの口出し線Ｏｅとが近接して軸方向に延出している。さらに、ｃ相巻線５４ｃの口出し線Ｏｃとｆ相巻線５４ｆの口出し線Ｏｆとが近接して軸方向に延出している。
この固定子５０Ｃは、車両用交流発電機に搭載されて、口出し線Ｏａ、Ｏｄをまとめ、口出し線Ｏｂ、Ｏｅをまとめ、口出し線Ｏｃ、Ｏｆをまとめて、整流器１２Ｅに接続する。これにより、図２０に示されるように、２つの三相交流巻線１６３Ａ、１６３Ｂが並列に整流器１２Ｅに接続された電気回路を構成する。
【００９５】
ここで、整流器１２Ｅの構成について、図１９の（ａ）（ｂ）を参照しつつ説明する。
正極側冷却板１２１は、馬蹄形に形成され、３つのダイオード１２ａが主面上に周方向に所定間隔を持って配設されている。そして、放熱フィン１２１ａが背面（主面と逆側の面）に放射状に立設されている。また、負極側冷却板１２２は、馬蹄形に形成され、３つのダイオード１２ａがその主面上に周方向に所定間隔を持って配設されている。
サーキットボード１２３は、接続端子１２４ａ、１２４ｄ、１２４ｂ、１２４ｅ、１２４ｃ、１２４ｆ、接続端子１２４ａ、１２４ｄ間を連結する渡り導体１２５a-d、接続端子１２４ｂ、１２４ｅ間を連結する渡り導体１２５b-e、接続端子１２４ｃ、１２４ｆ間を連結する渡り導体１２５c-f、ダイオード連結用端子１２６等が樹脂によりインサート成形されて構成されている。なお、サーキットボード１２３は、ブラシホルダ１１が一体に形成されている。また、接続端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃが各端子１２６にインサート導体（図示せず）により接続されている。
【００９６】
そして、正極側および負極側冷却板１２１、１２２が、互いの主面をシャフト６と直交する平面上に位置するように同軸に配置され、サーキットボード１２３が正極側および負極側冷却板１２１、１２２の主面上に重なって配置されている。この時、正極側冷却板１２１の主面上に配設された各ダイオード１２ａは、負極側冷却板１２２の主面上に配設された各ダイオード１２ａと径方向に対向するようになっている。そして、径方向に対向する各対のダイオード１２ａの接続端子がそれぞれサーキットボード１２３の端子１２６に接続されて、図２０に示されるように３つのダイオードブリッジを構成している。
【００９７】
上述の接続端子１２４ａ、１２４ｄ、１２４ｂ、１２４ｅ、１２４ｃ、１２４ｆおよび渡り導体１２５a-d、１２５b-e、１２５c-fが各相間渡り部の接続部材に相当している。そして、接続端子１２４ａ、１２４ｄ、１２４ｂ、１２４ｅ、１２４ｃ、１２４ｆが口出し線Ｏａ、Ｏｄ、Ｏｂ、Ｏｅ、Ｏｃ、Ｏｆの引出位置に対応するように配置されているとともに、ダイオード１２ａと径方向に重ならないように周方向にずらされて配置されている。
【００９８】
そこで、リヤ側のコイルエンドから軸方向に真っ直ぐに引き出された口出し線Ｏａ、Ｏｄは、先端に取付穴を有するターミナル（図示せず）が取り付けられ、取付ねじ（図示せず）を該取付穴に通して接続端子１２４ａ、１２４ｄにそれぞれ締着固定される。また、リヤ側のコイルエンドから軸方向に真っ直ぐに引き出された口出し線Ｏｂ、Ｏｅは、先端に取付穴を有するターミナル（図示せず）が取り付けられ、取付ねじ（図示せず）を該取付穴に通して接続端子１２４ｂ、１２４ｅにそれぞれ締着固定される。さらに、リヤ側のコイルエンドから軸方向に真っ直ぐに引き出された口出し線Ｏｃ、Ｏｆは、先端に取付穴を有するターミナル（図示せず）が取り付けられ、取付ねじ（図示せず）を該取付穴に通して接続端子１２４ｃ、１２４ｆにそれぞれ締着固定される。これにより、三相交流巻線１６３Ａ、１６３Ｂが整流器１２Ｅに接続される。なお、ａ相巻線５４ａとｄ相巻線５４ｄとの相間渡り部は、口出し線Ｏａ、Ｏｄと接続端子１２４ａ、１２４ｄと渡り導体１２５a-dとから構成され、ｂ相巻線５４ｂとｅ相巻線５４ｅとの相間渡り部は、口出し線Ｏｂ、Ｏｅと接続端子１２４ｂ、１２４ｅと渡り導体１２５b-eとから構成され、ｃ相巻線５４ｃとｆ相巻線５４ｆとの相間渡り部は、口出し線Ｏｃ、Ｏｆと接続端子１２４ｃ、１２４ｆと渡り導体１２５c-fとから構成されている。
【００９９】
ここで、固定子巻線５４は図２１に示される巻線アッセンブリ５６を用いて構成することができる。
この巻線アッセンブリ５６は、１スロットピッチで平行に配列された１２本の導体線５５を、同時に同一平面上で雷状に折り畳んで作製される。
雷状に折り畳まれた各導体線５５は、図２２に示されるように、ターン部５５ｂで連結された直線状のスロット収納部５５ａが６スロットピッチ（６Ｐ）で配列された平面上パターンに折り曲げ成形されている。隣り合うスロット収納部５５ａが、ターン部５５ｂにより、導体線５５の幅（ｗ）分ずらされている。
巻線アッセンブリ５６は、このように折り曲げ成形された２本の導体線５５を図２３に示されるように６スロットピッチずらしてスロット収納部５５ａを重ねられて配列された導体線５５の対が、１スロットピッチづつずらして６対配列されて構成されている。
このように構成された巻線アッセンブリ５６が３層に重ねられて固定子鉄心５１に装着される。各導体線５５は６スロット数毎にスロット５１ａ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、図１７における第１乃至第６巻線６１〜６６を構成する。そして、図１７に示される結線方法に基づいて結線され、第１乃至第６巻線６１〜６６を直列に接続してなる６ターンの波巻き巻線からなるａ相巻線５４ａ、ｂ相巻線５４ｂ、ｃ相巻線５４ｃ、ｄ相巻線５４ｄ、ｅ相巻線５４ｅ、ｆ相巻線５４ｆが構成される。さらに、図１８に示される結線方法に基づいて結線されて作製され、固定子巻線５４が構成される。
【０１００】
このように作製された固定子５０Ｃは、固定子巻線５４の各相間渡り部が径方向に重なることなく周方向に分散して配置されている。また、固定子巻線５４の出力を１つの整流器１２Ｅで整流することができる。従って、この実施の形態５においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【０１０１】
また、この実施の形態５によれば、各相間渡り部の接続端子１２４ａ、１２４ｄ、１２４ｂ、１２４ｅ、１２４ｃ、１２４ｆが口出し線Ｏａ、Ｏｄ、Ｏｂ、Ｏｅ、Ｏｃ、Ｏｆの引出位置に対応するように整流器１２Ｅに形成されているので、固定子巻線５４のコイルエンド部の上部の通風抵抗が小さくなり、冷却風の風量が多くなる。これにより、固定子巻線５４の冷却性が向上される。また、各相間渡り部を形成するために口出し線Ｏａ、Ｏｄ、Ｏｂ、Ｏｅ、Ｏｃ、Ｏｆを構成する導体線５５を曲げ成形する必要がなく、固定子の組み付け性が向上される。さらに、２つの三相交流巻線１６３Ａ、１６３Ｂを別々の整流器で整流する仕様にも簡易に対応することができる。
また、接続端子１２４ａ、１２４ｄ、１２４ｂ、１２４ｅ、１２４ｃ、１２４ｆが整流器１２Ｅのダイオード１２ａと径方向に重ならないように周方向にずらされているので、ダイオード１２ａの熱が冷却風を介して接続端子１２４ａ、１２４ｄ、１２４ｂ、１２４ｅ、１２４ｃ、１２４ｆに伝達されにくく、固定子巻線５４の温度上昇が抑えられる。
【０１０２】
また、固定子巻線５４が巻線アッセンブリ５６で構成されているので、固定子鉄心５１の両端側で、同一形状に形成されたターン部５５ｂ（コイルエンド部）が径方向および周方向に互いに離間して、径方向に１列に重なって、１スロットピッチで周方向に３列となって整然と配列されて、整列状態のフロント側およびリヤ側のコイルエンド５４ｆ、５４ｒを構成している。従って、固定子巻線５４が整列巻線となり、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
また、固定子巻線５４が連続線の導体線５５で作製されているので、短尺の導体セグメントを用いる上記実施の形態２に比べて、接合箇所が著しく削減され、電気絶縁性が著しく向上されるとともに、固定子の冷却性も向上する。
【０１０３】
なお、上記実施の形態２〜５では、矩形断面の導体線を用いて作製した固定子巻線について説明しているが、円形断面の導体線を用いて作製した固定子巻線を用いても、同様の効果を奏する。この場合、冷却風がスムーズに流れるので、相間渡り部の冷却性が向上される。さらに、導体線同士の接触に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、電気絶縁性が向上される。
【０１０４】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１０５】
この発明によれば、スロットが毎極毎相当たり２の割合で設けられた環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線とを有する固定子を備えた車両用交流発電機において、上記固定子巻線は、巻装される上記スロットを１スロットづつずらして６スロット毎の上記スロットに巻装された６つの相巻線を備え、６つの上記相巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線同士をそれぞれ相間渡り部により接続され、上記相間渡り部が、上記固定子巻線のコイルエンドから軸方向に離間して、かつ、互いに径方向に重ならないように周方向にずれて配列されており、上記相間渡り部が、上記相巻線から軸方向に引き出された導体線と、上記コイルエンドから軸方向に離間した位置で該導体線を接続する接続部材とから構成されているので、固定子の冷却性および電気絶縁性が向上され、かつ、風騒音が低減され、導体線を曲げてコイルエンドに沿って周方向に延在させる導体線の成形作業が不要となる車両用交流発電機が得られる。
【０１０６】
また、上記固定子巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続してなる３つの接続巻線がＹ結線されて１つの三相交流巻線に構成されているので、中性点Ｎの出力を取り出して高出力を実現できる。
【０１０７】
また、上記固定子巻線は、電気角で１２０度の位相差をもつ３つづつの上記相巻線同士をそれぞれＹ結線してなる第１および第２の三相交流巻線に構成され、上記第１および第２の三相交流巻線が、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続して並列に構成されているので、固定子巻線の出力を単一の整流器で整流する仕様から固定子巻線の出力を２つの整流器で整流する仕様に簡易に対応することができる。
【０１０８】
また、上記固定子巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線を上記相間渡り部により接続してなる３つの接続巻線がΔ結線されて１つの三相交流巻線に構成されているので、中性点の接続が不要となり、コイルエンドが簡略化され、電気絶縁性が向上される。
【０１１１】
また、上記接続部材が、径方向に関してダイオードと重ならないように整流器に一体に形成されているので、ダイオードの熱が冷却風を介して接続部材に伝達されず、固定子の温度上昇が抑えられる。
【０１１４】
また、上記三相交流巻線を構成する中性点が上記相巻線から引き出された導体線の端部同士を溶接してなる接合部で構成され、該接合部が上記コイルエンド上の冷却風通風路に位置しているので、発熱部である接合部が冷却風に曝され、固定子の温度上昇が抑えられる。
【０１１５】
また、上記接合部は、ＴＩＧ溶接により形成されているので、接合部の接合強度が大きくなる。
【０１１６】
また、スロットが毎極毎相当たり２の割合で設けられた環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線とを有する固定子を備えた車両用交流発電機において、上記固定子巻線は、巻装される上記スロットを１スロットづつずらして６スロット毎の上記スロットに巻装された６つの相巻線を備え、６つの上記相巻線は、電気角で３０度の位相差をもつ２つづつの上記相巻線同士をそれぞれ相間渡り部により接続され、上記相間渡り部が、上記固定子巻線のコイルエンドから軸方向に離間して、かつ、互いに径方向に重ならないように周方向にずれて配列されており、上記相間渡り部が、周方向に略均等に分散されて配置されているので、固定子の冷却性および電気絶縁性が向上され、かつ、風騒音が低減され、冷却風の通風バランスが優れ、固定子の温度上昇が抑えられる車両用交流発電機が得られる。
【０１１７】
また、上記固定子のコイルエンドが、上記相巻線のコイルエンド部を周方向に一様に配列してなる整列状態に構成されているので、コイルエンドが効率的に冷却され、固定子の温度上昇が抑えられる。
【０１１８】
また、上記相巻線が、多数本の短尺の導体セグメントを連結して構成されているので、整列状態のコイルエンドを簡易に構成できる。
【０１１９】
また、上記相巻線が、それぞれ１本の連続導体線を６スロット毎の上記スロット内に内層と外層とを交互に採るように巻装された複数の波巻き巻線で構成されているので、コイルエンドにおける接合箇所が著しく少なくなり、コイルエンドの冷却効率が向上される。
【０１２０】
また、上記相巻線が、断面円形を有する導体線で構成されているので、冷却風がスムーズに流れ、固定子の温度上昇を抑えることができるとともに、導体線同士の接触による絶縁被膜の損傷が抑えられ、電気絶縁性が向上される。
【０１２１】
また、上記相巻線が、巻線端で径方向に隣接する導体線同士を接続し、並列接続されているので、相巻線のターン数を簡易に半分にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【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の固定子における固定子巻線の結線方法を説明する模式図である。
【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電気回路を示す回路図である。
【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実施態様の電気回路を示す回路図である。
【図６】  この発明の実施の形態２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７】  この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子巻線を構成する１相分の巻線の巻装状態を説明するリヤ側端面図である。
【図８】  この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子巻線における１相分の巻線の構造を説明する要部斜視図である。
【図９】  この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子巻線における１相分の巻線の構造を説明する要部斜視図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の結線状態を説明するリヤ側端面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態３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１２】  この発明の実施の形態４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１３】  この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子巻線を構成する１相分の巻線の巻装状態を説明するリヤ側端面図である。
【図１４】  この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の結線状態を説明するリヤ側端面図である。
【図１５】  この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機における電気回路を示す回路図である。
【図１６】  この発明の実施の形態５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１７】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子巻線を構成する１相分の巻線の巻装状態を説明するリヤ側端面図である。
【図１８】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の結線状態を説明するリヤ側端面図である。
【図１９】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の相間渡り部が構成された整流器を示す斜視図である。
【図２０】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機における電気回路を示す回路図である。
【図２１】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子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側面図である。
【図２２】  図２１に示される巻線アッセンブリを構成する導体線の要部を説明する斜視図である。
【図２３】  図２１に示される巻線アッセンブリを構成する導体線の配列を説明する斜視図である。
【図２４】  従来の車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【図２５】  従来の車両用交流発電機に適用される固定子を示す斜視図である。
【図２６】  従来の車両用交流発電機における電気回路を示す回路図である。
【図２７】  従来の車両用交流発電機の固定子に適用される固定子巻線を構成する星形巻線ユニットの製造方法を説明する図である。
【図２８】  従来の車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の結線方法を説明する模式図である。
【図２９】  従来の他の車両用交流発電機における電気回路を示す回路図である。
【図３０】  従来の他の車両用交流発電機の固定子における固定子巻線の結線方法を説明する模式図である。
【図３１】  従来の他の車両用交流発電機の固定子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１２、１２Ｄ、１２Ｅ  整流器、１２ａ  ダイオード、１５、５１  固定子鉄心、１５ａ、５１ａ  スロット、３２  導体線、４０、５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０ｃ  固定子、４１、５２、５２Ａ、５３、５４  固定子巻線、４２ａ、５３ａ、５４ａ  ａ相巻線、４２ｂ、５３ｂ、５４ｂ  ｂ相巻線、４２ｃ、５３ｃ、５４ｃ  ｃ相巻線、４２ｄ、５３ｄ、５４ｄ  ｄ相巻線、４２ｅ、５３ｅ、５４ｅ  ｅ相巻線、４２ｆ、５３ｆ、５４ｆ  ｆ相巻線、４４  導体線、４５  大導体セグメント、４６  小導体セグメント、５５  導体線、８０a-d、８０b-e、８０c-f  相間渡り部、８１  中性点結線部、１６１  三相交流巻線。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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