(57)【要約】【課題】この発明は、接合部で発生する熱の放熱性を向上させることができるとともに、絶縁性樹脂の塗布作業性や品質の低下を抑えることができる固定子を備えた車両用交流発電機を得る。【解決手段】固定子巻線１６は、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの周方向所定範囲内の軸端近傍で複数の巻線の端部同士を接合して多相交流巻線に構成されている。そして、覆体２７が複数の巻線の端部同士の接合部で構成される付随結線部の内周面、軸端面および外周面に密着するように嵌着され、第１絶縁性樹脂が覆体２７内に充填されている。【選択図】        図２
2004187469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
上記ケース内に回転自在に配設された回転子と、
上記回転子の外周に該回転子を取り囲むように上記ケースに固着され、内周側に開口するスロットが周方向に多数形成された円環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、
上記回転子の回転に連動して回転して上記固定子巻線を冷却する通風路を形成する冷却手段とを備え、
上記固定子巻線は、素線を所定スロット毎の上記スロット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複数の巻線を有し、上記巻線のそれぞれは、上記所定スロット離れた上記スロットの対に収納されている直線部をターン部により上記固定子鉄心の軸方向端面側で連結する波状パターンに形成され、コイルエンド群が該ターン部を上記固定子鉄心の軸方向端面側に周方向に配列して構成されており、
上記固定子巻線は、上記コイルエンド群の周方向所定範囲内の軸端近傍で上記複数の巻線の端部同士を接合して多相交流巻線に構成され、
覆体が上記複数の巻線の端部同士の接合部で構成される付随結線部の内周面、軸端面および外周面に密着するように嵌着され、かつ、第１絶縁性樹脂が上記覆体内に充填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】
上記覆体は、上記コイルエンド群の内周面および軸端面を覆う環状部を有し、第２絶縁性樹脂が上記コイルエンド群に含浸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】
上記覆体は、上記コイルエンド群の内周面、軸端面および外周面を覆う環状部を有し、第２絶縁性樹脂が上記コイルエンド群に含浸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４】
上記覆体がガラスエポキシ樹脂で作製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５】
上記第２絶縁性樹脂がワニスであることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用交流発電機。
【請求項６】
上記第１絶縁性樹脂がシリコーン樹脂あ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項に記載の車両用交流発電機。
【請求項７】
上記付随結線部を構成する上記接合部が、上記コイルエンド群の径方向外側および内側に突き出ないように直線状に配列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、特に固定子巻線の接合部で発生する熱の放熱性を向上させ、絶縁性樹脂の塗布作業性や品質の低下を抑えることができる固定子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用交流発電機の固定子では、複数本の連続導体線がそれぞれ所定スロット毎のスロットにスロット深さ方向の内層と外層とを交互に採るように波巻きに１周巻回され、相巻線が同一スロット群に巻装されている連続導体線の端部同士を接合して構成されている。そして、各連続導体線のスロットから出て所定スロット数離れたスロットに入る部位、即ちコイルエンドが径方向に２列に並んで周方向に整列して配列され、コイルエンド群を構成している。さらに、断面Ｌ字状の環状の遮蔽板が各コイルエンド群の内周側および頂部を覆うように配置され、エポキシ樹脂が遮蔽板を埋設するようにコイルエンド群に塗布されている。この時、エポキシ樹脂は、遮蔽板とコイルエンドとの間に所定厚みを持って介在している。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
この接合部は、連続導体線の端部に被覆されている絶縁被膜が除去され、導体線の金属素地が露出した状態となっている。そこで、接合部間の短絡や接合部の電食を抑えるために、接合部を絶縁処理することが必要となる。しかしながら、従来の車両用交流発電機の固定子では、接合部の絶縁処理については何ら記載されていない。そこで、従来の車両用交流発電機の固定子において、遮蔽板が、接合部を含めてコイルエンド群の頂部を覆うように配置され、エポキシ樹脂がコイルエンド群および接合部に塗布されているとすれば、エポキシ樹脂は、遮蔽板とコイルエンドとの間のみならず、遮蔽板と接合部との間にも所定厚みを持って介在していることになる。この接合部は連続導体線の他の部位に比べて電気抵抗が大きくなり、発熱量が多くなる。その結果、コイルエンドのみならず、発熱量が最も多い接合部で発生する熱が効果的に放熱されなくなる。さらに、遮蔽板とコイルエンド（接合部も含む）との固定はエポキシ樹脂で兼ねており、また遮蔽板の位置決め手段もなく、エポキシ樹脂を塗布する際に遮蔽板が移動しやすく、エポキシ樹脂の塗布作業性および品質は悪いものであった。
【０００４】
また、他の従来の車両用交流発電機の固定子では、Ｕ字状のセグメント導体を固定子鉄心の各スロット対に一端側から挿入し、固定子鉄心の他端側に延出するセグメント導体の開放端同士を接合して固定子巻線を構成している。そして、接合部が径方向に１列に並んで周方向に２列となって配列され、コイルエンド群を構成している。さらに、環状であって二重の室を備えた２条構造のキャップが、周方向に２列となって配列されている接合部の各列を各室に収納するようにコイルエンド群に被せられ、絶縁性樹脂を各室に充填して、接合部を絶縁している。（例えば、特許文献２参照）
【０００５】
しかしながら、他の従来の車両用交流発電機の固定子においては、キャップの室の幅が接合部の径方向長さに対して広く形成されているので、個々の接合部の外縁部周りに絶縁性樹脂が厚みをもって余分に充填されてしまい、接合部の発熱が効率よく放熱されなくなる。また、キャップと接合部との固定は絶縁性樹脂で兼ねており、さらにキャップは確実な固定状態に位置決めされておらず、特に径方向にコイルエンドの範囲より外径側または内径側に移動しやすく、作業性、品質共に悪いものであった。そして、キャップの位置ずれによりキャップと発電機内蔵部品との干渉が懸念される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２４５４５４号公報（図１４）
【特許文献２】
特開２０００−２０９８０２号公報（図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の車両用交流発電機の固定子においては、絶縁性樹脂が遮蔽板（キャップ）と接合部との間に厚みを持って介在しているので、接合部で発生する熱が効率的に放熱されなくなり、固定子巻線の温度が過度に上昇してしまい、高出力が得られなくなるという課題があった。また、遮蔽板（キャップ）の位置決めが不十分であり、作業性や品質が低下してしまうという課題もあった。そして、遮蔽板やキャップが位置ずれした場合には、発電機内蔵部品との干渉が発生する恐れがあった。
【０００８】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、固定子巻線を構成する複数の巻線の端部同士の接合部からなる付随結線部の外表面に密接するように覆体を嵌着し、絶縁性樹脂を覆体内に充填させて接合部の絶縁を行うようにし、覆体と接合部との間の絶縁性樹脂の介在を低減させ、かつ、装着時の覆体の固定を確実にし、接合部で発生する熱の放熱性を向上させることができるとともに、絶縁性樹脂の塗布作業性や品質の低下を抑えることができる固定子を備えた車両用交流発電機を提供するものである。
【０００９】
【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では、固定子巻線は、素線を所定スロット毎のスロット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複数の巻線を有し、巻線のそれぞれは、所定スロット離れたスロットの対に収納されている直線部をターン部により固定子鉄心の軸方向端面側で連結する波状パターンに形成され、コイルエンド群が該ターン部を固定子鉄心の軸方向端面側に周方向に配列して構成されている。そして、固定子巻線は、コイルエンド群の周方向所定範囲内の軸端近傍で複数の巻線の端部同士を接合して多相交流巻線に構成されている。さらに、覆体が複数の巻線の端部同士の接合部で構成される付随結線部の内周面、軸端面および外周面に密着するように嵌着され、かつ、第１絶縁性樹脂が覆体内に充填されている。
【００１０】
【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に適用される固定子をリヤ側から見た斜視図、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に適用される固定子の覆体未装着状態の付随結線部周りをリヤ側から見た端面図、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の絶縁樹脂未塗布状態の付随結線部周りを示す要部断面図、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に適用される固定子の覆体装着状態の付随結線部周りを径方向外側から見た側面図、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の固定子の付随結線部周りを示す要部断面図である。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固定子における固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図であり、図中実線はリヤ側の配線状態を示し、点線はフロント側の配線状態を示し、黒丸は接合部を示している。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の固定子の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを説明する図であり、図８の（ａ）は端面図、図８の（ｂ）は平面図である。図９は図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線を示す斜視図、図１０は図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の対を示す平面図である。
【００１１】
図１において、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手段としてのファン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。
【００１２】
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爪状磁極２２、２３が外周縁部に周方向に等角ピッチで８つ突設されてなり、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。
また、固定子８は、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、固定子鉄心１５の内周面と爪状磁極２２、２３の外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。
【００１３】
このように構成された車両用交流発電機においては、電流がバッテリ（図示せず）からブラシ１０およびスリップリング９を介して界磁巻線１３に供給され、磁束が発生される。この磁束により、一方のポールコア２０の爪状磁極２２がＮ極に着磁され、他方のポールコア２１の爪状磁極２３がＳ極に着磁される。一方、エンジンの回転トルクがベルトおよびプーリ４を介してシャフト６に伝達され、回転子７が回転される。そこで、固定子巻線１６に回転磁界が与えられ、固定子巻線１６に起電力が発生する。この交流の起電力が整流器１２を通って直流に整流されるとともに、そ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。
【００１４】
そして、リヤ側においては、ファン５の回転により、外気が整流器１２のヒートシンクおよびレギュレータ１８のヒートシンク１７にそれぞれ対向して設けられた吸気孔２ａを通じて吸い込まれ、シャフト６の軸に沿って流れて整流器１２およびレギュレータ１８を冷却し、その後ファン５により遠心方向に曲げられて固定子巻線１６のリヤ側コイルエンド群１６ｒを冷却し、排気孔２ｂより外部に排出される。一方、フロント側においては、ファン５の回転により、外気が吸気孔１ａから軸方向に吸い込まれ、その後ファン５により遠心方向に曲げられて固定子巻線１６のフロント側コイルエンド群１６ｆを冷却し、排気孔１ｂより外部に排出される。
【００１５】
ついで、固定子８の構成について図２乃至図１０を参照しつつ説明する。ここで、固定子鉄心１５には、溝方向を軸方向とするスロット１５ａが毎極毎相当たり２の割合で形成されている。即ち、スロット１５ａが固定子鉄心１５の内周側に周方向に９６個配列され、回転子７の磁極数は１６極である。また、固定子巻線１６は素線としての連続導体線３０を固定子鉄心１５に巻装して構成されている。この連続導体線３０は、断面矩形の銅連続線に絶縁被膜を被覆して形成されている。さらに、説明の便宜上、各スロット１５ａ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１５ａ内の連続導体線３０の収納位置を内周側から１番地、２番地、・・・６番地とする。
【００１６】
まず、固定子巻線１６の具体的構造について説明する。
１相巻線１６１は、図７に示されるように、それぞれ１本の連続導体線３０からなる第１乃至第６巻線３２〜３７から構成されている。
そして、第１巻線３２は、１本の連続導体線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の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。第２巻線３３は、連続導体線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の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。第３巻線３４は、連続導体線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の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。第４巻線３５は、連続導体線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の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。第５巻線３６は、連続導体線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の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。第６巻線３７は、連続導体線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の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。そして、各スロット１５ａ内には、連続導体線３０の直線部３０ｂ（スロット収納部）が矩形断面の長手方向を径方向（スロット深さ方向）に揃えて径方向に１列に６本並んで配列されている。
【００１７】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の１番の１番地から延出する第２巻線３３の端部３３ａと、スロット番号の９１番の６番地から延出する第６巻線３７の端部３７ｂとが接合され、スロット番号の１番の３番地から延出する第４巻線３５の端部３５ａと、スロット番号の９１番の２番地から延出する第２巻線３３の端部３３ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の５番地から延出する第６巻線３７の端部３７ａと、スロット番号の９１番の４番地から延出する第４巻線３５の端部３５ｂとが接合されて、第２、第４および第６巻線３３、３５、３７が直列に接続されてなる３ターンの波巻き巻線が形成されている。なお、第４巻線３５の端部３５ａと第２巻線３３の端部３３ｂとの接合部である近接番地接合部３１２−３と、第６巻線３７の端部３７ａと第４巻線３５の端部３５ｂとの接合部である近接番地接合部３１４−５とが、軸方向高さを同じくして、互いに離間して径方向に１列に並んでいる。
【００１８】
ここで、第２巻線３３を構成する連続導体線３０の端部側が、１番のスロット１５ａの１番地から延出した後、曲げられて固定子鉄心１５のリヤ側端面上を図７中反時計回り方向に所定距離延び、そこで軸方向外方に曲げられ、ついで径方向外方に曲げられ、さらに軸方向外方に曲げられる。第６巻線３７を構成する連続導体線３０の端部側が、９１番のスロット１５ａの６番地から延出した後、曲げられて固定子鉄心１５のリヤ側端面上を図７中時計回り方向に所定距離延び、そこで軸方向外方に曲げられ、ついで径方向内方に曲げられ、さらに軸方向外方に曲げられる。そして、第２巻線３３を構成する連続導体線３０の端部と第６巻線３７を構成する連続導体線３０の端部とが接合される。これにより、第２巻線３３の端部３３ａと第６巻線３７の端部３７ｂとの接合部である遠隔番地接合部３１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部３１２−３、３１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図７中反時計回り方向に３スロット分ずれて配置されている。
【００１９】
また、固定子鉄心１５のフロント側において、スロット番号の１番の２番地から延出する第１巻線３２の端部３２ａと、スロット番号の９１番の３番地から延出する第３巻線３４の端部３４ｂとが接合され、スロット番号の１番の４番地から延出する第３巻線３４の端部３４ａと、スロット番号の９１番の５番地から延出する第５巻線３６の端部３６ｂとが接合され、さらにスロット番号の１番の６番地から延出する第５巻線３６の端部３６ａと、スロット番号の９１番の１番地から延出する第１巻線３２の端部３２ｂとが接合されて、第１、第３および第５巻線３２、３４、３６が直列に接続されてなる３ターンの波巻き巻線が形成されている。なお、第１巻線３２の端部３２ａと第３巻線３４の端部３４ｂとの接合部である近接番地接合部３１２−３と、第３巻線３４の端部３４ａと第５巻線３６の端部３６ｂとの接合部である近接番地接合部３１４−５とが、軸方向高さを同じくして、互いに離間して径方向に１列に並んでいる。
【００２０】
ここで、第５巻線３６を構成する連続導体線３０の端部側が、１番のスロット１５ａの６番地から延出した後、曲げられて固定子鉄心１５のフロント側端面上を図７中反時計回り方向に所定距離延び、そこで軸方向外方に曲げられ、ついで径方向内方に曲げられ、さらに軸方向外方に曲げられる。第１巻線３２を構成する連続導体線３０の端部側が、９１番のスロット１５ａの１番地から延出した後、曲げられて固定子鉄心１５のフロント側端面上を図７中時計回り方向に所定距離延び、そこで軸方向外方に曲げられ、ついで径方向外方に曲げられ、さらに軸方向外方に曲げられる。そして、第５巻線３６を構成する連続導体線３０の端部と第１巻線３２を構成する連続導体線３０の端部とが接合される。これにより、第５巻線３６の端部３６ａと第１巻線３２の端部３２ｂとの接合部である遠隔番地接合部３１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部３１２−３、３１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図７中時計回り方向に３スロット分ずれて配置されている。
【００２１】
さらに、スロット番号の４９番と５５番とから固定子鉄心１５のリヤ側に延出する第１巻線３２の連続導体線３０の部分が切断され、スロット番号の５５番と６１番とから固定子鉄心１５のリヤ側に延出する第２巻線３３の連続導体線３０の部分が切断される。そして、第１巻線３２の切断端３２ｃと第２巻線３３の切断端３３ｃとが接続金具２５に接続され、第１巻線３２の切断端３２ｄと第２巻線３３の切断端３３ｄとが接合されて、直列接続された第１、第３および第５巻線３２、３４、３５と、直列接続された第２、第４および第６巻線３３、３５、３７とを並列接続してなる３ターンの１相巻線１６１が形成されている。
なお、第１巻線３２の切断端３２ｃと第２巻線３３の切断端３３ｃとが１相巻線１６１の口出し線（Ｏ）となり、第１巻線３２の切断端３２ｄと第２巻線３３の切断端３３ｄとが１相巻線１６１の中性点引き出し線（Ｎ）となる。
【００２２】
なお、図７には、スロット番号１番、７番・・・９１番の第１スロット群に巻装された１相巻線１６１のみが示されているが、スロット番号２番、８番・・・９２番の第２スロット群、スロット番号３番、９番・・・９３番の第３スロット群、スロット番号４番、１０番・・・９４番の第４スロット群、スロット番号５番、１１番・・・９５番の第５スロット群、スロット番号６番、１２番・・・９６番の第６スロット群にも同様に１相巻線１６１が巻装されている。そして、第４乃至第６スロット群については、リヤ側では、遠隔番地接合部３１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部３１２−３、３１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図７中時計回り方向に３スロット分ずれて配置され、フロント側では、遠隔番地接合部３１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部３１２−３、３１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図７中反時計回り方向に３スロット分ずれて配置されている。
【００２３】
このように構成された固定子巻線１６のリヤ側においては、スロット１５ａから延出し、６スロット離れたスロット１５ａに入る連続導体線３０のターン部３０ａが周方向に環状に３列となって１スロットピッチで配列されて、リヤ側コイルエンド群１６ｒを構成している。そして、リヤ側の付随結線部３９は、図３に示されるように、径方向に１列に並んだ近接番地接合部３１２−３、３１４−５が、リヤ側コイルエンド群１６ｒのターン部３０ａ上に周方向に１スロットピッチで６対配列され、遠隔番地接合部３１１−６が、６対の近接番地接合部３１２−３、３１４−５の周方向両側に１スロットピッチで３つずつ配列されて構成されている。
【００２４】
同様に、固定子巻線１６のフロント側においては、スロット１５ａから延出し、６スロット離れたスロット１５ａに入る連続導体線３０のターン部３０ａが周方向に環状に３列となって１スロットピッチで配列されて、フロント側コイルエンド群１６ｆを構成している。そして、フロント側の付随結線部３９は、径方向に１列に並んだ近接番地接合部３１２−３、３１４−５が、フロント側コイルエンド群１６ｆのターン部３０ａ上に周方向に１スロットピッチで６対配列され、遠隔番地接合部３１１−６が、６対の近接番地接合部３１２−３、３１４−５の周方向両側に１スロットピッチで３つずつ配列されて構成されている。
【００２５】
そして、覆体２７が、図４および図５に示されるように、リヤ側の付随結線部３９に嵌着される。さらに、図６に示されるように、第１絶縁性樹脂としてのシリコーン樹脂２８が覆体２７内に注入され、その後第２絶縁性樹脂としてのワニス２９がリヤ側コイルエンド群１６ｒに塗布される。また、同様に、覆体２７が、フロント側の付随結線部３９に嵌着され、シリコーン樹脂２８が覆体２７内に注入され、その後ワニス２９がフロント側コイルエンド群１６ｒに塗布される。この時、覆体２７は、ガラスエポキシ樹脂を付随結線部３９の外表面に密接する内面形状に成形して形成されている。そこで、覆体２７は、付随結線部３９の内周面、外周面および軸端面にほぼ密着した状態で嵌着されている。
【００２６】
そして、第１スロット群、第３スロット群および第５スロット群に巻装された３つの１相巻線１６１の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６１をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。同様に、第２スロット群、第４スロット群および第６スロット群に巻装された３つの１相巻線１６１の各中性点引き出し線（Ｎ）が一体に接続され、３つの１相巻線１６１をＹ結線（交流結線）してなる３相交流巻線が作製される。さらに、接続金具２５が各中性点引き出し線（Ｎ）に接続され、図２に示される固定子８が作製される。
【００２７】
このように構成された固定子８においては、第１乃至第６巻線３２〜３７を構成するそれぞれの連続導体線３０は、１つのスロット１５ａから固定子鉄心１５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１５ａに入るように波巻きに巻装されている。そして、それぞれの連続導体線３０は、６スロット毎に、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と外層とを交互に採るように巻装されている。
この固定子８は、図１に示されるように、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、車両用交流発電機に実装される。そして、固定子巻線１６を構成する各３相交流巻線の中性点引き出し線（Ｎ）および口出し線（Ｏ）がそれぞれ整流器１２に接続され、各整流器１２の直流出力が並列に接続されて合成出力されるようになっている。
【００２８】
ついで、固定子巻線１６を構成する巻線アッセンブリ４０について図８乃至図１０を参照して説明する。
巻線アッセンブリ４０は、平面上に１スロットピッチで互いに平行に配列された１２本の連続導体線３０（素線）を同時に折り畳んで形成されている。
各連続導体線３０は、図９に示されるように、ターン部３０ａで連結された直線部３０ｂが６スロットピッチ（６Ｐ）で配列された平面状パターンに折り曲げ形成されている。そして、隣り合う直線部３０ｂは、ターン部３０ａにより直線部３０ｂの配列方向と直交する方向に連続導体線３０の幅（ｗ）分ずらされている。そして、巻線アッセンブリ４０は、このように折り曲げ形成された連続導体線３０を６スロットピッチずらして直線部３０ｂを重ねて配列してなる連続導体線３０の対（図１０に示される）を、１スロットピッチずつずらして６対配列して構成されている。
この巻線アッセンブリ４０は、図８に示されるように、直線部３０ｂの対が１スロットピッチで９６対配列され、１２本の連続導体線３０の端部が両端両側に６本ずつ延出している。この巻線アッセンブリ４０の両端両側に延出した連続導体線３０の端部が、図７における第１乃至第６巻線３２〜３７の端部３２ａ〜３７ａ、３２ｂ〜３７ｂに対応する。
【００２９】
そして、図示していないが、スロットが所定ピッチで形成された磁性鋼板からなる帯状体を多数枚積層し、レーザ溶接等により一体化して直方体の積層鉄心を作製する。ついで、３つの巻線アッセンブリ４０を、直方体の積層鉄心のスロット深さ方向に重ねて装着する。この時、積層鉄心の各スロットには、６つの直線部３０ｂが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。そして、積層鉄心を丸め、積層鉄心の端部同士を突き合わせレーザ溶接等により接合一体化し、円環状の固定子鉄心１５が作製される。
その後、連続導体線３０の端部の絶縁被膜を除去して銅線を露出させて図７に示される結線処理を施し、覆体２７を各付随結線部３９に嵌着する。ついで、シリコーン樹脂２８を覆体２７内に注入し、さらにワニス２９をコイルエンド群１６ｆ、１６ｒに塗布し、図２に示される固定子８が作製される。
【００３０】
このように、この実施の形態１によれば、覆体２７が固定子巻線１６の付随結線部３９に嵌着され、シリコーン樹脂２８が覆体２７内に注入されているので、付随結線部３９における連続導体線３０の接合部が電気的および空間的に外部から隔離され、接合部間の短絡や接合部の電食が確実に抑えられる。
【００３１】
また、覆体２７が付随結線部３９の外表面に密接する内面形状に形成されているので、覆体２７は、付随結線部２９の内周面、外周面および軸端面にほぼ密着した状態で嵌着される。これにより、付随結線部３９の内周側、外周側および軸端側に位置する連続導体線３０の部位と覆体２７の内壁面とがシリコーン樹脂２８の介在量を極めて少なくしてほぼ密接状態となるので、接合部で発生した熱は覆体２７に速やかに伝達され、覆体２７の表面からファン５により形成された冷却風に放熱される。その結果、接合部で発生する熱の放熱性が向上され、出力特性の低下をもたらす固定子巻線１６の過度の温度上昇が抑えられる。さらに、覆体２７が付随結線部３９にしっかりと嵌着されるので、シリコーン樹脂２８やワニス２９の塗布作業性が高められるとともに、シリコーン樹脂２８やワニス２９のはみ出し等の発生が抑えられ、品質を高めることができる。さらにまた、シリコーン樹脂２８やワニス２９の塗布作業時に、覆体２７の位置ずれが発生せず、ケース３や発電機内蔵部品との干渉が抑えられる。
【００３２】
また、シリコーン樹脂２８が覆体２７内に注入されているので、接合部を埋設する絶縁性樹脂が熱劣化しにくく、かつ、熱変形による割れもなく、接合部間の短絡や接合部の電食が確実に抑えられる。
また、ワニス２９がフロント側およびリヤ側コイルエンド群１６ｆ、１６ｒに塗布されているので、フロント側およびリヤ側コイルエンド群１６ｆ、１６ｒを構成するターン部３０ａがワニス２９を介して連結され、フロント側およびリヤ側コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの耐振性が高められる。これにより、ターン部３０ａ間の接触に起因する絶縁不良の発生や、ターン部３０ａの断線の発生が抑制される。
また、覆体２７がガラスエポキシ樹脂で作製されているので、覆体２７の耐熱性が高められ、付随結線部３９の接合部での発熱に起因する覆体２７の熱変形を抑えることができる。
【００３３】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子をリヤ側から見た斜視図、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適用される固定子の覆体装着状態の付随結線部周りを径方向外側から見た側面図、図１３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の絶縁樹脂未塗布状態の付随結線部周りを示す要部断面図、図１４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の付随結線部周りを示す要部断面図、図１５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ワニス塗布方法を説明する斜視図である。
【００３４】
図１１乃至図１４において、覆体５０は、ガラスエポキシ樹脂を用い、リヤ側（フロント側）の付随結線部３９に嵌着されるキャップ部５１と、リヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）に装着される環状部５２とが一体に構成されている。そして、キャップ部５１は、上記実施の形態１の覆体２７と同一形状に構成されている。また、環状部５２は、固定子鉄心１５のリヤ側端面（フロント側端面）からリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の内周面に沿って軸方向外方に延び、リヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の軸端面に沿って円弧状に径方向外方に延びる断面Ｊ状を有する環状体に構成されている。
なお、この実施の形態２は、覆体２７に代えて覆体５０を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３５】
この実施の形態２では、図７に示される固定子巻線１６の結線方法に基づいて、リヤ側およびフロント側で、第１乃至第６巻線３２〜３７の端部同士を接合した後、キャップ部５１を付随結線部３９に嵌着し、環状部５２をリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）に被せて、覆体５０を装着する。この時、口出し線（Ｏ）および中性点引き出し線（Ｎ）は環状部５２に穿設された穴５２ａから引き出される。そして、口出し線（Ｏ）および中性点引き出し線（Ｎ）の結線が行われる。
【００３６】
その後、環状部５２の内周端の全周を固定子鉄心１５のリヤ側端面（フロント側端面）に例えば接着剤により固着する。そこで、キャップ部５１は、図１３に示されるように、付随結線部３９の内周面、外周面および軸端面にほぼ密着した状態で嵌着されている。また、環状部５２は、リヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の内周面および軸端面にほぼ密着した状態で装着されている。
【００３７】
ついで、シリコーン樹脂２８が、キャップ部５１内に注入される。そして、図１５に示されるように、固定子鉄心１５の軸心を水平あるいは所定角度傾けて回転させながら、ワニス２９をリヤ側およびフロント側コイルエンド群１６ｒ、１６ｆに径方向外側から滴下し、ワニス２９をリヤ側およびフロント側コイルエンド群１６ｒ、１６ｆに塗布する。これにより、図１１に示される固定子８Ａが得られる。なお、図１４に示されるように、シリコーン樹脂２８がキャップ部５１に充填され、ワニス２９がリヤ側およびフロント側コイルエンド群１６ｒ、１６ｆに含浸されている。
【００３８】
この実施の形態２によれば、覆体５０が覆体２７と同等のキャップ部５１を備えているので、上記実施の形態１と同様の効果を有する。
また、覆体５０の環状部５２がリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の内周面および軸端面にほぼ密着した状態で装着されているので、ワニス２９が環状部５２の内壁面とリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）を構成するターン部３０ａとの間のワニス２９の介在量を極めて少なくできる。その結果、ターン部３０ａで発生した熱は覆体５０の環状部５２に速やかに伝達され、環状部５２の表面からファン５により形成された冷却風に放熱される。従って、環状部５２を装着することに起因する放熱性の悪化が抑えられる。
【００３９】
また、キャップ部５１が付随結線部３９の内周面、外周面および軸端面にほぼ密着した状態で嵌着され、かつ、環状部５２の内周端が固定子鉄心１５の端面に固着されているので、シリコーン樹脂２８およびワニス２９の塗布作業性が向上されるとともに、覆体５０の位置ずれも防止される。
また、環状部５２が断面Ｊ状に形成されているので、リヤ側およびフロント側コイルエンド群１６ｒ、１６ｆの露出する外周面側からワニス２９を塗布でき、ワニス２９の塗布が容易となる。さらに、環状部５２の内周端の全周が固定子鉄心１５の端面に固着されているので、ワニス２９が固定子鉄心１５の内径側に漏れ出すこともなく、スロット１５ａ内にも適量浸透される。そこで、固定子鉄心１５と固定子巻線１６とが十分に固着され、リヤ側およびフロント側コイルエンド群１６ｒ、１６ｆの耐振性が向上される。
【００４０】
また、環状部５２がリヤ側およびフロント側コイルエンド群１６ｒ、１６ｆの内周側および軸端側に沿うように装着されているので、ファン５による冷却風が環状部５２に沿って流れ、通風抵抗を低減させることができるとともに、リヤ側およびフロント側コイルエンド群１６ｒ、１６ｆの内周面の周方向における凹凸に起因する干渉音の発生が抑制される。
【００４１】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用される固定子をリヤ側から見た斜視図、図１７はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用される固定子の覆体未装着状態の付随結線部周りをリヤ側から見た端面図である。
【００４２】
図１６および図１７において、リヤ側の付随結線部３９Ａは、６つの近接番地接合部３１４−５と３つの遠隔番地接合部３１１−６とがリヤ側コイルエンド群１６ｆのターン部３０ａ上に一直線に配列され、６つの近接番地接合部３１２−３と３つの遠隔番地接合部３１１−６とがリヤ側コイルエンド群１６ｆのターン部３０ａ上の近接番地接合部３１４−５と遠隔番地接合部３１１−６との列の内径側に一直線に配列されて構成されている。そして、付随結線部３９Ａは、リヤ側コイルエンド群１６ｒの径方向範囲内に、即ちリヤ側コイルエンド群１６ｒの径方向外側および内側に突き出ないように形成されている。なお、フロント側の付随結線部３９Ａも同様に構成されている。
また、覆体５０Ａは、ガラスエポキシ樹脂を用い、リヤ側（フロント側）の付随結線部３９Ａに嵌着されるキャップ部５１Ａと、リヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）に装着される環状部５２とが一体に構成されている。そして、キャップ部５１Ａは、付随結線部３９Ａの外表面に密接する内面形状に形成されている。
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。
【００４３】
この実施の形態３による固定子８Ｂでは、覆体５０Ａのキャップ部５１Ａが付随結線部３９Ａの内周面、外周面および軸端面にほぼ密着した状態で嵌着され、環状部５２がリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の内周面および軸端面にほぼ密着した状態で装着されているので、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００４４】
また、上記実施の形態２による付随結線部３９では、６つの近接番地接合部３１４−５と３つの遠隔番地接合部３１１−６とが円弧状に配列され、かつ、６つの近接番地接合部３１２−３と３つの遠隔番地接合部３１１−６とが近接番地接合部３１４−５と遠隔番地接合部３１１−６とで構成される列の内径側に円弧状に配列されているのに対し、この付随結線部３９Ａでは、６つの近接番地接合部３１４−５と３つの遠隔番地接合部３１１−６とが一直線に配列され、かつ、６つの近接番地接合部３１２−３と３つの遠隔番地接合部３１１−６とが近接番地接合部３１４−５と遠隔番地接合部３１１−６とで構成される列の内径側に一直線に配列されている。そこで、溶接治具を平行移動することで接合箇所を溶接することができ、接合作業性が向上され、低コスト化が図られる。
【００４５】
また、付随結線部３９Ａにおいても、付随結線部３９と同様に、リヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の径方向領域内に配置されているので、付随結線部３９Ａに嵌着されたキャップ部５１Ａがリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の径方向外側および内側に突き出て、ケース３や発電機内蔵部品と干渉することもない。
【００４６】
実施の形態４．
図１８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の付随結線部周りを示す要部断面図である。
図１８において、覆体５０Ｂは、リヤ側（フロント側）の付随結線部３９に嵌着されるキャップ部５１と、リヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）に装着される環状部５２Ａとが一体に構成されている。そして、環状部５２Ａは、固定子鉄心１５のリヤ側端面（フロント側端面）からリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の内周面に沿って軸方向外方に延び、リヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の軸端面に沿って円弧状に径方向外方に延び、さらにリヤ側コイルエンド群１６ｒ（フロント側コイルエンド群１６ｆ）の外周面に沿って軸方向内方に延びて固定子鉄心１５のリヤ側端面（フロント側端面）に至る断面Ｕ状を有する環状体に構成されている。
なお、この実施の形態４は、覆体５０に代えて覆体５０Ｂを用いている点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００４７】
従って、この実施の形態４においても、上記実施の形態２と同様な効果が得られる。
また、この実施の形態４による固定子８Ｃでは、覆体５０Ｂの環状部５２Ａがリヤ側コイルエンド群１６ｒおよびフロント側コイルエンド群１６ｆの外表面を覆うように配設されているので、リヤ側コイルエンド群１６ｒおよびフロント側コイルエンド群１６ｆとリヤブラケット２およびフロントブラケット１との間の絶縁性が確保される。
【００４８】
なお、上記各実施の形態では、図７に示される結線方法に基づいて第１乃至第６巻線３２〜３７により結線固定子巻線１６を構成するものとして説明しているが、第１乃至第６巻線３２〜３７の結線方法はこれに限定されるものではなく、仕様に応じて適宜設定されるものである。
また、付随結線部における接合部の配列状態、付随結線部と口出し線（中性点引き出し線を含む）との配列状態についても、上記各実施の形態の配列状態に限定されるものではない。つまり、付随結線部は直方体の積層鉄心を丸めた際の突き合わせ部に付随して形成されるものであるが、口出し線（中性点引き出し線を含む）は仕様に応じて適宜設定されるものであり、設計自由度を有する。
【００４９】
また、上記各実施の形態では、巻線アッセンブリ４０を径方向に３層に重ねて固定子鉄心１５に装着するものとして説明しているが、巻線アッセンブリ４０を径方向に２層あるいは４層以上重ねて固定子鉄心１５に装着してもよいことはいうまでもないことである。
また、上記各実施の形態では、覆体２７、５０、５０Ａ、５０Ｂをガラスエポキシ樹脂で作製するものとしているが、覆体２７、５０、５０Ａ、５０Ｂの材料はガラスエポキシ樹脂に限定されるものではなく、電気絶縁性および耐熱性を有していればよく、例えばナイロンでもよい。
【００５０】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、固定子巻線は、素線を所定スロット毎のスロット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複数の巻線を有し、巻線のそれぞれは、所定スロット離れたスロットの対に収納されている直線部をターン部により固定子鉄心の軸方向端面側で連結する波状パターンに形成され、コイルエンド群が該ターン部を固定子鉄心の軸方向端面側に周方向に配列して構成されている。そして、固定子巻線は、コイルエンド群の周方向所定範囲内の軸端近傍で複数の巻線の端部同士を接合して多相交流巻線に構成されている。さらに、覆体が複数の巻線の端部同士の接合部で構成される付随結線部の内周面、軸端面および外周面に密着するように嵌着され、かつ、第１絶縁性樹脂が覆体内に充填されている。そこで、接合部で発生する熱の放熱性を向上させることができるとともに、絶縁性樹脂の塗布作業性や品質の低下を抑えることができる。
【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に適用される固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【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適用される固定子の覆体未装着状態の付随結線部周りをリヤ側から見た端面図である。
【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の絶縁樹脂未塗布状態の付随結線部周りを示す要部断面図である。
【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適用される固定子の覆体装着状態の付随結線部周りを径方向外側から見た側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の付随結線部周りを示す要部断面図である。
【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固定子における固定子巻線の１相巻線を模式的に示すリヤ側端面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを説明する図である。
【図９】図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線を示す斜視図である。
【図１０】図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の対を示す平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【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適用される固定子の覆体装着状態の付随結線部周りを径方向外側から見た側面図である。
【図１３】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の絶縁樹脂未塗布状態の付随結線部周りを示す要部断面図である。
【図１４】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の付随結線部周りを示す要部断面図である。
【図１５】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ワニス塗布方法を説明する斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用される固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用される固定子の覆体未装着状態の付随結線部周りをリヤ側から見た端面図である。
【図１８】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の付随結線部周りを示す要部断面図である。
【符号の説明】
３  ケース、５  ファン（冷却手段）、７  回転子、８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ  固定子、１５  固定子鉄心、１５ａ  スロット、１６  固定子巻線、１６ｒ  リヤ側コイルエンド群、１６ｆ  フロント側コイルエンド群、２７  覆体、２８  シリコーン樹脂（第１絶縁性樹脂）、２９  ワニス（第２絶縁性樹脂）、３０  連続導体線（素線）、３０ａ  ターン部、３０ｂ  直線部、３１１−６  遠隔番地接合部、３１２−３  近接番地接合部、３１４−５  近接番地接合部、３２  第１巻線、３３  第２巻線、３４  第３巻線、３５  第４巻線、３６  第５巻線、３７  第６巻線、３９、３９Ａ  付随結線部、５０、５０Ａ、５０Ｂ  覆体、５２、５２Ａ  環状部。
【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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