JP3666480B2

JP3666480B2 - 車両用交流発電機

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Publication number: JP3666480B2
Application number: JP2002276940A
Authority: JP
Inventors: 彰哉七條
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: JP2003180048A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転子の軸方向の端面に冷却ファンを設け、回転子を回転させたときにこの冷却ファンによって発生する空気流によって固定子巻線の冷却を行う内扇方式の車両用交流発電機が知られている。例えば、特開平４−１６５９４９号公報に開示された発電機では、回転子と固定子をフロント側およびリヤ側のフレームで保持しており、リヤ側のフレームの外側に整流回路やブラシ装置、ＩＣレギュレータ等の各種の機能部品が配置されている。特に、回転子の端面に遠心式の冷却ファンを用いた場合には、衝立となるファンシュラウドを追加することにより風量が増加することが知られており、上述した公報に開示された発電機では、リヤ側のフレームの冷却ファン対向面がファンシュラウドとして機能する。また、このように固定子巻線をフレームによって形成される内部空間に配置し、この固定子巻線に誘起される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路をフレームの外側に配置する場合には、当然ながら、固定子巻線の出力用引出線をリヤ側のフレームを貫通させて、整流回路に結線する必要がある。このため、リヤ側のフレームには、固定子巻線の出力用引出線を取り出す位置に貫通孔が形成されており、この貫通孔にゴムや樹脂材料による絶縁部材を挿入して、固定子巻線の出力用引出線を整流回路の端子まで引き出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の発電機では、リヤ側のフレームに形成された貫通孔を通して固定子巻線の出力用引出線を整流回路まで引き出しているため、フレーム表面に凹凸が形成され、冷却ファンが回転したときに生じるファン騒音が大きくなるという問題があった。例えば、フレームに形成された貫通孔による凹凸の他に、この貫通孔に挿入される絶縁部材や、固定子巻線の出力用引出線のそれぞれがファン騒音の発生源となっていた。
【０００４】
特に、特開平４−２６３４５号公報に開示されているように、２組の三相コイル（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の組とＵ相、Ｖ相、Ｗ相の組）が１つの固定子に含まれる場合には、６本の出力用引出線を引き出す必要が生じるが、それぞれの引出線に対応する６つの貫通孔をリヤ側のフレームに形成しようとすると、これらの貫通孔によるフレーム表面の凹凸や絶縁部材および引出線の数がそれぞれ２倍となるため、さらにファン騒音が増すことになる。また、これらが通風抵抗となってファン風量が低下して温度上昇につながる。さらに、フレームに形成される貫通孔の数が多くなればなるほど、それぞれの貫通孔に挿入される絶縁部材の数が増し、成形型の形状が複雑になるため、製造コストの上昇を招くことになる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、固定子巻線の出力用引出線周りの構造を工夫することにより、製造コストやファン騒音の低減が可能な車両用交流発電機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、フレームによって回転子と固定子とを支持するとともにフレームの外側に整流回路を備えており、フレームに形成されている複数の貫通孔の中のいずれかに、固定子から引き出される複数本の出力用引出線であって、整流回路における接続先が異なるものを収容している。１つの貫通孔に固定子から引き出される複数本の出力用引出線を収容することにより、貫通孔の数を減らすことができるため、貫通孔によって生じるフレーム表面の凹凸の数が少なくなってフレームの成形型の形状が単純になるとともに、貫通孔に挿入される絶縁部材等の部品点数が少なくなり、製造コストの低減が可能になる。
【０００７】
また、上述した固定子は、それぞれから出力用引出線が引き出される複数の多相巻線からなる固定子巻線を有することが望ましい。複数の多相巻線を備え、しかもそれぞれの多相巻線から出力用引出線が引き出される場合には、出力用引出線の数が多相巻線の数に比例して多くなるが、これら多数の引出線の複数本をまとめてフレームの各貫通孔に収容することができれば、貫通孔の数を大幅に減らすことができ、製造コスト低減、冷却性向上およびファン音低減の大幅な効果が得られる。
【０００８】
さらに、複数の多相巻線として多相結線された互いに電気角の異なる２つの巻線組を考え、貫通孔の数は多相巻線の相数に対応しており、それぞれの巻線組に含まれる出力用引出線について、電気角が互いに近いもの同士を２本１組にして、貫通孔のそれぞれに各組の２本の出力用引出線を収容することが望ましい。この場合には、誘起される出力電圧の位相が近いもの同士が同一の貫通孔に収容されるため、同じ貫通孔に収容された出力用引出線同士の短絡が生じた場合であっても、比較的短絡の影響が少なく、出力電力を取り出すことができる。
【０００９】
また、上述した回転子の少なくともリヤ側（整流回路側）の軸方向端面には冷却ファンを備え、フレームは冷却ファンに対向していることが望ましい。ファンシュラウド面として機能するフレーム表面の凹凸が減るとともに、貫通孔に挿入される絶縁部材等の数も減るため通風抵抗も低減される。このため、冷却風の風量が増すとともに円滑に径方向に吐出されるようになり、冷却性の向上が可能になる。また、フレーム表面の凹凸や絶縁部材等の突出部分が少なくなるため、ファン騒音がオーバーオールおよびピッチノイズともに低くなる。
【００１０】
また、複数の多相巻線を有する場合に、それぞれの多相巻線に対応させて整流回路を備えることが好ましい。このような構成において引出線の数が多くなるため、製造コスト低減、冷却性向上およびファン音低減の効果がさらに大きくなる。特に、これら複数の整流回路は、正極側および負極側のそれぞれにおいて互いに共通の放熱フィンを有することが望ましい。複数の整流回路において同じ放熱フィンを用いることにより、部品点数の削減と省スペース化および温度の均一化等が可能になる。
【００１１】
なお、多相巻線としては、三相巻線を採用することができ、多相結線としては星型のＹ型あるいは環型の△型を用いることができる。
【００１２】
たとえば三相巻線においてＹ型結線を採用する場合には、同じ巻線組に含まれる２本の出力用引出線を近い位置に集めることができるため、各相の他方端から引き出される中性点用の引出線を各三相巻線ごとに集めることができ、それぞれの三相巻線における中性点の結線処理が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、車両用交流発電機の全体構成を示す図である。図１に示す車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、フレーム４、整流回路７等を含んで構成されている。
【００１５】
固定子２は、固定子鉄心２２と、固定子鉄心２２に形成された複数のスロット内に有機絶縁皮膜を施したコイル素線を巻装することにより形成される固定子巻線２３とを備えている。この固定子巻線２３は、一つの多相巻線を一組として、複数組の多相巻線が設けられている。例えば、本実施形態の車両用交流発電機１に含まれる固定子巻線２３は、２組の多相巻線としての三相巻線２３Ａ、２３Ｂからなっており、これら２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが互いに電気角で３０゜異なる位置に巻装されている。一方の三相巻線２３Ａは、Ｙ結線されたＸ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルを含んでいる。また、他方の三相巻線２３Ｂは、Ｙ結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含んでいる。固定子鉄心２２から軸方向両端部に露出しているコイルエンド群は、スロット間の渡線としての複数のコイルエンドが集合した集合体である。各相は、２本の導体が束ねられて巻装された結果、１スロットに４本の導体が挿入されている。
【００１６】
回転子３は、ランデル型のポールコア３１と、このポールコア３１に装着された界磁巻線３２とを有する。ポールコア３１は、一対のクローポール３３を備えており、各クローポール３３は、回転軸３４に嵌合固定されたボス部と、ボス部から径方向外側に向けて広がるディスク部と、ディスク部から軸方向に延びる爪状磁極部とを備える。
【００１７】
回転子３は、界磁巻線３２を一対のクローポール３３によって、回転軸３４を通して両側から挟み込んだ構造を有している。また、フロント側のクローポール３３の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側のクローポール３３の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン３６が溶接等によって取り付けられている。
【００１８】
フレーム４は、固定子２および回転子３を収容しており、回転子３が回転軸３４を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコア３１の外周側に所定の隙間を介して配置された固定子２が固定されている。フレーム４は、フロントフレーム４Ａとリヤフレーム４Ｂとからなり、これらが複数本の締結ボルト４１によって締結されて上述した固定子２等の支持が行われる。また、フレーム４は、固定子鉄心２２の軸方向端面から突出した固定子巻線２３に対向した部分に冷却風の吐出窓４２が、軸方向端面に吸入窓４３がそれぞれ設けられている。
【００１９】
リヤフレーム４Ｂの外側には、電圧調整回路６、整流回路７、ブラシ装置８が搭載され、これらを覆うようにリヤカバー５が取り付けられる。
【００２０】
整流回路７は、固定子２に含まれる固定子巻線２３から引き出される出力用引出線が接続されており、印加される三相交流電圧を三相全波整流して直流電圧に変換する。上述したように固定子巻線２３には２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含まれているため、この整流回路７には２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂのそれぞれに対応する２つの整流回路７Ａ、７Ｂが含まれている。整流回路７の詳細構造については後述する。
【００２１】
上述した構造を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ２０にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３２に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３１のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線２３に三相交流電圧を発生させることができ、整流回路７の出力端子からは所定の直流電力が取り出される。
【００２２】
図２は、本実施形態の車両用交流発電機１の結線図である。上述したように、固定子巻線２３には２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含まれており、それぞ
れが別々に動作する整流回路７Ａ、７Ｂに接続されている。具体的には、一方の三相巻線２３Ａに含まれるＸ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルのそれぞれの一方端が出力用引出線として引き出され、整流回路７Ａの３つの端子７１Ａ、７２Ａ、７３Ａに接続されている。また、一方の三相巻線２３Ａに含まれるＸ相コイル、Ｙ相コイル、Ｚ相コイルのそれぞれの他方端が中性点用引出線として引き出され、コイルエンド近傍で互いに接合されて電気的な接続が行われる。同様に、他方の三相巻線２３Ｂに含まれるＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのそれぞれの一方端が出力用引出線として引き出され、整流回路７Ｂの３つの端子７１Ｂ、７２Ｂ、７３Ｂに接続されている。また、他方の三相巻線２３Ｂに含まれるＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのそれぞれの他方端が中性点用引出線として引き出され、コイルエンド近傍で互いに接合されて電気的な接続が行われる。なお、Ｙ型（星型）結線の場合には、上述したように中性点が形成されるため、これを外部に引き出して、中性点出力を設けることができる。
【００２３】
図３は、固定子２の平面図であり、リヤ側から見た２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂから引き出される出力用引出線あるいは中性点用引出線の詳細が示されている。図３において、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１のそれぞれは、一方の三相巻線２３ＡのＸ相、Ｙ相、Ｚ相コイルのそれぞれから引き出される出力用引出線を示している。また、Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２のそれぞれは、一方の三相巻線２３Ａの各相のコイルから引き出される中性点用引出線を示している。Ｘ相の出力用引出線Ｘ１とＹ相の出力用引出線Ｙ１は、互いに接近した位置から引き出されており、Ｚ相の出力用引出線Ｚ１のみが隔たった位置から引き出されている。また、Ｘ相の中性点用引出線Ｘ２は、Ｘ相の出力用引出線Ｘ１の近傍の位置から引き出されている。Ｙ相の中性点用引出線Ｙ２は、Ｙ相の出力用引出線Ｙ１の近傍の位置から引き出されている。Ｚ相の中性点用引出線Ｚ２は、Ｚ相の出力用引出線Ｚ１の近傍の位置から引き出されている。出力用引出線Ｘ１、Ｙ１に対して出力用引出線Ｚ１のみが隔たった位置から引き出されているため、中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２に対して中性点用引出線Ｚ２も隔たった位置から引き出されており、この隔たった位置に引き出された中性点用引出線Ｚ２を固定子巻線２３のコイルエンドに沿って円周方向（図３においては時計回り方向）に引き回すことによって３本の中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２を出力用引出線Ｙ１の近傍に集めることができ、これら３本の中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２の端部を溶接や半田付けによって接合することによって図２に示す中性点Ｎ１が形成される。
【００２４】
また、図３において、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１のそれぞれは、他方の三相巻線２３ＢのＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルのそれぞれから引き出される出力用引出線を示し
ている。また、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のそれぞれは、他方の三相巻線２３Ｂの各相のコイルから引き出される中性点用引出線を示している。Ｖ相の出力用引出線Ｖ１とＷ相の出力用引出線Ｗ１は、互いに接近した位置から引き出されており、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１は、上述した三相巻線２３ＡのＺ相の出力用引出線Ｚ１と互いに接近した位置から引き出されている。また、Ｕ相の中性点用引出線Ｕ２は、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１の近傍の位置から引き出されている。Ｖ相の中性点用引出線Ｖ２は、Ｖ相の出力用引出線Ｖ１の近傍の位置から引き出されている。Ｗ相の中性点用引出線Ｗ２は、Ｗ相の出力用引出線Ｗ１の近傍の位置から引き出されている。出力用引出線Ｖ１、Ｗ１に対して出力用引出線Ｕ１のみが隔たった位置から引き出されているため、中性点用引出線Ｖ２、Ｗ２に対して中性点用引出線Ｕ２も隔たった位置から引き出されており、この隔たった位置に引き出された中性点用引出線Ｕ２を固定子巻線２３のコイルエンドに沿って円周方向（図３においては反時計回り方向）に引き回すことによって３本の中性点用引出線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を出力用引出線Ｖ１の近傍に集めることができ、これら３本の中性点用引出線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の端部を溶接や半田付けによって接合することによって図２に示す中性点Ｎ２が形成される。
【００２５】
このように、一方の三相巻線２３Ａから引き出される３本の出力用引出線Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１を１グループとし、他方の三相巻線２３Ｂから引き出される３本の出力用引出線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を別の１グループとして、これら２つのグループに含まれる各出力用引出線が互いに分離するようにしているため、これらの各出力用引出線に対応する中性点用引出線も各三相巻線ごとに隔たった位置に配置される。したがって、各三相巻線の３本の中性点用引出線を結線する際に、他の三相巻線に含まれる中性点用引出線が交差することがなく、中性点の結線作業が容易になる。
【００２６】
図４は、整流回路７の詳細な構造を示す平面図である。図４に示す整流回路７は、一方の三相巻線２３Ａに接続された整流回路７Ａと、他方の三相巻線２３Ｂに接続された整流回路７Ｂとが含まれている。この整流回路７は、負極側の放熱フィン７４と、この放熱フィン７４に接合される複数（例えば６個）の整流素子７５−１〜７５−６と、正極側の放熱フィン７６と、この放熱フィン７６に接合される複数（例えば６個）の整流素子７７−１〜７７−６と、２つの放熱フィン７４、７６の間の間隔を一定に保つとともに対応する各整流素子と出力用引出線との結線を行う端子台７８とを含んで構成されている。上述した複数（例えば合計１２個）の整流素子は、整流素子７７−１〜７７−６からなる正極側素子群と、整流素子７５−１〜７５−６からなる負極側素子群とを含んでいる。そして、一つの正極側素子と負極側素子とが、ともに１本の出力用引出線に接続されて単相整流回路をなしている。
【００２７】
ところで、図４に示した整流回路７は、１組の放熱フィン７４、７６に接合された合計１２個の整流素子７５−１〜７５−６、７７−１〜７７−６を用いて２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂに対応する整流動作を行っており、機能的には三相巻線２３Ａ、２３Ｂのそれぞれに対応した２つの整流回路７Ａ、７Ｂが含まれている。図３に示したように、反時計回り方向に沿って、一方の三相巻線２３Ａの出力用引出線Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、他方の三相巻線２３Ｂの出力用引出線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１の順に並んでいるため、図４において、放熱フィン７４、７６のほぼ左半分に含まれる６個の整流素子７５−１〜７５−３、７７−１〜７７−３によって一方の三相巻線２３Ａに対応する整流回路７Ａが構成され、放熱フィン７４、７６のほぼ右半分に含まれる６個の整流素子７５−４〜７５−６、７７−４〜７７−６によって他方の三相巻線２３Ｂに対応する整流回路７Ｂが構成されている。このように、放熱フィン７４、７６を２つの整流回路７Ａ、７Ｂで共通に使用することにより、部品点数の低減や省スペース化、温度分布の均一化等が可能になる。
【００２８】
また、図４において左側に位置する絶縁保護部７９に着目すると、この絶縁保護部７９の周方向の一方側に、絶縁保護部７９を通して引き出された出力用引出線Ｘ１に接続される単相整流回路（７７−１、７５−１）が配置されている。また、絶縁保護部７９の周方向の他方側に、絶縁保護部７９を通して引き出された出力用引出線Ｙ１に接続される単相整流回路（７７−２、７５−２）が配置されている。したがって、絶縁保護部７９の周方向の両側に、ほぼ左右対称となるように単相整流回路が配置されている。
【００２９】
本実施形態では、全１２個の整流素子としてのダイオードが、６組の単相整流回路をなしており、３個の絶縁部材としての絶縁保護部７９が配置され、それぞれが２本の出力用引出線を案内するため、ひとつの絶縁保護部７９の周方向両側には、２個ずつの整流素子が配置される。したがって、一つの絶縁部材と、２本の出力用引出線と、４個の整流素子とが一つの整流回路の単位となっている。そして、図４に示されるように、３つの単位を周方向に整然と配置することにより、一つの整流回路が構成されている。
【００３０】
図５は、整流回路７に含まれる端子台７８の部分的な構成を示す正面図であり、固定子２から引き出された２本の出力用引出線を収容する絶縁保護部近傍の詳細が示されている。また、図６はこの絶縁保護部近傍の側面図である。図５に示すように、固定子２から引き出される２本の出力用引出線（例えばＸ１、Ｙ１）が、端子台７８の一部によって形成される絶縁部材としての絶縁保護部７９を介して２つの端子（例えば７１Ａ、７２Ａ）に導かれ、溶接や半田付けによって接合されている。この絶縁保護部７９は、２本の出力用引出線Ｘ１、Ｙ１の互いの電気絶縁を行うとともに、それぞれとリヤフレーム４Ｂとの間の電気絶縁を行うためのものであり、２つの出力用引出線Ｘ１、Ｘ１が互いに分離した状態で収容されている。他の２つの絶縁保護部７９も同様の構成を有しており、２つの出力用引出線Ｚ１、Ｕ１あるいは２つの出力用引出線Ｖ１、Ｗ１が収容されている。これら３つの絶縁保護部７９のそれぞれは、リヤフレーム４Ｂの軸方向端面に形成された貫通孔４４に挿入される。したがって、各貫通孔４４には、多相巻線の組数（本実施形態では二組）に対応した数の引出線が収容される。
【００３１】
このように、絶縁部材としての絶縁保護部７９は、複数の出力用引出線とリヤフレーム４Ｂとの間に介在してこれらの間を絶縁するとともに、複数の出力用引出線の相互の間に介在してこれらの間を絶縁する。また、この絶縁保護部７９は、一体の柱状あるいは筒状と呼びうる形状を有しており、内部に出力用引出線を収納する引出線収容部８０が形成されている。この引出線収容部８０は、出力用引出線毎に独立している。例えば、図５に示すように、この引出線収容部８０は、出力用引出線が貫通して配置される複数の貫通孔８２であり、１つの貫通孔８２に１本の出力用引出線が貫通して配置される。この貫通孔８２は、固定子２側に向けて次第に広がった開口を有しており、固定子２側からの出力用引出線の挿入が容易になっている。また、端子７１Ａ、７２Ａは、これらの貫通孔８２の整流回路７側の開口部に隣接して配置されている。
【００３２】
図７は、絶縁保護部７９近傍の部分的な断面図である。また、図８は図７に示すＰ方向から見た図である。図８に示すように、リヤフレーム４Ｂの軸方向端面には、整流回路７に含まれる絶縁保護部７９が挿入される貫通孔４４が形成されている。図４に示したように、この絶縁保護部７９は、整流回路７全体で３箇所に設けられているため、これらと１対１に対応する３つの貫通孔４４がリヤフレーム４Ｂの軸方向端面に形成されている。
【００３３】
図９は、リヤフレーム４Ｂの詳細形状を示す平面図である。図９に示すように、リヤフレーム４Ｂには複数の貫通孔としての３個の独立した貫通孔４４が形成されている。この貫通孔４４の数は、三相巻線２３Ａ、２３Ｂの相数に対応している。これら複数の貫通孔４４は、同心状に配置されており、それぞれの貫通孔４４の間隔は、一部のみが広く、残部がほぼ等間隔になっている。したがって、複数の貫通孔４４は、全体として同一円上の一部分に偏って位置している。しかも、全ての貫通孔４４は、同一円上であってその円のほぼ半分の領域に偏在して位置している。なお、中性点出力を設ける場合には、貫通孔４４の数は、三相巻線２３Ａ、２３Ｂの相数よりも１多い数となる。
【００３４】
また、図７に示すように、絶縁保護部７９に収容される２本の出力用引出線は、リヤ側の冷却ファン３６から吐出窓４２に向かう冷却風の通路に配置されるため、この２本の出力用引出線を分散せずにまとめて配置することにより、ファン騒音の高次の次数成分を減らすことができる。
【００３５】
このように、本実施形態の車両用交流発電機１においては、リヤフレーム４Ｂに３つの貫通孔４４が形成されており、それぞれの貫通孔４４には、固定子２から整流回路７に延びる６本の出力用引出線の中の２本ずつがまとめられて収容されている。したがって、各貫通孔４４やこれに挿入される整流回路７の絶縁保護部７９によって生じる凹凸が少なくなるため、通風抵抗が少なくなって冷却性の向上が可能になる。また、リヤフレーム４Ｂの冷却ファン３６対向面の凹凸が減ることにより、冷却風とこれらの凹凸との干渉音が減るため、ファン騒音の低減が可能になる。さらに、リヤフレーム４Ｂに形成された貫通孔４４や整流回路７の端子台７８に形成される絶縁保護部７９の数が減ることにより、これらを製造する際に使用される成形型の形状が単純化されるため、型寿命が長くなることによる製造コストを低減も可能になる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、２本の出力用引出線をまとめて１つの絶縁保護部７９に収容するようにしたが、３本以上の出力用引出線をまとめるようにしてもよい。また、固定子２に２組の三相巻線２３Ａ、２３Ｂが含まれる場合を説明したが、１組の三相巻線のみによって固定子巻線２３が形成される場合や、３組以上の三相巻線によって固定子巻線２３が形成される場合にも本発明を適用することができる。特に、固定子２に含まれる三相巻線の数が増えると、出力用引出線の数が大幅に増すことになるため、これらの複数本をまとめて絶縁保護部７９に収容して、リヤフレーム４Ｂの１つの貫通孔４４を通して整流回路７に対する結線を行うことにより、ファン騒音の低減、冷却風の風量増加、製造コストの低減の効果はさらに大きくなる。また、固定子巻線２３を構成する複数の三相巻線は、その一部あるいは全部がΔ結線されたものを用いるようにしてもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態では、固定子巻線２３から引き出される６本の出力用引出線が、各三相巻線２３Ａ、２３Ｂのそれぞれ毎にグループ分けされて隔たった位置に配置されるようにしたが、各三相巻線２３Ａ、２３Ｂに含まれる３本の出力用引出線の中から互いに電気角が接近しているもの同士を１本ずつ選んで、これらを組にして同一の絶縁保護部７９に収容するようにしてもよい。
【００３８】
図１０は、固定子の変形例を示す平面図であり、電気角が接近した２本の出力用引出線を同一の絶縁保護部７９に収容する場合に適した固定子の巻線の状態が示されている。図１０において、固定子巻線２３のコイルエンドの所定位置から一方の三相巻線２３ＡのＸ相の出力用引出線Ｘ１が引き出されており、その近傍の位置（例えば１スロット分ずれた位置）から他方の三相巻線２３ＢのＵ相の出力用引出線Ｕ１が引き出されている。これら２本の出力用引出線Ｘ１、Ｕ１は、同一の絶縁保護部７９に収容される。また、図１０において、出力用引出線Ｘ１に対して反時計回り方向にほぼ９０°ずれたコイルエンド上の位置から三相巻線２３ＡのＹ相の出力用引出線Ｙ１が引き出されているとともに、その近傍の位置から他方の三相巻線２３ＢのＶ相の出力用引出線Ｖ１が引き出されており、これら２本の出力用引出線Ｙ１、Ｖ１が同一の絶縁保護部７９に収容される。同様に、図１０において、出力用引出線Ｘ１に対して時計回り方向にほぼ９０°ずれたコイルエンド上の位置から三相巻線２３ＡのＺ相の出力用引出線Ｚ１が引き出されているとともに、その近傍の位置から他方の三相巻線２３ＢのＷ相の出力用引出線Ｗ１が引き出されており、これら２本の出力用引出線Ｚ１、Ｗ１が同一の絶縁保護部７９に収容される。
【００３９】
また、三相巻線２３ＡのＹ相の中性点用引出線Ｙ２は、出力用引出線Ｙ１の近傍から引き出され、Ｘ相の出力用引出線Ｘ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｘ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては時計回り方向）に引き回される。同様に、三相巻線２３ＡのＺ相の中性点用引出線Ｚ２は、出力用引出線Ｚ１の近傍から引き出され、Ｘ相の出力用引出線Ｘ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｘ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては反時計回り方向）に引き回される。このようにして３本の中性点用引出線Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２が出力用引出線Ｘ１の近傍に集められ、これらを接合することにより一方の三相巻線２３Ａの中性点Ｎ１が形成される。
【００４０】
他方の三相巻線２３Ｂについても同様であり、Ｖ相の中性点用引出線Ｖ２は、出力用引出線Ｖ１の近傍から引き出され、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｕ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては時計回り方向）に引き回される。同様に、三相巻線２３ＢのＷ相の中性点用引出線Ｗ２は、出力用引出線Ｗ１の近傍から引き出され、Ｕ相の出力用引出線Ｕ１の近傍から引き出された中性点用引出線Ｕ２の近傍まで、コイルエンドに沿って円周方向（図１０においては反時計回り方向）に引き回される。このようにして３本の中性点用引出線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２が出力用引出線Ｕ１の近傍に集められ、これらを接合することにより他方の三相巻線２３Ｂの中性点Ｎ２が形成される。
【００４１】
このように、同一の絶縁保護部７９に収容される２本の出力用引出線に現れる誘起電圧の位相が互いに近くなるように（この場合は３０°）、巻線の状態が工夫されており、絶縁保護部７９内あるいはその近傍でこれらの引出線が短絡した場合であっても、出力電力が全く得られなくなることはない。
【００４２】
また、上述した実施形態では、図３あるいは図１０に示したように、互いに接近した位置から引き出された２本の出力用引出線を大きな変形を伴わずに絶縁保護部７９に収容するようにしたが、隔たった位置から引き出された２本の出力用引出線の形状を整形することにより、同じ絶縁保護部７９に収容するようにしてもよい。
【００４３】
図１１は、２本の出力用引出線がコイルエンドの比較的離れた位置から引き出された固定子の部分的な側面図である。例えば、図３に示した２本の出力用引出線Ｚ１とＵ１とが隔たった位置から引き出されている。
【００４４】
図１２は、図１１に示した固定子を図１に示した車両用交流発電機１に適用可能にした出力用引出線の整形状態を示す図である。図１２に示す固定子においては、２本の出力用引出線Ｚ１、Ｕ１を比較的隔たった位置から引き出し、互いに接近させるように折り曲げた後に、この２本の出力用引出線Ｚ１、Ｕ１をほぼ平行に延在させている。このように出力用引出線を引き出した後にその形状を整形するようにすれば、例えば固定子が比較的散在した位置に６本の出力用引出線を有する場合であっても、それらをほぼ３箇所にまとめて配置することができ、固定子の製造工程における扱いが容易になる。例えば、後工程において出力用引出線の形状を整形するため、引出線の変形を防止することができる。また、図３や図１０に示すように６本の出力用引出線をほぼ３箇所から引き出すことにより、あるいは、分散して引き出された４本以上の出力用引出線を図１２に示したようにクランク状に折り曲げることによって３箇所に集合させることにより、整流回路７との接続の作業性が向上する。特に、図１２に示したようにクランク状に出力用引出線を折り曲げる場合には、このクランク状部分において出力用引出線の変形を吸収できる利点もある。
【００４５】
また、上述した実施形態では、整流回路７の端子台７８の一部を絶縁保護部７９としたが、絶縁保護部７９を端子台７８とは別体の部品としてもよい。また、各出力用引出線と整流回路７の各端子との接続を溶接や半田付け等の接合によって行う場合を説明したが、これらの接続をねじ止め等によって行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態の車両用交流発電機の結線図である。
【図３】固定子の平面図である。
【図４】整流回路の詳細な構造を示す平面図である。
【図５】整流回路に含まれる端子台の絶縁保護部近傍の正面図である。
【図６】整流回路に含まれる端子台の絶縁保護部近傍の側面図である。
【図７】絶縁保護部近傍の部分的な断面図である。
【図８】図７に示すＰ方向から見た図である。
【図９】リヤフレームの詳細形状を示す平面図である。
【図１０】固定子の変形例を示す平面図である。
【図１１】固定子の変形例を示す部分的な側面図である。
【図１２】固定子の変形例を示す部分的な側面図である。
【符号の説明】
１車両用交流発電機
２固定子
３回転子
４フレーム
７整流回路
２３固定子巻線
２３Ａ、２３Ｂ三相巻線
３６冷却ファン
４４貫通孔
７９絶縁保護部
Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１出力用引出線

Claims

回転駆動される回転子と、前記回転子の外周に対向配置された固定子と、前記回転子および前記固定子を支持するフレームと、前記フレームの外側に配置されて前記固定子から引き出される複数本の出力用引出線が接続される整流回路とを備える車両用交流発電機において、
前記回転子には、少なくとも前記整流回路に近い側の軸方向端面に冷却ファンが取り付けられており、
前記フレームは、前記冷却ファンに対向しており、
前記フレームには、前記出力用引出線を貫通させるための複数の貫通孔が形成されており、
いずれかの一の前記貫通孔に、前記固定子から引き出される複数本の前記出力用引出線であって、前記整流回路における接続先が異なるものを収容すると共に、
前記固定子は、それぞれから前記出力用引出線が引き出される複数の多相巻線からなる固定子巻線を有し、かつ前記複数の多相巻線は、多相結線された互いに電気角の異なる２つの巻線組であり、前記貫通孔の数は、前記多相巻線の相数に対応しており、それぞれの前記巻線組に含まれる複数の前記出力用引出線について、電気角が互いに近いもの同士を２本１組にして、前記貫通孔のそれぞれに各組の２本の前記出力用引出線を収容したことを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１において、
前記固定子は、前記多相巻線が巻装されるスロットを備えた固定子鉄心を有しており、
前記多相巻線は、前記スロット間の渡線部として前記固定子鉄心から軸方向端部に露出しているコイルエンド部を有しており、
２つの巻線組からなる前記多相巻線は、それぞれＹ結線されており、
Ｙ結線された前記多相巻線の中性点は、前記コイルエンド部において形成されていることを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１または２において、
前記貫通孔には、前記フレームと、隣接して収容された複数の前記出力用引出線とを互いに電気絶縁する絶縁部材が設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記複数の多相巻線のそれぞれに対応する複数の前記整流回路を有することを特徴とする車両用交流発電機。
請求項４において、
前記複数の整流回路は、正極側および負極側のそれぞれにおいて互いに共通の放熱フィンを有していることを特徴とする車両用交流発電機。