(57)【要約】【課題】この発明は、巻線の電気抵抗および銅損の増大を抑制できるとともに、外周側のコイルエンド部の過度の温度上昇を抑えることができる固定子を備えた車両用回転電機を得る。【解決手段】相巻線のそれぞれは、スロット２１ｃから軸方向に延出した後、周方向に延びて６スロット数離れたスロット２１ｃに入るように導体線３０を同一スロット群の各スロット２１ｃの内周側に巻装して構成された第１ａ相〜ｆ相振り分け巻線２３２〜２８１と、スロット２１ｃから軸方向に延出した後、周方向に延びて６スロット数離れたスロット２１ｃに入るように導体線３０を同一スロット群の各スロット２１ｃの外周側に巻装して構成された第２ａ相〜ｆ相振り分け巻線２３２〜２８２と、に分割構成されている。そして、第１ａ相〜ｆ相振り分け巻線２３１〜２８１のコイルエンド部の軸方向長さが、第２ａ相〜ｆ相振り分け巻線２３２〜２８２の軸方向長さより短い。【選択図】図４
2011125135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラケットに回転可能に支持された回転子と、
円環状のコアバック部、それぞれ該コアバック部から径方向内方に延在して周方向に所定ピッチで配列されたティース部、隣り合う該ティース部により画成されたスロット、および該ティース部の先端から周方向両側に延設された鍔部を有する円筒状の固定子鉄心、および所定スロット数毎のスロットで構成されたスロット群のそれぞれに巻装された複数の相巻線からなる固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ブラケットに支持された固定子と、を備え、
上記相巻線のそれぞれは、上記スロットから軸方向に延出した後、周方向に延びて上記所定スロット数離れた上記スロットに入るように導体線を同一スロット群の各スロットの内周側に巻装して構成された第１分割巻線と、上記スロットから軸方向に延出した後、周方向に延びて上記所定スロット数離れた上記スロットに入るように上記導体線を同一スロット群の各スロットの外周側に巻装して構成された第２分割巻線と、に分割構成されており、
上記導体線は、上記スロットに収納される直線状のスロット収納部と、周方向に隣り合うスロット収納部の端部同士を連結するコ字状のコイルエンド部と、を有し、
上記第１分割巻線の上記コイルエンド部の軸方向長さが、上記第２分割巻線の軸方向長さより短いことを特徴とする車両用回転電機。
【請求項２】
上記スロット収納部は断面扁平に構成され、上記コイルエンド部は断面円形に形成されており、
上記スロットのそれぞれには、上記第１分割巻線の上記スロット収納部と上記第２分割巻線の上記スロット収納部とが、断面扁平の長辺方向を周方向に向けて径方向に１列に並んで、かつ該スロット内の内周側と外周側とに分かれて収納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】
上記第１分割巻線と上記第２分割巻線は、上記導体線が上記スロットから軸方向に延出した後、周方向の両側の上記所定スロット数離れた上記スロットのそれぞれに入るように巻装された振り分け巻線であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用回転電機。
【請求項４】
上記第２分割巻線の上記コイルエンド部が径方向内方に曲げられて、上記第１分割巻線の上記コイルエンド部の軸方向外方に延在し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項に記載の車両用回転電機。
【請求項５】
上記相巻線は、上記第１分割巻線と上記第２分割巻線とを直列に結線して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１項に記載の車両用回転電機。
【請求項６】
絶縁性樹脂が、上記コイルエンド部により構成されるコイルエンド群に含浸され、該コイルエンド群を構成する該コイルエンド部が互いに固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用回転電機。
【請求項７】
上記スロットが毎極毎相当たり２の割り合で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車両用回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用交流発電機などの車両用回転電機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の固定子は、多数のスロットが内周側に開口するように周方向に配列された円筒状の固定子鉄心と、所定スロット数毎のスロットで構成されるスロット群のそれぞれに巻装された複数の巻線からなる固定子巻線と、を備え、各巻線は、導体線を所定回巻回して作製された巻線ユニットを円筒状の固定子鉄心に巻装して構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、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巻装方法について説明する。
まず、断面円形の導体線をリング状に所定回巻回して第１巻線ユニットを作製し、引き続いてリング状に所定回巻回して第２巻線ユニットを作製する。ついで、第１および第２巻線ユニットを折り曲げて、直線状のスロット収納部が長さ方向を径方向に略一致させて周方向に所定スロットピッチで配列され、所定スロットピッチ離れた隣り合うスロット収納部の端部同士がコ字状のコイルエンドにより内周側および外周側で交互に連結された星形パターンを有する第１および第２星形巻線ユニットを作製する。
【０００４】
ついで、第１および第２星形巻線ユニットを連結している導体線の部位で折り返し、第１および第２星形巻線ユニットの星形パターンのコイルエンドが径方向に相対するように、第１および第２星形巻線ユニットを重ねて、星形巻線ユニットを作製する。
ついで、星形巻線ユニットのスロット収納部の束を加圧成形機により断面扁平に塑性変形する。ついで、星形巻線ユニットを変形して、スロット収納部が長さ方向を平行として周方向に所定スロットピッチで配列された円筒状の振り分け巻線ユニットを作製する。
【０００５】
ついで、振り分け巻線ユニットの一側のコイルエンド群が径方向内方を向くようにコイルエンド群を略直角に折り曲げ、コイルエンド群の径方向内方を向く部位が同一スロット群を構成するスロットのそれぞれの開口を通るように、振り分け巻線ユニットを軸方向に移動する。そして、コイルエンド群の径方向内方を向く部位がスロットのそれぞれの開口を通り過ぎるまで振り分け巻線ユニットを軸方向に移動して、各スロット収納部を同一スロット群を構成する各スロット内に収納する。ついで、折り曲げられたコイルエンド群が軸方向外方に向くようにコイルエンド群を略直角に折り曲げて、１つの相巻線を１つのスロット群に巻装する。
【０００６】
さらに、同様にして、所定スロット数毎のスロットで構成されたスロット群のそれぞれに、相巻線を１つずつ巻装する。そして、巻装された複数の相巻線を交流結線して固定子巻線を作製する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−８８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の車両用交流発電機の固定子では、各スロット群に巻装される巻線が単一の振り分け巻線ユニットで構成されているので、振り分け巻線ユニットを固定子鉄心の軸方向に移動させてスロット収納部を固定子鉄心のスロット内に挿入するためには、コイルエンド群の軸方向長さをスロット深さより長くする必要があった。そこで、巻線を構成する導体線の長さが長くなり、巻線の電気抵抗が大きくなり、かつ銅損が増大するという不具合があった。
また、コイルエンド群は回転子の回転に起因して径方向内方から外方に流れる冷却風により冷却される。しかし、各コイルエンドの軸方向長さが略等しいので、径方向外側のコイルエンドが冷却風に曝されず、過度に温度上昇するという不具合もあった。
【０００９】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、各スロット群に巻装される相巻線を２つの巻線ユニットに分割構成し、２つの巻線ユニットを固定子鉄心のスロット内の外周側と内周側とに分けて巻装し、内周側に巻装される巻線ユニットを構成する導体線の長さを短くして、巻線の電気抵抗および銅損の増大を抑制できるとともに、外周側の巻線ユニットの過度の温度上昇を抑えることができる固定子を備えた車両用回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による車両用回転電機は、ブラケットに回転可能に支持された回転子と、円環状のコアバック部、それぞれ該コアバック部から径方向内方に延在して周方向に所定ピッチで配列されたティース部、隣り合う該ティース部により画成されたスロット、および該ティース部の先端から周方向両側に延設された鍔部を有する円筒状の固定子鉄心、および所定スロット数毎のスロットで構成されたスロット群のそれぞれに巻装された複数の相巻線からなる固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ブラケットに支持された固定子と、を備えている。そして、上記相巻線のそれぞれは、上記スロットから軸方向に延出した後、周方向に延びて上記所定スロット数離れた上記スロットに入るように導体線を同一スロット群の各スロットの内周側に巻装して構成された第１分割巻線と、上記スロットから軸方向に延出した後、周方向に延びて上記所定スロット数離れた上記スロットに入るように上記導体線を同一スロット群の各スロットの外周側に巻装して構成された第２分割巻線と、に分割構成されている。上記導体線は、上記スロットに収納される直線状のスロット収納部と、周方向に隣り合うスロット収納部の端部同士を連結するコ字状のコイルエンド部と、を有し、上記第１分割巻線の上記コイルエンド部の軸方向長さが、上記第２分割巻線の軸方向長さより短い。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、スロットの内周側に巻装して構成された第１分割巻線のコイルエンド部の軸方向長さがスロットの外周側に巻装して構成された第２分割巻線のコイルエンド部の軸方向長さより短い。そこで、相巻線を構成する導体線の長さが短くなり、巻線の電気抵抗および銅損の増大が抑制される。また、スロットの外周側に巻装して構成された第２分割巻線のコイルエンド部が冷却風に曝されるようになり、過度の温度上昇が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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における固定子鉄心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巻装状態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固定子巻線の巻装状態を説明する模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子巻線を構成するａ相巻線の構成を説明する斜視図である。
【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巻線を構成するａ相巻線の巻装状態を説明する要部断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の電気回路図である。
【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おける固定子巻線を構成する星形振り分け巻線ユニットを形成する方法を説明する図である。
【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おける振り分け巻線ユニットを固定子鉄心に巻装する方法を説明する図である。
【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おける振り分け巻線ユニットを固定子鉄心に巻装する方法を説明する断面図である。
【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おける振り分け巻線ユニットを固定子鉄心に巻装する過程を示す断面図である。
【図１２】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を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による車両用回転電機の固定子の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１４】
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における固定子鉄心を示す斜視図である。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巻装状態を説明する模式図であり、固定子鉄心のティース部の先端を径方向内方から見た図である。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固定子巻線の巻装状態を説明する模式図であり、固定子鉄心の軸方向の一端面を軸方向外方から見た図である。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における固定子巻線を構成するａ相巻線の構成を説明する斜視図、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おける固定子巻線を構成するａ相巻線の巻装状態を説明する要部断面図、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の電気回路図である。なお、図３および図４において、１〜１６，７１，７２はスロット番号を示す。
【００１５】
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に軸受５ａ，５ｂを介して回転自在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、シャフト６のリヤ側に固定され、回転子８に電流を供給する一対のスリップリング１２と、各スリップリング１２の表面に摺動する一対のブラシ１３と、これらのブラシ１３を収容するブラシホルダ１４と、固定子２０に電気的に接続され、固定子２０で生じた交流を直流に変換する整流器１５と、ブラシホルダ１４に取り付けられて、固定子２０で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１６と、を備えている。
【００１６】
回転子８は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル９と、界磁コイル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、ポールコア１０の軸心位置に貫装されたシャフト６と、を備えている。ファン１１がポールコア１０の軸方向両端面に溶接などにより固着されている。
【００１７】
固定子２０は、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、回転子８のポールコア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た固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１に巻装された固定子巻線２２と、を備えている。
【００１８】
つぎに、固定子２０の構造について説明する。
固定子鉄心２１は、図２に示されるように、円環状のコアバック部２１ａ、それぞれコアバック部２１ａの内周面から径方向内方に延在し、かつ周方向に等角ピッチで配列するティース部２１ｂ、コアバック部２１ａと隣り合うティース部２１ｂとにより画成されるスロット２１ｃ、およびティース部２１ｂの先端部から周方向両側に延在する鍔部２１ｄを有する。そして、ティース部２１ｂは、それぞれ周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に作製され、スロット２１ｃは断面矩形に形成されている。
【００１９】
固定子鉄心２１は、例えば、磁性鋼板の薄板を打ち抜いて作製された円環状の鉄心片を所定枚積層し、積層された所定枚の鉄心片を溶接により一体化して円筒状に作製された積層鉄心である。なお、図２中、鉄心片を一体化する溶接部１９が、周方向に所定のピッチで複数条形成されている。そして、溶接部１９のそれぞれは、固定子鉄心２１の外周面に軸方向の一端から他端に至るように形成されている。
【００２０】
ここで、回転子８のポールコア１０の爪状磁極の個数は１２であり、スロット２１ｃの個数は７２個である。即ち、スロット２１ｃは、毎極毎相当たり２の割合で形成されている。また、スロット番号１番、７番、１３番、・・・、６７番のスロット２１ｃからなるスロット群を第１スロット群、スロット番号２番、８番、１４番、・・・、６８番のスロット２１ｃからなるスロット群を第２スロット群、スロット番号３番、９番、１５番、・・・、６９番のスロット２１ｃからなるスロット群を第３スロット群、スロット番号４番、１０番、１６番、・・・、７０番のスロット２１ｃからなるスロット群を第４スロット群、スロット番号５番、１１番、１７番、・・・、７１番のスロット２１ｃからなるスロット群を第５スロット群、スロット番号６番、１２番、１８番、・・・、７２番のスロット２１ｃからなるスロット群を第６スロット群とする。
【００２１】
固定子巻線２２は、第１スロット群を構成するスロット２１ｃに導体線３０を巻装して構成されるａ相巻線、第２スロット群を構成するスロット２１ｃに導体線３０を巻装して構成されるｄ相巻線、第３スロット群を構成するスロット２１ｃに導体線３０を巻装して構成されるｂ相巻線、第４スロット群を構成するスロット２１ｃに導体線３０を巻装して構成されるｅ相巻線、第５スロット群を構成するスロット２１ｃに導体線３０を巻装して構成されるｃ相巻線、第６スロット群を構成するスロット２１ｃに導体線３０を巻装して構成されるｆ相巻線を有する。ここで、導体線３０は、絶縁被覆された銅線からなる連続線である。
【００２２】
ａ相巻線２３は、図３および図４に示されるように、それぞれ、１本の導体線３０をスロット番号１番のスロット２１ｃから軸方向一側に延出し、固定子鉄心２１の一端面上を周方向一側に延びてスロット番号７番のスロット２１ｃに入り、スロット番号７番のスロット２１ｃから軸方向他側に延出し、固定子鉄心２１の他端面上を周方向一側に延びてスロット番号１３番のスロット２１ｃに入るように、第１スロット群のスロット２１ｃに波巻きに２ターン巻装した後、スロット番号１番のスロット２１ｃから軸方向一側に延出した導体線３０を、固定子鉄心２１の一端面上を周方向他側に延びてスロット番号６７番のスロット２１ｃに入り、スロット番号６７番のスロット２１ｃから軸方向他側に延出し、固定子鉄心２１の他端面上を周方向他側に延びてスロット番号６１番のスロット２１ｃに入るように、第１スロット群のスロット２１ｃに波巻きに２ターン巻装して形成された第１および第２ａ相振り分け巻線２３１，２３２に分割構成されている。
【００２３】
ｄ相巻線２４は、それぞれ、１本の導体線３０を第２スロット群を構成するスロット２１ｃに同様に巻装して形成された第１および第２ｄ相振り分け巻線２４１，２４２に分割構成されている。ｂ相巻線２５は、それぞれ、１本の導体線３０を第３スロット群を構成するスロット２１ｃに同様に巻装して形成された第１および第２ｂ相振り分け巻線２５１，２５２に分割構成されている。ｅ相巻線２６は、それぞれ、１本の導体線３０を第４スロット群を構成するスロット２１ｃに同様に巻装して形成された第１および第２ｅ相振り分け巻線２６１，２６２に分割構成されている。ｃ相巻線２７は、それぞれ、１本の導体線３０を第５スロット群を構成するスロット２１ｃに同様に巻装して形成された第１および第２ｃ相振り分け巻線２７１，２７２に分割構成されている。ｆ相巻線２８は、それぞれ、１本の導体線３０を第６スロット群を構成するスロット２１ｃに同様に巻装して形成された第１および第２ｆ相振り分け巻線２８１，２８２に分割構成されている。
【００２４】
第１ａ相振り分け巻線２３１は、図５に示されるように、長さ方向を互いに平行として周方向に６スロットピッチ（６Ｐ）で配列され、かつ径方向に４層に重なって配列された断面扁平のスロット収納部３１と、周方向に隣り合うスロット収納部３１の端部同士を軸方向に関して交互に連結する円形断面のコイルエンド部３２と、を有する。そして、スロット収納部３１の断面扁平の長辺長さは、スロット２１ｃの周方向幅より僅かに短い長さに形成され、コイルエンド部３２は、スロット２１ｃの開口幅、即ち鍔部２１ｄ間の隙間より僅かに小さい直径に形成されている。
【００２５】
なお、第２ａ相振り分け巻線２３１は、コイルエンド部３２の軸方向長さが長くなっている点を除いて、第１ａ相振り分け巻線２３１と同様に構成されている。ここで、コイルエンド部３２は、周方向に隣り合うスロット収納部３１の両端部から軸方向に延在する一対の立ち上がり部と、一対の立ち上がり部の延出端部同士を周方向に延びて連結する渡り部とからなるコ字状に構成されている。そして、コイルエンド部３２の軸方向長さとは、立ち上がり部の軸方向長さ、つまりスロット収納部３１の端部から渡り部のスロット収納部３１側の壁面までの軸方向の長さである。なお、コ字状のコイルエンド部３２とは、渡り部が直線状に延在しているものに限定されず、Ｕ字状に湾曲するものを含む。
【００２６】
第１スロット群を構成する各スロット２１ｃ内には、図６に示されるように、８本のスロット収納部３１が、断面扁平の長さ方向を周方向に向けて、径方向に１列に並んで収納されている。そして、第１ａ相振り分け巻線２３１の４本のスロット収納部３１が互いに密接してスロット２１ｃ内の内周側に位置し、第２ａ相振り分け巻線２３２の４本のスロット収納部３１が互いに密接してスロット２１ｃ内の外周側に位置している。また、絶縁紙３５がスロット２１ｃと１列に配列されたスロット収納部３１との間に介装されて固定子鉄心２１とスロット収納部３１との間の絶縁が確保され、ウェッジ３６がスロット２１ｃの開口側に装着され、スロット収納部３１の飛び出しを防止している。
【００２７】
なお、第１および第２ｄ相振り分け巻線２４１，２４２、第１および第２ｂ相振り分け巻線２５１，２５２、第１および第２ｅ相振り分け巻線２６１，２６２、第１および第２ｃ相振り分け巻線２７１，２７２、第１および第２ｆ相振り分け巻線２８１，２８２は、第１および第２ａ相振り分け巻線２３１，２３２と同様に構成されている。さらに、各振り分け巻線のスロット収納部３１がスロット２１ｃ内に断面扁平の長さ方向を周方向に向けて、径方向に１列に並んで収納されている。同様に、第１ｄ相振り分け巻線２４１〜第１ｆ相振り分け巻線２８１のスロット収納部３１がスロット２１ｃ内の内周側に位置し、第２ｄ相振り分け巻線２４２〜第２ｆ相振り分け巻線２８２のスロット収納部３１がスロット２１ｃ内の外周側に位置している。
【００２８】
このように、図４に示されるように、第１分割巻線に相当する第１ａ相振り分け巻線２３１，第１ｄ相振り分け巻線２４１、第１ｂ相振り分け巻線２５１、第１ｅ相振り分け巻線２６１、第１ｃ相振り分け巻線２７１、および第１ｆ相振り分け巻線２８１が、各スロット２１ｃの内周側に４層に巻装される内層を構成する。また、第２分割巻線に相当する第２ａ相振り分け巻線２３２，第２ｄ相振り分け巻線２４２、第２ｂ相振り分け巻線２５２、第２ｅ相振り分け巻線２６２、第２ｃ相振り分け巻線２７２、および第２ｆ相振り分け巻線２８２が、各スロット２１ｃの外周側に４層に巻装される外層を構成している。
【００２９】
そして、第１ａ相振り分け巻線２３１と第２ａ相振り分け巻線２３２とを直列に接続したａ相巻線２３と、第１ｂ相振り分け巻線２５１と第２ｂ相振り分け巻線２５２とを直列に接続したｂ相巻線２５と、第１ｃ相振り分け巻線２７１と第２ｃ相振り分け巻線２７２とを直列に接続したｃ相巻線２７とをΔ結線して第１三相交流巻線２２Ａが構成される。同様に、第１ｄ相振り分け巻線２４１と第２ｄ相振り分け巻線２４２とを直列に接続したｄ相巻線２４と、第１ｅ相振り分け巻線２６１と第２ｅ相振り分け巻線２６２とを直列に接続したｅ相巻線２６と、第１ｆ相振り分け巻線２８１と第２ｆ相振り分け巻線２８２とを直列に接続したｆ相巻線２８とをΔ結線して第２三相交流巻線２２Ｂが構成される。
【００３０】
第１三相交流巻線２２Ａと第２三相交流巻線２２Ｂとは、電気角３０度の位相差を有し、図７に示されるように、それぞれ個別の整流器１５に接続されている。
固定子巻線２２は、第１三相交流巻線２２Ａと第２三相交流巻線２２Ｂとにより構成されている。そして、固定子鉄心２１の軸方向一端側で６スロット離れたスロット２１ｃに収納されているスロット収納部３１を連結する多数のコイルエンド部３２がフロント側コイルエンド群２２ｆを構成し、固定子鉄心２１の軸方向他端側で６スロット離れたスロット２１ｃに収納されているスロット収納部３１を連結する多数のコイルエンド部３２がリヤ側コイルエンド群２２ｒを構成する。
【００３１】
このように構成された車両用交流発電機１は、バッテリ（図示せず）からブラシ１３、スリップリング１２を介して界磁コイル９に界磁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１０の爪状磁極が周方向に交互にＮ極とＳ極とに磁化される。
一方、エンジン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の第１および第２三相交流巻線２２Ａ，２２Ｂに発生する。そして、第１および第２三相交流巻線２２Ａ，２２Ｂに発生した交流の起電力が、それぞれ整流器１５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電圧調整器１６により調整され、バッテリや車載電気負荷に供給される。
【００３２】
この固定子２０では、固定子巻線２２を構成するａ相〜ｆ相巻線２３〜２８の各相巻線が振り分け巻線により構成されているので、導体線３０は、各スロット２１ｃから固定子鉄心２１の両端に延出した後、周方向両側に曲げられる。そこで、各スロット２１ｃから固定子鉄心２１の両端に延出した後周方向に曲げられる近傍における各相巻線を構成する導体線３０の束の径方向の重なりが周方向に分散され、径方向の膨らみが低減される。これにより、フロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ，２２ｒの周方向における凹凸が少なくなり、フロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ，２２ｒとファン１１との間の圧力変動に起因する風騒音が低減される。また、各相巻線を構成する導体線３０の束の径方向の重なりが低減され、導体線３０がファン１１により形成される冷却風に曝されやすくなり、固定子２０での発熱がフロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ，２２ｒから効果的に放熱される。
【００３３】
また、スロット収納部３１の端部同士を連結するコイルエンド部３２が断面円形に作製されているので、相巻線を固定子鉄心２１に装着する際のコイルエンド部３２同士の擦れに起因する絶縁不良の発生が抑制される。
また、導体線３０のスロット収納部３１が断面扁平に作製され、断面扁平の長さ方向を周方向に向けて、径方向に１列に並んでスロット２１ｃ内に収納されているので、導体の占積率が大きくなり、高出力化が図られる。
【００３４】
また、各相巻線が２つの振り分け巻線に分割構成され、スロット２１ｃの内周側に巻装される振り分け巻線のコイルエンド部３２の軸方向長さがスロット２１ｃの外周側に巻装される振り分け巻線のコイルエンド部３２の軸方向長さより短くなっている。そこで、相巻線を構成する導体線３０の長さが短くなり、相巻線の電気抵抗が小さくなり、かつ銅損を低減することができる。また、スロット２１ｃの外周側に巻装される振り分け巻線のコイルエンド部３２が、スロット２１ｃの内周側に巻装される振り分け巻線のコイルエンド部３２より軸方向外方に延出し、ファン１１により形成される冷却風に曝され、過度の温度上昇が抑えられる。つまり、スロット２１ｃの外周側に巻装される振り分け巻線がスロット２１ｃの内周側に巻装される振り分け巻線と同等の温度となる。
【００３５】
２つの振り分け巻線を並列に接続して相巻線を構成する場合には、並列に接続される振り分け巻線にインダクタンス差が発生し、損失が大きくなる。しかし、各相巻線が２つの振り分け巻線を直列に接続して構成されているので、振り分け巻線を並列に接続する場合に発生するような損失はない。
【００３６】
つぎに、固定子巻線２２の固定子鉄心２１への巻装方法について図８乃至図１１を参照しつつ説明する。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おける固定子巻線を構成する星形振り分け巻線ユニットを形成する方法を説明する図、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おける振り分け巻線ユニットを固定子鉄心に巻装する方法を説明する図、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おける振り分け巻線ユニットを固定子鉄心に巻装する方法を説明する断面図、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おける振り分け巻線ユニットを固定子鉄心に巻装する過程を示す断面図である。
【００３７】
まず、図８の（ａ）に示されるように、断面円形の導体線３０をリング状に２ターン巻回して第１巻線ユニット４０Ａを作製し、引き続いてリング状に２ターン巻回して第２巻線ユニット４０Ｂを作製する。ついで、第１および第２巻線ユニット４０Ａ，４０Ｂを折り曲げて、直線状のスロット収納部３１ａが長さ方向を径方向に略一致させて周方向に所定スロットピッチで配列され、所定スロットピッチ離れた隣り合うスロット収納部３１ａの端部同士がコ字状のコイルエンド部３２により内周側および外周側で交互に連結された星形パターンを有する第１および第２星形巻線ユニット４１Ａ，４１Ｂを作製する。
【００３８】
ついで、第１および第２星形巻線ユニット４１Ａ，４１Ｂを連結している導体線３０の部位で折り返し、第１および第２星形巻線ユニット４１Ａ，４１Ｂの星形パターンのコイルエンド部３２が径方向に相対するように、第１および第２星形巻線ユニット４１Ａ，４１Ｂを重ねて、図８の（ｃ）に示される星形巻線ユニット４２を作製する。
ついで、星形巻線ユニット４２のスロット収納部３１ａの束を加圧成形機（図示せず）により断面扁平に塑性変形する。ついで、星形巻線ユニット４２を変形して、断面扁平に塑性変形されたスロット収納部３１が長さ方向を平行として周方向に所定スロットピッチで配列された円筒状の振り分け巻線ユニット４３を作製する。
【００３９】
ついで、振り分け巻線ユニット４３の一側のコイルエンド部３２の群が径方向内方を向くようにコイルエンド部３２のそれぞれを略直角に折り曲げる。そして、図９に示されるように、スロット収納部３１の束が第１スロット群を構成するスロット２１ｃの軸方向他側に位置するように振り分け巻線ユニット４３を位置させ、振り分け巻線ユニット４３を固定子鉄心２１の軸方向一側に移動させる。
【００４０】
これにより、図１０および図１１に示されるように、コイルエンド部３２の径方向内方を向く部位が、スロット２１ｃの軸方向他側から鍔部２１ｄ間に入り、鍔部２１ｄ間を軸方向一側に移動し、スロット収納部３１がスロット２１ｃ内に挿入される。
そして、コイルエンド部３２の径方向内方を向く部位が鍔部２１ｄ間のそれぞれを通り過ぎるまで振り分け巻線ユニット４３を軸方向に移動して、各スロット収納部３１を第１スロット群を構成する各スロット２１ｃ内に収納する。ついで、折り曲げられたコイルエンド部３２が軸方向外方に向くようにコイルエンド部３２を略直角に折り曲げて、第２ａ相振り分け巻線２３２が第１スロット群の各スロット２１ｃの外周側に巻装される。
【００４１】
さらに、図示していないが、同様に作製された５つの振り分け巻線ユニット４３を、同様に、第２乃至第６スロット群の各スロット２１ｃに順次装着する。これにより、第２ｄ相振り分け巻線２４２〜第２ｆ相振り分け巻線２８２が第２乃至第６スロット群の各スロット２１ｃの外周側に巻装される。
【００４２】
ついで、図示していないが、第１乃至第６スロット群の各スロット２１ｃの内周側に巻装される振り分け巻線ユニット４３を同様に作製する。ここで、各スロット２１ｃの内周側に巻装される振り分け巻線ユニット４３では、コイルエンド部３２の軸方向長さをスロット深さより長くする必要がない。つまり、スロット収納部３１が各スロット２１ｃの外周側に収納されているので、コイルエンド部３２の軸方向長さをスロット２１ｃの内周側の空き空間の深さより僅かに長くすればよい。そこで、この振り分け巻線ユニット４３におけるコイルエンド部３２の軸方向長さを、各スロット２１ｃの外周側に巻装される振り分け巻線ユニット４３におけるコイルエンド部３２の軸方向長さより短く形成している。
【００４３】
このように作製された６つの振り分け巻き巻線ユニット４３を、同様に、第１乃至第６スロット群の各スロット２１ｃに順次装着し、第１ａ相振り分け巻線２３１〜第１ｆ相振り分け巻線２８１が第１乃至第６スロット群の各スロット２１ｃの内周側に巻装される。そして、第１ａ相振り分け巻線２３１と第２ａ相振り分け巻線２３２とを直列に接続してａ相巻線２３を作製し、第１ｄ相振り分け巻線２４１と第２ｄ相振り分け巻線２４２とを直列に接続してｄ相巻線２４を作製し、第１ｂ相振り分け巻線２５１と第２ｂ相振り分け巻線２５２とを直列に接続してｂ相巻線２５を作製し、第１ｅ相振り分け巻線２６１と第２ｅ相振り分け巻線２６２とを直列に接続してｅ相巻線２６を作製し、第１ｃ相振り分け巻線２７１と第２ｃ相振り分け巻線２７２とを直列に接続してｃ相巻線２７を作製し、第１ｆ相振り分け巻線２８１と第２ｆ相振り分け巻線２８２とを直列に接続してｆ相巻線２８を作製する。ついで、ａ相巻線２３，ｂ相巻線２５およびｃ相巻線２７をΔ結線して第１三相交流巻線２２Ａを作製し、ｄ相巻線２４，ｅ相巻線２６およびｆ相巻線２８をΔ結線して第２三相交流巻線２２Ｂを作製する。
【００４４】
このように、各相巻線が２つの振り分け巻線ユニット４３に分割構成されているので、スロット２１ｃの内周側に巻装する振り分け巻線ユニット４３のコイルエンド部３２の軸方向長さをスロット２１ｃの深さより短くすることができる。つまり、スロット２１ｃの内周側に巻装される振り分け巻線ユニット４３のコイルエンド部３２の軸方向長さをスロット２１ｃの外周側に巻装される振り分け巻線ユニット４３のコイルエンド部３２の軸方向長さより短くできる。そこで、相巻線を構成する導体線３０の長さが短くなり、相巻線の電気抵抗が小さくなり、かつ銅損を低減することができる。また、スロット２１ｃの外周側に巻装される振り分け巻線ユニット４３のコイルエンド部３２がファン１１による冷却風に曝され、過度の温度上昇が抑えられる。
【００４５】
実施の形態２．
図１２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を示す断面図である。
図１２において、スロット２１ｃの外周側に巻装された振り分け巻線のコイルエンド部３２が径方向内方に折り曲げられ、スロット２１ｃの内周側に巻装された振り分け巻線のコイルエンド部３２の軸方向外方に近接して位置している。
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。
【００４６】
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。
この実施の形態２によれば、スロット２１ｃの外周側に巻装された振り分け巻線のコイルエンド部３２が径方向内方に折り曲げられ、スロット２１ｃの内周側に巻装された振り分け巻線のコイルエンド部３２の軸方向外方に近接して位置しているので、スロット２１ｃの外周側に巻装された振り分け巻線のコイルエンド部３２の剛性が高められる。そこで、ロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ、２２ｒが振動によりフロントブラケット２およびリヤブラケット３と接触し、絶縁被膜を損傷するような事態が抑制される。
【００４７】
実施の形態３．
この実施の形態３では、ワニスをフロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ，２２ｒに含浸させ、コイルエンド部３２同士を固着させている。
なお、他の構成は上記実施の形態１，２と同様に構成されている。
【００４８】
この実施の形態３によれば、ワニスをフロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ，２２ｒに含浸させ、コイルエンド部３２同士を固着させているので、フロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ、２２ｒの剛性が高められる。そこで、フロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ，２２ｒが振動によりフロントブラケット２およびリヤブラケット３と接触し、絶縁被膜を損傷するような事態が抑制される。
【００４９】
ここで、上記実施の形態３では、ワニスをフロント側およびリヤ側コイルエンド群２２ｆ，２２ｒに含浸させるものとしているが、含浸樹脂はワニスに限定されるものではなく、絶縁性樹脂であればよい。
【００５０】
なお、上記各実施の形態では、固定子巻線が相巻線をΔ結線して構成されているものとしているが、固定子巻線は相巻線をＹ結線して構成してもよい。
また、上記各実施の形態では、スロットが毎極毎相当たり２の割合で形成されているものとしているが、スロットは毎極毎相当たり２の割合で形成されているものに限定されず、例えばスロットを毎極毎相当たり１の割合で形成してもよい。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、同一スロット群に巻装される巻線が導体線をスロットから延出した後、周方向の両側に延びて、それぞれ次のスロットに入るように形成された振り分け巻線ユニットにより構成されているものとしているが、同一スロット群に巻装される巻線は各スロットの内周側に巻装される巻線ユニットと、各スロットの外周側に巻装される巻線ユニットとに分割構成されていればよく、例えば導体線をスロットから延出した後、周方向の一側にのみ延びて次のスロットに入るように構成された巻線ユニットでもよい。
【００５２】
また、上記各実施の形態では、第１および第２三相交流巻線の出力を別個の整流器により整流するものとしているが、第１および第２三相交流巻線を並列に接続し、その出力を１つの整流器により整流してもよい。
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、この発明は、車両用交流発電機に限らず、車両用電動機、車両用発電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。
【符号の説明】
【００５３】
２  フロントブラケット、３  リヤブラケット、８  回転子、２０  固定子、２１  固定子鉄心、２１ａ  コアバック部、２１ｂ  ティース部、２１ｃ  スロット、２１ｄ  鍔部、２２  固定子巻線、２２ｆ  フロント側コイルエンド群、２２ｒ  リヤ側コイルエンド群、２３  ａ相巻線、２４  ｄ相巻線、２５  ｂ相巻線、２６  ｅ相巻線、２７  ｃ相巻線、２８  ｆ相巻線、３０  導体線、３１  スロット収納部、３２  コイルエンド部、２３１  第１ａ相振り分け巻線（第１分割巻線）、２４１  第１ｄ相振り分け巻線（第１分割巻線）、２５１  第１ｂ相振り分け巻線（第１分割巻線）、２６１  第１ｅ相振り分け巻線（第１分割巻線）、２７１  第１ｃ相振り分け巻線（第１分割巻線）、２８１  第１ｆ相振り分け巻線（第１分割巻線）、２３２  第２ａ相振り分け巻線（第２分割巻線）、２４２  第２ｄ相振り分け巻線（第２分割巻線）、２５２  第２ｂ相振り分け巻線（第２分割巻線）、２６２  第２ｅ相振り分け巻線（第２分割巻線）、２７２  第２ｃ相振り分け巻線（第２分割巻線）、２８２  第２ｆ相振り分け巻線（第２分割巻線）。
【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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