(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットがプレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層一体化して構成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子鉄心は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁性鋼板を積層して構成された第１および第２分割鉄心が、プレス打ち抜き方向を対向させて積層一体化されて構成され、
上記固定子鉄心の軸方向両端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記固定子鉄心の軸方向内方に向けて配置されていることを特徴とする車両用交流発電機の固定子。
【請求項２】
上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記第１および第２分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を螺旋状に巻回して構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機の固定子。
【請求項３】
上記磁性鋼板は、円環状に成形され、上記第１および第２分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を所定枚積層して構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機の固定子。
【請求項４】
複数のスロットがプレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層一体化して構成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記固定子鉄心は、少なくとも２条の上記磁性鋼板を、両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成され、
上記固定子鉄心の軸方向両端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記固定子鉄心の軸方向内方に向けて配置されていることを特徴とする車両用交流発電機の固定子。
【請求項５】
複数のスロットが形成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子鉄心は、プレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層して形成された円筒状の積層体と、上記磁性鋼板より厚い板厚の磁性材料をプレス打ち抜きにより円環平板状に形成され、上記積層体の軸方向の一端側に積層された端板とから構成され、
上記磁性鋼板は、帯状に成形され、
上記積層体は、少なくとも２条の上記磁性鋼板を、両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成され、
上記積層体の軸方向の他端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記積層体の軸方向内方に向けて配置され、
上記端板は、一端面側のスロット外周縁部がアール形状に形成され、その他端面を上記積層体の軸方向の一端面に対向させて配置されていることを特徴とする車両用交流発電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用交流発電機の固定子に関し、特にプレス成形された磁性鋼板を積層してなる固定子鉄心の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は例えば特開２００１−１１２１９７号公報に記載された従来の車両用交流発電機の固定子において第１シートによって積層体を成形する工程を説明する平面図、図２１は図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ矢視断面図、図２２は従来の車両用交流発電機の固定子における第２シートを示す平面図、図２３は図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ矢視断面図、図２４は従来の車両用交流発電機の固定子における導体セグメントを固定子鉄心に挿入する工程を示す分解斜視図、図２５は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装着状態を説明する要部断面図である。
【０００３】
従来の固定子１は、スロット３が内周側に開口するように、かつ、周方向に所定ピッチで形成された円筒状の固定子鉄心２と、固定子鉄心２のスロット３に巻装された固定子巻線４と、各スロット３内に装着されたインシュレータ５とから構成されている。
【０００４】
固定子鉄心２は、第１シート６により構成された積層体７と、積層体７の軸方向の両端に配置された第２シート８とを有している。
積層体７は、図２０に示されるように、プレス型を用いて磁性材料からなる帯状薄板に凹部６ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された第１シート６が所定回数だけ螺旋状に巻き取られて円筒状に形成される。この時、凹部６ａは積層体７の軸方向に重なってスロット３ａを構成している。積層体７は、第１シート６がプレス打ち抜き方向を一致させて積層されており、図２１に示されるように、スロット３ａの内壁面には、プレス打ち抜き方向に延びるカエリ（バリ）６ｂが各第１シート６に残されている。
【０００５】
第２シート８は、図２２に示されるように、プレス型を用いて第１シート６より厚い板厚の磁性材料からなる平板を打ち抜いて円環状に形成されている。この時、スロット３ａに対応するスロット３ｂが同時にプレス形成される。ついで、面取り部８ａが、図２３に示されるように、第２シート８の一方の端面側でスロット３ｂの縁部に形成される。なお、第２シート８は積層体７と同径に形成されている。
そして、第２シート８が、積層体７の両端面に、スロット３ａとスロット３ｂとの位置が一致するように、かつ、面取り部８ａが積層体７に対して反対側に向くようにして配置され、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接を行い、固定子鉄心２を作製している。なお、スロット３ａ、３ｂが軸方向に連なってスロット３を構成している。
【０００６】
固定子巻線４は、図２４および図２５に示されるように、複数の導体セグメント９を用い、これらの導体セグメント９の端部を溶接等の接合方法により接合して構成されている。導体セグメント９は、絶縁被膜を有する短尺な銅線をＵ字状に折り曲げて作製されている。ここでは、大小２つの導体セグメント９ａ、９ｂを基本ユニットとして、これらを複数用いている。導体セグメント９は、インシュレータ５に包まれて、スロット３の内壁面との間にインシュレータ５を巻装して、スロット３内に収納されている。このインシュレータ５は、導体セグメント９の銅線に被覆された絶縁被膜とともに、導体セグメント９と固定子鉄心２との間の絶縁性を確保している。
【０００７】
導体セグメント９およびインシュレータ５は、第１シート６のプレス打ち抜き方向と一致する方向に、即ち図２５の上方から下方に向かって固定子鉄心２のスロット３に挿入される。そして、固定子鉄心２のスロット３から延出する導体セグメント９の端部が図２５中矢印で示されるように曲げられ、所定ピッチ離れた他の導体セグメント９の端部に接合され、固定子巻線４を作製している。
【０００８】
このように構成された従来の固定子１では、固定子鉄心２の軸方向の両端面におけるスロット３の開口縁部が第２シート８の面取り部８ａにより構成され、プレス打ち抜きによるカエリ６ｂはスロット３内にのみ存在している。そこで、導体セグメント９の挿入時、また導体セグメント９の端部側の折り曲げ時や接合時、さらには導体セグメント９の接合後の固定子巻線４のコイルエンド整形時において、カエリ６ｂが導体セグメント９の絶縁被膜を損傷させることが回避され、絶縁性が向上される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用交流発電機の固定子においては、以上述べたように、凹部６ａ（スロット３ａ）がプレス抜き打ちにより形成された帯状の第１シート６を螺旋状に所定回数巻回して円筒状の積層体７を作製し、さらにスロット３ｂがプレス打ち抜きにより形成された厚板の円環状の第２シート８を積層体７の両端に配置し、積層体７と第２シート８とを溶接により一体化して固定子鉄心２を作製しているので、下記の不具合があり、低コスト化が図られないという課題があった。
第１に、板厚および打ち抜き形状の異なる第１シート６と第２シート８とを用いているので、２種類の磁性材料および２種類のプレス型が必要となり、材料、製造工程、さらには設備が増大してしまう。
第２に、第２シート８を積層体７の両端に配置しているので、２枚の第２シート８が必要となり、材料および製造工程が増大してしまう。
【００１０】
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、１種類の磁性材料を１種類のプレス型を用いてプレス成形した磁性鋼板を積層し、かつ、両端の磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて固定子鉄心を構成するようにし、絶縁性を確保しつつ、材料、製造工程、さらには設備の増加を抑え、低コスト化を実現できる車両用交流発電機の固定子を得ることを目的とする。
また、磁性材料をプレス成形した磁性鋼板を積層してなる積層体の一端にのみ端板を配置し、積層体の他端の磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向け、さらに端板のスロット外周縁部をアール形状に形成して、絶縁性を確保しつつ、材料および製造工程の増加を抑え、低コスト化を実現できる車両用交流発電機の固定子を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数のスロットがプレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層一体化して構成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子鉄心は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁性鋼板を積層して構成された第１および第２分割鉄心が、プレス打ち抜き方向を対向させて積層一体化されて構成され、
上記固定子鉄心の軸方向両端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記固定子鉄心の軸方向内方に向けて配置されているものである。
【００１３】
また、上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記第１および第２分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を螺旋状に巻回して構成されているものである。
【００１４】
また、上記磁性鋼板は、円環状に成形され、上記第１および第２分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を所定枚積層して構成されているものである。
【００１５】
また、複数のスロットがプレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層一体化して構成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記固定子鉄心は、少なくとも２条の上記磁性鋼板を、両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成され、
上記固定子鉄心の軸方向両端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記固定子鉄心の軸方向内方に向けて配置されているものである。
【００１９】
また、複数のスロットが形成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子鉄心は、プレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層して形成された円筒状の積層体と、上記磁性鋼板より厚い板厚の磁性材料をプレス打ち抜きにより円環平板状に形成され、上記積層体の軸方向の一端側に積層された端板とから構成され、
上記磁性鋼板は、帯状に成形され、
上記積層体は、少なくとも２条の上記磁性鋼板を、両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成され、
上記積層体の軸方向の他端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記積層体の軸方向内方に向けて配置され、
上記端板は、一端面側のスロット外周縁部がアール形状に形成され、その他端面を上記積層体の軸方向の一端面に対向させて配置されているものである。
【００２３】
【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の固定子を示す斜視図、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に適用される固定子鉄心を示す斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、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の固定子に適用される固定子鉄心の製造方法を説明する斜視図である。
【００２４】
図１において、固定子１０は、スロット１２が内周側に開口するように、かつ、周方向に所定ピッチで形成された円筒状の固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１のスロット１２に巻装された固定子巻線１３とから構成されている。
【００２５】
固定子鉄心１１は、第１分割鉄心１５Ａと第２分割鉄心１５Ｂとを積層一体化して構成されている。
第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂのそれぞれは、図４に示されるように、プレス型を用いて磁性材料からなる板厚０．３ｍｍの帯状薄板に凹部１４ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された１条の磁性鋼板１４が所定回数だけ螺旋状に巻き取られて円筒状に形成される。この時、凹部１４ａは第１分割鉄心１５Ａ、１５Ｂの軸方向に重なってスロット１５ａを構成している。なお、第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ、１条の磁性鋼板１４がプレス打ち抜き方向を一致させて積層されている。
【００２６】
そして、第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂが、プレス打ち抜き方向を対向させ、かつ、スロット１５ａの位置を一致させて積層され、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行い、図２に示されるように、固定子鉄心１１を作製している。なお、スロット１５ａが軸方向に連なってスロット１２を構成している。
この固定子鉄心１１のスロット１２の内壁面には、図３に示されるように、プレス打ち抜き方向に延びるカエリ（バリ）１４ｂが磁性鋼板１４に残されている。そして、固定子鉄心１１の軸方向の両端に位置する磁性鋼板１４においては、カエリ１４ｂが軸方向の内方に延びている。即ち、固定子鉄心１１の両端面におけるスロット１２の開口縁部はダレ面（反カエリ側）となっており、カエリ１４ｂは固定子鉄心１１の両端面から外方に延出していない。
なお、例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂の粉状体が固定子鉄心１１に静電塗装され、ついで加熱溶融される。これにより、絶縁性樹脂が固定子鉄心１１の全面に被覆形成される。
【００２７】
固定子巻線１３は、図１に示されるように、絶縁被覆された銅線からなる１本の導体線１７を３スロット毎のスロット１２に波巻きに巻装してなる巻線１８が、巻装されるスロット１２を１スロットづつずらして３つ装着されて作製されている。各巻線１８は、１本の導体線１７を環状に所定回数巻回して環状ユニットを作製し、この環状ユニットを星形に整形して星形ユニットを作製し、この星形ユニットを固定子鉄心１１のスロット１２に装着して形成される。
【００２８】
このように構成された固定子１０では、固定子鉄心１１の両端面におけるスロット１２の開口縁部がプレス打ち抜きによるダレ面により構成され、プレス打ち抜きによるカエリ１４ｂはスロット１２内にのみ存在している。そこで、固定子巻線１３の装着時および固定子巻線１３のコイルエンド整形時において、導体線１７の絶縁被膜がカエリ１４ｂにより損傷されることが回避され、絶縁性が向上される。
【００２９】
また、固定子鉄心１１が帯状の磁性材料をプレス成形して形成された１条の磁性鋼板１４を螺旋状に巻回して構成された第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂを積層一体化して作製されているので、板厚の異なる磁性材料を用意する必要がなく、１種類のプレス型で磁性鋼板１４をプレス成形でき、さらに汎用の巻き鉄心製造機を用いることができる。そこで、材料、製造工程および設備の増加が抑えられ、低コスト化が図られる。
【００３０】
また、第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂはプレス成形された帯状の磁性鋼板１４を螺旋状に巻回されて、即ち磁性鋼板１４のプレス打ち抜き方向を一致させて螺旋状に巻回されて作製されている。そして、固定子鉄心１１は、プレス打ち抜き方向を対向させて第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂを積層一体化して作製されている。そこで、第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂは、プレス打ち抜きにより発生するカエリ１４ｂ同士の干渉がなく、高寸法精度に作製できる。従って、固定子鉄心１１は、カエリ１４ｂ同士の干渉部が第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂの突き合わせ面のみとなり、寸法誤差を抑えることができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態１では、固定子鉄心１１が２つの分割鉄心により構成されているものとしているが、分割鉄心の個数は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
また、上記実施の形態１では、１条の磁性鋼板１４を螺旋状に巻回して第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂを作製するものとしているが、複数条の磁性鋼板１４をプレス打ち抜き方向を一致させて重ね合わせて螺旋状に巻回してもよい。この場合、巻回数が大幅に削減され、第１および第２分割鉄心の製造時間が短縮される。
また、上記実施の形態１では、インシュレータが各スロット１２に装着されていないが、インシュレータを各スロット１２に装着してもよいことはいうまでもないことである。
【００３２】
実施の形態２．
この実施の形態２では、図５に示されるように、第１および第２分割鉄心２１Ａ、２１Ｂを積層し、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行い、固定子鉄心２０を作製している。
これらの第１および第２分割鉄心２１Ａ、２１Ｂは、プレス型を用い磁性材料からなる板厚０．３ｍｍの平板状薄板を円環状に打ち抜いて形成された磁性鋼板２２がプレス打ち抜き方向を一致させて所定枚積層されて構成されている。この磁性鋼板２２は、図６に示されるように、凹部２２ａが周方向に所定ピッチで形成されている。そして、凹部２２ａが第１および第２分割鉄心２１Ａ、２１Ｂの軸方向に重なってスロット２０ａを構成している。
このように作製された第１および第２分割鉄心２１Ａ、２１Ｂをプレス打ち抜き方向を対向させて積層一体化して固定子鉄心２０が作製されている。
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。
【００３３】
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。
【００３４】
実施の形態３．
図７は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の要部を示す斜視図、図８は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に適用される固定子鉄心を示す斜視図、図９は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に適用される固定子鉄心の製造方法を説明する斜視図、図１０は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に適用される固定子巻線の製造方法を説明する工程断面図である。
【００３５】
図７において、固定子２５は、スロット２７が複数形成された円筒状の固定子鉄心２６と、固定子鉄心２６のスロット２７に巻装された固定子巻線２８とから構成されている。
【００３６】
固定子鉄心２６は、図８に示されるように、スロット２７が内周側に開口するように、かつ、周方向に所定ピッチで形成されている。この固定子鉄心２６は、図９に示されるように、プレス型を用いて磁性材料からなる板厚０．３ｍｍの帯状薄板に凹部２９ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された２条の磁性鋼板２９が、プレス打ち抜き方向を対向させて重ね合わされ、所定回数だけ螺旋状に巻き取られ、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行って作製されている。この時、凹部２９ａは固定子鉄心２６の軸方向に重なってスロット２７を構成している。
なお、例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂の粉状体が固定子鉄心２６に静電塗装され、ついで加熱溶融される。これにより、絶縁性樹脂が固定子鉄心２６の全面に被覆形成される。
【００３７】
固定子巻線２８は、複数の導体セグメント３０を用い、これらの導体セグメント３０の端部を溶接等の接合方法により接合して構成されている。導体セグメント３０は、絶縁被膜を有する短尺な銅線をＵ字状に折り曲げて作製されている。
導体セグメント３０は、図１０の（ａ）に示されるように、固定子鉄心２６の３スロット離れたスロット２７の対に、２本づつ挿入される。そして、固定子鉄心２６のスロット２７から延出する各導体セグメント３０の端部が図１０の（ａ）中矢印で示されるように外開き状に曲げられる。そして、図１０の（ｂ）に示されるように、３スロット離れた導体セグメント３０の端部同士が接合され、波巻きに巻回された１相分の巻線を作製している。
このように作製された１相分の巻線が、巻装されるスロット２７を１スロットづつずらして３相分巻装され、固定子巻線２８を構成している。
【００３８】
このように構成された固定子２５においては、固定子鉄心２６が、プレス打ち抜き方向を対向させて重ね合わされた２条の磁性鋼板２９を所定回数だけ螺旋状に巻回して作製されている。これにより、固定子鉄心２６のスロット２７の内壁面には、プレス打ち抜き方向に延びるカエリ（バリ）が磁性鋼板２９に残されている。そして、固定子鉄心２６の軸方向の両端に位置する磁性鋼板２９においては、カエリが軸方向の内方に延びている。即ち、固定子鉄心２６の両端面におけるスロット２７の開口縁部はダレ面（反カエリ側）となっており、カエリは固定子鉄心２６の両端面から外方に延出していない。
そこで、固定子巻線２８の装着時および固定子巻線２８のコイルエンド整形時において、導体セグメント３０の絶縁被膜がカエリにより損傷されることが回避され、絶縁性が向上される。
【００３９】
また、固定子鉄心２６が帯状の磁性材料をプレス成形して形成された２条の磁性鋼板２９を螺旋状に巻回して作製されているので、板厚の異なる磁性材料を用意する必要がなく、１種類のプレス型で磁性鋼板２９をプレス成形でき、さらに汎用の巻き鉄心製造機を用いることができる。そこで、材料、製造工程および設備の増加が抑えられ、低コスト化が図られる。また、上記実施の形態１、２のように２つの分割鉄心を作製する必要がなく、巻き鉄心工程のみで固定子鉄心を作製でき、製造工程が簡略化される。
また、固定子巻線２８が短尺な導体セグメント３０を接合して作製されているので、コイルエンドの整列化、高密度化が図られ、小型高出力化を実現できる固定子が得られる。
【００４０】
なお、上記実施の形態３では、プレス打ち抜き方向を対向させて重ね合わされた２条の磁性鋼板２９を螺旋状に巻回するものとしているが、螺旋状に巻回される磁性鋼板２９は２条に限定されるものではなく、３条以上の磁性鋼板２９を重ね合わせて螺旋状に巻回してもよい。この場合、両側の磁性鋼板２９のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね合わせればよい。
【００４１】
実施の形態４．
図１１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適用される固定子鉄心を示す斜視図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である。
図１１において、固定子鉄心３３は、プレス型を用いて磁性材料からなる板厚０．３ｍｍの帯状薄板に凹部１４ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された１条の磁性鋼板１４がプレス打ち抜き方向を一致させて所定回数だけ螺旋状に巻き取られ、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行って作製された積層体３４と、プレス型を用い板厚１．０ｍｍの磁性材料に凹部３５ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された円環状の端板３５とを有している。そして、固定子鉄心３３は、端板３５を積層体３４の一端側に配置し、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行って作製されている。さらに、凹部１４ａ、３５ａが軸方向に重なって固定子鉄心３３のスロット３３ａを構成している。
【００４２】
ここで、積層体３４は、磁性鋼板１４の巻回数が異なる点を除いて、上記実施の形態１における第１および第２分割鉄心１５Ａ、１５Ｂと同様に構成されている。そして、磁性鋼板１４は、プレス打ち抜き方向が積層体３４の一端側に向くように積層されている。また、端板３５は、磁性材料の厚みが異なる点、および、一端面側の凹部３５ａの外周縁部３５ｂが面取りあるいは面打ちにより０．５ｍｍのアール形状に形成されている点を除いて、上記実施の形態２における磁性鋼板２２と同様に構成されている。そして、端板３５は、他端面を積層体３４の一端面に対向するように積層体３４の一端に積層されている。
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。
【００４３】
このように構成された固定子鉄心３３のスロット３３ａの内壁面には、図１２に示されるように、プレス打ち抜き方向に延びるカエリ（バリ）１４ｂが磁性鋼板１４に残されている。そして、固定子鉄心３３の軸方向の他端に位置する磁性鋼板１４においては、カエリ１４ｂが軸方向の内方に延びている。即ち、固定子鉄心３３の他端面におけるスロット３３ａの開口縁部はダレ面（反カエリ側）となっており、カエリは固定子鉄心３３の他端面から外方に延出していない。一方、固定子鉄心３３の一端面におけるスロット３３ａの開口縁部は端板３５の凹部３５ａのアール形状の外周縁部３５ｂで構成されている。
そこで、固定子巻線１３の装着時および固定子巻線１３のコイルエンド整形時において、導体線１７の絶縁被膜がカエリ１４ｂにより損傷されることが回避され、絶縁性が向上される。
また、端板３５が積層体３４の一端側にのみ配置されているので、端板３５が１つですみ、２枚の端板８を必要とする従来の固定子１に比べて、安価に作製できる。
また、１条の磁性鋼板１４を螺旋状に巻回して積層体３４を作製しているので、汎用の巻き鉄心製造機を用いて積層体３４を簡易に作製できる。
さらに、磁性材料から帯状の磁性鋼板１４をプレス成形しているので、環状の磁性鋼板をプレス成形する場合に比べて、磁性材料の無駄が少なく、磁性材料を効率的に利用できる。
【００４４】
実施の形態５．
この実施の形態５では、図１３に示されるように、２条の磁性鋼板１４をプレス打ち抜き方向を一致させて重ね合わせて螺旋状に巻回して積層体３６を作製するものとしている。
なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。
【００４５】
このように構成された実施の形態５による固定子鉄心３３Ａにおいても、他端面におけるスロット３３ａの開口縁部はダレ面（反カエリ側）となっており、一端面におけるスロット３３ａの開口縁部は端板３５の凹部３５ａのアール形状の外周縁部３５ｂで構成されている。
従って、この実施の形態５においても、上記実施の形態４と同様の効果を奏する。
また、磁性鋼板１４の巻回数を削減できるので、積層体３６の製造時間を短縮できる。
【００４６】
実施の形態６．
この実施の形態６では、図１４に示されるように、プレス型を用いて磁性材料からなる板厚０．３ｍｍの帯状薄板に凹部２２ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された円環状の磁性鋼板２２がプレス打ち抜き方向を一致させて所定枚数積層され、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行って作製された積層体３７と、プレス型を用い板厚１．０ｍｍの磁性材料に凹部３５ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された円環状の端板３５とを有している。そして、固定子鉄心３３Ｂは、端板３５を積層体３７の一端側に配置し、これらの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行って作製されている。さらに、凹部２２ａ、３５ａが軸方向に重なって固定子鉄心３３Ｂのスロット３３ａを構成している。
【００４７】
ここで、積層体３７は、磁性鋼板２２の積層枚数が異なる点を除いて、上記実施の形態２における第１および第２分割鉄心２１Ａ、２１Ｂと同様に構成されている。そして、磁性鋼板２２は、プレス打ち抜き方向が積層体３７の一端側に向くように積層されている。また、端板３５は、磁性材料の厚みが異なる点、および、一端面側の凹部３５ａの外周縁部３５ｂが面取りあるいは面打ちにより０．５ｍｍのアール形状に形成されている点を除いて、上記実施の形態２における磁性鋼板２２と同様に構成されている。そして、端板３５は、他端面を積層体３７の一端面に対向するように積層体３７の一端に積層されている。
なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００４８】
このように構成された実施の形態６による固定子鉄心３３Ｂにおいても、一端面におけるスロット３３ａの開口縁部はダレ面（反カエリ側）となっており、他端面におけるスロット３３ａの開口縁部は端板３５の凹部３５ａのアール形状の外周縁部３５ｂで構成されている。
従って、この実施の形態６においても、上記実施の形態４と同様の効果を奏する。
さらに、固定子鉄心３３Ｂは、円環状の磁性鋼板２２と、円環状の端板３５とから構成されているので、プレス型が１種類ですみ、その分低コスト化が図られる。
【００４９】
実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子を示す斜視図、図１６はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図、図１７はこの発明の実施の形態７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、図１８は図１７に示される巻線アッセンブリの構造を説明する斜視図、図１９はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程断面図である。
【００５０】
図１５において、固定子４０は、スロット４２が内周側に開口するように、かつ、周方向に所定ピッチで形成された円筒状の固定子鉄心４１と、固定子鉄心４１のスロット４２に巻装された固定子巻線４３と、各スロット４２に装着されたインシュレータ４４とから構成されている。
【００５１】
固定子鉄心４１は、直方体の積層鉄心４５を環状に曲げ、積層鉄心４５の両端面を突き合わせて、該突き合わせ部をレーザ溶接等の接合手段により接合されて作製されている。積層鉄心４５は、図１６に示されるように、プレス型を用いて板厚０．５ｍｍの磁性材料からなる長尺の薄板に凹部４６ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された長尺の磁性鋼板４６がプレス打ち抜き方向を一致させて所定枚数だけ積層され、その外周面を積層方向の一端側から他端側にわたって数条のレーザ溶接（溶接部１６）を行って作製された第１および第２分割積層鉄心４５Ａ、４５Ｂから構成されている。そして、積層鉄心４５は、第１および第２分割積層鉄心４５Ａ、４５Ｂをプレス打ち抜き方向を対向させて重ね、その外周面を積層方向の一端側から他端側にわたって数条のレーザ溶接を行って作製されている。なお、凹部４６ａが磁性鋼板４６の積層方向に重なって積層鉄心４５のスロット４５ａを構成している。さらに、例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂の粉状体が積層鉄心４５に静電塗装され、ついで加熱溶融される。これにより、絶縁性樹脂が積層鉄心４５の全面に被覆形成される。
【００５２】
固定子巻線４３は、絶縁被覆された銅線からなる１２本の導体線４７を同時に折り畳んで作製された巻線アッセンブリ４８を固定子鉄心４１のスロット４２に径方向に３層に重ねて装着して構成されている。ここでは、固定子鉄心４１は例えば磁極数が１６極の回転子を有する車両用交流発電機に適用されるもので、９６個のスロット４２が形成されている。即ち、スロット４２が毎極毎相あたり２個の割合で形成されている。
【００５３】
この巻線アッセンブリ４８は、図１７の紙面と直交する方向（巻線アッセンブリ４８の幅方向に相当）に重なった一対の直線部としてのスロット収納部４９が１スロットピッチで９６対配列され、各対のスロット収納部４９の幅方向一側のスロット収納部４９が６スロット離れた各対のスロット収納部４９の幅方向他側のスロット収納部４９に連結部５０により連結されて、構成されている。つまり、図１８に示されるように、スロット収納部４９が連結部５０により連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合うスロット収納部４９が連結部５０により幅方向の両側に導体線４７の幅（ｗ）分交互にずらされたパターンに形成された２本の導体線４７が、互いに６スロットピッチずらしてスロット収納部４９を重ねて配列して対をなしている。このように構成された導体線４７の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて巻線アッセンブリ４８を構成している。
なお、スロット収納部４９の対数は固定子鉄心４１のスロット４２の総数に等しく、導体線４７の対数は、導体線４７の配列スロットピッチに等しく、導体線４７の配列スロットピッチは毎極毎相当たりのスロット数の３倍のスロット数に等しい。
【００５４】
ついで、固定子４０の製造方法について図１９を参照しつつ説明する。
まず、図１９の（ａ）に示されるように、インシュレータ４４が積層鉄心４５の各スロット４５ａに挿入され、ついで３つの巻線アッセンブリ４８がスロット収納部４９を重ねて３層に重ね合わされ、スロット収納部４９を各スロット４５ａ内に収納するように積層鉄心４５に装着される。これにより、巻線アッセンブリ４８が、図１９の（ｂ）に示されるように、スロット深さ方向に３層に配列されて積層鉄心４５に装着される。ついで、図１９の（ｃ）に示されるように、積層鉄心４５を環状に折り曲げる。そして、積層鉄心４５の端面同士を突き合わせ、該突き合わせ部をレーザ溶接等の接合手段により接合一体化し、円筒状の固定子鉄心４１を得る。これにより、３組の巻線アッセンブリ４８からなる固定子巻線４３を固定子鉄心４１に巻装してなる固定子４０が作製される。
【００５５】
このように構成された固定子４０では、固定子鉄心４１の両端面におけるスロット４２の開口縁部がプレス打ち抜きによるダレ面により構成され、プレス打ち抜きにより磁性鋼板４６に生じるカエリはスロット４２内にのみ存在している。そこで、固定子巻線４３の装着時および固定子巻線４３のコイルエンド整形時において、導体線４７の絶縁被膜がカエリにより損傷されることが回避され、絶縁性が向上される。
【００５６】
また、固定子鉄心４１は、プレス型を用いて磁性材料からなる長尺の薄板に凹部４６ａを所定ピッチで打ち抜いて形成された長尺の磁性鋼板４６がプレス打ち抜き方向を一致させて所定枚数だけ積層された第１および第２分割積層鉄心４５Ａ、４５Ｂから構成されているので、板厚の異なる磁性材料を用意する必要がなく、１種類のプレス型で磁性鋼板４６をプレス成形できる。そこで、材料、製造工程および設備の増加が抑えられ、低コスト化が図られる。
【００５７】
また、第１および第２積層分割鉄心４５Ａ、４５Ｂはプレス成形された長尺のの磁性鋼板４６をプレス打ち抜き方向を一致させて積層して作製されている。そして、積層鉄心４５は、プレス打ち抜き方向を対向させて第１および第２積層分割鉄心４５Ａ、４５Ｂを積層一体化して作製されている。さらに、固定子鉄心４１は、積層鉄心４５を環状に曲げ、積層鉄心４５の端面同士を突き合わせ、該突き合わせ部を接合一体化して作製されている。そこで、第１および第２分割分割鉄心４５Ａ、４５Ｂは、プレス打ち抜きにより磁性鋼板４６に発生するカエリ同士の干渉がなく、高寸法精度に作製できる。従って、固定子鉄心４１は、カエリ同士の干渉部が第１および第２積層分割鉄心４５Ａ、４５Ｂの突き合わせ面のみとなり、寸法誤差を抑えることができる。
また、固定子巻線４３が巻線アッセンブリ４８を固定子鉄心４１に巻装して作製されているので、コイルエンドの整列化、高密度化が図られ、小型高出力化を実現できる固定子が得られる。さらに、コイルエンドでの接合箇所が上記実施の形態３に比べて著しく削減でき、固定子巻線の組立性が向上される。
【００５８】
なお、上記実施の形態７では、積層鉄心４５は、磁性鋼板４６をプレス打ち抜き方向を一致させて積層してなる第１および第２積層分割鉄心４５Ａ、４５Ｂを、プレス打ち抜き方向を対向させて重ね合わせて接合一体化して作製するものとしているが、積層鉄心はこの構造に限定されるものではなく、積層鉄心の積層方向の両端に位置する磁性鋼板４６のプレス打ち抜き方向が積層鉄心の積層方向の内方を向くように配置されていればよく、例えばプレス打ち抜き方向を対向させて重ねた２枚の磁性鋼板４６を所定数積層して積層鉄心を作製してもよい。
【００５９】
【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。
【００６０】
この発明によれば、複数のスロットがプレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層一体化して構成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子鉄心の軸方向両端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記固定子鉄心の軸方向内方に向けて配置されているので、磁性鋼板の材料およびプレス型が１種類でよく、絶縁性を確保しつつ、材料、製造工程、さらには設備の増加を抑えて、低コストを実現できる車両用交流発電機の固定子が得られる。
【００６１】
また、上記固定子鉄心は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁性鋼板を積層して構成された第１および第２分割鉄心が、プレス打ち抜き方向を対向させて積層一体化されて構成されているので、プレス打ち抜きにより磁性鋼板に生じるカエリに起因する寸法誤差を小さく抑えることができる。
【００６２】
また、上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記第１および第２分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を螺旋状に巻回して構成されているので、汎用の巻き鉄心製造機を用いることができ、設備の増加が抑えられる。
【００６３】
また、上記磁性鋼板は、円環状に成形され、上記第１および第２分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を所定枚積層して構成されているので、固定子鉄心が簡易に作製される。
【００６４】
また、上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記固定子鉄心は、少なくとも２条の上記磁性鋼板を、両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成されているので、分割鉄心を作製する必要がなく、巻き鉄心工程のみで固定子鉄心を作製でき、製造工程がさらに簡略化される。
【００６５】
また、上記磁性鋼板は、長尺に成形され、上記固定子鉄心は、上記磁性鋼板を所定枚積層一体化して構成された直方体の積層体が、環状に曲げられ、該積層体の端面同士を突き合わせて接合して構成されているので、磁性材料の有効活用が図られる。
【００６６】
また、上記固定子巻線は、上記スロット内に収納された複数の短尺な導体セグメントを接合して構成されているので、コイルエンドの整列化、高密度化が図られ、高出力化が実現される。
【００６７】
また、巻線アッセンブリは、直線部が連結部により連結されて所定スロットピッチで配列され、かつ、隣り合う該直線部が該連結部によりスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るようにずらされたパターンに形成された２本の導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして該直線部を重ねて配列してなる導体線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロット数と同数対配列されて構成され、
上記固定子巻線は、少なくとも１組の上記巻線アッセンブリが、重ねられた上記直線部を上記スロットのそれぞれに収納させて上記固定子鉄心に巻装されて構成されているので、コイルエンドの整列化、高密度化が図られ、高出力化が実現されるとともに、コイルエンドの接合箇所が少なく、組み立て作業性が向上される。
【００６８】
また、複数のスロットが形成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子鉄心は、プレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層して形成された円筒状の積層体と、上記磁性鋼板より厚い板厚の磁性材料をプレス打ち抜きにより円環平板状に形成され、上記積層体の軸方向の一端側に積層された端板とから構成され、
上記積層体の軸方向の他端に位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記積層体の軸方向内方に向けて配置され、
上記端板は、一端面側のスロット外周縁部がアール形状に形成され、その他端面を上記積層体の軸方向の一端面に対向させて配置されているので、端板が１つですみ、絶縁性を確保しつつ、材料および製造工程の増加を抑え、低コスト化を実現できる車両用交流発電機の固定子が得られる。
【００６９】
また、上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁性鋼板を螺旋状に巻回して構成されているので、積層体を汎用の巻き鉄心製造機を用いて簡易に作製できる。
【００７０】
また、上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記積層体は、少なくとも２条の上記磁性鋼板を、両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成されているので、磁性鋼板の巻回数が低減され、積層体の製造時間が短縮される。
【００７１】
また、上記磁性鋼板は、円環状に成形され、上記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁性鋼板を所定枚積層して構成されているので、プレス型が１種類ですみ、低コスト化が図られる。
【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固定子を示す斜視図である。
【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に適用される固定子鉄心を示す斜視図である。
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子に適用される固定子鉄心の製造方法を説明する斜視図である。
【図５】  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適用される固定子鉄心を示す斜視図である。
【図６】  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に適用される固定子鉄心を構成する磁性鋼板を示す斜視図である。
【図７】  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の要部を示す斜視図である。
【図８】  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に適用される固定子鉄心を示す斜視図である。
【図９】  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に適用される固定子鉄心の製造方法を説明する斜視図である。
【図１０】  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に適用される固定子巻線の製造方法を説明する工程断面図である。
【図１１】  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適用される固定子鉄心を示す斜視図である。
【図１２】  図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である。
【図１３】  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鉄心を示す斜視図である。
【図１４】  この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図である。
【図１５】  この発明の実施の形態７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１６】  この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図である。
【図１７】  この発明の実施の形態７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１８】  図１７に示される巻線アッセンブリの構造を説明する斜視図である。
【図１９】  この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程断面図である。
【図２０】  従来の車両用交流発電機の固定子において第１シートによって積層体を成形する工程を説明する平面図である。
【図２１】  図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ矢視断面図である。
【図２２】  従来の車両用交流発電機の固定子における第２シートを示す平面図である。
【図２３】  図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ矢視断面図である。
【図２４】  従来の車両用交流発電機の固定子における導体セグメントを固定子鉄心に挿入する工程を示す分解斜視図である。
【図２５】  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装着状態を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
１０、２５、４０  固定子、１１、２０、２６、３３、３３Ａ、３３Ｂ、４１固定子鉄心、１２、２０ａ、２７、３３ａ、４２  スロット、１３、２８、４３  固定子巻線、１４、２２、２９、４６  磁性鋼板、１５Ａ、２１Ａ  第１分割鉄心、１５Ｂ、２１Ｂ  第２分割鉄心、３０  導体セグメント、３４、３６、３７  積層体、３５  端板、３５ｂ  外周縁部、４５  積層体、４７  導体線、４８  巻線アッセンブリ、４９  スロット収納部（直線部）、５０  連結部。
【図１】
0003696813.tif 000002
【図２】
0003696813.tif 000003
【図３】
0003696813.tif 000004
【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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