JP4496651B2

JP4496651B2 - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JP4496651B2
Application number: JP2001012178A
Authority: JP
Inventors: 一柵木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: US20020096963A1; JP2002218688A; US6522043B2

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】
最近の車両は、走行抵抗低減のためのスラントノーズ化や、車室内居住空間の確保のニーズからエンジンルームが狭くなっており、車両用交流発電機の車載スペースも余裕がなくなってきている。また、燃費向上のためにエンジンの回転数は下げられ、車両用交流発電機の回転数も低くなっている。しかし、その一方で、安全制御機器等の電気負荷が増加しており、発電能力の向上が望まれている。以上のことから、最近では、小型で高出力の車両用交流発電機を安価に提供することが求められている。
【０００３】
また、エンドユーザの省エネルギー指向等に伴って小型車の人気が高まっており、小型発電機の要求や、配線の軽量化等の理由による高電圧発電機の要求など、近年ますます多様な仕様の発電機が求められている。
【０００４】
従来、車両用交流発電機に一般に求められる固定子巻線は、連続線を固定子鉄心に装着する構造が採用されており、このような固定子巻線を用いて小型化、高出力化、低騒音化等を実現するために種々の改良案が提案されている。
【０００５】
例えば、特許公報第２９２７２８８号には、固定子巻線のスロット内における占積率を向上させるとともに、スロット外においては回転子との共働により高い冷却性を確保したセグメント技術を用いた車両用交流発電機が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、小型低出力発電機、高電圧発電機あるいは低速回転での発電状態の維持等の多様な要求に対応するためには、一般には固定子巻線の巻数を増やすという手法が用いられる。ところが、上述したセグメント技術を用いた車両用交流発電機では、適当に巻数を増やすと、セグメント数の増加に伴ってセグメント装着後のセグメント成形が複雑になって作業性が悪化したり、出力線等の引出し位置によっては各セグメントを配置する際の作業性が悪化するという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するものとして、デンソー公開技報整理番号１２５−０４０に開示された従来技術がある。この公開技報に開示された車両用交流発電機では、スロット内の導体本数ｍを変更することなく、ｍ＜ｎ＋１＜ｍ＋１の導体本数ｎの固定子巻線を形成しており、スロット内の導体本数が整数以外になることによる巻線の複雑化等を防止している。しかし、この技術では、セグメントを用いることによって生じる問題点自体を解決しているわけではなかった。すなわち、セグメントを用いた場合には、従来の連続線を用いた場合に比べて高占積率化が可能であるため、導体断面を極力大きくするとともに、生産性向上のためにセグメント数は極力減らす方が望ましい。したがって、１本当たりの導体面積が大きくなる傾向にある。しかし、導体面積を大きくすると、複数のセグメントを接続して複数の巻線を形成し、これら複数の巻線同士を接続する場合の接続部が大きくなって質量が増すとともに、接合のための這い回し部を形成することが困難になる。また、接続部を形成するセグメントを配置すること自体が工程を複雑にする。
【０００８】
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、セグメントを用いて固定子を構成した場合の作業性を向上させることができる車両用交流発電機を提供することにある。
【０００９】
【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、回転駆動される回転子と、回転子と対向配置された固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装備された固定子巻線とを有する固定子と、固定子巻線の出力線に電気的に接続された整流装置と、整流装置と回転子と固定子とを支持するフレームとを備えている。
固定子巻線は、固定子鉄心の一方の端面側に電気導体の複数のセグメントから成るターン部を配列して形成された第１コイルエンド群（２３ａ）と、固定子鉄心の他方の端面側に電気導体の曲げ部とこの曲げ部の端部の接続部とを配列して形成された第２コイルエンド群（２３ｂ）とを有し、位相の異なる６ｎ相（ｎは自然数）の巻線素線からなる。巻線素線の両端は、第１コイルエンド群または第２コイルエンド群の一部として、ターン部または曲げ部に沿って形成されて、コイルエンド端部に引き出された引出し部を有する。互いに電気角で１８０度位相が異なる一対の巻線素線を直列接続する第１接続部（２０５１）を形成するとともに、互いに電気角で３０度位相が異なる一対の巻線素線を直列接続する第２接続部（２０５２）を形成することで、互いに電気角で１２０度位相が異なる３相の巻線群を形成している。この巻線群は、対応する引出し部同士を接続して中性点を形成するとともに、この中性点と反対側の引出し部によって出力線を形成することによりＹ結線を形成している。巻線群のそれぞれに対応する第１接続部、第２接続部、中性点、出力線を形成する引出し部を、同相の巻線群について集中配置するとともに、異なる相の巻線群について周方向に沿って分散配置する。第１接続部は、セグメントとは異形の第１異形セグメント（２３０ａ及び２３０ｂ）から成るターン部を有し、複数のセグメントのターン部の一つとして一体的に形成されており、第２接続部は、セグメントならびに第１異形セグメントとは更に異形の第２セグメント（２３０ｃ）から成るターン部を有し、複数のセグメントのターン部の一つとして一体的に形成されている。
【００１０】
本発明によれば、同一相内の第１接続部、第２接続部、中性点、出力線を形成する引出し部が集中配置されているため、これらを実現するために特異な形状となる電気導体を各相毎に集中させることができるとともに、他の電気導体については規則正しく配置することができるため、電気導体の配置や接合等の作業性を向上させることができる。
【００１１】
また、上述した第１接続部あるいは第２接続部は、複数のターン部の一つとして一体的に形成されていることが望ましい。第１接続部あるいは第２接続部が電気導体の一部となるため、接合代や接合スペースが不要になり、固定子巻線の小型化が可能になる。また、接続に伴う配線部分も不要になるため、第１接続部あるいは第２接続部の質量が最小限で済み、質量過大による振動電線等を防止することができる。また、これらのターン部を含む電気導体の形状が、他のほとんどの電気導体の形状と類似するため、作業性をさらに向上させることができる。
【００１２】
また、上述した中性点および出力線の少なくとも一部を、対応する引出し部からコイルエンド端部に沿って這い回された這い回し部を含んで形成するとともに、この這い回し部を、絶縁材料からなる接合剤によって、コイルエンド端部に固定することが望ましい。這い回し部を形成することにより、中性点や出力線の寸法ずれを調整することができるため、各部の寸法精度を緩和することができ、これによる作業性の向上が可能になる。また、這い回し部を形成したことによってこの部分の質量が増加するが、この部分をコイルエンド端部に絶縁材で固定することにより、質量増加に伴う振動断線等を防止することができる。
【００１４】
また、上述した中性点は整流装置に接続されていることが望ましい。中性点に整流装置に接続することにより、中性点に現れる電圧を出力として取り出すことができるため、出力の向上が可能になる。また、このような接続は、中性点を形成する３本の引出し部の中の１本を延長するだけで可能になるため、余分な這い回し等を行う作業が不要になる。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は、一実施形態の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、整流装置５等を含んで構成されている。
【００１７】
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（例えば本実施形態では７２個）内に備わった電気導体としての複数の導体セグメントを相互に接合することにより形成された固定子巻線２３と、固定子鉄心２２と固定子巻線２３との間を電気絶縁するインシュレータ２４とを含んで構成されている。固定子鉄心２２は、薄い鋼板を重ね合わせて構成されている。固定子巻線２３の詳細については後述する。
【００１８】
回転子３は、シャフト６と一体になって回転するものであり、ランデル型ポールコア７、界磁コイル８、スリップリング９、１０、冷却用の斜流ファン１１および遠心ファン１２等を含んで構成されている。シャフト６は、プーリ２０に連結され、車両に搭載された走行用のエンジン（図示せず）によって回転駆動される。
【００１９】
ランデル型のポールコア７は、一組のコアを組み合わせることにより構成されている。各コアは、シャフト６に組み付けられた円筒状のボス部７１と、ボス部７１の一方の軸方向端面から径方向に延びるディスク部７２と、ディスク部７２の外周部から軸方向に沿ってボス部７１側に延びる複数の爪状磁極部７３とによって構成されている。各コアは、それぞれの爪状磁極部７３を互い違いに向かい合わせるようにして組み付けられる。界磁コイル８は、絶縁紙８１を介してポールコア７の爪状磁極部７３の内径側に適当な圧縮力をもって当接されている。絶縁紙８１は、樹脂を含浸したシートからなり、界磁コイル８を包囲しており、加熱処理によって界磁コイル８を固着するとともに、ポールコア７と界磁コイル８との間の電気絶縁を担っている。
【００２０】
プーリ２０側に配置されたポールコア７のディスク部７２の端面には、冷却用の斜流ファン１１が溶接等により固定されている。また、反プーリ２０側（スリップリング側）に配置されたポールコア７のディスク部７２の端面には、遠心ファン１２が溶接等により固定されている。斜流ファン１１の投影面積（回転方向に投影したブレードの面積）は、遠心ファン１２のブレードの投影面積よりも小さく設定されている。
【００２１】
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がシャフト６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７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（図示せず）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４１が、軸方向端面に吸入窓４２がそれぞれ設けられている。
【００２２】
リアフレーム４Ｂの外側には、整流装置５や電圧制御装置５１、ブラシ装置５２が取り付けられ、これらを覆うようにリヤカバー５３が取り付けられる。
【００２３】
整流装置５は、固定子巻線２３から延びる出力線が接続されており、固定子巻線２３から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。整流装置５の詳細な構造については後述する。
【００２４】
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の界磁コイル８に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア７のそれぞれの爪状磁極部７３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、整流装置５の出力端子からは所定の直流電力が取り出される。
【００２５】
次に、固定子巻線２３を構成する電気導体について説明する。図２は、固定子巻線２３を構成する導体セグメントの斜視図である。また、図３は図２に示した導体セグメントの組み付け状態を示す斜視図である。図４は、導体セグメントの形成過程を示す図である。
【００２６】
固定子鉄心２２のスロット２５に装備された固定子巻線２３は複数の電気導体により構成され、各スロット２５には偶数本（本実施形態では４本）の電気導体が収容されている。また、一のスロット２５内の４本の電気導体は、図３に示すように固定子鉄心２２の径方向について内側から内端層、内中層、外中層、外端層の順で一列に配列されている。
【００２７】
一のスロット２５内の内端層の電気導体２３１ａは、固定子鉄心２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の外端層の電気導体２３１ｂと対をなしている。同様に、一のスロット２５内の内中層の電気導体２３２ａは固定子鉄心２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の外中層の電気導体２３２ｂと対をなしている。そして、これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心２２の軸方向の一方の端面側において連続線を用いることにより、ターン部２３１ｃ、２３２ｃを経由することで接続される。
【００２８】
したがって、固定子鉄心２２の一方の端面側においては、外中層の電気導体２３２ｂと内中層の電気導体２３２ａとをターン部２３２ｃを経由して接続する連続線を、外端層の電気導体２３１ｂと内端層の電気導体２３１ａとをターン部２３１ｃを経由して接続する連続線が内包することとなる。このように、固定子鉄心２２の一方の端面側においては、対をなす電気導体の接続部としてのターン部２３２ｃが、同じスロット２５内に収容された他の対をなす電気導体の接続部としてのターン部２３１ｃにより囲まれる。外中層の電気導体２３２ｂと内中層の電気導体２３２ａとの接続により中層コイルエンドが形成され、外端層の電気導体２３１ｂと内端層の電気導体２３１ａとの接続により端層コイルエンドが形成される。
【００２９】
一方、一のスロット２５内の内中層の電気導体２３２ａは、固定子鉄心２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の内端層の電気導体（図示されない２３１ａ’）とも対をなしている。同様に、一のスロット２５内の外端層の電気導体２３１ｂ’は、固定子鉄心２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の外中層の電気導体２３２ｂとも対をなしている。そして、これらの電気導体は固定子鉄心２２の軸方向の他方の端面側において接続される。
【００３０】
したがって、固定子鉄心２２の他方の端面側においては、外端層の電気導体２３１ｂ’と外中層の電気導体２３２ｂとを接続する外側接合部２３３ｂと、内端層の電気導体２３１ａ’と内中層の電気導体２３２ａとを接続する内側接合部２３３ａとが、径方向および周方向に互いにずれた状態で配置されている。外端層の電気導体２３１ｂ’と外中層の電気導体２３２ｂとの接続、および内端層の電気導体２３１ａ’と内中層の電気導体２３２ａとの接続により、異なる同心円上に配置された２つの隣接層コイルエンドが形成される。
【００３１】
さらに、図２に示すように、内端層の電気導体２３１ａと外端層の電気導体２３１ｂとが、一連の電気導体をほぼＵ字状に成形してなる大セグメント２３１により提供される。また、内中層の電気導体２３２ａと外中層の電気導体２３２ｂとが一連の電気導体をほぼＵ字状に成形してなる小セグメント２３２により提供される。基本となるＵ字状の導体セグメント２３０は、大セグメント２３１と小セグメント２３２によって形成される。各セグメント２３１、２３２は、スロット２５内に収容されて軸方向に沿って延びる部分を備えるとともに、軸方向に対して所定角度傾斜して延びる曲げ部としての斜行部２３１ｆ、２３１ｇ、２３２ｆ、２３２ｇを備える。これら斜行部によって、固定子鉄心２２から軸方向の両端面に突出する第１コイルエンド群２３ａが形成されており、回転子３の軸方向の両端面に取り付けられた斜流ファン１１および遠心ファン１２を回転させたときに生じる冷却風の通風路は、主にこれら斜行部の間に形成されている。また、この冷却風の通風路には、固定子巻線２３の引出し線（後述する）も配置されている。
【００３２】
以上の構成を、全てのスロット２５の導体セグメント２３０について繰り返す。そして、反ターン部側のコイルエンド群２３ｂにおいて、外端層の端部２３１ｅ’と外中層の端部２３２ｅ、並びに内中層の端部２３２ｄと内端層の端部２３１ｄ’とがそれぞれ溶接、超音波溶着、アーク溶接、ろう付け等の手段によって接合されて外側接合部２３３ｂおよび内側接合部２３３ａが形成され、電気的に接続されている。
【００３３】
次に、導体セグメント２３０の形成過程の詳細について説明する。上述したように導体セグメント２３０には、大セグメント２３１と小セグメント２３２が含まれており、以下の説明では大セグメント２３１に着目して説明を行うものとする。
【００３４】
大セグメント２３１は、図４に示すように、矩形状の断面を有する銅線からなるＵ字状の導体２３１’をＡ方向に変形させて形成したターン部２３１ｃおよび斜行部２３１ｆに連なる２つの直線部２３１ａ、２３１ｂを、固定子鉄心２２のスロット２５にインシュレータ２４を介在させた状態で挿入し、反ターン部側をＢ方向に折り曲げて斜行部２３１ｇを形成した後、その先端部分である端部２３１ｄ、２３１ｅを別に挿入された小セグメント２３２の端部に接合することにより構成されている。
【００３５】
実際には、図３に示すように、反ターン部側の斜行部が形成される前の大セグメント２３１と小セグメント２３２を、固定子鉄心２２の軸方向端面の同一側にターン部２３１ｃ、２３２ｃが揃うように重ね、大セグメント２３１はスロット２５の奥側に、小セグメント２３２はスロット２５の開口側に位置するように挿入する。これらの大セグメント２３１と小セグメント２３２は、平角被覆導線を折り曲げ、プレス等でほぼＵ字型形状に成形して製作され、ほぼ平行なスロット２５の側面に、大セグメント２３１と小セグメント２３２のそれぞれの両側面がインシュレータ２４を介して当接するように圧入される。その後、図２に示すように、ターン部２３１ｃ、２３２ｃと斜行部２３１ｆ、２３２ｆによって形成される第１のコイルエンド群２３ａとは反対側に位置する端部２３１ｄ、２３２ｄを互いに隣接するもの同士が反対側に位置するように周方向に折り曲げた後、異層の大セグメント２３１の端部２３１ｄと小セグメント２３２の端部２３２ｄ同士が電気導通するように超音波溶着、アーク溶接、ろう付け等で接合され、その接合された端部２３１ｄ、２３２ｄと斜行部２３１ｇ、２３２ｇによって第２コイルエンド群２３ｂが形成される。
【００３６】
次に、固定子巻線２３の巻線仕様について詳細に説明する。図５は、固定子巻線２３を構成する１２相の巻線素線の関係を示す図であり、それぞれの巻線素線の向きが電気角に対応している。また、図６は１２相の巻線素線の結線状態を示す図である。図７は、図６に示す結線状態を実現する実際の巻線仕様を示す図である。
【００３７】
１２相の巻線素線のそれぞれは、上述した導体セグメント２３０の端部同士を接合して周方向に直列に一巡させることにより構成されている。各巻線素線は、互いに電気角で３０°異なる位置に形成されている。それぞれの相巻線をｘ１、ｖ１、ｙ１、ｗ１、ｚ２、ｕ２、ｘ２、ｖ２、ｙ２、ｗ２、ｚ１、ｕ１とする。また、図５において、それぞれの巻線素線の一方の引出し部（巻始まり部分）をＸ１、Ｖ１、Ｙ１、Ｗ１、Ｚ２、Ｕ２、Ｘ２、Ｖ２、Ｙ２、Ｗ２、Ｚ１、Ｕ１とし、他方の引出し部（巻終わり部分）をＸ１′、Ｖ１′、Ｙ１′、Ｗ１′、Ｚ２′、Ｕ２′、Ｘ２′、Ｖ２′、Ｙ２′、Ｗ２′、Ｚ１′、Ｕ１′とする。
【００３８】
図６に示すように、巻線素線ｘ２、巻線素線ｘ１、巻線素線ｕ２、巻線素線ｕ１が直列接続されて第１の巻線群ｘ−ｕが構成されている。この中で、巻線素線ｘ２と巻線素線ｘ１は、互いに電気角が１８０°ずれており、異型の導体セグメント（後述する）によって構成される相間接合線を介して逆相の状態で接続される。また、巻線素線ｕ２と巻線素線ｕ１は、互いに電気角が１８０°ずれており、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して逆相の状態で接続される。これらの相間接合線によって第１接続部２０５１が構成されている。また、巻線素線ｘ１の他方の引出し部Ｘ１′と巻線素線ｕ２の一方の引出し部Ｕ２とが、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して接続されている。この相間接合線によって第２接続部２０５２が構成されている。
【００３９】
同様に、巻線素線ｙ１、巻線素線ｙ２、巻線素線ｖ１、巻線素線ｖ２が直列接続されて第２の巻線群ｙ−ｖが構成されている。この中で、巻線素線ｙ１と巻線素線ｙ２は、互いに電気角が１８０°ずれており、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して逆相の状態で接続される。また、巻線素線ｖ１と巻線素線ｖ２は、互いに電気角が１８０°ずれており、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して逆相の状態で接続される。これらの相間接合線によって第１接続部２０５１が構成されている。また、巻線素線ｙ２の他方の引出し部Ｙ２′と巻線素線ｖ１の一方の引出し部Ｖ１とが、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して接続されている。この相間接合部によって第２接続部２０５２が構成されている。
【００４０】
巻線素線ｚ１、巻線素線ｚ２、巻線素線ｗ２、巻線素線ｗ１が直列接続されて第３の巻線群ｚ−ｗが構成されている。この中で、巻線素線ｚ１と巻線素線ｚ２は、互いに電気角が１８０°ずれており、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して逆相の状態で接続される。また、巻線素線ｗ２と巻線素線ｗ１は、互いに電気角が１８０°ずれており、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して逆相の状態で接続される。これらの相間接合線によって第１接続部２０５１が構成されている。また、巻線素線ｚ２の他方の引出し部Ｚ２′と巻線素線ｗ２の一方の引出し部Ｗ２とが、異型の導体セグメントによって構成される相間接合線を介して接続されている。この相間接合部によって第２接続部２０５２が構成されている。
【００４１】
これら第１〜第３の巻線群は、互いに電気角が１２０°異なっており、３つの引出し部Ｕ１′、Ｖ２′、Ｗ１′を接続して中性点と形成するとともに、他の３つの引出し部Ｘ２、Ｙ１、Ｚ１によって出力線を形成することにより、Ｙ結線が形成されている。
【００４２】
図８は、各巻線素線の引出し部と相間接合線を実現するために用いられる異型セグメントを示す斜視図である。図８において、スロット２５から引き出された括弧付きの数字は、図７の巻線仕様図におけるスロット番号を示している。なお、以下では、第１の巻線群ｘ−ｕに着目して説明するが、他の巻線群についても同様である。
【００４３】
６０番目のスロット２５の外中層の電気導体から延びる引出し部Ｘ１と５４番目のスロット２５の内端層の電気導体から延びる引出し部Ｘ２′とが、図８に示すように、異型セグメント２３０ａによって接続されている。同様に、５９番目のスロット２５の外端層の電気導体から延びる引出し部Ｕ１と５３番目のスロット２５の内中層の電気導体から延びる引出し部Ｕ２′とが、図８に示すように、異型セグメント２３０ｂによって接続されている。これらの異型セグメント２３０ａ、２３０ｂのそれぞれによって第１接続部２０５１が構成されている。なお、本実施形態では、第１接合部２０５１を１つの異型セグメント２３０ａあるいは２３０ｂで構成したが、ターン部を有しない導体セグメントを用いて別々に引き出した後にそれらの端部同士を接合するようにしてもよい。
【００４４】
また、５９番目のスロット２５の外中層の電気導体から延びる引出し部Ｕ２と５４番目のスロット２５の内中層の電気導体から延びる引出し部Ｘ１′とが、図８に示すように、異型セグメント２３０ｃによって接続されている。この異型セグメント２３０ｃによって第２接続部２０５２が構成されている。
【００４５】
また、６０番目のスロット２５の外端層の電気導体から延びる引出し部Ｘ２は、ターン部を有しない異型セグメント２３０ｄを用いて引き出される。同様に、５３番目の内端層の電気導体から延びる引出し部Ｕ１′は、ターン部を有しない異型セグメント２３０ｅを用いて引き出される。
【００４６】
図９は、各巻線素線の引出し部の引出位置を示す図である。また、図１０は引出し部をコイルエンド端部に沿って這い回した状態を示す図である。図１１は、固定子２の部分的な側面図であり、一部の接続部と引出し部の軸方向の配置状態を示す図である。
【００４７】
図９に示すように、第１の巻線群ｘ−ｕの両端の引出し部Ｘ２、Ｕ１′と、第２の巻線群ｙ−ｖの両端の引出し部Ｙ１、Ｖ２′と、第３の巻線群ｚ−ｗの両端の引出し部Ｚ１、Ｗ１′は、互いに周方向に離間して配置されている。このため、図１０に示すように、各巻線群の中性点側の３つの引出し部Ｕ１′、Ｖ２′、Ｗ１′を周方向に引き延ばすことにより、容易に這い回し部２０７を形成することができる。この這い回し部２０７は、絶縁材によってコイルエンド端部に固定することが好ましい。
【００４８】
また、図１１に示すように、これら３つの引出し部Ｕ１′、Ｖ２′、Ｗ１′の一つ（例えば引出し部Ｖ２′）をそのままリヤ側に延長することにより、整流装置５に備わった中性点ダイオード（図示せず）に接続される出力線２０８を形成することができる。また、その他の３つの引出し部Ｘ２、Ｙ１、Ｚ１は、そのままリヤ側に引き延ばすことにより、整流装置５に接続される出力線２０９として使用される。
【００４９】
このように、本実施形態の車両用交流発電機１では、３つの巻線群のそれぞれに含まれる第１接続部、第２接続部、中性点、出力線を形成する引出し部が、同一相については集中配置され、異相間では分散配置されているため、これらを実現するために必要な異型セグメント２３０ａ〜２３０ｅを各相毎に集中させることができるとともに、他の導体セグメント２３０については規則正しく配置することができる。したがって、各セグメントの配置や接合等の作業性を向上させることができる。
【００５０】
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において種々の変形実施が可能である。例えば、フレーム４の第１コイルエンド群の外径端における内高を内径端における内高よりも小さいか同じに設定するとともに、中性点およびこれにつながる這い回し部２０７が引出し部Ｘ２、Ｙ１、Ｚ１によって形成される出力線よりも内径側に形成されていることが望ましい。中性点を形成する部分は、元々コイルエンド群とフレーム４との隙間が小さくないため、中性点を形成するために特にフレーム４を大きくする必要がなく、フレーム４を含めた固定子巻線２３周辺の構造を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す図である。
【図２】固定子巻線を構成する導体セグメントの斜視図である。
【図３】図２に示した導体セグメントの組み付け状態を示す斜視図である。
【図４】導体セグメントの形成過程を示す図である。
【図５】固定子巻線を構成する１２相の巻線素線の関係を示す図である。
【図６】１２相の巻線素線の結線状態を示す図である。
【図７】図６に示す結線状態を実現する実際の巻線仕様を示す図である。
【図８】各巻線素線の引出し部と相間接合線を実現するために用いられる異型セグメントを示す斜視図である。
【図９】各巻線素線の引出し部の引出位置を示す図である。
【図１０】引出し部をコイルエンド端部に沿って這い回した状態を示す図である。
【図１１】固定子の部分的な側面図であり、一部の接続部と引出し部の軸方向の配置状態を示す図である。
【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
５整流装置
２３固定子巻線
２０７這い回し部
２０８、２０９出力線
２０５１第１接続部
２０５２第２接続部

Claims

回転駆動される回転子と、前記回転子と対向配置された固定子鉄心およびこの固定子鉄心に装備された固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子巻線の出力線に電気的に接続された整流装置と、前記整流装置と前記回転子と前記固定子とを支持するフレームとを備える車両用交流発電機において、
前記固定子巻線は、前記固定子鉄心の一方の端面側に電気導体の複数のセグメントから成るターン部を配列して形成された第１コイルエンド群（２３ａ）と、前記固定子鉄心の他方の端面側に前記電気導体の曲げ部とこの曲げ部の端部の接続部とを配列して形成された第２コイルエンド群（２３ｂ）とを有し、位相の異なる６ｎ相（ｎは自然数）の巻線素線からなり、
前記巻線素線の両端は、前記第１コイルエンド群または前記第２コイルエンド群の一部として、前記ターン部または前記曲げ部に沿って形成されて、コイルエンド端部に引き出された引出し部を有し、
互いに電気角で１８０度位相が異なる一対の前記巻線素線を直列接続する第１接続部（２０５１）を形成するとともに、互いに電気角で３０度位相が異なる一対の前記巻線素線を直列接続する第２接続部（２０５２）を形成することで、互いに電気角で１２０度位相が異なる３相の巻線群を形成し、
前記巻線群は、対応する前記引出し部同士を接続して中性点を形成するとともに、この中性点と反対側の前記引出し部によって前記出力線を形成することによりＹ結線を形成し、
前記巻線群のそれぞれに対応する前記第１接続部、前記第２接続部、前記中性点、前記出力線を形成する前記引出し部を、同相の前記巻線群について集中配置するとともに、異なる相の前記巻線群について周方向に沿って分散配置され、
前記第１接続部は、前記セグメントとは異形の第１異形セグメント（２３０ａ及び２３０ｂ）から成るターン部を有し、複数の前記セグメントの前記ターン部の一つとして一体的に形成されており、
前記第２接続部は、前記セグメントならびに前記第１異形セグメントとは更に異形の第２セグメント（２３０ｃ）から成るターン部を有し、複数の前記セグメントの前記ターン部の一つとして一体的に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において、
前記中性点および前記出力線の少なくとも一部は、対応する前記引出し部から前記コイルエンド端部に沿って這い回された這い回し部を含んで形成されており、
前記這い回し部は、絶縁材料からなる接合剤によって、前記コイルエンド端部に固定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、
前記中性点が前記整流装置に接続されていることを特徴とする車両用交流発電機。