(57)【要約】【課題】両ステータコイル間の磁気干渉が少なくかつ小型軽量の車両用タンデム式回転電機を提供すること。【解決手段】車両用タンデム式回転電機のステータコイル２４、３４として２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを径方向に並べて用いる。これにより簡単にステータコイル２４、３４間の磁気干渉を低減することができる。【選択図】図１
2007104870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ステータコアの各スロットに巻装された第１ステータコイルをもつ第１ステータと、第２のステータコアの各スロットに巻装された第２ステータコイルをもつ第２ステータとを有し、前記両ステータは、ロータを囲んでハウジングに固定されて軸方向同軸配置される車両用タンデム式回転電機において、
前記第１、第２ステータコイルは、
前記各スロットの互いに径方向に隣接する偶数の導体収容位置のうち、径方向において隣接する二つの前記導体収容位置にて互いに略１磁極ピッチだけ周方向に離れて挿通された一対のスロット導体部と、前記一対のスロット導体部の一端から前記各スロットの外に突出して前記一対のスロット導体部を連ねるＵ字状頭部と、前記一対のスロット導体部の他端から前記各スロットの外にそれぞれ突出する一対の飛び出し端部とをもつＵ字導体からなり、互いに径方向に隣接する前記一対の飛び出し端部の先端同士を接合して構成された２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを径方向に複数接続して構成されることを特徴とする車両用タンデム式回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の車両用タンデム式回転電機において、
前記ロータは、
それぞれ界磁コイルが巻装されたランデル型ロータコアにより構成されて互いに異なる前記ステータに個別に対面しつつ同一の回転軸に軸方向に近接して固定される車両用タンデム式回転電機。
【請求項３】
請求項２記載の車両用タンデム式回転電機において、
前記第１、第２ステータコイルは、互いに異なる発電電圧を互いに異なる整流装置に供給する車両用タンデム式回転電機。
【請求項４】
第１ステータコアのスロットに巻装された第１ステータコイルをもつ第１ステータと、第２のステータコアのスロットに巻装された第２ステータコイルをもつ第２ステータとを有し、前記両ステータは、ロータを囲んでハウジングに固定されて軸方向同軸配置される車両用タンデム式回転電機において、
前記ハウジングに固定されて前記両ステータコイルの互いに軸方向に近接する一対のコイルエンドの間に介設され、前記両ステータコイルの軸方向最外端部に密着する良熱伝導性で電気絶縁性のコイルエンド冷却板をもつことを特徴とする車両用タンデム式回転電機。
【請求項５】
請求項３記載の車両用タンデム式回転電機において、
前記コイルエンド冷却板は、電気絶縁シートを介して前記両コイルエンドに密着する金属板からなる車両用タンデム式回転電機。
【請求項６】
請求項４記載の車両用タンデム式回転電機において、
前記コイルエンド冷却板は、高透磁率を有する磁性材料により構成されている車両用タンデム式回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つの回転軸と複数のステータ・ロータペアをもつ車両用タンデム式回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
二つのランデル型ロータをタンデム結合して出力倍増を図った回転電機（以下、タンデム型回転電機ともいう）が下記の特許文献１ー７などに提案されている。このタンデム式ランデル型回転電機によれば、２つの発電電圧をそれぞれ独立制御可能に出力する回転電機をコンパクトに製造することができる。言い換えれば、２つの回転電機を別々に設置するのに比べて、製造費用及び設置スペースを大幅に削減することができる。このような２発電電圧を独自制御可能に発生することは、たとえば従来の１２Ｖ系に加えて４２Ｖ系などの高電圧を別に出力可能な２電圧型回転電機に特に好適である。
【０００３】
また、Ｕ字状セグメント導体をステータコアのスロットに挿通して順次接続してなるセグメント順次接合ステータコイルがたとえば本出願人の出願になる下記の特許文献８ー２８に記載されている。このセグメント順次接合ステータコイルはスロット占積率を大きくでき、かつステータコイルのコイルエンドを整形かつ縮小できる利点を有している。このＵ字セグメント順次接合ステータコイルは、Ｕ字導体の一対の脚部をステータコアの一端面側からステータコアの略１磁極ピッチ離れたスロットに個別に挿通し、ステータコアの他端面側にて相ごとに直列接続して構成される。
【０００４】
Ｕ字導体は、Ｕ字状の頭部先端部と、この頭部先端部の両端から個別に延在する一対の頭部斜行部と、これら一対の頭部斜行部から延在してスロットに個別に収容される一対のスロット導体部と、これら一対のスロット導体部から個別に延在する一対の端部斜行部と、端部斜行部の先端部により構成されて他のＵ字導体の端部斜行部の先端部に接合される端部先端部（接合部）とからなる。以下、頭部先端部と頭部斜行部とをＵ字状頭部と総称し、端部斜行部と端部先端部とを飛び出し端部と総称する。各Ｕ字導体のＵ字状頭部はステータコイルの頭部側コイルエンドを構成し、各Ｕ字導体の飛び出し端部はステータコイルの端部側コイルエンドを構成する。
【０００５】
各スロットは径方向において偶数個の導体収容位置をそれぞれ有し、各Ｕ字導体の一対のスロット導体部は互いに異なる導体収容位置に収容されている。端部先端部が互いに接合される一対のＵ字導体のスロット導体部は、互いに異なる収容位置に収容されている。一本のＵ字導体の一対のスロット導体部を略１磁極ピッチ離隔するために、このＵ字導体の頭部斜行部及び頭部斜行部は周方向へ曲げられる。典型的な製造方法では、各頭部斜行部及び頭部斜行部はほぼ半磁極ピッチだけ周方向へ斜行している。
【０００６】
Ｕ字導体の頭部斜行部を周方向へ展開するために、松葉状に形成された未展開のＵ字導体の上記頭部斜行部予定部分は相対的に１磁極ピッチ捻られる。Ｕ字導体の一対の頭部斜行部予定部分の周方向への捻り（展開）は、Ｕ字導体のスロット導体部予定部分を一対のリング（回動リング又は捻りリングとも呼ぶ）で保持しつつ、この一対のリングを１磁極ピッチ相対回動させることにより実現される。更に説明すると、松葉状の未展開Ｕ字導体のスロット導体部予定部分を保持しつつ相対回動することによりＵ字導体の一対の頭部斜行部予定部分を周方向へ展開させて頭部斜行部となす頭部展開工程が実行される。
【０００７】
同様に、Ｕ字導体の端部斜行部を周方向へ展開するために、頭部斜行部が展開されたＵ字導体のスロット導体部をステータコアのスロットに挿入した後、端部斜行部予定部分をステータコアのスロットに挿通した後、端部先端部予定部分を一対のリングで保持しつつこの一対のリングを１磁極ピッチ相対回動させることにより、一対の端部斜行部予定部分を周方向へ捻って（展開して）端部斜行部となす端部展開工程が実行される。
【０００８】
一つのＵ字導体の一対のスロット導体部は互いに異なる２つの導体収容位置に個別に収容される。２つのＵ字導体の直列接続は、一方のＵ字導体の端部先端部と、この端部先端部に径方向に隣接する他方のＵ字導体の端部先端部とを接合することにより行われる。
【０００９】
一例において、各スロットの周方向に隣接する２つの導体収容位置を用いて一つのＵ字セグメント順次接合ステータコイルを構成することができる。これを２位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルと称する。
【００１０】
他例において、各スロットの周方向に隣接する４つの導体収容位置を用いて一つのＵ字セグメント順次接合ステータコイルを構成することができる。これを４位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルと称する。４位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルは、径方向最内側の導体収容位置と径方向最外側の導体収容位置とに一対の脚部が個別に収容される大セグメントと、径方向二番目の導体収容位置と径方向三番目の導体収容位置とに一対の脚部が個別に収容される小セグメントとが用いられる。頭部側コイルエンドにおいて、大セグメントの頭部先端部は小セグメントの頭部先端部を包むように配置される。
【００１１】
このようにして構成された各相コイルをたとえば星形接続してＵ字セグメント順次接合ステータコイルが完成される。各相コイル（一相のＵ字セグメント順次接合ステータコイル）の中性点引き出し線及び相出力引き出し線は、適切な部位でＵ字状セグメントのＵ字状の頭部を分割することにより、あるいは、２つのI字導体により構成することができる。
【００１２】
スロットの導体収容位置を増加することにより、スロットの２つの導体収容位置を占有する２位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイル、もしくは、スロットの４つの導体収容位置を占有する４位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルを径方向へ複数配置できる。
【００１３】
更に詳しく説明すると、２位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルではスロットの互いに隣接する２つの導体収容位置がＵ字導体のスロット導体部により占有され、４位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルではスロットの互いに隣接する４つの導体収容位置がＵ字導体のスロット導体部により占有される。上記２位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルや４位置型Ｕ字セグメント順次接合ステータコイルを径方向に重ね、それらを相ごとにたとえば直列接続すれば、ステータコイルのターン数を増加し、モータ出力を向上することができる。
【００１４】
以下、この方式を複数コイル径方向重ね構造と称し、これら複数のコイルのうち、径方向内側のコイル（すなわち内側のＵ字セグメント順次接合ステータコイル）を内側コイルと称し、径方向外側のコイル（すなわち外側のＵ字セグメント順次接合ステータコイル）を外側コイルと略称する。
【００１５】
上記した複数コイル径方向重ね構造における頭部斜行部の形成のために、内側コイル用Ｕ字導体と外側コイル用Ｕ字導体とを、多重回動リングを用いて一斉同時に捻る方法が提案されている。以下、この方式を一斉捻り方式又は一斉回動方式と呼ぶ。
【００１６】
なお、上記した内側コイル及び外側コイルからなる複数コイル径方向重ね配置方式では、同相の内側コイルと外側コイルとを直列接続するために、外側コイルの最終（最初でもよい）のスロット導体部と、内側コイルの最初（最終でもよい）のスロット導体部と、これら２つのスロット導体部を連ねる特別形状の頭部とをもつコイル間渡り線を用いて、内側コイルと外側コイルとを直列接続することが好適である。
【００１７】
上記説明したＵ字セグメント順次接合ステータコイル及びその製造方法は、既述した下記の特許文献などによりもはや周知技術のレベルに達しているため、これ以上の従来技術説明は省略する。このＵ字セグメント順次接合ステータコイルは、明らかに古来の巻回式のステータコイルに比べて巻き線構造が簡単となる結果、スロット占積率向上やコイルエンドのコンパクト化を実現することができるうえ、巻き線工程も簡素化することができる。
【特許文献１】特開平１−１５７２５１号公報
【特許文献２】特開平５−１３７２９５号公報
【特許文献３】特開平５−３０８７５１号公報
【特許文献４】特開平５−５００３００号公報
【特許文献５】特開平６−２２５１８号公報
【特許文献６】特開平１１−９８７８９号公報
【特許文献７】特開２００５−１１７８４３号公報
【特許文献８】特許第３１１８８３７号公報
【特許文献９】特許第３１７８４６８号公報
【特許文献１０】特許第３１９９０６８号公報
【特許文献１１】特開２０００−１３９０４９号公報
【特許文献１２】特開２０００−３５０４２３号公報
【特許文献１３】特開２００１−０４５７２１号公報
【特許文献１４】特開２００１−０６９７３１号公報
【特許文献１５】特開２００１−２４５４４７号公報
【特許文献１６】特開２００２−２１８６８９号公報
【特許文献１７】特開２００３−１８９５２０号公報
【特許文献１８】特開２００４−０３２８８２号公報
【特許文献１９】特開２００４−０３２８８４号公報
【特許文献２０】特開２００４−０３２８９０号公報
【特許文献２１】特開２００４−０３２８９７号公報
【特許文献２２】特開２００４−０４８９３９号公報
【特許文献２３】特開２００４−０４８９４１号公報
【特許文献２４】特開２００４−０４８９６７号公報
【特許文献２５】特開２００４−０６４９１４号公報
【特許文献２６】特開２００４−１６６３１６号公報
【特許文献２７】特開２００５−６３６４号公報
【特許文献２８】特開２００５−２１１９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ランデル型ロータコアを軸方向に複数配置したタンデム式回転電機の欠点は、ランデル型ロータコアを採用する通常の車両用交流発電機に比較してその軸長が大幅に増大する点にあった。
【００１９】
この軸長の増加は回転軸の径方向撓みを増大させるため、ステータコアとロータコアとの間の径方向電磁ギャップを増大させる必要が生じた。しかし、このような径方向電磁ギャップの拡大は磁気回路の磁気抵抗の増加により回転電機の性能低下を招いた。また、この軸長の増加は回転質量の増加も招くため、振動低減のために回転軸の大径化や軸受け及びハウジングの強化が要求され、全体重量が増大するという問題も生じた。
【００２０】
このようにタンデム式回転電機が大きな軸方向長をもつことは、従来、２つのステータ・ロータペアを軸方向に配列することが必要なタンデム式回転電機では必然的に付随する解決できない問題と考えられており、このため、種々の利点をもつにもかかわらずタンデム式回転電機が普及しない要因となっていた。
【００２１】
回転電機の軸方向長短縮のために、二つのステータ・ロータペアをできるだけ軸方向に近接配置することが好適であるが、本発明者らの試作実験によれば、二つのステータコイルのコイルエンド同士をあまりに接近させると、これらコイルエンドと鎖交する静止磁気回路（いわゆるトランス回路）が形成され、その結果、たとえば第１ステータコイルが強力に発電動作しており、第２ステータコイルの発電動作が停止されている場合を考えると、第１ステータコイルのコイルエンドに流れるステータ電流により第２ステータコイルに発電電圧が誘導されるなど、二つのステータコイル間における望ましくない電磁相互作用が生じるという問題が存在することがわかった。また、たとえ両方のステータコイルが発電状態であっても、両ステータ・ロータペアの極数、コイルターン数、空間位相などが種々異なるため、一方のステータコイルの多相発電電圧に他方の多相発電電圧がリップル電圧として重畳し、その結果、一方のステータ・ロータペアに対する制御が他方のステータ・ロータペアに影響する場合が生じた。特に、これら二つのステータ・ロータペアを発電機として作動させる場合を考えた場合、一方のステータコイルに流れる発電電流はそれに接続される整流装置によりスイッチングされるため、この発電電流はスイッチングの影響により高周波数成分を含むことになる。両コイルエンド間の電磁結合度は発電電流の周波数が高いほど緊密となるため、一方のステータコイルに流れる発電電流に重畳する高周波数成分は特に強く他方のステータコイルに電磁的に影響することになり、他方のステータコイルから整流装置を通じて出力される発電電圧や発電電流の波形を変形し、この整流装置の整流素子にも悪影響を及ぼす。
【００２２】
つまり、車両用タンデム式回転電機において、二つのステータコイルのコイルエンドをあまりに近接配置することは両コイルエンド間の望ましくない電磁誘導作用が増大してしまうため、限界があることがわかった。
【００２３】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、両コイルエンド間の電磁結合増大を抑止しつつ体格特にその軸方向長を縮小可能な車両用タンデム式回転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】
【００２４】
上記課題を解決するために二つの発明がなされた。これら二つの発明は好適には一緒に実施される。各発明は、第１ステータコアの各スロットに巻装された第１ステータコイルをもつ第１ステータと、第２のステータコアの各スロットに巻装された第２ステータコイルをもつ第２ステータとを有し、前記両ステータは、ロータを囲んでハウジングに固定されて軸方向同軸配置される通常の車両用タンデム式回転電機に適用される。
【００２５】
第１発明の車両用タンデム式回転電機は特に、前記第１、第２ステータコイルが、各スロットの互いに径方向に隣接する偶数の導体収容位置のうち、径方向において隣接する二つの導体収容位置にて互いに略１磁極ピッチだけ周方向に離れて挿通された一対のスロット導体部と、一対のスロット導体部の一端から各スロットの外に突出して一対のスロット導体部を連ねるＵ字状頭部と、一対のスロット導体部の他端から各スロットの外にそれぞれ突出する一対の飛び出し端部とをもつＵ字導体からなり、互いに径方向に隣接する一対の飛び出し端部の先端同士を接合して構成された２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを径方向に複数接続して構成される。
【００２６】
すなわち、この第１発明は、車両用タンデム式回転電機の軸方向に隣接する二つのステータコイルを両方とも、複数の２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルのみで構成することをその特徴としている。以下、２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを単に一重コイルと略称する場合もある。
【００２７】
これにより、車両用タンデム式回転電機において、軸方向に隣接する二つのステータコイル間の磁気結合が大幅に弱めて、既述した両ステータコイル間の望ましくない電磁誘導効果を低減し、両ステータ・ロータペアの独立制御性を向上することができる。また、この両ステータコイル間の磁気結合度の低減により、両ステータコイルを軸方向に接近配置することが可能となるため、車両用タンデム式回転電機の軸方向長の短縮によりその小型軽量化も実現することができる。
【００２８】
好適な態様において、前記ロータは、それぞれ界磁コイルが巻装されたランデル型ロータコアにより構成されて互いに異なる前記ステータに個別に対面しつつ同一の回転軸に軸方向に近接して固定される。すなわち、この態様の車両用タンデム式回転電機は、二つのステータコイルをもつ車両用の交流発電機として用いられる。このようにすれば、二つのステータコイルの発電電圧を相互の電磁干渉を抑止しつつ高度に独立制御することができる。
【００２９】
好適な態様において、前記第１、第２ステータコイルは、互いに異なる発電電圧を互いに異なる整流装置に供給する。このようにすれば、互いに異なる２つの電源系に互いに独立に発電制御される発電電力を一つの発電機により供給することができる。全体として発電系をコンパクトに構成することができる。
【００３０】
第２発明の車両用タンデム式回転電機は、ハウジングに固定されて両ステータコイルの互いに軸方向に近接する一対のコイルエンドの間に介設され、両ステータコイルの軸方向最外端部に密着する良熱伝導性で電気絶縁性のコイルエンド冷却板をもつことを特徴としている。すなわち、この発明では、二つのコイルエンドを互いの間の電気絶縁を確保しつつ極限まで近接させることができ、その分だけ、回転電機の軸方向長を短縮することができる。更に、冷却が困難な軸方向内側の二つのコイルエンドの熱をこのコイルエンド冷却板を通じてハウジングに放熱したり、冷却風に放熱したりすることができるため軸方向内側の二つのコイルエンドの温度上昇を抑止することもできる。
【００３１】
好適な態様において、前記コイルエンド冷却板は、電気絶縁シートを介して前記両コイルエンドに密着する金属板からなる。このようにすれば、コイルエンド冷却板とコイルエンドとの電気絶縁性を確実に確保しつつコイルエンドの熱を良好にコイルエンド冷却板を通じて放熱することができる。なお、良好な熱伝導性をもつ電気絶縁シートとしては種々公知であるため具体的な商品名の記載は省略する。更に、互いに軸方向に隣接する二つのコイルエンド間の電磁結合は良電気伝導性の金属板により邪魔されるため、二つのステータコイルの独立制御性の向上にも有効である。
【００３２】
好適な態様において、前記コイルエンド冷却板は、高透磁率を有する磁性材料により構成されている。このようにすれば、互いに軸方向に隣接する二つのコイルエンド間の磁気結合度をほぼ完全に遮断できるとともに、たとえば軟鋼板の両面に電気絶縁樹脂シートを設けてなるコイルエンド冷却板は既述したように軸方向両側の二つのコイルエンドの放熱性も大幅に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の車両用タンデム式回転電機の好適な実施態様を以下の実施例を参照して説明する。ただし、本発明は下記の実施態様に限定されるものではなく、その他の公知技術又はそれと必要機能が等しい技術を組み合わせて本発明を構成しても良いことは当然である。
【００３４】
［実施形態１］
（全体構成の説明）
まず、実施形態１の車両用タンデム式回転電機の全体構造を模式断面図である図１を参照して以下に説明する。１はハウジング、２は第１ステータ・ロータペア、３は第２ステータ・ロータペア、４は回転軸、５はプーリ、６、７は軸受け、８は整流器、９、１０はロータコア２１、３１に固定された冷却ファンである。レギュレータ及びスリップリング給電機構の図示は省略されている。第１ステータ・ロータペア２及び第２ステータ・ロータペア３はそれぞれ、通常のランデルロータ型車両用交流発電機とほぼ同等の構造を有している。
【００３５】
ハウジング１は、この実施例では、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２とリヤハウジング１３とをスルーボルトで締結して構成する周知の構造を採用しているが、あるいはフロントハウジングとリヤハウジングとをスルーボルトで締結する周知の構造などの適宜採用してもよい。
【００３６】
回転軸４は、軸受け６、７を介してハウジング１に支承されており、プーリ５がハウジング１から前方へ突出する回転軸４の前端部に固定されている。整流装置８はリヤハウジング１３の後端面に固定されている。
【００３７】
第１ステータ・ロータペア２は、ランデル型ロータコア２１と、ランデル型ロータコア２１に巻装された界磁コイル２２と、ランデル型ロータコア２１の径方向外側に配置されたステータコア２３と、ステータコア２３に巻装されたステータコイル２４とを有している。ランデル型ロータコア２１は、ボス部２１１と、ボス部２１１から径方向外側に延設された後、軸方向に延在する爪部２１２とをそれぞれ有する一対のハーフコア２１３、２１４のボス部２１１同士を突き合わせてなり、両ボス部２１１には界磁コイル２２が巻装されている。ステータコア２３はフロントハウジング１１とセンターハウジング１２とにより挟設されて、ステータコア２３にはステータコイル２４が巻装されている。
【００３８】
第２ステータ・ロータペア３は、ランデル型ロータコア３１と、ランデル型ロータコア３１に巻装された界磁コイル３２と、ランデル型ロータコア３１の径方向外側に配置されたステータコア３３と、ステータコア３３に巻装されたステータコイル３４とを有している。ランデル型ロータコア３１は、ボス部３１１と、ボス部３１１から径方向外側に延設された後、軸方向に延在する爪部３１２とをそれぞれ有する一対のハーフコア３１３、３１４のボス部３１１同士を突き合わせてなり、両ボス部３１１には界磁コイル３２が巻装されている。ステータコア３３はセンターハウジング１２とリヤハウジング１３とにより挟設されており、ステータコア３３にはステータコイル３４が巻装されている。
【００３９】
図示しないスリップリング給電機構は、一対のブラシが個別に接触する３個のスリップリングを有している。スリップリングの一つはブラシを通じてバッテリの一端に接続され、他の二つもそれぞれブラシを通じて二つの界磁電流制御トランジスタ（図示せず）の一主電極端子に個別に接続されている。これにより、界磁コイル２２、３２の界磁電流はこれら二つの界磁電流制御トランジスタにより個別に制御される。
【００４０】
整流装置８は一対の三相全波整流器を有している。ステータコイル２４は三相星形接続された相巻線をもち、三相交流電圧を整流装置８の第１の三相全波整流器に出力し、この三相全波整流器は三相全波整流を行って外部の低電圧負荷に電流を出力する。ステータコイル３４は三相星形接続された相巻線をもち、三相交流電圧を整流装置８の第２の三相全波整流器に出力し、この三相全波整流器は三相全波整流を行って外部の高電圧負荷に電流を出力する。この実施例では、ステータコイル３４は、ステータコイル２４よりも大きいターン数をもつ。図示しないレギュレータは上記二つの界磁電流制御トランジスタの断続比を制御して界磁電流を個別に制御し、これにより、エンジンによりロータコア２１、３１を回転させると、ステータコイル２４、３４から異なる電圧でそれぞれ所望の大きさの直流電流を出力することができる。
【００４１】
上記したステータ・ロータペア２、３は、それぞれ典型的なランデル型ロータコアをもつ回転電機であって、その他の構造及び動作の詳細は通常のランデル型回転電機と同じであるためこれ以上の説明は省略する。
【００４２】
（ステータコイル２４、３４の説明）
次に、この実施例の特徴をなすステータコイル２４、３４について図１を参照して更に説明する。
【００４３】
ステータコイル２４、３４は、既述した２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを２つ直列接続することによりそれぞれ構成されている。図１に示すように、ステータコイル２４の２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルは径方向に隣接配置され、ステータコイル３４の２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルも径方向に隣接配置されている。ここで、ステータコイル２４、３４の２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルのうち、径方向内側の２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを内側コイルと称し、径方向外側の２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを外側コイルと称するものとする。したがって、内側コイルはスロットの径方向内側から一番目と二番目の導体収容位置を占め、外側コイルはスロットの径方向内側から三番目と四番目の導体収容位置を占める。なお、ステータコア２３とステータコア２４の径方向断面形状は同じである。
【００４４】
２４１はステータコイル２４の頭部側コイルエンドであり、２４２はステータコイル２４の端部側コイルエンドであり、３４１はステータコイル３４の頭部側コイルエンドであり、３４２はステータコイル３４の端部側コイルエンドである。なお、図１では端部側コイルエンドは模式図示されている。したがって、これら頭部側コイルエンド２４１、３４１は径方向に隣接する２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルの頭部側コイルエンドと図示しないそれらの間のコイル間渡り線からなり、これら端部側コイルエンド２４２、３４２は径方向に隣接する２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルの端部側コイルエンドからなる。
【００４５】
図１のステータコイル２４、３４の構造を採用することにより、頭部側コイルエンド２４１、３４１間の磁気結合度を低減することができるので、ステータコイル２４、３４間の磁気干渉の増大を抑止しつつ頭部側コイルエンド２４１、３４１を軸方向に接近させることができ、車両用タンデム式回転電機の軸方向長を短縮することができる。
【００４６】
車両用タンデム式回転電機のステータコイルとして２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを用いたことによるコイルエンド間磁気干渉低減効果について、図２を参照して更に詳しく説明する。
【００４７】
図２において、図２（a）は、車両用タンデム式回転電機の２つのステータコイルを既述した一つの４位置型Ｕ字導体順次接続式コイルで構成した場合のコイルエンド漏れ磁気回路を示し、図２（b）は、車両用タンデム式回転電機の２のステータコイルを、それぞれ互いに径方向に隣接配置された２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを直列接続して構成した場合のコイルエンド漏れ磁気回路図を示す。
【００４８】
図２（a）において、１００aは第１ステータコア１０１aに巻装されたステータコイルのコイルエンド、１００bは第２ステータコア１０１bに巻装されたステータコイルのコイルエンドである。両ステータコイルは４位置型Ｕ字導体順次接続式コイルからなり、この４位置型Ｕ字導体順次接続式コイルは、スロットの２つの導体収容位置Ｃ１、Ｃ４を占有する大セグメント１７と、スロットの２つの導体収容位置Ｃ２、Ｃ３を占有する２つの導体収容位置Ｃ２、Ｃ３を占有する小セグメント２７とを順次接続して構成される。
【００４９】
この場合、コイルエンド１００aの小セグメント２７を流れる電流i1が形成する磁束φ１と、大セグメント１７を流れる電流i2が形成する磁束φ２とは、それぞれコイルエンド１００ａに対して軸方向に隣接するコイルエンド１００bの大セグメント１７及び小セグメント２７に鎖交し、それらに誘導電圧を誘起する。いま、電流i1と電流i2とを等しい電流と仮定すれば、このコイルエンド１００aを一次コイル、コイルエンド１００bを二次コイルとするトランス回路では、一次コイル及び２次コイルはそれぞれ２ターンをもつと模式的にみなすことができる。
【００５０】
図２（b）において、２００aは第１ステータコア１０１aに巻装されたステータコイルのコイルエンド、２００bは第２ステータコア１０１bに巻装されたステータコイルのコイルエンドである。両ステータコイルは径方向に隣接する２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルを直列接続してなり、これら２つの２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルは、スロットの２つの導体収容位置Ｃ１、Ｃ２を占有する小セグメント２７aと、スロットの２つの導体収容位置Ｃ３、Ｃ４を占有する小セグメント２７bとを順次接続して構成される。
【００５１】
この場合、コイルエンド２００aの小セグメント２７aを流れる電流i３が形成する磁束φ３は、コイルエンド２００ａに対して軸方向に隣接するコイルエンド２００bの小セグメント２７aに鎖交し、コイルエンド２００aの小セグメント２７bを流れる電流i４が形成する磁束φ４は、コイルエンド２００ａに対して軸方向に隣接するコイルエンド２００bの小セグメント２７bに鎖交するとみなすことができる。すなわち、図２（b）の磁気回路の二次コイル誘導電圧は精細な数式は省略するものの明らかに図２（a）の磁気回路の二次コイル誘導電圧よりも大幅に小さくなる。
【００５２】
これは、車両用タンデム式回転電機において、軸方向に隣接する二つのステータコイル間の磁気結合が大幅に弱くなることを意味するため、既述した両ステータコイル間の望ましくない電磁誘導効果を低減し、両ステータ・ロータペアの独立制御性を向上できることを意味する。また、この両ステータコイル間の磁気結合度の低減により、両ステータコイルを軸方向に接近配置することが可能となるため、車両用タンデム式回転電機の軸方向長の短縮によりその小型軽量化も実現することができる。
【００５３】
（変形態様）
図１の変形態様を図３を参照して説明する。
【００５４】
図３（a）は２つのステータコイル２４、３４の端部側コイルエンド２４２、３４２と近接させた例を示し、図３（b）は図１と同じく２つのステータコイル２４、３４の頭部側コイルエンド２４同士を近接させた例を示し、図３（c）はステータコイル２４の頭部側コイルエンド２４１とステータコイル３４の端部側コイルエンド３４２とを近接させた例を示す。
【００５５】
［実施形態２］
実施形態２の車両用タンデム式回転電機を図４を参照して説明する。
【００５６】
この実施形態の車両用タンデム式回転電機は、図１に示す実施形態１の車両用タンデム式回転電機において、互いに軸方向に近接は位置される２つの頭部側コイルエンド２４１、３４１の間に絶縁被覆された軟鉄輪板からなるコイルエンド冷却板４００を設けたものである。ただし、図４では、ハウジング１は、フロントハウジング１１とリヤハウジング１３とを突き合わせて構成されて、スルーボルトにより締結されている。
【００５７】
コイルエンド冷却板４００の外周縁は、フロントハウジング１１とリヤハウジング１３とに挟持され、こていされている。コイルエンド冷却板４００は２つの頭部側コイルエンド２４１、３４１に密着しており、これら２つの頭部側コイルエンド２４１、３４１の熱をハウジング１や冷却風に放熱する。更に、コイルエンド冷却板４００は２つの頭部側コイルエンド２４１、３４１間の磁気結合を良好に遮断する。コイルエンド冷却板４００の厚さは薄くても良い。
【００５８】
（変形態様）
なお、コイルエンド冷却板４００は軟鉄輪板ではなく、表面が樹脂コートされたり、絶縁紙が貼設されたアルミ輪板としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態１のランデル型ロータコアをもつ車両用タンデム式回転電機の軸方向模式断面図である。
【図２】図１の２つの頭部側コイルエンド間の磁気回路を示す模式図であり、（a）は４位置型Ｕ字導体順次接続式コイルの磁気回路を示し、（b）は２位置型Ｕ字導体順次接続式コイルの磁気回路を示す。
【図３】実施形態１の変形態様を示す模式図である。
【図４】実施形態２のランデル型ロータコアをもつ車両用タンデム式回転電機の軸方向模式断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      ハウジング
２      第１ステータ・ロータペア
３      第２ステータ・ロータペア
４      回転軸
５      プーリ
８      整流装置
１１      フロントハウジング
１２      センターハウジング
１３      リヤハウジング
２１      ランデル型ロータコア
２２      界磁コイル
２３      ステータコア
２４      ステータコイル
３１      ランデル型ロータコア
３２      界磁コイル
３３      ステータコア
３４      ステータコイル
２４１  頭部側コイルエンド
２４２  端部側コイルエンド
３４１  頭部側コイルエンド
３４２  端部側コイルエンド
４００  コイルエンド冷却板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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