(57)【要約】【課題】簡素な構造でかつ冷却ファンの風切り音を抑止しつつ、ステータコイルの冷却性向上が可能な車両交流発電機を提供すること。【解決手段】フレーム３ｂの端壁部３１は、後側コイルエンド４ｄに軸方向に対面してコイルエンド対面部３１４をもち、冷却ファンに軸方向に対面して遠心翼対面部３１３をもつ、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６は、遠心翼対面部３１３の内端面３１５の延長線よりも軸方向外側に延設されて後、次第に湾曲してフレーム３ｂの周壁部３２の内周面に繋がる形状をもつ。これにより、後側コイルエンド４ｄへの冷却空気流による冷却効果を改善することができる。【選択図】図２
2008072792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端壁部及び周壁部をもつフレームと、
前記フレームの周壁部の内周面に固定されるステータコアと、
前記ステータコアから軸方向両側に突出するコイルエンドを有して前記ステータコアに巻装されるとともに複数の相コイルにより構成されるステータコイルと、
前記ステータコアの径方向内側に位置して前記フレームに回転自在に支承されるロータと、
前記ロータの端面に固定されて前記フレームの端壁部の内周面に沿いつつ径方向外側に冷却空気流を吹き出して前記コイルエンドを冷却する遠心翼と、
を備え、
前記周壁部は、
前記端壁部にほぼ隣接して冷却空気流排出口を有し、
前記端壁部は、
前記遠心翼の軸方向先端に軸方向に対面する遠心翼対面部と、前記コイルエンドに軸方向に対面しつつ前記遠心翼対面部から所定曲率半径にて湾曲して前記周壁部の前記冷却空気流排出口に達するコイルエンド対面部とを有する車両用交流発電機において、
前記コイルエンド対面部の内端面は、
軸方向断面において前記遠心翼対面部の内端縁の延長線よりも軸方向外側に位置する凹部を有することを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記凹部は周方向へ円弧状に延在する車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１記載の車両用交流発電機において、
前記コイルエンドは、
リング状の主部から軸方向外側に突出する軸方向突出配線部を有する車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項３記載の車両用交流発電機において、
前記軸方向突出配線部は、
前記相コイルを構成する複数の部分コイルを接続する渡り配線部を含む車両用交流発電機。
【請求項５】
請求項３記載の車両用交流発電機において、
前記軸方向突出配線部は、
前記複数の相コイルの各一端を接続してなる中性点を構成する中性点配線部を含む車両用交流発電機。
【請求項６】
請求項４又は５記載の車両用交流発電機において、
前記ステータコイルは、
セグメント順次接続型ステータコイルからなる車両用交流発電機。
【請求項７】
端壁部及び周壁部をもつフレームと、
前記フレームの周壁部の内周面に固定されるステータコアと、
前記ステータコアから軸方向両側に突出するコイルエンドを有して前記ステータコアに巻装されるとともに複数の相コイルにより構成されるステータコイルと、
前記ステータコアの径方向内側に位置して前記フレームに回転自在に支承されるロータと、
前記ロータの端面に固定されて前記フレームの端壁部の内周面に沿いつつ径方向外側に冷却空気流を吹き出して前記コイルエンドを冷却する遠心翼と、
を備え、
前記周壁部は、
前記端壁部にほぼ隣接して冷却空気流排出口を有し、
前記端壁部は、
前記遠心翼の軸方向先端に軸方向に対面する遠心翼対面部と、前記コイルエンドに軸方向に対面しつつ前記遠心翼対面部から所定曲率半径にて湾曲して前記周壁部の前記冷却空気流排出口に達するコイルエンド対面部とを有する車両用交流発電機において、
前記コイルエンド対面部の内端面は、
周方向所定ピッチで径方向外側へ延在する線状の凹溝を有することを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項８】
端壁部及び周壁部をもつフレームと、
前記フレームの周壁部の内周面に固定されるステータコアと、
前記ステータコアから軸方向両側に突出するコイルエンドを有して前記ステータコアに巻装されるとともに複数の相コイルにより構成されるステータコイルと、
前記ステータコアの径方向内側に位置して前記フレームに回転自在に支承されるロータと、
前記ロータの端面に固定されて前記フレームの端壁部の内周面に沿いつつ径方向外側に冷却空気流を吹き出して前記コイルエンドを冷却する遠心翼と、
を備え、
前記周壁部は、
前記端壁部にほぼ隣接して冷却空気流排出口を有し、
前記端壁部は、
前記遠心翼の軸方向先端に軸方向に対面する遠心翼対面部と、前記コイルエンドに軸方向に対面しつつ前記遠心翼対面部から所定曲率半径にて湾曲して前記周壁部の前記冷却空気流排出口に達するコイルエンド対面部とを有する車両用交流発電機において、
前記コイルエンド対面部の内端面は、
前記冷却空気流排出口に隣接する位置にて、軸方向内側に突出して冷却空気流を前記コイルエンド向きに曲げる瘤状の突起部を有することを特徴とする車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用交流発電機に関し、特にそのフレーム構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用交流発電機に対する小型軽量化、大出力化、および高効率化の要求に対応して通風による冷却性向上が要求されている。このため、従来の車両用交流発電機は、以下の基本構成を有している。即ち、リアフレームは、周壁部と端壁部とをもち、端壁部は、遠心翼の軸方向先端に対面する遠心翼対面部と、ステータコイルのコイルエンドに対面しつつ遠心翼対面部から周壁部に向けて所定曲率半径にて湾曲するコイルエンド対面部とを有している。端壁部のコイルエンド対面部が上記のようにコイルエンド側に湾曲するのは、ロータ端面に配置された遠心翼（冷却ファンとも言う）から端壁部の内端面に沿いつつ径方向外側に吹き出される冷却空気流を少しでもステータコイルのコイルエンドに近づけることにより、その冷却を図るためである。
【０００３】
また、この種の車両用交流発電機として、特許文献１に示すように、ステータコイルとしてセグメント順次接続型ステータコイルを採用したものが本出願人により製造されている。これにより、コイルエンド内に通風路を形成して、冷却を向上させるものである。
【０００４】
また、フレーム外周部に設けた冷却風の吐出窓を大きくすることによって、吐出風をスムーズに流す構造が、非特許文献１に示されている。
【０００５】
さらに、冷却ファンと対向するファンガイドに、ファン外径より大きい径の位置に突起部を設け、冷却ファンとファンガイドの隙間を逆流する風を突起部にて遮断することによる、冷却効率の向上を図るものが、非特許文献２に示されている。
【特許文献１】特許公報２９９７２８８号
【非特許文献１】日本電装公開技報５２−２９２（発行日1987.3.15）
【非特許文献２】発明協会公開技報８６−１６０１８（発行日1986.12.20）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両用交流発電機に対する小型軽量化、大出力化、高効率化の要求はさらに強くなっており、このため、特にステータコイルの冷却をいかに達成するかという問題がある。一方、感性品質としての静粛性向上の要求から、冷却ファンの回転による騒音低減も必要となってきている。
【０００７】
これらについて、特許文献１に示した構成では、不十分であった。そこで、ステータコイルの冷却能力の向上には冷却空気流風量の増大が有効であり、そのためにロータ端面に固定した冷却ファンの大径化や枚数増加が考えられる。しかし、このような風量増加は、車両用交流発電機の大型化、ファン動力の増加につながり、風切り音の増大という問題も派生させるため、限界があった。
【０００８】
また、非特許文献１には、リアフレーム端壁部に段差を設けることにより、発電機自体の軸長を変更しないまま吐出窓の高さを高くし、吐出風をスムーズに出すことは示されているが、ステータコイルの冷却を向上させる方向に冷却ファンからの風を向かわせるものではない。むしろ、風量を増やしたぶん、整流装置の冷却向上を意図したものであり、風切音を増加させるという問題がある。
【０００９】
また、非特許文献２は冷却ファンからの冷却風に対し、逆流風を防ぐためにファンに突起を設けることによって冷却効率を高めると記載してあるが、ステータコイルの冷却を向上しようとする構成は、何も記されていない。しかも、車両用交流発電機は、広範囲の回転数で駆動されるため、ロータを高速（約２万回転／分）で回転された時に、遠心力で冷却ファンが変形し干渉する可能性もある。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑み、なされたものであり、風切り音の増大を抑止しつつ簡素な構造にてステータコイルを良好に冷却可能な車両交流発電機を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する各発明は、端壁部及び周壁部をもつフレームと、前記フレームの周壁部の内周面に固定されるステータコアと、前記ステータコアから軸方向両側に突出するコイルエンドを有して前記ステータコアに巻装されるとともに複数の相コイルにより構成されるステータコイルと、前記ステータコアの径方向内側に位置して前記フレームに回転自在に支承されるロータと、前記ロータの端面に固定されて前記フレームの端壁部の内周面に沿いつつ径方向外側に冷却空気流を吹き出して前記コイルエンドを冷却する遠心翼とを備え、前記周壁部は、前記端壁部にほぼ隣接して冷却空気流排出口を有し、前記端壁部は、前記遠心翼の軸方向先端に軸方向に対面する遠心翼対面部と、前記コイルエンドに軸方向に対面しつつ前記遠心翼対面部から所定曲率半径にて湾曲して前記周壁部の前記冷却空気流排出口に達するコイルエンド対面部とを有する車両用交流発電機に適用される。この種の車両用交流発電機は実用されている。
【００１２】
第１発明は特に、コイルエンド対面部の内端面が、軸方向断面において遠心翼対面部の内端縁の延長線よりも軸方向外側に位置する凹部を有することを特徴としている。すなわち、この発明は、フレームの端壁部の遠心翼対面部の内端縁の延長線よりも軸方向外側に位置する凹部を、フレームの端壁部のコイルエンド対面部の内周面に設けた点をその特徴としている。
【００１３】
このようにすれば、遠心翼の風切り音が増大するのを抑止しつつステータコイルを良好に冷却可能な簡素な構造の車両交流発電機を実現することができることがわかった。この第１発明の原理すなわち発明思想については図面を参照して後述するものとする。
【００１４】
好適な態様において、前記凹部は周方向へ円弧状に延在する。ただし、フレームの端壁部の内端面のうちステータコイルのコイルエンドが軸方向外側に突出する配線部分である軸方向突出配線部をもつ部位では少なくとも前記凹部を設けることが好ましい。これにより、コイルエンドの特に軸方向突出配線部とフレームの端壁部のコイルエンド対面部との間の軸方向間隔を十分に確保しつつ、上記効果を実現することができる。
【００１５】
好適な態様において、前記コイルエンドは、リング状の主部から軸方向外側に突出する軸方向突出配線部を有する。これにより、コイルエンドの軸方向突出配線部と端壁部のコイルエンド対面部との間の軸方向間隔を十分に確保しつつ、上記効果を実現することができる。
【００１６】
好適な態様において、前記軸方向突出配線部は、前記相コイルを構成する複数の部分コイルを接続する渡り配線部を含む。これにより、軸方向外側へ突出する渡り配線部とフレームの端壁部のコイルエンド対面部との間の軸方向間隔を十分に確保しつつ、上記効果を実現することができる。
【００１７】
好適な態様において、前記軸方向突出配線部は、前記複数の相コイルの各一端を接続してなる中性点を構成する中性点配線部を含む。これにより、軸方向外側へ突出する中性点配線部とフレームの端壁部のコイルエンド対面部との間の軸方向間隔を十分に確保しつつ、上記効果を実現することができる。
【００１８】
好適な態様において、前記ステータコイルは、セグメント順次接続型ステータコイルからなる。市販されて当業者には周知となっているセグメント順次接続型ステータコイルでは、渡り配線部や中性点配線部の位置が厳密に規定されるため、これら渡り配線部や中性点配線部が上記凹部からはずれたり、曲がったりして凹部に近接したり接触したりすることを良好に防止することができる。
【００１９】
第２発明は特に、コイルエンド対面部の内端面が、周方向に所定ピッチで径方向外側へ延在する線状の凹溝を有することを特徴としている。なお、この凹溝は、遠心翼対面部の内端面から冷却空気流排出口まで形成されるのが好適である。
【００２０】
このようにすれば、遠心翼の風切り音が増大するのを抑止しつつステータコイルを良好に冷却可能な簡素な構造の車両交流発電機を実現することができることがわかった。この第２発明の原理すなわち発明思想については図面を参照して後述するものとする。
【００２１】
好適な態様において、前記凹溝は、所定回転速度で回転する前記遠心翼からの前記冷却空気流の吹き出し方向と周方向同一向きに斜設されている。このようにすれば、冷却空気流吹き出し経路の無駄な流体損失を低減することができる。
【００２２】
好適な態様において、前記凹溝の延在方向と接線方向との間の斜設角度θは、前記凹溝の少なくとも一部において前記遠心翼からの前記冷却空気流の吹き出し方向と接線方向との間の角度θｉよりも小さくされる。すなわち、凹溝は、所定回転速度で回転する遠心翼から吹き出す冷却空気流を更に周方向に寝かせる。このようにすれば、遠心翼から吹き出してフレームの端壁部のコイルエンド対面部の内端面に沿いつつ径方向外側に向かう前記冷却空気流が直ぐに冷却空気流排出口から排出されるのではなく、コイルエンド対面部の周方向に流れて長時間、高速に流れることができるため、この冷却空気流がコイルエンドやフレームの端壁部のコイルエンド対面部を良好に冷却することができる。更に具体的に説明すると、径方向断面において強く斜設された凹溝は、冷却空気流の周方向分速度を増加させ、径方向分速度を低下させる。このため、この部位において冷却空気流が流れる経路が長くなり、その分だけ冷却空気流の流路直角断面積は小さくなる。その結果、高速の冷却空気流をコイルエンドやフレームの端壁部に長い距離にわたって接触させることができるため、単位流量当たりの冷却効果を向上できるわけである。
【００２３】
好適な態様において、前記斜設角度θは、前記凹溝の径方向内端部において前記遠心翼からの前記冷却空気流の吹き出し方向と略一致するとともに、径方向外側に向かうにつれて小さくなる。このようにすれば、各凹溝が螺旋状に形成されるため、冷却空気流を周方向に寝かせることによる流体損失増加を抑止することができる。
【００２４】
好適な態様において、前記凹溝は、前記コイルエンドが軸方向に突出する配線部である軸方向突出配線部をもつ部位にて広い周方向幅を有する。これにより、渡り配線部や中性点配線部とフレームの端壁部のコイルエンド対面部との間の間隔を確保しつつ、深い凹溝を形成することができ、上記効果を向上することができる。
【００２５】
第３発明は特に、前記コイルエンド対面部の内端面が、前記冷却空気流排出口に隣接する位置にて、軸方向内側に突出して冷却空気流を前記コイルエンド向きに曲げる瘤状の突起部を有することを特徴としている。この瘤状の突起部は、回転軸の周りにリング状又は円弧状に形成されることが好適である。
【００２６】
このようにすれば、フレームのコイルエンド対面部の内端面に沿いつつ径方向外側に達した冷却空気流は、この瘤状の突起部により強制的に軸方向内側のコイルエンドに向けて曲げられるため、冷却風量を増大することなくコイルエンドの冷却向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の好適な実施形態を以下に説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるべきではなく、本発明の技術思想を他の公知技術又はそれと主要機能が共通する技術を組み合わせて実現してもよい。
【００２８】
（実施形態１）
（全体構成）
全体構成を図１を参照して説明する。図１は車両用交流発電機の軸方向断面図である。
【００２９】
この車両用交流発電機１は、エンジン（図示せず）からプーリを介して回転力を受けて回転するロータ（回転子）２と、それぞれ椀状に形成されるとともにロータ２を軸受けを通じて回転自在に支持する前側のフレーム３ａ及び後側のフレーム３ｂと、フレーム３ａ、３ｂに挟持されるステータ４と、整流装置５と、整流装置５とにより整流された直流出力電圧を所望の値に調整するレギュレータ６と、ロータ２の界磁巻線２ａにスリップリングを通じて励磁電流を供給するブラシ装置７と、整流装置５、レギュレータ６及びブラシ７を覆ってフレーム３ｂに被せられた椀状のエンドカバー８と、ロータ２の両端面にそれぞれ固定された一対の冷却ファン９とを有している。
【００３０】
（ステータ４）
ステータ４は、ロータ２の径方向外側に配置される円筒状のステータコア４ａと、ステータコア４ａに巻装されるステータコイル４ｂとを有している。ステータコイル４ｂは、ステータコア４ａの両端から軸方向両側に突出するコイルエンド４ｃ、４ｄを有している。以下、コイルエンド４ｄを後側コイルエンド、コイルエンド４ｃを前側コイルエンドとも言うものとする。
【００３１】
（後側コイルエンド４ｄ）
図１の一部拡大図である図２において、４１、４２は後側コイルエンド４ｄのリング状の主部よりも軸方向後側に位置して延在する軸方向突出配線部である。この実施形態では、軸方向突出配線部４１、４２は後側コイルエンド４ｄの一部を構成しているとみなすものとする。軸方向突出配線部４１、４２は、周方向渡り線や軸方向渡り線からなる渡り配線部と中性点配線部とからなる。以下、良く知られた事項ではあるが、渡り配線部及び中性点配線部について説明する。  
【００３２】
この実施形態では、三相コイルであるステータコイル４ｂの各相コイルはそれぞれ、複数の部分コイルを相ごとに周方向渡り線や軸方向渡り線により直列接続して構成されている。これら周方向渡り線や軸方向渡り線は、各部分コイルのコイルエンドの集合体である後側コイルエンド４ｄのリング状の主部から軸方向後側にて延設することが好適である。また、各相コイルの一端を接続してなる中性点配線部は、互いに周方向異なる位置に配置される各相コイルの一端を周方向に延設して互い接続して中性点を構成するための配線である。この中性点配線部も、各相コイルのコイルエンドの集合体である後側コイルエンド４ｄのリング状の主部から軸方向後側にて延設することが好適である。
【００３３】
（リア側の冷却ファン９）
リア側の冷却ファン９は、リアフレームであるフレーム３ｂに開口された冷却空気流吸入孔３０の径方向外側に位置して配置された遠心翼であって、この冷却空気流吸入孔３０から吸入した冷却空気流を遠心方向に吹き出す。冷却ファン９は、ステータコイル４ｂの径方向内側に配置されている。冷却ファン９は、図１に示すように、ほぼ後側コイルエンド４ｄとフレーム３ｂの内端面との間の軸方向隙間Ｘの径方向内側に配置されている。ただし、図１では図示省略しているが、この軸方向隙間Ｘには、後側コイルエンド４ｄの一部をなす周方向渡り線や軸方向渡り線や中性点接続線が延在している。なお、上記周方向渡り線や軸方向渡り線は、本発明で言う渡り配線部を構成し、中性点接続線は本発明で言う中性点配線部を構成する。
【００３４】
リア側の冷却ファン９は、エンドカバー８の冷却空気流吸入窓、フレーム３ｂの冷却空気流吸入孔３０を通じてフレーム３ａ、３ｂ内に流入した冷却空気流を径方向外側に吹き出し、付勢してステータコイル４ｂなどを冷却する。フロント側の冷却ファン９の配置、構造及び作用は本質的にリア側の冷却ファン９と同じであるため、説明を省略する。上記した車両用交流発電機は良く知られた通常のものと同じであるため、更なるその詳細な構造及び動作の説明は省略する。
【００３５】
（フレーム３ｂ）
フレーム３ｂについて図２を参照して説明する。
【００３６】
フレーム３ｂは、端壁部３１と周壁部３２とをもちアルミダイキャスト鋳造により椀状に一体形成されている。フレーム３ａもフレーム３ｂと本質的に同一構造を有するのでその説明は省略する。
【００３７】
端壁部３１の外周縁に隣接する端壁部３１の後端部には、冷却空気流排出口３３がほぼ全周にわたって形成されている。冷却空気流排出口３３には、周方向一定ピッチにて軸方向に延在する多数のリブが設けられている。端壁部３１は、冷却空気流吸入孔３０の径方向外側に位置するリング部３１１と、回転軸を支承するボス部３１２と、ボス部３１２から放射状に配置されてリング部３１１に達するスポーク部とを有している。
【００３８】
端壁部３１のリング部３１１は、図２中に二点鎖線Ｙにて表示される冷却ファン９の径方向外端より径方向内側に位置して冷却ファン９の軸方向外端に軸方向に対面する遠心翼対面部３１３と、冷却ファン９の径方向外端より径方向外側に位置して後側コイルエンド４ｄに軸方向に対面するコイルエンド対面部３１４とを有している。遠心翼対面部３１３の径方向内端は冷却空気流吸入孔３０に接し、コイルエンド対面部３１４の径方向外端は冷却空気流排出口３３に接している。３１５は遠心翼対面部３１３の内端面であり、３１６はコイルエンド対面部３１４の内端面である。
【００３９】
（端壁部３１の内端面３１５、３１６）
以下、この実施形態の特徴をなすコイルエンド対面部３１４の内端面３１６の形状を図３を参照して説明する。図３は図２の一部拡大図である。ただし、ステータコア４ａ、後側コイルエンド４ｄの図示は省略されている。なお、図３において、破線ハッチングされた領域は、従来のコイルエンド対面部の内端面とこの実施例のコイルエンド対面部の内端面３１６との間の肉削部分を示す。
【００４０】
この実施形態では、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６は、軸方向断面において遠心翼対面部３１３の内端面３１５の径方向外側への延長線Ｗよりも軸方向外側に位置するリング状の凹部３１７を有している。言い換えると、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６は、遠心翼対面部３１３の内端面３１５の径方向外端から軸方向外側へ曲がって径方向側へ延在している。更に、図２では、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６は、その径方向外端部においてその径方向内端部よりも軸方向内側に強く湾曲している。
【００４１】
なお、図３において、二点鎖線Ｚは、従来のコイルエンド対面部の軸方向断面における内端縁（内端面）の形状を示す。図３に示すように、従来のコイルエンド対面部の内端縁は、遠心翼対面部３１３の内端面３１５と周壁部３２の内周面とを円滑に繋ぐＲ形状を有しており、上記凹部３１７をもたない。
【００４２】
この凹部３１７による流体力学的な効果を以下に説明する。
【００４３】
第１に、遠心翼対面部３１３の内端面３１５及びコイルエンド対面部の内端面３１６に沿いつつ流れる冷却空気流は、内端面３１５と内端面３１６との境界部移行において流路方向が軸方向外側に曲がるため、言い換えれば流路直角断面積増大向きに曲がるため渦流が生じる。それにより、フレーム３ｂの境界層が剥離してフレーム３ｂの冷却性を向上できるとともに、冷却空気流の方向が乱れて冷却空気流の一部が後側コイルエンド４ｄ向きに流れ、後側コイルエンド４ｄの冷却性も改善する。更に、この部位に生じた冷却空気流の乱れは、後側コイルエンド４ｄとコイルエンド対面部の内端面３１６との間の隙間Ｘに延在する後側コイルエンド４ｄの軸方向突出配線部４１、４２も良好に冷却する。
【００４４】
第２に、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６の径方向内側部分が軸方向外側に曲がっているため、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６の径方向外側部分は、二点鎖線Ｚで示した従来の内端面の径方向外側部分よりも急激に軸方向内側に湾曲する。
【００４５】
その結果、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６の径方向内側部分に沿いつつ軸方向外側に流れた冷却空気流は、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６の軸方向内側へのこの急激な湾曲に沿いつつ、軸方向内側へ急激に湾曲する。このような急激な湾曲が生じる。この冷却空気流の軸方向内側へ湾曲により、冷却空気流は後側コイルエンド４ｄに吹き付けられて、後側コイルエンド４ｄを良好に冷却することができる。
【００４６】
第３に、この凹部３１７の新設は、後側コイルエンド４ｄの軸方向突出配線部４１、４２の先端とコイルエンド対面部３１４の内端面３１６との間の軸方向隙間を増大できる効果を奏するため、軸方向突出配線部４１、４２の電気絶縁性を向上することができる。
【００４７】
なお、前側コイルエンド４ｃに上記と同様のコイルエンド対面部の内端面形状を採用してもよいことはもちろんである。
【００４８】
径方向断面における凹部３１７の形状を図４に示す。なお、図４では、凹部３１７は理解しやすいように破線ハッチングされている。図４では、凹部３１７は、円弧状に形成されている。円弧状の凹部３１７が存在しない部分の径方向内側には冷却空気流吸入孔３０が存在していない。これにより、フレーム３ｂの剛性を向上することができる。なお、円弧状の凹部３１７が存在しない部分の個数は任意である。
【００４９】
なお、非特許文献２のような凸形状ではなく、凹部３１７が冷却ファン９の遠心方向の内端面３１５に形成されているので、高速回転による冷却ファンが多少変形しても、非特許文献２における干渉問題を回避できるのは言うまでもない。
【００５０】
（ステータコイル４ｂ）
ステータコイル４ｂについて以下に説明する。この実施形態では、ステータコイル４ｂとして図５、図６に示すセグメント順次接続型ステータコイルを採用している。ここで言うセグメント順次接続型ステータコイルとは、ステータコア４ａの各スロットにＵ字状セグメント導体１００（図５参照されたい）を軸方向後方側から挿入し、ステータコア４ａの軸方向前側に飛び出した各Ｕ字状セグメント導体１００の端部を順次接合して構成されたステータコイルを言う。この種のセグメント順次接続型ステータコイルは本出願人により製造され周知となっているため、その詳細構造についての説明を省略する。なお、セグメント順次接続型ステータコイルの詳細構造について必要であれば、上記特許文献を参照されたい。セグメント順次接続型ステータコイルからなるステータコイル４ｂの前側コイルエンド４ｃ及び後側コイルエンド４ｄは、図６に示すように、Ｕ字状セグメント導体１００が整然と立体配置された構造となるため、Ｕ字状セグメント導体１００間に小さいものの整然と冷却空気流流路を確保でき、かつ、その軸方向突出配線部４１、４２の位置を正確に決定できるため、上記凹部３１７との間の軸方向隙間などを正確に規定することができ、軸方向突出配線部４１、４２が凹部３１７に異常に接近したり、接触したりするのを良好に防止することができる。
【００５１】
（実施形態２）
実施形態２を図７を参照して説明する。この実施形態は、実施形態１のコイルエンド対面部３１４の内端面３１６の形状を変更した点を特徴としている。
【００５２】
この実施形態の内端面３１６は、実施形態１の内端面３１６（図３参照）に較べて、その冷却空気流排出口に隣接する径方向外端部において軸方向内側に湾曲し、突出する瘤状の突起部３１８を有することを特徴としている。この瘤状の突起部３１８は、実施形態１と同様に、回転軸の周りにリング状乃至円弧状に形成されている。
【００５３】
このようにすれば、瘤状の突起部３１８は、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６に沿いつつ径方向外側に流れる冷却空気流をフレームのコイルエンド対面部の内端面に沿いつつ径方向外側に達した冷却空気流は、瘤状の突起部３１８により強制的に軸方向内側の後側コイルエンド４ｄに向けて曲げられるため、冷却風量を増大することなくその冷却向上を図ることができる。
【００５４】
また、瘤状の突起部３１８は、コイルエンド対面部３１４の径方向外端部に設けられるため、瘤状の突起部３１８が後側コイルエンド４ｄの軸方向突出配線部４１、４２と干渉することも防止することができる。
【００５５】
（実施形態３）
実施形態２を図８を参照して説明する。この実施形態は、実施形態２のコイルエンド対面部３１４の内端面３１６の形状を変更した点を特徴としている。
【００５６】
この実施形態のコイルエンド対面部３１４の内端面３１６は、瘤状の突起部３１８の径方向内側に位置して、周方向所定ピッチで交互に配置された線状の凹溝３１９と線状の突壁３２０とを追設した点をその特徴としている。各凹溝３１９は、遠心翼対面部３１３の内端面３１５から冷却空気流排出口３３まで形成されている。
【００５７】
図７に凹溝３１９及び突壁３２０を後側コイルエンド４ｄ側から軸方向外側に見た部分径方向断面図を図９に示す。各突壁３２０は、遠心ファンの翼形に略等しい翼形状を有し、その径方向内端３２１は、その径方向外端３２２よりも回転方向上流側に配置されている。また、互いに周方向に隣接する一対の突壁３２０、３２０の間の凹溝３１９は、その径方向内端における接線に対する角度よりも、その径方向外端における接線における角度が小さくされている。図９において、ｒ１は凹溝３１９及び突壁３２０の径方向内端の半径、ｒ２は凹溝３１９及び突壁３２０の径方向外端の半径を示す。
【００５８】
このようにすれば、コイルエンド対面部３１４の内端面３１６に沿いつつ径方向外側に流れる冷却空気流が、瘤状の突起部３１８の径方向内側の経路が長くなるため、瘤状の突起部３１８による軸方向内側への流れの偏向を円滑化して流体損失を低減することができ、また、後側コイルエンド４ｄの軸方向外側の隙間に旋回流れを形成するため、後側コイルエンド４ｄを冷却する効果を向上することができる。
【００５９】
なお、凹溝３１９は、軸方向突出配線部４１、４２の位置にて、広い周方向幅をもつ。これにより、軸方向突出配線部４１、４２と突壁３２０との干渉を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態１の車両用交流発電機の軸方向断面図である。
【図２】図１のリアフレームの一部を拡大した部分断面図である。
【図３】図２のリアフレームの要部を更に拡大した断面図である。
【図４】リア側のフレームを後側から見た正面図である。
【図５】セグメント順次接続型ステータコイルを説明する斜視図である。
【図６】セグメント順次接続型ステータコイルを装備するステータの部分平面図である。
【図７】実施形態２のリアフレームの要部を更に拡大した断面図である。
【図８】実施形態３のリアフレームの要部を更に拡大した断面図である。
【図９】実施形態３のリアフレームの要部の部分径方向断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１      車両用交流発電機
２      ロータ
２ａ      界磁巻線
３ａ      フレーム
３ｂ      フレーム
４      ステータ
４ａ      ステータコア
４ｂ      ステータコイル
４ｃ      コイルエンド（前側コイルエンド）
４ｄ      コイルエンド（後側コイルエンド）
５      整流装置
６      レギュレータ
７      ブラシ装置
８      エンドカバー
９      冷却ファン
３０      冷却空気流吸入孔
３１      端壁部
３２      周壁部
３３      冷却空気流排出口
４１      軸方向突出配線部
４２      軸方向突出配線部
１００      Ｕ字状セグメント導体
３１１      リング部
３１２      ボス部
３１３      遠心翼対面部
３１４      コイルエンド対面部
３１５      内端面
３１６      内端面
３１７      凹部
３１８      突起部
３１９      凹溝
３２０      突壁
３２１      径方向内端
３２２      径方向外端
【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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