JP3456144B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JP3456144B2 JP3456144B2 JP12477698A JP12477698A JP3456144B2 JP 3456144 B2 JP3456144 B2 JP 3456144B2 JP 12477698 A JP12477698 A JP 12477698A JP 12477698 A JP12477698 A JP 12477698A JP 3456144 B2 JP3456144 B2 JP 3456144B2
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- slot
- stator winding
- winding
- electric machine
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機に関し、例
えば、乗用車、トラック等あるいは船舶に搭載されて内
燃機関により回転駆動される交流発電機に好適である。
えば、乗用車、トラック等あるいは船舶に搭載されて内
燃機関により回転駆動される交流発電機に好適である。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】車両
の静粛化がすすみ補機の低騒音化ニーズは高まる一方で
ある。例えば、運転中殆ど常に作動している車両用交流
発電機においては低磁気音化のニーズは高いが、車両用
として求められる薄肉軽量化による振動増加の傾向と相
矛盾して解決が難しかった。すなわち、質量増加を伴う
ことなく低磁気音の製品を提供することが求められてい
る。
の静粛化がすすみ補機の低騒音化ニーズは高まる一方で
ある。例えば、運転中殆ど常に作動している車両用交流
発電機においては低磁気音化のニーズは高いが、車両用
として求められる薄肉軽量化による振動増加の傾向と相
矛盾して解決が難しかった。すなわち、質量増加を伴う
ことなく低磁気音の製品を提供することが求められてい
る。
【0003】一般に磁気音は、固定子と回転子の対向す
る空隙部の磁気的脈動が、固定子鉄心および巻線を振動
変形させて空気の疎密波として放射されると共に、それ
を支えるフレームまで振動変形させて空気の疎密波とし
て放射されることによって生じることは周知である。し
たがって、発生源である固定子の質量増加を覚悟で剛性
を向上すれば騒音レベルが低下することもまた周知であ
る。
る空隙部の磁気的脈動が、固定子鉄心および巻線を振動
変形させて空気の疎密波として放射されると共に、それ
を支えるフレームまで振動変形させて空気の疎密波とし
て放射されることによって生じることは周知である。し
たがって、発生源である固定子の質量増加を覚悟で剛性
を向上すれば騒音レベルが低下することもまた周知であ
る。
【0004】しかしながら、車両用としては軽量が第一
に求められるから、質量増加を伴わずにこれを達成する
必要がある。そこで、質量増加を防ぎつつ低磁気音化す
るものとして、実開平5−50969号公報がある。こ
の公報には、固定子を支持するアルミフレームの剛性を
向上して磁気音発生源の一つである固定子の磁気的振動
を押え込む構成が開示されている。しかしながら、上記
構成では、軽金属であるアルミニウムで剛性向上してい
るため質量の増加は押さえられるものの、振動源である
固定子の剛性を直接上げるものではないため、その効果
には限界があった。
に求められるから、質量増加を伴わずにこれを達成する
必要がある。そこで、質量増加を防ぎつつ低磁気音化す
るものとして、実開平5−50969号公報がある。こ
の公報には、固定子を支持するアルミフレームの剛性を
向上して磁気音発生源の一つである固定子の磁気的振動
を押え込む構成が開示されている。しかしながら、上記
構成では、軽金属であるアルミニウムで剛性向上してい
るため質量の増加は押さえられるものの、振動源である
固定子の剛性を直接上げるものではないため、その効果
には限界があった。
【0005】また一方、特開昭62−225140号公
報には、固定子鉄心の磁気的抵抗ムラを故意に形成して
回転中の振動周波数成分を分散して低磁気音化を図る構
成が開示されている。この構成では、まったく質量増加
を伴わないものの、上記公報に記載されているように、
振動振幅まで低減するものではないから、例えば車両に
取り付けられたときに本体自身は低磁気音になったとし
ても周囲の部品の共振を励起することとなり、全体とし
て低磁気音を達成できないことがあった。
報には、固定子鉄心の磁気的抵抗ムラを故意に形成して
回転中の振動周波数成分を分散して低磁気音化を図る構
成が開示されている。この構成では、まったく質量増加
を伴わないものの、上記公報に記載されているように、
振動振幅まで低減するものではないから、例えば車両に
取り付けられたときに本体自身は低磁気音になったとし
ても周囲の部品の共振を励起することとなり、全体とし
て低磁気音を達成できないことがあった。
【0006】このように、既に発生した固定子振動を剛
性部材で押え込んだり、単に音色を変えるだけのもので
は確実に磁気音を低減することができなかった。従っ
て、固定子での磁気振動が発生する前に振動を抑制する
ことが望まれている。この固定子での磁気振動は、加振
力はわずかであるがそれによって固定子鉄心がその固有
振動数にて共振して大きく現れることがある。さらに、
スロットから延び出した固定子巻線の延出部に固定子鉄
心からの振動が伝播して大きく現れることがある。
性部材で押え込んだり、単に音色を変えるだけのもので
は確実に磁気音を低減することができなかった。従っ
て、固定子での磁気振動が発生する前に振動を抑制する
ことが望まれている。この固定子での磁気振動は、加振
力はわずかであるがそれによって固定子鉄心がその固有
振動数にて共振して大きく現れることがある。さらに、
スロットから延び出した固定子巻線の延出部に固定子鉄
心からの振動が伝播して大きく現れることがある。
【0007】本発明は、固定子の振動を抑制し、低騒音
の回転電機を提供することを目的とする。さらに本発明
は、固定子の共振を抑制することを目的とする。さらに
本発明の他の目的は、スロット内における巻線の占積率
を向上しうる構成を採用しながら、その構成の下で比較
的簡単な構成により固定子の振動を抑制することにあ
る。
の回転電機を提供することを目的とする。さらに本発明
は、固定子の共振を抑制することを目的とする。さらに
本発明の他の目的は、スロット内における巻線の占積率
を向上しうる構成を採用しながら、その構成の下で比較
的簡単な構成により固定子の振動を抑制することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、回転軸に固定され回転周方向にほぼ等ピッチで
交互にNS磁極を配置した回転子と、この回転子の外周
に対向配置され固定子鉄心のスロットに固定子巻線を収
納固定した固定子とを有する回転電機において、前記固
定子巻線は、前記固定子鉄心の軸方向両面から延び出
し、加熱軟化処理によって前記回転軸の軸方向に沿って
先端から根元部まで徐々に硬度が増大する延出部を設け
たことを特徴としている。
よれば、回転軸に固定され回転周方向にほぼ等ピッチで
交互にNS磁極を配置した回転子と、この回転子の外周
に対向配置され固定子鉄心のスロットに固定子巻線を収
納固定した固定子とを有する回転電機において、前記固
定子巻線は、前記固定子鉄心の軸方向両面から延び出
し、加熱軟化処理によって前記回転軸の軸方向に沿って
先端から根元部まで徐々に硬度が増大する延出部を設け
たことを特徴としている。
【0009】このように巻線を回転軸の軸方向に沿って
硬度変化させたことにより、巻線の硬度が軸方向に沿っ
て離れた部位で異なることとなる。このため、巻線自体
が振動に対してこれを抑制しうる剛性の分布を備えるこ
ととなり、固定子としての振動が抑えられる。特に巻線
の硬度の違いは振動に対する剛性の違いとなって共振を
抑制することとなる。
硬度変化させたことにより、巻線の硬度が軸方向に沿っ
て離れた部位で異なることとなる。このため、巻線自体
が振動に対してこれを抑制しうる剛性の分布を備えるこ
ととなり、固定子としての振動が抑えられる。特に巻線
の硬度の違いは振動に対する剛性の違いとなって共振を
抑制することとなる。
【0010】なお、巻線の硬度を軸方向に異ならせるこ
とで、鉄心と巻線との組立体の剛性を軸方向前後で異な
らせてもよい。この場合には、固定子に対向して磁極が
回転することにより軸方向前後において対称な振動加振
力が生じても、固定子の軸方向前後が例えば音叉の如き
振動エネルギーの授受をし難くなり、結果的に固定子軸
方向前後の共振を抑制することができる。
とで、鉄心と巻線との組立体の剛性を軸方向前後で異な
らせてもよい。この場合には、固定子に対向して磁極が
回転することにより軸方向前後において対称な振動加振
力が生じても、固定子の軸方向前後が例えば音叉の如き
振動エネルギーの授受をし難くなり、結果的に固定子軸
方向前後の共振を抑制することができる。
【0011】このように巻線の延出部の硬度を軸方向に
変化させたことにより、抑制することができる。
変化させたことにより、抑制することができる。
【0012】延出部端部側から硬度変化処理をすればよ
いため、硬度変化処理を容易とすることができる。
いため、硬度変化処理を容易とすることができる。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
において、前記巻線は、その断面形状を変形することに
より一様に加工硬化処理されたことを特徴としている。
従って、断面形状を変更させるという簡単な加工により
巻線の硬度を高めることができる。請求項3に記載の発
明によれば、請求項1もしくは2において、前記巻線
は、前記スロットに挿入される連続線からなることを特
徴としている。
において、前記巻線は、その断面形状を変形することに
より一様に加工硬化処理されたことを特徴としている。
従って、断面形状を変更させるという簡単な加工により
巻線の硬度を高めることができる。請求項3に記載の発
明によれば、請求項1もしくは2において、前記巻線
は、前記スロットに挿入される連続線からなることを特
徴としている。
【0017】かかる構成によると、巻線として比較的構
成が簡単で安価に製造できる連続線を利用しながら、そ
の断面形状を変形させることにより、スロット内におけ
る占積率を向上させるなどの効果を得ながら、断面形状
の変形に付随する加工硬化を利用して振動を抑えること
ができる。なお、断面形状の変形は、連続線の長さ方向
に関して一様に行うことができ、均一に所望の硬さとす
ることができる。
成が簡単で安価に製造できる連続線を利用しながら、そ
の断面形状を変形させることにより、スロット内におけ
る占積率を向上させるなどの効果を得ながら、断面形状
の変形に付随する加工硬化を利用して振動を抑えること
ができる。なお、断面形状の変形は、連続線の長さ方向
に関して一様に行うことができ、均一に所望の硬さとす
ることができる。
【0018】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
ないし3のいずれかにおいて、前記巻線は、前記スロッ
トから延び出る延出部の端部にて互いに接合された複数
の断片導体を備えていることを特徴としている。
ないし3のいずれかにおいて、前記巻線は、前記スロッ
トから延び出る延出部の端部にて互いに接合された複数
の断片導体を備えていることを特徴としている。
【0019】
【0020】例えば、加熱を伴う接合技術を採用するこ
とにより、複数の断片導体の端部においてその断片導体
を接合と同時に加熱することができ、電気的な接続を得
ると同時に、加熱による硬度低下処理を加えることがで
きる。なお、加熱軟化処理が行われたことの確認を、複
数の断片導体の接合にともなって形成される接合部の存
在によって行なってもよい。接合部の存在を確認するこ
とで、目視による簡単かつ確実な確認が可能である。ま
た、接合部の溶融具合などの形状によって、加熱軟化の
程度を把握してもよい。従って、製造管理が容易にな
る。
とにより、複数の断片導体の端部においてその断片導体
を接合と同時に加熱することができ、電気的な接続を得
ると同時に、加熱による硬度低下処理を加えることがで
きる。なお、加熱軟化処理が行われたことの確認を、複
数の断片導体の接合にともなって形成される接合部の存
在によって行なってもよい。接合部の存在を確認するこ
とで、目視による簡単かつ確実な確認が可能である。ま
た、接合部の溶融具合などの形状によって、加熱軟化の
程度を把握してもよい。従って、製造管理が容易にな
る。
【0021】
【発明の実施の形態】[第一の実施形態]本発明の第一
の実施形態となる100Aクラスの車両用交流発電機を
図面に基づいて説明する。図1において、車両用交流発
電機1は、電機子として働く固定子2と、界磁子として
働く回転子3とを有する。そして、固定子2と回転子3
とはフレーム4に支持されている。さらにフレーム4に
は固定子2に接続され交流電力を直流に変換する図示せ
ぬレギュレータおよび整流器とが備えられている。
の実施形態となる100Aクラスの車両用交流発電機を
図面に基づいて説明する。図1において、車両用交流発
電機1は、電機子として働く固定子2と、界磁子として
働く回転子3とを有する。そして、固定子2と回転子3
とはフレーム4に支持されている。さらにフレーム4に
は固定子2に接続され交流電力を直流に変換する図示せ
ぬレギュレータおよび整流器とが備えられている。
【0022】回転子3は、計12個の爪状磁極5を有す
る界磁鉄心6をシャフト7にローレット固定されてい
る。このシャフト7の図1中左端は動力入力端であって
プーリが固定されている。この界磁鉄心6の中央部のボ
ス部には界磁巻線8が巻装されている。界磁巻線8はス
リップリング9、ブラシ10を経て、図示せぬレギュレ
ータに結線されている。この回転子3の爪状磁極5によ
りN極S極が交互に提供される。
る界磁鉄心6をシャフト7にローレット固定されてい
る。このシャフト7の図1中左端は動力入力端であって
プーリが固定されている。この界磁鉄心6の中央部のボ
ス部には界磁巻線8が巻装されている。界磁巻線8はス
リップリング9、ブラシ10を経て、図示せぬレギュレ
ータに結線されている。この回転子3の爪状磁極5によ
りN極S極が交互に提供される。
【0023】また、固定子2は、厚さ約0.5mmの電
磁鋼板を回転軸軸方向に約30mm積層した直径約12
0mmの固定子鉄心201を有し、この固定子鉄心20
1は、その内周に36個のスロット202を有してい
る。そして、上記スロット202のそれぞれに、多相の
固定子巻線を提供する連続線である銅線20が設けられ
る。この銅線20は、図2に示すように、1つのスロッ
ト202内から軸方向に沿って外部に延び出る部分を、
延び出た方向とは反対方向に折り曲げて、再び別のスロ
ット202内に入るように設けられる。図3において、
上記銅線20とスロット202の内壁との間には電気的
絶縁材であるインシュレータ204が介在されている。
銅線20は、スロット202内へ押圧して挿入され、イ
ンシュレータ204を挟持して鉄心201のスロット2
02内に固定される。また、銅線20は、固着材207
によってインシュレータ204とともに鉄心201のス
ロット202内に含浸固着される。銅線20は断面形状
がほぼ矩形であり、その外周に有機絶縁皮膜が被覆され
ている。
磁鋼板を回転軸軸方向に約30mm積層した直径約12
0mmの固定子鉄心201を有し、この固定子鉄心20
1は、その内周に36個のスロット202を有してい
る。そして、上記スロット202のそれぞれに、多相の
固定子巻線を提供する連続線である銅線20が設けられ
る。この銅線20は、図2に示すように、1つのスロッ
ト202内から軸方向に沿って外部に延び出る部分を、
延び出た方向とは反対方向に折り曲げて、再び別のスロ
ット202内に入るように設けられる。図3において、
上記銅線20とスロット202の内壁との間には電気的
絶縁材であるインシュレータ204が介在されている。
銅線20は、スロット202内へ押圧して挿入され、イ
ンシュレータ204を挟持して鉄心201のスロット2
02内に固定される。また、銅線20は、固着材207
によってインシュレータ204とともに鉄心201のス
ロット202内に含浸固着される。銅線20は断面形状
がほぼ矩形であり、その外周に有機絶縁皮膜が被覆され
ている。
【0024】ここで、本実施形態の巻線を提供する上記
銅線20は、断面積が約2mm2 の電気用軟銅のほぼ全体
を一様に矩形断面となるように平角成形加工することで
加工硬化されたものが使用される。巻線は鉄心201の
軸方向両端面から延出部205、206として延びだし
ている。これらの部分はコイルエンドとも呼ばれる。延
出部205、206は鉄心201の両端面にそれぞれ環
状に配置されている。
銅線20は、断面積が約2mm2 の電気用軟銅のほぼ全体
を一様に矩形断面となるように平角成形加工することで
加工硬化されたものが使用される。巻線は鉄心201の
軸方向両端面から延出部205、206として延びだし
ている。これらの部分はコイルエンドとも呼ばれる。延
出部205、206は鉄心201の両端面にそれぞれ環
状に配置されている。
【0025】そして、プーリ側の延出部205に加熱軟
化処理が行われる。この加熱軟化処理は、銅線20の延
出部205の軸方向端部を一部皮膜の上からまたは皮膜
を破った上で行われ、これによって図2のように部分的
に加熱処理部分が生成される。上記延出部の硬度分布例
を図4に示す。延出部205の軸方向端部に残留してい
た加工硬化が、加熱処理により除去される。このため銅
線全体が硬化していた加熱前に比べて延出部205の先
端の硬度が最も低下する。そして、軸方向に沿ってスロ
ットに近づくにつれ加熱処理の影響が小さくなり、加熱
処理前の硬度へ上昇する分布となっている。従って、銅
線20のプーリ側のスロットからの延出部205は、端
部側すなわち加熱処理部分に近いほど軟らかく、スロッ
トに近いほど硬い。また、銅線20のスロットからの延
出部は、プーリ側延出部205が軟らかく、反プーリ側
延出部206が硬いと言える。
化処理が行われる。この加熱軟化処理は、銅線20の延
出部205の軸方向端部を一部皮膜の上からまたは皮膜
を破った上で行われ、これによって図2のように部分的
に加熱処理部分が生成される。上記延出部の硬度分布例
を図4に示す。延出部205の軸方向端部に残留してい
た加工硬化が、加熱処理により除去される。このため銅
線全体が硬化していた加熱前に比べて延出部205の先
端の硬度が最も低下する。そして、軸方向に沿ってスロ
ットに近づくにつれ加熱処理の影響が小さくなり、加熱
処理前の硬度へ上昇する分布となっている。従って、銅
線20のプーリ側のスロットからの延出部205は、端
部側すなわち加熱処理部分に近いほど軟らかく、スロッ
トに近いほど硬い。また、銅線20のスロットからの延
出部は、プーリ側延出部205が軟らかく、反プーリ側
延出部206が硬いと言える。
【0026】以上により、固定子2はプーリ側の振動剛
性が低く、反プーリ側の振動剛性が高くなり、その前後
が異なる振動位相となるため、相互に振動変位を牽制し
合う効果、すなわち減衰効果を得ることができる。よっ
て、磁気音を低減することができる。また、銅線20の
スロットからの延出部を硬度変化させるので、固定子鉄
心201から銅線20の延出部への振動の伝播を減衰で
きる。よって、銅線20のスロット202からの延出部
の振動による磁気音を低減できる。
性が低く、反プーリ側の振動剛性が高くなり、その前後
が異なる振動位相となるため、相互に振動変位を牽制し
合う効果、すなわち減衰効果を得ることができる。よっ
て、磁気音を低減することができる。また、銅線20の
スロットからの延出部を硬度変化させるので、固定子鉄
心201から銅線20の延出部への振動の伝播を減衰で
きる。よって、銅線20のスロット202からの延出部
の振動による磁気音を低減できる。
【0027】さらに、上記構成において、銅線20は予
め成形加工された後に加熱軟化処理されるため、硬度変
化の度合いは通常の丸線を使った場合に比べて大きくす
ることができる。従って、より高い振動減衰効果が得ら
れ、更なる磁気音低減を図ることができる。また上述の
ような硬度変化を与えるための加工硬化処理および加熱
軟化処理を行っているため、巻線の材料組成を軸方向に
沿って変える、といった特殊で高価な処理をせずとも、
非常に簡単に硬度変化させることができる。さらに、加
熱軟化は延出部205の端部側から行えばよいため、処
理が簡単である。
め成形加工された後に加熱軟化処理されるため、硬度変
化の度合いは通常の丸線を使った場合に比べて大きくす
ることができる。従って、より高い振動減衰効果が得ら
れ、更なる磁気音低減を図ることができる。また上述の
ような硬度変化を与えるための加工硬化処理および加熱
軟化処理を行っているため、巻線の材料組成を軸方向に
沿って変える、といった特殊で高価な処理をせずとも、
非常に簡単に硬度変化させることができる。さらに、加
熱軟化は延出部205の端部側から行えばよいため、処
理が簡単である。
【0028】また、銅線20に自由に加工硬化処理を行
うことができるため、銅線20を均一に所望の硬さとす
ることができる。なお、銅線20は予め平角成形加工処
理されたものを購入し、これを使用してもよい。ただ
し、この場合であっても銅線20は焼鈍により加熱軟化
されたものではなく、加工硬化による硬度をもっている
ことが重要である。
うことができるため、銅線20を均一に所望の硬さとす
ることができる。なお、銅線20は予め平角成形加工処
理されたものを購入し、これを使用してもよい。ただ
し、この場合であっても銅線20は焼鈍により加熱軟化
されたものではなく、加工硬化による硬度をもっている
ことが重要である。
【0029】なお、上記構成による効果を図5に示す。
第一の実施形態の100Aクラスの発電機の固定子2と
従来の発電機の固定子とを、固定子単体で同一加振力で
打撃してその共振振動の振幅比率を確認したところ、約
1/6以下にも低下するという大幅な振動減衰効果が得
られる。また、本実施形態の固定子を発電機に搭載した
場合の、発電機の回転数に対する磁気音の特性を図6に
示す。この図から明らかなように、本実施形態の発電機
に生じる磁気音が、従来に比べて低減することが確認で
きる。なお、磁気音が気になるとされるエンジンのアイ
ドル回転から1500rpmあたりの低回転域(一般に
発電機のプーリ比2.5くらいであるから、発電機では
1000〜4000rpmくらいの範囲)において、全
域で約5〜7dBもの著しい磁気音低減効果が得られ
た。また、図示していないが他の出力クラスの発電機で
も同様に著しい効果が得られた。
第一の実施形態の100Aクラスの発電機の固定子2と
従来の発電機の固定子とを、固定子単体で同一加振力で
打撃してその共振振動の振幅比率を確認したところ、約
1/6以下にも低下するという大幅な振動減衰効果が得
られる。また、本実施形態の固定子を発電機に搭載した
場合の、発電機の回転数に対する磁気音の特性を図6に
示す。この図から明らかなように、本実施形態の発電機
に生じる磁気音が、従来に比べて低減することが確認で
きる。なお、磁気音が気になるとされるエンジンのアイ
ドル回転から1500rpmあたりの低回転域(一般に
発電機のプーリ比2.5くらいであるから、発電機では
1000〜4000rpmくらいの範囲)において、全
域で約5〜7dBもの著しい磁気音低減効果が得られ
た。また、図示していないが他の出力クラスの発電機で
も同様に著しい効果が得られた。
【0030】[第二の実施形態]次に、第二の実施形態
について図7〜図9を用いて説明する。本実施形態で
は、固定子巻線は、図9に示す断片導体203を複数用
い、それらを互いに接合して提供される。上記断片導体
203は、円形断面の銅線を平角断面に成形したもので
あり、この成形により、断片導体203の全体が加工硬
化処理されている。しかも、成形された断片導体203
の断面形状は、スロット断面に沿った形状とされる。こ
の導体203を後述の如くスロットに挿入して巻線が形
成されることにより、スロット内の巻線の占積率が向上
する。
について図7〜図9を用いて説明する。本実施形態で
は、固定子巻線は、図9に示す断片導体203を複数用
い、それらを互いに接合して提供される。上記断片導体
203は、円形断面の銅線を平角断面に成形したもので
あり、この成形により、断片導体203の全体が加工硬
化処理されている。しかも、成形された断片導体203
の断面形状は、スロット断面に沿った形状とされる。こ
の導体203を後述の如くスロットに挿入して巻線が形
成されることにより、スロット内の巻線の占積率が向上
する。
【0031】断片導体203は、2つの直線部203A
とこれらをつなぐU字部203Bとを有する。そして、
図7、8に示すように、断片導体203は、直線部20
3Aをスロット202内で径方向に一列に並ぶようにそ
ろえてスロット202に挿入される。この際、鉄心20
1の一方の端部にU字部203Bが配列される。一方、
鉄心201の他方の端部から外部に延び出した直線部2
03Aの先端部を折り曲げて、図7のように端部を他の
断片導体203の端部と接合することによって、全体で
固定子巻線をなすことができる。
とこれらをつなぐU字部203Bとを有する。そして、
図7、8に示すように、断片導体203は、直線部20
3Aをスロット202内で径方向に一列に並ぶようにそ
ろえてスロット202に挿入される。この際、鉄心20
1の一方の端部にU字部203Bが配列される。一方、
鉄心201の他方の端部から外部に延び出した直線部2
03Aの先端部を折り曲げて、図7のように端部を他の
断片導体203の端部と接合することによって、全体で
固定子巻線をなすことができる。
【0032】図7において、複数の断片導体203の
内、導体2031と導体2032とが溶融点2051に
て溶接される。この溶接により加熱軟化処理がなされる
と共に電気接続がなされる。同様に、溶融点2052、
2053、…にてすべての断片導体203が、その端部
において溶接されて、加熱軟化処理されると共に電気接
続される。このように、溶接によって、電気接続と同時
に加熱軟化処理がなされるから簡単で工数も少なくてす
むという効果がある。
内、導体2031と導体2032とが溶融点2051に
て溶接される。この溶接により加熱軟化処理がなされる
と共に電気接続がなされる。同様に、溶融点2052、
2053、…にてすべての断片導体203が、その端部
において溶接されて、加熱軟化処理されると共に電気接
続される。このように、溶接によって、電気接続と同時
に加熱軟化処理がなされるから簡単で工数も少なくてす
むという効果がある。
【0033】図7に示すように、ある断片導体203の
一方の直線部203Aがスロット202の外層から出る
なり周方向へ延び出ている。この断片導体203の他方
の直線部203Aはスロット202の内層から出るなり
反対の周方向へ延び出ている。そして、外層の直線部2
03Aの端部は、他の断片導体203の内層の直線部2
03Aの端部と接合されている。これにより、複数の断
片導体203の各々の直線部203Aの端部は、周方向
に延び出る向きが反対のもの同士が接合されるようにな
っている。従って、巻線のすべての延出部が周方向並び
に径方向に関して互いに離間している。
一方の直線部203Aがスロット202の外層から出る
なり周方向へ延び出ている。この断片導体203の他方
の直線部203Aはスロット202の内層から出るなり
反対の周方向へ延び出ている。そして、外層の直線部2
03Aの端部は、他の断片導体203の内層の直線部2
03Aの端部と接合されている。これにより、複数の断
片導体203の各々の直線部203Aの端部は、周方向
に延び出る向きが反対のもの同士が接合されるようにな
っている。従って、巻線のすべての延出部が周方向並び
に径方向に関して互いに離間している。
【0034】一方、図8に示すように、U字部203B
も、スロット202から延び出ており、別のスロット2
02へ挿入されている。従って、巻線の延出部としての
U字部203Bすべてが互いに離間している。上記実施
形態では、断片導体203がその直線部203Aの端部
のみで溶接接続されることにより、溶接のための熱によ
り軟化され、硬度変化が与えられるから、硬度が一様な
場合に比べて高い振動減衰効果を発揮する。
も、スロット202から延び出ており、別のスロット2
02へ挿入されている。従って、巻線の延出部としての
U字部203Bすべてが互いに離間している。上記実施
形態では、断片導体203がその直線部203Aの端部
のみで溶接接続されることにより、溶接のための熱によ
り軟化され、硬度変化が与えられるから、硬度が一様な
場合に比べて高い振動減衰効果を発揮する。
【0035】また、上述のように固定子鉄心201の一
方の端部には溶接接続されることで軟化された延出部が
配置され、他方には加工硬化が維持された延出部が配置
されるから、鉄心201の軸方向に関して硬度変化が与
えられ、高い振動減衰効果が得られる。しかも、図9に
示すように、成形によって加工硬化された断片導体20
3のU字部203Bでは、U字形状を形成するための曲
げ加工によって、さらに加工硬化が加えられる。よっ
て、硬度変化をより大きく設定できる。従って、振動を
よりいっそう減衰することができる。
方の端部には溶接接続されることで軟化された延出部が
配置され、他方には加工硬化が維持された延出部が配置
されるから、鉄心201の軸方向に関して硬度変化が与
えられ、高い振動減衰効果が得られる。しかも、図9に
示すように、成形によって加工硬化された断片導体20
3のU字部203Bでは、U字形状を形成するための曲
げ加工によって、さらに加工硬化が加えられる。よっ
て、硬度変化をより大きく設定できる。従って、振動を
よりいっそう減衰することができる。
【0036】さらに、上記実施形態により、鉄心201
と巻線とを全体として円筒状とみなした場合に、いわば
略同じ硬度をもつ部位が円環状に配置、配列されるよう
になる。このため、固定子2全体として、軸方向に硬度
分布が得られることとなり、高い振動減衰効果を得るこ
とができる。また、図7に示すように、溶融点205
1、2052、2053、…を目視することで、加熱軟
化および電気的接続が確実に行えたかを簡単に確認で
き、しかも溶融具合でその程度を把握可能となる。従っ
て、製造管理が容易になる。
と巻線とを全体として円筒状とみなした場合に、いわば
略同じ硬度をもつ部位が円環状に配置、配列されるよう
になる。このため、固定子2全体として、軸方向に硬度
分布が得られることとなり、高い振動減衰効果を得るこ
とができる。また、図7に示すように、溶融点205
1、2052、2053、…を目視することで、加熱軟
化および電気的接続が確実に行えたかを簡単に確認で
き、しかも溶融具合でその程度を把握可能となる。従っ
て、製造管理が容易になる。
【0037】[その他の実施形態]次に、その他の実施
形態について説明する。上述した第一の実施形態では、
巻線として提供される銅線20においてプーリ側の端部
を加熱処理するものとしたが、反対の端部であってもよ
い。また第一、第二の実施形態において、固定子の片側
の端部を比較的低い温度で加熱し他方を強制冷却するこ
とで、銅線20又は断片導体203に被覆された皮膜の
損傷を避けることができる。
形態について説明する。上述した第一の実施形態では、
巻線として提供される銅線20においてプーリ側の端部
を加熱処理するものとしたが、反対の端部であってもよ
い。また第一、第二の実施形態において、固定子の片側
の端部を比較的低い温度で加熱し他方を強制冷却するこ
とで、銅線20又は断片導体203に被覆された皮膜の
損傷を避けることができる。
【0038】また、第一、第二実施形態では、巻線の固
定子鉄心201から延び出る延出部の一方のみの端部を
軟化処理させたが、延出部両方の端部を軟化させてもよ
い。例えば、図10に示す直線状の断片導体213を使
用してもよい。この導体213は、直線部213Aをス
ロット内に軸方向一方から挿入した後、軸方向他方側に
て、断片導体213を所定ピッチで折り曲げ、2つの断
片導体213を加熱を伴う溶接等により電気接続するこ
とで、巻線を形成するものである。これにより、断片導
体213のスロットから延び出る部分は両方とも、スロ
ットに近い側が硬く、軸方向端部側が軟らかくなってい
る。従って、固定子鉄心から導体の先端への振動伝播を
減衰することができる。よって、巻線のスロットから延
び出る延出部の振動による磁気音を低減することができ
る。
定子鉄心201から延び出る延出部の一方のみの端部を
軟化処理させたが、延出部両方の端部を軟化させてもよ
い。例えば、図10に示す直線状の断片導体213を使
用してもよい。この導体213は、直線部213Aをス
ロット内に軸方向一方から挿入した後、軸方向他方側に
て、断片導体213を所定ピッチで折り曲げ、2つの断
片導体213を加熱を伴う溶接等により電気接続するこ
とで、巻線を形成するものである。これにより、断片導
体213のスロットから延び出る部分は両方とも、スロ
ットに近い側が硬く、軸方向端部側が軟らかくなってい
る。従って、固定子鉄心から導体の先端への振動伝播を
減衰することができる。よって、巻線のスロットから延
び出る延出部の振動による磁気音を低減することができ
る。
【0039】なお、図4に示した硬度分布とは異なる分
布となるよう加熱軟化処理を行ってもよい。例えば、a
点の硬度が図4程度に低く、b点あるいはc点付近では
加熱前の硬度が維持されたような急峻な硬度分布となる
よう加熱軟化処理してもよい。
布となるよう加熱軟化処理を行ってもよい。例えば、a
点の硬度が図4程度に低く、b点あるいはc点付近では
加熱前の硬度が維持されたような急峻な硬度分布となる
よう加熱軟化処理してもよい。
【図1】本発明を適用した第一の実施形態となる車両用
交流発電機の部分断面図である。
交流発電機の部分断面図である。
【図2】巻線の延出部を示す固定子の部分斜視図であ
る。
る。
【図3】図1に示した固定子の軸方向に垂直な断面を示
す断面図である。
す断面図である。
【図4】第一の実施形態の巻線延出部の軸方向の硬度分
布を示すグラフである。
布を示すグラフである。
【図5】従来の固定子の共振特性と、第一の実施形態の
固定子の共振特性との相違を示すグラフである。
固定子の共振特性との相違を示すグラフである。
【図6】第一の実施形態の固定子における磁気音特性を
従来の固定子のそれと比較して示したグラフである。
従来の固定子のそれと比較して示したグラフである。
【図7】第二の実施形態となる固定子の軸方向の一方の
側面の斜視図である。
側面の斜視図である。
【図8】第二の実施形態となる固定子の軸方向の他方の
側面の斜視図である。
側面の斜視図である。
【図9】第二の実施形態となる固定子の断片導体の斜視
図である。
図である。
【図10】他の実施形態となる固定子の断片導体の斜視
図である。
図である。
1 車両用交流発電機
2 固定子
3 回転子
4 フレーム
5 爪状磁極
6 界磁鉄心
8 界磁巻線
20 銅線
201 固定子鉄心
202 スロット
203 断片導体
204 インシュレータ
205 延出部
206 延出部
213 断片導体
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平8−205441(JP,A)
特開 平6−209547(JP,A)
特開 平6−284651(JP,A)
特開 平8−317582(JP,A)
特開 平7−298528(JP,A)
特開 平6−209546(JP,A)
特開 平5−304748(JP,A)
特開 平5−115158(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H02K 3/20
Claims (4)
- 【請求項1】 回転軸に固定され回転周方向にほぼ等ピ
ッチで交互にNS磁極を配置した回転子と、この回転子
の外周に対向配置され固定子鉄心のスロットに固定子巻
線を収納固定した固定子とを有する回転電機において、 前記固定子巻線は、前記固定子鉄心の軸方向両面から延
び出し、加熱軟化処理によって前記回転軸の軸方向に沿
って先端から根元部まで徐々に硬度が増大する延出部を
設けることを特徴とする回転電機。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記固定子巻線は、予め断面形状を変形することにより
一様に加工硬化処理されて前記スロット内に挿入されて
いることを特徴とする回転電機。 - 【請求項3】 請求項1もしくは2において、 前記固定子巻線は、前記スロットに挿入される連続線か
らなることを特徴とする回転電機。 - 【請求項4】 請求項1もしくは2において、 前記固定子巻線は、前記スロットに挿入される複数の断
片導体からなり、前記断片導体の端部同士を溶接するこ
とで前記固定子巻線をなしており、 この溶接により加熱軟化処理が施されている ことを特徴
とする回転電機。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12477698A JP3456144B2 (ja) | 1997-05-26 | 1998-05-07 | 回転電機 |
DE69803745T DE69803745T3 (de) | 1997-12-10 | 1998-12-04 | Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge |
EP98123192A EP0923187B2 (en) | 1997-12-10 | 1998-12-04 | Alternator for a vehicle |
US09/438,379 US6181043B1 (en) | 1997-12-10 | 1999-11-12 | Alternator for vehicle |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-536470 | 1997-05-26 | ||
JP53647097 | 1997-05-26 | ||
JP9-362063 | 1997-12-10 | ||
JP36206397 | 1997-12-10 | ||
JP12477698A JP3456144B2 (ja) | 1997-05-26 | 1998-05-07 | 回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11234933A JPH11234933A (ja) | 1999-08-27 |
JP3456144B2 true JP3456144B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=27314982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12477698A Expired - Lifetime JP3456144B2 (ja) | 1997-05-26 | 1998-05-07 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3456144B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3347116B2 (ja) * | 2000-01-12 | 2002-11-20 | 三菱電機株式会社 | 交流発電機 |
JP3448253B2 (ja) | 2000-01-31 | 2003-09-22 | 三菱電機株式会社 | 交流発電機 |
JP4646038B2 (ja) * | 2004-05-28 | 2011-03-09 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
CN112583166B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-05-13 | 天津松正汽车部件有限公司 | 电机定子绕组及使用其的定子、电机 |
-
1998
- 1998-05-07 JP JP12477698A patent/JP3456144B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11234933A (ja) | 1999-08-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030630 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |