专利名称：旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在转子的端部固定有冷却线圈端的离心风扇的旋转电机。
背景技术：
图18为表示传统的车辆用交流发电机结构的剖面图，图19和图20分别为表示适用于传统的车辆用交流发电机的转子的前侧和后侧的离心风扇的正面图。
该车辆用交流发电机的结构是在由铝制的前架1和后架2构成的壳体3内，通过轴6回转自如地安装着兰德勒型(ランドル型)转子7，在壳体3的内壁面固定着覆盖转子7外周侧形状的定子8。
轴6可回转地被支承在前架1和后架2上。在该轴6的一端固定着皮带轮4，通过皮带(未图示)可将发动机的回转扭矩传递给轴6。
向转子7供电的滑环9被固定于轴6的另一端部，一对电刷10与该滑环9滑接地被收纳于配设在壳体3内的电刷座11中。调节器18用于调整由定子8产生的交流电压大小，与嵌装于电刷座11的散热片(日文ヒ一トシク)17接合。在壳体3内，安装着与定子8电气性连接并对由定子8产生的交流整流为直流的整流器12。
转子7由电流流动而产生磁通的转子线圈13、以及设置成覆盖该转子线圈13形状且利用转子线圈13产生的磁通形成磁极的一对兰德勒型磁极铁心20、21所构成。一对磁极铁心20、21由铁制成，分别在外周缘沿周向、以等角间距凸设有多个爪状磁极22、23，将爪状磁极22、23咬合地对置并固定在轴6上。
前侧和后侧的离心风扇5A、5B是将金属薄板经板金加工后制成，由圆环状的基部5a、从基部5a的外周缘部朝径向外方延设的多个翼片底板5b、以及将各翼片底板5b的外周缘部折曲形成的翼片5c所构成。并且，前侧和后侧的离心风扇5A、5B分别被固定在磁极铁心20、21的轴线方向的两端面。
定子8由定子铁心15和定子线圈16构成，该定子线圈16是将导线卷绕在该定子铁心15上而形成，随着转子7的回转，通过来自转子7的磁通变化而产生交流。并且，卷绕于定子铁心15的绕组的一部分，朝定子铁心15的轴线方向的两端延伸，构成了前侧线圈端16f和后侧线圈端16r。
在这种结构的车辆用交流发电机中，电流从蓄电池(未图示)通过电刷10和滑环9向转子线圈13供给，产生磁通。利用该磁通，使一方磁极铁心20的爪状磁极22磁化成N极，另一方磁极铁心21的爪状磁极23磁化成S极。另一方面，发动机的回转扭矩通过皮带和皮带轮4传递给轴6，使转子7回转。此时，向定子线圈16赋予回转磁场，使定子线圈16产生电动势。该交流的电动势通过整流器12被调整成直流，同时其大小由调节器18进行调整，向蓄电池充电。
在该车辆用交流发电机中，转子线圈13、定子线圈16、整流器12和调节器18在发电中总会发热，在额定输出电流100A级别的发电机中，在高温度的回转条件下，分别具有60W、500W、120W和6W的发生热力。
由此，为了冷却因发电而产生的热，在前架1和后架2上设置有吸气孔1a、2a和排气孔1b、2b。具体地讲，如图18所示，在前架1和后架2各自的轴线方向面(端面)，沿周向排列设置有多个吸气孔1a、2a，在前架1和后架2各自的径向面(侧面)，沿周向排列设置有多个排气孔1b、2b。
如图18中的箭头所示，在后侧，利用后侧的离心风扇5B的回转，外气通过吸气孔2a被吸入壳体3内，对整流器12和调节器18进行冷却，再通过离心风扇5B，在离心方向上弯曲后对定子线圈16的后侧线圈端16r进行冷却，然后从排气孔2b向外部排出。
另一方面，如图18中的箭头所示，在前侧，利用前侧的离心风扇5A的回转，外气通过吸气孔1a被吸入壳体3内，再通过离心风扇5A，在离心方向上弯曲后对定子线圈16的前侧线圈端16f进行冷却，然后从排气孔1b向外部排出。并且，利用前侧与后侧的压力差，冷却风通过转子7内从前侧流向后侧，对定子线圈13进行冷却。
在传统的车辆用交流发电机中，如图21所示，定子线圈16的前侧线圈端16f和后侧线圈端16r是在隔开规定的切槽数的切槽之间，将卷绕复数圈导线而形成的多个线圈端部安装在定子铁心15上，在邻近于离心风扇5A、5B的内径侧的线圈端部，管直接与冷却风接触，冷却效率良好，但存在的问题是外径侧的线圈端部被内径侧的线圈端部遮蔽，不容易与冷却风接触，冷却效率相应地变差。
本发明就是将解决上述这样的问题作为了课题，其目的在于，提供一种能提高定子线圈冷却效率的旋转电机。
发明内容
本发明的旋转电机，包括由前架和后架构成的壳体；具有固定在回转自如设置于该壳体内的轴上的一对爪极型磁极铁心的转子；固定于所述前架侧的所述轴端部的皮带轮；配设在所述壳体内的所述转子的所述后架侧的整流器；设置于所述转子的轴线方向两端部的离心风扇；以及支承在所述前架和所述后架上、将所述转子的外周包覆的定子，所述定子具有在内周侧开口有切槽、沿周向留有间隔地朝所述轴线方向延伸形成的多个圆筒状的定子铁心；以及卷装在该定子铁心上的定子线圈，该定子线圈由多根导线构成，该导线包括被收纳于所述切槽内的大量直线部；以及在切槽外部将隔开规定的切槽数成对的直线部的端部相互间连接、在所述定子铁心的两侧形成线圈端的大量拐弯部，各所述导线的所述直线部沿着所述定子铁心的周向，内层与外层相互交替状重复地配置在切槽深度方向上，各·所述导线的各所述拐弯部在所述周向上，以一定的间隔且朝同一方向倾斜状配设，其特征在于，由所述离心风扇动作所产生的冷却风，从所述前架和所述后架的所述轴线方向上各自形成的吸气孔向所述壳体内流入，同时从所述前架和所述后架的所述径向上各自形成的排气孔流出，另外，在所述壳体内，从所述前架侧通过所述转子向所述后架侧流通。
本发明能提高定子线圈的冷却效率。
附图的简单说明图1为表示本发明实施形态1中的车辆用交流发电机的剖面图。
图2为表示图1所示的离心风扇送风性能的图。
图3为表示适用于图1所示的定子的线圈段的立体图。
图4为表示组装有图3所示的线圈段的定子的要部侧面图。
图5为表示从前侧看组装有图3所示的线圈段的定子时的要部立体图。
图6为表示本发明实施例1中的转子的立体图。
图7为表示图6所示的前侧的离心风扇的正面图。
图8为表示图6所示的后侧的离心风扇的正面图。
图9为表示本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的变形例的侧剖面图。
图10为图9的要部放大图。
图11为表示本发明实施形态2中的车辆用交流发电机的要部剖面图。
图12为表示适用于本发明实施形态3中的车辆用交流发电机的定子的立体图。
图13(a)为表示构成图12所示的定子线圈的绕组组件的侧面图，图13(b)为图13(a)的正面图。
图14为表示构成图13所示的绕组组件的连续线要部立体图。
图15为说明图14的连续线配列的图。
图16为说明图12所示的定子中的定子线圈的1个相的接线状态的平面图。
图17为图12所示的定子回路图。
图18为表示传统的车辆用交流发电机的剖面图。
图19为表示图18所示的前侧的离心风扇的正面图。
图20为表示图18所示的后侧的离心风扇的正面图。
图21为表示图18所示的定子的立体图。
具体实施例方式
下面说明本发明的各实施形态例。与图18～图21所示的传统的车辆用交流发电机同一或相当部分标记同一符号，省略其说明。
实施形态1图1为表示本发明实施形态1中的车辆用交流发电机的剖面图，图2为表示图1所示的离心风扇送风性能的图，图3为表示构成图1所示的定子线圈的大致呈U字形的线圈段的立体图，图4为表示组装有图3所示的线圈段的定子的要部侧面图，图5为表示组装有图3所示的线圈段的定子的要部立体图。
各图中，前侧离心风扇40被固定在转子7的磁极铁心20的前侧端面，后侧离心风扇41被固定在转子7的磁极铁心20的后侧端面上。并且，前侧离心风扇40具有图2中的曲线A1的送风性能，后侧离心风扇41具有图2中的曲线A2的送风性能。即，后侧离心风扇41采用了比前侧离心风扇40能力大的离心风扇。另外，所谓离心风扇的能力，是指以规定的流量流动时的离心风扇通风前后的压力差大小，以同一流量流动时，越是产生大的压力差，其能力越大。
定子35由定子铁心15的定子线圈36构成。定子铁心15呈圆筒状，沿周向以等角间距设置有多个，以使呈大致长方形的剖面形状的齿部15a朝径向内方伸出，在齿部15a之间形成收容线圈的切槽15b。各切槽15b的槽方向与轴线方向平行，并在内周侧开口。
定子线圈36的结构是由大量线圈段30连接的导线组成的3相交流绕组构造。该线圈段30采用了绝缘薄膜包覆的剖面矩形的铜等的导体，由弯曲变形的连接部30b将一对直线部30a连结而成，呈大致U字状。另外，线圈段30是预先将一对直线部30a间的间隔，对应于3切槽大小的间隔进行制作。再将该线圈段30的一对直线部30a，分别从后侧插入隔开2切槽数配对的各组的切槽15b中，接着，将延伸至前侧的各直线部30a的延伸部折曲后，将开放端部30c相互间接合，制成例如整体为1组的3相交流绕组。另外，所谓的隔开2切槽数配对的切槽的组，比如相当于周向的第1号切槽与第4号切槽构成的组。
此时，这些线圈段30如图4所示，使连接部30b的高度一致，分别以2根从后侧插入各组的切槽15b中。并且，在各切槽15b中，将4根直线部30a以矩形剖面的长度方向为径向、并排成1列地收纳在径向上。
在各组的切槽15b中，将1个线圈段30插入从一方的切槽15b外周侧开始的第1号位置和从另一方的切槽15b外周侧开始的第2号位置，再将另1个线圈段30插入从一方的切槽15b的外周侧开始的第3号位置和从另一方的切槽15b的外周侧开始的第4号位置。其次，将插入从切槽15b外周侧开始的第1号位置的线圈段30的开放端部30c与插入从隔开2切槽数的切槽15b外周侧开始的第2号位置的另一线圈段30的开放端部30c进行接合，制成外周侧的绕组。再将插入从切槽15b外周侧开始的第3号位置的线圈段30的开放端部30c与插入从隔开2切槽数的切槽15b外周侧开始的第4号位置的另一线圈段30的开放端部30c进行接合，制成内周侧的绕组。然后将外周侧的绕组与内周侧的绕组串联状连接。
线圈段30的开放端部30c相互间呈径向重叠，通过电弧焊接将接合部(开放端部30c的前端部)整体性地熔化接合。将内周侧的绕组中的被接合的2个开放端部30c(接合部31)和外周侧的绕组中的被接合的2个开放端部30c(接合部31)在径向上排成1列。由此，由线圈段30的接合部31侧构成的拐弯部32a沿周向配置成2列，构成了接合侧线圈端32。
此时，被接合的2个开放端部30c，相对于矩形剖面的短边呈径向重叠，通过电弧焊接将前端部整体熔化接合。
另外，线圈段30的连接部30b沿周向配列成2排，构成了转弯侧线圈端33。
构成接合侧线圈端32的拐弯部32a、构成转弯侧线圈端33的拐弯部即连接部30b，分别在定子铁心15的周向上，以一定的间隔且朝同一方向倾斜。
这种结构的定子35是将线圈段30的开放端部30c接合构成的接合侧线圈端32的位置置于前侧，将由连接部30b构成的转弯侧线圈端33的位置置于后侧，组装在车辆用交流发电机中。即，定子线圈36的接合侧线圈端32相当于前侧线圈端36f，转弯侧线圈端33相当于后侧线圈端36r。
下面参照图2说明本实施形态1中的离心风扇的动作点。图2中，A1表示前侧离心风扇40的送风性能曲线，A2表示后侧离心风扇41的送风性能曲线，Rf表示前侧的通风路径的风路压损曲线，Rr表示后侧的通风路径的风路压损曲线。
图2中，前侧离心风扇40的动作点就是曲线A1与曲线Rf的交点，后侧离心风扇41的动作点就是曲线A2与曲线Rr的交点。即，使用前侧离心风扇40可得到风量Q3、风压P3，使用后侧离心风扇41可得到风量Q2、风压P2。另外，Q2＜Q3，P2＞P3。
此时，从吸气孔1a流入前架1内、通过离心风扇40朝离心方向弯曲后从排气孔1b排出的流过前侧通风路径的冷却风的风量，要多于从吸气孔2a流入后架2内、通过离心风扇41朝离心方向弯曲后从排气孔2b排出的流过后侧通风路径的冷却风的风量。另外，流入前侧的冷却风的一部分，通过转子7内流向后侧。
在此，作为前侧和后侧的离心风扇，在共同使用具有A1的送风性能曲线的离心风扇时，前侧和后侧的离心风扇的动作点分别是(Q3、P3)和(Q1、P1)。另外，Q1＜Q2＜Q3，P2＞P1＞P3。
由此，作为后侧的离心风扇41，在使用具有A2的送风性能曲线的离心风扇时，后侧离心风扇41的动作点就是(Q2、P2)。即，因后侧离心风扇41的能力变大，故流过后侧通风路径的冷却风的风量可从Q1上升至Q2。此时，后侧离心风扇41的能力被设定成流过后侧通风路径的冷却风的风量不会超越流过前侧通风路径的冷却风的风量。
这样，在本实施形态1中，流过前侧通风路径的冷却风的风量大于流过后侧通风路径的冷却风的风量，并且，后侧离心风扇41的能力大于前侧离心风扇40的能力，在此状态下进行运转。
由于可有效地使定子线圈36的线圈端冷却的前侧的风量比后侧的风量大，因此可充分冷却定子线圈36，可抑止定子线圈36的温度上升。并且，由于后侧离心风扇41的能力大于前侧离心风扇40的能力，因此可充分确保后侧的风量，可对整流器12和调节器18充分冷却，可抑止整流器12和调节器18的温度上升。从而获得可提高整体冷却效率的车辆用交流发电机。
又由于通风阻力小的前侧的风量大于通风阻力大的后侧的风量，从而获得可抑止风声恶化的车辆用交流发电机。
又由于定子线圈36是由具有矩形剖面的大量短尺寸的线圈段30连接而成，因此可提高线圈段30对切槽15b的占空系数(空间系数)，可提高输出功率。
又由于线圈段30呈大致U字状，因此，通过将线圈段30从定子铁心15一侧插入切槽15b内，将从定子铁心15的另一侧延伸出的开放端部30c相互间接合，可得到卷装于定子铁心15的定子线圈36。由此，可简单地制成卷装于定子铁心15的定子线圈36。
又由于接合侧线圈端32具有被除去绝缘薄膜而提高了放热性的接合部31，被配置于风量大的前侧，因此，可使定子线圈36的热量有效地从接合侧线圈端32放出，可有效地抑止定子线圈36的温度上升。
又由于构成接合侧线圈端32的各拐弯部32a，在定子铁心15的周向上以一定的间隔、且朝同一方向倾斜地有规则进行配列，因此，从前侧离心风扇40来的冷却风通过拐弯部32a间的间隙圆滑地流动，可提高接合侧线圈端32的冷却效率。
又由于构成转弯侧线圈端33的拐弯部即连接部30b，在定子铁心15的周向上以一定的间隔、且朝同一方向倾斜地有规则进行配列，因此，从后侧离心风扇41来的冷却风通过连接部30b间的间隙圆滑地流动，可提高转弯侧线圈端33的冷却效率。
下面，具体对适用于本发明的车辆用交流发电机的离心风扇构造作出说明。
实施例1图6为表示适用于本发明的车辆用交流发电机的转子的实施例1的立体图。图7和图8分别为表示适用于图6所示的转子的前侧离心风扇和后侧离心风扇的正面图前侧和后侧的离心风扇40A、41A是将金属薄板经板金加工后制成，由圆环状的基部40a、41a、从基部40a、41a的外周缘部朝径向外方延设的多个翼片底板40b、41b、以及将各翼片底板40b、41b的外周缘部折曲形成的翼片40c、41c构成了各离心风扇。离心风扇40A、41A各自的外径(Df、Dr)、翼片枚数(Nf、Nr)、翼片高度(BHf、BHr)相同，但离心风扇41A的翼片弦长(BLr)比离心风扇40A的翼片(BLf)长，离心风扇41A的能力比离心风扇40A的能力大。即，Df＝Dr、Nf＝Nr、BHr＝BHf、BLf＜BLr。
组装安装有这种结构的离心风扇40A、41A的转子的车辆用交流发电机，在以5000rpm的转速运转时，前侧的吸入风量QfIN为0.05m3/s、前侧的排出风量QfOUT为0.048m3/s、后侧的吸入风量QrIN为0.033m3/s、后侧的排出风量QrOUT为0.035m3/s、从前侧流向后侧的风量QF→r为0.002m3/s。
采用本实施例1，由于后侧离心风扇41A的翼片弦长(BLr)比前侧离心风扇40A的翼片弦长(BLf)长，后侧离心风扇41A的能力比前侧离心风扇40A的能力大，并且，前侧的吸入风量QfIN和排出风量QrOUT比后侧的吸入风量QfIN和排出风量QrOUT大。
由此可实现上述实施例1的效果。
又由于将前侧和后侧的离心风扇40A、41A的翼片枚数作成了10枚，因此与翼片枚数为8枚的传统例相比，可增大风量，可抑止定子线圈36、整流器12和调节器18的温度上升。
但是，由于前侧线圈端36f的各拐弯部32a和后侧线圈端36r的各拐弯部即连接部30b，分别沿定子铁心15的周向以一定的间隔、朝同一方向倾斜且有规则地进行配列，因此，冷却风通过各拐弯部32a、各连接部30b间的间隙而流动，尽管线圈端36f、36r的冷却效率良好，但因该冷却风与倾斜的各拐弯部32a、各连接部30b冲突，故出现了风噪音变大的问题。
图9和图10就是为了解决这种不良现象，在前侧线圈端36f和后侧线圈端36r的内周面，除了定子铁心15的两端面附近的通气部71、72之外，安装着作为平滑构件的树脂制绝缘片70a、70b，在前侧线圈端36f一侧，除了定子铁心15的附近之外，防止冷却风与内径侧倾斜的各拐弯部32a发生冲突。因此可抑止风噪音。另外，在后侧线圈端36r一侧，除了定子铁心15的附近之外，防止冷却风与内径侧倾斜的各连接部30b发生冲突，因此可抑止风噪音。
本例中，在前架1上，从吸气孔1a流入的冷却风，一部分从排气孔1b向外部排出，一部分通过通气部71一边与前侧线圈端36f冲突，一边从排气孔1b向外部排出。并且，一部分利用壳体3内的压力差，主要通过邻接的爪状磁极22、23的空间部流向后侧线圈端36r，通过通气部72一边与后侧线圈端36r冲突，一边从排气孔2b向外部排出。
另外，在后架2上，从吸气孔2a流入的冷却风，一边与后侧线圈端36r冲突，一边从排气孔2b向外部排出。
另外，作为平滑构件，既可以将树脂充填于周向邻接的拐弯部32a、连接部30b间的间隙中，以取代绝缘片70a、70b，也可以是纸制的片材。总之，在线圈端36f、36r的内周面的一部分，只要是冷却风不在径向通过的材质、形状且平滑的物体即可。当然，对于这种平滑性，也可以稍许带有凹凸。
实施形态2本实施形态2中，如图11所示，定子线圈36的前侧线圈端36f的轴线方向高度(CLf)比后侧线圈端36r的轴线方向高度(CLr)高，并且，前侧线圈端36f与离心风扇40的轴线方向的重叠量(Of)比后侧线圈端36r与离心风扇41的轴线方向的重叠量(Or)大，按此状态进行定子35的配置。即，CLr＜CLf，Or＜Of。另外，其它结构与上述实施形态1相同。
采用本实施形态2，将定子35配置成定子线圈36的前侧线圈端36f的轴线方向高度(CLf)比后侧线圈端36r的轴线方向高度(CLr)高。由此可减小暴露于冷却效率差的后侧的冷却风中的线圈端的体积，并且可增大暴露于冷却效率良好的前侧的冷却风中的线圈端的体积，可有效地冷却定子线圈36。
另外，将定子35配置成前侧线圈端36f与离心风扇40的轴线方向的重叠量(Of)比后侧线圈端36r与离心风扇41的轴线方向的重叠量(Or)大。由此可增大暴露于冷却效率良好的前侧的冷却风中的线圈端的体积，可有效地冷却定子线圈36。
另外，本实施形态1、2中，使用了大致呈U字状的线圈段30，但本发明不限定于大致呈U字状的线圈段30，线圈段也可是直线状延伸的短尺状的导体片。
实施形态3在上述实施形态1、2的定子线圈36中，采用了由大量短尺状的线圈段30连接组成的导线制成的规定的绕组构造，但本实施形态3中，各导线是由1根连续线构成，由该导线形成了规定的绕组构造的定子线圈。
图12为表示本发明实施形态3的车辆用交流发电机的定子的立体图，图中，为了便于说明，省略了搭接线等的接线部。
图12中，定子81在周向上、以等角间距设置有多个呈大致长方形的剖面形状的齿部50a，形成朝径向内方伸出的状态，轴线方向延伸的切槽50b包括由形成于齿部50a间的圆筒状层叠铁心构成的定子铁心50；卷装于定子铁心50的定子线圈51；以及安装于切槽50b内、使定子铁心50与定子线圈51电气绝缘的绝缘子52。并且，定子线圈51具有向定子铁心50的前侧和后侧延伸的线圈端51f、51r。
定子线圈51具有径向配设成2列的、图13所示的2组的绕组组件60。各绕组组件60是将作为导线的1根连续线61在定子铁心50的端面侧的切槽50b的外部进行折返，以每隔规定切槽数，在切槽50b内沿着切槽的深度方向波形卷绕形成内层与外层交替的形态，被卷装在定子铁心50上。此时，在定子铁心50上，与转子7的磁极数(16)相对应，等间隔地形成有96个切槽50b，收容有后述的2组3相定子绕组群53。即，每极每相的切槽数是2个。另外，连续线61使用了例如被绝缘薄膜包覆的呈扁平的剖面的铜线材料的连续线。
下面参照图13至图15，具体说明绕组组件60的构造。图13为表示构成图12所示的定子中的定子线圈的绕组组件的图，图13(a)为其侧面图，图13(b)为其正面图。图14为表示构成图12所示的定子线圈的连续线要部立体图，图15为说明构成图12所示的定子线圈的连续线排列的图。
构成绕组组件60的导线即各连续线61如图14所示，形成了由拐弯部61a连接的直线部61b以6切槽间距(6P)配列的平面状图形。并且，邻接的直线部61b错开连续线61的宽度(W)大小，由拐弯部61a连接。形成了这种图形的2根连续线61如图15所示，以错开6切槽间距将直线部61b重叠状配列，构成了连续线对。连续线组件60如图13所示，是将这样配列的连续线对，各以隔开1切槽间距地配列成6对而构成。并且，连续线61的端部各有6根延伸至连续线组件60两端的两侧。另外，构成线圈端的拐弯部61a整齐地配列在连续线组件60的两侧部。
将这种结构的2组绕组组件60沿径向在定子铁心50上卷装成2列，连接各连续线61，制成规定的卷线构造。延伸至定子铁心50的端面侧后折返的连续线61的拐弯部61a形成了线圈端。此时，在定子铁心50的两端，大致呈同一形状的拐弯部61a沿周向且径向相互离间，呈2列地整齐配列在周向上，形成了前侧和后侧的线圈端51f、51r。
该绕组组件60例如、可以通过将12根连续线在同一平面上以1切槽间距配列，将12根连续线同时在同一平面上弯曲形成雷状，再用夹具呈直角方向折叠而制成。同时，在将12根连续线弯曲形成雷状时，只要将规定的连续线引出，在绕组组件60的两侧部形成搭接线、引出线和中性点用的导线(未图示)。
下面参照图16，具体说明1个相的定子绕组54的绕组构造。图16中，用实线表示定子铁心50的后侧配线，用虚线表示前侧配线。
1个相的定子绕组54分别由1根连续线61组成的第1至第4绕组62～65所构成。第1绕组62是将1根连续线61，从切槽编号的第1号起至第91号每隔6切槽，将从切槽50b内的从内周侧起的第1号位置(1号地址)与从内周侧起的第2号位置(2号地址)相互交替状地制成波形绕组。第2绕组62是将连续线61，从切槽编号的第1号起至第91号每隔6切槽，将从切槽50b内的2号地址与1号地址相互交替状地制成波形绕组。第3绕组64是将连续线61，从切槽编号的第1号起至第91号每隔6切槽，将从切槽50b内的内周侧起的第3号位置(3号地址)与从内周侧起的第4号位置(4号地址)相互交替状地制成波形绕组。第4绕组65是将连续线61，从切槽编号的第1号起至第91号每隔6切槽，将从切槽50b内的4号地址与3号地址相互交替状地制成波形绕组。
这样，第1至第4绕组62～65分别构成了将1根连续线61在每6个切槽的切槽50b内沿切槽深度方向卷装成内层与外层交替状所组成的1匝的绕组。并且，在各切槽50b内，使连续线61的矩形剖面的长度方向在径向上对齐，以4根排成1列地配列在径向上。
在定子铁心50的后侧，将从切槽编号的1号的第2号地址延伸出的第2绕组63的端部63a与从切槽编号的91号的第3号地址延伸出的第4绕组65的端部65b接合，再将从切槽编号的1号的第4号地址延伸出的第4绕组65的端部65a与从切槽编号的91号的第1号地址延伸出的第2绕组63的端部63b接合，形成了2匝的绕组。
另外，在定子铁心50的前侧，将从切槽编号的1号的第1号地址延伸出的第1绕组62的端部62a与从切槽编号的91号的第4号地址延伸出的第3绕组64的端部64b接合，再将从切槽编号的1号的第3号地址延伸出的第3绕组64的端部64a与从切槽编号的91号的第2号地址延伸出的第1绕组62的端部62b接合，形成了2匝的绕组。
其次，将从切槽编号的61号的第3号地址和67号的第4号地址向定子铁心50的后侧延伸的第3绕组64的连续线61的部分切断，将从切槽编号的67号的第3号地址和73号的第4号地址向定子铁心50的后侧延伸的第4绕组65的连续线61的部分切断。再将第3绕组64的切断端64c与第4绕组65的切断端65c接合，形成了将第1至第4绕组62～65串联连接组成的4匝的1个相的定子绕组54。
另外，将第3绕组64的切断端64c与第4绕组65的切断端65c的接合部成为了搭接线连接部，将第3绕组64的切断端64d和第4绕组65的切断端65d分别成为中性点(N)和引出线(O)。
同样，将卷装有连续线61的切槽50b各错开1个地形成6个相的定子绕组54。如图24所示，将定子绕组54各以3个相进行星型接线，形成了由2组3相定子绕组群53组成的定子线圈51。将各3相定子绕组群53分别与整流器12连接，各整流器12的直流输出呈并列状连接而合成。
此时，构成第1至第4绕组62～65的各自的连续线61，从1个切槽50b向定子铁心50的端面侧延伸，折返后进入隔开5个切槽的切槽50b中，卷成波形绕组形状。再将各个连续线61在每6个切槽的切槽深度方向(径向)上卷装成内层与外层交替的形状。然后，将第1绕组62与第2绕组63错开180°电气角度进行反转卷装，构成1组的绕组组件60。同样，将第3绕组64与第4绕组65错开180°电气角度进行反转卷装，构成另1组的绕组组件60。
本实施形态3中，除了使用定子81代替定子8之外，其它结构与上述实施形态1相同。因此，本实施形态3也是通过采用上述实施例1～9的任1种构造，可提高整体的冷却效率，又可降低噪音。
另外，也可使构成前侧线圈端的拐弯部61a的轴线方向高度高于后侧线圈端的拐弯部61a的轴线方向高度。在此场合，可减小暴露于冷却效率差的后侧的冷却风中的线圈端的体积，并且可增大暴露于冷却效率良好的前侧的冷却风中的线圈端的体积，可有效地冷却定子线圈51。
另外，采用本实施形态3，定子线圈51是由6根定子绕组54连接而成，形成了2组3相定子绕组群53。各定子绕组54的结构是将由切槽50b内收纳的大量直线部61b和在切槽50b的外部邻接的直线部61b的端部相互间连接的大量拐弯部61a所构成的1根连续线61，收纳成使该直线部61b在每6个切槽的切槽50b内沿切槽深度方向形成不同的层。因此，本实施形态3中，与使用大量U字状的线圈段30的上述实施形态1相比，可明显减少定子线圈中的接合部位，可提高定子的生产性，并且不会产生因焊接引起的导体软化，提高了作为定子的刚性，可降低磁性噪音。
上述实施形态3是将1根连续线61，以每绕1周卷装成1匝的波形绕组形状，以使每6个切槽的切槽内交替形成不同的层，但连续线的卷装构造不限定于此，例如也可将1根连续线，以每绕1周重叠状卷装成2匝的波形绕组形状，每6个切槽的切槽内交替形成不同的层。
另外，上述实施形态使用了矩形剖面的线圈段30和连续线61，但线圈段和连续线不限定于矩形剖面，也可是圆形剖面、或者将圆形剖面的线圈段和连续线的一部分形成矩形剖面。
另外，上述实施形态是将切槽15b(50b)设置成等角间距的例子，但也可不需要将切槽15b(50b)设置成等角间距，而是设置成不等间距。
另外，上述各实施形态是如图2所示，在全风量条件下，后侧离心风扇的能力(风压)大于前侧离心风扇的能力，但实际上，在车辆用交流发电机的使用风区域中，只要后侧离心风扇的能力(风压)大于前侧离心风扇的能力即可。另外，在全转速区域中，无需保持这一关系，在温度和噪音有问题的转速区域中，将离心风扇设定成这一关系即可。
另外，在定子绕组22方面，对导体卷绕4周的3相定子绕组22作了说明，但在要求更低速且高输出的场合，导线的圈数也可以是绕6周、绕8周。
另外，上述实施形态对作为旋转电机的车辆用交流发电机作了说明，当然，本发明也适用于车辆用交流发电电动机、电动机。
权利要求
1.一种旋转电机，包括由前架和后架构成的壳体；具有固定在回转自如设置于该壳体内轴上的一对兰德勒型磁极铁心的转子；固定于所述前架侧的所述轴端部的皮带轮；在所述壳体内配设在所述转子的所述后架侧的整流器；设置于所述转子的轴线方向两端部的离心风扇；以及支承在所述前架和所述后架上、将所述转子的外周包覆的定子，所述定子具有在内周侧开口有切槽、沿周向留有间隔地朝所述轴线方向延伸而形成多个的圆筒状定子铁心；以及卷装在该定子铁心上的定子线圈，该定子线圈由多根导线构成，该导线包括被收纳于所述切槽内的大量直线部；以及在切槽外部将隔开规定的切槽数并形成对的相互间连接起来、在所述定子铁心的两侧形成线圈端的大量拐弯部，各所述导线的所述直线部沿着所述定子铁心的周向，内层与外层相互交替状重复地配置在切槽深度方向上，各所述导线的各所述拐弯部在所述周向上，以一定的间隔且朝同一方向倾斜状配设，其特征在于，由所述离心风扇动作所产生的冷却风，从所述前架和所述后架的所述轴线方向上各自形成的吸气孔而向所述壳体内流入，同时从所述前架和所述后架的所述径向上各自形成的排气孔流出，并在所述壳体内，从所述前架侧通过所述转子向所述后架侧流通。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述导线由在端部具有开放端部、且中间部具有弯曲变形的连接部的呈U字状的多个线圈段构成，各所述线圈段从所述定子铁心的一端侧，被插入隔开所述规定切槽数的构成对的各切槽对内，并且，从所述定子铁心的另一端侧延伸出的所述开放端部相互朝展开的方向扩张地接合，通过所述线圈段的所述连接部侧而形成的所述拐弯部沿周向配列，构成拐弯侧线圈端，通过所述线圈段的开放端部相互间的接合而形成的所述拐弯部沿周向配列，构成接合侧线圈端。
3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，将所述接合侧线圈端配置在所述前架侧。
4.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，各所述导线分别由一连续的连续线构成。
5.如权利要求1到4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，在所述前架侧和所述后架侧的至少一方的所述线圈端内周面的一部分上，设置有内周面作成平滑的平滑构件。
全文摘要
一种旋转电机，定子线圈(36)由多根导线构成，该导线包括被收纳于切槽内的大量直线部；以及在切槽外部将隔开规定的切槽数形成对的直线部的端部相互间连接、在定子铁心(15)的两侧形成有前侧线圈端(36f)、后侧线圈端(36r)的大量拐弯部。各导线的所述直线部沿着定子铁心(15)的周向，内层与外层相互交替状重复地配置在切槽深度方向上，各导线的各拐弯部在所述周向上，以一定的间隔且朝同一方向倾斜状配设。由离心风扇动作所产生的冷却风，从吸气孔(1a、2a)流入壳体(3)内，从排气孔(1b、2b)流出，另外，在壳体(3)内，从前架(1)侧通过转子(7)向后架(2)侧流通。采用本发明，可提高定子线圈的冷却效率。
文档编号H02K9/04GK1661887SQ20041000828
公开日2005年8月31日 申请日期2004年2月27日 优先权日2004年2月27日
发明者柏原利昭 申请人:三菱电机株式会社