KR100437196B1 - 교류발전기의 고정자 - Google Patents

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KR100437196B1
KR100437196B1 KR10-2001-0007747A KR20010007747A KR100437196B1 KR 100437196 B1 KR100437196 B1 KR 100437196B1 KR 20010007747 A KR20010007747 A KR 20010007747A KR 100437196 B1 KR100437196 B1 KR 100437196B1
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히가시노쿄코
아사오요시히토
아다치가쓰미
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 번잡한 중성점측 단자의 비틀림이나 멈춤기구에 의한 일체화 공정을 불요로 하고, 충분한 접합강도를 쉬운 방법으로 확보할 수 있도록 하며, 신뢰성을 향상 시키고, 또한 저코스트화를 도모할 수 있는 교류발전기의 고정자를 얻는다.
중성점측 단자(41)가 코일엔드군(160b)으로 부터 축방향 외측으로 도출되어 중성점인출부(45)를 구성하고 있다.
또, 중성점측 단자(42),(43)가 각각 코일엔드군(160b)으로부터 축방향 외측으로 도출되고, 그후 구부려져서 축방향과 직교하는 면상을 코일엔드군(160b)의 정상부에 따라서 중성점측 단자(41)까지 돌려지며, 또 축방향 외측으로 구부려져 있다.
그리고, 중성점측 단자(42),(43)의 선단(42a),(43a)의 측면부가 원주방향의 양면으로부터 중성점측 단자(41)의 코일엔드군(160b)으로 부터의 도출부(41a)의 측면부에 맞대어서 용접되어 있다.

Description

교류발전기의 고정자{STATOR FOR AN ALTERNATOR}
본 발명은 예컨대 내연기관에 의해 구동되는 교류발전기의 고정자에 관한 것으로, 특히 3상 교류발전기의 고정자 권선에서의 중성점 도출단자에 관한 것이다.
도 9는 종래의 교류발전기를 표시하는 단면도이다. 도 9에서 교류발전기는 알루미늄제의 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)으로 구성되는 케이스(3)와, 이 케이스(3)내에 회전이 자유롭게 설치된 랜들형의 회전자(7)와, 이 회전자(7)의 양단부에 각각 고착된 팬(5)과, 회전자(7)의 외주측을 덮도록 케이스(3)의 내벽면에 고착된 고정자(8)와, 샤프트(6)의 타단부에 고착되어 회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)과, 슬립링(9)에 슬라이드 하는 한쌍의 브러시(10)와, 이들의 브러시(10)를 수납하는 브러시홀더(11)와, 고정자(8)에 전기적으로 접속되고, 고정자(8)의 고정자권선(16)에서 발생한 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)와, 브러시 홀더(11)에 끼워 붙여진 히트싱크(17)와, 이 히트싱크(17)가 접착되어 고정자(8)의 출력전압을 조정하는 레귤레이터(18)를 구비하고 있다.
회전자(7)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 회전자 권선(13)과, 이 회전자 권선(13)을 덮도록 설치되고, 회전자 권선(13)에서 발생된 자속에 의해 자극이 형성되는 한쌍의 폴코어(20),(21)를 구비하고 있다.
그리고, 한쌍의 폴코어(20),(21)는 철재로 각각 클로상 자극(22),(23)이 외주 가장자리에 원주방향으로 등각피치로 돌출 설치되고, 클로상 자극(22),(23)을맞물리도록 대향하여 샤프트(6)에 고착되어 있다.
고정자(8)는 고정자 철심(15)과, 이 고정자 철심(15)에 감겨지고 회전자(7)의 회전에 따라 회전자 권선(13)으로 부터의 자속의 변화에 의해 교류가 발생하는 고정자 권선(16)을 구비하고 있다.
이와같이 구성된 교류발전기에서는 전류가 배터리(도시하지 않음)로부터 브러시(10) 및 슬립링(9)을 통하여 회전자 권선(13)에 공급되고, 자속이 발생된다.
이 자속에 의해 한쪽의 폴코어(20)의 클로(claw)상 자극(22)이 N극에 착자되고, 다른쪽의 폴코어(21)의 클로상 자극(23)이 S극에 착자된다.
한편, 엔진의 회전토크가 풀리(4)를 통하여 샤프트(6)에 전달되고, 회전자 (7)가 회전된다.
이로 인하여, 고정자권선(16)에 회전자계가 주어지고, 고정자권선(16)에 기전력이 발생한다.
이 교류의 기전력이 정류기(12)를 통하여 직류로 정류되는 동시에 그 전압이 레귤레이터(18)에 의해 조정되고 배터리에 충전된다
이 고정자(8)의 고정자 권선(16)에서는 3상 스타형결선이 일반적이며, 그 중성점의 결선구조는 예컨대 일본국 특공평 7-32555호 공보에 표시되어 있다.
즉, 도 10에 표시되는 바와 같이 단면 원형을 갖는 도선으로 되는 소선(24)이 고정자 철심(15)에 필요권수만큼 감겨져서 형성된 3상의 권선의 각 중성점측 단자(25)를 코일엔드군으로 부터 도출 시키며 도출한 3개의 중성점측 단자(25)를 일개소에 정돈하고 비틀어서 일괄로 결합되어 있다.
그리고, 도 11에 표시되는 바와 같이 비틀어진 3개의 중성점측 단자(25)가 납땜에 의해 고착 일체화되어 중성점 결합부(27)를 형성하고 있다.
또, 도시되어 있지 않으나 중성점 인출부가 3개의 중성점측 단자(25)의 결합부인 중성점 결합부(27)에 설치되어 있다.
그리고, 3개의 중성점측 단자(25)의 결합부인 중성점결합부(27)로 부터 뻗어 나오는 중성점 인출부가 각상의 권선의 출력측 단자(리드선)(29)와 함께 고정자철심(15)으로 부터 뻗어나오게 되고, 정류기(12)의 서키트(circuit) 보드(12a)의 터미널에 코킹에 의해 고착되며, 납땜에 의해 전기적으로 접속된다.
이로 인하여 발전기의 고속 회전시에 중성점 전압이 직류출력에 가산되고 출력을 증대 시킬 수 있는 교류발전기가 얻어진다.
여기서, 중성점 결합부(27)는 3개의 중성점측 단자(25)를 납땜에 의해 고착 일체화하는 것으로 하고 있으나, 고정자 권선이 2조의 3상의 권선으로 구성되어 있는 경우에는 6개의 중성점측 단자를 한곳에 정돈하고, 비틀어서 일괄로 결합하며 납땜에 의해 고착 일체화하여 중성점 결합부를 구성하는 일도 있다.
또, 중성점인출부, 리드선(29)은 서키트 보드(12a)로의 접속이 용이하므로 고정자철심(15)으로부터 축방향과 평행으로 뻗어나오게 되는 것이 바람직하다.
또, 중성점측 단자(25)는 끌어 돌려져서 한곳에 정돈되고, 납땜되어 있으므로 슬롯 수납위치의 관계상 중성점측 단자(25)의 여분의 끌어 돌림이 생기는 경우가 있다.
이 중성점측 단자(25)의 긴 끌어 돌림은 발열체인 도선량의 증가, 즉 발열량 및 전기저항의 증가를 가져오고, 발전효율을 저하시키거나, 차량 정착시의 가진(加振)에 의한 권선의 절단이나 타부품과의 간섭을 발생시킨다는 문제를 발생시키므로 중성점측 단자의 끌어 돌림을 가급적 짧게 하는 것이 바람직하다.
또, 차량 장착시의 가진(加振)시에 중성점결합부(27)나 중성점인출부의 진동을 억제하기 위하여 중성점측 단자(25)의 끌어 돌림부를 코일엔드 정상부에 통과된 끈모양체로 코일엔드에 결착 고정하거나, 와니스를 도포하여 코일엔드를 고정하는 대책이 채용되어 있다.
그러나, 끈모양체로 끌어 돌림부를 코일엔드에 결착 고정하는 경우에는 끈 모양체를 코일엔드 정상부의 좁은 소선간에 통과시키지 않으면 않되고, 작업효율이 나쁘며, 와니스를 도포하여 끌어 돌림부를 코일엔드에 고정하는 경우에는 끌어 돌림부와 코일엔드와의 사이에 소정의 틈새가 있으므로 저점도의 와니스로는 충분한 고정강도가 얻어지기 어렵고, 그 개선이 요망되고 있다.
이와 같이 구성된 고정자권선(16)에서의 중성점결합부(27)는 복수개의 중성점측 단자(25)를 1개소에 정돈하고, 비틀어서 일괄로 결속한 후, 납땜에 의해 고착 일체화하여 구성되어 있으므로 도 12에 표시되는 바와 같이 납땜(26)이 비틀어진 복수개의 중성점측 단자(25) 사이에 들어가지 않고, 중앙부에 공간 A가 생겨 버리며, 충분한 접합강도가 얻어지지 않고, 신뢰성을 확보하는 것이 곤란하게 된다는 문제가 있었다.
또, 복수개의 중성점측 단자(25)를 일괄하여 납땜하고 있으므로 대용량의 지그가 필요하게 되는 동시에 접합부를 충분히 가열할 필요가 있고, 납땜공정에 시간이 걸리고, 코스트가 상승하여 버린다는 문제가 있었다.
또, 복수개의 중성점측 단자(25)를 정돈하여 비틀고 있으므로 작업성이 나쁘다는 문제점도 있었다.
또, 수작업에 의한 복수개의 중성점측 단자(25)를 정돈하여 비트는 번잡한 작업을 없애기 위하여 복수개의 중성점측 단자를 그 선단부를 동일면 위치가 되도록 맞추고 그들의 선단면 끼리를 납땜하여 중성점 결합부를 구성하는 개선책이 제안되어 있다.
그러나, 이 개선책에서는 납땜할 면이 작고, 강도적으로 불충분한 접합으로 되고, 연속적으로 진동이 가해지면 중성점 결합부의 이탈을 발생시킬 우려가 있었다.
그래서, 복수개의 중성점측 단자를 일체로 고착하는 멈춤기구가 필요하게 되며 작업공정이 증가하는 동시에 저 코스트화가 도모되지 않는다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 하게 된 것으로 소선의 중성점측 단자에 평탄한 측면부를 설치하고, 이 측면부를 맞대어서 전기적 접합에 의해 중성점결합부를 구성하도록 하며, 번잡한 중성점측 단자의 비틀림이나 멈춤기구에 의한 일체화 공정을 불요로 하고, 충분한 접합강도를 확보할 수 있도록 하며, 신뢰성을 향상시키고, 또한 저코스트화를 도모할 수 있는 교류발전기의 고정자를 얻는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 교류발전기의 고정자를 리어측에서 본 부분 사시도,
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자를 탑재한 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도,
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 교류발전기의 고정자에서의 1상분의 고정자 권선의 권선구조를 설명하는 리어측 단면도,
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 교류발전기의 고정자의 회로도,
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 교류발전기의 고정자를 리어측에서 본 부분 사시도,
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 교류발전기의 고정자에서의 중성 결합부 주위를 표시하는 사시도,
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 교류발전기의 고정자에서의 중성접합부 주위를 표시하는 사시도,
도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 교류발전기의 고정자에서의 중성점결합부 주위를 표시하는 사시도,
도 9는 종래의 교류발전기를 표시하는 단면도,
도 10은 종래의 교류발전기에 접속되는 고정자의 요부를 표시하는 정면도,
도 11은 종래의 교류발전기에 접속되는 고정자에서의 중성점 결합부 주위를 표시하는 정면도,
도 12는 도 11의 Ⅶ - Ⅶ 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12 : 정류기 30 : 소선 31 : 제1권선
32 : 제2권선 33 : 제3권선 34 : 제4권선
39 : 절연성 수지
41 ~ 43,46 ~ 51,53 ~ 65 : 중성점측 단자
44,44A,44B,44C : 중성점 결합부
45,45A,45B,45C : 중성점 인출부
52, 56 : 접속부재 80 : 고정자 150 : 고정자철심
150a : 슬롯 160 : 고정자 권선 160b : 코일엔드군
161 : 3상 고정자 권선 162 : 고정자 권선군
본 발명에 관한 교류발전기의 고정자는 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향으로 복수형성된 원통상의 고정자철심과, 각각 소선을 소정 슬롯마다에 순차 삽입하여 상기 고정자철심에 감겨진 3상의 권선이 3상스타형 결선되어 이루어지는 고정자 권선을 구비하고, 3상스타형 결선된 상기 고정자권선의 중성점이 교류출력을 정류하는 정류기에 전기적으로 접속되는 교류발전기의 고정자에서 상기 고정자권선의 코일엔드군으로 부터 외부로 도출된 상기 3상의 권선을 구성하는 상기 소선의 중성점측 단자는 각각 평탄한 측면부를 갖고, 또 평탄한 측면부를 갖는 도체로 되는 접속부재를 구비하며, 상기 중성점측 단자 및 상기 접속부재가 각각 평탄한 측면부를 맞대어서 전기적 접합되고, 또한 상기 접속부재가 상기 정류기에 전기적으로 접속되는 중성점 인출부를 구성하고 있는 것이다.
또, 상기 소선은 구형단면을 갖는 도선이다.
상기 중성점 단자는 상기 코일엔드군으로부터 축방향으로 도출되고, 상기 접속부재는 상기 코일엔드군의 정상부에 따라 원주방향으로 뻗어서 설치되며, 이 접속부재의 평탄한 측면부를 상기 코일엔드군으로부터 도출하는 상기 중성점측 단자의 선단부에 직경방향 한쪽으로부터 맞대여서 전기적으로 접합되고, 이 접합부재의 단부가 축방향으로 뻗어나와서 상기 중성점 인출부를 구성하고 있는 것이다.
또, 상기 접속부재가 상기 정류기에 접속되는 중성점 인출부를 구성하고 있는 것이다.
또, 상기 중성점측 단자의 상기 코일엔드군으로 부터 외부로 도출된 부위의 적어도 일부가 절연성수지를 통하여 상기 코일엔드군에 보존되어 있는 것이다.
또, 상기 전기적 접합은 용접이다.
(발명의 실시의 형태)
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 대하여 설명한다
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 교류발전기의 고정자를 리어측에서 본 부분 사시도, 도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 고정자를 탑재한 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도, 도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 교류발전기의 고정자에서의 1상분의 고정자 권선의 권선구조를 설명하는 리어측 단면도, 도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 교류발전기의 고정자의 회로도이다.
도 1에서 고정자(80)는 축방향으로 뻗는 슬롯(150a)이 원주방향에 소정피치로 복수 형성된 원통상의 고정자 철심(150)과, 고정자 철심(150)에 감겨진 고정자 권선(160)과, 각 슬롯(150a)내에 장착되어 고정자 권선(160)과, 고정자 철심(150)을 전기적으로 절연하는 인슐레이터(19)를 구비하고 있다.
그리고, 고정자권선(160)은 하나의 소선(30)이 고정자철심(150)의 단면부의 슬롯(150a)외에서 되돌려져서 소정 슬롯수마다에 슬롯(150a)내에서 슬롯깊이 방향으로 내층과 외층을 교대로 채택하도록 웨이브권선되어 감겨진 권선을 복수 구비하고 있다.
또, 고정자철심(150)의 단면측의 슬롯(150a)외에서 되돌려져서 되는 소선 (30)의 턴(turn)부가 직경방향으로 2열로 늘어서서 원주방향에 배열되어 프론트측 및 리어측의 코일엔드군(160a),(160b)을 구성하고 있다.
여기에서는 고정자철심(150)에는 회전자(7)의 자극수(16)에 대응하여 후술하는 3상고정자권선(161)을 2조 수용하도록 96개의 슬롯(150a)이 등간격으로 형성되어 있다. 또, 소선(30)에는 예컨대 절연피복된 장방향의 단면을 갖는 길이가 긴 동등의 도선이 사용된다.
이 고정자(80)에서는 각조의 3상고정자권선(161)이 각각 3개의 중성점측 단자(41),(42),(43)를 갖고, 원주방향의 중앙에 위치하는 하나의 중성점측 단자(41)가 코일엔드군(160b)으로 부터 외부에 축방향과 평행으로 도출되고, 원주방향의 양측에 위치하는 다른 2개의 중성점측 단자(42),(43)가 각각 코일엔드군(160b)으로부터 외부로 축방향과 평행으로 도출되며, 그후 구부려져서 축방향과 직교하는 면상을 코일엔드군(160b)의 정상부에 따라서 중성점측 단자(41)의 도출부(41a)까지 끌어 돌려지고, 또 축방향과 평행으로 구부려져 있다.
그리고, 중성점측 단자(42),(43)의 구부려진 선단(42a),(43a)의 측면부가 중성점측 단자(41)의 도출부(41a)의 양측면부에 양측으로부터 맞대어지며, 예컨대 디크용접에 의해 전기적으로 접합되어 일체화되어 있다.
이로인해 3개의 중성점측 단자(41),(42),(43)의 중성점 접합부(44)가 구성된다.
또, 중성점측 단자(41)는 중성점 접합부(44)로부터 축방향과 평행으로 뻗어 나와 있으며 그 뻗어나온 부분이 중성점 인출부(45)을 구성하고 있다.
또한, 도 1에서는 1조의 3상 고정자 권선(161)의 중성점 접합부(44) 및 중성점 인출부만이 표시되어 있으나 실제로는 또 한조의 3상 고정자 권선(161)의 중성점 접합부 및 중성점 인출부가 있다.
또, 도 1에는 리드선이 생략되어 있다.
또, 중성점측 단자(42),(43)의 선단부(42a),(43a)의 맞대어지는 측면부는 절연피막이 박리되어 있다.
마찬가지로 중성점측 단자(41)의 도출부(41a)와 맞대어지는 측면부도 절연피막이 박리되어 있다.
이와 같이 구성된 고정자(80)는 도 2에 표시되는 바와 같이 교류발전기에 탑재되고, 고정자권선(160)을 구성하는 2조의 3상고정자권선(161)의 중성점인출부 (45)가 리드선(도시하지 않음)과 함께 축방향과 평행으로 고정자권선(150)으로부터 뻗어 나오고, 정류기(12)의 서키트 보드(12a)의 터미널에 코킹에 의해 고착되며, 납땜에 의해 전기적으로 접속된다.
이로인해 발전기의 고속 회전시에 중성점 전압이 직류출력에 가산되고 출력을 증대 시킬 수 있는 교류발전기가 얻어진다.
또한, 이 교류발전기는 고정자(8) 대신에 고정자(80)를 사용하고 있는 점을 제외하고, 도 9에 표시되는 종래의 교류발전기와 같이 구성되어 있다.
다음에 1상분의 고정자 권선군(162)의 권선구조에 대하여 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
또한, 도면중 리어측의 배선이 실선으로 표시되고 프론트측의 배선이 점선으로 표시되어 있다.
1상분의 고정자권선군(162)은 각각 하나의 소선(30)으로 되는 제1 내지 제4권선(31) ~ (34)으로 구성되어 있다. 그리고, 제1권선(31)은 하나의 소선(30)을 슬롯번호의 1번으로부터 91번까지 6슬롯 마다에 슬롯(150a)내의 내주측으로 부터 첫번째의 위치(이하, 1번지라고 함)와, 내주측으로부터 2번째의 위치(이하, 2번지라고 함)를 교대로 채택하도록 웨이브 권선하여 구성되어 있다.
제2권선(32)은 소선(30)을 슬롯번호의 1번으로부터 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(150a)내의 2번지와 1번지를 교대로 채택하도록 웨이브권선하여 구성되어 있다.
제3권선(33)은 소선(30)을 슬롯번호의 1번으로부터 91번까지 6슬롯 마다에 슬롯(150a)내의 내주측으로부터 3번째의 위치(이하, 3번지라고 함)와, 내주측으로 부터 4번째의 위치(이하, 4번지라고 함)를 교대로 채택하도록 웨이브권선하여 구성되어 있다.
제4권선(34)은 소선(30)을 슬롯번호의 1번으로부터 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(150a)내의 4번지와 3번지를 교대로 채택하도록 웨이브권선하여 구성되어 있다.
그리고, 각 슬롯(150a)내에는 소선(30)이 장방형 단면의 길이방향을 직경방향으로 가지런히 하여 직경방향에 1열로 4개 늘어서서 배열되어 있다.
그리고, 고정자철심(150)의 프론트측에서 슬롯번호의 1번으로부터 뻗어 나오는 제1권선(31)의 권선단(31a)와, 슬롯번호의 91번으로 부터 뻗어 나오는 제3권선 (33)의 권선단(33b)이 접합되고, 또 슬롯번호의 1번으로부터 뻗어 나오는 제3권선 (33)의 권선단(33a)과 슬롯번호의 1번으로부터 뻗어 나오는 제1권선(31)의 권선단 (31b)이 접합되어 2턴의 권선이 형성되어 있다.
또, 고정자철심(150)의 리어측에서 슬롯번호의 1번으로부터 뻗어 나오는 제2권선(32)의 권선단(32a)과, 슬롯번호 91번으로부터 뻗어 나오는 제4권선(34)의 권선단(34b)가 접합되고, 또 슬롯번호의 1번으로 부터 뻗어 나오는 제4권선(34)의 권선단(34a)과 슬롯번호 91번으로부터 뻗어 나오는 제2권선(32)의 권선단(32b)가 접합되어 2턴의 권선이 형성되어 있다.
또, 슬롯번호 61번과 67번으로부터 고정자 철심(150)의 리어측으로 뻗어 나오는 제3권선(33)의 소선(30)의 부분이 절단되고, 슬롯번호의 67번과 73번으로부터 고정자 철심(150)의 리어측으로 뻗어 나오는 제4권선(34)의 소선(30)의 부분이 절단 된다.
그리고, 제3권선(33)의 절단단(33c)과 제4권선(34)의 절단단(34c)이 접합되어 제1 내지 제4권선(31) ~ (34)을 직렬접속하여 되는 4턴의 1상분의 고정자권선군 (162)이 형성되어 있다.
또한, 제3권선(33)의 절단단(33d)과 제4권선(34)의 절단단(34d)이 각각 중성점(N) 및 리드선(0)으로 된다.
마찬가지로 하여 소선(30)이 감겨지는 슬롯(160a)을 하니씩 어긋나게 하여 6상분의 고정자권선군(162)이 형성되어 있다.
여기서, 3상분의 고정자권선군(162)을 구성하는 3개의 제3권선(33)의 절단단 (33d)이 상술의 중성점측 단자(41),(42),(43)에 상당한다.
그리고, 3개의 절단단(33d)의 중에서 원주방향의 중앙에 위치하는 하나의 절단단(33d)이 리어측의 코일엔드군으로 부터 외부에 축방향과 평행으로 도출된다.
또, 원주방향의 양측에 위치하는 다른 2개의 절단단(33d)이 각각 리어측의 코일엔드군으로부터 외부에 축방향과 평행으로 도출되고, 그후 구부려져서 축방향과 직교하는 면상을 리어측의 코일엔드 정상부에 따라서 원주방향의 중앙에 위치하는 절단단(33d)의 도출부까지 끌어 돌려지고, 또 축방향과 평행으로 구부려진다.
그리고, 2개의 절단단(33d)의 구부려진 선단의 측면부가 원주방향의 중앙에 위치하는 절단단(33d) 도출부의 양측면부에 양측으로부터 맞대고 끼우는 지그(도시하지 않음)로 3개의 절단단(33d)의 접촉부를 보존한다.
그래서, 전극봉(도시하지 않음)을 이 접촉부에 접근시키고, 전극봉과 접촉부와의 사이에 아크를 발생시켜서 절단단(33d)끼리를 용융 접합한다.
즉, 절단단(33d) 끼리를 디크용접에 의해 용융접합하여 중성점 결합부를 형성한다. 이로인해 3상분의 고정자 권선군(162)이 스타형 결선되어 1조의 3상 고정정 권선(161)을 얻는다. 마찬가지로 다른 3상분의 고정자 권선군(162)을 스타형 결선하여 또 한조의 3상 고정자 권선(161)을 얻는다.
그리고, 각조의 3상 고정자 권선(161)의 원주방향 중앙에 위치하는 절단단 (33d)이 축방향과 평행으로 뻗어 나오게 되어 중성점 인출부가 되고 정류기(12)에 접속된다.
이와 같이 하여 도 4에 표시되는 바와 같이 고정자권선군(162)이 3상분씩 스타형 결선되어 2조의 3상고정자권선(161)을 형성하고, 각 3상고정자권선(161)이 각각 정류기(12)에 접속되어 있다. 각 정류기(12)의 직류출력은 병렬로 접속되어 합성된다.
이 실시의 형태 1에 의하면, 원주방향의 중앙에 위치하는 중성점측 단자(41)의 도출부(41a)의 평탄한 양측면부에 원주방향의 양측의 중성점측 단자(42),(43)의 선단(42a),(43a)의 평탄한 측면부를 맞대어서 전기적 접합하여 중성점측 결합부 (44)를 구성하고 있으므로 3개의 중성점측 단자(41),(42),(43)의 접합부가 확실하게 면 접촉상태로 맞대어지고, 안정된 접합이 실행된다.
이에 따라 중성점 접합부(44)의 접합강도가 강도적으로 충분한 것으로 되며, 중성점결합부(44)의 접합이탈이 방지되고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 차량 장착시의 가진이 가해져도 중성점결합부(44)의 접합 이탈의 발생이 억제되고, 이점에서도 신뢰성이 향상된다.
또, 납땜에 의한 중성점접합부를 형성하는 경우에 필요하였던 대용량의 지그나 접합부를 충분히 가열하는 공정이 불필요하게 되고, 접합공정이 단시간에 저 코스트로 실시할 수 있다. 또, 수작업으로 중성점측 단자를 정돈하여 비트는 일도 없으므로 접합 작업성이 현저하게 향상된다.
또, 여분의 끌어 돌림이나 비틀림이 불필요 하므로 중성점측 단자(42),(43)의 끌어 돌리는 량이 적게된다.
이에따라 발열체인 도선량의 증가가 억제되며 즉, 발열량 및 전기저항의 증가가 억제되고, 발전효율의 저하를 억제할 수 있는 동시에 차량 장착시의 가진(加振)에 의한 권선의 절단이나 타부품과의 간섭을 방지할 수 있다.
또, 중성점측 단자(42),(43)의 끌어 돌리는 량이 저감하는 만큼 내진성이 향상되므로 끈 모양체를 사용하여 중성점측 단자(42),(43)의 끌어 돌림부를 코일엔드군(160b)에 고정하는 것이나, 멈춤기구를 사용하여 중성점측 단자(41),(42),(43)를 일체로 고정하는 것도 필요없게 된다.
또, 디스용접 등의 전기적 접합을 사용하여 중성점측 단자(41),(42),(43)를 접합하고 있으므로 납 등의 유해물질을 함유하는 납땜 용접을 사용하지 않게 되고, 환경적 보전상의 점에서도 유효하다. 또, 소선(30)에 단면구형의 도선을 사용하고 있으므로 중성점측 단자(41),(42),(43)에는 평탄한 측면부가 기히 형성되어 있다.
그래서, 중성점측 단자(41),(42),(43)의 임의의 측면부를 맞대는 것만으로 면접촉 상태의 접촉이 얻어지고, 중성점접합부(44)의 접합공정이 간략화된다.
또, 원주방향의 중앙에 위치하는 중성점측 단자(41)가 중성점 접합부(44)로부터 뻗어 나와서 중성점 인출부(45)를 구성하고 있으므로 중성점 인출부를 별도로 설치할 필요가 없다.
실시의 형태 2.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 교류발전기의 고정자를 리어측에서 본 부분 사시도이다.
도 5에서 중성점측 단자(42),(43)의 끌어 돌림부(42b),(43b) 및 중성점 결합부(44)가 에폭시수지등의 절연성수지(39)에 의해 코일엔드군(160b)의 정상부에 고착되어 있다. 또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 동일하게 구성되어 있다.
이 실시의 형태 2에 의하면, 중성점측 단자(42),(43)의 끌어 돌림부(42b), (43b) 및 중성점결합부(44)가 에폭시수지 등의 절연성수지(39)에 의해 코일엔드군 (160b)의 정상부에 고착되어 있으므로 차량장착시의 가진(加振)이 가해져도 중성점 결합부(44)의 결합 이탈의 발생이 억제되고, 신뢰성이 현저하게 향상된다.
또, 상기 실시의 형태 2에서는 절연성수지(39)가 끌어 돌림부(42b),(43b) 및 중성점결합부(44)를 코일엔드군(160b)에 고착하도록 배설하는 것으로 하고 있으나, 절연성수지(39)는 끌어 돌림부(42b),(43b)의 일부를 코일엔드군(160b)에 고착되도록 배설하여도 되고, 또는 중성점결합부(44)만을 코일엔드군(160b)에 고착되도록 배설하여도 되고, 또는 중성점결합부(44)만을 코일엔드군(160b)에 고착시키도록 배설하여도 된다.
실시의 형태 3.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 교류발전기의 고정자에서의 중성점 결합부 주위를 표시하는 사시도이다.
도 6에서 3상고정자권선의 3개의 중성점측 단자(46),(47),(48)는 각각 리어측의 코일엔드군으로 부터 외부에 축방향과 평행으로 도출되고, 그후 구부려져서 리어측의 코일엔드군의 정상부에 따라서 원주방향의 한쪽으로 끌어 돌려져 있다.
그리고, 원주방향의 한쪽에 위치하는 중성점측 단자(48)의 코일엔드군으로부터의 도출위치 근방에서 3개의 중성점측 단자(46),(47),(48)가 축방향으로 겹쳐져서 평탄한 측면부를 서로 맞대어지게 된다. 또, 중성점측 단자(48)는 축방향과 평행으로 구부려져서 중성점인출부(45A)를 구성하고 있다.
그리고, 지그(도시하지 않음)로 중성점측 단자(46),(47),(48)의 접촉부를 축방향 외측으로부터 압입(押入)하고, 전극봉(도시하지 않음)을 근접시키며, 전극봉과 접촉부와의 사이에 아크를 발생시켜서 중성점측 단자(46),(47),(48)끼리를 용융 접합하여 중성점결합부(44A)를 형성하고 있다. 또한, 다른 구성은 상시 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.
따라서, 이 실시의 형태 3에서도 3개의 중성점측 단자(46),(47),(48)가 평탄한 측면부를 서로 맞대어서 디크용접되어 있으므로 상기 실시의 형태 1과 같은 효과가 얻어진다.
또, 이 실시의 형태 3에 의하면 접촉부에서 중성점측 단자(46),(47),(48)가 축방향으로 겹쳐져 있으므로 지그에 의해 접촉부를 축방향 외측으로부터 압입(押入)하여 디크 용접할 수 있다. 이로 인해, 접촉부를 클램프하는 끼워 넣는 지그가 불필요로 되고, 공작성에 뛰어난다.
실시의 형태 4.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 교류발전기의 고정자에서의 중성점 결합부 주위를 표시하는 사시도이다.
도 7에서 3상 고정자 권선의 3개의 중성점측 단자(49),(50),(51)는 각각 리어측의 코일엔드군으로부터 외부로 축방향과 평행으로 도출되어있다.
그리고, 2개의 중성점측 단자(49),(50)는 각각 구부려져서 리어측의 코일엔드군의 정상부에 따라서 원주방향이 한쪽으로 끌어 돌려지고, 원주방향의 한쪽에 위치하는 중성점측 단자(51)의 코일엔드군으로부터의 도출위치 근방에서 축방향과 평행으로 구부려져 있다.
그리고, 중성점측 단자(49),(50)의 구부려진 선단부(49a),(50a)와 중성점측 단자(51)의 코일엔드군으로부터의 도출하는 선단부(51a)가 원주방향에 겹쳐지고, 평탄한 측면부를 서로 맞대어져 있다. 또, ㄷ자상으로 성형되 단면구형을 갖는 도체로 되는 접속부재(52)는 그 일단의 평탄한 측면부로 중성점측 단자(51)의 선단부(51A)에 원주방향의 한쪽에서 맞춰져 있다. 또, 접속부재(52)의 타단은 축방향과 평행으로 뻗어 나와서 중성점인출부(45B)를 구성하고 있다.
그리고, 끼워 넣는 지그(도시하지 않음)로 중성점측 단자(49),(50),(51) 및 접속부재(52)의 접촉부를 보존하고, 전극봉(도시하지 않음)을 근접시키며, 전극봉과 접촉부와의 사이에 아크를 발생시켜서 중성점측 단자(49),(50),(51) 및 접속부재(52)끼리를 용융결합하여 중성점결합부(44B)를 형성하고 있다.
또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.
따라서, 이 실시의 형태 4에서도 중성점측 단자(49),(50),(51) 및 접속부재 (52)가 평탄한 측면부를 서로 맞대어서 디크용접되어 있으므로 상기 실시의 형태 1과 같은 효과가 얻어진다. 여기서, 접합작업의 자동화를 교대한 경우 용접지그를 고정자철심의 축심과 평행으로 이동시켜서 용접부에 접근시키는 것이 중요하게 된다.
이 실시의 형태 4에 의하면, 중성점측 단자(49),(50),(51) 및 접속부재(52)의 선단부의 측면부끼리가 원주방향에 겹쳐져서 맞대어져 있으므로 접촉부의 축방향 바깥쪽에 공 스페이스가 존재하고, 용접지그의 축방향의 이동에 대한 장애물이 없으며, 양산성에 적합하다.
실시의형태 5.
도 8은 본 발명의 실시의형태 5에 관한 교류발전기의 고정자에서의 중성점 결합부 주위를 표시하는 사시도이다.
도 8에서 3상고정자권선의 3개의 중성점측 단자(53),(54),(55)는 각각 리어측의 코일엔드군으로부터 소정길이의 외부에 축방향과 평행으로 도출되어 있다. 그리고, 단면구형을 갖는 도체로 되는 접속부재(56)가 코일엔드군의 정상부에 따라 원주방향으로 뻗어서 설치되고, 그 평탄한 측면부를 중성점측 단자(53),(54), (55)의 각 선단부(53a),(54a),(55a)에 직경방향의 일단에서 맞대어져 있다.
또, 접속부재(56)의 타단은 축방향과 평행으로 뻗어 나와서 중성점인출부 (45C)를 구성하고 있다. 그리고, 끼워 넣는 지그(도시하지 않음)로 중성점측 단자 (53),(54),(55) 및 접속부재(56)의 접촉부를 보존하고, 전극봉(도시하지 않음)을 근접시키며, 전극봉과 각 접촉부와의 사이에 아크를 발생시켜서 중성점측 단자 (53),(54),(55)와 접속부재(56)를 순차로 용융접합하여 중성점결합부(44C)를 형성하고 있다.
또한, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어 있다.
따라서, 이 실시의 형태 5에서도 중성점측 단자(53),(54),(55) 및 접속부재 (56)가 평탄한 측면부를 서로 맞대어서 디크용접되어 있으므로 상기 실시의 형태 1과 같은 효과가 얻어진다.
또, 이 실시의 형태 5에 의하면, 중성점측 단자(53),(54),(55)의 코일엔드군으로부터의 도출길이를 균일하게 할 수 있고, 접합작업이 간이하게 되는 동시에 접합시의 권선으로의 손상도 저감할 수 있다. 또, 중성점측 단자(53),(54),(55)와 접속부재(56)를 2개씩 용접하는 것이 되므로 용접부재가 콤팩트하게 되고, 전기적으로 신뢰성이 높은 중성점 결합부(44C)가 얻어진다.
또, 중성점측 단자(53),(54),(55)의 코일엔드군으로부터의 도출길이를 짧게할 수 있으므로 중성점결합부(44C)의 내진성이 크게 되고, 신뢰성이 향상되는 동시에 고정자와 대향하여 설치되는 서키트 보드(12a)와의 간섭이 회피되며, 설계적 자유도가 크게 된다.
또, 중성점인출부(45C)가 중성점측 단자와 다른 별도부재 즉, 접속부재(56)로 구성되어 있으므로 설계적으로 설정된 소선(30)의 치수형상, 재료에 관계없이 중성점인출부를 임의의 치수형상 재료로 구성할 수 있다.
그런데, 강도가 큰 접속부재(56)의 치수형상 재료를 선정함으로써 중성점결합부(44C)의 강도를 크게 할 수 있다. 또, 서키트 보드(12a)에 맞춰서 중성점인출부(45C)의 위치도 임의로 설정할 수 있고, 조립성이 향상된다.
여기서, 절연성수지에 의해 중성점 결합부(44C)를 리어측의 코일엔드군에 보존 시키는 경우 중성점측 단자(53),(54),(55)의 코일엔드군으로 부터의 도출길이를짧게할 수 있으므로 절연성수지의 량이 적어도 되며 저 코스트화가 도모된다.
또한, 상기 각 실시의 형태에서는 소선(30)으로서 단면구형을 갖는 도선을 사용하는 것으로 하고 있으나, 소선은 단면구형을 갖는 도선에 한정되는 것이 아니고, 단면원형의 도선을 사용하여도 된다. 이 경우, 중성점결합부를 구성하는 도체의 부위가 평탄한 측면부를 갖도록 변형하면 된다.
또, 상기 실시의 형태에서는 하나의 소선(30)이 고정자철심(16)의 단면측의 슬롯(150a)외에서 되돌려져서 소정슬로수마다에 스롯(150a)내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교대로 채택하도록 웨이브권선되어 감겨진 권선을 복수 구비한 고정자권선(160)을 사용하는 것이 아니고, 소선으로써 대략 U자상으로 성형된 코일편을 사용하고, 이 코일편을 슬롯에 순차 삽입하여 가고, 슬롯으로부터 뻗어나오는 코일편의 단부끼리를 접합하여 구성되는 고정자권선을 사용하여도 된다.
또, 상기 각 실시의 형태에서는 중성점 결합부가 고정자의 리어측에 설치되어 있는 것으로 하여 설명하고 있으나, 정류기(12)가 프론트측에 배치되어 있으면 중성점 결합부는 고정자의 프론트측에 설치하게 된다.
본 발명은 이상과 같이 구성되어 있으므로 이하에 기재되는 바와 같은 효과를 이룬다.
본 발명에 의하면 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 복수 형성된 원통상의 고정자철심과, 각각 소선을 소정 슬롯마다에 순차 삽입하여 상기 고정자철심에 감겨진 3상의 권선이 3상스타형 결선되어 되는 고정자권선을 구비하고, 3상스타형 결선된 상기 고정자권선의 중성점이 교류출력을 정류하는 정류기에 전기적으로 접속되는 교류발전기의 고정자에서 상기 고정자권선의 코일엔드군으로부터 외부에 도출된 상기 3상권선을 구성하는 상기 소선의 중성점측 단자는 각각 평탄한 측면부를 갖고, 또 평탄한 측면부를 갖는 도체로 되는 접속부재를 구비하며 상기 중성점측 단자 및 상기 접속부재가 각각 평탄한 측면부를 맞대어서 전기적 접합되고, 또한 상기 접속부재가 상기 정류기에 전기적으로 접속되는 중성점 인출부를 구성하고 있으므로 번잡한 중성점측 단자의 비틀림이나 멈춤기구에 의한 일체화 공정이 불필요로 되며, 충분한 접합강도가 간이하게 확보될 수 있도록 하고, 신뢰성을 향상시키며, 또한 저코스트화를 도모할 수 있는 교류발전기의 고정자를 얻을 수 있다.
또, 상기 소선은 구형단면을 갖는 도선이므로 중성점측 단자의 접촉부에 평탄한 측면부를 형성하는 공정이 불필요하게 되고, 공작성이 향상된다.
또, 상기 중성점 단자는 상기 코일엔드군으로부터 축방향으로 도출되고, 상기 접속부재는 상기 코일엔드군의 정상부에 따라 원주방향으로 뻗어서 설치되며, 이 접속부재의 평탄한 측면부를 상기 코일엔드군으로부터 도출하는 상기 중성점측 단자의 선단부에 직경방향 한쪽으로부터 맞대어서 전기적으로 접합되고, 이 접합부재의 단부가 축방향으로 뻗어나와서 상기 중성점 인출부를 구성하고 있으므로 중성점측 단자의 끌어 돌리는 량이 적게 되고, 내진성이 크게 되며, 신뢰성이 향상된다.
또, 평탄한 측면부를 갖는 도체로 되는 접속부재를 구비하고, 상기 중성점측 단자 및 상기 접속부재가 각각 평탄한 측면부를 맞대어서 전기적 접합되며, 상기 접속부재가 상기 정류기에 전기적으로 접속되는 중성점인출부를 구성하고 있으므로 중성점접합부의 접합강도를 크게 할 수 있고, 신뢰성이 향상된다.
또, 상기 접속부재가 상기 정류기에 접속되는 중성점인출부를 구성하고 있으므로 접속재료를 선택함으로써 중성점결합부의 강도를 크게 할 수 있는 동시에 서키트 보드에 맞추어서 중성점인출부의 위치도 설정할 수 있으며, 조립성이 향상된다.
또, 상기 중성점측 단자의 상기 코일엔드군으로부터 외부로 도출되는 부위의 적어도 1부가 절연성 수지를 통하여 상기 코일엔드군에 보존되어 있으므로 중성점 결합부의 내진성이 크게 되고, 신뢰성이 향상된다.
또, 상기 전기적 접합은 용접이므로 유해물질을 함유하는 납땜용 납의 사용이 없어지고 환경 보전상 유효하다.

Claims (4)

  1. 축방향으로 뻗는 슬롯이 원주방향에 복수형성된 원통형의 고정자철심과, 각각 소선을 소정 슬롯마다에 순차 삽입하여 상기 고정자철심에 감겨진 3상의 권선이 3상스타형 결선되어 구성되는 고정자권선을 구비하고, 3상스타형 결선된 상기 고정자권선의 중성점이 교류출력을 정류하는 정류기에 전기적으로 접속되는 교류발전기의 고정자에서 상기 고정자권선의 코일엔드군으로부터 외부로 도출된 상기 3상의 권선을 구성하는 상기 소선의 중성점측 단자는 각각 평탄한 측면부를 갖고, 또, 평탄한 측면부를 갖는 도체로 되는 접속부재를 구비하며 상기 중성점측 단자 및 상기 접속부재가 각각 평탄한 측면부를 맞대어서 전기적 접합되고, 또한 상기 접속부재가 상기 정류기에 전기적으로 접속되는 중성점 인출부를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 교류발전기의 고정자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 중성점 단자는 상기 코일엔드군으로부터 축방향으로 도출되고, 상기 접속부재는 상기 코일엔드군의 정상부에 따라 원주방향으로 뻗어서 설치되며, 이 접속부재의 평탄한 측면부를 상기 코일엔드군으로부터 도출하는 상기 중성점측 단자의 선단부에 직경방향 한쪽으로부터 맞대어서 전기적으로 접합되고, 이 접합부재의 단부가 축방향으로 뻗어나와서 상기 중성점 인출부를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 교류발전기의 고정자.
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