(57)【要約】【課題】この発明は、固定子巻線の引出線の引き出し位置の偏りに起因する軸中心質量アンバランスを修正し、固定子に加わった振動の増幅を抑え、固定子巻線の断線や回転電機ケースへの加振を抑制できる回転電機の固定子を得る。【解決手段】軸方向に延びるスロット１５ａが内径側に開口するように周方向に多数配設された円環状の固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された複数の相巻線３０を有し、該複数の相巻線３０の各引出線２７が所定の周方向範囲内に固定子鉄心１５の軸方向一端側に形成されたリヤ側コイルエンド群１６ｒの軸端から軸方向外方に引き出されている固定子巻線１６と、固定子鉄心１５の一端側に設けられ、引出線２７の引き出し位置の周方向の偏りに起因する軸中心質量アンバランスを調整する第１質量調整部２８とを備えている。【選択図】        図２
2004215378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるスロットが内径側に開口するように周方向に多数配設された円環状の固定子鉄心と、
上記固定子鉄心に巻装された複数の相巻線を有し、該複数の相巻線の各引出線が所定の周方向範囲内に上記固定子鉄心の軸方向一端側に形成された第１コイルエンド群の軸端から軸方向外方に引き出されている固定子巻線と、
上記固定子鉄心の一端側に設けられ、上記引出線の引き出し位置の周方向の偏りに起因する軸中心に対する質量のアンバランスを調整する第１質量調整部とを備えていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
上記第１質量調整部が、上記第１コイルエンド群の軸端に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
上記複数の相巻線は、複数本の連続導体線を同時に折り畳んで形成された少なくとも１つの巻線アッセンブリで構成され、
上記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ターン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本の上記連続導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして上記直線部を重ねて配列してなる連続導体線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロットの数と同数対配列され、かつ、上記連続導体線の端部が上記巻線アッセンブリの両端の両側に延出して構成され、
上記相巻線は、上記固定子鉄心に巻装された上記巻線アッセンブリを構成する上記連続導体線の上記スロットから該固定子鉄心の軸方向の両側に延出する端部を結線して構成され、
上記第１コイルエンド群は、上記ターン部が周方向に環状に配列されて構成されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
上記第１質量調整部が、上記連続導体線の上記スロットから該固定子鉄心の軸方向の一端に延出する端部を結線してなる付随結線部上に形成されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
上記固定子鉄心の軸心の軸方向中心における該軸心と直交する平面に対し、上記固定子鉄心の一端側と他端側との質量のアンバランスを調整する第２質量調整部が上記固定子鉄心の他端側に設けら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項に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用交流発電機等の回転電機の固定子に関し、特に固定子巻線の引出線に起因する軸中心質量アンバランスを修正す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は、軸方向に延びるスロットが内径側に開口するようにして周方向に所定ピッチで配設された円環状の固定子鉄心と、固定子鉄心に巻装された固定子巻線とから構成されている。固定子巻線は、３つの相巻線から構成され、各相巻線の引出線のリヤ側コイルエンド群からの引き出し位置が固定子鉄心の軸心を中心として略１２０度の周方向範囲内に分散している。そして、各引出線はリヤ側コイルエンド群の頂部から軸方向外方に引き出され、整流装置に結線されている。これにより、固定子巻線の出力が整流装置により三相全波整流される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１９１１９号公報（図１）
【０００４】
【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、固定子巻線の各引出線が、周方向に関してアンバランスの状態に、つまり固定子鉄心の軸心を中心として略１２０度の範囲内に周方向に分散している。そして、各引出線はコイルエンド群の軸端から軸方向外方に延出されており、振動しやすくなっている。
そこで、固定子が実装された車両用交流発電機を車両に搭載した際に、振動がエンジン等から固定子に加わると、引出線が振動して、固定子巻線が加振されることになる。その結果、固定子に加わった振動は固定子巻線で増幅され、固定子巻線、特に引出線の断線を発生させ、発電不良をもたらしてしまう、という不具合があった。
また、固定子の振動が増幅されると、固定子を支持する発電機ケースへの加振も大きくなり、発電機の信頼性が悪化する、という不具合もあった。
【０００５】
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、固定子巻線の引出線の引き出し位置の偏りに起因する軸中心質量アンバランスを修正する質量調整部をリヤ側コイルエンド群の頂部に設け、固定子に加わった振動の増幅を抑え、固定子巻線の断線や回転電機ケースへの加振を抑制できる回転電機の固定子を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機の固定子では、軸方向に延びるスロットが内径側に開口するように周方向に多数配設された円環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に巻装された複数の相巻線を有し、該複数の相巻線の各引出線が所定の周方向範囲内に上記固定子鉄心の軸方向一端側に形成された第１コイルエンド群の軸端から軸方向外方に引き出されている固定子巻線と、上記固定子鉄心の一端側に設けられ、上記引出線の引き出し位置の周方向の偏りに起因する軸中心質量アンバランスを調整する第１質量調整部とを備えている。
【０００７】
【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の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巻線を構成する相巻線を模式的に示す斜視図である。
【０００８】
図１および図２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装置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。
【０００９】
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６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。
【００１０】
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、固定子鉄心１５には、スロット１５ａが毎極毎相当たり１の割合で形成されている。即ち、磁極数が１２極の回転子７に対して、溝方向を軸方向とするスロット１５ａが固定子鉄心１５の内周側に開口するように周方向に３６個配列されている。そして、固定子巻線１６は、絶縁被膜が被覆された銅線材からなる連続導体線３１を３スロット毎のスロット１５ａに波巻きに巻装された３つの相巻線３０を備えている。各相巻線３０は、装着されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５に装着されている。そして、各相巻線３０の引出線２７が固定子鉄心１５の軸心を中心として略１２０度の範囲内で第１コイルエンド群としてのリヤ側コイルエンド群１６ｒの軸端から軸方向に引き出され、整流装置１２のターミナル（図示せず）に結線されている。これにより、３つの相巻線３０が交流結線されて固定子巻線１６を構成している。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。
【００１１】
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装置１２により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。
【００１２】
ここで、固定子８の構成について図３および図４を参照しつつ説明する。
まず、図３の（ａ）に示されるように、１本の導体線３１をリング状に５回巻回して第１の巻線ユニット３２Ａを作製し、引き続いてリング状に５回巻回して第２の巻線ユニット３２Ｂを作製する。ついで、図３の（ｂ）に示されるように、第１および第２の巻線ユニット３２Ａ、３２Ｂを折り曲げて、隣り合う直線部３３ａの端部をコ字状の連結部３３ｂで内周側および外周側で交互に連結する星形パターンを有する第１および第２の星形巻線ユニット３３Ａ、３３Ｂを作製する。この第１および第２星形巻線ユニット３３Ａ、３３Ｂは、５本の直線部３３ａの束が周方向に所定間隔をもって１２束配列されている。
【００１３】
その後、第１および第２の星形巻線ユニット３３Ａ、３３Ｂを連結している導体線３１の部位で折り返し、図３の（ｃ）に示されるように、両星形パターンの山部と谷部とが重なるように、即ち連結部３３ｂが径方向に相対するように、第１および第２の星形巻線ユニット３３Ａ、３３Ｂを重ね合わせ、星形巻線ユニット３３を作製する。この星形巻線ユニット３３は、１０本の直線部３３ａの束が周方向に所定間隔をもって１２束配列されている。
【００１４】
ついで、星形巻線ユニット３３を円筒状に成形し、図４に示される相巻線３０が得られる。この相巻線３０は、１０本のスロット収納部３０ａの束が周方向に３スロットピッチで１２束配列され、５本ずつのスロット収納部３０ａを連結するコイルエンド３０ｂの束が軸方向で相対している。なお、直線部３３ａがスロット収納部３０ａに相当し、連結部３３ｂがコイルエンド３０ｂに相当する。
【００１５】
そして、相巻線３０は、例えば軸方向一側のコイルエンド３０ｂを径方向内側に折り曲げ、固定子鉄心１５に対して軸方向から装着される。この時、曲げられたコイルエンド３０ｂの根元部がスロット１５ａの開口を軸方向に移動し、スロット収納部３０ａが各スロット１５ａ内に挿入される。そして、スロット収納部３０ａが完全にスロット１５ａ内に挿入された後、コイルエンド３０ｂを軸方向に延びるように戻す。これにより、１つの相巻線３０が１０本のスロット収納部３０ａの束を３スロット毎の各スロット１５ａに収納させて固定子鉄心１５に装着される。そして、５本のコイルエンド３０ｂの束が固定子鉄心１５の軸方向両端にそれぞれ３スロットピッチで周方向に１層に配列されている。
同様にして、次の相巻線３０が、挿入されるスロット１５ａを１スロットずらして固定子鉄心１５に装着される。さらに、もう１つの相巻線３０が、同様にして、挿入されるスロット１５ａを１スロットずらして固定子巻線１５に装着される。これにより、固定子鉄心１５の軸方向両端のそれぞれにおいて、５本のコイルエンド３０ｂの束が径方向に３層となって周方向に配列されてフロント側およびリヤ側コイルエンド群１６ｆ、１６ｒを構成している。
【００１６】
ついで、第１質量調整部２８が、固定子鉄心１５の軸心に対して相巻線３０の引出線２７と相対するリヤ側コイルエンド群１６ｒの頂部に取り付けられ、さらにワニス（図示せず）がスロット１５ａ内に含浸され、図２に示される固定子８が得られる。この第１質量調整部２８は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂材をリヤ側コイルエンド群１６ｒの頂部に取り付けて構成され、引出線２７を設けることによる軸中心質量アンバランスを修正している。
【００１７】
このように構成された固定子８においては、スロット収納部３０ａがワニスにより固定子鉄心１５に固着されている。そして、引出線２７の根元側がスロット１５ａ内でワニスにより固定子鉄心１５に固着され、リヤ側コイルエンド群１６ｒの軸端から軸方向外方に延出している部分が振動し易くなっている。しかも、引出線２７がリヤ側コイルエンド群１６ｆの軸心を中心とする略１２０度の範囲に分散して設けられているので、固定子鉄心１５の軸心を中心とする周方向の質量がアンバランスとなっている（軸中心質量アンバランス）。そして、この軸中心質量アンバランスを解消するように第１質量調整部２８がリヤ側コイルエンド群１６ｒの頂部に配設されている。さらに、この第１質量調整部２８は、リヤ側コイルエンド群１６ｒから径方向の内側および外側にはみ出さないように形成されている。
【００１８】
この実施の形態１では、引出線２７がリヤ側コイルエンド群１６ｆの軸心を中心とする略１２０度の範囲に分散して設けられていることに起因する軸中心質量アンバランスが、第１質量調整部２８により解消されているので、固定子８に振動が加わっても、引出線２７が過度に振動して固定子巻線１６を加振することが抑制される。
その結果、連続導体線３１を断線させるような固定子巻線１６の加振が阻止され、発電不良のない高信頼性の固定子が得られる。また、固定子８の振動の増幅が抑えられ、固定子８を支持するケース３への加振も小さくなり、発電機の信頼性を高めることができる。
【００１９】
また、第１質量調整部２８がリヤ側コイルエンド群１６ｒから径方向の内側および外側にはみ出さないように形成されているので、ケース３やケース内蔵部品との干渉がなく、固定子８のケース３への組み付け性を悪化させることもない。また、第１質量調整部２８がリヤ側コイルエンド群１６ｒの軸端に配設されているので、第１質量調整部２８の高さ、周方向位置を変えることにより、軸中心質量アンバランスを調整でき、軸中心質量アンバランスの調整作業が簡易となる。
【００２０】
なお、上記実施の形態１では、第１質量調整部２８が固定子鉄心１５の軸心に対して引出線２７と相対する１箇所に設けるものとしているが、第１質量調整部２８は、固定子鉄心１５の軸心に対して引出線２７と相対する周方向の所定範囲に分散配置されていてもよい。例えば、第１質量調整部２８を各引出線２７に対して軸対称の位置に配置してもよい。
また、上記実施の形態１では、１本の連続導体線３１を巻回して作製されている相巻線３０を用いるものとしているが、２本の連続導体線３１を巻回して作製されている相巻線を用いてもよい。この場合、引出線２７の本数は２倍となるので、第１質量調整部２８の質量や個数をその分増やすことになる。
また、上記実施の形態１では、スロット１５ａが毎極毎相当たり１の割合で形成されている固定子鉄心１５を用いるものとしているが、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固定子鉄心を用いてもよい。この場合、相巻線３０が２倍となり、引出線２７も増えるので、第１質量調整部２８の質量や個数を引出線２７の増大にあわせて増やすことになる。
【００２１】
実施の形態２．
図５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模式的に示す斜視図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
図５および図６において、第２質量調整部２９がフロント側コイルエンド群１６ｆの頂部に取り付けられ、固定子鉄心１５の軸心２５の軸方向中心における軸心２５と直交する平面２６に対するフロント側とリヤ側との質量のアンバランス（軸直交質量アンバランス）を調整している。
なお、第２質量調整部２９を設けている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００２２】
この固定子８Ａでは、フロント側コイルエンド群１６ｆの高さＨｆとリヤ側コイルエンド群１６ｒの高さＨｒとが等しくなっているので、引出線２７および第１質量調整部２８がない場合には、平面２６に対する固定子８Ａのフロント側とリヤ側との質量バランスがとれている。つまり、引出線２７および第１質量調整部２８を設けていることにより、平面２６に対する固定子８Ａのフロント側とリヤ側との質量がアンバランスとなっている。
【００２３】
この実施の形態２では、第２質量調整部２９が、引出線２７および第１質量調整部２８を設けることに起因する軸直交質量アンバランスを解消するようにフロント側コイルエンド群１６ｆの頂部に設けられている。そこで、固定子８Ａに振動が加わっても、引出線２７が過度に振動して固定子巻線１６を加振することが確実に抑制される。
その結果、連続導体線３１を断線させるような固定子巻線１６の加振が阻止され、発電不良のない高信頼性の固定子が得られる。さらに、固定子８Ａの振動の増幅が抑えられ、固定子８Ａを支持するケース３への加振も小さくなり、発電機の信頼性を高めることができる。
【００２４】
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を模式的に示す斜視図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。
図７および図８において、第２質量調整部２９がフロント側コイルエンド群１６ｆの頂部に取り付けられ、固定子鉄心１５の軸心の軸方向中心における軸心と直交する平面２６に対するフロント側とリヤ側との質量のアンバランス（軸直交質量アンバランス）を調整している。
【００２５】
この固定子８Ｂでは、リヤ側コイルエンド群１６ｒの高さＨｒがフロント側コイルエンド群１６ｆの高さＨｆより高くなっているので、引出線２７および第１質量調整部２８がない場合においても、平面２６に対する固定子８Ｂのリヤ側の質量がフロント側の質量より大きくなっている。
【００２６】
この実施の形態３では、第２質量調整部２９が、引出線２７および第１質量調整部２８を設けることに起因する軸直交質量アンバランスに加えて、フロント側およびリヤ側コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの高さの差異に起因する軸直交質量アンバランスを解消するようにフロント側コイルエンド群１６ｆの頂部に設けられている。そこで、固定子８Ｂに振動が加わっても、引出線２７が過度に振動して固定子巻線１６を加振することが確実に抑制される。
その結果、連続導体線３１を断線させるような固定子巻線１６の加振が阻止され、発電不良のない高信頼性の固定子が得られる。さらに、固定子８Ｂの振動の増幅が抑えられ、固定子８Ｂを支持するケース３への加振も小さくなり、発電機の信頼性を高めることができる。
【００２７】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、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リヤ側から見た斜視図、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、図１２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固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを説明する図、図１３図１２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１４図１２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。なお、図１１において、実線は固定子鉄心のリヤ側の結線状態を示し、点線は固定子鉄心のフロント側の結線状態を示し、黒丸は接合部を示し、１、７、１３・・・９１はスロット番号を示している。
【００２８】
図９および図１０において、回転子７０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２０Ａ、２１Ａとを備えている。そして、一対のポールコア２０Ａ、２１Ａ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。
【００２９】
固定子８０は、円筒状の固定子鉄心１５Ａと、固定子鉄心１５Ａに巻装された固定子巻線３８とから構成されている。そして、固定子鉄心１５Ａには、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、磁極数が１６極の回転子７０に対して、溝方向を軸方向とするスロット１５ａが固定子鉄心１５Ａの内周側に開口するように周方向に９６個配列されている。そして、固定子巻線３８は、絶縁被膜が被覆された長方形断面の銅線材からなる連続導体線４０を６スロット毎のスロット１５ａに波巻きに巻装された６つの相巻線３９を備えている。各相巻線３９は、装着されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５Ａに装着されている。そして、各相巻線３９の引出線２７が固定子鉄心１５Ａの軸心を中心として略１２０度の範囲内で第１コイルエンド群としてのリヤ側コイルエンド群３８ｒの軸端から軸方向に引き出され、整流装置１２のターミナル（図示せず）に結線されている。これにより、３つの相巻線３９が交流結線されてなる２組の三相交流巻線からなる固定子巻線３８を構成している。また、第１質量調整部２８が、固定子鉄心１５Ａの軸心に対して相巻線３９の引出線２７と相対するリヤ側コイルエンド群３８ｒの付随結線部３７に径方向の内側および外側にはみ出さないように取り付けられ、引出線２７を設けることによる軸中心質量アンバランスを解消している。
【００３０】
なお、この実施の形態４による車両用交流発電機は、回転子７および固定子８に代えて回転子７０および固定子８０を用いている点を除いて、上記実施の形態１による車両用交流発電機と同様に構成されている。
【００３１】
ここで、固定子巻線３８の具体的構造について図１１を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、各スロット１５ａには、図１１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４０の収納位置を内周側から１番地、２番地、・・・６番地とする。
【００３２】
相巻線３９は、それぞれ１本の連続導体線４０からなる第１乃至第６巻線４２〜４７から構成されている。
そして、第１巻線４２は、１本の連続導体線４０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４３は、連続導体線４０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４４は、連続導体線４０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４５は、連続導体線４０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４６は、連続導体線４０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４７は、連続導体線４０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４０の直線部４０ｂ（スロット収納部）が長方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。
【００３３】
そして、固定子鉄心１５Ａの一端側（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４３の端部４３ａと、スロット番号の９１番の６番地から延出する第６巻線４７の端部４７ｂ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４５の端部４５ａと、スロット番号の９１番の２番地から延出する第２巻線４３の端部４３ｂ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４７の端部４７ａと、スロット番号の９１番の４番地から延出する第４巻線４５の端部４５ｂとが接合されて、第２、第４および第６巻線４３、４５、４７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４５の端部４５ａと第２巻線４３の端部４３ｂとの接合部である近接番地接合部４１２−３と、第６巻線４７の端部４７ａと第４巻線４５の端部４５ｂとの接合部である近接番地接合部４１４−５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。
【００３４】
ここで、第２巻線４３を構成する連続導体線４０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１５Ａのリヤ側端面上を図１１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４７を構成する連続導体線４０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１５Ａのリヤ側端面上を図１１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４３を構成する連続導体線４０の端部と第６巻線４７を構成する連続導体線４０の端部とが接合される。これにより、第２巻線４３の端部４３ａと第６巻線４７の端部４７ｂとの接合部である遠隔番地接合部４１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部４１２−３、４１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図１１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。
【００３５】
また、固定子鉄心１５Ａ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４２の端部４２ａと、スロット番号の９１番の３番地から延出する第３巻線４４の端部４４ｂ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４４の端部４４ａと、スロット番号の９１番の５番地から延出する第５巻線４６の端部４６ｂ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４６の端部４６ａと、スロット番号の９１番の１番地から延出する第１巻線４２の端部４２ｂとが接合されて、第１、第３および第５巻線４２、４４、４６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４２の端部４２ａと第３巻線４４の端部４４ｂとの接合部である近接番地接合部４１２−３と、第３巻線４４の端部４４ａと第５巻線４６の端部４６ｂとの接合部である近接番地接合部４１４−５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。
【００３６】
ここで、第５巻線４６を構成する連続導体線４０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１５Ａのフロント側端面上を図１１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４２を構成する連続導体線４０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１１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４６を構成する連続導体線４０の端部と第１巻線４２を構成する連続導体線４０の端部とが接合される。これにより、第５巻線４６の端部４６ａと第１巻線４２の端部４２ｂとの接合部である遠隔番地接合部４１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部４１２−３、４１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図１１中時計回り方向に３スロット分ずれて配置されている。
【００３７】
さらに、スロット番号の４９番と５５番とから固定子鉄心１５Ａのリヤ側に延出する第１巻線４２の連続導体線４０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１５Ａのリヤ側に延出する第２巻線４３の連続導体線４０の部分が切断される。そして、第１巻線４２の切断端４２ｃと第２巻線４３の切断端４３ｃとが接続金具３５に接続され、第１巻線４２の切断端４２ｄと第２巻線４３の切断端４３ｄ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４２、４４、４５と、直列接続された第２、第４および第６巻線４３、４５、４７とを並列接続してなる３ターンの相巻線３９が形成されている。
なお、第１巻線４２の切断端４２ｃと第２巻線４３の切断端４３ｃとが相巻線３９の口出し線（Ｏ）となり、第１巻線４２の切断端４２ｄと第２巻線４３の切断端４３ｄとが相巻線３９の中性点引出線（Ｎ）となる。
【００３８】
なお、図１１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相巻線３９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相巻線３９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４１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部４１２−３、４１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図１１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４１１−６が、径方向に並ぶ２つの近接番地接合部４１２−３、４１４−５に対して、軸方向高さを同じくして、図１１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。
【００３９】
このように構成された固定子巻線３８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４０のターン部４０ａ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３８ｒを構成している。そして、リヤ側の付随結線部３７は、径方向に１列に並んだ近接番地接合部４１２−３、４１４−５が、リヤ側コイルエンド群３８ｒのターン部４０ａ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４１１−６が、６対の近接番地接合部４１２−３、４１４−５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。
【００４０】
同様に、固定子巻線３８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４０のターン部４０ａ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３８ｆを構成している。そして、フロント側の付随結線部３７は、径方向に１列に並んだ近接番地接合部４１２−３、４１４−５が、フロント側コイルエンド群３８ｆのターン部４０ａ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４１１−６が、６対の近接番地接合部４１２−３、４１４−５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。
【００４１】
ついで、第１質量調整部２８が、固定子鉄心１５Ａの軸心に対して相巻線３９の口出し線（Ｏ）および中性点引出線（Ｎ）と相対するリヤ側コイルエンド群３８ｒの付随結線部３７に取り付けられ、さらにワニス（図示せず）がスロット１５ａ内に含浸される。この第１質量調整部２８は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂材をリヤ側の付随結線部３７の頂部に取り付けて構成され、口出し線（Ｏ）および中性点引出線（Ｎ）を設けることによる軸中心質量アンバランスを解消している。
【００４２】
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つの相巻線３９の各中性点引出線（Ｎ）が一体に接続され、３つの相巻線３９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つの相巻線３９の各中性点引出線（Ｎ）が一体に接続され、３つの相巻線３９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３５が各中性点引出線（Ｎ）に接続され、図１０に示される固定子８０が作製される。なお、口出し線（Ｏ）および中性点引出線（Ｎ）が、相巻線３９の引出線２７となる。
【００４３】
このように構成された固定子８０においては、第１乃至第６巻線４２〜４７を構成するそれぞれの連続導体線４０は、１つのスロット１５ａから固定子鉄心１５Ａ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４０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８０は、図９に示されるように、爪状磁極２２、２３の外周面と固定子鉄心１５Ａ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３８を構成する各３相交流巻線の中性点引出線（Ｎ）および口出し線（Ｏ）がそれぞれ整流装置１２に接続され、各整流装置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。
【００４４】
ついで、固定子巻線３８を構成する巻線アッセンブリ５０について図１２乃至図１４を参照して説明する。
巻線アッセンブリ５０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４０（素線）を同時に折り畳んで形成されている。この時、連続導体線４０の繰り出し量を必要に応じて調整し、引出線２７を同時に形成している。
各連続導体線４０は、図１３に示されるように、ターン部４０ａで連結された直線部４０ｂ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４０ｂは、ターン部４０ａにより直線部４０ｂの配列方向と直交する方向に連続導体線４０の幅（ｗ）分ずらされている。そして、巻線アッセンブリ５０は、このように折り曲げ形成された連続導体線４０を６スロットピッチずらして直線部４０ｂを重ねて配列してなる連続導体線４０の対（図１４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５０は、図１２に示されるように、直線部４０ｂ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４０の端部が両端の両側に６本ずつ延出している。この巻線アッセンブリ５０の両端の両側に延出した連続導体線４０の端部が、図１１における第１乃至第６巻線４２〜４７の端部４２ａ〜４７ａ、４２ｂ〜４７ｂに対応する。
【００４５】
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５０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４０ｂ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１５Ａが作製される。
その後、連続導体線４０の端部の絶縁被膜を除去して銅線材を露出させて図１１に示される結線処理を施し、第１質量調整部２８をリヤ側の付随結線部３７に配設し、さらにワニス（図示せず）をフロント側およびリヤ側コイルエンド群３８ｆ、３８ｒに塗布し、図１０に示される固定子８０が作製される。
【００４６】
このように、この実施の形態４においても、第１質量調整部２８がリヤ側コイルエンド群３８ｒの付随結線部３７に取り付けられ、引出線２７としての口出し線（Ｏ）および中性点引出線（Ｎ）を設けることによる軸中心質量アンバランスを解消しているので、上記実施の形態１と同様に、連続導体線４０を断線に導くような固定子巻線３８の加振が防止され、かつ、ケース３への加振も小さくなり、信頼性が高められる。
また、第１質量調整部２８がリヤ側コイルエンド群３８ｒの軸端から軸方向の外方に延出している付随結線部３７上に配設されているので、第１質量調整部２８自体の質量、高さが少なくて済み、軸中心質量アンバランスの調整作業が簡易となる。
【００４７】
また、この実施の形態４においては、連続導体線４０が、６スロット毎のスロット１５ａ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３８ｆ、３８ｒを構成するターン部４０ａが周方向に整然と並んで配列される。その結果、ターン部４０ａの整列化および高密度化が図られ、小型の固定子８０を実現できる。
また、連続導体線４０の直線部４０ｂが各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に並んで収納されているので、固定子８０の磁気回路内に納める電気導体の占積率が向上され、高出力の固定子８０が実現できる。
【００４８】
なお、上記実施の形態４では、図１１に示される結線方法に基づいて第１乃至第６巻線４２〜４７を結線して固定子巻線３８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４２〜４７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３７における接合部の配列状態、付随結線部３７と引出線２７（口出し線および中性点引出線）との配列状態についても、上記実施の形態４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３７は直方体の積層鉄心を丸めた際の突き合わせ部（図１０中、符合３６で示す）に付随して形成されるものであるが、引出線（口出し線および中性点引出線）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、上記実施の形態４では、巻線アッセンブリ５０を径方向に３層に重ねて固定子鉄心１５Ａ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５０を径方向に２層あるいは４層以上重ねて固定子鉄心１５Ａ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、上記実施の形態４では、第１質量調整部２８をリヤ側の付随結線部３７上に配設するものとしているが、第１質量調整部２８を付随結線部３７を挟むようにリヤ側コイルエンド群３８ｒの頂部に配設してもよい。
また、上記実施の形態４において、第２質量調整部２９をフロント側の付随結線部３７上に配設し、軸直交質量アンバランスを解消するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記各実施の形態では、第１および第２質量調整部２８、２９を樹脂製として説明しているが、第１および第２質量調整部２８、２９は樹脂製に限定されるものではなく、質量を調整できるものであればよい。
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、本発明は、交流電動機、交流電動発電機等の回転電機に適用しても同様の効果を奏する。
【００５１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、軸方向に延びるスロットが内径側に開口するように周方向に多数配設された円環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に巻装された複数の相巻線を有し、該複数の相巻線の各引出線が所定の周方向範囲内に上記固定子鉄心の軸方向一端側に形成された第１コイルエンド群の軸端から軸方向外方に引き出されている固定子巻線と、上記固定子鉄心の一端側に設けられ、上記引出線の引き出し位置の周方向の偏りに起因する軸中心質量アンバランスを調整する第１質量調整部とを備えている。そこで、固定子巻線の引出線の引き出し位置の偏りに起因する軸中心質量アンバランスが修正され、固定子に加わった振動の増幅を抑え、固定子巻線の断線や回転電機ケースへの加振を抑制できる回転電機の固定子が得られる。
【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の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巻線を構成する相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２に係る車両用交流発電機の固定子を模式的に示す斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【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を模式的に示す斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。
【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リヤ側から見た斜視図である。
【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１３】図１２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１４】図１２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。
【符号の説明】
８、８Ａ、８Ｂ、８０  固定子、１５、１５Ａ  固定子鉄心、１５ａ  スロット、１６、３８  固定子巻線、１６ｒ、３８ｒ  リヤ側コイルエンド群（第１コイルエンド群）、２７  引出線、２８  第１質量調整部、２９  第２質量調整部、３０、３９  相巻線、３７  付随結線部、４０  連続導体線、４０ａ  ターン部、４０ｂ  直線部、５０  巻線アッセンブリ。
【図１】
2004215378.tif 000003
【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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