JP2001286082A

JP2001286082A - 交流発電機の固定子

Info

Publication number: JP2001286082A
Application number: JP2000100656A
Authority: JP
Inventors: Kyoko Tono; 恭子東野; Yoshito Asao; 淑人浅尾; Katsumi Adachi; 克己足立
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2001-10-12
Also published as: EP1143596B1; KR100437196B1; KR20010094940A; EP1143596A2; DE60021250D1; EP1143596A3; US6624544B2; DE60021250T2; US20010026109A1

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、煩雑な中性点側端子のねじりや
止め具による一体化工程を不要とし、十分な接合強度を
簡易に確保できるようにし、信頼性を向上させ、かつ、
低コスト化を図ることができる交流発電機の固定子を得
る。【解決手段】中性点側端子４１がコイルエンド群１６
０ｂから軸方向外側に導出されて中性点引き出し部４５
を構成している。また、中性点側端子４２、４３がそれ
ぞれコイルエンド群１６０ｂから軸方向外側に導出さ
れ、その後曲げられて、軸方向と直交する面上をコイル
エンド群１６０ｂの頂部に沿って中性点側端子４１まで
引き回され、さらに軸方向外側に曲げられている。そし
て、中性点側端子４２、４３の先端４２ａ、４３ａの側
面部が周方向の両側から中性点側端子４１のコイルエン
ド群１６０ｂからの導出部４１ａの側面部に突き合わさ
れて溶接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば内燃機関
により駆動される交流発電機の固定子に関し、特に、三
相交流発電機の固定子巻線における中性点導出端子の構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の交流発電機を示す断面図で
ある。図９において、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
されるケース３と、このケース３内に回転自在に設けら
れ、一端部にプーリ４が固着されたシャフト６と、この
シャフト６に固着されたランドル型の回転子７と、この
回転子７の両端部にそれぞれ固着されたファン５と、回
転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に固着さ
れた固定子８と、シャフト６の他端部に固着されて回転
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に摺動する一対のブラシ１０と、これらのブラシ
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の固定子巻線１６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と、このヒートシンク１７に接
着されて固定子８の出力電圧を調整するレギュレータ１
８とを備えている。

【０００３】回転子７は、電流を流して磁束を発生する
回転子巻線１３と、この回転子巻線１３を覆うように設
けられ、回転子巻線１３で発生された磁束によって磁極
が形成される一対のポールコア２０、２１とを備えてい
る。そして、一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、
それぞれ爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に等角ピ
ッチで突設され、爪状磁極２２、２３をかみ合わせるよ
うに対向してシャフト６に固着されている。固定子８
は、固定子鉄心１５と、この固定子鉄心１５に巻回さ
れ、回転子７の回転に伴い回転子巻線１３からの磁束の
変化により交流が生じる固定子巻線１６とを備えてい
る。

【０００４】このように構成された交流発電機では、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を介して回転子巻線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。これにより、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、その電圧がレギュレータ１８により調
整され、バッテリに充電される。

【０００５】この固定子８の固定子巻線１６において
は、三相星形結線が一般的であり、その中性点の結線構
造は、例えば特公平７−３２５５５号公報に示されてい
る。つまり、図１０に示されるように、断面円形を有す
る導線からなる素線２４が固定子鉄心１５に必要巻数だ
け巻かれて形成された三相の巻線の各中性点側端子２５
をコイルエンド群から導出させ、導出した３本の中性点
側端子２５を一箇所にまとめ、ねじって一括に結合され
ている。そして、図１１に示されるように、ねじられた
３本の中性点側端子２５が半田付けにより固着一体化さ
れて中性点結合部２７を形成している。さらに、図示さ
れていないが、中性点引き出し部が３本の中性点側端子
２５の結合部である中性点結合部２７に設けられてい
る。そして、３本の中性点側端子２５の結合部である中
性点結合部２７から延出する中性点引き出し部が、各相
の巻線の出力側端子（口出し線）２９とともに固定子鉄
心１５から延出され、整流器１２のサーキットボード１
２ａのターミナルにカシメにより固着され、半田付けに
より電気的に接続される。これにより、発電機の高速回
転時に、中性点電圧が直流出力に加算され、出力を増大
させることができる交流発電機が得られる。

【０００６】ここで、中性点結合部２７は３本の中性点
側端子２５を半田付けにより固着一体化するものとして
いるが、固定子巻線が２組の三相の巻線から構成されて
いる場合には、６本の中性点側端子を一箇所にまとめ、
ねじって一括に結合し、半田付けにより固着一体化し
て、中性点結合部を構成することもある。また、中性点
引き出し部、口出し線２９はサーキットボード１２ａへ
の接続のし易さから、固定子鉄心１５から軸方向と平行
に延出されることが望ましい。また、中性点側端子２５
は引き回されて１箇所にまとめられ、半田付けされてい
るので、スロット収納位置の関係上、中性点側端子２５
の余分な引き回しが生じる場合がある。この中性点側端
子２５の長い引き回しは、発熱体である導線量の増加、
即ち発熱量および電気抵抗の増加をもたらし、発電効率
を低下させたり、車両装着時の加振による巻線の切断や
他部品との干渉を発生させるという問題を生じさせるの
で、中性点側端子２５の引き回しをできるだけ短くする
ことが望ましい。

【０００７】また、車両装着時の加振の際に、中性点結
合部２７や中性点引き出し部２８の振動を抑制するため
に、中性点側端子２５の引き回し部をコイルエンド頂部
に通された紐状体でコイルエンドに締着固定したり、ワ
ニスを塗布してコイルエンドに固定する対策が採られて
いる。しかし、紐状体で引き回し部をコイルエンドに締
着固定する場合には、紐状体をコイルエンド頂部の狭い
素線間に通さなければならず、作業効率が悪く、ワニス
を塗布して引き回し部をコイルエンドに固定する場合に
は、引き回し部とコイルエンドとの間に所定の隙間が開
いているので、低粘度のワニスでは十分な固定強度が得
にくく、その改善が望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
固定子巻線１６における中性点結合部２７は、複数本の
中性点側端子２５を一箇所にまとめ、ねじって一括に結
束した後、半田付けにより固着一体化して構成されてい
るので、図１２に示されるように、半田２６がねじられ
た複数本の中性点側端子２５間に入り込まず、中央部に
空洞Ａが生じてしまい、十分な接合強度が得られず、信
頼性を確保するのが困難となるという課題があった。ま
た、複数本の中性点側端子２５を一括して半田付けして
いるので、大容量の治具が必要となるとともに、接合部
を十分に熱する必要があり、半田工程に時間とコストが
かかってしまうという課題もあった。また、複数本の中
性点側端子２５をまとめてねじっているので、作業性が
悪いという課題もあった。

【０００９】また、手作業による複数本の中性点端子２
５をまとめてねじる煩雑な作業をなくすために、複数本
の中性点側端子をその先端面を同一面位置となるように
合わせ、それらの先端面同士を半田付けして中性点結合
部を構成する改善策が提案されている。しかしながら、
この改善策では、半田付け面が小さく、強度的に不十分
な接合となり、連続的な振動が加えられると、中性点接
合部の外れを発生させる恐れがあった。そこで、複数本
の中性点側端子を一体に固着する止め具が必要となり、
作業工程が増えるとともに、低コスト化が図れないとい
う課題があった。

【００１０】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、素線の中性点側端子に平坦な側
面部を設け、該側面部を突き合わせて電気的接合により
中性点結合部を構成するようにし、煩雑な中性点側端子
のねじりや止め具による一体化工程を不要とし、十分な
接合強度を簡易に確保できるようにし、信頼性を向上さ
せ、かつ、低コスト化を図ることができる交流発電機の
固定子を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る交流発電
機の固定子は、軸方向に延びるスロットが周方向に複数
形成された円筒状の固定子鉄心と、それぞれ素線を所定
スロット毎に順次挿入して上記固定子鉄心に巻装された
三相の巻線が三相星形結線されてなる固定子巻線とを備
え、三相星形結線された上記固定子巻線の中性点が交流
出力を整流する整流器に電気的に接続される交流発電機
の固定子において、上記固定子巻線のコイルエンド群か
ら外部に導出された上記三相の巻線を構成する上記素線
の中性点側端子はそれぞれ平坦な側面部を有し、該平坦
な側面部を突き合わせて電気的接合されて、上記固定子
巻線の中性点結合部が構成されているものである。

【００１２】また、上記素線は矩形断面を有する導線で
ある。

【００１３】また、上記三相の巻線を構成する３本の上
記素線の中性点側端子は、周方向の中央に位置する１本
の上記中性点側端子が上記コイルエンド群から軸方向外
側に導出されて上記整流器に接続される中性点引き出し
部を構成し、周方向の両側に位置する他の２本の上記中
性点側端子がそれぞれ上記コイルエンド群から軸方向外
側に導出され、その後曲げられて上記１本の中性点側端
子まで引き回されており、上記他の２本の中性点側端子
の先端側面部が周方向の両側から上記１本の中性点側端
子の上記コイルエンド群からの導出部の側面部に突き合
わされて電気的接合されているものである。

【００１４】また、平坦な側面部を有する導体からなる
接続部材を備え、上記中性点側端子および上記接続部材
がそれぞれ平坦な側面部を突き合わせて電気的接合され
ているものである。

【００１５】また、上記接続部材が上記整流器に接続さ
れる中性点引き出し部を構成しているものである。

【００１６】また、上記中性点側端子の上記コイルエン
ド群から外部に導出された部位の少なくとも一部が絶縁
性樹脂を介して上記コイルエンド群に保持されているも
のである。

【００１７】また、上記電気的接合は溶接である。

【００１８】

【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に係る交
流発電機の固定子をリヤ側から見た部分斜視図、図２は
この発明の実施の形態１に係る固定子を搭載した交流発
電機の構成を示す断面図、図３はこの発明の実施の形態
１に係る交流発電機の固定子における一相分の固定子巻
線の巻線構造を説明するリヤ側端面図、図４はこの発明
の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の回路図であ
る。

【００１９】図１において、固定子８０は、軸方向に延
びるスロット１５０ａが周方向に所定ピッチで複数形成
された円筒状の固定子鉄心１５０と、固定子鉄心１５０
に巻装された固定子巻線１６０と、各スロット１５０ａ
内に装着されて固定子巻線１６０と固定子鉄心１５０と
を電気的に絶縁するインシュレータ１９とを備えてい
る。そして、固定子巻線１６０は、１本の素線３０が、
固定子鉄心１５０の端面側のスロット１５０ａ外で折り
返されて、所定スロット数毎にスロット１５０ａ内でス
ロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るように波巻
きされて巻装された巻線を複数備えている。また、固定
子鉄心１５０の端面側のスロット１５０ａ外で折り返さ
れてなる素線３０のターン部が径方向に２列に並んで、
周方向に配列されて、フロント側およびリヤ側のコイル
エンド群１６０ａ、１６０ｂを構成している。ここで
は、固定子鉄心１５０には、回転子７の磁極数（１６）
に対応して、後述する三相固定子巻線１６１を２組収容
するように、９６本のスロット１５０ａが等間隔に形成
されている。また、素線３０には、例えば絶縁被覆され
た長方形の断面を有する長尺の銅等の導線が用いられ
る。

【００２０】この固定子８０では、各組の三相固定子巻
線１６１がそれぞれ３本の中性点側端子４１、４２、４
３を有し、周方向の中央に位置する１本の中性点側端子
４１がコイルエンド群１６０ｂから外部に軸方向と平行
に導出され、周方向の両側に位置する他の２本の中性点
側端子４２、４３がそれぞれコイルエンド群１６０ｂか
ら外部に軸方向と平行に導出され、その後曲げられて、
軸方向と直交する面上をコイルエンド群１６０ｂの頂部
に沿って中性点側端子４１の導出部４１ａまで引き回さ
れ、さらに軸方向と平行に曲げられている。そして、中
性点側端子４２、４３の曲げられた先端４２ａ、４３ａ
の側面部が中性点側端子４１の導出部４１ａの両側面部
に両側から突き合わされ、例えばティグ溶接による電気
的接合されて、一体化されている。これにより、３本の
中性点側端子４１、４２、４３の中性点接合部４４が構
成される。また、中性点側端子４１は中性点接合部４４
から軸方向と平行に延出されており、その延出部が中性
点引き出し部４５を構成している。

【００２１】なお、図１では１組の三相固定子巻線１６
１の中性点接合部４４および中性点引き出し部のみが示
されているが、実際にはもう１組の三相固定子巻線１６
１の中性点接合部および中性点引き出し部がある。ま
た、図１には口出し線が省略されている。また、中性点
側端子４２、４３の先端部４２ａ、４３ａの突き合わさ
れる側面部は絶縁被膜が剥離されている。同様に、中性
点側端子４１の導出部４１ａの突き合わされる側面部も
絶縁被膜が剥離されている。

【００２２】このように構成された固定子８０は、図２
に示されるように、交流発電機に搭載され、固定子巻線
１６０を構成する２組の三相固定子巻線１６１の中性点
引き出し部４５が、口出し線（図示せず）とともに軸方
向と平行に固定子鉄心１５０から延出され、整流器１２
のサーキットボード１２ａのターミナルにカシメにより
固着され、半田付けにより電気的に接続される。これに
より、発電機の高速回転時に、中性点電圧が直流出力に
加算され、出力を増大させることができる交流発電機が
得られる。なお、この交流発電機は、固定子８に代えて
固定子８０を用いている点を除いて、図９に示される従
来の交流発電機と同様に構成されている。

【００２３】つぎに、一相分の固定子巻線群１６２の巻
線構造について図３を参照して具体的に説明する。な
お、図中リヤ側の配線が実線で示され、フロント側の配
線が点線で示されている。一相分の固定子巻線群１６２
は、それぞれ１本の素線３０からなる第１乃至第４の巻
線３１〜３４から構成されている。そして、第１巻線３
１は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９１
番まで６スロット毎に、スロット１５０ａ内の内周側か
ら１番目の位置（以降、１番地という）と内周側から２
番目の位置（以降、２番地という）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３２は、素線３
０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロット毎
に、スロット１５０ａ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３巻線３３は、
素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロ
ット毎に、スロット１５０ａ内の内周側から３番目の位
置（以降、３番地という）と内周側から４番目の位置
（以降、４番地という）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３４は、素線３０を、スロ
ット番号の１番から９１番まで６スロット毎に、スロッ
ト１５０ａ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。そして、各スロット１５０ａ
内には、素線３０が長方形断面の長手方向を径方向に揃
えて径方向に１列に４本並んで配列されている。

【００２４】そして、固定子鉄心１５０のフロント側に
おいて、スロット番号の１番から延出する第１巻線３１
の巻線端３１ａと、スロット番号の９１番から延出する
第３巻線３３の巻線端３３ｂとが接合され、さらにスロ
ット番号の１番から延出する第３巻線３３の巻線端３３
ａと、スロット番号の９１番から延出する第１巻線３１
の巻線端３１ｂとが接合されて、２ターンの巻線が形成
されている。また、固定子鉄心１５０のリヤ側におい
て、スロット番号の１番から延出する第２巻線３２の巻
線端３２ａと、スロット番号の９１番から延出する第４
巻線３４の巻線端３４ｂとが接合され、さらにスロット
番号の１番から延出する第４巻線３４の巻線端３４ａ
と、スロット番号の９１番から延出する第２巻線３２の
巻線端３２ｂとが接合されて、２ターンの巻線が形成さ
れている。

【００２５】さらに、スロット番号の６１番と６７番と
から固定子鉄心１５０のリヤ側に延出する第３巻線３３
の素線３０の部分が切断され、スロット番号の６７番と
７３番とから固定子鉄心１５０のリヤ側に延出する第４
巻線３４の素線３０の部分が切断される。そして、第３
巻線３３の切断端３３ｃと第４巻線３４の切断端３４ｃ
とが接合されて、第１乃至第４巻線３１〜３４を直列接
続してなる４ターンの一相分の固定子巻線群１６２が形
成されている。なお、第３巻線３３の切断端３３ｄと第
４巻線３４の切断端３４ｄとがそれぞれ中性点（Ｎ）お
よび口出し線（Ｏ）となる。同様にして、素線３０が巻
装されるスロット１５０ａを１つずつずらして６相分の
固定子巻線群１６２が形成されている。

【００２６】ここで、三相分の固定子巻線群１６２を構
成する３本の第３巻線３３の切断端３３ｄが、上述の中
性点側端子４１、４２、４３に相当する。そして、３本
の切断端３３ｄの中で、周方向の中央に位置する１本の
切断端３３ｄがリヤ側のコイルエンド群から外部に軸方
向と平行に導出される。また、周方向の両側に位置する
他の２本の切断端３３ｄがそれぞれリヤ側のコイルエン
ド群から外部に軸方向と平行に導出され、その後曲げら
れて、軸方向と直交する面上をリヤ側のコイルエンド群
の頂部に沿って周方向の中央に位置する切断端３３ｄの
導出部まで引き回され、さらに軸方向と平行に曲げられ
る。そして、２本の切断端３３ｄの曲げられた先端の側
面部が周方向の中央に位置する切断端３３ｄの導出部の
両側面部に両側から突き合わさ、挟み込み治具（図示せ
ず）で３本の切断端３３ｄの突き合わせ部を保持する。
そこで、電極棒（図示せず）を該突き合わせ部に接近さ
せ、電極棒と突き合わせ部との間にアークを発生させ
て、切断端３３ｄ同士を溶融接合する。即ち、切断端３
３ｄ同士をティグ溶接により溶融接合して中性点結合部
を形成する。これにより、三相分の固定子巻線群１６２
が星型結線されて１組の三相固定子巻線１６１を得る。
同様に、他の三相分の固定子巻線群１６２を星形結線し
て、もう１組の三相固定子巻線１６１を得る。そして、
各組の三相固定子巻線１６１の周方向中央に位置する切
断端３３ｄが軸方向と平行に延出されて中性点引き出し
部となり、整流器１２に接続される。このようにして、
図４に示されるように、固定子巻線群１６２が三相分ず
つ星型結線されて２組の三相固定子巻線１６１を形成
し、各三相固定子巻線１６１がそれぞれ整流器１２に接
続されている。各整流器１２の直流出力は並列に接続さ
れて合成される。

【００２７】この実施の形態１によれば、周方向の中央
に位置する中性点側端子４１の導出部４１ａの平坦な両
側面部に周方向の両側の中性点側端子４２、４３の先端
４２ａ、４３ａの平坦な側面部を突き合わせて電気的接
合して中性点結合部４４を構成しているので、３本の中
性点側端子４１、４２、４３の接合部が確実に面接触状
態で突き合わされ、安定した接合が行われる。これによ
り、中性点結合部４４の接合強度が強度的に十分なもの
となり、中性点結合部４４の接合外れが防止され、信頼
性を向上させることができる。また、車両装着時の加振
が加わっても、中性点結合部４４の接合外れの発生が抑
えられ、この点においても信頼性が向上される。さら
に、半田付けによる中性点接合部を形成する場合に必要
であった大容量の治具や接合部を十分に熱する工程が不
要となり、接合工程が短時間に、低コストで実施でき
る。さらにまた、手作業で中性点側端子をまとめてねじ
ることもないので、接合作業性が著しく向上される。

【００２８】また、余分な引き回しやねじりが不要なの
で、中性点側端子４２、４３の引き回し量が少なくな
る。これにより、発熱体である導線量の増加が抑えら
れ、即ち発熱量および電気抵抗の増加が抑えられ、発電
効率の低下を抑制できるとともに、車両装着時の加振に
よる巻線の切断や他部品との干渉を防止することができ
る。また、中性点側端子４２、４３の引き回し量が低減
する分、耐振性が向上されるので、紐状体等を用いて中
性点側端子４２、４３の引き回し部をコイルエンド群１
６０ｂに固定することや、止め具を用いて中性点側端子
４１、４２、４３を一体に固定することも必要なくな
る。また、ティグ溶接などの電気的接合を用いて中性点
側端子４１、４２、４３を接合しているので、鉛などの
有害な物質を含む半田を使用しなくなり、環境的保全上
の点からも有効である。また、素線３０に断面矩形の導
線を用いているので、中性点側端子４１、４２、４３に
は平坦な側面部が既に形成されている。そこで、中性点
側端子４１、４２、４３の任意の側面部を突き合わせる
だけで、面接触状態の突き合わが得られ、中性点接合部
４４の接合工程が簡略化される。また、周方向の中央に
位置する中性点側端子４１が中性点接合部４４から延出
して中性点引き出し部４５を構成しているので、中性点
引き出し部を別途設ける必要がない。

【００２９】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２に係る交流発電機の固定子をリヤ側から見た部分斜
視図である。図５において、中性点側端子４２、４３の
引き回し部４２ｂ、４３ｂおよび中性点結合部４４がエ
ポキシ樹脂等の絶縁性樹脂３９によりコイルエンド群１
６０ｂの頂部に固着されている。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。

【００３０】この実施の形態２によれば、中性点側端子
４２、４３の引き回し部４２ｂ、４３ｂおよび中性点結
合部４４がエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂３９によりコイ
ルエンド群１６０ｂの頂部に固着されているので、車両
装着時の加振が加わっても、中性点結合部４４の接合外
れの発生が抑えられ、信頼性が著しく向上される。

【００３１】なお、上記実施の形態２では、絶縁性樹脂
３９が引き回し部４２ｂ、４３ｂおよび中性点結合部４
４をコイルエンド群１６０ｂに固着するように配設する
ものとしているが、絶縁性樹脂３９は引き回し部４２
ｂ、４３ｂの一部をコイルエンド群１６０ｂに固着させ
るように配設しても良く、あるいは中性点結合部４４の
みをコイルエンド群１６０ｂに固着させるように配設し
てもよい。

【００３２】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３に係る交流発電機の固定子における中性点結合部周
りを示す斜視図である。図６において、三相固定子巻線
の３本の中性点側端子４６、４７、４８は、それぞれリ
ヤ側のコイルエンド群から外部に軸方向と平行に導出さ
れ、その後曲げられて、リヤ側のコイルエンド群の頂部
に沿って周方向の一側に引き回されている。そして、周
方向の一側に位置する中性点側端子４８のコイルエンド
群からの導出位置近傍で、３本の中性点側端子４６、４
７、４８が軸方向に重ね合わされて、平坦な側面部を互
いに突き合わされる。また、中性点側端子４８はさらに
軸方向と平行に曲げられて中性点引き出し部４５Ａを構
成している。そして、治具（図示せず）で中性点側端子
４６、４７、４８の突き合わせ部を軸方向外側から押さ
え込み、電極棒（図示せず）を近接させ、電極棒と突き
合わせ部との間にアークを発生させて、中性点側端子４
６、４７、４８同士を溶融接合して中性点結合部４４Ａ
を形成している。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。

【００３３】従って、この実施の形態３においても、３
本の中性点側端子４６、４７、４８が平坦な側面部を互
いに突き合わせてティグ溶接されているので、上記実施
の形態１と同様の効果が得られる。また、この実施の形
態３によれば、突き合わせ部において中性点側端子４
６、４７、４８が軸方向に重なっているので、治具によ
り突き合わせ部を軸方向外側から押さえ込んでティグ溶
接できる。これにより、突き合わせ部をクランプする挟
み込み治具が不要となり、工作性に優れる。

【００３４】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４に係る交流発電機の固定子における中性点結合部周
りを示す斜視図である。図７において、三相固定子巻線
の３本の中性点側端子４９、５０、５１は、それぞれリ
ヤ側のコイルエンド群から外部に軸方向と平行に導出さ
れている。そして、２本の中性点側端子４９、５０はそ
れぞれ曲げられて、リヤ側のコイルエンド群の頂部に沿
って周方向の一側に引き回され、周方向の一側に位置す
る中性点側端子５１のコイルエンド群からの導出位置近
傍で、軸方向と平行に曲げられている。そして、中性点
側端子４９、５０の曲げられた先端部４９ａ、５０ａと
中性点側端子５１のコイルエンド群から導出する先端部
５１ａとが周方向に重ねられ、平坦な側面部を互いに突
き合わされている。さらに、コ字状に成形された断面矩
形を有する導体からなる接続部材５２がその一端の平坦
な側面部を中性点側端子５１の先端部５１ａに周方向の
一側から突き合わされている。また、接続部材５２の他
端はさらに軸方向と平行に延出して中性点引き出し部４
５Ｂを構成している。そして、挟み込み治具（図示せ
ず）で中性点側端子４９、５０、５１および接続部材５
２の突き合わせ部を保持し、電極棒（図示せず）を近接
させ、電極棒と突き合わせ部との間にアークを発生させ
て、中性点側端子４９、５０、５１および接続部材５２
同士を溶融接合して中性点結合部４４Ｂを形成してい
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。

【００３５】従って、この実施の形態４においても、中
性点側端子４９、５０、５１および接続部材５２が平坦
な側面部を互いに突き合わせてティグ溶接されているの
で、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。ここ
で、接合作業の自動化を考慮した場合、溶接治具を固定
子鉄心の軸心と平行に移動させて溶接部に接近させるこ
とが重要となる。この実施の形態４によれば、中性点側
端子４９、５０、５１および接続部材５２の先端部の側
面部同士が周方向に重なって突き合わされているので、
突き合わせ部の軸方向外方に空きスペースが存在し、溶
接治具の軸方向の移動に対する障害物がなく、量産性に
適する。

【００３６】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５に係る交流発電機の固定子における中性点結合部周
りを示す斜視図である。図８において、三相固定子巻線
の３本の中性点側端子５３、５４、５５は、それぞれリ
ヤ側のコイルエンド群から所定長さ外部に軸方向と平行
に導出されている。そして、断面矩形を有する導体から
なる接続部材５６がコイルエンド群の頂部に沿って周方
向に延設され、その平坦な側面部を中性点側端子５３、
５４、５５の各先端部５３ａ、５４ａ、５５ａに径方向
の一側から突き合わされている。さらに、接続部材５６
の他端は軸方向と平行に延出して中性点引き出し部４５
Ｃを構成している。そして、挟み込み治具（図示せず）
で中性点側端子５３、５４、５５および接続部材５６の
突き合わせ部を保持し、電極棒（図示せず）を近接さ
せ、電極棒と各突き合わせ部との間にアークを発生させ
て、中性点側端子５３、５４、５５と接続部材５６とを
順次を溶融接合して中性点結合部４４Ｃを形成してい
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。

【００３７】従って、この実施の形態５においても、中
性点側端子５３、５４、５５および接続部材５６が平坦
な側面部を互いに突き合わせてティグ溶接されているの
で、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。また、
この実施の形態５によれば、中性点側端子５３、５４、
５５のコイルエンド群からの導出長さを均一にでき、接
合作業が簡易となるとともに、接合時の巻線へのダメー
ジも低減できる。また、中性点側端子５３、５４、５５
と接続部材５６とを２本ずつ溶接することになるので、
溶接部がコンパクトとなり、電気的にも信頼性の高い中
性点結合部４４Ｃが得られる。また、中性点側端子５
３、５４、５５のコイルエンド群からの導出長さを短く
できるので、中性点結合部４４Ｃの耐振性が大きくな
り、信頼性が向上されるとともに、固定子と対向して設
けられるサーキットボード１２ａとの干渉が回避され、
設計的自由度が大きくなる。また、中性点引き出し部４
５Ｃが中性点側端子と異なる別部材、即ち接続部材５６
で構成されているので、設計的に設定された素線３０の
寸法形状、材料に拘わらず中性点引き出し部を任意の寸
法形状、材料に構成できる。そこで、強度の大きな接続
部材５６の寸法形状、材料を選定することにより、中性
点結合部４４Ｃの強度を大きくできる。また、サーキッ
トボード１２ａに合わせて中性点引き出し部４５Ｃの位
置も任意に設定でき、組立性が向上される。

【００３８】ここで、絶縁性樹脂により中性点結合部４
４Ｃをリヤ側のコイルエンド群に保持させる場合、中性
点側端子５３、５４、５５のコイルエンド群からの導出
長さを短くできるので、絶縁性樹脂の量が少なくて済
み、低コスト化が図られる。

【００３９】なお、上記各実施の形態では、素線３０と
して断面矩形を有する導線を用いるものとしているが、
素線は断面矩形を有する導線に限定されるものではな
く、断面円形の導線を用いてもよい。この場合、中性点
結合部を構成する導線の部位が平坦な側面部を有するよ
うに変形すればよい。また、上記各実施の形態では、１
本の素線３０が、固定子鉄心１５０の端面側のスロット
１５０ａ外で折り返されて、所定スロット数毎にスロッ
ト１５０ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互
に採るように波巻きされて巻装された巻線を複数備えた
固定子巻線１６０を用いるものとしているが、この発明
はこのように構成された固定子巻線１６０に限定される
ものではなく、素線として略Ｕ字状に成形されたコイル
片を用い、該コイル片をスロットに順次挿入してゆき、
スロットから延出するコイル片の端部同士を接合して構
成される固定子巻線を用いても良い。また、上記各実施
の形態では、中性点結合部が固定子のリヤ側に設けられ
ているものとして説明しているが、整流器１２がフロン
ト側に配設されていれば、中性点結合部は固定子のフロ
ント側に設けることになる。

【００４０】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４１】この発明によれば、軸方向に延びるスロッ
トが周方向に複数形成された円筒状の固定子鉄心と、そ
れぞれ素線を所定スロット毎に順次挿入して上記固定子
鉄心に巻装された三相の巻線が三相星形結線されてなる
固定子巻線とを備え、三相星形結線された上記固定子巻
線の中性点が交流出力を整流する整流器に電気的に接続
される交流発電機の固定子において、上記固定子巻線の
コイルエンド群から外部に導出された上記三相の巻線を
構成する上記素線の中性点側端子はそれぞれ平坦な側面
部を有し、該平坦な側面部を突き合わせて電気的接合さ
れて、上記固定子巻線の中性点結合部が構成されている
ので、煩雑な中性点側端子のねじりや止め具による一体
化工程が不要となり、十分な接合強度が簡易に確保でき
るようにし、信頼性を向上させ、かつ、低コスト化を図
ることができる交流発電機の固定子を得ることができ
る。

【００４２】また、上記素線は矩形断面を有する導線で
あるので、中性点側端子の突き合わせ部に平坦な側面部
を形成する工程が不要となり、工作性が向上する。

【００４３】また、上記三相の巻線を構成する３本の上
記素線の中性点側端子は、周方向の中央に位置する１本
の上記中性点側端子が上記コイルエンド群から軸方向外
側に導出されて上記整流器に接続される中性点引き出し
部を構成し、周方向の両側に位置する他の２本の上記中
性点側端子がそれぞれ上記コイルエンド群から軸方向外
側に導出され、その後曲げられて上記１本の中性点側端
子まで引き回されており、上記他の２本の中性点側端子
の先端側面部が周方向の両側から上記１本の中性点側端
子の上記コイルエンド群からの導出部の側面部に突き合
わされて電気的接合されているので、中性点側端子の引
き回し量が少なくなり、耐振性が大きくなり、信頼性が
向上される。

【００４４】また、平坦な側面部を有する導体からなる
接続部材を備え、上記中性点側端子および上記接続部材
がそれぞれ平坦な側面部を突き合わせて電気的接合され
ているので、中性点結合部の接合強度を大きくでき、信
頼性が向上される。

【００４５】また、上記接続部材が上記整流器に接続さ
れる中性点引き出し部を構成しているので、接続材料を
選択することにより中性点結合部の強度を大きくできる
とともに、サーキットボードに合わせて中性点引き出し
部の位置も任意に設定でき、組立性が向上される。

【００４６】また、上記中性点側端子の上記コイルエン
ド群から外部に導出された部位の少なくとも一部が絶縁
性樹脂を介して上記コイルエンド群に保持されているの
で、中性点結合部の耐振性が大きくなり、信頼性が向上
される。

【００４７】また、上記電気的接合は溶接であるので、
有害物質を含む半田の使用がなくなり、環境保全上有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る交流発電機の
固定子をリヤ側から見た部分斜視図である。

【図２】この発明の実施の形態１に係る固定子を搭載
した交流発電機の構成を示す断面図である。

【図３】この発明の実施の形態１に係る交流発電機の
固定子における一相分の固定子巻線の巻線構造を説明す
るリヤ側端面図である。

【図４】この発明の実施の形態１に係る交流発電機の
固定子の回路図である。

【図５】この発明の実施の形態２に係る交流発電機の
固定子をリヤ側から見た部分斜視図である。

【図６】この発明の実施の形態３に係る交流発電機の
固定子における中性点結合部周りを示す斜視図である。

【図７】この発明の実施の形態４に係る交流発電機の
固定子における中性点結合部周りを示す斜視図である。

【図８】この発明の実施の形態５に係る交流発電機の
固定子における中性点結合部周りを示す斜視図である。

【図９】従来の交流発電機を示す断面図である。

【図１０】従来の交流発電機に搭載される固定子の要
部を示す正面図である。

【図１１】従来の交流発電機に搭載される固定子にお
ける中性点結合部周りを示す正面図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図であ
る。

【符号の説明】

１２整流器、３０素線、３１第１巻線、３２第
２巻線、３３第３巻線、３４第４巻線、３９絶縁
性樹脂、４１〜４３、４６〜５１、５３〜５５中性点側
端子、４４、４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ中性点結合部、
４５、４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ中性点引き出し部、５
２、５６接続部材、８０固定子、１５０固定子鉄
心、１５０ａスロット、１６０固定子巻線、１６０
ｂコイルエンド群、１６１三相固定子巻線、１６２
固定子巻線群。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者足立克己東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H603 AA03 AA09 BB02 BB07 BB12 CA01 CA05 CA10 CB03 CB19 CB24 CC03 CC11 CD02 CD05 CE01 CE13 EE01 5H604 AA05 AA08 BB03 BB09 BB14 CC01 CC05 CC14 CC16 DA15 PB01 PC03 QB01 QB15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に延びるスロットが周方向に複数
形成された円筒状の固定子鉄心と、それぞれ素線を所定
スロット毎に順次挿入して上記固定子鉄心に巻装された
三相の巻線が三相星形結線されてなる固定子巻線とを備
え、三相星形結線された上記固定子巻線の中性点が交流
出力を整流する整流器に電気的に接続される交流発電機
の固定子において、上記固定子巻線のコイルエンド群から外部に導出された
上記三相の巻線を構成する上記素線の中性点側端子はそ
れぞれ平坦な側面部を有し、該平坦な側面部を突き合わ
せて電気的接合されて、上記固定子巻線の中性点結合部
が構成されていることを特徴とする交流発電機の固定
子。
【請求項２】上記素線は矩形断面を有する導線である
ことを特徴とする請求項１記載の交流発電機の固定子。
【請求項３】上記三相の巻線を構成する３本の上記素
線の中性点側端子は、周方向の中央に位置する１本の上
記中性点側端子が上記コイルエンド群から軸方向外側に
導出されて上記整流器に接続される中性点引き出し部を
構成し、周方向の両側に位置する他の２本の上記中性点
側端子がそれぞれ上記コイルエンド群から軸方向外側に
導出され、その後曲げられて上記１本の中性点側端子ま
で引き回されており、上記他の２本の中性点側端子の先端側面部が周方向の両
側から上記１本の中性点側端子の上記コイルエンド群か
らの導出部の側面部に突き合わされて電気的接合されて
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の交
流発電機の固定子。
【請求項４】平坦な側面部を有する導体からなる接続
部材を備え、上記中性点側端子および上記接続部材がそ
れぞれ平坦な側面部を突き合わせて電気的接合されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の交流
発電機の固定子。
【請求項５】上記接続部材が上記整流器に接続される
中性点引き出し部を構成していることを特徴とする請求
項４記載の交流発電機の固定子。
【請求項６】上記中性点側端子の上記コイルエンド群
から外部に導出された部位の少なくとも一部が絶縁性樹
脂を介して上記コイルエンド群に保持されていることを
特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の交
流発電機の固定子。
【請求項７】上記電気的接合は溶接であることを特徴
とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の交流発
電機の固定子。