JP4014071B2 - 交流発電機及びその巻線アッセンブリ並びに巻線アッセンブリの製造方法 - Google Patents
交流発電機及びその巻線アッセンブリ並びに巻線アッセンブリの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば乗用車、トラックに搭載される交流発電機およびその固定子巻線アッセンブリ並びに固定子巻線アッセンブリの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関により駆動される交流発電機の小型高出力化については、固定子の磁気回路内に納められる電気導体の占積率の向上および固定子巻線の渡り部、即ちコイルエンド部の整列化および高密度化が必要であり、例えば特開平１１−１６４５０６号公報等に記載されているように、種々の改良が提案されている。
【０００３】
図２７および図２８はそれぞれこの種従来の交流発電機の固定子巻線の要部をフロント側およびリヤ側から見た斜視図、図２９は図２７および図２８に示された従来の交流発電機の固定子巻線に適用される導体セグメントの構成を示す斜視図である。
図２７乃至図２９において、固定子９０は、固定子鉄心９１と、固定子鉄心９１に形成されたスロット９１ａ内に配置された複数の電気導体により構成される固定子巻線９２と、固定子鉄心９１と電気導体との間を電気的に絶縁するインシュレータ９３とにより構成される。
この従来例の固定子鉄心９１では、回転子の磁極数に対応して２組の３相固定子巻線を収容するように、９６本のスロット９１ａが等間隔に配置されている。そして、４本の電気導体が径方向に１列に配列されて各スロット９１ａ内に収容されており、これらの電気導体が所定のパターンで接続されることにより、固定子巻線９２が形成される。ここで、電気導体が収容されるスロット９１ａ内の径方向の内周側から１番目、２番目、３番目および４番目の位置を、それぞれ１番地、２番地、３番地および４番地と呼ぶ。
【０００４】
大セグメント９５および小セグメント９６は、銅等の短尺の導体を折り曲げ成形したもので、一対の直線部９５ａ、９６ａをターン部９５ｂ、９６ｂで連結してなる略Ｕ字状に成形されている。そして、小セグメント９６が６スロット（１磁極ピッチ）離れた２つのスロット９１ａ毎に、リヤ側から１本ずつ挿入されている。同様に、大セグメント９５が６スロット（１磁極ピッチ）離れた２つのスロット９１ａ毎に、リヤ側から１本ずつ挿入されている。そして、大セグメント９５および小セグメント９６のフロント側に延出する端部同士が接合されて固定子巻線９２を構成している。
【０００５】
具体的には、６スロット離れた各組のスロット９１ａにおいて、各小セグメント９６が、リヤ側から、１つのスロット９１ａ内の２番地と、他方のスロット９１ａ内の３番地とに挿入され、各大セグメント９５が、リヤ側から、１つのスロット９１ａ内の１番地と、他方のスロット９１ａ内の４番地とに挿入されている。そこで、各スロット９１ａ内では、大セグメント６５の直線部９５ａと小セグメント９６の直線部９６ａとが径方向に１列に４本並んで配列されている。
そして、１つのスロット９１ａ内の１番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと、そのスロット９１ａから時計回りに６スロット離れたスロット９１ａ内の２番地からフロント側に延出した小導体セグメント９６の端部９６ｃとが接合される。さらに、１つのスロット９１ａ内の４番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと、そのスロット９１ａから反時計回りに６スロット離れたスロット９１ａ内の３番地からフロント側に延出した小導体セグメント９６の端部９６ｃとが接合される。これにより、周回当たり２ターンの重ね巻きである２つの巻線が形成される。この２つの巻線が直列に接続されて、４ターンの１相分の巻線が形成されている。
同様にして、大セグメント９５および小セグメント９６の挿入されるスロット位置を１スロットずつずらして、それぞれ４ターンの巻線が６相分形成されている。そして、これらの巻線は３相分ずつ交流結線されて、２組の３相交流巻線からなる固定子巻線６２を構成している。
【０００６】
このように構成された従来の固定子９０においては、固定子鉄心９１のリヤ側では、各大セグメント９５のターン部９５ｂが同じ組のスロット９１ａに挿入された小セグメント９６のターン部９６ｂの外周側を覆うように配置されいる。その結果、ターン部９５ｂ、９６ｂが周方向に配列されて、リヤ側のコイルエンド群を構成している。
一方、固定子鉄心９１のフロント側では、１つのスロット９１ａ内の１番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと６スロット離れたスロット９１ａ内の２番地からフロント側に延出した小セグメント９６の端部９６ｃとの接合部と、１つのスロット９１ａ内の４番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと６スロット離れたスロット９１ａ内の３番地からフロント側に延出した小セグメント９６の端部９６ｂとの接合部とが、径方向に並んで配列されている。その結果、端部９５ｃ、９６ｃ同士の接合部が径方向に２列となって周方向に配列されて、フロント側のコイルエンド群を構成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の交流発電機の固定子巻線９２は、以上のように、短尺の導体を折り曲げて略Ｕ字状に成形された大セグメント９５および小セグメント９６を固定子鉄心９１のスロット９１ａにリヤ側から挿入し、フロント側に延出する端部同士を接合することにより構成されているので、多数の大セグメント９５および小セグメント９６を固定子鉄心９１のスロット９１ａに挿入し、さらに端部同士をひとつひとつ接合しなければならず、作業性が悪く量産性が低下してしまうという課題があった。
さらに、大セグメント９５ｃの端部９５ｃと小セグメント９６の端部９６ｃとを接合するためには、治具により端部９５ｃ、９６ｃの一部をクランプする必要があり、クランプ代だけ固定子鉄心９１から余分に延出させねならず、固定子９０の小型化が図れないという課題もあった。
【０００８】
また、従来の固定子９０においては、治具により端部９５ｃ、９６ｃの一部をクランプして端部９５ｃ、９６ｃ同士を溶接しているので、コイルエンド高さが高くなるとともに、溶接時の温度上昇により大セグメント６５および小セグメント６６が軟化して、固定子としての剛性が低下してしまう。その結果、従来の固定子９０を交流発電機に搭載した場合、コイルエンド部のコイルの漏れリアクタンスが増えて、出力が悪化し、また通風抵抗が増加して、風騒音が悪化し、さらに剛性が低下して、磁気騒音を増大させてしまうという課題があった。
【０００９】
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、量産性の向上および小型化が可能な交流発電機の巻線アッセンブリおよびその製造方法を得ることを目的とする。
さらには、コイルエンド高さを低くでき、かつ、コイルエンドにおける溶接箇所を削減でき、出力、風騒音および磁気騒音の悪化を抑制できる交流発電機を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る交流発電機は、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているものである。
【００１３】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記一方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているものである。
【００１４】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の端部に接合され、かつ、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線の端部に接合されて、２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線が上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているものである。
【００１５】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているものである。
【００１６】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層および上記他方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記一方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記他方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているものである。
【００１７】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に１列となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているものである。
【００１８】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリは、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたものである。
【００１９】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリは、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたものである。
【００２０】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリの製造方法は、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するものである。
【００２１】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリの製造方法は、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するものである。
【００２２】
【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構成を示す断面図、図２および図３はそれぞれこの交流発電機の固定子をリヤ側およびフロント側から見た斜視図、図４はこの交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図、図５はこの交流発電機の回路図である。図６乃至図９はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図、図１０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適用される巻線アッセンブリを示す平面図である。図１１および図１２はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。なお、図２および図３において、渡り結線、中性点および口出し線は省略されている。
【００２３】
図１において、車両用交流発電機は、ランドル型の回転子７が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から構成されたケース３内にシャフト６を介して回転自在に装着され、固定子８が回転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に固着されて構成されている。
シャフト６は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２に回転可能に支持されている。このシャフト６の一端にはプーリ４が固着され、エンジンの回転トルクをベルト(図示せず)を介してシャフト６に伝達できるようになっている。
回転子７に電流を供給するスリップリング９がシャフト６の他端部に固着され、一対のブラシ１０がこのスリップリング９に摺接するようにケース３内に配設されたブラシホルダ１１に収納されている。固定子８で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１８がブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシク１７に接着されている。固定子８に電気的に接続され、固定子８で生じた交流を直流に整流する整流器１２がケース３内に装着されている。
【００２４】
回転子７は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆うように設けられ、回転子コイル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とから構成される。一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ８つの爪形状の爪状磁極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。さらに、ファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されている。
また、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の軸方向の端面に設けられ、排気孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の外周両肩部に固定子巻線１６のフロント側およびリヤ側のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒの径方向外側に対向して設けられている。
【００２５】
固定子８は、図２および図３に示されるように、軸方向に延びるスロット１５ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の積層鉄心から成る固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６と、各スロット１５ａ内に装着されて固定子巻線１６と固定子鉄心１５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１６は、１本の素線３０が、固定子鉄心１５の端面側のスロット１５ａ外で折り返されて、所定スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きされて巻装された複数の巻線から構成されている。さらに、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列され、固定子鉄心１５のフロント側のスロット１５ａ外で折り返されて形成される素線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のコイルエンド群１６ｆを構成し、固定子鉄心１５のリヤ側のスロット１５ａ外で折り返されて形成される素線３０のターン部が軸方向に２層に重なって周方向に配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。
ここでは、固定子鉄心１５には、回転子７の磁極数（１６）に対応して、２組の３相交流巻線１６０を収容するように、９６本のスロット１５ａが等間隔に形成されている。即ち、毎極毎相のスロット数が２である。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線材が用いられる。
【００２６】
つぎに、１相分の固定子巻線１６１の巻線構造について図４を参照して具体的に説明する。なお、図４において、素線のリヤ側配線を実線で示し、素線のフロント側配線を点線で示し、素線の結線部を黒丸で示している。
１相分の固定子巻線１６１は、それぞれ１本の素線３０からなる第１および第２巻線３１、３２から構成されている。
そして、第１巻線３１は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋１）番と（１２ｍ＋７）番のスロット対において、（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの１番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの２番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの３番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの４番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、ｍ＝０，１，２・・・７である。
一方、第２巻線３２は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋７）番と｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット対において、（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの１番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの２番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの３番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの４番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、９７番のスロットは１番のスロットに相当する。
これにより、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる巻線を構成している。そして、各スロット１５ａ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。
【００２７】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の４３番の４番地と４９番の１番地とを連結する第１巻線３１のターン部を切断し、スロット番号の４３番の３番地と４９番の２番地とを連結する第２巻線３２のターン部を切断する。ついで、スロット番号の４３番の４番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ａと、スロット番号の４９番の２番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｂとが例えばアーク溶接により渡り結線されて、第１および第２巻線３１、３２が直列に接続される。これにより、４ターンの１相分の固定子巻線１６１が形成される。
この時、スロット番号の４３番の３番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ａと、スロット番号の４９番の１番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ｂとが、固定子巻線１６１の中性点（Ｎ）および口出し線（Ｏ）となる。
【００２８】
このようにして、素線３０が、挿入されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５に巻装され、さらに結線されて、６相分の固定子巻線１６１が形成されている。これにより、図２および図３に示されるように、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６を備えた固定子８が得られる。
そして、図５に示されるように、３相分の固定子巻線１６１を互いに電気角で１２０度の位相差をもつように星型結線されて２組の３相交流巻線１６０が構成されている。また、２組の３相交流巻線１６０は、互いに３０度の位相差をもって固定子鉄心１５に巻装されている。これらの２組の３相交流巻線１６０は、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。
【００２９】
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を介して回転子コイル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ベルトおよびプーリ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。そこで、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、その大きさがレギュレータ１８により調整され、バッテリに充電される。
【００３０】
そして、リヤ側においては、ファン５の回転により、外気が整流器１２のヒートシンクおよびレギュレータ１８のヒートシンク１７にそれぞれ対向して設けられた吸気孔２ａを通じて吸い込まれ、シャフト６の軸に沿って流れて整流器１２およびレギュレータ１８を冷却し、その後ファン５により遠心方向に曲げられて固定子巻線１６のリヤ側のコイルエンド群１６ｒを冷却し、排気孔２ｂより外部に排出される。一方、フロント側においては、ファン５の回転により、外気が吸気孔１ａから軸方向に吸い込まれ、その後ファン５により遠心方向に曲げられて固定子巻線１６のフロント側のコイルエンド群１６ｆを冷却し、排気孔１ｂより外部に排出される。
これにより、整流器１２、レギュレータ１８、固定子８および回転子７等に発生する熱が放熱され、それらの発熱部品の温度上昇が抑えられる。
【００３１】
このように、この実施の形態１によれば、固定子巻線１６を構成する各相の固定子巻線１６１がそれぞれ１本の素線３０で形成された第１および第２巻線３１、３２を備えている。そして、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ１本の素線３０が、６スロット離れて対をなし、かつ、１２スロットピッチで配列された各組のスロット対に順次１ターンずつ巻かれて、周回当たり２ターンの重ね巻きに形成されており、さらに６スロット毎にスロット１５ａ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形成されている。また、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列されている。そして、６スロット離れたスロット１５ａ内の異なる層を固定子鉄心１５の端面側で連結する素線３０のターン部がコイルエンドを構成している。
そこで、固定子鉄心１５のフロント側においては、１番地（第１層）と２番地（第２層）とを連結するターン部と３番地（第３層）と４番地（第４層）とを連結するターン部とが、ほぼ同一形状に形成され、周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、２列となって周方向に整然と配列されてコイルエンド群１６ｆを形成している。一方、固定子鉄心１５のリヤ側においては、１番地（第１層）と４番地（第４層）とを連結するターン部と２番地（第２層）と３番地（第３層）とを連結するターン部とが、軸方向に互いに離間して２層となって、かつ、周方向に互いに離間して、周方向に整然と配列されてコイルエンド群１６ｒを形成している。
【００３２】
このように構成された固定子８は、コイルエンドが素線３０のターン部、即ち連続線により構成されているので、接合箇所が著しく削減され、治具によりＵ字状の大セグメント９５および小セグメント９６の端部９５ｃ、９６ｃの一部をクランプして端部９５ｃ、９６ｃ同士を溶接してコイルエンドを構成している従来の固定子９０に比べて、コイルエンド高さを低くできるとともに、溶接時の温度上昇に起因する素線３０の軟化が少なく、固定子としての剛性の低下を抑えることができる。その結果、従来の固定子９０を搭載した交流発電機に比べて、コイルエンド部のコイルの漏れリアクタンスが少なく、出力を向上でき、また通風抵抗が低減して、風騒音が改善され、さらに剛性の低下が少なく、磁気騒音を低減できる交流発電機が得られる。
【００３３】
また、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒを周方向で略同一形状に形成でき、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの内径側端面における周方向の凹凸が抑えられ、回転子７とコイルエンド群１６ｆ、１６ｒとの間で発生する風騒音を低減させることができる。
また、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの軸方向高さが低く、接合部も少ないので、ファン５により形成された冷却風とコイルエンド群１６ｆ、１６ｒとの間の干渉音も小さくできる。
【００３４】
ついで、固定子８の組立方法について図６乃至図１２を参照しつつ具体的に説明する。
まず、１２本の長尺の素線３０を１スロットピッチ（ｐ）で平行に配列し、同時に同一平面上で雷状に折り曲げ形成する。この雷状に折り曲げられた素線３０群は、図６および図７に示されるように、それぞれスロット１５ａの溝長さと同等の長さ（ｌ0）を有する第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが、第１および第２の直線部３０ａ、３０ｂ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第１の傾斜部３０ｅにより連結され、第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃ間を素線３０の配列方向の他側に６スロット分（６ｐ）ずらして第２の傾斜部３０ｆにより連結され、第３および第４の直線部３０ｃ、３０ｄ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第３の傾斜部３０ｇにより連結されて形成された基本パターンを、隣り合う第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第４の傾斜部３０ｈにより連結するようにして所定数繰り返すように形成されている。この時、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄのそれぞれの間隔はｌ1であり、隣り合う第１および第４の直線部３０ａ、３０ｄの間隔ｌ2は間隔ｌ1より大きく形成されている。
【００３５】
ついで、図６および図７に矢印で示されるように、各第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇをその中心部で同一方向に折り返し、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻かれた扁平な筒状体４０を成形する。この筒状体４０は、図８に示されるように、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃが一面側に１スロットピッチで配列され、かつ、第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａが他面側に１スロットピッチで配列されて構成されている。
ついで、図８に示されるように、筒状体４０の一端部において、６本の第３の直線部３０ｃを中央部Ａで切断し、さらに筒状体４０の他端部において、６本の第２の直線部３０ｂを中央部Ｂで切断し、他の素線３０の端部とともに結線部を形成する端末処理を行う。
【００３６】
その後、図８および図９に矢印で示されるように、第２の直線部３０ｂと第３の直線部３０ｃとが相対するように、筒状体４０を１スロットピッチで配列された第２の傾斜部３０ｆおよび第４の傾斜部３０ｈの中央部で折り返し、図１０に示される巻線アッセンブリ４１を作製する。
この巻線アッセンブリ４１では、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが素線３０の幅方向に素線３０の幅と同等のピッチｗで４層に並んでピッチｐで配列されており、その一側において、第１のターン部としての折り返された第１の傾斜部３０ｅと、第３のターン部としての折り返された第３の傾斜部３０ｇとが２列になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。一方、その他側において、第２のターン部としての折り返された第２の傾斜部３０ｆと、第４のターン部としての折り返された第４の傾斜部３０ｈとが２層になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。
ここで、口出し線および中性点のリード部が巻線アッセンブリ４１の第４の傾斜部３０ｈから外方に延出しているが、これらのリード部は素線３０を雷状に折り曲げ成形する工程において特定の素線３０を繰り出して形成される。
【００３７】
また、台形形状のスロット４２ａが所定のピッチ（電気角で３０度）で形成された磁性材料であるＳＰＣＣ材を所定枚数積層し、その外周部をレーザ溶接して、図１１に示されるように、直方体の積層鉄心４２を作製する。
そして、図１２の（ａ）に示されるように、インシュレータ１９が積層鉄心４２のスロット４２ａに装着され、巻線アッセンブリ４１の第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄを各スロット４２ａ内に重ねて押し入れる。これにより、図１２の（ｂ）に示されるように、巻線アッセンブリ４１が積層鉄心４２に装着される。この時、素線３０の直線部は、インシュレータ１９により積層鉄心４２と絶縁されてスロット４２ａ内に径方向に４本並んで収納されている。
ついで、積層鉄心４２を丸め、その端面同士を当接させて溶接して、図１２（ｃ）に示されるように、円筒状の固定子鉄心１５を得る。
そして、同一素線３０の端部同士を結線して、６スロットピッチに配列された各スロット群に巻装された第１および第２巻線３１、３２がそれぞれ周回当たり２ターンの重ね巻きの巻線を形成する。ついで、先に説明したように、巻線アッセンブリ４１の各リード部を切断し、渡り結線した後、中性点を結線して、２組の３相交流巻線１６０を得る。
これにより、２組の３相交流巻線１６０からなる固定子巻線１６を固定子鉄心１５に巻装してなる固定子８が得られる。
【００３８】
このように、この実施の形態１によれば、１２本の素線３０を１スロットピッチで同一平面上に配列させ、図６および図７に示される雷状パターンに折り曲げ成形し、第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇの中央部で同一方向に折り返して第２の傾斜部３０ｆにより連結されている第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結されている第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが螺旋状に巻回された筒状体４０を形成し、ついで第２および第４の傾斜部３０ｆ、３０ｈの中央部で折り返して巻線アッセンブリ４１を形成しているので、６スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなる巻線アッセンブリを容易に製造することができる。
また、このように作製された巻線アッセンブリ４１を用いているので、巻線アッセンブリ４１を固定子鉄心１５に巻装することで、６相分の固定子巻線１６１が固定子鉄心１５に巻装されることになる。そこで、多数のセグメントを固定子鉄心のスロットに挿入し、さらに端部同士を一つ一つ接合するという煩雑な作業が不要となり、組立性および作業性が著しく向上され、量産性を高めることができる。さらに、固定子巻線のターン数を増やす場合には、複数の巻線アッセンブリ４１を重ねて固定子鉄心１５に巻装することで容易に対応できる。
また、コイルエンドが素線３０のターン部で構成されるので、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒにおける接合カ所は著しく削減される。これにより、コイルエンドを固定子鉄心１５の端面から余分に延出させる必要もなく、固定子８の小型化が図られる。さらに、接合による絶縁被膜の消失に伴う短絡事故の発生が抑えられるので、優れた絶縁性が得られるとともに、高歩留まりが得られる。さらには、接合による絶縁被膜の消失に伴う耐腐食性の低下を抑えることができる。
【００３９】
ここで、本願との比較のために、本出願人が先に特願平２０００−０１１７０４号に提案している巻線構造について説明する。
図１３は特願平２０００−０１１７０４号に記載された１相分の固定子巻線の結線状態を説明する平面図である。
図１３において、１相分の固定子巻線８０は、それぞれ１本の素線３０からなる第１乃至第４巻線８１〜８４から構成されている。そして、第１巻線８１は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の１番地と２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２巻線８２は、素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ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８３は、素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の３番地と４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４巻線８４は、素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ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。
これにより、第１乃至第４巻線８１〜８４は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ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巻装されてなる１ターンの巻線を構成している。
なお、図示していないが、素線３０が巻装されるスロット１５ａを１つずつずらして６相分の固定子巻線８０が形成されている。
【００４０】
そして、固定子鉄心１５の一端側において、スロット番号の６７番の２番地から延出する第１巻線８１の巻線端８１ｂと、スロット番号の６１番の３番地から延出する第３巻線８３の巻線端８３ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線Ｃ2-3）され、ついで、スロット番号の６１番の２番地から延出する第２巻線８２の巻線端８２ｂと、スロット番号の５５番の３番地から延出する第４巻線８４の巻線端８４ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線Ｃ2-3）され、さらに、スロット番号の６１番の１番地から延出する第１巻線８１の巻線端８１ａと、スロット番号の５５番の１番地から延出する第２巻線８２の巻線端８２ａとが渡り結線（同一番地渡り結線Ｃ1-1）される。これにより、第１乃至第４巻線８１〜８４が直列に接続されて、４ターンの１相分の固定子巻線８０が形成される。
この時、スロット番号の６７番の４番地から延出する第３巻線８３の巻線端８３ｂと、スロット番号の６１番の４番地から延出する第４巻線８４の巻線端８４ａとが、１相の固定子巻線８０の口出し線（Ｏａ）および中性点（Ｎａ）となる。
【００４１】
この比較例としての固定子巻線８０は、１本の素線３０を６スロット数毎にスロット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に巻装された１ターンの第１乃至第４巻線８１〜８４から構成されているので、多数のセグメントを固定子鉄心のスロットに挿入し、さらに端部同士を一つ一つ接合するという煩雑な作業が不要となり、組立性および作業性が著しく向上され、量産性を高めることができる。
さらに、コイルエンドが素線３０のターン部で構成されるので、コイルエンド群における接合カ所は著しく削減される。これにより、コイルエンドを固定子鉄心１５の端面から余分に延出させる必要もなく、固定子の小型化が図られる。
【００４２】
しかしながら、この固定子巻線８０は、１本の素線３０を波巻きに巻装してなる第１乃至第４巻線８１〜８４から構成されているので、第１乃至第４巻線８１〜８４を直列に接続するための渡り結線数が３箇所必要となってしまう。
一方、この実施の形態１による固定子巻線１６１は、１本の素線３０を周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装してなる第１および第２巻線３１、３２から構成されているので、第１および第２巻線３１、３２を直列に接続する渡り結線数が１箇所ですみ、比較例に比べて、結線作業性を向上させることができることがわかる。また、渡り結線数が削減され、結線部が簡素化されることで、コイルエンド群１６ｒの周方向の凹凸に起因する風音が抑えられ、低騒音化が図られる。さらに、渡り結線数が削減され、結線部が簡素化されることで、コイルエンド群１６ｒの通風抵抗が小さくなるので、その分風量が増大して、冷却効果が向上される。
【００４３】
実施の形態２．
図１４はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するフロント側正面図であり、図において、素線のフロント側配線を実線で示し、素線のリヤ側配線を点線で示し、素線の結線部を黒丸で示している。
１相分の固定子巻線１６１Ａは、それぞれ１本の素線３０からなる第１および第２巻線３１、３２から構成されている。
そして、第１巻線３１は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋１）番と（１２ｍ＋７）番のスロット対において、（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、ついで（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、その後（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通され、さらに（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、ｍ＝０，１，２・・・７である。
一方、第２巻線３２は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋７）番と｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット対において、（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、ついで｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、その後（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通され、さらに｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、９７番のスロットは１番のスロットに相当する。
これにより、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる巻線を構成している。
ついで、１番のスロット１５ａの１番地からフロント側に延出する第１巻線３１の巻線端と９１番のスロット１５ａの３番地からフロント側に延出する第２巻線３２の巻線端とを接合し、さらに１番のスロット１５ａの２番地からフロント側に延出する第２巻線３２の巻線端と９１番地のスロット１５ａの４番地からフロント側に延出する第１巻線３１の巻線端とを接合して、第１および第２巻線３１、３２が直列に接続された４ターンの巻線が得られる。
【００４４】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の４３番の３番地と４９番の４番地とを連結する第２巻線３２のターン部を切断し、スロット番号の４３番の３番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ａと、スロット番号の４９番の４番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｂとを中性点（Ｎ）および口出し線（Ｏ）とする４ターンの１相分の固定子巻線１６１Ａが形成される。
【００４５】
このようにして、素線３０が、挿入されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５に巻装され、さらに結線されて、６相分の固定子巻線１６１Ａが形成されている。
これにより、図１５および図１６に示されるように、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６Ａを備えた固定子８Ａが得られる。なお、図１５は固定子をリヤ側から見た斜視図、図１６は固定子をフロント側から見た斜視図であり、各図において中性点および口出し線は省略されている。
【００４６】
この実施の形態２による固定子巻線１６Ａを構成する各相の固定子巻き線１６１Ａは、それぞれ１本の素線３０が、６スロット離れて対をなし、かつ、１２スロットピッチで配列された各組のスロット対に順次１ターンずつ巻かれて、周回当たり２ターンの重ね巻きに形成されており、さらに６スロット毎にスロット１５ａ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形成された第１および第２巻線３１、３２から構成されている。また、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列されている。そして、６スロット離れたスロット１５ａ内の異なる層を固定子鉄心１５の端面側で連結する素線３０のターン部がコイルエンドを構成している。
従って、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４７】
この実施の形態２によれば、第１巻線３１の巻線端の一端と第２巻線３２の巻線端の他端とを接合し、さらに第２巻線３２の巻線端の一端と第１巻線３１の巻線端の他端とを接合することにより、第１および第２巻線３１、３２を直列に接続して４ターンに形成されている。そこで、上記実施の形態１において第１および第２巻線３１、３２間を渡り結線するために必要であった、第１および第２巻線３１、３２を固定子鉄心１５に巻装した後の切断・接合工程が不要となる。即ち、第１および第２巻線３１、３２を固定子鉄心１５に巻装した後、１相当たり第２巻線３２のリヤ側に延出する部位の１箇所を切断し、その切断端を中性点および口出し線とすればよく、作業性が向上される。
また、素線３０の折り返し部で構成されるターン部が径方向に２列となって周方向に配列されているコイルエンド群をリヤ側に配しているので、発熱部品である整流器１２やレギュレータ１８が実装されているリヤ側の通風路の通風抵抗が小さくなり、整流器１２やレギュレータ１８を効率的に冷却することができる。
【００４８】
実施の形態３．
図１７はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図、図１８および図１９はそれぞれこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機における固定子をリヤ側およびフロント側から見た斜視図である。なお、図１７において、素線のリヤ側配線を実線で示し、素線のフロント側配線を点線で示し、素線の結線部を黒丸で示している。また、図１８および図１９において、中性点および口出し線は省略されている。
【００４９】
図１７において、１相分の固定子巻線１６１Ｂは、それぞれ１本の素線３０からなる第１および第２巻線３１、３２から構成されている。
そして、第１巻線３１は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋１）番と（１２ｍ＋７）番のスロット対において、（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、ｍ＝０，１，２・・・７である。
一方、第２巻線３２は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋７）番と｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット対において、（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、９７番のスロットは１番のスロットに相当する。
そして、１番のスロット１５ａの１番地と９１番のスロット１５ａの２番地とからリヤ側に延出する第２の巻線３２の巻線端の両端を接合し、１番のスロット１５ａの４番地と９１番のスロット１５ａの３番地とからリヤ側に延出する第１の巻線３１の巻線端の両端を接合している。これにより、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる巻線を構成している。
【００５０】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の４３番の３番地と４９番の４番地とを連結する第１巻線３１のターン部を切断し、スロット番号の４３番の２番地と４９番の１番地とを連結する第２巻線３２のターン部を切断する。ついで、スロット番号の４３番の３番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ａと、スロット番号の４９番の１番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｂとが例えばアーク溶接により渡り結線されて、第１および第２巻線３１、３２が直列に接続される。これにより、４ターンの１相分の固定子巻線１６１Ｂが形成される。
この時、スロット番号の４３番の２番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ａと、スロット番号の４９番の４番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ｂとが、固定子巻線１６１Ｂの中性点（Ｎ）および口出し線（Ｏ）となる。
【００５１】
このようにして、素線３０が、挿入されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５に巻装され、さらに結線されて、６相分の固定子巻線１６１Ｂが形成されている。これにより、図１８および図１９に示されるように、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６Ｂを備えた固定子８Ｂが得られる。
【００５２】
この実施の形態３による固定子巻線１６Ｂを構成する各相の固定子巻き線１６１Ｂは、それぞれ１本の素線３０が、６スロット離れて対をなし、かつ、１２スロットピッチで配列された各組のスロット対に順次１ターンずつ巻かれて、周回当たり２ターンの重ね巻きに形成されており、さらに６スロット毎にスロット１５ａ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形成された第１および第２巻線３１、３２から構成されている。また、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列されている。そして、６スロット離れたスロット１５ａ内の異なる層を固定子鉄心１５の端面側で連結する素線３０のターン部がコイルエンドを構成している。
従って、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５３】
この実施の形態３によれば、素線３０の折り返し部で構成されるターン部が径方向に２列となって周方向に配列されているコイルエンド群をリヤ側に配しているので、発熱部品である整流器１２やレギュレータ１８が実装されているリヤ側の通風路の通風抵抗が小さくなり、整流器１２やレギュレータ１８を効率的に冷却することができる。
【００５４】
ついで、固定子８Ｂに適用される巻線アッセンブリの製造方法について図２０乃至図２３を参照しつつ具体的に説明する。
まず、１２本の長尺の素線３０を１スロットピッチ（ｐ）で平行に配列し、同時に同一平面上で雷状に折り曲げ形成する。この雷状に折り曲げられた素線３０群は、図２０および図２１に示されるように、それぞれスロット１５ａの溝長さと同等の長さ（ｌ0）を有する第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが、第１および第２の直線部３０ａ、３０ｂ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第１の傾斜部３０ｅにより連結され、第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第２の傾斜部３０ｆにより連結され、第３および第４の直線部３０ｃ、３０ｄ間を素線３０の配列方向の他側に６スロット分（６ｐ）ずらして第３の傾斜部３０ｇにより連結されて形成された基本パターンを、隣り合う第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第４の傾斜部３０ｈにより連結するようにして所定数繰り返すように形成されている。この時、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄのそれぞれの間隔はｌ1であり、隣り合う第１および第４の直線部３０ａ、３０ｄの間隔ｌ2は間隔ｌ1より大きく形成されている。
【００５５】
ついで、図２０および図２１に矢印で示されるように、各第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇをその中心部で同一方向に折り返し、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻かれた扁平な筒状体４０Ｂを成形する。この筒状体４０Ｂは、図２２に示されるように、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃが一面側に１スロットピッチで配列され、かつ、第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａが他面側に１スロットピッチで配列されて構成されている。
ついで、図２２に示されるように、筒状体４０Ｂの一端部において、６本の第３の直線部３０ｄを中央部Ａで切断し、さらに筒状体４０Ｂの他端部において、６本の第２の直線部３０ｃを中央部Ｂで切断し、他の素線３０の端部とともに結線部を形成する端末処理を行う。
【００５６】
その後、図２２に矢印で示されるように、第２の直線部３０ｂと第３の直線部３０ｃとが相対するように、筒状体４０Ｂを１スロットピッチで配列された第２の傾斜部３０ｆおよび第４の傾斜部３０ｈの中央部で折り返し、図２３に示される巻線アッセンブリ４１Ｂを作製する。
この巻線アッセンブリ４１では、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが素線３０の幅方向に素線３０の幅と同等のピッチｗで４層に並んでピッチｐで配列されており、その一側において、第１のターン部としての折り返された第１の傾斜部３０ｅと、第３のターン部としての折り返された第３の傾斜部３０ｇとが２列になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。一方、その他側において、第２のターン部としての折り返された第２の傾斜部３０ｆと、第４のターン部としての折り返された第４の傾斜部３０ｈとが２層になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。
ここで、口出し線および中性点のリード部が巻線アッセンブリ４１Ｂの第２および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇから外方に延出しているが、これらのリード部は素線３０を雷状に折り曲げ成形する工程において特定の素線３０を繰り出して形成される。
【００５７】
そして、図１２の（ａ）に示されているように、インシュレータ１９が積層鉄心４２のスロット４２ａに装着され、巻線アッセンブリ４１Ｂの第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄを各スロット４２ａ内に重ねて押し入れる。これにより、図１２の（ｂ）に示されるように、巻線アッセンブリ４１Ｂが積層鉄心４２に装着される。
ついで、積層鉄心４２を丸め、その端面同士を当接させて溶接して、図１２（ｃ）に示されるように、円筒状の固定子鉄心１５を得る。
そして、同一素線３０の端部同士を結線して、６スロットピッチに配列された各スロット群に巻装された第１および第２巻線３１、３２がそれぞれ周回当たり２ターンの重ね巻きの巻線を形成する。ついで、巻線アッセンブリ４１Ｂの各リード部を切断し、渡り結線した後、中性点を結線して、２組の３相交流巻線を得る。
これにより、２組の３相交流巻線からなる固定子巻線１６Ｂを固定子鉄心１５に巻装してなる固定子８Ｂが得られる。
【００５８】
このように、この実施の形態３によれば、１２本の素線３０を１スロットピッチで同一平面上に配列させ、図２０および図２１に示される雷状パターンに折り曲げ成形し、第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇの中央部で同一方向に折り返して第２の傾斜部３０ｆにより連結されている第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結されている第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが螺旋状に巻回された筒状体４０Ｂを形成し、ついで第２および第４の傾斜部３０ｆ、３０ｈの中央部で折り返して巻線アッセンブリ４１Ｂを形成しているので、６スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなる巻線アッセンブリを容易に製造することができる。
また、このように作製された巻線アッセンブリ４１Ｂを用いているので、巻線アッセンブリ４１Ｂを固定子鉄心１５に巻装することで、６相分の固定子巻線１６１が固定子鉄心１５に巻装されることになる。そこで、多数のセグメントを固定子鉄心のスロットに挿入し、さらに端部同士を一つ一つ接合するという煩雑な作業が不要となり、組立性および作業性が著しく向上され、量産性を高めることができる。さらに、固定子巻線のターン数を増やす場合には、複数の巻線アッセンブリ４１を重ねて固定子鉄心１５に巻装することで容易に対応できる。
また、コイルエンドが素線３０のターン部で構成されるので、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒにおける接合カ所は著しく削減される。これにより、コイルエンドを固定子鉄心１５の端面から余分に延出させる必要もなく、固定子８の小型化が図られる。さらに、接合による絶縁被膜の消失に伴う短絡事故の発生が抑えられるので、優れた絶縁性が得られるとともに、高歩留まりが得られる。さらには、接合による絶縁被膜の消失に伴う耐腐食性の低下を抑えることができる。
【００５９】
実施の形態４．
図２４および図２５はそれぞれこの発明の実施の形態４に係る交流発電機における固定子をリヤ側およびフロント側から見た斜視図、図２６はこの発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する図である。なお、図２４および図２５において、中性点および口出し線が省略されている。
【００６０】
この固定子８Ｃでは、図２４および図２５に示されるように、素線３０が各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に４本並んで収納されている。
そして、６スロット離れて対をなす各組のスロット対において、一方のスロット１５ａの１番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のフロント側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの２番地に収納され、一方のスロット１５ａの４番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のフロント側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの３番地に収納されている。
また、６スロット離れて対をなす各組のスロット対において、一方のスロット１５ａの４番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のリヤ側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの２番地に収納され、一方のスロット１５ａの３番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のリヤ側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの１番地に収納されている。
【００６１】
これにより、固定子巻線１６Ｃは、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる複数の巻線から構成されている。そして、固定子鉄心１５のフロント側のスロット外で折り返された素線３０のターン部が径方向に２列となって周方向に配列されてフロント側のコイルエンド群１６ｆを構成し、固定子鉄心１５のリヤ側のスロット外で折り返された素線３０のターン部が１列となって周方向に配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。また、複数の巻線が一体に形成されている巻線アッセンブリ４１Ｃは、図２６に示されるように、第１乃至第２の直線部３０ａ〜３０ｄが螺旋状に巻回された筒状体４０Ｃを第２および第４の傾斜部３０ｆ、３０ｈの中央部で折り返して成形される。
なお、他の構成は上記各実施の形態と同様に構成されている。
【００６２】
従って、この実施の形態４においても、上記各実施の形態と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態４によれば、素線３０のターン部が径方向に２列となって周方向に配列されてコイルエンド群１６ｆを構成し、素線３０のターン部が１列となって周方向に配列されてコイルエンド群１６ｒを構成しているので、両コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの軸方向高さを低くできる。これにより、上記各実施の形態に比べて、コイルのこれリアクタンスがさらに少なくなり、出力を向上できるとともに、通風抵抗がさらに低減して、風騒音が改善される。
【００６３】
なお、上記各実施の形態では、１６極の磁極数に対して、固定子のスロット数を９６スロットとしたが、１２極の磁極数に対しては、３相で７２個のスロット、２０極の磁極数に対しては１２０のスロットを採用してもよい。また、毎極毎相１の場合は、１６極の磁極数でスロット数４８、１２極の磁極数でスロット数３６、２０極の磁極数でスロット数６０でも良い。
この場合、毎極毎相当たりのスロット数がｘのｙ相巻線とすると、固定子巻線を構成する素線の本数は、２ｘｙとなり、巻線アッセンブリを構成する第１乃至第４の直線部はそれぞれ２ｘｙｐのピッチで配列され、第１の直線部と第２の直線部との配列方向におけるシフト量はｘｙｐとなる。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、４ターンのものについて説明しているが、更に低速出力が要求される場合は、８ターンとしても良い。この場合でも、２組の巻線アッセンブリ４１（４１Ｂ）を径方向に並べて固定子鉄心１５に挿入するだけで対応できる。また、６ターンの場合には、巻線アッセンブリ４１（４１Ｂ）と比較例で示した巻線アッセンブリとを径方向に並べて固定子鉄心１５に挿入するだけで対応できる。
【００６５】
【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。
【００６６】
この発明によれば、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる複数の巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されている。これにより、渡り結線数が削減され、結線部が簡素化されるので、コイルエンドの軸方向高さを低くでき、かつ、コイルエンドにおける溶接箇所を削減でき、出力、風騒音および磁気騒音の悪化を抑制でき、冷却性も向上する交流発電機が得られる。
【００６９】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記一方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているので、１相の固定子巻線当たりの渡り結線数が１となり、結線作業性を向上できる。また、渡り結線部に起因するコイルエンド群の周方向における凹凸が少なくなり、風音の悪化を抑えることができるとともに、通風抵抗が小さくなり、冷却効果が向上される。
【００７０】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の端部に接合され、かつ、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線の端部に接合されて、２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線が上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているので、１相の固定子巻線の渡り結線がなく、結線作業性をさらに向上できる。また、渡り結線部に起因するコイルエンド群の周方向における凹凸がなくなり、風音の悪化をさらに抑えることができるとともに、通風抵抗が小さくなり、冷却効果がさらに向上される。
【００７１】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているので、簡易な構成で固定子巻線を実現できる。
【００７２】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層および上記他方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記一方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記他方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているので、１相の固定子巻線当たりの渡り結線数が１となり、結線作業性を向上できる。また、渡り結線部に起因するコイルエンド群の周方向における凹凸が少なくなり、風音の悪化を抑えることができるとともに、通風抵抗が小さくなり、冷却効果が向上される。
【００７３】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に１列となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されている。これにより、固定子鉄心の両端面側におけるコイルエンドの軸方向高さを低くでき、出力を向上できるとともに風騒音を低減できる。
【００７４】
また、この発明によれば、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたので、量産性に優れ、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリが得られる。
【００７５】
また、この発明によれば、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたので、量産性に優れ、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリが得られる。
【００７６】
また、この発明によれば、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するので、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリを優れた量産性で製造することができる巻線アッセンブリの製造方法が得られる。
【００７７】
また、この発明によれば、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するので、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリを優れた量産性で製造することができる巻線アッセンブリの製造方法が得られる。
【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構成を示す断面図である。
【図２】 この交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図３】 この交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図４】 この交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図である。
【図５】 この交流発電機の回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図９】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子に適用される巻線アッセンブリを示す平面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。
【図１３】 比較例の交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態２に係る交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するフロント側正面図である。
【図１５】 この交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図１６】 この交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図１７】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図である。
【図１８】 この交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図１９】 この交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図２０】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図２１】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図２２】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図２３】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子に適用される巻線アッセンブリを示す平面図である。
【図２４】 この発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図２５】 この発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図２６】 この発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する図である。
【図２７】 従来の交流発電機の固定子巻線の要部をフロント側から見た斜視図である。
【図２８】 従来の交流発電機の固定子巻線の要部をリヤ側から見た斜視図である。
【図２９】 従来の交流発電機の固定子巻線に適用される導体セグメントの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、７ 回転子、８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ 固定子、１５ 固定子鉄心、１５ａ スロット、１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 固定子巻線、３０ 素線、３０ａ 第１の直線部、３０ｂ 第２の直線部、３０ｃ 第３の直線部、３０ｄ 第４の直線部、３０ｅ 第１の傾斜部、３０ｆ 第２の傾斜部、３０ｇ 第３の傾斜部、３０ｈ 第４の傾斜部、３１ 第１巻線、３２ 第２巻線、４０、４０Ｂ、４０Ｃ 筒状体、４１、４１Ｂ、４１Ｃ 巻線アッセンブリ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば乗用車、トラックに搭載される交流発電機およびその固定子巻線アッセンブリ並びに固定子巻線アッセンブリの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関により駆動される交流発電機の小型高出力化については、固定子の磁気回路内に納められる電気導体の占積率の向上および固定子巻線の渡り部、即ちコイルエンド部の整列化および高密度化が必要であり、例えば特開平１１−１６４５０６号公報等に記載されているように、種々の改良が提案されている。
【０００３】
図２７および図２８はそれぞれこの種従来の交流発電機の固定子巻線の要部をフロント側およびリヤ側から見た斜視図、図２９は図２７および図２８に示された従来の交流発電機の固定子巻線に適用される導体セグメントの構成を示す斜視図である。
図２７乃至図２９において、固定子９０は、固定子鉄心９１と、固定子鉄心９１に形成されたスロット９１ａ内に配置された複数の電気導体により構成される固定子巻線９２と、固定子鉄心９１と電気導体との間を電気的に絶縁するインシュレータ９３とにより構成される。
この従来例の固定子鉄心９１では、回転子の磁極数に対応して２組の３相固定子巻線を収容するように、９６本のスロット９１ａが等間隔に配置されている。そして、４本の電気導体が径方向に１列に配列されて各スロット９１ａ内に収容されており、これらの電気導体が所定のパターンで接続されることにより、固定子巻線９２が形成される。ここで、電気導体が収容されるスロット９１ａ内の径方向の内周側から１番目、２番目、３番目および４番目の位置を、それぞれ１番地、２番地、３番地および４番地と呼ぶ。
【０００４】
大セグメント９５および小セグメント９６は、銅等の短尺の導体を折り曲げ成形したもので、一対の直線部９５ａ、９６ａをターン部９５ｂ、９６ｂで連結してなる略Ｕ字状に成形されている。そして、小セグメント９６が６スロット（１磁極ピッチ）離れた２つのスロット９１ａ毎に、リヤ側から１本ずつ挿入されている。同様に、大セグメント９５が６スロット（１磁極ピッチ）離れた２つのスロット９１ａ毎に、リヤ側から１本ずつ挿入されている。そして、大セグメント９５および小セグメント９６のフロント側に延出する端部同士が接合されて固定子巻線９２を構成している。
【０００５】
具体的には、６スロット離れた各組のスロット９１ａにおいて、各小セグメント９６が、リヤ側から、１つのスロット９１ａ内の２番地と、他方のスロット９１ａ内の３番地とに挿入され、各大セグメント９５が、リヤ側から、１つのスロット９１ａ内の１番地と、他方のスロット９１ａ内の４番地とに挿入されている。そこで、各スロット９１ａ内では、大セグメント６５の直線部９５ａと小セグメント９６の直線部９６ａとが径方向に１列に４本並んで配列されている。
そして、１つのスロット９１ａ内の１番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと、そのスロット９１ａから時計回りに６スロット離れたスロット９１ａ内の２番地からフロント側に延出した小導体セグメント９６の端部９６ｃとが接合される。さらに、１つのスロット９１ａ内の４番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと、そのスロット９１ａから反時計回りに６スロット離れたスロット９１ａ内の３番地からフロント側に延出した小導体セグメント９６の端部９６ｃとが接合される。これにより、周回当たり２ターンの重ね巻きである２つの巻線が形成される。この２つの巻線が直列に接続されて、４ターンの１相分の巻線が形成されている。
同様にして、大セグメント９５および小セグメント９６の挿入されるスロット位置を１スロットずつずらして、それぞれ４ターンの巻線が６相分形成されている。そして、これらの巻線は３相分ずつ交流結線されて、２組の３相交流巻線からなる固定子巻線６２を構成している。
【０００６】
このように構成された従来の固定子９０においては、固定子鉄心９１のリヤ側では、各大セグメント９５のターン部９５ｂが同じ組のスロット９１ａに挿入された小セグメント９６のターン部９６ｂの外周側を覆うように配置されいる。その結果、ターン部９５ｂ、９６ｂが周方向に配列されて、リヤ側のコイルエンド群を構成している。
一方、固定子鉄心９１のフロント側では、１つのスロット９１ａ内の１番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと６スロット離れたスロット９１ａ内の２番地からフロント側に延出した小セグメント９６の端部９６ｃとの接合部と、１つのスロット９１ａ内の４番地からフロント側に延出した大セグメント９５の端部９５ｃと６スロット離れたスロット９１ａ内の３番地からフロント側に延出した小セグメント９６の端部９６ｂとの接合部とが、径方向に並んで配列されている。その結果、端部９５ｃ、９６ｃ同士の接合部が径方向に２列となって周方向に配列されて、フロント側のコイルエンド群を構成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の交流発電機の固定子巻線９２は、以上のように、短尺の導体を折り曲げて略Ｕ字状に成形された大セグメント９５および小セグメント９６を固定子鉄心９１のスロット９１ａにリヤ側から挿入し、フロント側に延出する端部同士を接合することにより構成されているので、多数の大セグメント９５および小セグメント９６を固定子鉄心９１のスロット９１ａに挿入し、さらに端部同士をひとつひとつ接合しなければならず、作業性が悪く量産性が低下してしまうという課題があった。
さらに、大セグメント９５ｃの端部９５ｃと小セグメント９６の端部９６ｃとを接合するためには、治具により端部９５ｃ、９６ｃの一部をクランプする必要があり、クランプ代だけ固定子鉄心９１から余分に延出させねならず、固定子９０の小型化が図れないという課題もあった。
【０００８】
また、従来の固定子９０においては、治具により端部９５ｃ、９６ｃの一部をクランプして端部９５ｃ、９６ｃ同士を溶接しているので、コイルエンド高さが高くなるとともに、溶接時の温度上昇により大セグメント６５および小セグメント６６が軟化して、固定子としての剛性が低下してしまう。その結果、従来の固定子９０を交流発電機に搭載した場合、コイルエンド部のコイルの漏れリアクタンスが増えて、出力が悪化し、また通風抵抗が増加して、風騒音が悪化し、さらに剛性が低下して、磁気騒音を増大させてしまうという課題があった。
【０００９】
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、量産性の向上および小型化が可能な交流発電機の巻線アッセンブリおよびその製造方法を得ることを目的とする。
さらには、コイルエンド高さを低くでき、かつ、コイルエンドにおける溶接箇所を削減でき、出力、風騒音および磁気騒音の悪化を抑制できる交流発電機を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る交流発電機は、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているものである。
【００１３】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記一方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているものである。
【００１４】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の端部に接合され、かつ、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線の端部に接合されて、２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線が上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているものである。
【００１５】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているものである。
【００１６】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層および上記他方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記一方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記他方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているものである。
【００１７】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に１列となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているものである。
【００１８】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリは、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたものである。
【００１９】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリは、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたものである。
【００２０】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリの製造方法は、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するものである。
【００２１】
また、この発明に係る交流発電機の巻線アッセンブリの製造方法は、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するものである。
【００２２】
【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構成を示す断面図、図２および図３はそれぞれこの交流発電機の固定子をリヤ側およびフロント側から見た斜視図、図４はこの交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図、図５はこの交流発電機の回路図である。図６乃至図９はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図、図１０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適用される巻線アッセンブリを示す平面図である。図１１および図１２はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。なお、図２および図３において、渡り結線、中性点および口出し線は省略されている。
【００２３】
図１において、車両用交流発電機は、ランドル型の回転子７が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から構成されたケース３内にシャフト６を介して回転自在に装着され、固定子８が回転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に固着されて構成されている。
シャフト６は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２に回転可能に支持されている。このシャフト６の一端にはプーリ４が固着され、エンジンの回転トルクをベルト(図示せず)を介してシャフト６に伝達できるようになっている。
回転子７に電流を供給するスリップリング９がシャフト６の他端部に固着され、一対のブラシ１０がこのスリップリング９に摺接するようにケース３内に配設されたブラシホルダ１１に収納されている。固定子８で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１８がブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシク１７に接着されている。固定子８に電気的に接続され、固定子８で生じた交流を直流に整流する整流器１２がケース３内に装着されている。
【００２４】
回転子７は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆うように設けられ、回転子コイル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とから構成される。一対のポールコア２０、２１は、鉄製で、それぞれ８つの爪形状の爪状磁極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。さらに、ファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されている。
また、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の軸方向の端面に設けられ、排気孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の外周両肩部に固定子巻線１６のフロント側およびリヤ側のコイルエンド群１６ｆ、１６ｒの径方向外側に対向して設けられている。
【００２５】
固定子８は、図２および図３に示されるように、軸方向に延びるスロット１５ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の積層鉄心から成る固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６と、各スロット１５ａ内に装着されて固定子巻線１６と固定子鉄心１５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１６は、１本の素線３０が、固定子鉄心１５の端面側のスロット１５ａ外で折り返されて、所定スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きされて巻装された複数の巻線から構成されている。さらに、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列され、固定子鉄心１５のフロント側のスロット１５ａ外で折り返されて形成される素線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のコイルエンド群１６ｆを構成し、固定子鉄心１５のリヤ側のスロット１５ａ外で折り返されて形成される素線３０のターン部が軸方向に２層に重なって周方向に配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。
ここでは、固定子鉄心１５には、回転子７の磁極数（１６）に対応して、２組の３相交流巻線１６０を収容するように、９６本のスロット１５ａが等間隔に形成されている。即ち、毎極毎相のスロット数が２である。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線材が用いられる。
【００２６】
つぎに、１相分の固定子巻線１６１の巻線構造について図４を参照して具体的に説明する。なお、図４において、素線のリヤ側配線を実線で示し、素線のフロント側配線を点線で示し、素線の結線部を黒丸で示している。
１相分の固定子巻線１６１は、それぞれ１本の素線３０からなる第１および第２巻線３１、３２から構成されている。
そして、第１巻線３１は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋１）番と（１２ｍ＋７）番のスロット対において、（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの１番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの２番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの３番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの４番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、ｍ＝０，１，２・・・７である。
一方、第２巻線３２は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋７）番と｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット対において、（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの１番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの２番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの３番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの４番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、９７番のスロットは１番のスロットに相当する。
これにより、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる巻線を構成している。そして、各スロット１５ａ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。
【００２７】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の４３番の４番地と４９番の１番地とを連結する第１巻線３１のターン部を切断し、スロット番号の４３番の３番地と４９番の２番地とを連結する第２巻線３２のターン部を切断する。ついで、スロット番号の４３番の４番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ａと、スロット番号の４９番の２番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｂとが例えばアーク溶接により渡り結線されて、第１および第２巻線３１、３２が直列に接続される。これにより、４ターンの１相分の固定子巻線１６１が形成される。
この時、スロット番号の４３番の３番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ａと、スロット番号の４９番の１番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ｂとが、固定子巻線１６１の中性点（Ｎ）および口出し線（Ｏ）となる。
【００２８】
このようにして、素線３０が、挿入されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５に巻装され、さらに結線されて、６相分の固定子巻線１６１が形成されている。これにより、図２および図３に示されるように、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６を備えた固定子８が得られる。
そして、図５に示されるように、３相分の固定子巻線１６１を互いに電気角で１２０度の位相差をもつように星型結線されて２組の３相交流巻線１６０が構成されている。また、２組の３相交流巻線１６０は、互いに３０度の位相差をもって固定子鉄心１５に巻装されている。これらの２組の３相交流巻線１６０は、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。
【００２９】
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を介して回転子コイル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ベルトおよびプーリ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。そこで、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、その大きさがレギュレータ１８により調整され、バッテリに充電される。
【００３０】
そして、リヤ側においては、ファン５の回転により、外気が整流器１２のヒートシンクおよびレギュレータ１８のヒートシンク１７にそれぞれ対向して設けられた吸気孔２ａを通じて吸い込まれ、シャフト６の軸に沿って流れて整流器１２およびレギュレータ１８を冷却し、その後ファン５により遠心方向に曲げられて固定子巻線１６のリヤ側のコイルエンド群１６ｒを冷却し、排気孔２ｂより外部に排出される。一方、フロント側においては、ファン５の回転により、外気が吸気孔１ａから軸方向に吸い込まれ、その後ファン５により遠心方向に曲げられて固定子巻線１６のフロント側のコイルエンド群１６ｆを冷却し、排気孔１ｂより外部に排出される。
これにより、整流器１２、レギュレータ１８、固定子８および回転子７等に発生する熱が放熱され、それらの発熱部品の温度上昇が抑えられる。
【００３１】
このように、この実施の形態１によれば、固定子巻線１６を構成する各相の固定子巻線１６１がそれぞれ１本の素線３０で形成された第１および第２巻線３１、３２を備えている。そして、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ１本の素線３０が、６スロット離れて対をなし、かつ、１２スロットピッチで配列された各組のスロット対に順次１ターンずつ巻かれて、周回当たり２ターンの重ね巻きに形成されており、さらに６スロット毎にスロット１５ａ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形成されている。また、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列されている。そして、６スロット離れたスロット１５ａ内の異なる層を固定子鉄心１５の端面側で連結する素線３０のターン部がコイルエンドを構成している。
そこで、固定子鉄心１５のフロント側においては、１番地（第１層）と２番地（第２層）とを連結するターン部と３番地（第３層）と４番地（第４層）とを連結するターン部とが、ほぼ同一形状に形成され、周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、２列となって周方向に整然と配列されてコイルエンド群１６ｆを形成している。一方、固定子鉄心１５のリヤ側においては、１番地（第１層）と４番地（第４層）とを連結するターン部と２番地（第２層）と３番地（第３層）とを連結するターン部とが、軸方向に互いに離間して２層となって、かつ、周方向に互いに離間して、周方向に整然と配列されてコイルエンド群１６ｒを形成している。
【００３２】
このように構成された固定子８は、コイルエンドが素線３０のターン部、即ち連続線により構成されているので、接合箇所が著しく削減され、治具によりＵ字状の大セグメント９５および小セグメント９６の端部９５ｃ、９６ｃの一部をクランプして端部９５ｃ、９６ｃ同士を溶接してコイルエンドを構成している従来の固定子９０に比べて、コイルエンド高さを低くできるとともに、溶接時の温度上昇に起因する素線３０の軟化が少なく、固定子としての剛性の低下を抑えることができる。その結果、従来の固定子９０を搭載した交流発電機に比べて、コイルエンド部のコイルの漏れリアクタンスが少なく、出力を向上でき、また通風抵抗が低減して、風騒音が改善され、さらに剛性の低下が少なく、磁気騒音を低減できる交流発電機が得られる。
【００３３】
また、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒを周方向で略同一形状に形成でき、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの内径側端面における周方向の凹凸が抑えられ、回転子７とコイルエンド群１６ｆ、１６ｒとの間で発生する風騒音を低減させることができる。
また、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの軸方向高さが低く、接合部も少ないので、ファン５により形成された冷却風とコイルエンド群１６ｆ、１６ｒとの間の干渉音も小さくできる。
【００３４】
ついで、固定子８の組立方法について図６乃至図１２を参照しつつ具体的に説明する。
まず、１２本の長尺の素線３０を１スロットピッチ（ｐ）で平行に配列し、同時に同一平面上で雷状に折り曲げ形成する。この雷状に折り曲げられた素線３０群は、図６および図７に示されるように、それぞれスロット１５ａの溝長さと同等の長さ（ｌ0）を有する第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが、第１および第２の直線部３０ａ、３０ｂ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第１の傾斜部３０ｅにより連結され、第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃ間を素線３０の配列方向の他側に６スロット分（６ｐ）ずらして第２の傾斜部３０ｆにより連結され、第３および第４の直線部３０ｃ、３０ｄ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第３の傾斜部３０ｇにより連結されて形成された基本パターンを、隣り合う第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第４の傾斜部３０ｈにより連結するようにして所定数繰り返すように形成されている。この時、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄのそれぞれの間隔はｌ1であり、隣り合う第１および第４の直線部３０ａ、３０ｄの間隔ｌ2は間隔ｌ1より大きく形成されている。
【００３５】
ついで、図６および図７に矢印で示されるように、各第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇをその中心部で同一方向に折り返し、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻かれた扁平な筒状体４０を成形する。この筒状体４０は、図８に示されるように、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃが一面側に１スロットピッチで配列され、かつ、第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａが他面側に１スロットピッチで配列されて構成されている。
ついで、図８に示されるように、筒状体４０の一端部において、６本の第３の直線部３０ｃを中央部Ａで切断し、さらに筒状体４０の他端部において、６本の第２の直線部３０ｂを中央部Ｂで切断し、他の素線３０の端部とともに結線部を形成する端末処理を行う。
【００３６】
その後、図８および図９に矢印で示されるように、第２の直線部３０ｂと第３の直線部３０ｃとが相対するように、筒状体４０を１スロットピッチで配列された第２の傾斜部３０ｆおよび第４の傾斜部３０ｈの中央部で折り返し、図１０に示される巻線アッセンブリ４１を作製する。
この巻線アッセンブリ４１では、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが素線３０の幅方向に素線３０の幅と同等のピッチｗで４層に並んでピッチｐで配列されており、その一側において、第１のターン部としての折り返された第１の傾斜部３０ｅと、第３のターン部としての折り返された第３の傾斜部３０ｇとが２列になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。一方、その他側において、第２のターン部としての折り返された第２の傾斜部３０ｆと、第４のターン部としての折り返された第４の傾斜部３０ｈとが２層になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。
ここで、口出し線および中性点のリード部が巻線アッセンブリ４１の第４の傾斜部３０ｈから外方に延出しているが、これらのリード部は素線３０を雷状に折り曲げ成形する工程において特定の素線３０を繰り出して形成される。
【００３７】
また、台形形状のスロット４２ａが所定のピッチ（電気角で３０度）で形成された磁性材料であるＳＰＣＣ材を所定枚数積層し、その外周部をレーザ溶接して、図１１に示されるように、直方体の積層鉄心４２を作製する。
そして、図１２の（ａ）に示されるように、インシュレータ１９が積層鉄心４２のスロット４２ａに装着され、巻線アッセンブリ４１の第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄを各スロット４２ａ内に重ねて押し入れる。これにより、図１２の（ｂ）に示されるように、巻線アッセンブリ４１が積層鉄心４２に装着される。この時、素線３０の直線部は、インシュレータ１９により積層鉄心４２と絶縁されてスロット４２ａ内に径方向に４本並んで収納されている。
ついで、積層鉄心４２を丸め、その端面同士を当接させて溶接して、図１２（ｃ）に示されるように、円筒状の固定子鉄心１５を得る。
そして、同一素線３０の端部同士を結線して、６スロットピッチに配列された各スロット群に巻装された第１および第２巻線３１、３２がそれぞれ周回当たり２ターンの重ね巻きの巻線を形成する。ついで、先に説明したように、巻線アッセンブリ４１の各リード部を切断し、渡り結線した後、中性点を結線して、２組の３相交流巻線１６０を得る。
これにより、２組の３相交流巻線１６０からなる固定子巻線１６を固定子鉄心１５に巻装してなる固定子８が得られる。
【００３８】
このように、この実施の形態１によれば、１２本の素線３０を１スロットピッチで同一平面上に配列させ、図６および図７に示される雷状パターンに折り曲げ成形し、第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇの中央部で同一方向に折り返して第２の傾斜部３０ｆにより連結されている第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結されている第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが螺旋状に巻回された筒状体４０を形成し、ついで第２および第４の傾斜部３０ｆ、３０ｈの中央部で折り返して巻線アッセンブリ４１を形成しているので、６スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなる巻線アッセンブリを容易に製造することができる。
また、このように作製された巻線アッセンブリ４１を用いているので、巻線アッセンブリ４１を固定子鉄心１５に巻装することで、６相分の固定子巻線１６１が固定子鉄心１５に巻装されることになる。そこで、多数のセグメントを固定子鉄心のスロットに挿入し、さらに端部同士を一つ一つ接合するという煩雑な作業が不要となり、組立性および作業性が著しく向上され、量産性を高めることができる。さらに、固定子巻線のターン数を増やす場合には、複数の巻線アッセンブリ４１を重ねて固定子鉄心１５に巻装することで容易に対応できる。
また、コイルエンドが素線３０のターン部で構成されるので、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒにおける接合カ所は著しく削減される。これにより、コイルエンドを固定子鉄心１５の端面から余分に延出させる必要もなく、固定子８の小型化が図られる。さらに、接合による絶縁被膜の消失に伴う短絡事故の発生が抑えられるので、優れた絶縁性が得られるとともに、高歩留まりが得られる。さらには、接合による絶縁被膜の消失に伴う耐腐食性の低下を抑えることができる。
【００３９】
ここで、本願との比較のために、本出願人が先に特願平２０００−０１１７０４号に提案している巻線構造について説明する。
図１３は特願平２０００−０１１７０４号に記載された１相分の固定子巻線の結線状態を説明する平面図である。
図１３において、１相分の固定子巻線８０は、それぞれ１本の素線３０からなる第１乃至第４巻線８１〜８４から構成されている。そして、第１巻線８１は、１本の素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の１番地と２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２巻線８２は、素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ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８３は、素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ内の３番地と４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４巻線８４は、素線３０を、スロット番号の１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１５ａ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。
これにより、第１乃至第４巻線８１〜８４は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ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巻装されてなる１ターンの巻線を構成している。
なお、図示していないが、素線３０が巻装されるスロット１５ａを１つずつずらして６相分の固定子巻線８０が形成されている。
【００４０】
そして、固定子鉄心１５の一端側において、スロット番号の６７番の２番地から延出する第１巻線８１の巻線端８１ｂと、スロット番号の６１番の３番地から延出する第３巻線８３の巻線端８３ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線Ｃ2-3）され、ついで、スロット番号の６１番の２番地から延出する第２巻線８２の巻線端８２ｂと、スロット番号の５５番の３番地から延出する第４巻線８４の巻線端８４ａとが渡り結線（隣接番地渡り結線Ｃ2-3）され、さらに、スロット番号の６１番の１番地から延出する第１巻線８１の巻線端８１ａと、スロット番号の５５番の１番地から延出する第２巻線８２の巻線端８２ａとが渡り結線（同一番地渡り結線Ｃ1-1）される。これにより、第１乃至第４巻線８１〜８４が直列に接続されて、４ターンの１相分の固定子巻線８０が形成される。
この時、スロット番号の６７番の４番地から延出する第３巻線８３の巻線端８３ｂと、スロット番号の６１番の４番地から延出する第４巻線８４の巻線端８４ａとが、１相の固定子巻線８０の口出し線（Ｏａ）および中性点（Ｎａ）となる。
【００４１】
この比較例としての固定子巻線８０は、１本の素線３０を６スロット数毎にスロット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に巻装された１ターンの第１乃至第４巻線８１〜８４から構成されているので、多数のセグメントを固定子鉄心のスロットに挿入し、さらに端部同士を一つ一つ接合するという煩雑な作業が不要となり、組立性および作業性が著しく向上され、量産性を高めることができる。
さらに、コイルエンドが素線３０のターン部で構成されるので、コイルエンド群における接合カ所は著しく削減される。これにより、コイルエンドを固定子鉄心１５の端面から余分に延出させる必要もなく、固定子の小型化が図られる。
【００４２】
しかしながら、この固定子巻線８０は、１本の素線３０を波巻きに巻装してなる第１乃至第４巻線８１〜８４から構成されているので、第１乃至第４巻線８１〜８４を直列に接続するための渡り結線数が３箇所必要となってしまう。
一方、この実施の形態１による固定子巻線１６１は、１本の素線３０を周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装してなる第１および第２巻線３１、３２から構成されているので、第１および第２巻線３１、３２を直列に接続する渡り結線数が１箇所ですみ、比較例に比べて、結線作業性を向上させることができることがわかる。また、渡り結線数が削減され、結線部が簡素化されることで、コイルエンド群１６ｒの周方向の凹凸に起因する風音が抑えられ、低騒音化が図られる。さらに、渡り結線数が削減され、結線部が簡素化されることで、コイルエンド群１６ｒの通風抵抗が小さくなるので、その分風量が増大して、冷却効果が向上される。
【００４３】
実施の形態２．
図１４はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するフロント側正面図であり、図において、素線のフロント側配線を実線で示し、素線のリヤ側配線を点線で示し、素線の結線部を黒丸で示している。
１相分の固定子巻線１６１Ａは、それぞれ１本の素線３０からなる第１および第２巻線３１、３２から構成されている。
そして、第１巻線３１は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋１）番と（１２ｍ＋７）番のスロット対において、（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、ついで（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、その後（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通され、さらに（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、ｍ＝０，１，２・・・７である。
一方、第２巻線３２は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋７）番と｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット対において、（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、ついで｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、その後（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通され、さらに｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、９７番のスロットは１番のスロットに相当する。
これにより、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる巻線を構成している。
ついで、１番のスロット１５ａの１番地からフロント側に延出する第１巻線３１の巻線端と９１番のスロット１５ａの３番地からフロント側に延出する第２巻線３２の巻線端とを接合し、さらに１番のスロット１５ａの２番地からフロント側に延出する第２巻線３２の巻線端と９１番地のスロット１５ａの４番地からフロント側に延出する第１巻線３１の巻線端とを接合して、第１および第２巻線３１、３２が直列に接続された４ターンの巻線が得られる。
【００４４】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の４３番の３番地と４９番の４番地とを連結する第２巻線３２のターン部を切断し、スロット番号の４３番の３番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ａと、スロット番号の４９番の４番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｂとを中性点（Ｎ）および口出し線（Ｏ）とする４ターンの１相分の固定子巻線１６１Ａが形成される。
【００４５】
このようにして、素線３０が、挿入されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５に巻装され、さらに結線されて、６相分の固定子巻線１６１Ａが形成されている。
これにより、図１５および図１６に示されるように、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６Ａを備えた固定子８Ａが得られる。なお、図１５は固定子をリヤ側から見た斜視図、図１６は固定子をフロント側から見た斜視図であり、各図において中性点および口出し線は省略されている。
【００４６】
この実施の形態２による固定子巻線１６Ａを構成する各相の固定子巻き線１６１Ａは、それぞれ１本の素線３０が、６スロット離れて対をなし、かつ、１２スロットピッチで配列された各組のスロット対に順次１ターンずつ巻かれて、周回当たり２ターンの重ね巻きに形成されており、さらに６スロット毎にスロット１５ａ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形成された第１および第２巻線３１、３２から構成されている。また、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列されている。そして、６スロット離れたスロット１５ａ内の異なる層を固定子鉄心１５の端面側で連結する素線３０のターン部がコイルエンドを構成している。
従って、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４７】
この実施の形態２によれば、第１巻線３１の巻線端の一端と第２巻線３２の巻線端の他端とを接合し、さらに第２巻線３２の巻線端の一端と第１巻線３１の巻線端の他端とを接合することにより、第１および第２巻線３１、３２を直列に接続して４ターンに形成されている。そこで、上記実施の形態１において第１および第２巻線３１、３２間を渡り結線するために必要であった、第１および第２巻線３１、３２を固定子鉄心１５に巻装した後の切断・接合工程が不要となる。即ち、第１および第２巻線３１、３２を固定子鉄心１５に巻装した後、１相当たり第２巻線３２のリヤ側に延出する部位の１箇所を切断し、その切断端を中性点および口出し線とすればよく、作業性が向上される。
また、素線３０の折り返し部で構成されるターン部が径方向に２列となって周方向に配列されているコイルエンド群をリヤ側に配しているので、発熱部品である整流器１２やレギュレータ１８が実装されているリヤ側の通風路の通風抵抗が小さくなり、整流器１２やレギュレータ１８を効率的に冷却することができる。
【００４８】
実施の形態３．
図１７はこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図、図１８および図１９はそれぞれこの発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機における固定子をリヤ側およびフロント側から見た斜視図である。なお、図１７において、素線のリヤ側配線を実線で示し、素線のフロント側配線を点線で示し、素線の結線部を黒丸で示している。また、図１８および図１９において、中性点および口出し線は省略されている。
【００４９】
図１７において、１相分の固定子巻線１６１Ｂは、それぞれ１本の素線３０からなる第１および第２巻線３１、３２から構成されている。
そして、第１巻線３１は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋１）番と（１２ｍ＋７）番のスロット対において、（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋１）番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、ｍ＝０，１，２・・・７である。
一方、第２巻線３２は、１本の素線３０が、（１２ｍ＋７）番と｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット対において、（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの４番地にリヤ側からフロント側に通され、ついで｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの１番地にフロント側からリヤ側に通され、その後（１２ｍ＋７）番のスロット１５ａの２番地にリヤ側からフロント側に通され、さらに｛１２（ｍ＋１）＋１｝番のスロット１５ａの３番地にフロント側からリヤ側に通されて、周回当たり２ターンの重ね巻きに構成されている。ここで、９７番のスロットは１番のスロットに相当する。
そして、１番のスロット１５ａの１番地と９１番のスロット１５ａの２番地とからリヤ側に延出する第２の巻線３２の巻線端の両端を接合し、１番のスロット１５ａの４番地と９１番のスロット１５ａの３番地とからリヤ側に延出する第１の巻線３１の巻線端の両端を接合している。これにより、第１および第２巻線３１、３２は、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる巻線を構成している。
【００５０】
そして、固定子鉄心１５のリヤ側において、スロット番号の４３番の３番地と４９番の４番地とを連結する第１巻線３１のターン部を切断し、スロット番号の４３番の２番地と４９番の１番地とを連結する第２巻線３２のターン部を切断する。ついで、スロット番号の４３番の３番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ａと、スロット番号の４９番の１番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｂとが例えばアーク溶接により渡り結線されて、第１および第２巻線３１、３２が直列に接続される。これにより、４ターンの１相分の固定子巻線１６１Ｂが形成される。
この時、スロット番号の４３番の２番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ａと、スロット番号の４９番の４番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ｂとが、固定子巻線１６１Ｂの中性点（Ｎ）および口出し線（Ｏ）となる。
【００５１】
このようにして、素線３０が、挿入されるスロット１５ａを１スロットずつずらして固定子鉄心１５に巻装され、さらに結線されて、６相分の固定子巻線１６１Ｂが形成されている。これにより、図１８および図１９に示されるように、固定子鉄心１５に巻装された固定子巻線１６Ｂを備えた固定子８Ｂが得られる。
【００５２】
この実施の形態３による固定子巻線１６Ｂを構成する各相の固定子巻き線１６１Ｂは、それぞれ１本の素線３０が、６スロット離れて対をなし、かつ、１２スロットピッチで配列された各組のスロット対に順次１ターンずつ巻かれて、周回当たり２ターンの重ね巻きに形成されており、さらに６スロット毎にスロット１５ａ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形成された第１および第２巻線３１、３２から構成されている。また、素線３０は、各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に１列に４本ずつ配列されている。そして、６スロット離れたスロット１５ａ内の異なる層を固定子鉄心１５の端面側で連結する素線３０のターン部がコイルエンドを構成している。
従って、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５３】
この実施の形態３によれば、素線３０の折り返し部で構成されるターン部が径方向に２列となって周方向に配列されているコイルエンド群をリヤ側に配しているので、発熱部品である整流器１２やレギュレータ１８が実装されているリヤ側の通風路の通風抵抗が小さくなり、整流器１２やレギュレータ１８を効率的に冷却することができる。
【００５４】
ついで、固定子８Ｂに適用される巻線アッセンブリの製造方法について図２０乃至図２３を参照しつつ具体的に説明する。
まず、１２本の長尺の素線３０を１スロットピッチ（ｐ）で平行に配列し、同時に同一平面上で雷状に折り曲げ形成する。この雷状に折り曲げられた素線３０群は、図２０および図２１に示されるように、それぞれスロット１５ａの溝長さと同等の長さ（ｌ0）を有する第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが、第１および第２の直線部３０ａ、３０ｂ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第１の傾斜部３０ｅにより連結され、第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第２の傾斜部３０ｆにより連結され、第３および第４の直線部３０ｃ、３０ｄ間を素線３０の配列方向の他側に６スロット分（６ｐ）ずらして第３の傾斜部３０ｇにより連結されて形成された基本パターンを、隣り合う第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａ間を素線３０の配列方向の一側に６スロット分（６ｐ）ずらして第４の傾斜部３０ｈにより連結するようにして所定数繰り返すように形成されている。この時、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄのそれぞれの間隔はｌ1であり、隣り合う第１および第４の直線部３０ａ、３０ｄの間隔ｌ2は間隔ｌ1より大きく形成されている。
【００５５】
ついで、図２０および図２１に矢印で示されるように、各第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇをその中心部で同一方向に折り返し、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻かれた扁平な筒状体４０Ｂを成形する。この筒状体４０Ｂは、図２２に示されるように、第２の傾斜部３０ｆにより連結された第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃが一面側に１スロットピッチで配列され、かつ、第４の傾斜部３０ｈにより連結された第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａが他面側に１スロットピッチで配列されて構成されている。
ついで、図２２に示されるように、筒状体４０Ｂの一端部において、６本の第３の直線部３０ｄを中央部Ａで切断し、さらに筒状体４０Ｂの他端部において、６本の第２の直線部３０ｃを中央部Ｂで切断し、他の素線３０の端部とともに結線部を形成する端末処理を行う。
【００５６】
その後、図２２に矢印で示されるように、第２の直線部３０ｂと第３の直線部３０ｃとが相対するように、筒状体４０Ｂを１スロットピッチで配列された第２の傾斜部３０ｆおよび第４の傾斜部３０ｈの中央部で折り返し、図２３に示される巻線アッセンブリ４１Ｂを作製する。
この巻線アッセンブリ４１では、第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄが素線３０の幅方向に素線３０の幅と同等のピッチｗで４層に並んでピッチｐで配列されており、その一側において、第１のターン部としての折り返された第１の傾斜部３０ｅと、第３のターン部としての折り返された第３の傾斜部３０ｇとが２列になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。一方、その他側において、第２のターン部としての折り返された第２の傾斜部３０ｆと、第４のターン部としての折り返された第４の傾斜部３０ｈとが２層になって直線部の配列方向に１スロットピッチで配列されている。
ここで、口出し線および中性点のリード部が巻線アッセンブリ４１Ｂの第２および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇから外方に延出しているが、これらのリード部は素線３０を雷状に折り曲げ成形する工程において特定の素線３０を繰り出して形成される。
【００５７】
そして、図１２の（ａ）に示されているように、インシュレータ１９が積層鉄心４２のスロット４２ａに装着され、巻線アッセンブリ４１Ｂの第１乃至第４の直線部３０ａ〜３０ｄを各スロット４２ａ内に重ねて押し入れる。これにより、図１２の（ｂ）に示されるように、巻線アッセンブリ４１Ｂが積層鉄心４２に装着される。
ついで、積層鉄心４２を丸め、その端面同士を当接させて溶接して、図１２（ｃ）に示されるように、円筒状の固定子鉄心１５を得る。
そして、同一素線３０の端部同士を結線して、６スロットピッチに配列された各スロット群に巻装された第１および第２巻線３１、３２がそれぞれ周回当たり２ターンの重ね巻きの巻線を形成する。ついで、巻線アッセンブリ４１Ｂの各リード部を切断し、渡り結線した後、中性点を結線して、２組の３相交流巻線を得る。
これにより、２組の３相交流巻線からなる固定子巻線１６Ｂを固定子鉄心１５に巻装してなる固定子８Ｂが得られる。
【００５８】
このように、この実施の形態３によれば、１２本の素線３０を１スロットピッチで同一平面上に配列させ、図２０および図２１に示される雷状パターンに折り曲げ成形し、第１および第３の傾斜部３０ｅ、３０ｇの中央部で同一方向に折り返して第２の傾斜部３０ｆにより連結されている第２および第３の直線部３０ｂ、３０ｃと第４の傾斜部３０ｈにより連結されている第４および第１の直線部３０ｄ、３０ａとが螺旋状に巻回された筒状体４０Ｂを形成し、ついで第２および第４の傾斜部３０ｆ、３０ｈの中央部で折り返して巻線アッセンブリ４１Ｂを形成しているので、６スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなる巻線アッセンブリを容易に製造することができる。
また、このように作製された巻線アッセンブリ４１Ｂを用いているので、巻線アッセンブリ４１Ｂを固定子鉄心１５に巻装することで、６相分の固定子巻線１６１が固定子鉄心１５に巻装されることになる。そこで、多数のセグメントを固定子鉄心のスロットに挿入し、さらに端部同士を一つ一つ接合するという煩雑な作業が不要となり、組立性および作業性が著しく向上され、量産性を高めることができる。さらに、固定子巻線のターン数を増やす場合には、複数の巻線アッセンブリ４１を重ねて固定子鉄心１５に巻装することで容易に対応できる。
また、コイルエンドが素線３０のターン部で構成されるので、コイルエンド群１６ｆ、１６ｒにおける接合カ所は著しく削減される。これにより、コイルエンドを固定子鉄心１５の端面から余分に延出させる必要もなく、固定子８の小型化が図られる。さらに、接合による絶縁被膜の消失に伴う短絡事故の発生が抑えられるので、優れた絶縁性が得られるとともに、高歩留まりが得られる。さらには、接合による絶縁被膜の消失に伴う耐腐食性の低下を抑えることができる。
【００５９】
実施の形態４．
図２４および図２５はそれぞれこの発明の実施の形態４に係る交流発電機における固定子をリヤ側およびフロント側から見た斜視図、図２６はこの発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する図である。なお、図２４および図２５において、中性点および口出し線が省略されている。
【００６０】
この固定子８Ｃでは、図２４および図２５に示されるように、素線３０が各スロット１５ａ内にスロット深さ方向に４本並んで収納されている。
そして、６スロット離れて対をなす各組のスロット対において、一方のスロット１５ａの１番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のフロント側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの２番地に収納され、一方のスロット１５ａの４番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のフロント側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの３番地に収納されている。
また、６スロット離れて対をなす各組のスロット対において、一方のスロット１５ａの４番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のリヤ側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの２番地に収納され、一方のスロット１５ａの３番地に収納されている素線３０が固定子鉄心１５のリヤ側のスロット外で折り返されて他方のスロット１５ａの１番地に収納されている。
【００６１】
これにより、固定子巻線１６Ｃは、それぞれ、１本の素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きに巻装されてなる複数の巻線から構成されている。そして、固定子鉄心１５のフロント側のスロット外で折り返された素線３０のターン部が径方向に２列となって周方向に配列されてフロント側のコイルエンド群１６ｆを構成し、固定子鉄心１５のリヤ側のスロット外で折り返された素線３０のターン部が１列となって周方向に配列されてリヤ側のコイルエンド群１６ｒを構成している。また、複数の巻線が一体に形成されている巻線アッセンブリ４１Ｃは、図２６に示されるように、第１乃至第２の直線部３０ａ〜３０ｄが螺旋状に巻回された筒状体４０Ｃを第２および第４の傾斜部３０ｆ、３０ｈの中央部で折り返して成形される。
なお、他の構成は上記各実施の形態と同様に構成されている。
【００６２】
従って、この実施の形態４においても、上記各実施の形態と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態４によれば、素線３０のターン部が径方向に２列となって周方向に配列されてコイルエンド群１６ｆを構成し、素線３０のターン部が１列となって周方向に配列されてコイルエンド群１６ｒを構成しているので、両コイルエンド群１６ｆ、１６ｒの軸方向高さを低くできる。これにより、上記各実施の形態に比べて、コイルのこれリアクタンスがさらに少なくなり、出力を向上できるとともに、通風抵抗がさらに低減して、風騒音が改善される。
【００６３】
なお、上記各実施の形態では、１６極の磁極数に対して、固定子のスロット数を９６スロットとしたが、１２極の磁極数に対しては、３相で７２個のスロット、２０極の磁極数に対しては１２０のスロットを採用してもよい。また、毎極毎相１の場合は、１６極の磁極数でスロット数４８、１２極の磁極数でスロット数３６、２０極の磁極数でスロット数６０でも良い。
この場合、毎極毎相当たりのスロット数がｘのｙ相巻線とすると、固定子巻線を構成する素線の本数は、２ｘｙとなり、巻線アッセンブリを構成する第１乃至第４の直線部はそれぞれ２ｘｙｐのピッチで配列され、第１の直線部と第２の直線部との配列方向におけるシフト量はｘｙｐとなる。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、４ターンのものについて説明しているが、更に低速出力が要求される場合は、８ターンとしても良い。この場合でも、２組の巻線アッセンブリ４１（４１Ｂ）を径方向に並べて固定子鉄心１５に挿入するだけで対応できる。また、６ターンの場合には、巻線アッセンブリ４１（４１Ｂ）と比較例で示した巻線アッセンブリとを径方向に並べて固定子鉄心１５に挿入するだけで対応できる。
【００６５】
【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。
【００６６】
この発明によれば、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる複数の巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されている。これにより、渡り結線数が削減され、結線部が簡素化されるので、コイルエンドの軸方向高さを低くでき、かつ、コイルエンドにおける溶接箇所を削減でき、出力、風騒音および磁気騒音の悪化を抑制でき、冷却性も向上する交流発電機が得られる。
【００６９】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記一方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているので、１相の固定子巻線当たりの渡り結線数が１となり、結線作業性を向上できる。また、渡り結線部に起因するコイルエンド群の周方向における凹凸が少なくなり、風音の悪化を抑えることができるとともに、通風抵抗が小さくなり、冷却効果が向上される。
【００７０】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の端部に接合され、かつ、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線の端部に接合されて、２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線が上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているので、１相の固定子巻線の渡り結線がなく、結線作業性をさらに向上できる。また、渡り結線部に起因するコイルエンド群の周方向における凹凸がなくなり、風音の悪化をさらに抑えることができるとともに、通風抵抗が小さくなり、冷却効果がさらに向上される。
【００７１】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されているので、簡易な構成で固定子巻線を実現できる。
【００７２】
また、上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層および上記他方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記一方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記他方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成しているので、１相の固定子巻線当たりの渡り結線数が１となり、結線作業性を向上できる。また、渡り結線部に起因するコイルエンド群の周方向における凹凸が少なくなり、風音の悪化を抑えることができるとともに、通風抵抗が小さくなり、冷却効果が向上される。
【００７３】
また、軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有する。上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に１列となって、周方向に配列されている。所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されている。これにより、固定子鉄心の両端面側におけるコイルエンドの軸方向高さを低くでき、出力を向上できるとともに風騒音を低減できる。
【００７４】
また、この発明によれば、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたので、量産性に優れ、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリが得られる。
【００７５】
また、この発明によれば、巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたので、量産性に優れ、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリが得られる。
【００７６】
また、この発明によれば、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するので、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリを優れた量産性で製造することができる巻線アッセンブリの製造方法が得られる。
【００７７】
また、この発明によれば、直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ0の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ1の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ1の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ0の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ1の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ1より長い長さｌ2の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程とを有するので、小型化が可能な固定子巻線を実現できる巻線アッセンブリを優れた量産性で製造することができる巻線アッセンブリの製造方法が得られる。
【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構成を示す断面図である。
【図２】 この交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図３】 この交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図４】 この交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図である。
【図５】 この交流発電機の回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図９】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子に適用される巻線アッセンブリを示す平面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。
【図１３】 比較例の交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態２に係る交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するフロント側正面図である。
【図１５】 この交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図１６】 この交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図１７】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機における固定子巻線の１相分の結線状態を説明するリヤ側正面図である。
【図１８】 この交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図１９】 この交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図２０】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図２１】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図２２】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する工程図である。
【図２３】 この発明の実施の形態３に係る交流発電機の固定子に適用される巻線アッセンブリを示す平面図である。
【図２４】 この発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子をリヤ側から見た斜視図である。
【図２５】 この発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子をフロント側から見た斜視図である。
【図２６】 この発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリの形成工程を説明する図である。
【図２７】 従来の交流発電機の固定子巻線の要部をフロント側から見た斜視図である。
【図２８】 従来の交流発電機の固定子巻線の要部をリヤ側から見た斜視図である。
【図２９】 従来の交流発電機の固定子巻線に適用される導体セグメントの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、７ 回転子、８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ 固定子、１５ 固定子鉄心、１５ａ スロット、１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 固定子巻線、３０ 素線、３０ａ 第１の直線部、３０ｂ 第２の直線部、３０ｃ 第３の直線部、３０ｄ 第４の直線部、３０ｅ 第１の傾斜部、３０ｆ 第２の傾斜部、３０ｇ 第３の傾斜部、３０ｈ 第４の傾斜部、３１ 第１巻線、３２ 第２巻線、４０、４０Ｂ、４０Ｃ 筒状体、４１、４１Ｂ、４１Ｃ 巻線アッセンブリ。
Claims (10)
- 軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、
上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有し、
上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列され、
所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されていることを特徴とする交流発電機。 - 上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、
上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、
所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、
所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側に延出する上記一方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成していることを特徴とする請求項１記載の交流発電機。 - 上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、
上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、
所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の端部に接合され、かつ、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記他方の素線の端部が上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する上記一方の素線の端部に接合されて、２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、
所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層および上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線が上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線を構成していることを特徴とする請求項１記載の交流発電機。 - 軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、
上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を有し、
上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、軸方向に２層となって、周方向に配列され、
所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第４層に収納され、一方のスロット内の上記第２層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されていることを特徴とする交流発電機。 - 上記素線は、所定スロット数離れて配列されているスロット群よりなる各スロット組に２本ずつ巻装され、
上記各スロット組に巻装されている２本の上記素線は、
所定スロット数離れて対をなす一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第４層および上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する一方の素線の両端部が接合されて１本の巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層および上記他方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の他端面側のスロット外に延出する他方の素線の両端部が接合されてもう１本の巻線を構成し、
所定スロット数離れて対をなす他の一つの上記スロット対において、上記一方のスロット内の上記第３層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記他方の素線と、上記他方のスロット内の上記第１層から上記固定子鉄心の一端面側のスロット外に延出する上記一方の素線とが渡り結線されて上記２本の巻線が直列に接続された１相分の固定子巻線を構成し、上記一方のスロット内の上記第２層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記一方の素線と、上記他方のスロット内の上記第４層から上記固定子鉄心の一端面側に延出する上記他方の素線とが上記１相分の固定子巻線の中性点および口出し線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。 - 軸方向に延びるスロット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およびこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心の内周側に配置され、回転周方向に沿ってＮＳ極を形成する回転子とを備えた交流発電機において、
上記固定子巻線は、連続線からなる素線が、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返されて、所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採り、かつ、周回当たり２ターンの重ね巻きとなるように巻装されてなる巻線を 有し、
上記巻線を構成する上記素線は、上記スロットのそれぞれに、スロット深さ方向に第１層、第２層、第３層および第４層を採るように４本並んで収納され、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に２列となって、周方向に配列され、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて形成される上記素線のターン部が、径方向に１列となって、周方向に配列され、
所定スロット数離れて対をなす各スロット対において、一方のスロット内の上記第１層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の一端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第３層に収納され、一方のスロット内の上記第４層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第２層に収納され、一方のスロット内の上記第３層に収納されている上記素線が、上記固定子鉄心の他端面側の上記スロット外で折り返されて、他方のスロット内の上記第１層に収納されていることを特徴とする交流発電機。 - 巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、
上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたことを特徴とする交流発電機の巻線アッセンブリ。 - 巻線は、連続線からなる１本の素線を、２ｎ・ｐのピッチで配列された第１の直線部と、上記第１の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第２の直線部と、上記第２の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第３の直線部と、上記第３の直線部の幅方向の一側にｗ分シフトし、かつ、上記第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトして２ｎ・ｐのピッチで配列された第４の直線部と、上記第１の直線部の一端と該第１の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第２の直線部の一端とを連結する第１のターン部と、上記第２の直線部の他端と該第２の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第３の直線部の他端とを連結する第２のターン部と、上記第３の直線部の一端と該第３の直線部の配列方向の後方にｎ・ｐ分シフトしている上記第４の直線部の一端とを連結する第３のターン部と、上記第４の直線部の他端と該第４の直線部の配列方向の前方にｎ・ｐ分シフトしている上記第１の直線部の他端とを連結する第４のターン部とを有するパターンに折り曲げ成形され、
上記巻線がｐのピッチで２ｎ本配列されて、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第２の直線部の一端部同士を連結する上記第１のターン部と上記第３および第４の直線部の一端部同士を連結する上記第３のターン部とが２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第３の直線部の他端部同士を連結する上記第２のターン部と上記第４および第１の直線部の他端部同士を連結する上記第４のターン部とが２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を備えたことを特徴とする交流発電機の巻線アッセンブリ。 - 直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、
上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ０の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ１の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ０の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ１の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ０の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ１の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ１より長い長さｌ２の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、
上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、
上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程
とを有することを特徴とする交流発電機の巻線アッセンブリの製造方法。 - 直線状の素線を同一平面上にピッチｐで平行に２ｎ本配列する工程と、
上記素線群を同一平面上で折り曲げることにより、長さｌ０の第１の直線部、この第１の直線部に長さｌ１の第１の傾斜部を介して連設され、該第１の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ０の第２の直線部、この第２の直線部に長さｌ１の第２の傾斜部を介して連設され、該第２の直線部に対して上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトする長さｌ０の第３の直線部およびこの第３の直線部に長さｌ１の第３の傾斜部を介して連設され、該第３の直線部に対して上記素線の配列方向の他側にｎ・ｐだけシフトする長さｌの第４の直線部からなる基本パターンを、長さｌ１より長い長さｌ２の第４の傾斜部により上記素線の配列方向の一側にｎ・ｐだけシフトさせて所定数繰り返す雷状パターンを形成する工程と、
上記雷状パターンに形成された上記素線群を上記第１および第３の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第２の傾斜部により連結された上記第２および第３の直線部と、上記第４の傾斜部により連結された上記第１および第４の直線部とが、一面側と他面側とを交互に採るように螺旋状に巻回された扁平な筒状体を形成する工程と、
上記第２の直線部と上記第３の直線部とが相対するように上記筒状体を上記第２および第４の傾斜部の中央部で同一方向に折り返すことにより、上記第１乃至第４の直線部が４層となってピッチｐで平行に配列され、上記第１および第３の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２列となってピッチｐで平行に配列され、かつ、上記第２および第４の傾斜部を折り返して形成される上記素線のターン部が２層となってピッチｐで平行に配列された巻線群を形成する工程
とを有することを特徴とする交流発電機の巻線アッセンブリの製造方法。
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