專利名稱：交流發電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及比如搭載在轎車、卡車等交通工具上的車輛用交流發電機，尤其是涉及其定子的定子繞組。
背景技術：
以往，已知有一種車輛用交流發電機(比如，參照專利文獻1日本專利特開2001-231203號公報，圖2～圖6)，其包括N極、S極沿旋轉方向交替形成的轉子；以及具有圍住該轉子的定子鐵心和在朝該定子鐵心的軸線方向延伸且在圓周方向留有間隔地形成的多個切槽中裝有定子繞組的定子，所述定子繞組是通過由收納在所述切槽內的一對直線部、將該直線部相互連接的連接部、以及設置在所述直線部的前端部且從所述定子鐵心的一端面突出的結合部構成的大致U字形的多個導體段相互連接而成，而且，構成所述定子繞組的線圈端部的所述連接部中，一方的導體段的連接部覆蓋另一方的導體段的連接部。
該場合，線圈端部中，一方的導體段的連接部覆蓋另一方的導體段的連接部，因為覆蓋的一側的連接部使徑向的冷氣通道變窄，存在冷卻風的流動阻力增大，定子繞組的冷卻效率差的問題。
本發明是為解決上述問題的，其目的在于提供一種在線圈端部的冷卻風的流動阻力減小，能提高定子繞組的冷卻性的交流發電機。
本
發明內容
本發明的交流發電機中，至少在內側繞組部的導體段上設置高度調節部，以將內側繞組部的結合部側線圈端部的高度調節成與外側繞組部的結合部側線圈端部的高度相等，另外，將內側繞組部的連接部側線圈端部的高度調節成與外側繞組部的連接部側線圈端部的高度相等。
本發明中，在線圈端部的冷卻風的通道截面積增大，流動阻力減小，能提高定子繞組的冷卻性。
附圖的簡單說明
圖1是表示本發明的實施例1的車輛用交流發電機的側剖視圖。
圖2是表示沿圖1的箭頭A看到定子時的圖。
圖3是圖1的定子繞組的局部接線圖。
圖4是表示外側繞組部的導體段插入定子鐵心的切槽內，直到結合部變形為止的狀態。
圖5是表示內側繞組部的導體段插入定子鐵心的切槽內，直到結合部變形為止的狀態。
圖6是表示導體段的高度調節部的其他例子的圖。
具體實施例方式
實施例1圖1是表示本發明的實施例1的車輛用交流發電機的剖視圖，圖2是沿圖1的箭頭A看到定子7時的圖。
該車輛用交流發電機，包括鋁制的前托架1及后托架2構成的外殼3；設置在該外殼3內、一端部上固定有皮帶輪4的軸5；固定在該軸5上的蘭德勒型轉子6；固定于外殼3的內壁面的定子7；固定于軸5的另一端部、向轉子6供給電流的集電環8；與集電環8滑接的一對電刷9；收納該電刷9的刷握10；與定子7電氣連接、將定子7產生的交流整流為直流的整流器11；粘結在固定于刷握10的散熱器12上、調節電壓大小的調節器13。
轉子6由流動電流產生磁通的轉子線圈14、設置成覆蓋該轉子線圈14且通過轉子線圈14發生的磁通形成磁極的一對磁極鐵心15、16構成。一對磁極鐵心15、16由鐵制成，各爪狀磁極17、18在外周緣上沿圓周方向等節距地突設多個，爪狀磁極17、18相互咬合地相對且固接在軸5上。而且，離心風扇19固接在轉子6的軸線方向的兩端面上。
定子7由定子鐵心21和定子繞組22構成，其中，定子鐵心21具有在圓周方向等間隔地朝軸線方向延伸形成、總數為96的切槽20，而定子繞組22，將繞組卷繞在圓環狀的該定子鐵心21上，隨著轉子6的旋轉，由來自轉子6的磁通的變化產生交流。
該定子繞組22由a相定子繞組部、b相定子繞組部及c相定子繞組部構成，這些各相定子繞組部相互每1個切槽在圓周方向上移位配置，并且是相互星形接線的2組3相定子繞組。
圖3是a相定子繞組部23的繞線圖，b相定子繞組部、c相定子繞組部沒有表示。圖中，實線表示后托架2側的導線(后述的導體段的連接部)，虛線表示前托架1側的導線(后述的導體段的結合部)。另外，圖3中，對定子鐵心21的內周側標上的編號表示定子鐵心21的切槽20的編號。
a相定子繞組部23由內側繞組部24及外側繞組部25構成。
圖3中，內側繞組部24，比如切槽號為31號，從切槽20內的內周側開始的1號(以后，從內周側開始的1號稱為1號地址、2號稱為2號地址、3號稱為3號地址、4號稱為4號地址)中，導線從后托架2側朝順時針方向延伸而進入切槽號37的2號地址的切槽20內，通過切槽20后從前托架1側出來。接著，導線朝順時針方向延伸，從前托架1側進入切槽號43的1號地址的切槽20內，通過切槽20后從后托架2側出來。進而朝順時針方向延伸，從后托架2側進入切槽號49的2號地址的切槽20內。
另外，內側繞組部24，比如在切槽號為25號、切槽20內的1號地址中，導線從后托架2側朝順時針方向延伸而進入切槽號31的2號地址的切槽20內，通過切槽20后從前托架1側出來。接著，導線朝順時針方向延伸，從前托架1側進入切槽號37的1號地址的切槽20內，通過切槽20后從后托架2側出來。進而朝順時針方向延伸，從后托架2側進入切槽號43的2號地址的切槽20內。
由此，內側繞組部24中，導線重復配置卷繞在切槽20內的1號地址的層及從該層向圓周方向隔開5個切槽、在第6個切槽20內的2號地址的層上。
另外，外側繞組部25，在圖3中比如在切槽號為31號、切槽20內的3號地址中，導線從后托架2側朝順時針方向延伸而進入切槽號37的4號地址的切槽20內，通過切槽20后從前托架1側出來。接著，導線朝順時針方向延伸，從前托架1側進入切槽號43的3號地址的切槽20內，通過切槽20后從后托架2側出來。進而朝順時針方向延伸，從后托架2側進入切槽號49的4號地址的切槽20內。
另外，外側繞組部25，在圖3中比如在切槽號為25號、切槽20內的3號地址中，導線從后托架2側朝順時針方向延伸而進入切槽號31的4號地址的切槽20內，通過切槽20后從前托架1側出來。接著，導線朝順時針方向延伸，從前托架1側進入切槽號37的3號地址的切槽20內，通過切槽20后從后托架2側出來。進而朝順時針方向延伸，從后托架2側進入切槽號43的4號地址的切槽20內。
由此，外側繞組部25中，導線重復配置卷繞在切槽20內的3號地址的層及從該層向圓周方向隔開5個切槽、在第6個切槽20內的4號地址的層上。
對于b相定子繞組部及c相定子繞組部，與a相定子繞組部23相同，故省略其說明。
外側繞組部25將圖4所示的導體段26A連接構成。另外，內側繞組部24將圖5所示的導體段26B連接構成。將導體段26A做成直線狀時的導體片的全長與將導體段26B做成直線狀時的導體片的全長相等。
導線的組成要素即導體段26A、26B是將絕緣包覆后的截面為圓形的銅線材料成形為大致U字形的結構，由收納在切槽20內的一對直線部27、將直線部27相互連接的連接部28、將設置在直線部27的前端部且兩邊打開相鄰的導體段26A、26B相互結合的結合部29構成。
內側繞組部24，與外側繞組部25相比配置在內徑側，相應地減小了周向的切槽20間的距離。導體段26A、26B是相同長度的導體片，內側繞組部24和外側繞組部25與從定子鐵心21的端面突出的結合部29側的突出單獨相等的場合，就這樣的狀態下，內側繞組部24從定子鐵心21的端面突出的連接部28的突出長度比外側繞組部25長。
該實施例中，內側繞組部24的各導體段26B形成高度調節部即曲線形狀的曲線部30，該高度調節部將從定子鐵心21的另一端面到內側繞組部24的連接部28的前端為止的高度調節成與從定子鐵心21的另一端面到外側繞組部25的連接部28的前端為止的高度相等。
下面對利用導體段26A、26B形成a相定子繞組部23的順序進行說明。
首先，將導體段26A、26B的一方的直線部27及隔開6切槽的另一方的直線部27從后托架2側插入規定的切槽號及地址內，在各切槽20內，導體段26A、26B的直線部27在徑向1列4根排列配置。
此時，內側繞組部24的導體段26B，與外側繞組部25的導體段26A相比配置在內徑側，相應地減小了周向的切槽20間的距離，故如圖5的箭頭B所示那樣，邊變形邊插入切槽20內。
此后，在前托架1側，如圖3的繞線圖的虛線所示，將從直線部27延伸出來的結合部29、從隔開6個切槽的直線部27延伸出來的結合部29與前托架1側接合，形成4匝a相定子繞組部23。從圖3的虛線可見，內側繞組部24中，從切槽20內的1號地址朝前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，與從逆時針方向相隔6個切槽的切槽20內的2號地址向前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，分別在前托架1側結合。另外，從切槽20內的2號地址朝前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，與從順時針方向相隔6個切槽的切槽20內的1號地址向前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，分別在前托架1側結合。
另外，從圖3的虛線可見，在外側繞組部25中，從切槽20內的3號地址朝前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，與從逆時針方向相隔6個切槽的切槽20內的4號地址向前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，分別在前托架1側結合。另外，從切槽20內的4號地址朝前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，與從順時針方向相隔6個切槽的切槽20內的3號地址向前托架1側分別延伸出來的導體段26的結合部29，分別在前托架1側結合。
導體段26A、26B的結合部29的前端部，為了彎曲工序的方便，插入導體段26的2個切槽20間的大致中央位置朝徑向重合，繞上線夾后進行釬焊。
由此，在內側繞組部24中，形成了結合部29的前端部之間連接的多個連接部在圓周方向分別排列的結合部側線圈端部40。
外側繞組部25中，形成了結合部29的前端部之間連接的多個連接部在圓周方向分別排列的結合部側線圈端部41。
另外，內側繞組部24中，形成了多個連接部28在圓周方向分別排列的連接部側線圈端部42。
外側繞組部25中，形成了多個連接部28在圓周方向分別排列的連接部側線圈端部43。
同樣，形成4匝的b相定子繞組部、c相定子繞組部，然后各相定子繞組部星形接線，形成3相定子繞組。
如此結構的車輛用交流發電機中，電流從蓄電池(未圖示)通過電刷9及集電環8供給轉子線圈14，從而發生磁通。利用該磁通，一方的磁極鐵心15的爪狀磁極17磁化為N極，另一方的磁極鐵心16的爪狀磁極18磁化為S極。另一方面，發動機的旋轉扭矩通過皮帶及皮帶輪4傳遞給軸5，使轉子6旋轉。由此，定子繞組22中被賦予旋轉磁場，在定子繞組22內發生電動勢。該交流電動勢通過整流器11整流為直流，同時其大小由調節器13調節，向蓄電池充電。
另外，通過固定在轉子6的軸線方向的兩端面上的離心風扇19的旋轉，如圖1中的箭頭C所示，在后托架2側，外氣通過吸氣孔31吸入，將整流器11、調節器13冷卻，然后由離心風扇19朝離心方向彎曲，對定子繞組22的連接部側線圈端部42、43冷卻，從排氣孔32向外部排出。另外，如圖1中的箭頭D所示，在前托架1側，外氣通過吸氣孔31吸入后由離心風扇19朝離心方向彎曲，對定子繞組22的結合部側線圈端部40、41冷卻，從排氣孔32向外部排出。
本實施例的車輛用交流發電機中，從定子鐵心21的端面到內側繞組部24的導體段26B的連接部28的前端為止的高度H2，在全周是相同的，另外，從定子鐵心21的端面到外側繞組部25的導體段26A的連接部28的前端為止的高度H1，在全周是相同的，且在導體段26B的連接部28形成曲線部30，使所述高度H1與所述高度H2為同一高度。
因此，后托架2側即定子繞組22的連接部側線圈端部42、43的冷卻風的流動阻力減小，可提高定子繞組22、整流器11及調節器13的冷卻性。
另外，構成內側繞組部24的導體段26B的全長與構成外側繞組部25的導體段26A的全長相同，導體段26A與導體段26B，變形之前的導體片可以是相同規格，可降低制造成本。
如圖6所示，也可在內側繞組部24的導體段26B的一對直線部27分別形成高度調節部即曲線部33，使從定子鐵心21的端面到內側繞組部24的導體段26B的連接部28的前端為止的高度H2與從定子鐵心21的端面到外側繞組部25的導體段26A的連接部28的前端為止的高度H1一致。
另外，也可在內側繞組部的導體段的連接部及一對直線部分別形成高度調節部即曲線部。
而且，也可在內側繞組部的導體段形成高度調節部即曲線部，另外，在外側繞組部的導體段形成比該曲線部曲率半徑小的高度調節部即曲線部，使內側繞組部的線圈端部的高度與外側繞組部的線圈端部的高度相同。
另外，作為高度調節部形成了曲線部，當然并不局限于此，也可是吸收內側繞組部的連接部側線圈端部的高度的迂回形狀的結構。
而且，從定子鐵心的端面到內側繞組部的導體段的連接部的前端為止的高度與從定子鐵心的端面到外側繞組部的導體段的連接部的前端為止的高度，并不需要在全周相同，即使該場合，也可使連接部側線圈端部的冷卻風的流動阻力減小，可提高定子繞組、整流器及調節器的冷卻性。
另外，定子繞組22中，對于導體為繞4圈的3相定子繞組22進行了說明，若要求更加低速且高輸出功率的場合，導線的卷繞圈數也可為6圈、8圈。比如6周的場合，為了與外側繞組部的連接部側線圈端部的高度對齊，至少在內側繞組部及中間繞組部的導體段需要設置高度調節部。
另外，本發明并不局限于車輛用交流發電機，比如也可適用于船外機用交流發電機。
權利要求
1.一種交流發電機，包括N極、S極沿旋轉方向交替形成的轉子；在該轉子的軸線方向的兩端面的至少一方設有的風扇；以及具有圍住所述轉子的定子鐵心和在朝該定子鐵心的軸線方向延伸且圓周方向留有間隔而形成的切槽中裝有定子繞組的定子，所述定子繞組是由形成大致U字形的多個導體段相互連接而成，而該多個導體段包括收納在所述切槽內的一對直線部、將該直線部相互連接的連接部、以及設置在所述直線部的前端部且從所述定子鐵心的一端面突出的結合部，所述定子繞組包括內側繞組部和外側繞組部，而內側繞組部具有結合部側線圈端部和連接部側線圈端部，該結合部側線圈端部具有多個連接部，其將在所述切槽內從徑向最內徑側的層延伸出來的所述導體段的結合部和在圓周方向上隔開規定切槽數的切槽內從徑向最內徑側起的1個外側的層延伸出來的所述導體段的結合部連接起來，且該多個連接部在圓周方向分別排列；而該連接部側線圈端部是，在所述定子鐵心的另一端面，從所述切槽內的徑向最內徑側的層及在圓周方向隔開規定切槽數的切槽內的徑向最內徑側起、從1個外側的層突出的多個所述導體段的所述連接部，在圓周方向上分別排列，而外側繞組部具有結合部側線圈端部和連接部側線圈端部，該結合部側線圈端部具有多個連接部，其將在所述切槽內從徑向最外徑側的層延伸出來的所述導體段的結合部和在圓周方向上隔開規定切槽數的切槽內從徑向最外徑側起的1個外側的層延伸出來的所述導體段的結合部朝相互打開的方向進行彎曲連接，且該多個連接部在圓周方向分別排列；該連接部側線圈端部是，在所述定子鐵心的另一端面，從所述切槽內的徑向最外徑側的層及在圓周方向隔開規定切槽數的切槽內的徑向最外徑側起、從1個內側的層突出的多個所述導體段的所述連接部，在圓周方向上分別排列，其特征在于，至少在所述內側繞組部的所述導體段上設有高度調節部，以將所述內側繞組部的所述結合部側線圈端部的高度調節成與所述外側繞組部的所述結合部側線圈端部的高度大致相等，并將所述內側繞組部的所述連接部側線圈端部的高度調節成與所述外側繞組部的所述連接部側線圈端部的高度相等。
2.如權利要求1所述的交流發電機，其特征在于，所述高度調節部是形成在所述連接部上的曲線形狀的曲線部。
3.如權利要求1所述的交流發電機，其特征在于，所述高度調節部是形成在所述直線部上的曲線形狀的曲線部。
4.如權利要求1至3的任一項所述的交流發電機，其特征在于，所述內側繞組部的所述結合部側線圈端部的高度與所述外側繞組部的所述結合部側線圈端部的高度在全周是相同的，所述內側繞組部的所述連接部側線圈端部的高度與所述外側繞組部的所述連接部側線圈端部的高度在全周是相同的。
全文摘要
本發明的車輛用交流發電機中，至少在內側繞組部(24)的導體段上設置曲線部(30)，以將內側繞組部(24)的結合部側線圈端部的高度調節成與外側繞組部(25)的結合部側線圈端部的高度相等，將內側繞組部(24)的連接部側線圈端部的高度調節成與外側繞組部(25)的連接部側線圈端部的高度相等。采用本發明，能使線圈端部處的冷卻風的流動阻力減小，能提高定子繞組的冷卻性。
文檔編號H02K3/12GK1649235SQ200410061908
公開日2005年8月3日 申請日期2004年6月24日 優先權日2004年1月29日
發明者東野恭子, 柏原利昭 申請人:三菱電機株式會社