WO2005107040A1

WO2005107040A1 - 回転電機

Info

Publication number: WO2005107040A1
Application number: PCT/JP2004/006134
Authority: WO
Inventors: Toshiaki Kashihara; Shogo Okamoto; Hiroyuki Akita
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-11-10
Also published as: CN100394673C; EP1742328A4; JPWO2005107040A1; US7291954B2; JP4510016B2; EP1742328B1; CN1781232A; EP1742328A1; US20060208594A1

Abstract

この発明に係る回転電機では、複数のスロットを有する固定子鉄心に、第１の３相Ｙ−Δ混合巻線及び第２の３相Ｙ−Δ混合巻線が巻装されている。第１のΔ−Ｕ巻線部、第１のＹ−Ｕ巻線部は、同一のスロットに収納され、第１のΔ−Ｖ巻線部、第１のＹ−V巻線部は、同一のスロットに収納され、第１のΔ−Ｗ巻線部、第１のＹ−Ｗ巻線部は、同一のスロットに収納されている。第２のΔ−Ｕ巻線部、第２のＹ−Ｕ巻線部は、同一のスロットに収納され、第２のΔ−Ｖ巻線部、第２のＹ−V巻線部は、同一のスロットに収納され、第２のΔ−Ｗ巻線部、第２のＹ−Ｗ巻線部は、同一のスロットに収納されている。

Description

回転電機技術分野

この発明は、例えば内燃機関により駆動され、乗用車やトラック等に搭载可能な回転電機に関するものである。明

背景技術

近年、車両用交流発電機においては、車両負荷の増大による発電出力の向上が求められているが、この発電出力の向上を図るためのものとして、例えば特開平

5 - 3 0 8 7 5 1号公報には、 2組の独立した書 3相固定子卷線を備えた車両用交流発電機が示されている。

しかしながら、このものの場合、シャフトの軸線方向に 2組の固定子が配置されているので、軸線方向の寸法が大きくなつてしまい、全体が大型化してしまうという問題点があった。

発明の開示

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、高出力を確保しつつ、小型化を図ることができる回転電機を提供するものである。この発明に係る回転電機は、軸線方向に延びた複数のスロットを有する固定子鉄心と、前記スロットに卷装された、第 1の 3相 Y— Δ混合卷線及ぴ第 2の 3相 Y— Δ混合卷線とを備え、前記第 1の 3相 Y— Δ混合卷線は、第 1の Δ— U卷線部、第 1の Δ — V卷線部及び第 1の Δ — W卷線部のそれぞれが Δ形に結線された第 1の Δ結線部と、この第 1の Δ結線部にそれぞれ Y形に結線された、第 2の Y —U卷線部、第 2の Y— V卷線部及び第 2の Y— W巻線部とを有し、前記第 2の 3相 Y— Δ混合卷線は、第 2の Δ — U卷線部、第 2の Δ— V卷線部及ぴ第 2の Δ 一 W卷線部のそれぞれが Δ形に結線された第 2の Δ結線部と、この第 2の Δ結線部にそれぞれ Y形に結線された、第 1の Y _ U卷線部、第 1の Υ— V卷線部及ぴ第 1の Υ— W卷線部とを有し、前記第 1の Δ _ U卷線部、前記第 1の Υ— U卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 1の Δ— V卷線部、前記第 1の Υ -V卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 1の Δ—W卷線部、前記第 1の Y— W卷線部は、同一の前記ス口ットに収納され、前記第 2の Δ— U卷線部、前記第 2の Υ— U卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 2の Δ — V卷線部、前記第 2の Y—V卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 2の Δ— W卷線部、前記第 2の Y—W巻線部は、同一の前記スロットに収納されている。

• 図面の簡単な説明

図 1はこの発明の実施の形態 1に係る車両用交流発電機の構成を示す断面図である。

図 2は図 1の車両用交流発電機の固定子を示す一部切り欠き斜視図である。図 3は図 1の車両用交流発電機における固定子卷線の 1相分の結線状態を示す結線図である。

図 4は図 1の車両用交流発電機における電気回路図である。

図 5は図 1の固定子鉄心におけるスロット内の導体の配列状態を示す断面図である。

図 6はこの発明の実施の形態 2における車両用交流発電機の固定子鉄心のスロット内の導体の配列状態を示す断面図である。

図 7は図 6の Υ結線導体の端部と Δ結線導体の端部との接合状態を示す斜視図である。

図 8は図 7に示したものと異なる箇所における Υ結線導体の端部と Δ結線導体の端部との接合状態を示す斜視図である。

図 9は図 7に示したものと異なる接合状態を示す斜視図である。

図 1 0は図 8に示したものと異なる接合状態を示す斜視図である。

図 1 1はこの発明の実施の形態 3における車両用交流発電機の固定子を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明するが、各実施の形態において同一、同等部材、または部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態 1 .

図 1はこの発明の実施の形態 1に係る車両用交流発電機の構成を示す断面図、図 2は図 1の固定子を示す部分斜視図、図 3は図 1の固定子卷線 1 6の 1相分の結線状態を示す結線図である。

この車両用交流発電機では、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及びリャブラケット 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設けられている。界磁として働く回転子 7の外周側には電機子として働く固定子 8がケース 3の内壁面に固着されて設けられている。シャフト 6は、フロントブラケット 1及びリャプラケット 2に回転可能に支持されている。このシャフト 6の一端部にはプーリ 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。シャフト 6の他端部には回転子 7に電流を供給するスリップリング 9が固着されている。このスリップリング 9にはブラシホルダ 1 1内に収納された一対のブラシ 1 0が摺接するようになっている。

ブラシホルダ 1 1にはヒートシンク 1 7が嵌着されている。このヒートシク 1 7には固定子 8で生じた交流電圧の大きさを調整するレギユレータ 1 8が接着されている。また、ケース 3内には固定子 8と電気的に接続され、固定子 8で生じた交流を直流に整流する整流器 1 2が設けられている。 '

回転子 7は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル 1 3と、この回転子コィル 1 3を覆うように設.けられ、回転子コイル 1 3で発生した磁束によって磁極が形成される一対のポールコア 2 0、 2 1とから構成される。一対のポー^/コア 2 0、 2 1は、鉄製で、それぞれ 8つの爪形状の爪状磁極 2 2、 2 3が外周縁に周方向に等角ピッチで突設され、それぞれの爪状磁極 2 2、 2 3が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。

この回転子 7の軸線方向の両端面にはファン 5が固着されている。フロントブラケット 1及びリャブラケット 2の両端面には吸気孔 1 a、 2 aが形成されている。フロントブラケット 1及ぴリャブラケット 2の両肩部には排気孔 1 b、 2 b が形成されている。

固定子 8は、軸方向に延びるスロット 1 5 a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なる固定子鉄心 1 5と、固定子鉄心 1 5に卷装された固定子巻線 1 6と、各スロット 1 5 a内に装着されて固定子卷線 1 6と固定子鉄心 1 5とを電気的に絶縁するインシユレータ 1 9とを備えている。

固定子卷線 1 6は、図 4に示した電気回路図から分かるように、第 1の 3相 Y —厶混合卷線 1 6 0 aと第 2の 3相 Υ _ Δ混合卷線 1 6 0 bとから構成されている。

第 1の 3相 Υ— Δ混合卷線 1 6 0 a及び第 2の 3相 Y— Δ混合卷線 1 6 0 bは、電気角で略 3 0度の位相差を有して固定子鉄心 1 5のスロット 1 5 aに卷装されている。

第 1の 3相 Υ— Δ混合卷線 1 6 0 a及び第 2の 3相 Y— Δ混合卷線 1 6 0 b力ら構成された固定子卷線部 1 6 1は、図 3に示した結線図から分かるように、 1 本の連続線 3 0からなる第 1乃至第 6の卷線部 3：!〜 3 6から構成されている。第 1の卷線部 3 1は、導体である連続線 3 0を、スロット番号の 1番から 9 1 番まで 6スロットおきに、スロット 1 5 a内の内周側から 1番目の位置（以下、 1番地という）と内周側から 2番目の位置（以下、 2番地という）とを交互に採るように波卷きし、その連続線 3 0の端部同士を接合して 1ターンの全節波巻き卷線を構成している。

第 2の巻線部 3 2は、連続線 3 0を、スロット番号の 1番から 9 1番まで 6スロットおきに、スロット 1 5 a内の 2番地と 1番地とを交互に採るように全節波卷きし、その連続線 3 0の端部同士を接合して 1ターンの全節波卷き卷線を構成している。

第 3の卷線部 3 3は、連続線 3 0を、スロット番号の 1番から 9 1番まで 6スロットおきに、スロット 1 5 a内の内周側から 3番目の位置（以下、 3番地という）と内周側から 4番目の位置（以下、 4番地という）とを交互に採るように全節波卷きし、その連続線 3 0の端部同士を接合して 1ターンの全節波卷き卷線を構成している。

第 4の卷線部 3 4は、連続線 3 0を、スロット番号の 1番から 9 1番まで 6スロットおきに、スロット 1 5 a内の 4番地と 3番地とを交互に揉るように全節波巻きし、その連続線 3 0の端部同士を接合して 1ターンの全節波巻き卷線を構成している。第 5の卷線部 3 5は、連続線 3 0を、スロット番号の 1番から 9 1番まで 6スロットおきに、スロット 1 5 a内の内周側から 5番目の位置（以下、 5 番地という）と内周側から 6番目の位置（以下、 6番地という）とを交互に採るように全節波卷きし、その連続線 3 0の端部同士を接合して 1ターンの全節波卷き卷線を構成している。

第 5の卷線 3 5は、連続線 3 0を、スロット番号の 1番から 9 1番まで 6スロットおきに、スロット 1 5 a内の 5番地と 6番地とを交互に採るように全節波卷きし、その連続線 3 0の端部同士を接合して 1ターンの全節波卷き卷線を構成している。

第 6の巻線 3 6は、連続線 3 0を、スロット番号の 1番から 9 1番まで 6スロットおきに、スロット 1 5 a内の 6番地と 5番地とを交互に採るように全節波卷きし、その連続線 3 0の端部同士を接合して 1ターンの全節波卷き卷線を構成している。

各スロット 1 5 a内では、図 5に示すように、導体である連続線 3 0が矩形断面の長手方向を径方向に揃えて径方向に 1列に 6本並んで配列されている。このように、第 1乃至第 6の卷線部 3 1〜 3 6を構成するそれぞれの連続線 3 0は、 1つのスロット 1 5 aから固定子鉄心 1 5の端面側に延出し、折り返されて 6スロット離れたスロット 1 5 aに入るように全節波卷きに卷装され、 6スロット毎に、スロット 1 5 a内で、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と外層とを交互に採るように卷装されている。

また、固定子鉄心 1 5の端面側に延出して折り返された連続線 3 0の各ターン部 3 0 aがコイルエンド部を形成している。固定子鉄心 1 5の両端側では、ほぼ同一形状に形成されたターン部 3 0 aが周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、 3列となって周方向に整然と配列されて、コイルエンド群 1 6 f 、 1 6 rを形成している。この実施の形態では、スロット番号の 6 1番と 6 7番とから固定子鉄心 1 5の一端側に延出した第 2、第 4及び第 6の卷線部 3 2、 3 4、 3 6の連続線 3 0の部分が切断され、またスロット番号の 6 7番と 7 3番とから固定子鉄心 1 5の一端側に延出した第 1、第 3及ぴ第 5の卷線部 3 1、 3 3、 3 5の連続線 3 0の部分が切断されて、第 1の卷線部 3 1の切断端部 3 1 aと第 2の卷線部 3 2の切断端部 3 2 bとが接合されて、第 1及び第 2の卷線部 3 1、 3 2が直列接続されてなる 2ターンの第 1の直列接続卷線部 1 6 2 aが形成されている。第 1の巻線部 3 1の切断端部 3 1 aと反対側の端部 3 1 b、及び第 2の卷線部 3 2の切断端部 3 2 bと反対側の端部 3 2 aは、固定子鉄心 1 5から軸線方向に延出している。同様に、第 3の卷線部 3 3の切断端部 3 3 aと第 5の卷線部 3 5の切断端部 3

5 bとが接合され、第 4の卷線部 3 4の切断端部 3 4 aと第 6の卷線 3 6の切断端部 3 6 bとが接合され、さらに第 5の卷線部 3 5の切断端部 3 5 aと第 4の卷線部 3 4の切断端部 3 4 bとが接合され、第 3、第 4、第 5及び第 6の巻線部 3 3、 3 4、 3 5、 3 6が直列接続されてなる 4ターンの第 2の直列接続卷線部 1

6 2 bが形成されている。第 3の卷線部 3 3の切断端部 3 3 aと反対側の端部 3 3 b、及ぴ第 6の卷線部 3 6の切断端部 3 6 bと反対側の端部 3 6 aは固定子鉄心 1 5から軸線方向に延出している。

このようにして固定子卷線部 1 6の 1相分が形成されているが、他の 5相分についても、同様にして連続線 3 0が卷装されるスロット 1 5 aを 1ずつずらして形成されている。

4ターンの各第 2の直列接続卷線部 1 6 2 bは、図 4に示したそれぞれの第 1 の厶—U卷線部 5 0 a、第 2の Δ—U卷線部 5 0 b、第 1の△一 V卷線部 5 1 a、第 2の Δ— V卷線部 5 1 b、第 1の Δ— W卷線部 5 2 a及ぴ第 2の Δ— W卷線部 5 2 bを構成している。

また、 2ターンの各第 1の直列接続卷線部 1 6 2 aは、それぞれ第 1の Y _ U 卷線部 5 3 a、第 2の Y— U巻線部 5 3 b、第 1の Y— V卷線部 5 4 a、第 2の γ— V巻線部 5 4 b、第 1の Y— W卷線部 5 5 a及び第 2の Y— W卷線部 5 5 b を構成している。

第 1の 3相 Υ— Δ混合卷線 1 6 0 aは、第 1の Δ— U卷線部 5◦ a、第 1の厶 — V卷線部 5 1 a及び第 1の Δ— W卷線部 52 aのそれぞれが Δ形に結線されて第 1の Δ結線部が構成され、この第 1の Δ結線部に、第 2の Υ— U卷線部 53 b、第 2の Y— V卷線部 54 b及び第 2の Y—W卷線部 55 bが Y形に結線されている。第 2の Y— U巻線部 5 3 b、第 2の Y— V卷線部 54 b及び第 2の Y— W巻線部 55 bのそれぞれの他端部は断面円形状の出力線 70を介してそれぞれ整流器 1 2に接続されている。

第 2の 3相 Y— Δ混合卷線 160 bは、第 2の Δ— U卷線部 50 b、第 2の Δ _ V卷線部 5 1 b及び第 2の Δ— W卷線部 52 bのそれぞれが Δ形に結線されて第 2の Δ結線部が構成され、この第 2の Δ結線部に、第 1の Y— U卷線部 53 a、第 1の Y— V卷線部 54 a及ぴ第 1の Y— W卷線部 55 aが Y形に結線されている。第 1の Y— U卷線部 5 3 a、第 1の Y— V巻線部 54 a及び第 1の Y— W卷線部 55 aのそれぞれの他端部は出力線 70を介してそれぞれの整流器 1 2に接続されている。

第 1の Δ— U卷線部 50 a及び第 1の Y— U卷線部 53 aは、図 5に示すように、同一のスロット 1 5 aに収納されている。このスロット 15 aの右隣のスロット 1 5 aには、第 2の Δ— U卷線部 50 b及び第 2の Y— U巻線部 53 bが同 —のスロット 1 5 aに収納さ;^ている。

図 5において、図示されていないが、各スロット 1 5 aには、時訐方向において、さらに第 1の Δ— V卷線部 51 a及ぴ第 1の Y— V卷線部 54 a、第 2の Δ 一 V卷線部 5 1 b及び第 2の Y— V卷線部 54 b、第 1の Δ— W卷線部 52 a及ぴ第 1の Y— W卷線部、第 2の Δ— W卷線部 52 b及び第 2の Y _ W卷線部 55 bが順次収納されている。

このように、各スロット 1 5 aには、第 1の 3相 Y— Δ混合巻線 1 60 a、第 2の 3相 Y— Δ混合巻線 1 60 bそれぞれ同相の卷線部が、 U相、 V相及び W相の順序で時計方向に収納されている。

また、各スロット 1 5 a内では、図 5に示すように、第 1の Y— U卷線部 53 a、第 2の Y— U卷線部 53 b、第 1の Y— V卷線部 54 a、第 2の Y— V卷線部 54 b、第 1の Y— W卷線部 55 a及び第 2の Y— W卷線部 55 bをそれぞれ構成する Y結線導体は、第 1の Δ— U卷線部 50 a、第 2の Δ— U巻線部 50 b、第 1の Δ— V卷線部 5 1 a、第 2の Δ— V卷線部 5 1 b、第 1の Δ— W卷線部 5 2 a及び第 2の Δ _W卷線部 5 2 bをそれぞれ構成する Δ結線導体よりも、内径側に配置されている。

また、整流器 1 2に接続された出力線 7 0は、スロット 1 5 a内の最内層から延出されている。

このように構成された車両用交流発電機では、電流がバッテリ（図示せず）からブラシ 1 0及ぴスリップリング 9を介して回転子コイル 1 3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 2 0の爪状磁極 2 2が N極に着磁され、他方のポールコア 2 1の爪状磁極 2 3が S極に着磁される。一方、ェンジンの回転トルクがベルト及ぴプーリを介してシャフト 6に伝達され、回転子 7が回転される。そこで、固定子卷線 1 6に回転磁界が与えられ、固定子卷線 1 6に起電力が発生する。この交流の起電力が整流器 1 2を通って直流に整流されるとともに、合成された後その大きさがレギユレータ 1 8により調整され、バッテリに充電される。

また、回転子 7の軸線方向の両端面に固定された遠心ファン 5の回転により、リャブラケット 2側においては、外気が吸気孔 2 aを通じて吸い込まれて整流器 1 2、レギユレータ 1 8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卷線 1 6のコイルエンド 1 6 rを冷却し、排気孔 2 bから外部に排出される。

' また、フロントブラケット 1側においては、外気が吸気孔 1 aを通じて吸い込まれた後ファン 5により遠心方向に曲げられて固定子卷線 1 6のコイルェンド 1

6 f を冷却し、排気孔 1 bから外部に排出される。

この実施の形態の車両用交流発電機によれば、単一の固定子鉄心 1 5に第 1の

3相 Υ— Δ混合卷線 1 6 0 a及び第 2の 3相 Y— Δ混合卷線 1 6 0 bが卷装されており、複数の固定子を有する従来のものと異なり軸線方向の寸法を短縮することができ、車両用交流発電機は小型化される。また、従来必要とした固定子間にわたる配線作業は不要となり、配線作業は固定子卷線 1 6のコイルエンド 1 6 r 上で簡単に行うことができる。

また、第 1の 3相 Υ- Δ混合巻線 1 6 0 aと第 2の 3相 Υ- Δ混合卷線 1 6 0 b とはほぼ電気角で 3 0度の位相差を有するように配置されており、磁気加振力の高調波成分 5 f 、 7 f が相殺され、電磁音が低減される。

また、固定子卷線部 1 6 1は全節卷で構成されているので、完全に磁気加振力の高調波成分 5 f 、 7 f が相殺され、電磁音が低減される。

なお、全ての卷線部を短節卷で構成し、全スロットにおける導体本数が等しくなるように構成しても同様の効果を奏する。

また、第 1の 3相 Y— Δ混合卷線 1 6 0 a、第 2の 3相 Y— Δ混合巻線 1 6 0 bの交流出力がそれぞれ第 1及び第 2の整流器 1 2により独立して整流された後、合成されて出力されるようになっているので、高出力の電力が得られる。

また、 Y結線導体と Δ結線導体の卷数比を 1 : 3にすれば、磁気加振力の高調波成分 5 f 、 7 f は完全に相殺されるが、正確には 1 ： 3に設定することが困難であり、 Y結線された第 1の直列接続卷線部 1 6 2 aが 2ターン、 Δ結線された第 2の直列接続卷線部 1 6 2 bが 4ターンとしている。

この実施の形態では、 1 ： 3に近い整数比、つまり 1 ： 2の設定によって、 —方の第 1の 3相 Y— Δ混合卷線 1 6 0 aが故障した場合において、他方の第 2 の 3相 Y— Δ混合卷線 1 6 0 bの運転だけでも、磁気加振力の高調波成分 5 f 、 7 f が相殺されるので、電磁音は低く、乗員に大きな不快感を与えない。

また、連続線 3 0は、 6スロット毎に、スロット 1 5 a内で、スロット深さ方向（径方向）に関して、内層と外層とに交互に採るように波巻きに卷装されて卷線部 3 1〜3 6が構成され、またそれぞれの卷線部 3 1〜3 6においては、ターン数が偶数の、 Δ結線導体及び Y結線導体が分離されており巻線性がよい。

また、各連続線 3 0を長方形断面の長手方向を径方向に揃えてスロット 1 5 a 内で配設されており、占積率が高く、発電機の出力効率が向上する。

また、電流密度が高い Y結線部の卷線部 5 3 a、 5 3 b、 5 4 a、 5 4 b、 5 5 a、 5 5 bが固定子鉄心 1 5の内径側に配置され、ファン 5に接近しているので、電流密度の高い、 Y結線部の卷線部 5 3 a、 5 3 b、 5 4 a、 5 4 b、 5 5 a、 5 5 bは効率良く冷却され、固定子卷線 1 6での温度分布の不均一を防止することができる。

また、整流器 1 2に接続された出力線 7 0は、スロット 1 5 a内の最内層から延出されているので、出力線 7 0とリャブラケット 2との距離が十分に確保でき、交流出力端である出力線 7 0と接地となるリャブラケット 2との間の漏洩電流を防止でき、発鲭あるいは電食を防ぐことができる。

なお、固定子鉄心 1 5はアルミニウム製のフロントブラケット 1、リャブラケット 2の内周側に嵌合しているので、電流密度が高い方 Y結線部の導体を外径側に配置し、断面矩形状をした導体のうち最外径側に配置された 3辺がィンシュレータ 1 9を介してスロット 1 5 aの内壁面とほぼ隙間なく密接してスロット内に収納するようにしてもよい。

この場合には、 Y結線導体で生じた熱は、固定子鉄心、ブラケットを通じて外部に放出され、 Y結線導体は効率よく冷却される。

また、固定子鉄心の近傍でブラケットの外周面に放熱フィンを形成することで、導体の冷却効果をさらに向上させるようにしてもよい。実施の形態 2 .

図 6がこの発明の実施の形態 2に係る車両用交流発電機の要部断面図である。この実施の形態 2の車両用交流発電機では、第 1の Δ— U卷線部 1 5 0 a、第 2の Δ— U卷線部 1 5 0 b、第 1の Δ— V卷線部、第 2の Δ— V卷線部、第 1の厶一 W卷線部及び第 2の Δ _W卷線部は、 Δ結線導体である第 1の連続線が 2ターンされて構成されており、第 1の Y— U巻線部 1 5 3 a、第 2の Y— U卷線部 1 5 3 b、第 1の Y— V卷線部、第 2の Y— V卷線部、第 1の Y— W巻線部及び第 2の Y— W卷線部 1 5 5 b'は、第 1の連続線と断面積が異なる導体からなる Y 結線導体である第 2の連続線が 2ターンされて構成されている。

また、第 2の連続線の導体の断面積は、第 1の連続線の導体の断面積に対して、約 3倍になるように構成されている。

この実施の形態 2の車両用交流発電機では、 Δ結線部での卷線部 1 5 0 a、 1 5 0 b、 1 5 2 bの発生電流の密度と Y結線部での卷線部 1 5 3 a、 1 5 3 b、 1 5 5 bの発生電流の密度とはほぼ等しくなり、固定子卷線 1 6の温度分布がぼぼ均一ィ匕さる。

また、 Δ結線部にそれぞれ Y形に結線された、第 2の Y— U卷線部 1 5 3 b、第 2の Y— V卷線部及ぴ第 2の Y— W卷線部 155 bそれぞれの端部 132 aは、固定子鉄心 15軸線方向に直線状に延出しており、この端部 132 aの両面に、図 7に示すように第 1の Δ _ U卷線部 150 b、第 1の Δ_ V卷線部及び第 1の厶 _W巻線部それぞれの端部 133 b、 136 aが面接触により接合されている。また、 Δ結線部に Y形に結線された他の箇所では、図 8に示すように、端部 1 32 aの片面に、両端部 133 b、 136 aが面接触により接合されている。なお、これらの接合は、無酸素銅で構成されたそれぞれの端部 132 a、 13 3 b、 1 36 aが、平面同士を接触した状態で T I G (tungsten inert gas)溶接で接合するようにしてもよい。

このように、端部 132 a、 133 b、 136 a同士は面接触で融接接合しており、接触面積が大きいので、端部 132 a、 133 b、 136 aでの発熱を抑制することができる。

また、第 2の Y— U卷線部 153 b、第 2の Y— V卷線部及び第 2の Y—W卷線部 155 bそれぞれの端部 132 aは、コイルェンド 16 rから軸線方向に突出しており、被膜剥離により端部 132 aが損傷するようなことはない。

また、端部 1 32 aは端部 133 b、 136 aにより補強されており、端部 1 32 a、 133 b, 136 a同士は強固に結合されている。

なお、図 9、図 10に示すように、端部 1 32 a、端部 133 b及び端部 13 6 aを薄い被膜を有した錫を付着させた炭素鋼鋼板からなる帯状のリング 60で取り囲み、圧接により互いに強固に接合するようにしてもよい。

なお、断面四角形状の、端部 133 b及び端部 136 aを断面円形形状にしてもよい。この場合、断面円形形状の端部 133 b及び端部 136 aは任意の方向に折り曲げ変形が可能となり、それだけ配線接続の自由度が向上する。

また、図 7〜図 10においては、 Δ結線部と、第 2の Y— U卷線部 153 b、第 2の Y— V卷線部及び第 2の Y—W卷線部 155 bそれぞれの端部 132 aとの接合状態について説明したが、 Δ結線部と、第 1の Y— U卷線部、第 1の Y— V卷線部及ぴ第 1の Y— W卷線部それぞれの端部との間においても、同様の形態で接合される。実施の形態 3 .

図 1 1はこの発明の実施の形態 3に係る車両用交流発電機の要部断面図である。この実施の形態 3の車両用交流発電機では、固定子卷線 1 6のうち内径側に配置された Y結線部のコイルェンドである Yコイルェンド部 1 2 0 aが外径側に配置された Δ結線部のコイルェンドである Δコイルェンド部 1 2 0 bよりも軸線方向において長い。

このようにすることで、電流密度が高い方の Yコイルェンド 1 2 0 aは遠心フアン 5に接近し、より冷却風の衝突流が増し、 Y結線部はより効率よく冷却され、固定子卷線 1 6の不均一な温度分布の発生を防止することができる。

なお、上記各実施の形態では、各卷線部は、連続線で構成されているが、スロット内に収まる一対の直線部と、この直線部同士を連結した連結部と、直線部の先端部に設けられ固定子鉄心の一端面から突出したつなぎ部とからなるほぼ U字状に形成された複数の導体セグメント同士を接続して卷線部を構成してもよい。また、回転電機として車両用交流発電機について説明したが、この発明は、回転電機である電動機、発電電動機にも適用することができるのは勿論である。

Claims

請求の範囲

1 . 軸線方向に延びた複数のスロットを有する固定子鉄心と、

前記スロットに卷装された、第 1の 3相 Y— Δ混合巻線及び第 2の 3相 Y—厶混合卷線とを備え、

前記第 1の 3相 Y— Δ混合卷線は、第 1の Δ— U卷線部、第 1の Δ— V卷線部及び第 1の Δ— W卷線部のそれぞれが Δ形に結線された第 1の Δ結線部と、この第 1の Δ結線部にそれぞれ Y形に結線された、第 2の Y— U卷線部、第 2の Y— V卷線部及ぴ第 2の Y— W卷線部とを有し、

前記第 2の 3相 Y— Δ混合卷線は、第 2の Δ— U卷線部、第 2の Δ— V卷線部及ぴ第 2の Δ— W卷線部のそれぞれが Δ形に結線された第 2の Δ結線部と、この第 2の Δ結線部にそれぞれ Y形に結線された、第 1の Y— U卷線部、第 1の Y— V卷線部及び第 1の Y— W卷線部とを有し、

前記第 1の Δ— U卷線部、前記第 1の Y— U卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 1の Δ— V卷線部、前記第 1の Y— V卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 1の Δ— W卷線部、前記第 1の Y— W卷線部は、同一の前記スロットに収納され、

また、前記第 2の Δ— U巻線部、前記第 2の Y— U卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 2の Δ— V卷線部、前記第 2の Y— V卷線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第 2の Δ— W卷線部、前記第 2の Y— W卷線部は、同一の前記スロットに収納されている回転電機。

2 . 前記第 1の 3相 Y— Δ混合卷線及び前記第 2の 3相 Y— Δ混合卷線は、電気角で略 3 0度の位相差を有して前記固定子鉄心の前記スロットに卷装されている請求項 1に記載の回転電機。

3 . 各前記卷線部は、導体を全節卷で構成され、かつ各前記スロットともそれぞれ同数本の導体が収納されている請求項 2に記載の回転電機。

4 . 前記第 1の 3相 Y— Δ混合卷線及び前記第 2の 3相 Y— Δ混合卷線は、それぞれ個別に整流器に電気的に接続されている請求項 3に記載の回転電機。

5 . 前記第 1の Υ— U巻線部、前記第 1の Υ— V卷線部、前記第 1の Y— W卷線部、前記第 2の Υ— U卷線部、前記第 2の Υ— V卷線部及ぴ前記第 2の Υ— W卷線部の各導体の巻回数と、前記第 1の Δ— U卷線部、前記第 1の Δ— V卷線部、前記第 1の Δ— W卷線部、前記第 2の Δ— 線部、前記第 2の Δ— V卷線部及び前記第 2の Δ— W卷線部の各導体の卷回数との比は、 1 ： 2である請求項 1ないし請求項 4の何れか 1項に記載の回転電機。

6 . 各前記卷線部は、導体の卷回数が偶数である請求項 1ないし請求項 5の何れか 1項に記載の回転電機。

7 . 前記第 1の Y— U卷線部、前記第 1の Y— V卷線部、前記第 1の Y— W卷線部、前記第 2の Y— U卷線部、前記第 2の Y— V卷線部及び前記第 2の Y— W卷線部を構成する各 Y結線導体の前記スロット内の断面積と、前記第 1の Δ— U巻線部、前記第 1の Δ— V卷線部、前記第 1の Δ— W巻線部、前記第 2の Δ—U卷線部、前記第 2の Δ— V巻線部及び前記第 2の Δ— W卷線部を構成する各 Δ結線導体の前記スロット内の断面積との比は、 1である請求項 1ないし請求項 4、請求項 6の何れか 1項に記載の回転電機。

8 . 前記 Υ結線導体は、断面積が径方向長さが長辺で周方向長さが短辺とする略四角形状であり、前記 Δ結線導体は、断面積がほぼ四角状であり、前記 Υ結線導体及び前記 Δ結線導体は前記スロット内に径方向 1列に整列されている請求項 7 に記載の回転電機。

9 . 前記固定子の内側に回転可能に設けられた回転子の端面には前記固定子卷線を冷却するファンが取り付けられており、各前記ス口ット内では、前記第 1の Y— U巻線部、前記第 1の Y— V卷線部、前記第 1の Y— W卷線部、前記第 2の Y _ U巻線部、前記第 2の Y— V卷線部及ぴ前記第 2の Y— W卷線部を構成する各 Y結線導体は、前記第 1の Δ— U卷線部、前記第 1の Δ— V卷線部、前記第 1の Δ— W卷線部、前記第 2の Δ— U卷線部、前記第 2の Δ— V卷線部及び前記第 2の Δ— W巻線部を構成する各 Δ結線導体よりも内径側に配置されている請求項 1ないし請求項 8の何れか 1項に記載の回転電機。

1 0 . 各前記スロット内では、前記第 1の Y— U巻線部、前記第 1の Y— V卷線部、前記第 1の Y— W卷線部、前記第 2の Y— U卷線部、前記第 2の Y— V卷線部及び前記第 2の Y— W卷線部を構成する各 Y結線導体は、前記第 1の Δ— U卷線部、前記第 1の Δ— V卷線部、前記第 1の Δ— W卷線部、前記第 2の Δ _ U卷線部、前記第 2の Δ— V卷線部及ぴ前記第 2の Δ— W卷線部を構成する Δ結線導体よりも外径側に配置され、

最外径側に配置された断面矩形状の前記 Y結線導体の 3辺がィンシュレータを介して内壁面と密接して前記スロット内に収納されている請求項 1ないし請求項 8の何れか 1項に記載の回転電機。

1 1 . 前記第 1の Y— U巻線部、前記第 1の Y— V卷線部、前記第 1の Y—W卷線部、前記第 2の Y— U卷線部、前記第 2の Y— V卷線部及び前記第 2の Y— W 巻線部の各端部は、前記ス口ット内の最内径側から延出しており、この各端部が出力線を介して前記固定子の内径側に設けられた整流器と電気的に接続されている請求項 1ないし請求項 1 0の何れか 1項に記載の回転電機。

1 2 . 前記出力線は、断面円形形状である請求項 1 1に記載の回転電機。

1 3 . 前記第 1の Δ結線部にそれぞれ Y形に結線された、第 2の Y— U巻線部、第 2の Y— V卷線部及ぴ第 2の Y— W卷線部それぞれの端部は、前記固定子鉄心から軸線方向に直線状に延出しているとともに、断面形状が矩形状であり、またこの端部にそれぞれ接続された、第 1の Δ— U卷線部、第 1の Δ— V卷線部及ぴ第 1の Δ— W卷線部それぞれの端部は断面形状が矩形状であり、これらの前記端部同士は面接触により接合されている請求項 1ないし請求項 1 2の何れか 1項に記載の回転電機。

1 4 . 前記第 1の Δ結線部にそれぞれ Y形に結線された、第 2の Y— U卷線部、第 2の Y— V卷線部及ぴ第 2の Y— W卷線部それぞれの端部は、前記固定子鉄心から軸線方向に直線状に延出しているとともに、断面形状が矩形状であり、またこの端部にそれぞれ接続された、第 1の Δ— U卷線部、第 1の Δ _ V巻線部及び第 1の Δ— W卷線部それぞれの端部は断面形状が円形状であり、これらの前記端部同士は接合されている請求項 1ないし請求項 1 2の何れか 1項に記載の回転電機。

1 5 . それぞれの前記端部は、錫が被膜された炭素鋼鋼板からなるリングで囲まれ、このリングの押圧により、それぞれの前記端部は接合されている請求項 1 3 又は請求項 1 5に記載の回転電機。

1 6 . 前記固定子の内側に回転可能に設けられた回転子の端面には前記固定子卷線を冷却するファンが取り付けられており、

前記固定子鉄心の両端面から軸線方向に延出した、前記固定子卷線のコイルェンドは、前記第 1の Y— U卷線部、前記第 1の Y— V卷線部、前記第 1の Y— W 卷線部、前記第 2の Y— U卷線部、前記第 2の Y— V卷線部及ぴ前記第 2の Y— W卷線部のコィルェンド部である Yコィルェンド部と、前記第 1の Δ— U卷線部、前記第 1の Δ— V卷線部、前記第 1の Δ— W卷線部、前記第 2の Δ— U卷線部、前記第 2の Δ— V卷線部及ぴ前記第 2の Δ _ W卷線部のコイルェンド部である Δ コィルェンド部とから構成され、

前記 Yコイルェンド部の軸線方向の長さは、前記 Δコイルェンド部の軸線方向の長さよりも短い請求項 1ないし請求項 1 5の何れか 1項に記載の回転電機。