(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに回転可能に支持されたシャフトと、電流を流して磁束を発生する界磁巻線および該界磁巻線の外周側に周方向に複数配設されて該界磁巻線で発生した磁束により着磁される爪状磁極を有し、上記シャフトに固着された回転子と、軸方向に延びるスロットが周方向に並んで複数形成され、上記回転子を内包するように上記ケースに支持された円筒状の固定子鉄心およびこの固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有する固定子とを備え、
上記固定子鉄心は、磁性鋼板を積層して構成され、円筒状の基部と、該基部から軸心に向かって延設された複数のティース部と、上記基部および隣り合う上記ティース部により画成された複数の上記スロットとを有し、
上記スロットが毎極毎相当たり２個以上の割合で形成され、
上記回転子の回転により冷却風が径方向の内周側から通風される通風路が上記固定子巻線のコイルエンド群と上記固定子鉄心の上記ティース部とにより形成され、
上記ティース部の径方向長さｈｔと幅ｂｔとが、０．１５＜ｂｔ／ｈｔ＜０．４を満足するように形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】
冷却ファンが上記回転子の軸方向端面に固着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】
排気孔が、上記ケースの径方向側面に、上記通風路に対応するように形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両用交流発電機。
【請求項４】
上記冷却ファンのブレードの軸方向の全域が、上記コイルエンド群と径方向に関してほぼ重なっていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の車両用交流発電機。
【請求項５】
上記固定子巻線が振り分け巻で上記固定子鉄心に巻装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用交流発電機。
【請求項６】
上記固定子巻線は、電気導体を所定スロット毎の上記スロット内にスロット深さ方向に内層と外層とを交互にとるように巻装された複数の巻線で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用交流発電機。
【請求項７】
上記通風路の配列ピッチが不等ピッチであることを特徴とする請求項１乃至請求項６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、車両用交流発電機に関し、特に固定子巻線のコイルエンド群と固定子鉄心のティース部とにより形成される冷却風の通風路に冷却風を通風させて固定子の冷却性を高めた車両用交流発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２２は従来の車両用交流発電機を示す断面図、図２３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２４は従来の固定子鉄心の製造方法を説明する模式図、図２５は従来の固定子鉄心を示す平面図である。
【０００３】
図２２および図２３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冷却ファン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１２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。
【０００４】
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。そして、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。
【０００５】
固定子８は、軸方向と平行に延びるスロット３３が周方向に等角ピッチで配設された円筒状の固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５のスロット３３に巻装された固定子巻線１６とから構成されている。この固定子巻線１６は、絶縁被覆された円形断面の銅線材からなる電気導体としての導体線２９を３スロット毎のスロット３３に波状に巻装してなる３相分の波巻き巻線から構成されている。そして、各相の波巻き巻線は、巻装されるスロット３３が互いに１スロットづつずれて固定子鉄心１５に巻装されている。さらに、各相の波巻き巻線は導体線２９を振り分け巻きに巻装して形成されている。この固定子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。
なお、回転子７の磁極数は１２であり、固定子鉄心１５には３６個のスロット３３が形成されている。即ち、毎極毎相当たりのスロット数は１である。そして、固定子巻線１６は、３相分の波巻き巻線を交流結線（例えばＹ結線）した３相交流巻線に形成されている。
【０００６】
ここで、固定子鉄心１５の製造方法について図２４を参照しつつ説明する。
まず、長尺の磁性鋼板３０がプレス加工機（図示せず）に供給され、ティース部３０ａと基部３０ｂとが形成される。ついで、この磁性鋼板３０が鉄心製造装置（図示せず）に供給される。そこで、ピン３４が図２４に示されるようにティース部３０ａと基部３０ｂとで画成される隙間３０ｃに噛み合って磁性鋼板３０を曲げつつ螺旋状に巻き重ねる。そして、磁性鋼板３０が所定厚みまで積層された後、切断される。このようにして巻き重ねられた磁性鋼板３０の外周部が溶接されて、図２５に示される固定子鉄心１５を得る。ここで、巻き重ねられた磁性鋼板３０では、ティース部３０ａおよび基部３０ｂがそれぞれ積層方向に重ねられている。
【０００７】
このように作製された固定子鉄心１５では、図２５に示されるように、円筒状の基部３２と、それぞれ基部３２の内周面から軸心に向かうように延設されたティース部３１と、基部３２と隣り合うティース部３１とにより画成されたスロット３３とを備えている。そして、ティース部３１は基部３２の内周面に等角ピッチで配列されている。
【０００８】
このように構成された従来の車両用交流発電機では、バッテリ（図示せず）からブラシ１０、スリップリング９を通じて界磁巻線１３に電流が供給されて磁束が発生する。この磁束により、ポールコア２０の爪状磁極２２がＮ極に着磁され、ポールコア２１の爪状磁極２３がＳ極に着磁される。
一方、エンジンによってプーリ４が駆動され、シャフト６によって回転子７が回転される。この回転子７の回転により、回転磁界が固定子鉄心１５に与えられ、固定子巻線１６に起電力が発生する。そして、固定子巻線１６に発生した交流の起電力が整流器１２により直流に整流されるとともに、その出力電圧の大きさがレギュレータ１８により調整され、バッテリに充電される。
【０００９】
ここで、界磁巻線１３、固定子巻線１６、整流器１２およびレギュレータ１８は、発電中、常に発熱しており、定格出力電流１００Ａクラスの車両用交流発電機では、温度的に高い回転ポイントで、それぞれ６０Ｗ、５００Ｗ、１２０Ｗ、６Ｗの発生熱量がある。
そこで、発電により発生する熱を冷却するために、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の軸方向端面に穿設され、排気孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の径方向側面に固定子巻線１６のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒに相対するように穿設されている。
これにより、回転子７の回転に伴って冷却ファン５が回転駆動され、外気が吸気孔１ａ、２ａからケース３内に吸気されて軸方向に回転子７側に流れ、ついで冷却ファン５により遠心方向に曲げられ、その後コイルエンド群１６ｆ、１６ｒを横切って排気孔１ｂ、２ｂから外部に排気される冷却風流路が形成される。また、回転子７のフロント側およびリヤ側の圧力差に起因して、フロント側から回転子７内を通ってリヤ側に流れる冷却風流路が形成される。
その結果、固定子巻線１６で発生した熱がコイルエンド群１６ｆ、１６ｒから冷却風に放熱され、固定子８の温度上昇が抑えられる。また、整流器１２およびレギュレータ１８で発生した熱がヒートシンク１２ａ、１７を介して冷却風に放熱され、整流器１２およびレギュレータ１８の温度上昇が抑えられる。さらに、界磁巻線１３で発生した熱が回転子７内を流れる冷却風に放熱されて、回転子７の温度上昇が抑えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の車両用交流発電機では、最大の発熱部品である固定子巻線１６の温度上昇を抑えることが重要となっている。そして、冷却ファン５および回転子７によって形成される冷却風が、径方向の内周側から固定子巻線１６のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒを通風することで、固定子巻線１６での発熱がコイルエンド群１６ｆ、１６ｒから冷却風に放熱されて、固定子８の温度上昇が抑えられている。
【００１１】
ここで、実機では、最悪の運転条件で９０℃の雰囲気温度となる。また、固定子鉄心１５のスロット３３内に含浸されて固定子鉄心１５と固定子巻線１６とを結合しているワニスの軟化温度は２３０℃である。そこで、雰囲気温度上昇による界磁電流低下よる出力の低下を考慮すると、雰囲気温度９０℃での温度上昇値を１４０℃以下に抑えれば、最悪の運転条件になっても固定子８の温度がワニスの軟化温度を越えることが避けられることになる。そして、雰囲気温度９０℃での温度上昇値１４０℃は雰囲気温度２０℃での温度上昇値１７０℃に相当している。
そして、ワニスが軟化温度に達すると、熱劣化が促進されるとともに、固定子鉄心１５と固定子巻線１６との結合が緩むことになる。固定子鉄心１５と固定子巻線１６との結合の緩みは、固定子巻線１６の導体線２９と固定子鉄心１５との擦れをもたらし、導体線２９の絶縁被膜を損傷させて電気絶縁性を悪化させることになる。
【００１２】
そこで、本出願人は、固定子巻線１６のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒと固定子鉄心１５の端面との間の隙間を通風する通風路に着目し、この通風路を規定するティース部３１の幅ｂｔと径方向長さｈｔとの比（ｂｔ／ｈｔ）が固定子巻線１６の冷却性に影響することを見出した。
【００１３】
しかしながら、これまで、ティース部３１の幅ｂｔと径方向長さｈｔとの比（ｂｔ／ｈｔ）について何ら考慮されていなかった。そして、従来の車両用交流発電機には、例えば図２６に示されるようにｂｔ／ｈｔ≒０．４２の固定子鉄心１５（ｂｔ＝４．８ｍｍ、ｈｔ＝１１．４ｍｍ）が採用されていた。この車両用交流発電機を全負荷で発電させ、出力が安定した状態で、固定子８の飽和温度を測定し、飽和温度の実験雰囲気温度（２０℃）からの温度上昇値を算出したところ、１７３℃であった。従って、従来の車両用交流発電機においては、最悪の運転条件では、固定子８の温度がワニスの軟化温度を超えてしまい、熱劣化が進み、かつ、電気絶縁性が悪化してしまうという課題があった。
【００１４】
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、ティース部の幅ｂｔと径方向長さｈｔとの比（ｂｔ／ｈｔ）を適正に設定して固定子巻線の放熱性を向上させ、最悪の運転条件においても、固定子温度をワニスの軟化温度以下として、熱劣化耐力を向上して、電気絶縁性の悪化を抑えることができる車両用交流発電機を得ることを目的とする。
【００１５】
【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、ケースに回転可能に支持されたシャフトと、電流を流して磁束を発生する界磁巻線および該界磁巻線の外周側に周方向に複数配設されて該界磁巻線で発生した磁束により着磁される爪状磁極を有し、上記シャフトに固着された回転子と、軸方向に延びるスロットが周方向に並んで複数形成され、上記回転子を内包するように上記ケースに支持された円筒状の固定子鉄心およびこの固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有する固定子とを備え、上記固定子鉄心は、磁性鋼板を積層して構成され、円筒状の基部と、該基部から軸心に向かって延設された複数のティース部と、上記基部および隣り合う上記ティース部により画成された複数の上記スロットとを有し、上記スロットが毎極毎相当たり２個以上の割合で形成され、上記回転子の回転により冷却風が径方向の内周側から通風される通風路が上記固定子巻線のコイルエンド群と上記固定子鉄心の上記ティース部とにより形成され、上記ティース部の径方向長さｈｔと幅ｂｔとが、０．１５＜ｂｔ／ｈｔ＜０．４を満足するように形成されているものである。
【００１６】
また、冷却ファンが上記回転子の軸方向端面に固着されているものである。
【００１７】
また、排気孔が、上記ケースの径方向側面に、上記通風路に対応するように形成されているものである。
【００１８】
また、上記冷却ファンのブレードの軸方向の全域が、上記コイルエンド群と径方向に関してほぼ重なっているものである。
【００１９】
また、上記固定子巻線が振り分け巻で上記固定子鉄心に巻装されているものである。
【００２０】
また、上記固定子巻線は、電気導体を所定スロット毎の上記スロット内にスロット深さ方向に内層と外層とを交互にとるように巻装された複数の巻線で構成されているものである。
【００２２】
また、上記通風路の配列ピッチが不等ピッチである。
【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を示す断面図、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鉄心を示す要部拡大平面図、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巻線を構成する１相分の巻線を模式的に示す斜視図、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固定子を示す要部側面図である。なお、各図において、図２２乃至図２６に示された従来の車両用交流発電機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。
【００２４】
図１乃至図５において、固定子４０は、円筒状の固定子鉄心４１と、固定子鉄心４１に巻装された固定子巻線１６とから構成されている。この固定子４０は、爪状磁極２２、２３の外周面と固定子鉄心４１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、嵌着されている。
【００２５】
ついで、固定子４０の構造について具体的に説明する。
固定子鉄心４１は、従来の固定子鉄心１５と同様に磁性鋼板３０を積層して作製されており、円筒状の基部４３と、それぞれ基部４３の内周面から軸心に向かうように延設されたティース部４２と、基部４３と隣り合うティース部４２とにより画成されたスロット４４とを備えている。そして、ティース部４２は基部４３の内周面に等角ピッチで配列されている。各ティース部４２は、ｂｔ／ｈｔ＝０．３５（ｂｔ＝４ｍｍ、ｈｔ＝１１．４ｍｍ）に形成されている。また、スロット４４は、回転子７の磁極数１２に対し、３６個形成されている。即ち、毎極毎相当たりのスロット数は１である。
【００２６】
固定子巻線１６は、絶縁被覆された円形断面の銅線材からなる電気導体としての導体線２９を３スロット毎のスロット４４に波状に巻装してなる３相分の巻線４５を交流結線（例えばＹ結線）した３相交流巻線に構成されている。
各巻線４５は、導体線２９を所定回巻回した波巻き巻線に構成されており、図４に示されるように、３スロットピッチ（３Ｐ）に配列された１２のスロット収納部４５ａと、隣り合うスロット収納部４５ａの半分の端部同士を軸方向の両側で交互に連結し、かつ、残りの半分の端部同士を軸方向の両側で交互に連結する連結部４５ｂとからなる波状パターンの振り分け巻線に形成されている。この巻線４５は、スロット収納部４５ａを３スロット毎のスロット４４に収納して固定子鉄心４１に巻装されている。そして、隣り合うスロット収納部４５ａの端部同士を連結する連結部４５ｂが固定子鉄心４１の軸方向の外側で周方向に延在し、コイルエンドを構成している。この時、１つのスロット４４から延出する連結部４５ｂは、その半分が周方向の一側に延びて周方向一側の隣のスロット４４に入り、残りの半分が周方向の他側に延びて周方向他側の隣のスロット４４に入っている。
そして、３つの巻線４５が挿入されるスロット４４を互いに周方向に１スロット分（１Ｐ）ずらして、径方向に３層に重ねられて、固定子鉄心４１に巻装されている。３相の巻線４５のコイルエンド（連結部４５ｂ）が固定子巻線１６のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒを構成している。なお、図示していないが、ワニスが固定子巻線１６を収納したスロット４４内に含浸されており、固定子巻線１６が固定子鉄心４１に固着されている。
【００２７】
このように構成された固定子４０は、図５に示されるように、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒと固定子鉄心４１のティース部４２とにより形成される通風路１００が周方向に配列されている。そして、排気孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の径方向の側面に、通風孔１００に対応するように形成されている。
なお、他の構成は図２２乃至図２６に示される車両用交流発電機と同様である。
【００２８】
この実施の形態１によれば、固定子鉄心４１のティース部４２の幅ｂｔと径方向長さｈｔとの比（ｂｔ／ｈｔ）を０．３５としているので、ｂｔ／ｈｔ＝０．４２である従来の固定子８に比べて、狭い通風路１００が形成される。そこで、冷却ファン５による冷却風が狭い通風路１００を通風するので、冷却風の速度が速くなり、固定子巻線１６の発熱が冷却風に効率的に放熱され、固定子４０の温度上昇が抑えられる。
また、固定子４０の温度上昇が抑えられるので、出力の向上が図られる。さらに、最悪の運転条件においても、ワニスの軟化に起因する熱劣化が抑えられるとともに、固定子巻線１６の導体線２９と固定子鉄心４１との擦れに起因する導体線２９の絶縁被膜の損傷も阻止され、電気絶縁性が向上される。
【００２９】
また、冷却ファン５が回転子７の軸方向端面に固着されているので、冷却風が冷却ファン５により通風路１００に強制的に送り込まれるようになり、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの冷却性が高められる。
また、排気孔１ｂ、２ｂが通風路１００に対応して設けられているので、通風路１００を流通した冷却風が排気孔１ｂ、２ｂから速やかに排出される。そこで、通風抵抗が小さくなり、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの冷却性が高められるとともに、風音が低減される。
【００３０】
また、固定子鉄心４１がフロントブラケット１およびリヤブラケット２に嵌着されているので、固定子巻線１６の発熱が固定子鉄心４１を介してフロントおよびリヤブラケット１、２に伝達される。そして、フロントおよびリヤブラケット１、２に伝達された熱が、排気孔１ｂ、２ｂを流通する冷却風に放熱される。そこで、固定子４０の温度低減が促進される。
また、固定子巻線１６を構成する各相の巻線４５は、振り分け巻線で構成されているので、各巻線４５のスロット４４から延出する連結部４５ｂ（コイルエンド）が周方向両側に半分づつ振り分けられる。そこで、連結部４５ｂの束が細くなるので、通風路１００の内壁面の凹凸が少なくなり、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの冷却性が高められる。
【００３１】
ここで、固定子鉄心４１の幅ｂｔと径方向長さｈｔとの比（ｂｔ／ｈｔ）と固定子の温度上昇値との関係について検討する。そこで、ｂｔ／ｈｔを変えた固定子を搭載した車両用交流発電機を全負荷で発電させ、出力が安定した状態で、固定子の飽和温度を測定し、飽和温度の実験雰囲気温度（２０℃）からの温度上昇値を図６に示す。なお、図６において、横軸にはｂｔ／ｈｔを表し、縦軸には固定子の実験雰囲気温度（２０℃）からの温度上昇値（℃）を表している。また、固定子の飽和温度は３０００、３５００、４０００、４５００および５０００ｒ／ｍｉｎで運転させて固定子の各飽和温度を測定し、その最大値を飽和温度としている。
【００３２】
図６から、固定子の温度上昇値は、ｂｔ／ｈｔ＝０．２７を変曲点とする曲線をとっている。そして、０．１５＜ｂｔ／ｈｔ＜０．２７の領域では、ｂｔ／ｈｔの減少とともに、固定子の温度上昇値が緩やかに増加し、ｂｔ／ｈｔ＜０．１５の領域では、ｂｔ／ｈｔの減少とともに、固定子の温度上昇値が急激に増加している。一方、０．２７＜ｂｔ／ｈｔ＜０．４の領域では、ｂｔ／ｈｔの増加とともに、固定子の温度上昇値が緩やかに増加し、０．４＜ｂｔ／ｈｔの領域では、ｂｔ／ｈｔの増加とともに、固定子の温度上昇値が急激に増加している。そして、０．１５＜ｂｔ／ｈｔ＜０．４の領域で、固定子の温度上昇値が１７０℃以下に抑えられている。
これは、ｂｔ／ｈｔが０．２７より小さくなると、通風路１００が狭くなり、通風路１００内を通風する冷却風の速度が速くなって、通風路１００を構成するコイルエンド群の内壁面から冷却風への熱伝達が促進されるが、ｂｔ／ｈｔ＜０．１５となると、通風路１００が狭くなりすぎて通風路１００内を通風する冷却風の風量が極端に少なくなり、冷却風の速度低下をもたらして冷却性を悪化させたものと推測される。また、ｂｔ／ｈｔが０．２７より大きくなると、通風路１００の通風抵抗が激減して冷却風の風量が増え、結果的に冷却風の速度が速くなって、通風路１００を構成するコイルエンド群の内壁面から冷却風への熱伝達が促進されるが、０．４＜ｂｔ／ｈｔとなると、通風路１００の通風断面積が広くなりすぎて冷却風の速度低下をもたらして冷却性を悪化させたものと推測される。
【００３３】
そこで、ワニスの軟化温度が２３０℃であることから、雰囲気温度上昇による界磁電流の低下による出力の低下を考慮すると、雰囲気温度９０℃での温度上昇値を１４０℃以下に抑えれば、最悪の運転条件になっても固定子の温度がワニスの軟化温度を越えることが避けられることになる。そして、雰囲気温度９０℃での温度上昇値１４０℃は雰囲気温度２０℃での温度上昇値１７０℃に相当している。従って、ワニスの軟化を考慮すると、図６から０．１５＜ｂｔ／ｈｔ＜０．４に設定することが望ましい。これにより、熱劣化耐力が向上されるとともに、固定子巻線１６と固定子鉄心４１との結合の緩みに起因する電気絶縁性の悪化が抑えられる車両用交流発電機を実現することができる。
さらに、図６から、０．２２≦ｂｔ／ｈｔ≦０．３２で固定子の温度上昇値が１６６．３℃〜１６５℃に安定していることがわかる。そこで、０．２２≦ｂｔ／ｈｔ≦０．３２に設定することにより、さらに固定子の温度が安定して低く抑えられるので、高出力の車両用交流発電機を実現することができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態１では、３スロット毎のスロット４４に、１つのスロット４４から延出し、その半分が周方向の一側に延びて周方向一側の隣のスロット４４に入り、残りの半分が周方向の他側に延びて周方向他側のスロット４４に入るように巻装された振り分け巻線で各相の巻線を構成するものとしているが、３スロット毎のスロット４４に、１つのスロット４４から延出し、周方向の一側に延びて周方向一側の隣のスロット４４に入るように巻装された波巻き巻線で各相の巻線を構成しても、同様の効果が得られる。
【００３５】
実施の形態２．
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を示す斜視図、図８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要部側面図である。
図７および図８において、固定子４０Ａは固定子鉄心４１Ａと、この固定子鉄心４１Ａに巻装された固定子巻線１６Ａとから構成されている。固定子鉄心４１Ａは、上記実施の形態１における固定子鉄心４１と同様に作製されており、その基部４３Ａから延設された各ティース部４２Ａは、ｂｔ／ｈｔ＝０．２５（ｂｔ＝２．５ｍｍ、ｈｔ＝１０．０ｍｍ）に形成されている。また、固定子鉄心４１Ａには、７２個のスロット４４Ａが形成されている。ここで、回転子７の磁極数が１２であるので、毎極毎相当たりのスロット数は２となる。
【００３６】
固定子巻線１６Ａは、絶縁被覆された円形断面の銅線材からなる導体線２９を６スロット毎のスロット４４Ａに波状に巻装してなる６相分の巻線４５Ａを３相分づつ交流結線（例えばＹ結線）した２つの３相交流巻線に構成されている。
各巻線４５Ａは、導体線２９を所定回巻回した波巻き巻線に構成されており、６スロットピッチに配列された１２のスロット収納部４５ａと、隣り合うスロット収納部４５ａの半分の端部同士を軸方向の両側で交互に連結し、かつ、残りの半分の端部同士を軸方向の両側で交互に連結する連結部４５ｂとからなる波状パターンの振り分け巻線に形成されている。なお、巻線４５Ａは、図４に示される巻線４５のスロット収納部４５ａの配列ピッチが６スロットピッチとなったものである。この巻線４５Ａは、スロット収納部４５ａを６スロットピッチに配列されたスロット４４Ａのそれぞれに収納して固定子鉄心４１Ａに巻装されている。そして、６つの巻線４５Ａが互いに周方向に１スロット分（１Ｐ）ずらされて、径方向に６層に重ねられて、固定子鉄心４１Ａに巻装されている。６つの巻線４５Ａのコイルエンド（連結部４５ｂ）が固定子巻線１６Ａのコイルエンド群１６ｆ、１６ｒを構成している。
【００３７】
このように構成された固定子４０Ａにおいても、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒと固定子鉄心４１Ａのティース部４２Ａとにより形成される通風路１００Ａが周方向に配列されている。また、図示していないが、ワニスが固定子巻線１６Ａを収納したスロット４４Ａ内に含浸されており、固定子巻線１６Ａが固定子鉄心４１Ａに固着されている。
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。
【００３８】
この実施の形態２によれば、固定子鉄心４１Ａのティース部４２Ａがｂｔ／ｈｔ＝０．２５に形成されているので、ｂｔ／ｈｔ＝０．３５に形成されている上記実施の形態１に比べてコイルエンド群１６ｆ、１６ｒからの放熱性が大きく、固定子４０Ａの温度上昇を抑えることができる。
また、スロット４４Ａが毎極毎相当たりの２個の割合で形成されているので、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒと固定子鉄心４１Ａの端面との間に形成される通風路１００Ａの数が上記実施の形態１に対して２倍となり、さらに固定子４０Ａの温度上昇が抑えられるとともに、風騒音が低減される。
【００３９】
実施の形態３．
この実施の形態３は、図９に示されるように、冷却ファン５のブレード５ａの軸方向の全域が、ほぼコイルエンド群１６ｆ、１６ｒと径方向に関して重なっているものである。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。
この実施の形態３によれば、冷却ファン５のブレード５ａの軸方向の全域が、ほぼコイルエンド群１６ｆ、１６ｒと径方向に関して重なっているので、冷却ファン５による冷却風がコイルエンド群１６ｆ、１６ｒに確実に供給され、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの冷却性が高められる。さらに、冷却ファン５の吐出側がコイルエンド群１６ｆ、１６ｒにより遮蔽されているので、音の放散を遮断する効果が生じ、風音が低減される。
【００４０】
実施の形態４．
図１０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を示す要部側面図、図１２は図１０の固定子における固定子巻線の１相分の巻線構造を説明する要部斜視図である。
【００４１】
図１０乃至図１２において、固定子４０Ｂは固定子鉄心４１Ｂと、この固定子鉄心４１Ｂに巻装された固定子巻線１６Ｂとから構成されている。固定子鉄心４１Ｂは、上記実施の形態２における固定子鉄心４１Ａと同様に作製されており、その基部４３Ｂから延設された各ティース部４２Ｂは、ｂｔ／ｈｔ＝０．２５（ｂｔ＝２．５ｍｍ、ｈｔ＝１０．０ｍｍ）に形成されている。また、固定子鉄心４１Ｂには、９６個のスロット４４Ｂが形成されている。ここでは、磁極数が１６の回転子を用いており、毎極毎相当たりのスロット数は２となる。
固定子巻線１６Ｂは、絶縁被覆された矩形断面の銅線材からなる多数の導体セグメント５０、５１をスロット４４Ｂに挿入し、導体セグメント５０、５１の開放端部同士を接合して形成された６相の巻線４５Ｂを３相分づつ交流結線（例えばＹ結線）した２つの３相交流巻線に構成されている。
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。
【００４２】
ついで、固定子巻線１６Ｂの構成について詳細に説明する。
１相分の巻線４５Ｂは、多数の第１の導体セグメント５０と第２の導体セグメント５１とから構成されている。第１の導体セグメント５０は、絶縁被覆された断面矩形の短尺の銅線材を折り曲げて、一対のスロット収納部５０ａが、周方向に６スロットピッチ（６Ｐ）離れて相対し、かつ、ターン部５０ｂにより径方向に第１の導体セグメント５０の幅（Ｗ）分ずらされた略Ｕ字状に成形されている。また、第２の導体セグメント５１は、絶縁被覆された断面矩形の短尺の銅線材を折り曲げて、一対のスロット収納部５１ａが、周方向に６スロットピッチ（６Ｐ）離れて相対し、かつ、ターン部５１ｂにより径方向に所定量ずらされた略Ｕ字状に成形されている。この一対のスロット収納部５１ａの径方向のずれ量は、２本のスロット収納部５０ａが納まる量に相当する。
【００４３】
第１の導体セグメント５０は、固定子鉄心４１Ｂに６スロット離れた各スロット４４Ｂの対にリヤ側から挿入され、フロント側に延出した開放端部５０ｃが外開き状に曲げられる。この時、各第１の導体セグメント５０は、対をなす一方のスロット４４Ｂのスロット深さ方向（径方向に一致）の２番目の位置（２番地）と、他方のスロット４４Ｂのスロット深さ方向の３番目の位置（３番地）とに挿入される。
第２の導体セグメント５１は、第１の導体セグメント５０が挿入されている各スロット４４Ｂの対にリヤ側から挿入され、フロント側に延出した開放端部５１ｃが外開き状に曲げられる。この時、各第２の導体セグメント５１は、対をなす一方のスロット４４Ｂのスロット深さ方向の４番目の位置（４番地：最深部）と、他方のスロット４４Ｂのスロット深さ方向の１番目の位置（１番地：最浅部）とに挿入される。
【００４４】
そして、１番地からフロント側に延出する第２の導体セグメント５１の開放端部５１ｃと２番地からフロント側に延出する第１の導体セグメント５０の開放端部５０ｃとが径方向に並んで溶接、ハンダ付けなどにより接合されている。同様に、３番地からフロント側に延出する第１の導体セグメント５０の開放端部５０ｃと４番地からフロント側に延出する第２の導体セグメント５１の開放端部５１ｃとが径方向に並んで溶接、ハンダ付けなどにより接合されている。これにより、多数の第１および第２の導体セグメント５０、５１を連結してなるそれぞれ１ターンの４本の巻線が形成される。そして、４本の巻線を直列に接続して４ターンの１相分の巻線４５Ｂが構成される。
ここで、４本のスロット収納部５０ａ、５１ａがスロット４４Ｂ内に矩形断面の長手方向をスロット深さ方向に一致させて１列に並んで収納されている。リヤ側では、ターン部５０ｂ、５１ｂが２層に重なって、周方向に６スロットピッチで配列されている。フロント側では、開放端部５０ｃ、５１ｃの接合部５３が径方向に並んで、周方向に２列に６スロットピッチで配列されている。なお、ターン部５０ｂ、５１ｂがコイルエンドを構成し、接合部５３で連結された開放端部５０ｃ、５１ｃがコイルエンドを構成している。
【００４５】
そして、６相分の巻線４５Ｂが互いに周方向に１スロットづつずらして固定子鉄心４１Ｂに巻装されて固定子４０Ｂを構成している。接合部５３で連結された開放端部５０ｃ、５１ｃが２列となって周方向に１スロットピッチで配列されてフロント側のコイルエンド群１６ｆを構成している。また、２層に重なったターン部５０ｂ、５１ｂが周方向に１スロットピッチで配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。そして、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒと固定子鉄心４１Ｂの端面との間に通風路１００Ｂが形成されている。また、各相の巻線４５Ｂを構成するそれぞれの第１および第２導体セグメント５０、５１は、１つのスロット４４Ｂ内の内層から固定子鉄心４１Ｂの端面側に延出し、折り返されて６スロット離れたスロット４４Ｂ内の外層に入るように波巻きに巻装されている。
【００４６】
この実施の形態４では、基部４３Ｂから延設された各ティース部４２Ｂは、ｂｔ／ｈｔ＝０．２５に形成されているので、上記実施の形態２と同様に、固定子４０Ｂの温度上昇を抑えることができる。
また、接合部５３で連結された開放端部５０ｃ、５１ｃが２列となって周方向に整然と並んでコイルエンド群１６ｆを構成し、ターン部５０ｂ、５１ｂが２層となって周方向に整然と並んでコイルエンド群１６ｒを構成している。これにより、通風路１００Ｂに通風する冷却風に対して露出される第１および第２の導体セグメント５０、５１の面積が増大するので、上記実施の形態２に比べて、固定子の冷却性が向上される。さらに、通風路１００Ｂが周方向に均一に配列され、かつ、通風路１００Ｂが略同一形状に形成されるので、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒがバランスよく冷却され、上記実施の形態２に比べて、固定子の冷却性が向上されるとともに、風騒音が低減される。
【００４７】
実施の形態５．
図１３はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機に適用される固定子を示す斜視図、図１４はこの発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機に適用される固定子を示す要部側面図、図１５および図１６はそれぞれ図１３に示される固定子の固定子巻線の巻線構造を説明する要部斜視図である。
この実施の形態５では、電気導体として絶縁被覆された断面矩形の銅線材からなる連続導体線６０を用いている。
図１３および図１４において、固定子４０Ｃは固定子鉄心４１Ｃと、この固定子鉄心４１Ｃに巻装された固定子巻線１６Ｃとから構成されている。固定子鉄心４１Ｃは、その基部４３Ｃから延設された各ティース部４２Ｃが、ｂｔ／ｈｔ＝０．２５（ｂｔ＝２．５ｍｍ、ｈｔ＝１０．０ｍｍ）に形成されている。また、固定子鉄心４１Ｃには、９６個のスロット４４Ｃが形成されている。ここでは、磁極数が１６の回転子を用いており、毎極毎相当たりのスロット数は２となる。固定子巻線１６Ｃは、連続導体線６０を６スロット毎のスロット４４Ｃに波状に巻装してなる６相分の巻線４５Ｃを３相分づつ交流結線（例えばＹ結線）した２つの３相交流巻線に構成されている。
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。
【００４８】
ついで、固定子巻線１６Ｃの構成について詳細に説明する。
１相分の巻線４５Ｃは、６スロット毎のスロット４４Ｃで構成される１つのスロット群に巻装された４本の連続導体線６０から構成されている。
そして、６スロット毎のスロット４４Ｃで構成される１つのスロット群において、１本目の連続導体線６０が６スロット毎のスロット４４Ｃに１番地と２番地とを交互に採るように波状に巻装され、２本目の連続導体線６０が６スロット毎のスロット４４Ｃに２番地と１番地とを交互に採るように波状に巻装されて、それぞれ１ターンを有する２つの内周側巻線を形成している。さらに、３本目の連続導体線６０が６スロット毎のスロット４４Ｃに３番地と４番地とを交互に採るように波状に巻装され、４本目の連続導体線６０が６スロット毎のスロット４４Ｃに４番地と３番地とを交互に採るように波状に巻装されて、それぞれ１ターンを有する２つの外周側巻線を形成している。これらの内周側巻線および外周側巻線を直列に接続して、４ターンの１相分の巻線４５Ｃを形成している。
さらに、６スロット毎のスロット４４Ｃで構成される他の５つのスロット群において、連続導体線６０を同様に巻装し、内周側巻線および外周側巻線を直列に接続して、それぞれ４ターンの５相分の巻線４５Ｃを形成している。
このように構成された６相分の巻線４５Ｃを３相分づつ交流結線されて２つの３相交流巻線が構成されている。この２つの３相交流巻線が固定子巻線１６Ｃとなる。
なお、各スロット４４Ｃ内には４本の連続導体線６０が矩形断面の長手方向をスロット深さ方向（径方向）に一致させてスロット深さ方向に１列に並んで収納されている。
【００４９】
ここで、各内周側巻線は、図１５に示されるように、６スロットピッチで配列された直線部６０ａがターン部６０ｂにより配列方向の両側に交互に連続導体線６０の幅（Ｗ）分ずらされて配列された波状パターンに構成されている。そして、同一スロット群に巻装されている２つの内周側巻線は、図１６に示されるように、両内周側巻線を互いに６スロットピッチずらして直線部６０ａを重ねて配列された巻線対となっている。さらに、６相分の内周側巻線は、この巻線対を１スロットピッチづつずらして配列して構成されている。なお、外周側巻線も、内周側巻線と同様に構成されている。
【００５０】
このように作製された固定子４０Ｃにおいては、固定子巻線１６Ｃは、１本の連続導体線６０を６スロット毎のスロット４４Ｃに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してなる２４本の１ターンの巻線４５Ｃから構成されている。
また、固定子鉄心４１Ｃの両端面側のスロット外で折り返されているコイルエンド、即ち連続導体線６０のターン部６０ｂが径方向に２列となって周方向に一様に配列されてフロント側およびリヤ側のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒを構成している。
【００５１】
このように、この実施の形態５では、基部４３Ｃから延設された各ティース部４２Ｃは、ｂｔ／ｈｔ＝０．２５に形成されているので、上記実施の形態４と同様に、固定子４０Ｃの温度上昇を抑えることができる。
また、ターン部６０ｂが２列となって周方向に整然と並んでコイルエンド群１６ｆ、１６ｒを構成している。これにより、上記実施の形態４と同様に、通風路１００Ｃに通風する冷却風に対して露出される連続導体線６０の面積が増大し、かつ、通風路１００Ｂが周方向に均一に配列されるので、固定子の冷却性が向上されるとともに、風騒音が低減される。
【００５２】
また、この実施の形態５では、１本の連続導体線６０で１ターンの巻線４５Ｃを構成しているので、上記実施の形態４において必要であった煩雑な導体セグメント５０、５１の挿入作業および接合作業が省略される。
また、上記実施の形態４では、フロント側のコイルエンド群１６ｆが導体セグメント５０、５１の開放端部５０ｃ、５１ｃ同士を接合してなるコイルエンドで構成されている。そこで、コイルエンドの頂部には接合部５３が存在しているので、冷却風と接合部５３との干渉による風騒音が発生していた。一方、この実施の形態５では、フロント側のコイルエンド群１６ｆも、リヤ側のコイルエンド群１６ｒと同様に、連続導体線６０のターン部６０ｂからなるコイルエンドで構成されている。そこで、冷却風と接合部５３との干渉に起因する風騒音がなく、風騒音の低減が図られる。
【００５３】
ついで、この実施の形態５による固定子４０Ｃの組立方法について図１７乃至図２０を参照しつつ説明する。
まず、１２本の連続導体線６０が平面上に１スロットピッチに並べられる。ついで、図１７に示されるように、１２本の連続導体線６０を一緒に所定ピッチ（２点鎖線の位置）で折り返し、１２本の連続導体線６０が螺旋状に巻回された帯状の巻線ユニット６１を形成する。
そして、巻線ユニット６１の幅方向に関して距離Ｌ離れた位置において、一対のピン群６２を巻線ユニット６１の表面側から各連続導体線６０間に挿入する。同様に、巻線ユニット６１の幅方向に関して距離Ｌ離れた位置において、一対のピン群６２を巻線ユニット６１の裏面側から各連続導体線６０間に挿入する。さらに、巻線ユニット６１の幅方向端部において、位置規制ピン群６３を各連続導体線６０間に挿入する。このようにして、ピン群６２、６３が図１８に示されるように、セットされる。ここで、距離Ｌはスロット４４Ｃの溝方向長さ（固定子鉄心４１Ｃの軸方向長さ）に略一致している。
【００５４】
そこで、巻線ユニット６１の表面側から各連続導体線６０間に挿入された一対のピン群６２が、図１８中実線矢印で示されるように、巻線ユニット６１の長さ方向で互いに逆方向に移動される。同様に、巻線ユニット６１の裏面側から各連続導体線６０間に挿入された一対のピン群６２が、図１８中点線矢印で示されるように、巻線ユニット６１の長さ方向で互いに逆方向に移動される。この時、位置規制ピン群６３が各連続導体線６０間に挿入されているので、連続導体線６０がバラバラとなることが阻止される。
これにより、一対のピン６２間に位置する各連続導体線６０の部位が巻線ユニット６１の長さ方向に対して直交するように変形され、スロット４４Ｃ内に収納される直線部６０ａとなる。そして、また、一対のピン６２の外方に位置する各連続導体線６０の部位が６スロット離れた直線部６０ａ間を連結するターン部６０ｂとなる。これにより、図１９に示される巻線アッセンブリ６５が作製される。この巻線アッセンブリ６５は、図１６に示される巻線対を１スロットピッチづつずらして６対配列されたものと同じ構造となっている。即ち、巻線アッセンブリ６５は、直線部６０ａがターン部６０ｂにより連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合う直線部６０ａがターン部６０ｂにより配列方向の両側に連続導体線６０の幅分交互にずらされたパターンに形成された２本の連続導体線６０を、互いに６スロットピッチずらして直線部６０ａを重ねて配列してなる連続導体線６０の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて構成されている。
【００５５】
また、所定長さに切断された磁性鋼板３０を所定枚数積層し、その外周部をレーザ溶接して直方体の鉄心７０を作製する。この鉄心７０には、基部７０ａと、所定ピッチで基部７０ａから延設されたティース部７０ｂと、基部７０ａと隣り合うティース部７０ｂとにより画成されたスロット７０ｃとを備えている。そして、図２０の（ａ）に示されるように、鉄心７０の各スロット７０ｃにインシュレータ（図示せず）を装着し、ついで直線部６０ａをスロット７０ｃに入れるようにして２つの巻線アッセンブリ６５を重ねて鉄心７０に装着する。その後、図２０の（ｂ）に示されるように、２つの巻線アセンブリ６５が装着された鉄心７０を丸める。そして、図２０の（ｃ）に示されるように、丸められた鉄心７０の両端部を当接させ、該当接部をレーザ溶接して、２つの巻線アッセンブリ６５が装着された円筒状の固定子鉄心４１Ｃを得る。さらに、各連続導体線６０を結線して、図１３に示される固定子４０Ｃが得られる。
【００５６】
このように、６スロット毎にスロット４４Ｃ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な波状に形成された１２本の連続導体線６０を一体に構成する巻線アッセンブリ６５を作製しているので、固定子巻線１６Ｃの巻装作業が簡略化され、連続導体線６０の接合箇所が著しく削減され、固定子の生産性が向上される。
【００５７】
ここで、上記実施の形態５では、固定子鉄心４１Ｃに装着されたときに１ターンの巻線４５Ｃの群を構成するように作製された巻線アッセンブリ６５を用いるものとしているが、巻線アッセンブリ６５を長さ方向に２分割、３分割などに分割した巻線アッセンブリユニットを用いてもよい。この場合、巻線アッセンブリユニットを鉄心７０に１列に並べて装着し、鉄心７０を丸め、鉄心７０の両端部を当接させて接合した後、各巻線アッセンブリユニットの各連続導体線６０を接合して１ターンの巻線４５Ｃの群を構成することになる。
【００５８】
また、上記実施の形態５では、毎極毎相当たりのスロット数が２の場合であるので１２本の連続導体線６０を用いて巻線アッセンブリ６５を作製しているが、毎極毎相当たりのスロット数が１もしくは３以上の場合にも適用でき、巻線アッセンブリ６５を構成する連続導体線６０の本数は毎極毎相当たりのスロット数に合わせて適宜選択すればよい。例えば、毎極毎相当たりのスロット数が１である場合、巻線アッセンブリは、直線部がターン部により連結されて３スロットピッチで配列され、かつ、隣り合う直線部がターン部により配列方向の両側に連続導体線の幅分交互にずらされたパターンに形成された２本の連続導体線を、互いに３スロットピッチずらして直線部を重ねて配列してなる連続導体線の対が、１スロットピッチづつずらされて３対配列されて構成されている。
【００５９】
また、上記実施の形態５では、巻線アッセンブリ６５の連続導体線６０は、直線部６０ａがターン部６０ｂにより連続導体線６０の幅分交互にずらされたパターンに形成されているものとしているが、巻線アッセンブリの連続導体線は直線部がターン部により連続導体線の幅の２倍分交互にずらされたパターンに形成されてもよい。この場合、対となる連続導体線の直線部間に連続導体線２本分の空隙が形成されており、このように作製された巻線アッセンブリに上述の巻線アッセンブリ６５を挿入し、固定子鉄心に装着することにより、実施の形態４と同様の固定子巻線が得られる。
【００６０】
実施の形態６．
この実施の形態６では、図２１に示されるように、固定子鉄心４１Ｄは、ティース部４２Ｄ１、４２Ｄ２が周方向に交互に円筒状の基部４３Ｄから延設されている。そして、ティース部４２Ｄ１は、ｂｔ／ｈｔ＝０．２（ｂｔ＝２．０ｍｍ、ｈｔ＝１０．０ｍｍ）に形成され、ティース部４２Ｄ２は、ｂｔ／ｈｔ＝０．３（ｂｔ＝３．０ｍｍ、ｈｔ＝１０．０ｍｍ）に形成されている。また、基部４３Ｄとティース部４２Ｄ１、４２Ｄ２とにより画成されたスロット４４Ｄが９６個形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態５と同様に構成されている。
【００６１】
この実施の形態６では、ｂｔ／ｈｔが０．２に形成されたティース部４２Ｄ１とｂｔ／ｈｔが０．３に形成されたティース部４２Ｄ２とを備えているので、上記実施の形態５と同様に、固定子の温度上昇を抑えることができる。
また、この実施の形態６では、幅ｂｔが２．０ｍｍのティース部４２Ｄ１と幅ｂｔが３．０ｍｍのティース部４２Ｄ２とが周方向に交互に配列されているので、スロット４４Ｄは周方向に不等ピッチに配列されている。つまり、コイルエンド群と固定子鉄心のティース部とにより形成される通風路が周方向に不等ピッチに配列されている。また、通風路の幅も不等である。そこで、冷却風が周方向に等角ピッチに配列されている通風路を通風することによって生じる周期的な風騒音が、通風路を周方向に不等ピッチに配列することで、分散されるので、風音の低減が図られる。
【００６２】
なお、上記各実施の形態では、毎極毎相当たりのスロット数が１、２のものについて説明しているが、この発明は、毎極毎相当たりのスロット数が３以上のものに適用しても、同様の効果が得られる。
また、上記各実施の形態では、界磁巻線１３が爪状磁極２２、２３に覆われてポールコア２０、２１に巻装されて爪状磁極とともに回転し、界磁電流がブラシ１０を介して界磁巻線に供給されるタイプの車両用交流発電機に適用するものとして説明しているが、本発明は、界磁巻線をブラケットに固定し、エアギャップにより回転磁界を固定子に供給するブラシレスタイプの車両用交流発電機に適用しても、同様の効果を奏する。
【００６３】
【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。
【００６４】
この発明によれば、ケースに回転可能に支持されたシャフトと、電流を流して磁束を発生する界磁巻線および該界磁巻線の外周側に周方向に複数配設されて該界磁巻線で発生した磁束により着磁される爪状磁極を有し、上記シャフトに固着された回転子と、軸方向に延びるスロットが周方向に並んで複数形成され、上記回転子を内包するように上記ケースに支持された円筒状の固定子鉄心およびこの固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有する固定子とを備え、上記固定子鉄心は、磁性鋼板を積層して構成され、円筒状の基部と、該基部から軸心に向かって延設された複数のティース部と、上記基部および隣り合う上記ティース部により画成された複数の上記スロットとを有し、上記スロットが毎極毎相当たり２個以上の割合で形成され、上記回転子の回転により冷却風が径方向の内周側から通風される通風路が上記固定子巻線のコイルエンド群と上記固定子鉄心の上記ティース部とにより形成され、上記ティース部の径方向長さｈｔと幅ｂｔとが、０．１５＜ｂｔ／ｈｔ＜０．４を満足するように形成されているので、固定子の温度上昇が抑えられ、熱劣化耐力が向上し、電気絶縁性の悪化が抑えられるとともに、通風路の数が多くなり、固定子の冷却性が向上される車両用交流発電機が得られる。
【００６５】
また、冷却ファンが上記回転子の軸方向端面に固着されているので、固定子の冷却性が向上される。
【００６６】
また、排気孔が、上記ケースの径方向側面に、上記通風路に対応するように形成されているので、固定子の冷却性が高められるとともに、風音が低減される。
【００６７】
また、上記冷却ファンのブレードの軸方向の全域が、上記コイルエンド群と径方向に関してほぼ重なっているので、固定子の冷却性がさらに高められるとともに、音の放散を遮断する効果が生じ、風音が低減される。
【００６８】
また、上記固定子巻線が振り分け巻で上記固定子鉄心に巻装されているので、通風路の内壁面の凹凸が少なくなり、固定子の冷却性が向上される。
【００６９】
また、上記固定子巻線は、電気導体を所定スロット毎の上記スロット内にスロット深さ方向に内層と外層とを交互にとるように巻装された複数の巻線で構成されているので、通風路が周方向に均一に配列され、かつ、各通風路が略同一形状となり、固定子巻線のコイルエンド群がバランスよく冷却されて、固定子の冷却性が向上される。
【００７１】
また、上記通風路の配列ピッチが不等ピッチであるので、冷却風が通風路を通風することによって生じる周期的な風騒音が分散され、風音が低減される。
【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を示す断面図である。
【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鉄心を示す要部拡大平面図である。
【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巻線を構成する１相分の巻線を模式的に示す斜視図である。
【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固定子を示す要部側面図である。
【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おける固定子鉄心のｂｔ／ｈｔと固定子の温度上昇値との関係を示す図である。
【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を示す斜視図である。
【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を示す要部側面図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機を示す断面図である。
【図１０】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を示す要部側面図である。
【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巻線を構成する１相分の巻線を模式的に示す斜視図である。
【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を示す斜視図である。
【図１４】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要部側面図である。
【図１５】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の巻線構造を説明する要部斜視図である。
【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巻線の巻線構造を説明する要部斜視図である。
【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の製造方法を説明する図である。
【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の製造方法を説明する図である。
【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の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを示す平面図である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する図である。
【図２１】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の固定子鉄心を示す要部拡大平面図である。
【図２２】従来の車両用交流発電機を示す断面図である。
【図２３】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２４】従来の固定子鉄心の製造方法を説明する模式図である。
【図２５】従来の固定子鉄心を示す平面図である。
【図２６】従来の固定子鉄心を示す要部拡大平面図である。
【符号の説明】
１ｂ、２ｂ  排気孔、３  ケース、５  冷却ファン、５ａ  ブレード、６  シャフト、７  回転子、１３  界磁巻線、１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ  固定子巻線、１６ｆ、１６ｒ  コイルエンド群、２２、２３  爪状磁極、２９  導体線（電気導体）、３０  磁性鋼板、４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ  固定子、４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ  固定子鉄心、４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ１、４２Ｄ２  ティース部、４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄ  基部、４４、４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ  スロット、５０  第１の導体セグメント（電気導体）、５１  第２の導体セグメント（電気導体）、６０  連続導体線（電気導体）、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ  通風路。
【図１】
0003593038.tif 000002
【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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