JP2003037951A - 車両用交流発電機の固定子 - Google Patents
車両用交流発電機の固定子Info
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Abstract
造工程等の増加を抑え、低コスト化を実現できる車両用
交流発電機の固定子を得る。 【解決手段】 固定子鉄心11は、プレス打ち抜き方向
を一致させて1条の磁性鋼板を螺旋状に巻回して構成さ
れた第1および第2分割鉄心15A、15Bが、プレス
打ち抜き方向を対向させて積層一体化されて構成されて
いる。
Description
機の固定子に関し、特にプレス成形された磁性鋼板を積
層してなる固定子鉄心の構造に関するものである。
97号公報に記載された従来の車両用交流発電機の固定
子において第1シートによって積層体を成形する工程を
説明する平面図、図21は図20のXXI−XXI矢視
断面図、図22は従来の車両用交流発電機の固定子にお
ける第2シートを示す平面図、図23は図22のXXI
II−XXIII矢視断面図、図24は従来の車両用交
流発電機の固定子における導体セグメントを固定子鉄心
に挿入する工程を示す分解斜視図、図25は従来の車両
用交流発電機の固定子における固定子巻線の装着状態を
説明する要部断面図である。
開口するように、かつ、周方向に所定ピッチで形成され
た円筒状の固定子鉄心2と、固定子鉄心2のスロット3
に巻装された固定子巻線4と、各スロット3内に装着さ
れたインシュレータ5とから構成されている。
された積層体7と、積層体7の軸方向の両端に配置され
た第2シート8とを有している。積層体7は、図20に
示されるように、プレス型を用いて磁性材料からなる帯
状薄板に凹部6aを所定ピッチで打ち抜いて形成された
第1シート6が所定回数だけ螺旋状に巻き取られて円筒
状に形成される。この時、凹部6aは積層体7の軸方向
に重なってスロット3aを構成している。積層体7は、
第1シート6がプレス打ち抜き方向を一致させて積層さ
れており、図21に示されるように、スロット3aの内
壁面には、プレス打ち抜き方向に延びるカエリ(バリ)
6bが各第1シート6に残されている。
に、プレス型を用いて第1シート6より厚い板厚の磁性
材料からなる平板を打ち抜いて円環状に形成されてい
る。この時、スロット3aに対応するスロット3bが同
時にプレス形成される。ついで、面取り部8aが、図2
3に示されるように、第2シート8の一方の端面側でス
ロット3bの縁部に形成される。なお、第2シート8は
積層体7と同径に形成されている。そして、第2シート
8が、積層体7の両端面に、スロット3aとスロット3
bとの位置が一致するように、かつ、面取り部8aが積
層体7に対して反対側に向くようにして配置され、これ
らの外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条
のレーザ溶接を行い、固定子鉄心2を作製している。な
お、スロット3a、3bが軸方向に連なってスロット3
を構成している。
されるように、複数の導体セグメント9を用い、これら
の導体セグメント9の端部を溶接等の接合方法により接
合して構成されている。導体セグメント9は、絶縁被膜
を有する短尺な銅線をU字状に折り曲げて作製されてい
る。ここでは、大小2つの導体セグメント9a、9bを
基本ユニットとして、これらを複数用いている。導体セ
グメント9は、インシュレータ5に包まれて、スロット
3の内壁面との間にインシュレータ5を巻装して、スロ
ット3内に収納されている。このシンシュレータ5は、
導体セグメント9の銅線に被覆された絶縁被膜ととも
に、導体セグメント9と固定子鉄心2との間の絶縁性を
確保している。
は、第1シート6のプレス打ち抜き方向と一致する方向
に、即ち図25の上方から下方に向かって固定子鉄心2
のスロット3に挿入される。そして、固定子鉄心2のス
ロット3から延出する導体セグメント9の端部が図25
中矢印で示されるように曲げられ、所定ピッチ離れた他
の導体セグメント9の端部に接合され、固定子巻線4を
作製している。
は、固定子鉄心2の軸方向の両端面におけるスロット3
の開口縁部が第2シート8の面取り部8aにより構成さ
れ、プレス打ち抜きによるカエリ6bはスロット3内に
のみ存在している。そこで、導体セグメント9の挿入
時、また導体セグメント9の端部側の折り曲げ時や接合
時、さらには導体セグメント9の接合後の固定子巻線4
のコイルエンド整形時において、カエリ6bが導体セグ
メント9の絶縁被膜を損傷させることが回避され、絶縁
性が向上される。
機の固定子においては、以上述べたように、凹部6a
(スロット3a)がプレス抜き打ちにより形成された帯
状の第1シート6を螺旋状に所定回数巻回して円筒状の
積層体7を作製し、さらにスロット3bがプレス打ち抜
きにより形成された厚板の円環状の第2シート8を積層
体7の両端に配置し、積層体7と第2シート8とを溶接
により一体化して固定子鉄心2を作製しているので、下
記の不具合があり、低コスト化が図られないという課題
があった。第1に、板厚および打ち抜き形状の異なる第
1シート6と第2シート8とを用いているので、2種類
の磁性材料および2種類のプレス型が必要となり、材
料、製造工程、さらには設備が増大してしまう。第2
に、第2シート8を積層体7の両端に配置しているの
で、2枚の第2シート8が必要となり、材料および製造
工程が増大してしまう。
ためになされたもので、1種類の磁性材料を1種類のプ
レス型を用いてプレス成形した磁性鋼板を積層し、か
つ、両端の磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向け
て固定子鉄心を構成するようにし、絶縁性を確保しつ
つ、材料、製造工程、さらには設備の増加を抑え、低コ
スト化を実現できる車両用交流発電機の固定子を得るこ
とを目的とする。また、磁性材料をプレス成形した磁性
鋼板を積層してなる積層体の一端にのみ端板を配置し、
積層体の他端の磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に
向け、さらに端板のスロット外周縁部をアール形状に形
成して、絶縁性を確保しつつ、材料および製造工程の増
加を抑え、低コスト化を実現できる車両用交流発電機の
固定子を得ることを目的とする。
ットがプレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層
一体化して構成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロ
ットに収納された固定子巻線とを備えた車両用交流発電
機の固定子において、上記固定子鉄心の軸方向両端に位
置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記固定
子鉄心の軸方向内方に向けて配置されているものであ
る。
方向を一致させて上記磁性鋼板を積層して構成された第
1および第2分割鉄心が、プレス打ち抜き方向を対向さ
せて積層一体化されて構成されているものである。
上記第1および第2分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板
を螺旋状に巻回して構成されているものである。
れ、上記第1および第2分割鉄心は、それぞれ上記磁性
鋼板を所定枚積層して構成されているものである。
上記固定子鉄心は、少なくとも2条の上記磁性鋼板を、
両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向け
て重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成されているもの
である。
上記固定子鉄心は、上記磁性鋼板を所定枚積層一体化し
て構成された直方体の積層体が、環状に曲げられ、該積
層体の端面同士を突き合わせて接合して構成されている
ものである。
に収納された複数の短尺な導体セグメントを接合して構
成されているものである。
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連結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本の導体線を、互いに上記所定スロッ
トピッチずらして該直線部を重ねて配列してなる導体線
対が、1スロットピッチずつずらされて上記所定スロッ
ト数と同数対配列されて構成され、上記固定子巻線は、
少なくとも1組の上記巻線アッセンブリが、重ねられた
上記直線部を上記スロットのそれぞれに収納させて上記
固定子鉄心に巻装されて構成されているものである。
の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線
とを備えた車両用交流発電機の固定子において、上記固
定子鉄心は、プレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板
を積層して形成された円筒状の積層体と、上記磁性鋼板
より厚い板厚の磁性材料をプレス打ち抜きにより円環平
板状に形成され、上記積層体の軸方向の一端側に積層さ
れた端板とから構成され、上記積層体の軸方向の他端に
位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記積
層体の軸方向内方に向けて配置され、上記端板は、一端
面側のスロット外周縁部がアール形状に形成され、その
他端面を上記積層体の軸方向の一端面に対向させて配置
されているものである。
上記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁
性鋼板を螺旋状に巻回して構成されているものである。
上記積層体は、少なくとも2条の上記磁性鋼板を、両側
の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重
ね合わせて、螺旋状に巻回して構成されているものであ
る。
れ、上記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上
記磁性鋼板を所定枚積層して構成されているものであ
る。
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
両用交流発電機の固定子を示す斜視図、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に適用
される固定子鉄心を示す斜視図、図3は図2のIII−
III矢視断面図、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に適用される固定子鉄心の
製造方法を説明する斜視図である。
2が内周側に開口するように、かつ、周方向に所定ピッ
チで形成された円筒状の固定子鉄心11と、固定子鉄心
11のスロット12に巻装された固定子巻線13とから
構成されている。
第2分割鉄心15Bとを積層一体化して構成されてい
る。第1および第2分割鉄心15A、15Bのそれぞれ
は、図4に示されるように、プレス型を用いて磁性材料
からなる板厚0.3mmの帯状薄板に凹部14aを所定
ピッチで打ち抜いて形成された1条の磁性鋼板14が所
定回数だけ螺旋状に巻き取られて円筒状に形成される。
この時、凹部14aは第1分割鉄心15A、15Bの軸
方向に重なってスロット15aを構成している。なお、
第1および第2分割鉄心15A、15Bは、それぞれ、
1条の磁性鋼板14がプレス打ち抜き方向を一致させて
積層されている。
15Bが、プレス打ち抜き方向を対向させ、かつ、スロ
ット15aの位置を一致させて積層され、これらの外周
面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ
溶接(溶接部16)を行い、図2に示されるように、固
定子鉄心11を作製している。なお、スロット15aが
軸方向に連なってスロット12を構成している。この固
定子鉄心11のスロット12の内壁面には、図3に示さ
れるように、プレス打ち抜き方向に延びるカエリ(バ
リ)14bが磁性鋼板14に残されている。そして、固
定子鉄心11の軸方向の両端に位置する磁性鋼板14に
おいては、カエリ14bが軸方向の内方に延びている。
即ち、固定子鉄心11の両端面におけるスロット12の
開口縁部はダレ面(反カエリ側)となっており、カエリ
14bは固定子鉄心11の両端面から外方に延出してい
ない。なお、例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂の粉状
体が固定子鉄心11に静電塗装され、ついで加熱溶融さ
れる。これにより、絶縁性樹脂が固定子鉄心11の全面
に被覆形成される。
に、絶縁被覆された銅線からなる1本の導体線17を3
スロット毎のスロット12に波巻きに巻装してなる巻線
18が、巻装されるスロット12を1スロットづつずら
して3つ装着されて作製されている。各巻線18は、1
本の導体線17を環状に所定回数巻回して環状ユニット
を作製し、この環状ユニットを星形に整形して星形ユニ
ットを作製し、この星形ユニットを固定子鉄心11のス
ロット12に装着して形成される。
定子鉄心11の両端面におけるスロット12の開口縁部
がプレス打ち抜きによるダレ面により構成され、プレス
打ち抜きによるカエリ14bはスロット12内にのみ存
在している。そこで、固定子巻線13の装着時および固
定子巻線13のコイルエンド整形時において、導体線1
7の絶縁被膜がカエリ14bにより損傷されることが回
避され、絶縁性が向上される。
プレス成形して形成された1条の磁性鋼板14を螺旋状
に巻回して構成された第1および第2分割鉄心15A、
15Bを積層一体化して作製されているので、板厚の異
なる磁性材料を用意する必要がなく、1種類のプレス型
で磁性鋼板14をプレス成形でき、さらに汎用の巻き鉄
心製造機を用いることができる。そこで、材料、製造工
程および設備の増加が抑えられ、低コスト化が図られ
る。
5Bはプレス成形された帯状の磁性鋼板14を螺旋状に
巻回されて、即ち磁性鋼板14のプレス打ち抜き方向を
一致させて螺旋状に巻回されて作製されている。そし
て、固定子鉄心11は、プレス打ち抜き方向を対向させ
て第1および第2分割鉄心15A、15Bを積層一体化
して作製されている。そこで、第1および第2分割鉄心
15A、15Bは、プレス打ち抜きにより発生するカエ
リ14b同士の干渉がなく、高寸法精度に作製できる。
従って、固定子鉄心11は、カエリ14b同士の干渉部
が第1および第2分割鉄心15A、15Bの突き合わせ
面のみとなり、寸法誤差を抑えることができる。
11が2つの分割鉄心により構成されているものとして
いるが、分割鉄心の個数は2つに限定されるものではな
く、3つ以上であってもよい。また、上記実施の形態1
では、1条の磁性鋼板14を螺旋状に巻回して第1およ
び第2分割鉄心15A、15Bを作製するものとしてい
るが、複数条の磁性鋼板14をプレス打ち抜き方向を一
致させて重ね合わせて螺旋状に巻回してもよい。この場
合、巻回数が大幅に削減され、第1および第2分割鉄心
の製造時間が短縮される。また、上記実施の形態1で
は、インシュレータが各スロット12に装着されていな
いが、インシュレータを各スロット12に装着してもよ
いことはいうまでもないことである。
5に示されるように、第1および第2分割鉄心21A、
21Bを積層し、これらの外周面に軸方向の一端部から
他端部にわたって数条のレーザ溶接(溶接部16)を行
い、固定子鉄心20を作製している。これらの第1およ
び第2分割鉄心21A、21Bは、プレス型を用い磁性
材料からなる板厚0.3mmの平板状薄板を円環状に打
ち抜いて形成された磁性鋼板22がプレス打ち抜き方向
を一致させて所定枚積層されて構成されている。この磁
性鋼板22は、図6に示されるように、凹部22aが周
方向に所定ピッチで形成されている。そして、凹部22
aが第1分割鉄心21A、21Bの軸方向に重なってス
ロット20aを構成している。このように作製された第
1および第2分割鉄心21A、21Bをプレス打ち抜き
方向を対向させて積層一体化して固定子鉄心20が作製
されている。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。
記実施の形態1と同様の効果が得られる。
態3に係る車両用交流発電機の固定子の要部を示す斜視
図、図8はこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発
電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図、図
9はこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発電機の
固定子に適用される固定子鉄心の製造方法を説明する斜
視図、図10はこの発明の実施の形態3に係る車両用交
流発電機の固定子に適用される固定子巻線の製造方法を
説明する工程断面図である。
7が複数形成された円筒状の固定子鉄心26と、固定子
鉄心26のスロット27に巻装された固定子巻線28と
から構成されている。
に、スロット27が内周側に開口するように、かつ、周
方向に所定ピッチで形成されている。この固定子鉄心2
6は、図9に示されるように、プレス型を用いて磁性材
料からなる板厚0.3mmの帯状薄板に凹部29aを所
定ピッチで打ち抜いて形成された2条の磁性鋼板29
が、プレス打ち抜き方向を対向させて重ね合わされ、所
定回数だけ螺旋状に巻き取られ、これらの外周面に軸方
向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接(溶
接部16)を行って作製されている。この時、凹部29
aは固定鉄心26の軸方向に重なってスロット27を構
成している。なお、例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂
の粉状体が固定子鉄心26に静電塗装され、ついで加熱
溶融される。これにより、絶縁性樹脂が固定子鉄心26
の全面に被覆形成される。
30を用い、これらの導体セグメント30の端部を溶接
等の接合方法により接合して構成されている。導体セグ
メント30は、絶縁被膜を有する短尺な銅線をU字状に
折り曲げて作製されている。導体セグメント30は、図
10の(a)に示されるように、固定子鉄心26の3ス
ロット離れたスロット27の対に、2本づつ挿入され
る。そして、固定子鉄心26のスロット27から延出す
る各導体セグメント30の端部が図10の(a)中矢印
で示されるように外開き状に曲げられる。そして、図1
0の(b)に示されるように、3スロット離れた導体セ
グメント30の端部同士が接合され、波巻きに巻回され
た1相分の巻線を作製している。このように作製された
1相分の巻線が、巻装されるスロット27を1スロット
づつずらして3相分巻装され、固定子巻線28を構成し
ている。
は、固定子鉄心26が、プレス打ち抜き方向を対向させ
て重ね合わされた2条の磁性鋼板29を所定回数だけ螺
旋状に巻回して作製されている。これにより、固定子鉄
心26のスロット27の内壁面には、プレス打ち抜き方
向に延びるカエリ(バリ)が磁性鋼板29に残されてい
る。そして、固定子鉄心26の軸方向の両端に位置する
磁性鋼板29においては、カエリが軸方向の内方に延び
ている。即ち、固定子鉄心26の両端面におけるスロッ
ト27の開口縁部はダレ面(反カエリ側)となってお
り、カエリは固定子鉄心26の両端面から外方に延出し
ていない。そこで、固定子巻線28の装着時および固定
子巻線28のコイルエンド整形時において、導体セグメ
ント30の絶縁被膜がカエリにより損傷されることが回
避され、絶縁性が向上される。
プレス成形して形成された2条の磁性鋼板29を螺旋状
に巻回して作製されているので、板厚の異なる磁性材料
を用意する必要がなく、1種類のプレス型で磁性鋼板2
9をプレス成形でき、さらに汎用の巻き鉄心製造機を用
いることができる。そこで、材料、製造工程および設備
の増加が抑えられ、低コスト化が図られる。また、上記
実施の形態1、2のように2つの分割鉄心を作製する必
要がなく、巻き鉄心工程のみで固定子鉄心を作製でき、
製造工程が簡略化される。また、固定子巻線28が短尺
な導体セグメント30を接合して作製されているので、
コイルエンドの整列化、高密度化が図られ、小型高出力
化を実現できる固定子が得られる。
抜き方向を対向させて重ね合わされた2条の磁性鋼板2
9を螺旋状に巻回するものとしているが、螺旋状に巻回
される磁性鋼板29は2条に限定されるものではなく、
3条以上の磁性鋼板29を重ね合わせて螺旋状に巻回し
てもよい。この場合、両側の磁性鋼板29のプレス打ち
抜き方向を内方に向けて重ね合わせればよい。
形態4に係る車両用交流発電機の固定子に適用される固
定子鉄心を示す斜視図、図12は図11のXII−XI
I矢視断面図である。図11において、固定子鉄心33
は、プレス型を用いて磁性材料からなる板厚0.3mm
の帯状薄板に凹部14aを所定ピッチで打ち抜いて形成
された1条の磁性鋼板14がプレス打ち抜き方向を一致
させて所定回数だけ螺旋状に巻き取られ、これらの外周
面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ
溶接(溶接部16)を行って作製された積層体34と、
プレス型を用い板厚1.0mmの磁性材料に凹部35a
を所定ピッチで打ち抜いて形成された円環状の端板35
とを有している。そして、固定子鉄心33は、端板35
を積層体34の一端側に配置し、これらの外周面に軸方
向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ溶接(溶
接部16)を行って作製されている。さらに、凹部14
a、35aが軸方向に重なって固定子鉄心33のスロッ
ト33aを構成している。
回数が異なる点を除いて、上記実施の形態1における第
1および第2分割鉄心15A、15Bと同様に構成され
ている。そして、磁性鋼板14は、プレス打ち抜き方向
が積層体34の一端側に向くように積層されている。ま
た、端板35は、磁性材料の厚みが異なる点、および、
一端面側の凹部35aの外周縁部35bが面取りあるい
は面打ちにより0.5mmのアール形状に形成されてい
る点を除いて、上記実施の形態2における磁性鋼板22
と同様に構成されている。そして、端板35は、他端面
を積層体34の一端面に対向するように積層体34の一
端に積層されている。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。
ロット33aの内壁面には、図12に示されるように、
プレス打ち抜き方向に延びるカエリ(バリ)14bが磁
性鋼板14に残されている。そして、固定子鉄心33の
軸方向の他端に位置する磁性鋼板14においては、カエ
リ14bが軸方向の内方に延びている。即ち、固定子鉄
心33の他端面におけるスロット33aの開口縁部はダ
レ面(反カエリ側)となっており、カエリは固定子鉄心
33の一端面から外方に延出していない。一方、固定子
鉄心33の他端面におけるスロット33aの開口縁部は
端板35の凹部35aのアール形状の外周縁部35bで
構成されている。そこで、固定子巻線13の装着時およ
び固定子巻線13のコイルエンド整形時において、導体
線17の絶縁被膜がカエリ14bにより損傷されること
が回避され、絶縁性が向上される。また、端板35が積
層体34の一端側にのみ配置されているので、端板35
が1つですみ、2枚の端板8を必要とする従来の固定子
1に比べて、安価に作製できる。また、1条の磁性鋼板
14を螺旋状に巻回して積層体34を作製しているの
で、汎用の巻き鉄心製造機を用いて積層体34を簡易に
作製できる。さらに、磁性材料から帯状の磁性鋼板14
をプレス成形しているので、環状の磁性鋼板をプレス成
形する場合に比べて、磁性材料の無駄が少なく、磁性材
料を効率的に利用できる。
13に示されるように、2条の磁性鋼板14をプレス打
ち抜き方向を一致させて重ね合わせて螺旋状に巻回して
積層体36を作製するものとしている。なお、他の構成
は上記実施の形態4と同様に構成されている。
固定子鉄心33Aにおいても、他端面におけるスロット
33aの開口縁部はダレ面(反カエリ側)となってお
り、他端面におけるスロット33aの開口縁部は端板3
5の凹部35aのアール形状の外周縁部35bで構成さ
れている。従って、この実施の形態5においても、上記
実施の形態4と同様の効果を奏する。また、磁性鋼板1
4の巻回数を削減できるので、積層体36の製造時間を
短縮できる。さらに、積層体36の両端面におけるスロ
ット33aの開口縁部がダレ面となっているので、端板
35を取り付ける積層体36の端面を特定する必要がな
く、固定子鉄心33Aの製造工程が簡略化される。
14に示されるように、プレス型を用いて磁性材料から
なる板厚0.3mmの帯状薄板に凹部22aを所定ピッ
チで打ち抜いて形成された円環状の磁性鋼板22がプレ
ス打ち抜き方向を一致させて所定枚数積層され、これら
の外周面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条の
レーザ溶接(溶接部16)を行って作製された積層体3
7と、プレス型を用い板厚1.0mmの磁性材料に凹部
35aを所定ピッチで打ち抜いて形成された円環状の端
板35とを有している。そして、固定子鉄心33Bは、
端板35を積層体37の一端側に配置し、これらの外周
面に軸方向の一端部から他端部にわたって数条のレーザ
溶接(溶接部16)を行って作製されている。さらに、
凹部22a、35aが軸方向に重なって固定子鉄心33
のスロット33aを構成している。
層枚数が異なる点を除いて、上記実施の形態2における
第1および第2分割鉄心21A、21Bと同様に構成さ
れている。そして、磁性鋼板22は、プレス打ち抜き方
向が積層体37の一端側に向くように積層されている。
また、端板35は、磁性材料の厚みが異なる点、およ
び、一端面側の凹部35aの外周縁部35bが面取りあ
るいは面打ちにより0.5mmのアール形状に形成され
ている点を除いて、上記実施の形態2における磁性鋼板
22と同様に構成されている。そして、端板35は、他
端面を積層体37の一端面に対向するように積層体37
の一端に積層されている。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。
固定子鉄心33Bにおいても、他端面におけるスロット
33aの開口縁部はダレ面(反カエリ側)となってお
り、他端面におけるスロット33aの開口縁部は端板3
5の凹部35aのアール形状の外周縁部35bで構成さ
れている。従って、この実施の形態6においても、上記
実施の形態4と同様の効果を奏する。さらに、固定子鉄
心33Bは、円環状の磁性鋼板22と、円環状の端板3
5とから構成されているので、プレス型が1種類です
み、その分低コスト化が図られる。
形態7に係る車両用交流発電機の固定子を示す斜視図、
図16はこの発明の実施の形態7に係る車両用交流発電
機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心
を示す斜視図、図17はこの発明の実施の形態7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
成する巻線アッセンブリを示す側面図、図18は図17
に示される巻線アッセンブリの構造を説明する斜視図、
図19はこの発明の実施の形態7に係る車両用交流発電
機の固定子の製造方法を説明する工程断面図である。
42が内周側に開口するように、かつ、周方向に所定ピ
ッチで形成された円筒状の固定子鉄心41と、固定子鉄
心41のスロット42に巻装された固定子巻線43と、
各スロット42に装着されたインシュレータ44とから
構成されている。
を環状に曲げ、積層鉄心45の両端面を突き合わせて、
該突き合わせ部をレーザ溶接等の接合手段により接合さ
れて作製されている。積層鉄心45は、図16に示され
るように、プレス型を用いて板厚0.5mmの磁性材料
からなる長尺の薄板に凹部46aを所定ピッチで打ち抜
いて形成された長尺の磁性鋼板46がプレス打ち抜き方
向を一致させて所定枚数だけ積層され、その外周面を積
層方向の一端側から他端側にわたって数条のレーザ溶接
(溶接部16)を行って作製された第1および第2分割
積層鉄心45A、45Bから構成されている。そして、
積層鉄心45は、第1および第2分割積層鉄心45A、
45Bをプレス打ち抜き方向を対向させて重ね、その外
周面を積層方向の一端側から他端側にわたって数条のレ
ーザ溶接を行って作製されている。なお、凹部46aが
磁性鋼板46の積層方向に重なって積層鉄心45のスロ
ット45aを構成している。さらに、例えばエポキシ樹
脂等の絶縁性樹脂の粉状体が積層鉄心45に静電塗装さ
れ、ついで加熱溶融される。これにより、絶縁性樹脂が
積層鉄心45の全面に被覆形成される。
らなる12本の導体線47を同時に折り畳んで作製され
た巻線アッセンブリ48を固定子鉄心41のスロット4
2に径方向に3層に重ねて装着して構成されている。こ
こでは、固定子鉄心41は例えば磁極数が16極の回転
子を有する車両用交流発電機に適用されるもので、96
個のスロット42が形成されている。即ち、スロット4
2が毎極毎相あたり2個の割合で形成されている。
面と直交する方向(巻線アッセンブリ48の幅方向に相
当)に重なった一対の直線部としてのスロット収納部4
9が1スロットピッチで96対配列され、各対のスロッ
ト収納部49の幅方向一側のスロット収納部49が6ス
ロット離れた各対のスロット収納部49の幅方向他側の
スロット収納部49に連結部50により連結されて、構
成されている。つまり、図18に示されるように、スロ
ット収納部49が連結部50により連結されて6スロッ
トピッチで配列され、かつ、隣り合うスロット収納部4
9が連結部50により幅方向の両側に導体線47の幅
(w)分交互にずらされたパターンに形成された2本の
導体線47が、互いに6スロットピッチずらしてスロッ
ト収納部49を重ねて配列して対をなしている。このよ
うに構成された導体線47の対が、1スロットピッチづ
つずらされて6対配列されて巻線アッセンブリ48を構
成している。なお、スロット収納部49の対数は固定子
鉄心41のスロット42の総数に等しく、導体線47の
対数は、導体線47の配列スロットピッチに等しく、導
体線47の配列スロットピッチは毎極毎相当たりのスロ
ット数の3倍のスロット数に等しい。
19を参照しつつ説明する。まず、図19の(a)に示
されるように、インシュレータ44が積層鉄心45の各
スロット45aに挿入され、ついで3つの巻線アッセン
ブリ48がスロット収納部49を重ねて3層に重ね合わ
され、スロット収納部49を各スロット45a内に収納
するように積層鉄心45に装着される。これにより、巻
線アッセンブリ48が、図19の(b)に示されるよう
に、スロット深さ方向に3層に配列されて積層鉄心45
に装着される。ついで、図19の(c)に示されるよう
に、積層鉄心45を環状に折り曲げる。そして、積層鉄
心45の端面同士を突き合わせ、該突き合わせ部をレー
ザ溶接等の接合手段により接合一体化し、円筒状の固定
子鉄心41を得る。これにより、3組の巻線アッセンブ
リ48からなる固定子巻線43を固定子鉄心41に巻装
してなる固定子40が作製される。
定子鉄心41の両端面におけるスロット42の開口縁部
がプレス打ち抜きによるダレ面により構成され、プレス
打ち抜きにより磁性鋼板46に生じるカエリはスロット
42内にのみ存在している。そこで、固定子巻線43の
装着時および固定子巻線43のコイルエンド整形時にお
いて、導体線47の絶縁被膜がカエリにより損傷される
ことが回避され、絶縁性が向上される。
て磁性材料からなる長尺の薄板に凹部46aを所定ピッ
チで打ち抜いて形成された長尺の磁性鋼板46がプレス
打ち抜き方向を一致させて所定枚数だけ積層された第1
および第2分割積層鉄心45A、45Bから構成されて
いるので、板厚の異なる磁性材料を用意する必要がな
く、1種類のプレス型で磁性鋼板46をプレス成形でき
る。そこで、材料、製造工程および設備の増加が抑えら
れ、低コスト化が図られる。
A、45Bはプレス成形された長尺のの磁性鋼板46を
プレス打ち抜き方向を一致させて積層して作製されてい
る。そして、積層鉄心45は、プレス打ち抜き方向を対
向させて第1および第2積層分割鉄心45A、45Bを
積層一体化して作製されている。さらに、固定子鉄心4
1は、積層鉄心45を環状に曲げ、積層鉄心45の端面
同士を突き合わせ、該突き合わせ部を接合一体化して作
製されている。そこで、第1および第2分割分割鉄心4
5A、45Bは、プレス打ち抜きにより磁性鋼板46に
発生するカエリ同士の干渉がなく、高寸法精度に作製で
きる。従って、固定子鉄心41は、カエリ同士の干渉部
が第1および第2積層分割鉄心45A、45Bの突き合
わせ面のみとなり、寸法誤差を抑えることができる。ま
た、固定子巻線43が巻線アッセンブリ48を固定子鉄
心41に巻装して作製されているので、コイルエンドの
整列化、高密度化が図られ、小型高出力化を実現できる
固定子が得られる。さらに、コイルエンドでの接合箇所
が上記実施の形態3に比べて著しく削減でき、固定子巻
線の組立性が向上される。
5は、磁性鋼板46をプレス打ち抜き方向を一致させて
積層してなる第1および第2積層分割鉄心45A、45
Bを、プレス打ち抜き方向を対向させて重ね合わせて接
合一体化して作製するものとしているが、積層鉄心はこ
の構造に限定されるものではなく、積層鉄心の積層方向
の両端に位置する磁性鋼板46のプレス打ち抜き方向が
積層鉄心の積層方向の内方を向くように配置されていれ
ばよく、例えばプレス打ち抜き方向を対向させて重ねた
2枚の磁性鋼板46を所定数積層して積層鉄心を作製し
てもよい。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
ス打ち抜きにより成形された磁性鋼板を積層一体化して
構成された円筒状の固定子鉄心と、上記スロットに収納
された固定子巻線とを備えた車両用交流発電機の固定子
において、上記固定子鉄心の軸方向両端に位置する上記
磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記固定子鉄心の軸
方向内方に向けて配置されているので、磁性鋼板の材料
およびプレス型が1種類でよく、絶縁性を確保しつつ、
材料、製造工程、さらには設備の増加を抑えて、低コス
トを実現できる車両用交流発電機の固定子が得られる。
方向を一致させて上記磁性鋼板を積層して構成された第
1および第2分割鉄心が、プレス打ち抜き方向を対向さ
せて積層一体化されて構成されているので、プレス打ち
抜きにより磁性鋼板に生じるカエリに起因する寸法誤差
を小さく抑えることができる。
上記第1および第2分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板
を螺旋状に巻回して構成されているので、汎用の巻き鉄
心製造機を用いることができ、設備の増加が抑えられ
る。
れ、上記第1および第2分割鉄心は、それぞれ上記磁性
鋼板を所定枚積層して構成されているので、固定子鉄心
が簡易に作製される。
上記固定子鉄心は、少なくとも2条の上記磁性鋼板を、
両側の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向け
て重ね合わせて、螺旋状に巻回して構成されているの
で、分割鉄心を作製する必要がなく、巻き鉄心工程のみ
で固定子鉄心を作製でき、製造工程がさらに簡略化され
る。
上記固定子鉄心は、上記磁性鋼板を所定枚積層一体化し
て構成された直方体の積層体が、環状に曲げられ、該積
層体の端面同士を突き合わせて接合して構成されている
ので、磁性材料の有効活用が図られる。
に収納された複数の短尺な導体セグメントを接合して構
成されているので、コイルエンドの整列化、高密度化が
図られ、高出力化が実現される。
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連結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本の導体線を、互いに上記所定スロッ
トピッチずらして該直線部を重ねて配列してなる導体線
対が、1スロットピッチずつずらされて上記所定スロッ
ト数と同数対配列されて構成され、上記固定子巻線は、
少なくとも1組の上記巻線アッセンブリが、重ねられた
上記直線部を上記スロットのそれぞれに収納させて上記
固定子鉄心に巻装されて構成されているので、コイルエ
ンドの整列化、高密度化が図られ、高出力化が実現され
るとともに、コイルエンドの接合箇所が少なく、組み立
て作業性が向上される。
の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線
とを備えた車両用交流発電機の固定子において、上記固
定子鉄心は、プレス打ち抜きにより成形された磁性鋼板
を積層して形成された円筒状の積層体と、上記磁性鋼板
より厚い板厚の磁性材料をプレス打ち抜きにより円環平
板状に形成され、上記積層体の軸方向の一端側に積層さ
れた端板とから構成され、上記積層体の軸方向の他端に
位置する上記磁性鋼板が、プレス打ち抜き方向を上記積
層体の軸方向内方に向けて配置され、上記端板は、一端
面側のスロット外周縁部がアール形状に形成され、その
他端面を上記積層体の軸方向の一端面に対向させて配置
されているので、端板が1つですみ、絶縁性を確保しつ
つ、材料および製造工程の増加を抑え、低コスト化を実
現できる車両用交流発電機の固定子が得られる。
上記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁
性鋼板を螺旋状に巻回して構成されているので、積層体
を汎用の巻き鉄心製造機を用いて簡易に作製できる。
上記積層体は、少なくとも2条の上記磁性鋼板を、両側
の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重
ね合わせて、螺旋状に巻回して構成されているので、磁
性鋼板の巻回数が低減され、積層体の製造時間が短縮さ
れる。
れ、上記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上
記磁性鋼板を所定枚積層して構成されているので、プレ
ス型が1種類ですみ、低コスト化が図られる。
電機の固定子を示す斜視図である。
電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図であ
る。
電機の固定子に適用される固定子鉄心の製造方法を説明
する斜視図である。
電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図であ
る。
電機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する磁性鋼
板を示す斜視図である。
電機の固定子の要部を示す斜視図である。
電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図であ
る。
電機の固定子に適用される固定子鉄心の製造方法を説明
する斜視図である。
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
明する工程断面図である。
発電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図で
ある。
る。
発電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図で
ある。
発電機の固定子に適用される固定子鉄心を示す斜視図で
ある。
発電機の固定子を示す斜視図である。
発電機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する積層
鉄心を示す斜視図である。
発電機の固定子に適用される固定子巻線を構成する巻線
アッセンブリを示す側面図である。
を説明する斜視図である。
発電機の固定子の製造方法を説明する工程断面図であ
る。
第1シートによって積層体を成形する工程を説明する平
面図である。
る。
第2シートを示す平面図である。
図である。
導体セグメントを固定子鉄心に挿入する工程を示す分解
斜視図である。
固定子巻線の装着状態を説明する要部断面図である。
33A、33B、41固定子鉄心、12、20a、2
7、33a、42 スロット、13、28、43 固定
子巻線、14、22、29、46 磁性鋼板、15A、
21A 第1分割鉄心、15B、21B 第2分割鉄
心、30 導体セグメント、34、36、37 積層
体、35 端板、35b 外周縁部、45 積層体、4
7 導体線、48 巻線アッセンブリ、49 スロット
収納部(直線部)、50 連結部。
Claims (12)
- 【請求項1】 複数のスロットがプレス打ち抜きにより
成形された磁性鋼板を積層一体化して構成された円筒状
の固定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線
とを備えた車両用交流発電機の固定子において、 上記固定子鉄心の軸方向両端に位置する上記磁性鋼板
が、プレス打ち抜き方向を上記固定子鉄心の軸方向内方
に向けて配置されていることを特徴とする車両用交流発
電機の固定子。 - 【請求項2】 上記固定子鉄心は、プレス打ち抜き方向
を一致させて上記磁性鋼板を積層して構成された第1お
よび第2分割鉄心が、プレス打ち抜き方向を対向させて
積層一体化されて構成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の固定子。 - 【請求項3】 上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記
第1および第2分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を螺
旋状に巻回して構成されていることを特徴とする請求項
2記載の車両用交流発電機の固定子。 - 【請求項4】 上記磁性鋼板は、円環状に成形され、上
記第1および第2分割鉄心は、それぞれ上記磁性鋼板を
所定枚積層して構成されていることを特徴とする請求項
2記載の車両用交流発電機の固定子。 - 【請求項5】 上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上記
固定子鉄心は、少なくとも2条の上記磁性鋼板を、両側
の上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重
ね合わせて、螺旋状に巻回して構成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の固定子。 - 【請求項6】 上記磁性鋼板は、長尺に成形され、上記
固定子鉄心は、上記磁性鋼板を所定枚積層一体化して構
成された直方体の積層体が、環状に曲げられ、該積層体
の端面同士を突き合わせて接合して構成されていること
を特徴とする請求項1記載の車両用交流発電機の固定
子。 - 【請求項7】 上記固定子巻線は、上記スロット内に収
納された複数の短尺な導体セグメントを接合して構成さ
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
れかに記載の車両用交流発電機の固定子。 - 【請求項8】 巻線アッセンブリは、直線部が連結部に
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連結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本の導体線を、互いに上記所定スロットピ
ッチずらして該直線部を重ねて配列してなる導体線対
が、1スロットピッチずつずらされて上記所定スロット
数と同数対配列されて構成され、 上記固定子巻線は、少なくとも1組の上記巻線アッセン
ブリが、重ねられた上記直線部を上記スロットのそれぞ
れに収納させて上記固定子鉄心に巻装されて構成されて
いることを特徴とする請求項6記載の車両用交流発電機
の固定子。 - 【請求項9】 複数のスロットが形成された円筒状の固
定子鉄心と、上記スロットに収納された固定子巻線とを
備えた車両用交流発電機の固定子において、 上記固定子鉄心は、プレス打ち抜きにより成形された磁
性鋼板を積層して形成された円筒状の積層体と、上記磁
性鋼板より厚い板厚の磁性材料をプレス打ち抜きにより
円環平板状に形成され、上記積層体の軸方向の一端側に
積層された端板とから構成され、 上記積層体の軸方向の他端に位置する上記磁性鋼板が、
プレス打ち抜き方向を上記積層体の軸方向内方に向けて
配置され、 上記端板は、一端面側のスロット外周縁部がアール形状
に形成され、その他端面を上記積層体の軸方向の一端面
に対向させて配置されていることを特徴とする車両用交
流発電機の固定子。 - 【請求項10】 上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上
記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁性
鋼板を螺旋状に巻回して構成されていることを特徴とす
る請求項9記載の車両用交流発電機の固定子。 - 【請求項11】 上記磁性鋼板は、帯状に成形され、上
記積層体は、少なくとも2条の上記磁性鋼板を、両側の
上記磁性鋼板のプレス打ち抜き方向を内方に向けて重ね
合わせて、螺旋状に巻回して構成されていることを特徴
とする請求項9記載の車両用交流発電機の固定子。 - 【請求項12】 上記磁性鋼板は、円環状に成形され、
上記積層体は、プレス打ち抜き方向を一致させて上記磁
性鋼板を所定枚積層して構成されていることを特徴とす
る請求項9記載の車両用交流発電機の固定子。
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